冷胀热缩的金属
金属的通性是热胀冷缩,可是有一种金属却与众不同,它不仅不热胀冷缩,反而冷胀热缩,这又是什么金属呢?
锑和铋都是冷胀热缩的金属,关于这两种金属又有什么故事呢?
15世纪,欧洲的一些炼金士开始用锑的化合物炼“长生不老药”。据说,在古代西方国家的僧侣中,有许多曾经患上了癞病。僧侣们为此十分苦恼,可是又毫无办法。有一天,一位传教士遇到了患上癞病的僧侣,让他使用辉锑矿的矿石来治疗。这位僧侣使用后,的确有些效果,便一传十,十传百地使用开来。可是,这种“药”并不能彻底根除癞病,僧侣们只好长期服用。
由于僧侣们长期服用锑矿石的矿物质后,体内的锑越积越多,造成了锑中毒,不但没有把病治好,病情反而加重了,有的还送了性命。直到17世纪,德国人邵尔德才发现了叫锑的这种金属。
而铋则是在18世纪才被确定为一种金属。当时,法国化学家埃洛在英国的康瓦尔发现,当地的熔炼工人将一种金属加到锡中一起熔化后,锡就变硬了。随后他用吹管从辉铋矿中还原出了一小粒金属铋,但他并没有弄清这是一种什么金属。不久,英国的分析化学家赫弗里仔细研究了这种金属后,才确认它是一种新金属,并且写了《铋的化学分析》一书,正式向化学界宣布铋是一种独立的新金属。
【知识点睛】
锑很脆,很容易粉碎,是一种银色的金属,它在常温下性质稳定,不与氧发生反应。在高温下,锑能与多种物质作用形成化合物。
锑的化合物有着许多用途,比如锑化铝、锑化铟是很好的半导体材料,三硫化锑、五硫化锑是制造火柴盒摩擦面的材料,三硫化二锑能给玻璃着色和做黄色信号灯。
锑最重要的用途是制造合金。生活中常用的铅,就是锑与铅的合金。印刷书报用的铅字,如果用纯铅浇铸,由于纯铅会热胀冷缩,因此铸出的字很不清晰。而如果在铅液中加入一些锑,当熔化了的合金灌进钢模中冷却凝固时,由于金属锑具有热缩冷胀的特性,因此就能使字的笔画十分清晰,经久耐用。
金属铋呈白色,它的熔点很低,只有271℃;沸点却很高,达到了1470℃。因此,人们常将铋用作原子能反应堆中的冷却剂。
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锑和铋在自然界里主要存在于辉锑矿和辉铋矿中,只要把这两种矿石在空气中焙烧,就能生成白色的氧化锑和黄色的氧化铋。再将这两种氧化物与木炭一起焙烧,很容易就能得到金属锑和铋。但由于金属锑和铋质地柔软,与铅和锡十分相似,所以长期以来,古代各国的人们都将它们误认为铅或锡。