化學(xué)元素詳解

化學(xué)元素詳解元素序號：1元素符號：H元素名稱：氫元素原子量：1.008元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：卡文迪許發(fā)現(xiàn)年代：1766年發(fā)現(xiàn)過程：從金屬與酸作用所得的氣體中發(fā)現(xiàn)氫。元素描述：氫有三種同位素：1H（氕）、2H（氘，也叫重氫）、3H（氚，也叫超重氫），其中1H在自然界的豐度為99.985%。氫的單質(zhì)在通常情況下為無色、無味的氣體。氫氣是最輕的氣體，微溶于水（0℃時，每體積水溶解0.0214體積氫氣；20攝氏度時，溶解0.018體積；50攝氏度溶解0.016體積）。能在空氣中燃燒，生成水，并放出大量熱。當(dāng)空氣中含有一定量的（體積百分?jǐn)?shù)為4.1-75%）氫氣時，點火發(fā)生爆炸。氫氣燃燒的唯一產(chǎn)物是水，對環(huán)境沒有污染，所以氫能源的研究和利用日益受到人們的重視。元素來源：（1）電解法，可以大量產(chǎn)生純度高的氫氣；（2）天然氣、石油氣或焦碳與水反應(yīng)的方法，是廉價生產(chǎn)氫氣的一種途徑；（3）離子型金屬化合物與水反應(yīng)的方法，用于軍事、氣象方面供探空氣球使用；（4）以過渡金屬絡(luò)合物為催化劑，利用太陽能分解水制取氫氣的方法，是充分利用太陽發(fā)展氫能源的一個新方向。此外，在實驗室里，常用活潑金屬跟酸的反應(yīng)，少量制取氫氣。元素用途：氫氣或氫、氦混合氣可以用來填充氣球。氫大量被用來合成氨。氫氣還能與一些金屬化合，生成氫化物L(fēng)iH、NaH、CaH2、BaH2等。氫也用于石油提煉工序中，如加氫裂化和氫處理脫硫；還用于植物油的催化加氫；加氫也用于制造有機(jī)化學(xué)藥品。用氫氣做還原劑，可使三氧化鎢還原為金屬鎢。氫氣能被某些過渡金屬或其合金吸附。這種吸附作用是可逆的，在加熱或減壓的條件下，被吸附的氫氣可以釋放出來，因而，這是解決氫能源所面臨的儲氫問題的重要途徑。氫也大量用于空間技術(shù)。氫和氧或氟在一起，既能用作火箭燃料，也能用作核動力火箭推進(jìn)劑。元素輔助資料：氫和氧同氮一樣，廣泛分布在自然界中。氫的發(fā)現(xiàn)比較晚。這主要是因為在化學(xué)科學(xué)實驗興起以前，人們的智慧被一種虛假的概念所束縛，好象任何氣體既不能單獨存在，也不能收集，更不能稱量。1766年，英國化學(xué)家卡文迪許發(fā)表了關(guān)于“可燃性空氣”的專門論述。其中，描述了多種制取“可燃性空氣”的方法，并提供了“可燃性空氣”的比重比空氣輕7倍。1770年，法國化學(xué)家教授萊默里認(rèn)識到鐵屑可以與稀硫酸和鹽酸作用制得“可燃性空氣”。另外還有法國化學(xué)家馬凱以及拉瓦錫都比較深入的研究了“可燃性空氣”。拉瓦錫通過實驗確定了“可燃性空氣”與水之間的關(guān)系，拉瓦錫給予了它新的名稱hydrogene。這里的“hydro”是希臘文中“水”，“gene”是“產(chǎn)生”、“源”，綴合起來就是“水之源”。它的拉丁名稱hydrogenium和元素符號H由此而來。氫的同位素分別被命名為1H是protium（氕），2H是deuterium（氘），3H是tritium（氚）。元素序號：2元素符號：He元素名稱：氦元素原子量：4.003元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：楊森發(fā)現(xiàn)年代：1868年發(fā)現(xiàn)過程：1868年，法國的楊森，最初從日冕光譜內(nèi)發(fā)現(xiàn)太陽中有新元素，即氦。元素描述：是惰性元素之一。其單質(zhì)氦氣，分子式為He，是一種稀有氣體，無色、無臭、無味。它在水中的溶解度是已知氣體中最小的，也是除氫氣以外密度最小的氣體。密度0.17847克/升，熔點-272.2℃（26個大氣壓）。沸點-268.9℃。它是最難液化的一種氣體，其臨界溫度為-267.9℃。臨界壓力為2.25大氣壓。當(dāng)液化后溫度降到-270.98℃以下時，具有表面張力很小，導(dǎo)熱性很強(qiáng)，粘性很強(qiáng)的特性。液體氦可以用來得到接近絕對零度（-273.15℃）的低溫。化學(xué)性質(zhì)十分不活潑，既不能燃燒，也不能助燃。元素來源：氦是放射性元素分裂的產(chǎn)物，α質(zhì)點就是氦的原子核。在工業(yè)中可由還氦達(dá)7%的天然氣中提取。也可由液態(tài)空氣中用分餾法從氦氖混合氣體中制得。元素用途：用它填充電子管、氣球、溫度計和潛水服等。也用于原子核反應(yīng)堆和加速器、冶煉、和焊接時的保護(hù)氣體。元素輔助資料：1868年8月18日，法國天文學(xué)家詹森赴印度觀察日全食，利用分光鏡觀察日珥，從黑色月盤背面如出的紅色火焰，看見有彩色的彩條，是太陽噴射出來的幟熱其他的光譜。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1和D2線。日蝕后，他同樣在太陽光譜中觀察到這條黃線，稱為D3線。1868年10月20日，英國天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。經(jīng)過進(jìn)一步研究，認(rèn)識到是一條不屬于任何已知元素的新線，是因一種新的元素產(chǎn)生的，把這個新元素命名為helium，來自希臘文helios（太陽），元素符號定為He。這是第一個在地球以外，在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)念這件事，當(dāng)時鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌，一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說中的太陽神阿波羅（Apollo）像，另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫著：1868年8月18日太陽突出物分析。過了20多年后，萊姆塞在研究釔鈾礦時發(fā)現(xiàn)了一種神秘的氣體。由于他研究了這種氣體的光譜，發(fā)現(xiàn)可能是詹森和洛克耶發(fā)現(xiàn)的那條黃線D3線。但由于他沒有儀器測定譜線在光譜中的位置，他只有求助于當(dāng)時最優(yōu)秀的光譜學(xué)家之一的倫敦物理學(xué)家克魯克斯。克魯克斯證明了，這種氣體就是氦。這樣氦在地球上也被發(fā)現(xiàn)了。元素序號：3元素符號：Li元素名稱：鋰元素原子量：6.941元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：阿爾費(fèi)德森發(fā)現(xiàn)年代：1817年發(fā)現(xiàn)過程：從金屬與酸作用所得的氣體中發(fā)現(xiàn)氫。1817年，瑞典的阿爾費(fèi)德森，最先在分析透鋰長石時發(fā)現(xiàn)了鋰。元素描述：銀白色的金屬。密度0.534克/厘米3。熔點180.54℃。沸點1317℃。是最輕的金屬。可與大量無機(jī)試劑和有機(jī)試劑發(fā)生反應(yīng)。與水的反應(yīng)非常劇烈。在500℃左右容易與氫發(fā)生反應(yīng)，是唯一能生成穩(wěn)定得足以熔融而不分解的氫化物的堿金屬，電離能5.392電子伏特，與氧、氮、硫等均能化合，是唯一的與氮在室溫下反應(yīng)，生成氮化鋰（Li3N）的堿金屬。由于易受氧化而變暗，故應(yīng)存放于液體石蠟中。元素來源：在自然界中，主要以鋰輝石和鋰云母及磷鋁石礦德形式存在。由電解熔融德氯化鋰而制得。元素用途：將質(zhì)量數(shù)為6的同位素（6Li）放于原子反應(yīng)堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用來進(jìn)行熱核反應(yīng)，有著重要的用途。鋰主要以硬脂酸鋰的形式用作潤滑脂的增稠劑。這種潤滑劑兼有高抗水性、耐高溫和良好的低溫性能。鋰化物用于陶瓷制品中，以起到助溶劑的作用。在冶金工業(yè)中也用來作脫氧劑或脫氯劑，以及鉛基軸承合金。鋰也是鈹、鎂、鋁輕質(zhì)合金的重要成分。元素輔助資料：鋰是繼鉀和鈉后發(fā)現(xiàn)的又一堿金元素。發(fā)現(xiàn)它的是瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯的學(xué)生阿爾費(fèi)特森。1817年，他在分析透鋰長石時，最終發(fā)現(xiàn)一種新金屬，貝齊里烏斯將這一新金屬命名為lithium，元素符號定為Li。該詞來自希臘文lithos（石頭）。鋰發(fā)現(xiàn)的第二年，得到法國化學(xué)家伏克蘭重新分析肯定。鋰在地殼中的含量比鉀和鈉少的多，它的化合物不多見，是它比鉀和鈉發(fā)現(xiàn)的晚的必然因素。元素序號：4元素符號：Be元素名稱：鈹元素原子量：9.012元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：沃克蘭發(fā)現(xiàn)年代：1798年發(fā)現(xiàn)過程：1978年，法國的沃克蘭，在研究綠柱石時發(fā)現(xiàn)了鈹。在自然界中存在于綠柱石礦中。元素描述：一種稀有金屬，是最輕的結(jié)構(gòu)金屬之一。電離能9.322電子伏特。呈灰白色，質(zhì)堅硬。密度1.85克/厘米3。熔點1278±5℃。沸點2970℃。化合價為2。和鋰一樣，也形成保護(hù)性氧化層，故在空氣中即使紅熱時也很穩(wěn)定。不溶于冷水，微溶于熱水，可溶于稀鹽酸，稀硫酸和氫氧化鉀溶液而放出氫。金屬鈹對于無氧的金屬鈉即使在較高的溫度下，也有明顯的抗腐蝕性。鈹可以形成聚合物以及具有顯著熱穩(wěn)定性的一類共價化合物。元素來源：在自然界中存在于綠柱石礦中?？捎呻娊馊廴诘穆然敾驓溲趸敹频谩Ｔ赜猛荆航饘兮攲σ后w金屬的抗腐蝕性，對設(shè)計核反應(yīng)堆的熱交換器是重要的。與通用的綜合劑乙二胺四乙酸（EDTA）的反應(yīng)并不強(qiáng)，這在分析上是很重要的。鈹可以形成聚合物以及具有顯著熱穩(wěn)定性的一類共價化合物。鈹用來制造飛機(jī)上用的合金、倫琴射線管、鈹鋁合金、青銅。也用作原子反應(yīng)堆中的減速劑和反射劑。高純度的鈹又是快速中子的重要來源。元素輔助資料：含鈹?shù)牡V石有許多透明的、色彩美麗的變種，自古以來是最名貴的寶石。