正文 第16章(1 / 3)

氮是肥料三要素(氮、磷、鉀)中首要一員,莊稼離不開氮。空氣中雖有約五分之四的氮氣,可惜不能直接被植物當作養料吸收。

100多年前,化學家就設想把空氣中的氮變成肥料。直到1908年,德國化學家哈柏才找到了用氮氣和氫氣直接化合生成氨的方法,也就是現在合成氨工業中的“哈柏法”。這種方法必須在高溫高壓下,才能把氮氣和氫氣經過催化而合成氨。

後來,人們從豆科植物的根瘤菌中得到啟示,試圖找到一種化合物,讓氮氣在常溫常壓的條件下,輕而易舉地變成氮肥供植物吸收。

十多年前,我國科學家盧嘉錫在研究氮酶固氮活性中心的結構模型方麵取得成就。根據盧嘉錫教授的理論模型合成出的化合物,具有將氮氣合成氨的能力,這項成果使我國在化學模擬生物固氮的研究上,達到了世界先進水平。

為什麼豆科植物的根瘤菌能把氮氣變成氮肥呢?十多年前,科學家從固氮微生物體內分離出固氮酶,對固氮酶的兩種蛋白質--鉬鐵蛋白和鐵蛋白進行了研究,才弄清了“廬山真麵目”:隻有這兩種蛋白同時存在,固氮酶才有固氮能力。於是,科學家向固氮微生物學習,研究固氮酶的活性中心模型,以便讓“模型物”像固氮菌一樣,能夠在常溫常壓下,把氮氣源源不斷地製造成氨。

生物固氮已成為“熱門”課題。科學家們一方麵要製造出一種能夠在溫和條件下合成氨的化合物,另一方麵又想使其他植物像豆科植物那樣自身具備固氮的能力。日本科學家發現了一種具有固氮能力的野生水稻,再用其他固氮遺傳基因植入野生水稻,使其固氮能力一下子提高了三倍。

硫在橡膠中有什麼作用現代生產、軍事工業和日常生活中有不可缺少的橡膠,在150多年前,人們還不能製造,隻知道從橡膠樹中獲得生膠,它熱天十分柔軟,到了冬天卻像木板那樣硬。把生膠塗在布上,做成膠布雨衣,也隻能在溫暖的季節裏才能使用。

1838年,美國人古德伊爾發現,如果把生膠和少量的硫黃一起加熱,得到的產品比普通生膠要好得多,無論是冬天還是夏天,都能保持柔軟而不粘。這樣處理過的橡膠叫做硫化橡膠。

現在我們穿的雨鞋,用的自行車胎,戴的橡皮手套等橡膠製品,幾乎都是經過硫化處理的。

如果加入的硫黃相當多,就會成為硬橡皮。

為什麼硫黃會使橡膠變得“馴服”了呢?原來,橡膠分子裏的碳原子,像一根碳鏈條那樣,一個接連著一個,這些碳原子又拉住兩個氫原子。這些分子連起來,像一條長長的線,叫做線型結構。如果這種橡膠分子裏混入硫黃,並加熱,硫黃能夠巧妙地在線型分子鏈之間架起橋梁,把線型結構的線型分子變成網狀結構,使得橡膠的強度成倍地提高。

不過,從生膠加工成橡膠製品。要經過配料、塑煉、混煉、壓延、壓出、硫化等12道工序。

如果加工成輪胎,在成型和硫化兩個工序上,同其他的橡膠製品生產工藝又有較大的不同。

另外,在配料時,除了要加硫黃外,還需要氧化鎂、硫化促進劑、防老劑、補強劑、軟化劑和著色劑等,這就像蓋樓房,不僅需要磚瓦沙石,還需要鋼筋、水泥一樣。加了這許多化學藥品,再經過加熱,橡膠的彈性、強度、耐磨性都有了顯著的提高,做成的膠鞋、暖水袋、膠布、雨衣、輪胎等橡膠製品,才富有光澤,經久耐用。

