第十四章
最初的元素
元素是什麼時候，怎麼樣被發現的呢？
元素的利用從很古老的時代就開始了。人類頭一次發現火的時侯，樹木燃燒所造成的碳灰散在森林中；人類最古老的藝術作品，洞穴壁上的那些，可能就是用那些碳畫的。
到了石器時代，把石頭磨製成槍鋒、斧頭、小刀等工具或武器。初期的印地安人更巧妙地利用自然的材料製造了許多形態複雜的東西。他們土造的缽等，大部分由鋁、矽和氧的化合物構成。
雖然這樣，那時候卻沒有一個人知道元素是什麼，也不知道粘土或石頭裏麵包含著許多種元素成分。
隨著時代的變遷，人類開始支配環境，才學會從地裏掘出來的材料中抽出元素加以利用，以及變換元素的排列。
我們把可以抽出特定元素的“肥土”叫做礦石。
含鉛的礦石方鉛礦，即硫化鉛是最普通的礦石。古代人在偶然的機會中學會了從中提煉鉛的方法。摻雜著木炭的鉛礦石被火一燒，純金屬鉛就會分離出來，一滴一滴掉落在地上。
遠古的人所知道的另一種礦石是朱砂，就是硫化汞。這種礦石隻要加熱就會起化學反應，而得到純的水銀（汞）。
隨著好奇心的增強處理材料能力的進步，人類又發現了金屬銅。繼之，再發現了把銅及錫從礦石中抽出的方法。
對人類來說，將銅和錫混合造成青銅器是非常重要的一大進步，所以史前的那段時期叫做“青銅器時代”。
青銅器時代的人用青銅造個非常好的武器、器皿以及華麗的裝飾品等，那也正是冶金科學開始的時代。
鐵器時代在青銅器時代之後，大約自公元前一千年發現了鐵的冶煉法時開始。其實在更早的時代，鐵很可能已被發現過，而且被利用過。人們很可能把含著鐵礦石的赤紅石堆成爐灶起火之後，發現被分離出來的金屬就是鐵。
他們把鐵打成鐵槌、錐或梳子等等，當然也打造成武器。這期間誕生了種種文明，不久又消滅了。那些文明的盛衰和各國工匠冶金技術的發達程度有非常明顯的關係。
古代人所利用的元素
人類學會了從自然礦石中加熱抽出種種元素。加熱是一種原始、幼稚的方法。他們有時候也利用過碳。那也不過是在地上生火就可以做到的方法。這些我們都可以在實驗室輕易地證明它。例如將鉛的礦石放在黑鉛板上加熱，就可以得到比較純的金屬鉛。
當古代的人知道從礦石中抽出金屬，又發現直接以元素狀態露出來的金之後，立即就學會了用那些金屬造出種種形狀的東西。他們也學會把金屬打成薄薄的薄片。
所以古代人學會了利用許多種元素。但是他們並不知道這些是元素。
開始，他們以木炭的形態獲得了碳。繼之，又知道了硫磺及以元素的狀態存在的金、銀、銅等金屬。也學會從各種礦石抽出銅、水銀、鉛、錫的方法。
古代人主要的成就可能是用礦石造出金屬鐵。在冶金術初期，完成了製煉鐵的部族才能擁有文明的中心地位。
到了公元初期，人類已經知道了9種元素，可以把它們分離出來利用。看一看那些元素在現代元素表上所占的位置，我們會發現當中幾種元素的化學性非常相似。銅、銀、金的性質很接近。錫和鉛也一樣。
9種元素的化學記號是這樣的，
C=碳S=硫磺Fe=鐵Cu=銅
Ag=銀Sn=錫Au=金Hg=水銀
Pb=鉛。
在中世發現的元素
煉金士們的確有過值得稱讚的業績。他們發現了許多東西，尤其在12世紀~14世紀這一段時間，發現了3種重要的元素。
那3種元素是砷（AS）、銻（Sb）和鉍（Bi），都屬於同一個族，在現代周期表排在同一直行。
性質相似的3種元素相繼被發現的事實，表示煉金士們簡陋的化學實驗是以某些特殊的反應形式為中心相傳下來的。因此，化學性質相似的元素才能相繼被他們發現。
發現了這3種元素之後，五六個世紀中沒有其他任何發現。——不過白金是例外，它於16世紀前半葉在墨西哥被分離出來。Platinnln（白金）是西班牙語的“小塊銀”。
那個時侯，白金沒有用處。到了18世紀，有記錄可查的白金惟一的用途是鑄造金幣時加進去增加重量。到了19世紀，俄國鑄造了白金金幣。
到17世紀，一共發現了13種元素。不過，關於發現年代及發現者的名字沒有任何記錄。鋅就是一個例子。鋅在1600年末期或更早的時候就被發現了。
直到那時，科學才開始具有現代科學的氣息。人們研究自然、化學及元素。有了新的發現，把它們記錄下來，並公開發表。
事實上，古代希臘人也曾為了知識而去追求知識。他們甚至想出了他們的原子理論。這個理論有些地方跟現在的原子理論相似。可惜古代希臘人隻喜歡動動腦筋，而不願動手去做實驗，所以他們的理論隻在書本上流傳下來，在實踐方麵沒有任何成就。
第一個人造元素
30年代初，在化學元素周期表的“大廈”裏，有92個“房間”：第一號“房間”的住戶是氫元素，最末的92號“房間”，住戶是鈾元素。從氫到鈾的所有“房間”中，還有4間房沒有住戶。
這4間空房是43號、61號、85號和87號。它們的元素主人在哪兒呢？人們早就在尋找這四個元素，而且不斷有人聲稱自己已經找到這些元素，有的人甚至還給這些元素起了名字。但是，最後都被否定。人們認為，它們是“失蹤了”的元素。
隨著人們對放射性元素的深人研究，逐步揭開了原子和原子核的秘密，加上“原子大炮”——回旋加速器的出現，終於把這些失蹤的元素—一找到。
原來，這四種元素都是放射性元素，原子核會不斷分裂，放出a粒子或者β粒子，變成另外一種原子核，這種變化的過程叫做衰變。每一種放射性物質，都有固定的衰變速度；而不同的放射性物質的衰變速度是各不相同的。放射性元素的量變減少到它原來的一半所需要的時間，化學上叫做半衰期，各種放射性物質的半衰期有長有短，差別極大。長的可達100多億年，短的還不足1秒鍾。在自然界，有的放射性元素還可以在礦物中找到，有的卻在地球上早已絕跡。