在我國古代文獻(xiàn)中記載著這些寶石，如貓精，或稱貓精石、貓兒眼、貓眼石，也就是我們現(xiàn)在稱的金綠玉。這些含鈹?shù)牡V石基本上都是綠柱石（beryl）（3BeO·Al2O3·6SiO2）的變種?？死樟_特曾經(jīng)分析過秘魯出產(chǎn)的綠玉石，但他卻沒能發(fā)現(xiàn)鈹。柏格曼也曾分析過綠玉石，結(jié)論是一種鋁和鈣的硅酸鹽。18世紀(jì)末，化學(xué)家沃克蘭應(yīng)法國礦物學(xué)家阿羽伊的請求對金綠石和綠柱石進(jìn)行了化學(xué)分析。沃克蘭發(fā)現(xiàn)兩者的化學(xué)成分完全相同，并發(fā)現(xiàn)其中含有一種新元素，稱它為glucinium，元素符號定為Gl。這一名稱來自希臘文glykys，是“甜”的意思，因為它的鹽有甜味。沃克蘭在1798年2月15日在法國科學(xué)院宣讀了他發(fā)現(xiàn)新元素的論文。由于釔的鹽類也有甜味，因此glucinium改為beryllium（鈹），元素符號為Be。這一詞來自綠柱石。鈹和它的化合物有毒，當(dāng)吸入時，會引起呼吸器官的疾病。鈹是一種銀白色有光澤比較軟的金屬，比重比輕得出名的鋁還小一半。它和銅以及鎂可以制成輕的合金，這種合金已經(jīng)應(yīng)用在飛機(jī)制造中了。元素序號：5元素符號：B元素名稱：硼元素原子量：10.81元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：戴維、蓋呂薩克、泰納發(fā)現(xiàn)年代：1808年發(fā)現(xiàn)過程：1808年，英國的戴維和法國的蓋呂薩克、泰納，用鉀還原硼酸而制得硼。元素描述：它是最外層少于4個電子的僅有的非金屬元素。其單質(zhì)有無定形和結(jié)晶形兩種。前者呈棕黑色到黑色的粉末。后者呈烏黑色到銀灰色，并有金屬光澤。硬度與金剛石相近。無定形的硼密度2.3克/厘米3，（25-27℃）；晶形的硼密度2.31克/厘米3，熔點2300℃，沸點2550℃，化合價3。在室溫下無定形硼在空氣中緩慢氧化，在800℃左右能自燃。硼與鹽酸或氫氟酸，即使長期煮沸，也不起作用。它能被熱濃硝酸和重鉻酸鈉與硫酸的混合物緩慢侵蝕和氧化。過氧化氫和過硫酸銨也能緩慢氧化結(jié)晶硼。上述試劑與無定形硼作用激烈。與堿金屬碳酸鹽和氫氧化物混合物共熔時，所有各種形態(tài)的硼都被完全氧化。氯、溴、氟與硼作用而形成相應(yīng)的鹵化硼。約在600℃硼與硫激烈反應(yīng)形成一種硫化硼的混合物。硼在氮或氨氣中加熱到1000℃以上則形成氮化硼，溫度在1800-2000℃是硼和氫仍不發(fā)生反應(yīng)，硼和硅在2000℃以上反應(yīng)生成硼化硅。在高溫時硼能與許多金屬和金屬氧化物反應(yīng)，生成金屬硼化物。元素來源：制備方法有：硼的氧化物用活潑金屬熱還原；用氫還原硼的鹵化物；用碳熱還硼砂；電解熔融硼酸鹽或其他含硼化合物；熱分解硼的氫化合物上述方法所得初產(chǎn)品均應(yīng)真空除氣或控制鹵化，才可制得高純度的硼。元素用途：由于硼在高溫時特別活潑，因此被用來作冶金除氣劑、鍛鐵的熱處理、增加合金鋼高溫強(qiáng)固性，硼還用于原子反應(yīng)堆和高溫技術(shù)中。棒狀和條狀硼鋼在原子反應(yīng)堆中廣泛用作控制棒。由于硼具有低密度、高強(qiáng)度和高熔點的性質(zhì)，可用來制作導(dǎo)彈的火箭中所用的某些結(jié)構(gòu)材料。硼的化合物在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、玻璃工業(yè)等方面用途很廣。元素輔助資料：天然含硼的化合物硼砂（Na2B4O7·10H2O）早為古代醫(yī)藥學(xué)家所知悉。我國西藏是世界上盛產(chǎn)硼砂的地方。1702年法國醫(yī)生霍姆貝格首先從硼砂制得硼酸，稱為salsedativum，即鎮(zhèn)靜鹽。1741年法國化學(xué)家帕特指出，硼砂與硫酸作用除生成硼酸外，還得到硫酸鈉。1789年拉瓦錫把硼酸基列入元素表。1808年英國化學(xué)家戴維和法國化學(xué)家蓋呂薩克、泰納各自獲得單質(zhì)硼。硼的拉丁名稱為boracium，元素符號為B。這一詞來自borax（硼砂）。元素序號：6元素符號：C元素名稱：碳元素原子量：12.01元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：發(fā)現(xiàn)年代：發(fā)現(xiàn)過程：在古代碳就被發(fā)現(xiàn)。元素描述：碳可以形成數(shù)量極多的碳和化合物，它的同素異形體由結(jié)晶形的石墨、金剛石和屋定形碳（微晶形碳）。是動植物的重要元素之一，單質(zhì)碳是一種相當(dāng)惰性的物質(zhì)。電離勢11.260電子伏特。不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑。加熱時，可以與氧生成一氧化碳或二氧化碳。熱的氧化劑如硝酸和硝酸鉀，與碳作用，可得到苯六（羧）酸。高溫時，許多金屬和碳能發(fā)生作用，生成金屬碳化物，鹵素種只有氟能與單質(zhì)碳作用，碳是鋼鐵和某些其他合金中的重要組成部分。元素來源：在天然氣和石油中，碳以經(jīng)類化合物存在，在大氣中以CO2形式出現(xiàn)，巖石礦物中以碳酸巖如石灰石（CaCO3）和孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等存在。元素用途：是化工，冶金工業(yè)方面的重要的原料。元素輔助資料：碳是自然界中分布相當(dāng)廣泛的元素之一。自然界中以游離狀態(tài)存在的碳有金剛石、石墨和煤，各種形態(tài)的煤在自然界中分布很廣。煤中含碳達(dá)99%。碳的化合物更是多種多樣，從空氣中的二氧化碳和巖石、土壤中的各種碳酸鹽，到動植物組織中成千上萬中的有機(jī)化合物。人們還可以輕易地取得碳的一些游離狀態(tài)的產(chǎn)物，如木炭、黑碳、碳黑等等。這就決定了碳在人類有史以前很早很早就被發(fā)現(xiàn)和利用了。由石器時代進(jìn)入青銅時代的時期中，木炭不僅被人們用作燃料，而且還被用作還原劑（參見銅元素）。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，人們尋找比木炭更廉價的燃料和還原劑。這樣，人們找到了煤。英國到13世紀(jì)才建礦采煤，比我國晚了有一千多年。而歐洲在18世紀(jì)初才知煉焦，這也比我國晚約一個世紀(jì)。碳的同素異形體石墨在我國古代文獻(xiàn)也是煤的別名。它在16世紀(jì)間被歐洲人發(fā)現(xiàn)，曾被誤認(rèn)為是含鉛的物質(zhì)，而被稱為“繪畫的鉛”，直到1779年，瑞典化學(xué)家舍勒指出將石墨于硝酸鉀共溶后產(chǎn)生二氧化碳?xì)猓_定它是一種礦物木炭。碳的另一種同素異形體金剛石，在古代印度的著述中常常提到。這是印度出產(chǎn)金剛石的緣故。南美洲巴西和非洲南非也先后發(fā)現(xiàn)金剛石。早在1722年，法國化學(xué)家拉瓦錫進(jìn)行了燃燒金剛石的實驗，把金剛石放置在玻璃鐘罩內(nèi)，用取火鏡把日光聚焦在金剛石上，使金剛石燃燒，得到無色的氣體，將該氣體通入澄清的熟石灰中，得到白色碳酸鈣沉淀，正如燃燒木炭所得到的結(jié)果一樣。他做出結(jié)論：在金剛石和木炭中含有相同的“基礎(chǔ)”，命名為carbone（發(fā)文，英文在1789年間采用，去掉詞尾E，稱為carbon）。這一詞來自拉丁文CARBO（煤，木炭），我們稱為碳。碳的拉丁名稱carbonium也由此而來，它的元素符號C就是采用它的拉丁名稱的第一個字母。正是拉瓦錫，首先把碳列入1789年發(fā)表的化學(xué)元素表中。元素符號：N元素名稱：氮元素原子量：14.01元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：丹尼爾·盧瑟福發(fā)現(xiàn)年代：1772年發(fā)現(xiàn)過程：1772年，英國的丹尼爾·盧瑟福，從磷和空氣作用后剩下的氣體中發(fā)現(xiàn)了氮，在動植物體中的蛋白質(zhì)內(nèi)含有氮。土壤中有硝酸鹽，例如KNO3。重要的礦物有硝石和智利硝石等。元素描述：無臭、無味、無色氣體。密度1.2506克/升（氣），0.8081克/立方厘米（液）。熔點-209.86℃，沸點-195.8℃?；蟽r1、3和5。電離能14.543電子伏特。元素氮在常溫下對大多數(shù)普通物質(zhì)的反應(yīng)性都是低的，在高溫下，分子氮（N2）與鉻、硅、鈦、鋁、硼、鈹、鋇，鍶、鈣等（但不與其它堿金屬）形成氮化物；與氧形成NO，在適當(dāng)高的溫度和壓力下，并有催化劑存在，與氫反應(yīng)成氨；當(dāng)超過1800℃，氮、碳與氫化合物形成氰化氫。放電時，氮氣能與氧氣直接化合，生成NO。元素來源：工業(yè)上采用蒸發(fā)液態(tài)空氣方法來大規(guī)模制取氮。用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑從空氣中除去氧，二氧化碳和水蒸氣就可制得。元素用途：用于制取硝酸，合成氨，氰氫化鈣，氰化物等，以及填充燈泡。也可以用它來代替惰性氣體，以作焊接金屬的保護(hù)氣。另外，在保存糧食、水果等農(nóng)副產(chǎn)品方面，氮也有大量用處。元素輔助資料：氮氣是空氣的主要組成部分。氧是所有元素在地殼中含量很大的。但由于氮氣是在平常狀態(tài)下以氣體狀況存在，和可接觸到的、可見的固體、液體不同，使人們單純用直覺觀察，是不能認(rèn)清它的。1772年，英國科學(xué)家卡文迪許曾經(jīng)分離出氮氣，把它稱為“窒息的空氣”。在同一年，普利斯特里將鐵與硝酸作用，得到“硝酸空氣”（一氧化氮氣）。接著這種“硝酸空氣”與空氣中氧氣化合，形成棕色的二氧化氮氣，可用堿液吸收。他發(fā)現(xiàn)空氣體積減少五分之一，而剩余的五分之四是比空氣輕的氣體，既不支持物質(zhì)燃燒，也不能維持動物生命。此外舍勒也發(fā)現(xiàn)了氮氣，但他們都沒有及時公布他們發(fā)現(xiàn)的結(jié)論。因此，在現(xiàn)在一般化學(xué)文獻(xiàn)中，都認(rèn)為氮在歐洲首先由英國醫(yī)生、植物學(xué)家D.盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)。而拉瓦錫將空氣中不能支持燃燒和維持動物的生命的部分稱為azote，來自希臘文a（沒有）和zoe（生命），是“不能維持生命”的意思?！