銀有哪些特征古時候,人們就知道用銀碗盛牛奶等食物,可以保存較長的時間不變質。因為銀子也會“溶解”於水,當食物同銀碗接觸以後,食物中的水就會使極微量的銀變成銀離子。銀離子的殺菌能力相當強,每升水中隻要有一千億分之二克的銀離子,就足以叫細菌一命嗚呼了。

銀離子的殺菌功能,還可以用在消毒和外科救護方麵。古埃及人就已經知道,用銀片覆蓋傷口有療效。後來又有人用“銀紗布”來包紮傷口,治療皮膚創傷和難治的潰瘍,有時會收到很好效果。現代醫學中,醫生常用1%有硝酸銀溶液滴入新生兒的眼睛裏,以防治新生兒眼病。馳名中外的中醫針灸,最早使用的就是小小的銀針。

銀的化學性質很穩定,不會與氧氣直接化合。銀器表麵發黑,一般是遇到了硫化氫,生成黑色的硫化銀的緣故。古銀器長期與空氣接觸,在空氣中極微量的臭氧作用下,也會失去光澤。

銀還有許多用處,它作為良導體可以製作導線;電鍍、製鏡、攝影等行業也十分需要它。

隕石中的成份有哪些在黑夜的天空,常常可以看到轉瞬即逝的流星。這是太陽係中的星際物質--流星體,它一旦同地球接近,就會飛快地闖入大氣層,在空中燃燒發光,直到變成氣體和極微細的粉末。一些大的流星體,在空中來不及燒光,落到地麵,這就是隕石。

據科學家分析,這些天上掉下來的物質所含的元素,各不相同,一般有三類;一類是鐵隕石,差不多全部是由鐵、鎳等元素組成,其中鐵占90%左右,還有85%左右的鎳及微量元素,這類隕石占已找到隕石總數的6%。第二類的石隕石,它的主要成分是矽、鎂及少量的鐵、鋁等。它在隕石中占的比例很大,有92%。第三類是石鐵隕石,其中鐵、鎳和矽酸鹽礦物各占一半,這類隕石占已找到的隕石總數的2%。

這些天上掉下的石頭,同地球上的礦石差不多。隕石裏含有最多的元素是鐵、鎳、硫、鎂、矽、鈷、鈣、氧等,全都是地球上原來就有的東西。

研究隕石的化學成分、來源和性質能夠幫助人們進一步認識宇宙空間的變化和活動,對宇宙飛行和其他空間技術的開發有重大意義。

能測知年代的同位素是什麼埃及的考古學家在離尼羅河不遠的山上,發現一座非常古老的穀倉,從穀倉裏找到了一些小麥,經科學方法測定,這些小麥大約是六千多年前留下來的。這是用一種放射性同位素碳-14測定小麥“年齡”後才知道的。

科學家發現,一棵樹、一片草葉、一隻蜜峰,以及人體中的一點肝髒、一片指甲,在每6×10,12個碳原子中一定有一個碳-14原子。這種原子每分鍾能放出16個飭W櫻己則轉變成碳的其他同位素。假如生物(植物或動物)活著,碳-14原子則衰變多少就能補充多少,總保持一定的數量。假如有人砍倒了一棵樹,這棵樹死了,就不會再補充不斷減少的碳了。可是,原來的碳-14原子還在繼續衰變。要知道,從活樹上碳-14原子每分鍾放射16個飭W櫻鸞地“衰變”,到隻能每分種放射8個飭W櫻庋桓?“半衰期”,需要5730年。因此,幾千年後人們發現了這棵被砍倒的樹,鋸下一塊木頭,將它加熱變成炭,從中取出1克,用放射性探測器測出它每分種能放射飭W癰鍪撲悖突崛分飪檬骶烤故竊謔裁時候被砍倒的。埃及考古學家就是用這種方法測知小麥的“年齡”的。

用放射性測定年代的方法,是很有用的。我們說五千年前地球上已有了人類,他們會用火,會砍樹,會製作草鞋。這也是通過碳-14原子測定的。據考證,很久以前,有些印第安人曾經做了一些草鞋,留在一個山洞裏。在他們返回山洞之前,火山突然爆發,堵住了洞口。這個山洞現在被考古學家發現了,他們用放射性碳-14測定這些草鞋是在9600年前留下的。這裏可能有些誤差,但一般總是在9400年到9600年前這段時間留下來的。

