學過化學的人都知道,在化學中最最重要,也是最最基礎的東西就是元素。但是我們看看那個元素週期表,看看那些個元素,背的時候都感到頭疼。那時候我就在想如果能去掉幾個元素就好了。
所以今天就想和大家一起聊聊哪些元素最沒有“人權”,即使去掉了,影響也不大。
做數學題之前,我們第一步就是要分析題目。
我們要判斷一下這是個什麼題——選擇題?填空題?還是問答題?
毫無疑問,這是一個問答題,並且這還是一道主觀題。
因為如果是對地球來說,地球不在乎。有你無你,地球照樣存在,即使是環境惡劣,人類滅亡,那又怎樣?地球終究是不在乎的。
但如果是對人類而言,那就是很有問題了,所以我們現在確定主要研究物件是人類。
發現前進方向後,接下來我們就要查詢資料,進行簡單的背景瞭解。
化學元素週期表是根據核電荷數從小至大排序的化學元素列表。某些元素週期中留有空格,使特性相近的元素歸在同一族中。這使週期表中形成元素分割槽且分有七主族、七副族、Ⅷ族、0族。由於週期表能夠準確地預測各種元素的特性及其之間的關係,因此它在化學及其他科學範疇中被廣泛使用,作為分析化學行為時十分有用的框架。
元素週期表將元素按照相對原子質量由小到大依次排列,並將化學性質相似的元素放在一個縱列。每一種元素都有一個序號,大小恰好等於該元素原子的核內質子數,這個序號稱為原子序數。在週期表中,元素是以元素的原子序數排列,最小的排行最前。表中一橫行稱為一個週期,一列稱為一個族。
最最簡單的方法那肯定是排除法了。
學過有機化學的都知道首先不能刪掉碳。
接著我們可以藉此來看看天然元素們的基本地位,再來決定萬一迫不得已應該刪除什麼:
氫元素,刪掉了宇宙就損失掉大部分質子了……地球上也沒有水了。
第一列,鹼金屬很重要,鋰造電池,鈉鉀不必說,銣和銫都在特種製造前沿有應用,不過這個鍅……應該是可以認為其穩定存在量不足以進行對其化學性質的研究。
第二列,鹼土金屬,鈹用於高效能合金,鎂鈣不必說,鍶是必須的微量元素,鋇鹽廣泛用於醫療與工農業,鐳……其實沒什麼用,畢竟放療放射源那麼多,但是用來紀念居里夫人還是意義重大的。
跨過去的第三主族,硼和鋁不必說,鎵合金的自我修復性很有意思,銦在你現在看的顯示屏裡至關重要,鉈元素主要出現在核工業與高溫超導領域。
第四主族,碳和矽不必說了,鍺作為半導體在矽大範圍應用後被拋棄一段時間,但是最近又在光伏產業發展下重新得到重視,錫和鉛也不必說了。
第五主族,氮和磷不必說,砷聽起來劇毒但是在半導體材料與製造LED中意義重大,銻應用於阻燃劑與硬質合金,鉍則用於製造低熔點合金等等,都還算應用廣泛。
第六主族,氧硫不必說,硒是必須微量元素,碲也是冶金工業不可或缺的原料,而釙,這個釙,垃圾元素,極稀有極難以製備,除了當中子源玩玩沒什麼用,還是世界上毒性最強的物質之一,當然了拿來紀念居里夫人的祖國(波蘭)也是極好的。
鹵素,氟氯溴碘不必說,這個砈元素,極稀有,少數情況下在醫療上替代碘131,還是顯得很雞肋。
稀有氣體,雖然性質不活潑但是應用多多,氦氖氬氪氙都在各種材料保護、特種照明、鐳射器製造和低溫實驗等領域很有用,但是這個氡,又一個禍害,幾乎沒什麼應用,含量雖低但是分佈廣泛,為自然界提供了廣泛的天然放射性。
副族元素裡的金屬大佬們都不好惹,第一行第二行都是重要的合金材料,除了鎝這個自然界幾乎不存在的奇葩。
在考慮問題時我們要用發展的、前進的眼光看問題。不僅要考慮眼下、還要考慮過去和未來。
表面上看,放射性元素、有毒的重金屬都可以排除了。但是蝴蝶效應,塞翁失馬焉知非福,根據阿西莫夫的“放射性假說”,早期的地球上放射性較強,產生不了生命,後來放射性慢慢減弱,生命誕生,但演化也逐漸減慢。
生命太奇妙,充滿了偶然性,說不定因為少了哪幾种放射性元素就少了幾次基因變異,又可能有幾種人類的死敵在稍多點的重金屬裡得到點化,而讓世界成為毒蟲的天下。
總之,元素們都是自然界的奇蹟,除了少量含量低、應用少的(砈,釙之倫),即使存在也無卵用,和不存在一樣,消失就消失吧。
當然了,自然界中消失了,人類隨時可以在實驗室中用核反應制備,但是數量級就不可同日而語了。
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