癮zote”正是我們今天所說的氮。今天的氮的拉丁名nitrogenium和元素符號N來自英文nitrogene，是nitre（硝石）和gene（源）構(gòu)成，也就是“硝石之源”。元素序號：8元素符號：O元素名稱：氧元素原子量：16.00元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：舍勒、普利斯特里發(fā)現(xiàn)年代：1773至1774年發(fā)現(xiàn)過程：1774年，英國的普利斯特里，在玻璃容器中加熱氧化汞而得；1773年，瑞典的舍勒分解硝酸鹽和利用濃硫酸與二氧化錳作用亦制得氧。元素描述：通常條件下呈無色、無臭和無味的氣體。密度1.429克/升，1.419克/厘米3（液），1.426克/厘米3（固）。熔點-218.4℃，沸點-182.962℃，化合價2。電離能為13.618電子伏特。除惰性氣體外的所有化學(xué)元素都能同氧形成化合物。大多數(shù)元素在含氧的氣氛中加熱時可生成氧化物。有許多元素可形成一種以上的氧化物。氧分子在低溫下可形成水合晶體O2.H2O和O2.2H2O，后者較不穩(wěn)定。氧氣在空氣中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命體的基礎(chǔ)。氧在地殼中豐度占第一位。干燥空氣中含有20.946%體積的氧；水有88.81%重量的氧組成。除了16O外，還有17O和18O同位素。元素來源：實驗室制氧可在玻璃容器中加熱氧化汞或分解硝酸鹽和利用濃硫酸與二氧化錳作用亦制得氧。還可用氯酸鉀與二氧化錳加熱制取。大規(guī)模地生產(chǎn)氧使用空氣的液化和分餾來進(jìn)行的，少量氧也可有電解水制造。元素用途：氧被大量用于熔煉、精煉、焊接、切割和表面處理等冶金過程中；液體氧是一種制冷劑，也是高能燃料氧化劑。它和鋸屑、煤粉的混合物叫液氧炸藥，是一種比較好的爆炸材料，氧與水蒸氣相混，可用來代替空氣吹入煤氣氣化爐內(nèi)，能得到較高熱值的煤氣。液體氧也可作火箭推進(jìn)劑；氧氣是許多生物過程的基本成分，因此氧也就成了擔(dān)負(fù)空間任何任務(wù)是需要大量裝載的必需品之一。醫(yī)療上用氧氣療法，醫(yī)治肺炎、煤氣中毒等缺氧癥。石料和玻璃產(chǎn)品的開采、生產(chǎn)和創(chuàng)造均需要大量的氧。元素輔助資料：氧氣是空氣的主要組成部分。許多氧化合物，例如硝酸鉀、氧化汞等在加熱后都會放出氧氣。氧是所有元素在地殼中含量最大的。這些都說明，氧氣很早就可能被人們?nèi)〉谩５捎谘鯕馐窃谄匠顟B(tài)下以氣體狀況存在，和可接觸到的、可見的固體、液體不同，使人們單純用直覺觀察，是不能認(rèn)清它的。從16世紀(jì)開始，在西歐，不少研究者們對加熱含氧化合物獲得的氣體，對空氣在物質(zhì)燃燒和動物呼吸中所起的作用，進(jìn)行了初期的科學(xué)的化學(xué)實驗，從而才發(fā)現(xiàn)了氧氣。也就是在人們正確認(rèn)識到燃燒現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)氧氣后，才徹底推翻了燃素說。拉瓦錫通過實驗確定了空氣中促進(jìn)物質(zhì)燃燒的氣體物質(zhì)是一種元素，稱它為oxygène（法文，英文為oxygen）。這一詞來自希臘文oxys（酸）和gene（產(chǎn)、生、源），即“酸之源”的意思。空氣中的另一部分稱為azote，來自希臘文a（沒有）和zoe（生命），是“不能維持生命”的意思。“oxygen”，我們今天稱為氧。它的拉丁名稱是oxygenium，元素符號為O。元素序號：9元素符號：F元素名稱：氟元素原子量：19.00元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：莫瓦桑發(fā)現(xiàn)年代：1886年發(fā)現(xiàn)過程：1886年，法國的莫瓦桑，在鉑制U型管中，用鉑銥合金作電極，電解干燥的氟氫化鉀，制得氟。元素描述：呈蒼黃色氣體，密度1.69克/升，熔點-219.62℃，沸點-188.14℃，化合價-1，氟的電負(fù)性最高，電離能為17.422電子伏特，是非金屬中最活潑的元素，氧化能力很強(qiáng)，能與大多數(shù)含氫的化合物如水、氨和一切無論液態(tài)、固態(tài)、或氣態(tài)的化學(xué)物質(zhì)起反應(yīng)。與水的反應(yīng)很復(fù)雜，主要氟化氫和氧，以及較少量的過氧化氫，二氟化氧和臭氧產(chǎn)生，也可在化合物中置換其他非金屬元素。可以同所有的非金屬和金屬元素起猛烈的反應(yīng)，生成氟化物，并發(fā)生燃燒。有極強(qiáng)的腐蝕性和毒性，操作時應(yīng)特別小心，切勿使它的液體或蒸氣與皮膚和眼睛接觸。元素來源：可從電解熔融的氟化鉀和無水氟化氫的混合物中制得。元素用途：含氟塑料和含氟橡膠等高分子，具有優(yōu)良的性能，用于氟氧吹管和制造各種氟化物。元素輔助資料：正是經(jīng)過19世紀(jì)初期的化學(xué)家發(fā)反復(fù)分析，肯定了鹽酸的組成，確定了氯是一種元素之后，氟就因它和氯的相似性很快被確認(rèn)是一種元素，相應(yīng)的存在與氫氟酸中。雖然它的單質(zhì)狀態(tài)一直拖延到19世紀(jì)80年代才被分離出來。氟和氯一樣，也是自然界中廣泛分布的元素之一，在鹵素中，它在地殼中的含量僅次于氯。早在16世紀(jì)前半葉，氟的天然化合物螢石（CaF2）就被記述于歐洲礦物學(xué)家的著作中，當(dāng)時這種礦石被用作熔劑，把它添加在熔煉的礦石中，以降低熔點。因此氟的拉丁名稱fluorum從fluo（流動）而來。它的元素符號由此定為F。拉瓦錫在1789年的化學(xué)元素表中將氫氟酸基當(dāng)作是一種元素。到1810年戴維確定了氯氣是一種元素，同一年法國科學(xué)家安培根據(jù)氫氟酸和鹽酸的相似性質(zhì)和相似組成，大膽推斷氫氟酸中存在一種新元素。他并建議參照氯的命名給這種元素命名為fluorine。但單質(zhì)狀態(tài)的氟卻遲遲未能制得，直到1886年6月26日，才由法國化學(xué)家弗雷米的學(xué)生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此獲得1906年諾貝爾化學(xué)獎，他是由于在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)中作出貢獻(xiàn)而獲諾貝爾化學(xué)獎的第二人。比較一下氯和氟的發(fā)現(xiàn)史，是很有意義的。氯在它的單質(zhì)被分離出來30多年后才被確認(rèn)為是一種元素；而氟在沒有被分離出單質(zhì)狀態(tài)以前就被確認(rèn)為是一種元素了。這一史實說明在人們對客觀事物的認(rèn)識過程中，逐漸掌握了它們的一些規(guī)律后，就能更快、更清楚地認(rèn)識它們。元素符號：Ne元素名稱：氖元素原子量：20.18元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：萊姆塞、特拉威斯發(fā)現(xiàn)年代：1898年發(fā)現(xiàn)過程：1898年，英國的萊姆塞、特拉威斯蒸發(fā)液體氫時，在最先溢出的氣體光譜中發(fā)現(xiàn)了氖。元素描述：稀有氣體元素之一，無色，無臭，無味，氣體密度0.9092克/升，液體密度1.204克/厘米3，熔點-248.67℃，沸點-245.9℃，化學(xué)性質(zhì)極不活潑，電離能21.564電子伏特，不能燃燒，也不助燃，在一般情況下部生成化合物，氣態(tài)氖為單原子分子，氖還有一個特殊性質(zhì)是氣體與液體體積之比，大多數(shù)深冷液態(tài)氣體在室溫條件下產(chǎn)生500到800體積的氣體，而氖則生成大于1400體積的氣體。這就為它的貯藏和運(yùn)輸帶來方便。100升空氣中含氖約1.818毫升。元素來源：由空氣分離塔在制取氧氮氣的同時，從中可以提取氖氦的混合氣體，在經(jīng)液氫冷凝法或活性炭硅膠的吸附作用，便可得到氖。元素用途：大量用于高能物理研究，讓氖充滿火花室來探測和微粒的行徑。也是制造霓虹燈和指示燈的好原料，和氬混合使用會有美麗的藍(lán)光產(chǎn)生，也可用來填充水銀燈和鈉蒸氣燈。液體氖還用來做制冷劑。元素輔助資料：萊姆塞在發(fā)現(xiàn)氬和氦后，研究了它們的性質(zhì)，測定了它們的原子量。接著他考慮它們在元素周期表中的位置。因為，氦和氬的性質(zhì)與已發(fā)現(xiàn)的其他元素都不相似，所以他提議在化學(xué)元素周期表中列入一族新的化學(xué)元素，暫時讓氦和氬作為這一族的成員。他還根據(jù)門捷列夫提出的關(guān)于元素周期分類的假說，推測出該族還應(yīng)該有一個原子量為20的元素。在1896～1897年間，萊姆塞在特拉威斯的協(xié)助下，試圖用找到氦的同樣方法，加熱稀有金屬礦物來獲得他預(yù)言的元素。他們試驗了大量礦石，但都沒有找到。最后他們想到了，從空氣中分離出這種氣體。但要將空氣中的氬除去是很困難的，化學(xué)方法基本無法使用。只有把空氣先變成液體狀態(tài)，然后利用組成它成分的沸點不同，讓它們先后變成氣體，一個一個地分離出來。把空氣變成液體，需要較大的壓力和很低的溫度。而正是在19世紀(jì)末，德國人林德和英國人漢普森同時創(chuàng)造了致冷機(jī)，獲得了液態(tài)空氣。1898年5月24日萊姆塞獲得漢普森送來的少量液態(tài)空氣。萊姆塞和特拉威斯從液態(tài)空氣中首先分離出了氪。接著他們又對分離出來的氬氣進(jìn)行了反復(fù)液化、揮發(fā)，收集其中易揮發(fā)的組分。1898年6月12日他們終于找到了氖（neon），元素符號Ne，來自希臘文neos（新的）。元素序號：11元素符號：Na元素名稱：鈉元素原子量：22.99元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：戴維發(fā)現(xiàn)年代：1808年發(fā)現(xiàn)過程：1808年，英國的戴維，在電解熔融的蘇打和氫氧化鈉時發(fā)現(xiàn)了鈉.元素描述：呈銀白色，又美麗的光澤，密度0.97克/厘米3，比水輕，熔點97.81±0.03℃，沸點，882.9℃，輕軟而有延展性，常溫時有蠟狀，低溫時可變脆。電離能5.139電子伏特，化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與非金屬直接化合，在空氣中氧化迅速，燃燒時有黃色的火焰產(chǎn)生，并有過氧化鈉（Na2O2）生成，跟水能起劇烈反應(yīng)，生成氫氣和苛性鈉。