堿金屬的發(fā)現(xiàn)

堿金屬的發(fā)現(xiàn)一、鋰的發(fā)現(xiàn)1817年，瑞典的化學(xué)家阿爾費(fèi)德森（）在分析一種礦物時(shí)發(fā)現(xiàn)，得出的已知成分只有96％，那么其余的４％到哪兒去了呢？他經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，確信一定是礦物中含有一種至今還不知道的元素。因這種元素是在礦物（名叫透理長(zhǎng)石）中發(fā)現(xiàn)的，他就取名為“鋰”（希臘文“巖石”之意）。不久，阿爾費(fèi)德森又在其它礦物中發(fā)現(xiàn)了這種元素。另一位著名的瑞典化學(xué)家貝采里烏斯也在卡爾斯溫泉和捷克的馬里安溫泉的礦泉水中發(fā)現(xiàn)了鋰。1855年，德國(guó)化學(xué)家本生（）和英國(guó)化學(xué)家馬提森（）用熔融的氯化鋰電解出純鋰。二、鈉和鉀的發(fā)現(xiàn)1807年，英國(guó)化學(xué)家戴維用電解法發(fā)現(xiàn)了鈉和鉀元素。1806年，戴維開始進(jìn)行電化學(xué)研究。他用250對(duì)金屬板制成了當(dāng)時(shí)最大的伏打電堆，以便產(chǎn)生強(qiáng)大的電流。最初，他們碳酸鉀的飽和溶液進(jìn)行電解，但并未電解出金屬鉀，只是把水分解了。1807年10月６日，戴維決定改變做法，電解熔融的碳酸鉀。但是干燥的碳酸鉀并不導(dǎo)電，所以必須將碳酸鉀放在空氣中暴露片刻，讓這的表面上吸附少量的水分，它就有了導(dǎo)電能力，然后將表面濕潤(rùn)的碳酸鉀放在鉑制的小盤上，并用導(dǎo)線將鉑制小盤與電池的陰極相連。一條與電池陽(yáng)極相連的鉑絲則插在碳酸鉀中，整個(gè)裝置都暴露在空氣中，通電以后，碳酸鉀開始熔化，表面就沸騰了。戴維發(fā)現(xiàn)陰極上有強(qiáng)光產(chǎn)生，陰極附近產(chǎn)生了帶金屬光澤的酷似水銀的顆粒，有的顆粒在形成后立即燃燒起來(lái)產(chǎn)生光亮的火焰，甚至發(fā)生爆炸；有的顆粒則被氧化，表面上形成了一層白色的薄膜。戴維將電解池中的電流倒轉(zhuǎn)過來(lái)，仍然在陰極上發(fā)現(xiàn)銀白色的顆粒，也能燃燒和爆炸，戴維看到這一驚人發(fā)現(xiàn)，欣喜若狂。他把這種金屬顆粒投入水中，開始時(shí)它在水面上急速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)出嘶嘶的聲音，然后燃燒放出淡紫色的火焰。他確認(rèn)自己發(fā)現(xiàn)了一種新的堿金屬元素。由于這種金屬是從鉀草堿（草木灰）中制取的，所以將它命名為“鉀”。接著，戴維采用同樣的方法電解了蘇打，獲得了另一種新的堿金屬元素，這就是“鈉”。連續(xù)六個(gè)星期的緊張實(shí)驗(yàn)，把戴維累得形容枯槁，兩眼窩陷，臉色蒼白。1807年11月19日，他支撐著學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上公布了發(fā)現(xiàn)鉀、鈉的經(jīng)過。暴風(fēng)雨般的掌聲和熱烈的祝賀，使戴維感到自己的辛勞是值得的，心中充滿了幸福。三、銣和銫的發(fā)現(xiàn)銣和銫是由本生和基爾霍夫（）發(fā)現(xiàn)的。⒈光譜分析法的發(fā)明者之一──本生羅伯特·威廉·本生，1811年３月31日出生于德國(guó)的哥廷根。他父親是哥廷根大學(xué)圖書館館長(zhǎng)，語(yǔ)言學(xué)教授，母親是一位學(xué)識(shí)淵博的高級(jí)職員的女兒，有很好的文化素養(yǎng)。