25.金鋼石的成因
金剛石是作為一種極為珍貴的修飾材料，被廣泛應用於裝飾品的製作上，如我們通常所見的鑽石戒指、鑽石項鏈等。其價格極為昂貴。由於金剛石被精心琢磨後，可以從多個角度反射光線而顯得十分璀璨奪目，因而在首飾品中格外受到青睞。然而金剛石的硬度極高，一顆金剛石從原質而打磨成一個名貴的鑽石，需要相當長的時間。也正是由於金剛石這種極高的硬度，在工業上被廣泛地應用於一些堅硬物質的切割上，以及磨損程度較高或溫度較高的部位、部件。
金剛石的化學成分為碳（Ｃ）等軸晶係，多呈八麵體晶形。而與金剛石同為一族的石墨卻是截然相反的，石墨的硬度為１，而金剛石的硬度則為１０，金剛石堅硬無比，而石墨卻隻能作為工業上的潤滑劑。那麼，為什麼金剛石會有如此堅硬的個性呢？這是因為金剛石雖然也是由碳元素構成的，但是其碳原子之間的結構極為緊密，各個原子作用力均相等，因而很難使其之間的化學鍵斷裂。這種極為穩定的晶體結構，在化學界是極為少見的，因此說金剛石是化學界的驕子。
人們所獲得的金剛石大多數都是天然的。關於金剛石是如何形成的，曆來都存在著不同的看法和見解。有人認為是腐殖土和淤泥形成的，並且與炎熱的氣候有關；也有人認為，金剛石是由腐爛的沼澤在雷電的作用下形成的。在１９８２年召開的一次關於金剛石的國際會議上，有人提出金剛石是由地球深處的壓力和溫度較高而形成的，並且提出在隕石撞擊地球的一瞬間也可以形成金剛石。盡管這種隕石學說也得到了證實，但是人們在隕石中發現的隻是一些體積微小的金剛石顆粒，對於較大體積金剛石的成因無法解釋，因而人們主要傾向於地球深處形成說。根據壓力和溫度的推算，金剛石的形成應在距地表１００公裏左右的地下。
在人們發現了金剛石的優良特點及可能形成的原因後，科學家們便根據金剛石可能的形成條件進行了實驗。這種仿照自然條件通常需要一個９００－１３００℃的高溫及５－１０萬個大氣壓的壓力環境。功夫不負有心人，早在二十幾年前，科學家們就成功地在實驗室中合成了金剛石，盡管合成的隻是一些微小的顆粒，但這足以證明人工合成金剛石是有可能的。到了８０年代，科學家已不用在超高壓的條件下合成了，他們采用的新方法，是在常壓下或低於一個大氣壓的低壓下也能成功地合成金剛石，這對於人類是一個極為重大的貢獻。
26.銅
人類可考證的應用銅來製造用品的最早年代，是青銅時代，距今已有４０００多年了，在我國傳說中大禹就用銅來製鼎。到了商代，銅器已在我國盛行。銅器作為生活用品及餐具，其曆史也是極為悠久的，河南鄭州、安陽等地，出土的商代青銅器表明，我國銅冶煉技術和製造工藝均有較高的水平，在出土文物中最為多見的要算餐具，如盆、碗、碟等以及酒具，如酒壺、酒杯等。由此可見，我國人民對於銅的認識遠比其他國家要早。
然而到了１９世紀，銅器製品作為餐具在餐桌上一夜之間消失了，原因在於一些化學家們發現，銅能與生物體內某些物質如氨基酸、蛋白質等起化學反應，生成藍色的沉澱或結合物，這些沉澱物不能被生物同化，因而，他們認為銅對人體有害。對於這個說法人們始終持有不同的觀點，因人類長期以來都用銅作為餐具如果銅有毒的話，應早就被古人所認識，另外，對從出土的木乃伊的研究中，也絲毫沒有得到關於銅中毒的一點證據。盡管雙方爭執不下，但是銅作為極為普及的日常生活用品，卻在逐步地消失，取而代之的是鋼鐵、鋁及其合金製品。
也許銅被取代是一種必然，因為銅與這些鎢比較起來要昂貴得多，而且同樣大小的東西，銅製品則讓人感到沉重。另外銅器如保管不當，往往生出令人討厭的綠色氧化物。這一切都使得銅不得不放棄與人的密切接觸，而轉向了工業。