元素來源：在自然界中，鈉以化合態(tài)存在，分布廣。地殼中的含量為2.64%左右，由電解熔融的氫氧化鈉或氯化鈉制得。元素用途：鈉可用來制取過氧化鈉，四乙基鉛等化合物，鈉和鉀的合金（含50%-80%K）在室溫下呈液態(tài)，可用做反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。那是一種很強(qiáng)的還原劑，可以把鈦，鋯，鈮，鉭等金屬從他們的熔融鹵化物種還原出來，鈉蒸氣的光譜，主要是黃色D線，能用作單色光源。鈉蒸氣由火箭施放于大氣層高空，可產(chǎn)生明亮的橙黃色云霧（即鈉云）。元素輔助資料：鈉是在自然界中分布最廣的十個元素之一，但由于它不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài)，所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。英國化學(xué)家戴維在發(fā)現(xiàn)鉀后不久，從電解碳酸鈉中獲得了金屬鈉，并以soda（碳酸鈉、蘇打）為源命名為sodium。鈉的拉丁名是從natrum（阿拉伯文中的天然堿——碳酸鈉）來，因而化學(xué)符號為Na。由于單質(zhì)鈉的比重很小（15℃時，鉀的密度是0.97223），所以當(dāng)時沒有人相信它是金屬，因為它的比重比水還小。當(dāng)時它們不僅沒有被承認(rèn)是金屬，更沒有被承認(rèn)是元素。直到1811年，由蓋呂薩克和泰納爾證實了鈉是一種元素。元素序號：12元素符號：Mg元素名稱：鎂元素原子量：24.31元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：戴維發(fā)現(xiàn)年代：1808年發(fā)現(xiàn)過程：1808年，英國的戴維，用鉀還原白鎂氧，最早制得少量的鎂。元素描述：銀白色的金屬，密度1.74克/厘米3，熔點648.8℃。沸點1107℃。化合價+2，電離能7.646電子伏特，是輕金屬之一，具有展性，能與熱水反應(yīng)放出氫氣，燃燒時能產(chǎn)生眩目的白光，許多金屬是用熱還原其鹽和氧化物來制備。金屬鎂能與大多數(shù)非金屬和差不多所有的酸化合，大多數(shù)堿，以及包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多數(shù)油類在內(nèi)的有機(jī)化學(xué)藥品與鎂僅僅輕微地或者根本不起作用。元素來源：鎂存在于菱鎂礦MgCO3、白云石CaMg(CO3)2、光鹵石KCl·MgCl2·H2O中，海水中也含鎂鹽?？梢杂呻娊馊廴诘穆然V或光鹵石制得。元素用途：主要用于制造輕金屬合金、球墨鑄鐵、汽車、飛機(jī)、科學(xué)儀器脫硫劑脫氫和格氏試劑，也能用于制煙火、閃光粉、鎂鹽等。元素輔助資料：鎂是在自然界中分布最廣的十個元素之一，但由于它不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài)，所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。長時期里，化學(xué)家們將從含碳酸鎂的菱鎂礦焙燒獲得的鎂的氧化物苦土當(dāng)作是不可再分割的物質(zhì)。在1789年拉瓦錫發(fā)表的元素表中就列有它。1808年，戴維在成功制得鈣以后，使用同樣的辦法又成功的制得了金屬鎂。從此鎂被確定為元素，并被命名為magnesium，元素符號是Mg。Magnesium來自希臘城市美格里西亞Magnesia，因為在這個城市附近出產(chǎn)氧化鎂，被稱為magnesiaalba，即白色氧化鎂。不過鎂的名稱magnesium很容易和錳的名字manganum混淆，雖然有人提出更改，卻一直沿用下來元素序號：13元素符號：Al元素名稱：鋁元素原子量：26.98元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：韋勒發(fā)現(xiàn)年代：1827年發(fā)現(xiàn)過程：1827年，德國的韋勒把鉀和無水氯化鋁共熱，制得鋁。元素描述：銀白色有光澤金屬，密度2.702克/厘米3，熔點660.37℃，沸點2467℃?；蟽r±3。具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，和延展性,電離能5.986電子伏特，雖是叫活潑的金屬，但在空氣中其表面會形成一層致密的氧化膜，使之不能與氧、水繼續(xù)作用。在高溫下能與氧反應(yīng)，放出大量熱，用此種高反應(yīng)熱，鋁可以從其它氧化物中置換金屬（鋁熱法）。例如：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡，在高溫下鋁也同非金屬發(fā)生反應(yīng)，亦可溶于酸或堿放出氫氣。對水、硫化物，濃硫酸、任何濃度的醋酸，以及一切有機(jī)酸類均無作用。元素來源：鋁以化合態(tài)的形式存在于各種巖石或礦石里，如長石、云母、高嶺市、鋁土礦、明礬時，等等。有鋁的氧化物與冰晶石（Na3AlF6）共熔電解制得。元素用途：鋁可以從其它氧化物中置換金屬（鋁熱法）。其合金質(zhì)輕而堅韌，是制造飛機(jī)、火箭、汽車的結(jié)構(gòu)材料。純鋁大量用于電纜。廣泛用來制作日用器皿。元素輔助資料：鋁在地殼中的分布量在全部化學(xué)元素中僅次于氧和硅，占第三位，在全部金屬元素中占第一位。但由于鋁的氧化力強(qiáng)，不易被還原，因而它被發(fā)現(xiàn)的較晚。1800年意大利物理學(xué)家伏特創(chuàng)建電池后，1808～1810年間英國化學(xué)家戴維和瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯都曾試圖利用電流從鋁釩土中分離出鋁，但都沒有成功。貝齊里烏斯卻給這個未能取得的金屬起了一個名字alumien。這是從拉丁文alumen來。該名詞在中世紀(jì)的歐洲是對具有收斂性礬的總稱，是指染棉織品時的媒染劑。鋁后來的拉丁名稱aluminium和元素符號Al正是由此而來。1825年丹麥化學(xué)家奧斯德發(fā)表實驗制取鋁的經(jīng)過。1827年，德國化學(xué)家武勒重復(fù)了奧斯德的實驗，并不斷改進(jìn)制取鋁的方法。1854年，德國化學(xué)家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁，制得成錠的金屬鋁。元素序號：14元素符號：Si元素名稱：硅元素原子量：28.09元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)年代：1823年發(fā)現(xiàn)過程：1823年，瑞典的貝采利烏斯，用氟化硅或氟硅酸鉀與鉀共熱，得到粉狀硅。元素描述：由無定型和晶體兩種同素異形體。具有明顯的金屬光澤，呈灰色，密度2.32-2.34克/厘米3，熔點1410℃，沸點2355℃，具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，電離能8.151電子伏特。加熱下能同單質(zhì)的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般無機(jī)酸中，可溶于堿溶液中，并有氫氣放出，形成相應(yīng)的堿金屬硅酸鹽溶液，于赤熱溫度下，與水蒸氣能發(fā)生作用。硅在自然界分布很廣，在地殼中的原子百分含量為16.7%。是組成巖石礦物的一個基本元素，以石英砂和硅酸鹽出現(xiàn)。元素來源：用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業(yè)中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而制得。元素用途：用于制造高硅鑄鐵、硅鋼等合金，有機(jī)硅化合物和四氯化硅等，是一種重要的半導(dǎo)體材料，摻有微量雜質(zhì)得硅單晶可用來制造大功率的晶體管，整流器和太陽能電池等。元素輔助資料：硅在地殼中的含量是除氧外最多的元素。如果說碳是組成一切有機(jī)生命的基礎(chǔ)，那么硅對于地殼來說，占有同樣的位置，因為地殼的主要部分都是由含硅的巖石層構(gòu)成的。這些巖石幾乎全部是由硅石和各種硅酸鹽組成。長石、云母、黏土、橄欖石、角閃石等等都是硅酸鹽類；水晶、瑪瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是，硅與氧、碳不同，在自然界中沒有單質(zhì)狀態(tài)存在。這就注定它的發(fā)現(xiàn)比碳和氧晚。拉瓦錫曾把硅土當(dāng)成不可分割的物質(zhì)——元素。1823年，貝齊里烏斯將氟硅酸鉀（K2SiF6）與過量金屬鉀共熱制得無定形硅。盡管之前也有不少科學(xué)家也制得過無定形硅，但直到貝齊里烏斯將制得的硅在氧氣中燃燒，生成二氧化硅——硅土，硅才被確定為一種元素。硅被命名為silicium，元素符號是Si。元素序號：15元素符號：P元素名稱：磷元素原子量：30.97元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：布蘭特發(fā)現(xiàn)年代：1669年發(fā)現(xiàn)過程：1669年，德國的布蘭特，從人尿蒸餾和干餾后的物質(zhì)中制得白磷。元素描述：單質(zhì)磷有幾種同素異形體。其中，白磷或黃磷是無色或淡黃色的透明結(jié)晶固體。密度1.82克/厘米3。熔點44.1℃，沸點280℃，著火點是40℃。放于暗處有磷光發(fā)出。有惡臭。劇毒。幾乎不溶于水。在高壓下加熱會變?yōu)楹诹?，其密?.70克/厘米3，略顯金屬性。電離能為10.486電子伏特。不溶于普通溶劑中。白磷經(jīng)放置或在400℃密閉加熱數(shù)小時可轉(zhuǎn)化為紅磷。紅磷是紅棕色粉末，無毒，密度2.34克/厘米3，熔點59℃，沸點200℃，著火點240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸鹽的形式存在，是生命體的重要元素。存在于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、骨骼和牙齒中。在含磷化合物中，磷原子通過氧原子而和別的原子或基團(tuán)相聯(lián)結(jié)。