本生是他們四個(gè)兒子中最小的一個(gè)。他從小就受到良好的教育，學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異。1828年，他畢業(yè)于霍茨明登大學(xué)預(yù)科，后進(jìn)入哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)、物理學(xué)、礦物學(xué)和數(shù)學(xué)等。他的化學(xué)教師是著名的化學(xué)家斯特羅邁爾（）──“鎘”元素的發(fā)現(xiàn)者。1830年，本生獲得物理學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。本生獲得博士學(xué)位后，因出色的研究工作得到了一筆補(bǔ)助金，得以到歐洲各地游學(xué)，結(jié)識(shí)了許多知名科學(xué)家，訪問了一些知名的實(shí)驗(yàn)室、礦產(chǎn)地、化工廠等，這對(duì)他以后的學(xué)術(shù)研究產(chǎn)生了很大影響。1833年，本生游學(xué)結(jié)束，先后在哥廷根等大學(xué)任教。1851年，他作為化學(xué)教授到了布勒斯勞大學(xué)工作。在那里，他結(jié)識(shí)了德國(guó)物理學(xué)家基爾霍夫。此后，二人長(zhǎng)期合作研究光譜學(xué)，發(fā)明了光譜分析法。1852年，本生在海德堡大學(xué)任教，一直從事化學(xué)教學(xué)和研究，達(dá)37年之久。他在長(zhǎng)期的教學(xué)生涯中，做出了許多出色的演示實(shí)驗(yàn)。這使他發(fā)現(xiàn)了各種化學(xué)物質(zhì)的顏色反應(yīng)，成為他以后建立光譜分析法的機(jī)遇。1853年，本生研制出實(shí)驗(yàn)煤氣燈，這種燈一直到現(xiàn)在還有人使用，稱之為本生燈。此外他還制成了本生電池、水量熱計(jì)、蒸氣量熱計(jì)、濾泵和熱電堆等實(shí)驗(yàn)儀器。本生對(duì)科學(xué)有著廣泛興趣，他早期研究過有機(jī)化學(xué)在進(jìn)行氰化二甲胂實(shí)驗(yàn)時(shí)，還被炸瞎了右眼。后來(lái)他專攻無(wú)機(jī)化學(xué)。1834年是他的第一項(xiàng)研究成果問世的一年。這是用氫氧化鐵作砷中毒的有效解藥。直到現(xiàn)在，仍在采用這種方法解砷中毒。1857年，《氣體鑒定方法》一書出版，這匯集了本生對(duì)氣體研究的成果。他一生做的最重要的工作是進(jìn)行無(wú)機(jī)分析。他曾分析和鑒定過上千種無(wú)機(jī)物質(zhì)，發(fā)展了無(wú)機(jī)分析和測(cè)量技術(shù)。1859年，本生和基爾霍夫制成第一臺(tái)光譜分析儀。他們用自己創(chuàng)立的光譜分析法發(fā)現(xiàn)了新元素銫和銣。另外本生還從熔融的氯化物中制出了金屬鈉和鋁，用電解法制出鋰、鋇、鈣、鍶，甚至還提煉出鈰、鑭等稀土元素。他們創(chuàng)造的光譜分析法，為以后的天體化學(xué)的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1842年，本生被選為倫敦化學(xué)會(huì)的外國(guó)會(huì)員；1853年，任德國(guó)科學(xué)院的通訊院士；1882年，被法國(guó)科學(xué)院聘為外國(guó)會(huì)員；1860年，英國(guó)皇家不罕授予他榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)拢?877年，本生和基爾霍夫共同獲得了戴維獎(jiǎng)。