金屬鋰(Li),除了當電池,還能救人和破案

鋰,可謂是大名鼎鼎的金屬,每天人們都離不開它,手機、筆記本等電子產品的電池都跟這個元素相關。

根據美國宇航局的說法,鋰,以及第一和第二輕的化學元素(分別是氫和氦)是宇宙誕生時就存在的唯三的元素。它又輕又軟——軟到可以用菜刀切,密度低到可以浮在水面上。它在各種溫度下都是固體,熔點是所有金屬中最低的,沸點很高。

金屬鋰(Li),除了當電池,還能救人和破案

那麼鋰是怎麼被發現的呢?

那在1817年的瑞典,科學家約翰·奧古斯特·阿維森(Johan August Arfvedson)連著很多天都在忙著分析從斯德哥爾摩附近的烏託礦發現的一種礦物——透鋰長石。阿維森再三驗證分析結果,但全部組分的總和每次都只有96%,其餘的4%到哪兒去了呢?

對了,一定是礦物中含有一種至今還不知道的元素。阿維森又反覆進行了試驗。最後,他確信自己發現了一種新的鹼金屬。阿維森決定給它取名叫鋰(希臘文“岩石”之意)。

不久,阿維森又在其它的礦物中發現了這種元素,瑞典化學家伯齊利厄斯(Berzelius) 也在卡爾斯溫泉和捷克的馬裡安溫泉的礦泉水中發現了鋰。法國維希也正是由於它的泉水含有鋰鹽而成為了有名的水療城鎮。鋰對血細胞的發育非常重要,能改善造血功能,提高人體免疫機能。

在醫學上,鋰還被用於治療精神疾病,包括雙相情感障礙(俗稱躁鬱症)、抑鬱症和精神分裂症。確切的作用機制尚不清楚,但它可能通過增加大腦中化學信使的活動來幫助精神疾病,可以幫助鎮靜、安神,控制神經紊亂。碳酸鋰被美國食品和藥物管理局(FDA)批准為治療雙相情感障礙的處方藥。

1855年,德國化學家本森(Bunsen) 和英國的物理學家馬西森(Matheson)分別用熔融的氯化鋰成功地電離出純鋰。1893年金屬鋰的提取才被工業化,從發現到工業化製備前後歷時76年。原來,鋰是一種銀白色的軟金屬,比重僅僅約為水的一半。在金屬中沒有比鋰再輕的了。鋁比鋰重4倍,鐵比鋰重14倍,而鋨比鋰重39倍。

金屬鋰(Li),除了當電池,還能救人和破案

在室溫下鋰也會和空氣中的氮和氧發生強烈的化學反應。如果把純鋰放進一個玻璃瓶裡,扣上毛玻璃瓶塞,鋰就會和其中的空氣反應,之後玻璃瓶內變成真空,大氣壓力會把瓶塞壓得緊緊的,哪怕力大無窮的大力士也不能把塞子拔出來。因此,鋰的貯藏保管是個難題。

同是鹼金屬的鈉可以成功地貯藏在煤油或汽油裡,而鋰卻不行。如果把鋰放在這兩種東西里,鋰的表面就會立即發出劈哩啪啦的爆裂聲,閃閃發光。為了使鋰的這種活潑的特性處於抑制狀態,通常是把鋰棒放在凡士林裡面,或者包上石臘,從而起到一種保護層的作用。

鋰和氫就更容易進行化合反應了。少量的鋰可以和體積大得驚人的氫氣化合。一公斤氫化鋰就可以放出80分升氫氣。二戰的時候,英國飛行員配備有輕便的氫化鋰九作為應急之用。氫化鋰丸遇水立即溶解,當飛機失事墜落在水面上時,它釋放的大量氫氣可以為救生艇、救生衣等救生設備充氣。

而關於鋰,還有一段物理學家破案的軼事。1891年,剛剛從哈佛大學畢業的羅伯特伍德(Robert Wood,美國物理學家)到巴爾的摩師從著名教授萊蒙森(Remsen) 繼續深造。他一開始落腳在巴爾的摩大學附近一家旅店裡。住在這個旅店的其他學生告訴伍德,老闆娘常常把前一天客人的剩飯當成第二天的早餐提供給旅客。但大家苦於沒有證據無法揭穿她。

素以獨創和單獨解決問題的能力著稱的伍德,大展身手。他帶著樣子和味道都很像普通食鹽的氯化鋰去旅店餐廳吃飯,之後故意剩下幾塊肉,偷偷地在上面撒上氯化鋰(氯化鋰對人沒有危害)。第二天早上,學生們悄悄帶走早餐裡的肉,回實驗室用分光鏡檢查。果然,分光鏡下出現了只有鋰才能產生的紅色譜線。老闆娘的善於“理財”一下子暴露無遺。 若干年之後,伍德還曾以愉快的心情回憶起這次犯罪證據的偵破過程。

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