元素來源：單質(zhì)磷是由磷酸鈣、石英砂和碳粉的混合物在電弧爐中熔燒而制得。元素用途：白磷用于制造磷酸、燃燒彈和煙霧彈。紅磷用于制造農(nóng)藥和安全火柴。元素輔助資料：西方化學(xué)史的研究者們幾乎一致認(rèn)為，磷是在1669年首先由德國漢堡一位叫漢林·布朗德的人發(fā)現(xiàn)的。他是怎么樣取得磷的呢？一般只是說他是通過強(qiáng)熱蒸發(fā)尿取得。他在蒸發(fā)尿的過程中，偶然地在曲頸瓶的接受器中發(fā)現(xiàn)到一種特殊的白色固體，在黑暗中不斷發(fā)光，稱它為kaltefeuer（德文，冷火）。磷廣泛存在于動植物體中，因而它最初從人和動物的尿以及骨骼中取得。這和古代人們從礦物中取得的那些金屬元素不同，它是第一個從有機(jī)體中取得的元素。最初發(fā)現(xiàn)時取得的是白磷，是白色半透明晶體，在空氣中緩慢氧化，產(chǎn)生的能量以光的形式放出，因此在暗處發(fā)光。當(dāng)白磷在空氣中氧化到表面積聚的能量使溫度達(dá)到40℃時，便達(dá)到磷的燃點而自燃。所以白磷曾在19世紀(jì)早期被用于火柴的制作中，但由于當(dāng)時白磷的產(chǎn)量很少而且白磷有劇毒，使用白磷制成的火柴極易著火，效果倒是很好，可是不安全，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奧地利化學(xué)家施勒特爾發(fā)現(xiàn)了紅磷，確定白磷和紅磷是同素異形體。由于紅磷無毒，在240℃左右著火，受熱后能轉(zhuǎn)變成白磷而燃燒，于是紅磷成為制造火柴的原料，一直沿用至今。是拉瓦錫首先把磷列入化學(xué)元素的行列。他燃燒了磷和其他物質(zhì)，確定了空氣的組成成分。磷的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對空氣的認(rèn)識。磷的拉丁名稱phosphorum有希臘文phos（光）和phero（攜帶）組成，也就是“發(fā)光物”的意思，元素符號是P。另外，我們常說的的“鬼火”是P2H4氣體在空氣中自動燃燒的現(xiàn)象元素序號：16元素符號：S元素名稱：硫元素原子量：32.07元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：發(fā)現(xiàn)年代：發(fā)現(xiàn)過程：古代人類已認(rèn)識了天然硫。硫分布較廣。元素描述：為淡黃色晶體。有單質(zhì)硫和化合態(tài)硫兩種形態(tài)。單質(zhì)硫有幾種同素異形體。主要是菱形硫（S8），密度2.07克/厘米3，熔點112.8℃，沸點444.674℃；單斜硫（S8），密度1.96克/厘米3，熔點119.0℃，沸點444.6℃；純粹的單質(zhì)硫，密度1.96克/厘米3，熔點120.0℃，沸點444.6℃。導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性都差。性松脆，不溶于水。無定形硫主要有彈性硫，是由熔態(tài)硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩(wěn)定，可轉(zhuǎn)變?yōu)榫盍颉＞盍蚰苋苡谟袡C(jī)溶劑如二硫化碳中，而彈性硫只能部分溶解?；蟽r為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與氧、金屬、氫氣、鹵素（除碘外）及已知的大多數(shù)元素化合。它存在正氧化態(tài)，也存在負(fù)氧化態(tài)，可形成離子化合物、共價化合成物和配位共價化合物。元素來源：重要的硫化物是黃鐵礦，其次是有色金屬元素（Cu、Pb、Zn等）的硫化物礦。天然的硫酸鹽中以石膏CaSO4·2H2O和芒硝Na2SO4·10H2O為最豐富。可從它的天然礦石或化合物中制取。元素用途：大部分用于制造硫酸。橡膠制品工業(yè)、火柴、煙火、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物等產(chǎn)品中也需要很多硫磺。部分用于制造藥物、殺蟲劑以及漂染劑等。元素輔助資料：硫在自然界中存在有單質(zhì)狀態(tài)，每一次火山爆發(fā)都會把大量地下的硫帶到地面。硫還和多種金屬形成硫化物和各種硫酸鹽，廣泛存在于自然界中。單質(zhì)硫具有鮮明的橙黃色，燃燒時形成強(qiáng)烈有刺激性的氣味。金屬硫化物在燃燒時產(chǎn)生的氣味可以斷言，硫在遠(yuǎn)古時代就被人們發(fā)現(xiàn)并使用了。在西方，古代人們認(rèn)為硫燃燒時所形成的濃煙和強(qiáng)烈的氣味能驅(qū)除魔鬼。在古羅馬博物學(xué)家普林尼的著作中寫到：硫用來清掃住屋，因為很多人認(rèn)為，硫燃燒所形成的氣味能夠消除一切妖魔和所有邪惡的勢力，大約4000年前，埃及人已經(jīng)用硫燃燒所形成的二氧化硫漂白布匹。在古羅馬著名詩人荷馬的著作里也講到硫燃燒有消毒和漂白作用。中西方煉金術(shù)士都很重視硫，他們把硫看作是可燃性的化身，認(rèn)為它是組成一切物體的要素之一。我國煉丹家們用硫、硝石的混合物制成黑色火藥。不論在西方還是我國，古醫(yī)藥學(xué)家都把硫用于醫(yī)藥中，我國著名醫(yī)生李時珍編著的《本草綱目》中，將到硫在醫(yī)藥中的運(yùn)用：治腰腎久冷，除冷風(fēng)頑痹寒熱，生用治疥廯。硫磺的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了硫磺的提取和精煉，隨著工業(yè)的發(fā)展，硫在制取硫酸中起著關(guān)鍵作用，而硫酸就是工業(yè)之母，無處不需要它。1894年出生在德國的美國工業(yè)化學(xué)家弗拉施創(chuàng)造用過熱水的方法，將硫從地下深處直接提取出來。1977年法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)表近代第一張元素表，把硫列入表中，確定硫的不可分割性。18世紀(jì)后半頁，德國化學(xué)家米切里希和法國化學(xué)家波美等人發(fā)現(xiàn)硫具有不同的晶形，提出硫的同素異形體?，F(xiàn)在已知最重要的晶狀硫是斜方硫和單斜硫。他們都是由S8環(huán)狀分子組成元素序號：17元素符號：Cl元素名稱：氯元素原子量：35.45元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：舍勒發(fā)現(xiàn)年代：1774年發(fā)現(xiàn)過程：1774年，瑞典的舍勒用鹽酸和二氧化錳反應(yīng)，制得氯氣；1810年由戴維確定了氯元素的存在。元素描述：黃綠色氣體。密度3.214克/升。熔點-100.98℃，沸點-34.6℃?；蟽r-1、+1、+3、+5和+7。有毒，劇烈窒息性臭味。電離能12.967電子伏特，具有強(qiáng)的氧化能力，能與有機(jī)物和無機(jī)物進(jìn)行取代和加成反應(yīng)；同許多金屬和非金屬能直接起反應(yīng)。元素來源：工業(yè)上由電解食鹽水溶液制取；實驗室中用鹽酸和二氧化錳來制取。元素用途：制造漂白粉、漂白紙漿和布匹、合成鹽酸、制造氯化物、飲水消毒、合成塑料和農(nóng)藥等。提煉稀有金屬等方面也需要許多氯氣。元素輔助資料：1771-1774年間，舍勒將軟錳礦（MnO2）與鹽酸混合，放置在曲頸瓶中加熱，在接收器中獲得一種黃綠色氣體。該氣體具有和加熱的王水一樣的刺鼻嗅味，吸入后使肺部很難受。這使得舍勒制得了氯氣，并且研究了它的一些性質(zhì)。MnO2+4HCl——→MnCl2+2H2O+Cl2↑盡管舍勒很早就制得了氯氣，但卻并沒有完全認(rèn)識它的一些性質(zhì)，所以他不但沒認(rèn)為是找到了一種新的元素，還把氯氣當(dāng)成了是氧的化合物——“氧化的鹽酸”。直到1810年，英國化學(xué)家戴維確定了“氧化的鹽酸”氣是一種新元素，從希臘文chlōros（黃綠色）命名它為chloine。它的拉丁名稱chlorum和元素符號Cl由此而來。氯是自然界中廣泛分布的一種元素，在地殼中存在著各式各樣的氯化物，一個較強(qiáng)的氧化劑就能夠把它從它的化合物中分離出來。因此它能夠在18世紀(jì)末，在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氧、氮和氫等氣體的同時，制得了它的單質(zhì)。但是由于一些荒謬的理論，妨礙了科學(xué)家們對它本質(zhì)的認(rèn)識，經(jīng)過三十多年才確定它是一種元素。元素序號：18元素符號：Ar元素名稱：氬元素原子量：39.95元素類型：非金屬發(fā)現(xiàn)人：瑞利發(fā)現(xiàn)年代：1894年發(fā)現(xiàn)過程：1894年，英國的瑞利，從空氣中除去氧、氮后，在對少量氣體做光譜分析時發(fā)現(xiàn)氬。元素描述：其單質(zhì)為無色、無臭和無味的氣體。是稀有氣體中在空氣中含量最多的一個，100升空氣中約含有934毫升。密度1.784克/升。熔點-189.2℃。沸點-185.7度。電離能為15.759電子伏特。化學(xué)性極不活潑，按化合物這個詞的一般意義來說，它是不會形成任何化合物的。氬不能燃燒，也不能助燃。元素來源：可從空氣分餾塔抽出含氬的餾分經(jīng)氬塔制成粗氬，再經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和物理吸附方法分出純氬。元素用途：氬的最早用途是向電燈泡內(nèi)充氣。焊接和切割金屬也使用大量的氬。用作電弧焊接不銹鋼、鎂、鋁和其他合金的保護(hù)氣體。元素輔助資料：19世紀(jì)末期，英國物理學(xué)家瑞利勛爵發(fā)現(xiàn)利用空氣除雜制得的氮氣和從氨制得的氮氣的密度有大約是千分之一的差別。他在當(dāng)時很有名望的英國《自然》雜志上發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)，并請大家?guī)退治銎渲械脑?。倫敦大學(xué)化學(xué)教授萊姆塞推斷空氣中的氮氣里可能含有一種較重的未知氣體。他們兩人又各自做了大量的實驗，終于發(fā)現(xiàn)了在空氣中還存在一種密度幾乎是氮氣密度一倍半的未知氣體。1894年8月13日，英國科學(xué)協(xié)會在牛津開會，瑞利作報告，根據(jù)馬丹主席的建議，把新的氣體叫做argon（希臘文意思就是“不工作”、“懶惰”）。元素符號Ar。