黃金有哪些特性黃金是延展性最好的金屬。1克金可以拉成長達4000米的細絲。如果用300克黃金拉成細絲,可以從南京出發,沿著鐵路線一直延伸到北京。一噸黃金拉成的細絲,可以從地球到月亮來回五次。

黃金也可以壓成比紙還薄得多的金箔,厚度隻有五十萬分之一厘米。這樣薄的金箔,看上去幾乎是透明的,帶點綠色或藍色。薄到一定程度的黃金,既能隔熱,又能透光,所以黃金薄膜可以用作太空人和消防隊員麵罩的隔熱物質。在冬季利用黃金薄膜把太陽輻射中的熱射線反射到室中,室內就溫暖如春;夏季,在房屋的玻璃窗外,貼上一層黃金鍍膜,可將太陽的絕大部分熱射線反射出去,室內不會悶熱。

雖然黃金有這麼多優點,但是也有不少缺點。比方說質地軟、價格貴、色澤單調。如果黃金同其他金屬結合起來,做成黃金合金,既能彌補不足,又使性能更加優良。現代的黃金合金已廣泛應用於火箭、超音速飛機、核反應堆和宇宙航行等工業中。此外,用黃金合金製成的金幣、金首飾也深得人們的喜愛。我們平常看到的22、18金首飾,都是含有不同分量的黃金合金。

用黃金做成的合金,會變成金黃色、紅色、玫瑰色、灰色、綠色、一直變到白色。綠色的黃金合金中含75%的金、166%的銀和84%的鎘。有一種金銅合金,稱作紅銅;一種金銀合金叫紅銀。這兩種合金用鹽溶液處理後,就出現紫色或者淺藍黑色。

在地殼裏金的含量不算少,據估計,大約占地殼的一百億分之五,但是都很分散,真是“遍地有黃金”!另外,太陽周圍灼熱的蒸汽裏有金;隕石裏也有金;天上還真有“長滿金子”的星星;海洋中金的含量十分豐富,是個“大金庫”。

元素周期表是什麼樣的表如果把化學元素比作建築材料,那麼元素周期表就是用這些材料建成的“化學大廈”。“化學大廈”的設計師是俄國彼得堡大學35歲的教授門捷列夫。在此之前,化學家們隻知道有63種元素。不同元素間相互化合,可以組成成千上萬種化合物。有的是鹽,有的是酸,有的是堿,有的是氧化物;有的閃閃發亮,有的暗淡無光;有的硬,有的軟;有的苦,有的甜……,這許多千差萬別的物質,是由數目不多的元素組成的。

那麼,這許多元素是不是沒有一點規律性呢?當時有許多化學家研究這個問題,可是沒有取得滿意的結果。1869年門捷列夫發現各種元素的原子量可以相差很大,而不同元素的原子變動範圍卻較小,而且有許多元素有相同的原子價。同價元素的性質又非常相似,所有的+1價元素都是金屬;+7價都是非金屬,+4價元素的性質則在金屬和非金屬之間……通過這種比較,門捷列夫發現,元素的性質隨著原子量的遞增呈現周期性變化的規律,他終於發現了周期律。並根據這個周期律,製作了一個化學元素周期表。

現今的元素周期表,是把已知的109種元素,按照原子序數排成的表。這好像是一座“化學大廈”,每個房間裏住著一位“元素”客人。我們從“化學大廈”的構造和安排中,可以了解各種元素的原子結構同金屬性、非金屬性和化合價之間的關係,成為我們步入化學大門和進一步探索化學奧秘的重要工具。因此恩格斯說:門捷列夫“完成了科學上的一個勳業”。

什麼是元素周期表的終點之謎1980年,德國科學家宣布合成了109號元素,到此為止,世界上已經發現了109種元素。那麼,究竟還有多少個元素沒有被發現?元素周期表的“終點”在哪裏呢?

曾經在很長的一個時期內,科學家沒有再發現一個新元素,元素周期表在92號元素--鈾那裏停住了。鈾是不是元素周期表的終點,能不能用人工方法合成“超鈾”元素?這成了引人注目的有爭論的問題。