本生一生所獲榮譽(yù)很多。但他對(duì)此很是淡然，他討厭政治性的社交，認(rèn)為那是浪費(fèi)時(shí)間。1899年８月16日，擁有幾十項(xiàng)發(fā)明的科學(xué)家本生與世長(zhǎng)辭，享年88歲，但本生和基爾霍夫發(fā)明的光譜分析法，被稱為“化學(xué)家的神奇眼睛”，一直到今天，它還在閃閃發(fā)亮。⒉用光譜分析法發(fā)現(xiàn)銣和銫1859年，本生和基爾霍夫開始共同探索通過辨別焰色進(jìn)行化學(xué)分析的方法。他們決定制造一架能辨別光譜的儀器。于是，他們把一架直筒望遠(yuǎn)鏡和三棱鏡連在一起，設(shè)法讓光線通過狹縫進(jìn)入三棱鏡分光，這就是第一臺(tái)光譜分析法?！肮庾V儀”安裝好后，他們就合作系統(tǒng)地分析各種物質(zhì)。本生在接物鏡一邊灼燒各種化學(xué)物質(zhì)，基爾霍夫在接目鏡上邊進(jìn)行觀察、鑒別和記錄。他們發(fā)現(xiàn)用這種方法可以準(zhǔn)確地鑒別出各種物質(zhì)的成分。本生認(rèn)為：分析吸收光譜能夠測(cè)定天體物質(zhì)和地球上的物質(zhì)的化學(xué)組成，還可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)地殼中含量非常少的新元素。于是，本生和基爾霍夫取來(lái)了狄克湯姆的礦泉水，將它濃縮后，再除去其中的鈣、鍶、鎂、鋰的鹽，制成的母液用來(lái)進(jìn)行光譜分析。當(dāng)他們將一滴試液滴在本生燈的火焰上，除了在分光鏡中看到了鈉、鉀、鋰的光譜線之外，還能看到兩條顯著的藍(lán)線，他們進(jìn)行查對(duì)，發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)已知元素中，沒有一種元素能在光譜的這一部分顯現(xiàn)出這兩條藍(lán)色，因此他們確定試液中含有一種新元素，它屬于堿金屬。他們把它命名為銫。即指它的光譜象天空的藍(lán)色。為了獲得可供分析用的含銫的試液，他們要處理幾噸的礦泉水。發(fā)現(xiàn)銫的這天是1860年５月10日。1861年２月23日，本生和基爾霍夫?qū)⑻幚碓颇傅V所得的溶液，加入少量氯化鉑，即產(chǎn)生大量沉淀，在分光鏡上鑒定這種沉淀時(shí)，只看見鉀的譜線。后來(lái)，他們用沸水洗滌這種沉淀，每洗一次，就用分光鏡檢驗(yàn)一遍。他們發(fā)現(xiàn)，隨著洗滌次數(shù)地增加，從分光鏡中觀察到的鉀的光譜線逐漸變?nèi)?，最后終于消失，同時(shí)又出現(xiàn)了另外兩條深紫色的光譜線，它們逐漸加深，最后變得格外鮮明，出現(xiàn)了幾條深紅色、黃色、綠色的新譜線，它們不屬于任何已知元素。這又是一種新的元素。因?yàn)樗馨l(fā)射強(qiáng)烈的深紅色譜線，就命名為銣（rubidium）。1862年，本生加熱碳酸銣和焦炭的混合物，制得了金屬銣。此后，光譜分析法被廣泛采用。如門捷列夫預(yù)言且被證實(shí)的元素鎵、鈧、鍺等都是用光譜分析法制得的。四、鈁的發(fā)現(xiàn)鈁是由帕雷伊（）在鈾的天然放射系中發(fā)現(xiàn)了。帕雷伊是法國(guó)核化學(xué)家，一個(gè)工業(yè)家的女兒，畢業(yè)于巴黎理學(xué)院。1929年在巴黎的鐳研究所作居里夫人的助手，且開始她的科學(xué)生涯。1940年遷到斯特拉斯堡大學(xué)，1949年任核