當(dāng)然，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的氬，實際上是氬和其他惰性氣體的混合氣體，正是因為氬在空氣中存在的惰性氣體的含量占絕對優(yōu)勢，所以它作為惰性氣體的代表被發(fā)現(xiàn)。氬的發(fā)現(xiàn)是從千分之一微小的差別開始的，是從小數(shù)點右邊第三位數(shù)字的差別引起的，不少化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)，許多科學(xué)技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造，都是從這種微小的差別開始的。元素序號：19元素符號：K元素名稱：鉀元素原子量：39.10元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：戴維發(fā)現(xiàn)年代：1807年發(fā)現(xiàn)過程：1807年，英國的戴維，在電解熔融的氫氧化鉀時發(fā)現(xiàn)。元素描述：是一種軟的低熔點的金屬，呈銀白色。密度0.86克/厘米3。熔點63.65℃，沸點774℃，化合價+1，電離能為4.341電子伏特。化學(xué)性質(zhì)活潑，遇水能起劇烈作用，生成氫氣和氫氧化鉀，同時起火燃燒。燃燒時呈紫色焰。同酸的水溶液反應(yīng)更加猛烈，幾乎能達(dá)到爆炸的程度。在空氣中與氧能強(qiáng)烈反應(yīng)，生成一氧化物K2O和過氧化物K2O2。如果氧過量，它易形成超氧化物KO2。鉀與鹵素也有強(qiáng)烈反應(yīng)，并與許多有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。元素來源：在自然界以化合物的形態(tài)存在，在所有元素中占第七位。在海水中鉀是第六位最豐富的元素。電解熔融的氯化鉀或氫氧化鉀而制得。元素用途：用來制造鉀鈉合金；在有機(jī)合成中用作還原劑；也用于制光電管等。元素輔助資料：鉀是在自然界中分布最廣的十個元素之一，但由于它不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài)，所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。1807年，戴維進(jìn)行了實驗，電解碳酸鉀。他獲得了一些富有金屬光澤、類似水銀的珠粒出現(xiàn)。他描述了這種新物質(zhì)：將這個新金屬投入水中，水被劇烈分解，放出氫氣，氫氣和它一起燃燒，產(chǎn)生紫色火焰，苛性堿溶液形成。戴維以potash（碳酸鉀）命名它為pstassium（鉀）。鉀的拉丁名kalium是從kali（阿拉伯文中海草灰中的堿）來的，因而化學(xué)符號為K。由于單質(zhì)鉀的比重很小（15℃時，鉀的密度是0.865），所以當(dāng)時沒有人相信它是金屬，因為它的比重比水還小。不僅當(dāng)時它們沒有被承認(rèn)是金屬，更沒有被承認(rèn)是元素。直到1811年，由蓋呂薩克和泰納爾證實了鉀是一種元素元素序號：20元素符號：Ca元素名稱：鈣元素原子量：40.08元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：戴維、貝采利烏斯、蓬丁發(fā)現(xiàn)年代：1808年發(fā)現(xiàn)過程：1808年，英國的戴維、瑞典的貝采利烏斯、法國的蓬丁，使用汞陰極電解石灰石制得在電解質(zhì)，在陰極的汞齊中提出金屬鈣。元素描述：銀白色的輕金屬。質(zhì)軟。密度1.54克/厘米3。熔點839±2℃。沸點1484℃?；蟽r+2。電離能6.113電子伏特?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑，能與水、酸反應(yīng)，有氫氣產(chǎn)生。在空氣在其表面會形成一層氧化物和氮化物薄膜，以防止繼續(xù)受到腐蝕。加熱時，幾乎能還原所有的金屬氧化物。元素來源：在自然界分布廣，以化合物的形態(tài)存在，如石灰石、白堊、大理石、石膏、磷灰石等；也存在于血漿和骨骼中，并參與凝血和肌肉的收縮過程。金屬鈣可由電解熔融的氯化鈣而制得；也可用金屬在真空中還原石灰，再經(jīng)蒸餾而獲得。元素用途：用來作合金的脫氧劑，以及油類的脫水劑等。元素輔助資料：鈣是在自然界中分布最廣的十個元素之一，但由于它不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài)，所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。長時期里，化學(xué)家們將從含碳酸鈣的石灰石焙燒獲得的鈣的氧化物當(dāng)作是不可再分割的物質(zhì)。在1789年拉瓦錫發(fā)表的元素表中就列有它。但戴維不顧這些，在1808年開始對氧化鈣進(jìn)行電解。戴維剛開始選用的方法并不理想，所以無法將金屬鈣分離出來。到1808年5月，戴維從貝齊里烏斯和瑞典皇家醫(yī)生蓬丁共同電解生石灰和水銀的混合物取得鈣的實驗中獲得了啟發(fā)。他將濕潤的生石灰和氧化汞按3比1的比例混合后，放置在一鉑片上，與電池的正極相接，然后又在混合物中作一洼穴，灌入水銀，插入一鉑絲，與電池的負(fù)極相接，得到較大量鈣汞合金。把鈣汞合金經(jīng)蒸餾后得到了銀白色的金屬鈣。從此鈣被確定為元素，并被命名為calcium，元素符號是Ca。calcium來自拉丁文中表示生石灰的詞calx。元素序號：21元素符號：Sc元素名稱：鈧元素原子量：44.96元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：尼爾森發(fā)現(xiàn)年代：1876年發(fā)現(xiàn)過程：1876年，瑞典的尼爾森，在研究黑稀金礦時，發(fā)現(xiàn)了鈧。元素描述：銀白色金屬，質(zhì)軟。密度2.9890克/厘米3。熔點1541℃。沸點2831℃。常見化合價+3。第一電離能為6.54電子伏特。易溶于水，可與熱水作用，在空氣中容易變暗。元素來源：從鎢礦、錫石及含有其他稀土的礦石中回收制得，主要礦物為鈧釔石，極稀少。元素用途：可以制造特種玻璃和合金等。它的化合物和氧化鈧可用來作催化劑。元素輔助資料：在鐿土發(fā)現(xiàn)后第二年，1879年瑞典化學(xué)家尼爾森從鐿土中分離出一個新的土，稱為鈧土（scandia），元素名稱是scandium，元素符號為Sc。瑞典化學(xué)家克利夫在研究了鈧的一些性質(zhì)后，指出它就是門捷列夫根據(jù)元素周期律預(yù)言的類硼。隨著鈧以及其他一些稀土元素的發(fā)現(xiàn)，完成了發(fā)現(xiàn)稀土元素第三階段的另一半。元素序號：22元素符號：Ti元素名稱：鈦元素原子量：47.87元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：格列高爾發(fā)現(xiàn)年代：1791年發(fā)現(xiàn)過程：1791年，英國的格列高爾，在研究黑色磁性砂時，發(fā)現(xiàn)其中有新元素，即鈦。元素描述：具有金屬光澤，有延展性。密度4.5克/厘米3。熔點1660±10℃。沸點3287℃?；蟽r+2、+3和+4。電離能為6.82電子伏特。鈦的主要特點是密度小，機(jī)械強(qiáng)度大，容易加工。鈦的塑性主要依賴于純度。鈦越純，塑性越大。有良好的抗腐蝕性能，不受大氣和海水的影響。在常溫下，不會被稀鹽酸、稀硫酸、硝酸或稀堿溶液所腐蝕；只有氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸等才可對它作用。元素來源：鈦屬于稀有金屬，在地殼中的豐度占第七位，有0.42%。用于冶煉鈦的礦物主要有鈦鐵礦（FeTiO3）、金紅石（TiO2）和鈣鈦礦等。礦石經(jīng)處理得到易揮發(fā)的四氯化鈦，再用鎂還原而制得純鈦。元素用途：鈦和鈦的合金大量用于航空工業(yè)，有"空間金屬"之稱；另外，在造船工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制造機(jī)械部件、電訊器材、硬質(zhì)合金等方面有著日益廣泛的應(yīng)用。元素輔助資料：鈦的主要礦石是金紅石TiO2和鈦鐵礦FeTiO3，它的發(fā)現(xiàn)也正是從這兩種礦石的分析而來。早在1791年英國英格蘭西南端康沃爾（Cornwall）郡門拉陳（Menacan）教區(qū)的牧師格累高爾，也是一位科學(xué)家，分析出產(chǎn)在他教區(qū)內(nèi)的一種黑色礦砂，也就是今天成為鈦鐵礦的礦石時發(fā)現(xiàn)了一種新的金屬物質(zhì)并命名為menacenite。三年后，1795年，克拉普羅特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地區(qū)出產(chǎn)的金紅石，認(rèn)識到它是一種新金屬的氧化物，具有抵抗酸、堿溶液的特性，借用希臘神話中大地的第一代兒子們泰坦神族Titans，命名這個金屬為titanium，元素符號定為Ti。兩年后，克拉普羅特證實格累高爾發(fā)現(xiàn)的menacenite就是鈦。鈦對于酸、堿具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，已成為化工生產(chǎn)中重要的材料。鈦一般被認(rèn)為是稀有金屬，其實它在地殼中的含量相當(dāng)大，比一般的常用的金屬鋅、銅、錫等都大，甚至比氯、磷都大。元素序號：23元素符號：V元素名稱：釩元素原子量：50.94元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：塞夫斯唐姆發(fā)現(xiàn)年代：1830年發(fā)現(xiàn)過程：1830年，瑞典的塞夫斯唐姆，在研究斯馬蘭鐵礦的鐵渣時，得到氧化釩，發(fā)現(xiàn)了釩的存在。元素描述：高熔點金屬之一，呈淺灰色。密度5.96克/厘米3。熔點1890±10℃，沸點3380℃，化合價+2、+3、+4和+5。其中以5價態(tài)為最穩(wěn)定，其次是4價態(tài)。電離能為6.74電子伏特。有延展性，質(zhì)堅硬，無磁性。具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng)，并且在耐氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好。于空氣中不被氧化，可溶于氫氟酸、硝酸和王水。元素來源：礦物有釩酸鉀鈾礦、褐鉛礦和綠硫釩礦等。非常純的釩很難制成，在通常的高溫條件下，釩對氧、氮和碳都活潑，容易起反應(yīng)。工業(yè)上用它制成合金。很純的釩可由五氧化二釩與碘化鈣作用制成VI5，再經(jīng)熱分解可以制得。元素用途：主要用于制造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。元素輔助資料：釩的性質(zhì)和鉭以及鈮相似，在它被發(fā)現(xiàn)后英國化學(xué)家羅斯科研究了它的性質(zhì)，確定它與鉭和鈮相似，這為它們?nèi)齻€在元素周期表中共建一個分族建立了基礎(chǔ)。1830年，瑞典化學(xué)家塞夫斯唐姆在研究瑞典塔堡（Taberg）出產(chǎn)的鐵礦中，發(fā)現(xiàn)了一種新金屬元素。并用瑞典所在的斯堪的納維亞半島上傳說的女神凡娜迪絲（Vanadis）命名它為vanadium（釩），元素符號定為V。1869年，羅斯科采用氫氣還原二氯化釩才取得金屬釩。元素序號：24元素符號：Cr元素名稱：鉻元素原子量：52.00元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：沃克蘭發(fā)現(xiàn)年代：1797年發(fā)現(xiàn)過程：1797年，法國的沃克蘭，從紅鉛礦和鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物里，提出三氧化鉻，并用木炭和鉻酐共熱，得到金屬鉻粉。元素描述：銀白色金屬，質(zhì)硬而脆。密度7.20克/厘米3。熔點1857±20℃，沸點2672℃?；蟽r+2、+3和+6。電離能為6.766電子伏特。金屬鉻在酸中一般以表面鈍化為其特征。一但去鈍化后，即易溶解于幾乎所有的無機(jī)酸中，但不溶于硝酸。鉻在硫酸中是可溶的，而在硝酸中則不溶。在高溫下被水蒸氣所氧化，在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高溫下，鉻與氮起反應(yīng)并為熔融的堿金屬所侵蝕。可溶于強(qiáng)堿溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性，在空氣中，即便是在赤熱的狀態(tài)下，氧化也很慢。不溶于水。元素來源：自然界中主要以鉻鐵礦Fe（CrO2）2形式存在。由氧化鉻用鋁還原，或由鉻氨礬或鉻酸經(jīng)電解制得。元素用途：主要用來制造不銹鋼和其他耐高溫耐腐蝕的合金。元素輔助資料：鉻是1797年法國化學(xué)家沃克蘭從當(dāng)時稱為紅色西伯利亞礦石中發(fā)現(xiàn)的。早在1766年，在俄羅斯圣彼得堡任化學(xué)教授的德國的列曼曾經(jīng)分析了它，確定其中含有鉛。1798年沃克蘭給他找到的這種灰色針狀金屬命名為chrom，來自希臘文chroma（顏色）。由此得到鉻的拉丁名稱chromium和元素符號Cr。差不多在同一個時期里，克拉普羅特也從鉻鉛礦中獨立發(fā)現(xiàn)了鉻。按照在地殼中的含量，鉻屬于分布較廣的元素之一。它比在它以前發(fā)現(xiàn)的鈷、鎳、鉬、鎢都多。這可能是由于鉻的天然化合物很穩(wěn)定，不易溶于水，還原比較困難。有人認(rèn)為沃克蘭取得的金屬鉻可能是鉻的碳化物。元素序號：25元素符號：Mn元素名稱：錳元素原子量：54.94元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：甘恩發(fā)現(xiàn)年代：1774年發(fā)現(xiàn)過程：1774年，瑞典的甘恩，用軟錳礦和木炭在坩堝中共熱，發(fā)現(xiàn)一紐扣大的錳粒。元素描述：銀白色金屬，質(zhì)堅而脆。密度7.20克/厘米3。熔點1244+3℃，沸點1962℃?；蟽r+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2（Mn2+的化合物）、+4（二氧化錳，為天然礦物）和+7（高錳酸鹽，如KMnO4）為穩(wěn)定的氧化態(tài)。在固態(tài)狀態(tài)時它以四種同素異形體存在。電離能為7.435電子伏特。在空氣中易氧化，生成褐色的氧化物覆蓋層。它也易在升溫時氧化。氧化時形成層狀氧化銹皮，最靠近金屬的氧化層是MnO，而外層是Mn3O4。在高于800℃的溫度下氧化時，MnO的厚度逐漸增加，而Mn3O4層的厚度減少。在800度以下出現(xiàn)第三種氧化層Mn2O2。在約450℃以下最外面的第四層氧化物MnO2是穩(wěn)定的。能分解水，易溶于稀酸，并有氫氣放出，生成二價錳離子。元素來源：重要的礦物是軟錳礦、輝錳礦和褐錳礦等?？捎娩X熱法還原軟錳礦制得。元素用途：冶金工業(yè)中用來制造特種鋼；鋼鐵生產(chǎn)上用錳鐵合金作為去硫劑和去氧劑。元素輔助資料：錳是在地殼中廣泛分布的元素之一。它的氧化物礦——軟錳礦早為古代人們知悉和利用。但是，一直到18世紀(jì)的70年代以前，西方化學(xué)家們?nèi)哉J(rèn)為軟錳礦是含錫、鋅和鈷等的礦物。18世紀(jì)后半葉，瑞典化學(xué)家T.O.柏格曼研究了軟錳礦，認(rèn)為它是一種新金屬氧化物。他曾試圖分離出這個金屬，卻沒有成功。舍勒也同樣沒有從軟錳礦中提取出金屬，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年，甘英分離出了金屬錳。柏格曼將它命名為managnese(錳)。它的拉丁名稱manganum和元素符號Mn由此而來。元素序號：26元素符號：Fe元素名稱：鐵元素原子量：55.85元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：發(fā)現(xiàn)年代：發(fā)現(xiàn)過程：在古代鐵被發(fā)現(xiàn)。元素描述：是一種光亮的銀白色金屬。密度7.86克/厘米3。熔點1535℃，沸點2750℃。常見化合價+2和+3，有好的延展性和導(dǎo)熱性。也能導(dǎo)電。純鐵既能磁化，又可去磁，且均很迅速。電離能為7.870電子伏特。化學(xué)性質(zhì)比較活潑，是一種良好的還原劑。若有雜質(zhì)，在潮濕的空氣中易銹蝕；在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快。易溶于稀酸。在濃硝酸中能被鈍化。加熱時均能同鹵素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3價氧化物外，還有復(fù)合氧化物Fe3O4（是磁性氧化物）生成。鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬。元素來源：鐵是地殼中最豐富的元素。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦。單體金屬常用焦炭、鐵礦石和石炭石為原料煉得。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在1.7%以上的鐵叫生鐵（或鑄鐵）。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬，但性脆；鋼具有彈性；熟鐵易于機(jī)械加工，但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼，就是減低生鐵內(nèi)的碳量，以及將硅、硫和磷雜質(zhì)除去。元素用途：它的最大用途是用于煉鋼；也大量用來制造鑄鐵和煅鐵。鐵和其化合物還用作磁鐵、染料（墨水、藍(lán)曬圖紙、胭脂顏料）和磨料（紅鐵粉）。還原鐵粉大量用于冶金。元素輔助資料：地殼主要組成成分之一。鐵在自然界中分布極廣，但是人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。這首先是由于天然單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上是找不到的，而且它容易氧化生銹，再加上它的熔點（1535℃）又比銅（1083℃）高得多，使它比銅難以熔煉。人類最早發(fā)現(xiàn)鐵是從天空落下的隕石，隕石含鐵的百分比很高（鐵隕石中含鐵90.85%），是鐵和鎳、鈷的混合物?？脊艑W(xué)家曾經(jīng)在古墳?zāi)怪?，發(fā)現(xiàn)隕鐵制成的小斧；在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教經(jīng)文中，記述了當(dāng)時太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當(dāng)時被認(rèn)為是帶有神秘性的最珍貴的金屬，埃及人干脆把鐵叫做“天石”。在古希臘文中，“星”和“鐵”是同一個詞。1978年，在北京平谷縣劉河村發(fā)掘一座商代墓葬，出土許多青銅器，最引人注目的是一件古代鐵刃銅鉞，經(jīng)鑒定鐵刃是由隕鐵鍛制的，這不僅表明人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵來自隕石，也說明我國勞動人民早在3300多年前就認(rèn)識了鐵并熟悉了鐵的鍛造性能，識別了鐵和青銅在性質(zhì)上的差別，并且把鐵鍛接到銅兵器上，加強(qiáng)銅的堅利性。由于隕石來源極其稀少，從隕石中得來的鐵對生產(chǎn)沒有太大作用，隨著青銅熔煉技術(shù)的成熟，才逐漸為鐵的冶煉技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。我國最早人工冶煉的鐵是在春秋戰(zhàn)國之交的時期出現(xiàn)的，距今大約2500年。我國煉鋼技術(shù)發(fā)展也很早，1978年，湖南省博物館長沙鐵路車站建設(shè)工程文物發(fā)掘隊從一座古墓出土一口鋼劍，從古墓隨葬陶器的器型，紋飾以及墓葬的形制斷定是春秋晚期的墓葬。這口劍所用的鋼經(jīng)分析是含碳量0.5%左右的中碳鋼，金相組織比較均勻，說明可能還進(jìn)行過熱處理。古代勞動人民的煉鐵技術(shù)也是杰出的，至今豎立在印度德立附近一座清真寺大門后的鐵柱，是用相當(dāng)鈍的鐵鑄成的，當(dāng)時如何生產(chǎn)這樣的鐵，現(xiàn)代人也認(rèn)為是一個奇跡。由人分析了它的成分，含鐵量大于99.72%，其余是碳0.08%，硅0.046%，硫0.006%，磷0.114%。開創(chuàng)現(xiàn)代煉鋼新紀(jì)元的是一名叫貝塞麥的澆鑄工人，他在1856年8月11日宣布了他的可傾倒式轉(zhuǎn)爐。隨著工業(yè)發(fā)展，在生產(chǎn)建設(shè)和生活中出現(xiàn)大量廢鋼和廢鐵，這些廢料在轉(zhuǎn)爐中不能使用，于是出現(xiàn)了平爐煉鋼，是由德國西門子兄弟以及法國馬丁兄弟同時創(chuàng)建的，時間是在19世紀(jì)60年代初。元素序號：27元素符號：Co元素名稱：鈷元素原子量：58.93元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：布朗特發(fā)現(xiàn)年代：1735年發(fā)現(xiàn)過程：1735年，瑞典的布朗特在煅燒鈷礦時得到鈷。元素描述：金屬鈷呈銀白色，密度8.9克/厘米3。熔點1495℃，沸點2870℃?；蟽r2和3。電離能為7.86電子伏特。性硬，具有延展性，其硬度和延展性都比鐵強(qiáng)，但磁性較差。與釤、鎳、鋁等共熔可得良好得磁性鋼。同水和空氣不發(fā)生作用，但能迅速地為鹽酸、硫酸和硝酸所侵蝕，還會緩慢地被氫氟酸、氨水和氫氧化鈉所侵蝕，同所有過度元素一樣表現(xiàn)變價，并生成鉻離子和有色地化合物。用來制造超硬耐熱合金、磁性合金、碳化鎢的基體或粘合劑。鈷的合金在高溫下仍能保持其原有的強(qiáng)度和其他有價值的性質(zhì)。元素來源：砷鈷礦和輝砷鈷礦是自然界中的主要鈷礦。把輝砷鈷礦或砷鈷灼燒成氧化物后用鋁還原制得。鈷-60通常以中子轟擊金屬鈷制取。元素用途：廣泛用于噴氣式飛機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和其他在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。其他化合物可用作催化劑和瓷器釉彩等。60Co是一種放射源，可以代替X射線和鐳用以檢查物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，探測物體內(nèi)部存在的裂縫和異物。也可用來治療癌癥，在生物學(xué)和工業(yè)上用作示蹤物。元素輔助資料：鈷在地殼中含量不小，大于常見金屬鉛、錫等，但明顯比鐵少得多，而且鈷和鐵的熔點不相上下，因此注定它比鐵發(fā)現(xiàn)得晚。關(guān)于鈷，古代希臘人和羅馬人曾利用它的化合物制造有色玻璃，生成美麗的深藍(lán)色。我國唐朝彩色瓷器上的藍(lán)色也是由于有鈷的化合物存在。這些都說明古代勞動人民也早已利用鈷的化合物了。含鈷的藍(lán)色礦石輝鈷礦CoAsS，中世紀(jì)在歐洲被稱為kobalt，首先出現(xiàn)在16世紀(jì)居住在捷克的德國礦物學(xué)家阿格里科拉的著作里。這一詞在德文中原意是“妖魔”。這可能是當(dāng)時認(rèn)為這種礦石是無用的，而且由于其中含砷，妨害工人的身體健康才使用的。今天鈷的拉丁名稱cobaltum和元素符號Co正是德文中“妖魔”一詞而來。1742年瑞典化學(xué)教授布蘭特研究輝鈷礦時，發(fā)現(xiàn)了一種不知名的金屬（也就是鈷），他把這種金屬列為半金屬。1780年柏格曼制得純鈷。鈷被確立為一種元素，1789年拉瓦錫首次把它列入元素表中。元素序號：28元素符號：Ni元素名稱：鎳元素原子量：58.69元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：克郎斯塔特發(fā)現(xiàn)年代：1751年發(fā)現(xiàn)過程：1751年，瑞典的克郎斯塔特，用紅砷鎳礦表面風(fēng)化后的晶粒與木炭共熱，而制得鎳。元素描述：銀白色金屬，密度8.9克/厘米3。熔點1455℃，沸點2730℃?；蟽r2和3。電離能為7.635電子伏特。質(zhì)堅硬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性，在空氣中不被氧化，又耐強(qiáng)堿。在稀酸中可緩慢溶解，釋放出氫氣而產(chǎn)生綠色的正二價鎳離子Ni2+；對氧化劑溶液包括硝酸在內(nèi)，均不發(fā)生反應(yīng)。鎳是一個中等強(qiáng)度的還原劑。元素來源：礦石經(jīng)煅燒成氧化物后，用水煤氣或碳還原而制得。元素用途：主要用來制造不銹鋼和其他抗腐蝕合金，如鎳鋼、鉻鎳鋼及各種有色金屬合金，含鎳成分較高的銅鎳合金，就不易腐蝕。也作加氫催化劑和用于陶瓷制品、特種化學(xué)器皿、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物制備等等。元素輔助資料：鎳在地殼中含量不小，大于常見金屬鉛、錫等，但明顯比鐵少得多，而且鎳和鐵的熔點不相上下，因此注定它比鐵發(fā)現(xiàn)得晚。17世紀(jì)末，歐洲人開始注意鎳砒（砷）礦。當(dāng)時德國用它來制造青色玻璃，采礦工人稱它為kupfernickel?！発upfer”在德文中是“銅”；“nickel”是罵人的話，大意是“騙人的小鬼”。因此這一詞可以義譯為“假銅”。當(dāng)時人們認(rèn)為它是銅和砷的混合物。瑞典化學(xué)家克隆斯特研究了這個礦物，他得到了少量與銅不同的金屬。他在1751年發(fā)表研究報告，認(rèn)為這是一種新金屬，就稱它為nickel，這也就是鎳的拉丁名稱niccolum和符號Ni的來源。鎳在歐洲被發(fā)現(xiàn)后，德國人首先把它摻入銅中，制成所謂日耳曼銀，或稱德國銀，也就是我國的白銅。元素序號：29元素符號：Cu元素名稱：銅元素原子量：63.55元素類型：金屬發(fā)現(xiàn)人：發(fā)現(xiàn)年代：發(fā)現(xiàn)過程：在古代就發(fā)現(xiàn)有銅存在。元素描述：呈紫紅色光澤的金屬，密度8.92克/厘米3。熔點1083.4±0.2℃，沸點2567℃。常見化合價+1和+2（3價銅僅在少數(shù)不穩(wěn)定的化合物中出現(xiàn)）。電離能7.726電子伏特。銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，也是最好的純金屬之一，稍硬、極堅韌、耐磨損。還有很好的延展性。導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能較好。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力，在干燥的空氣里很穩(wěn)定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一層綠色的堿式碳酸銅[Cu2（OH）2CO3]，這叫銅綠。可溶于硝酸和熱濃硫酸，略溶于鹽酸。容易被堿侵蝕。元素來源：黃銅礦、輝銅礦、赤銅礦和孔雀石是自然界中重要的銅礦。把硫化物礦石煅燒后，再與少量二氧化硅和焦炭共熔得粗煉銅，再還原成泡銅，最后電解精制，即可得到銅。一個新的提取銅的方法正在研究中，就是把地下的低品位礦用原子能爆破粉碎，以稀硫酸原地浸取，再把浸取液抽到地表，在鐵屑上將銅沉淀出來。元素用途：銅的最大用途是在電器工業(yè)上。廣泛用于制作電線、電纜和各種電器設(shè)備。也用于制造各種合金，如黃銅（Cu-Zn合金）、青銅（Cu-Sn合金）等。銅和其合金在機(jī)械和儀器、儀表等工業(yè)里用來制各種零件；在國防工業(yè)上用來制造槍彈、炮彈；在化學(xué)工業(yè)里用來制造熱交換器、深度冷凍裝置等。元素輔助資料：自然界中獲得的最大的天然銅重420噸.在古代,人們便發(fā)現(xiàn)了天然銅，用石斧將其砍下來，用錘打的方法把它加工成物件。于是銅器擠進(jìn)了石器的行列，并且逐漸取代了石器，結(jié)束了人類歷史上的新石器時代。在我國，距今4000年前的夏朝已經(jīng)開始使用紅銅，即天然銅。它的特點是鍛錘出來的。1957年和1959年兩次在甘肅武威皇娘娘臺的遺址發(fā)掘出銅器近20件，經(jīng)分析，銅器中銅含量高達(dá)99.63%～99.87%，屬于純銅。當(dāng)然，天然銅的產(chǎn)量畢竟是稀少的。生產(chǎn)的發(fā)展促進(jìn)人們找到從銅礦中取得銅的方法。銅在地殼中總含量并不大，不超過0.01%，但是含銅的礦物是比較多見的，它們大多具有各種鮮艷而引人注目的顏色，招至人們的注意。例如鮮綠色的孔雀石CuCO3.Cu（OH）2，深藍(lán)色的石青2CuCO3.Cu（OH）2等。這些礦石在空氣中燃燒后得到銅的氧化物，再用碳還原，就得到金屬銅。1933年，河南省安陽縣殷虛發(fā)掘中，發(fā)現(xiàn)重達(dá)18.8千克的孔雀石，直徑在1寸以上的木炭塊、陶制煉銅用的將軍盔以及重21.8千克的煤渣，說明3000多年前我國古代勞動人民從銅礦取得銅的過程。但是，煉銅制成的物件太軟，容易彎曲，并且很快就鈍。接著人們發(fā)現(xiàn)把錫摻到銅里去制成銅錫合金——青銅。青銅器件的熔煉和制作比純銅容易的多，比純銅堅硬（假如把錫的硬度值定為5，那么銅的硬度就是30，而青銅的硬度則是100～150），歷史上稱這個時期為青銅時代。我國戰(zhàn)國時代的著作《周禮·考工記》總結(jié)了熔煉青銅的經(jīng)驗，講述青銅鑄造各種不同物件采用銅和錫的不同比例:“金有六齊（方劑）。六分其金（銅）而錫居一，謂之鐘鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢（箭）之齊；金錫半，謂之鑒（鏡子）燧（利用鏡子聚光取火）之齊。”這表明在3000多年前，我國勞動人民已經(jīng)認(rèn)識到，用途不同的青銅器所要求的性能不同，用以鑄造青銅器的金屬成分比例也應(yīng)有所不同。青銅由于堅硬，易熔，能很好的鑄造成型，在空氣中穩(wěn)定，因而即使在青銅時代以后的鐵器時代里，也沒有喪失它的使用價值。例如在公元前約280年，歐洲愛琴海中羅得島上羅得港口矗立的青銅太陽神，高達(dá)46米，手指高度超過成人。我國古代勞動人民更最早利用天然銅的化合物進(jìn)行濕法煉銅，這是濕法技術(shù)的起源，是世界化學(xué)史上的一項發(fā)明。這種方法用現(xiàn)代化學(xué)式表示就是：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu西方傳說，古代地中海的CYPRUS島是出產(chǎn)銅的地方，因而由此得到它的拉丁名稱CUPRUM和它的元素符號Cu。英文中的COPPER，拉丁文中的CUIVRE、都源于此。銅具有獨特的導(dǎo)電性能，是鋁所不能代替的，在今天電子工業(yè)和家用電器發(fā)展的時代里，這個古老的金屬有恢復(fù)了它的青春。銅導(dǎo)線正在被廣泛的應(yīng)用。從國外的產(chǎn)品來看，一輛普通家用轎車的電子和電動附件所須銅線