其實銅並非那麼可怕，生理學家們研究發現，銅元素是生物體內不可缺少的微量元素生物體內蛋白質的合成，ＤＮＡ的複製都必須有銅元素的參加才能完成。在植物中，葉綠素被植物製造的過程中，銅是不可缺少的催化劑。另外，銅對植物細胞膜的通透性有著直接的影響。沒有銅，植物細胞就不能與外界正常地進行物質交換。在人類，銅是合成血紅蛋白的重要物質之一，血紅蛋白是人類賴以生存的機體物質，由於它的存在，人體細胞才能正常地利用氧，並且將代謝產生的二氧化碳由血紅蛋白而運送到體外。此外，銅對人體的新陳代謝、生殖都有著重要的影響，銅的不足將使人體地新陳代謝停止，同樣也會引起人的不能生育。但是銅如果攝入過多會導致肝硬化、精神分裂，以及植物神經功能紊亂等疾病。對於銅的每日攝入量多少應為合理，還不能像其他元素那樣有著統一的標準。專家們指出，隻要是正常飲食，人體的銅元素的量就可以完成其生理活動，但是長期慢性消化性疾病的患者，則有可能造成銅的不足，這要視具體情況而定。
總之，銅的用途已經人人皆知了，但是對於人的作用，我們隻是有一個大致的了解。從文字中可以看出，銅並不是以前人們所想象的那樣有毒，但是也並非無害。至於其對人體微觀的影響機理，目前尚處於一種較低水平的研究階段，希望在今後的研究中，能夠為我們揭開銅作用於人體的機理之謎。
27.放射性元素從哪裏來
在自然界或科學實驗中，有一些原子是極不安分的，它們能夠自發地產生變化，有高能粒子或Ｙ射線光子從它們的原子核中逃掉。由於原子核中的粒子數的減少，因而這種原子就變成了另外一種原子，而屬於同一種元素的原子可以稱為這種元素的同位素，這種能夠從原子核釋放出高能粒子和Ｙ射線的原子，我們一般稱之為有放射性的原子，由這種原子構成，或由放射性同位素所組成的元素，就是放射性元素。
放射性元素一般分為兩類：天然放射性元素如鈾、釷、錒等；另外是人工合成的人工放射性元素，如鉕、鋦、锝等。化學元素周期表顯示的情況表明，在已發現的１０７種化學元素中，排在靠後的基本上都是放射性元素，並且以人工合成的放射性元素居多。另外一些本身並無放射性的元素，其同位素卻具有放射性，這類放射性同位素也占有相當大的比重。
放射性元素都具有一個相同的特點，那就是，其原子不斷進行變化並釋放高能粒子和Ｙ射線，這種變化根據自身元素的不同，時間則長短不一，長者可達數億年，短則僅僅為幾千分之一秒。因而，我們對於這種放射性元素的壽命很難估測，在化學上通常采用一種稱為“半衰期”的計算方法，就是一種元素其衰變為原一半所需的時間。這種半衰期的測定既複雜、又簡單，說其複雜，包括對元素內部原子活動情況的測定，這種原子發生變化可能是瞬間完成的，也可能需要很長時間，所以其原子變化是較難觀測的；說其簡單，這是當原子發生變化後，則很容易計算出其整體變化。放射性元素的半衰期實際上就是對於該元素的穩定性的一種製定。如釷３２３這種同位素的半衰期為１４０億年，那麼無論從宏觀還是從微觀來講，幾乎與非放射元素一樣，具有著較高的穩定性。而氦５這種同位素，其半衰期僅僅有一千億分之一秒，因此人們是很難看到它的存在的。
放射性元素最早是法國物理學家亨利·貝爾勒爾在１８９６年發現的，從那時起，人們就開始探索放射性元素為什麼會有放射性。目前研究結果，使人們對此有了大概的了解和認識，一般元素其原子核中有８４個或多於８４個質子的元素都是放射性元素。在原子核中，質子是帶有正電荷的，根據庫侖定律，“同種電荷相互排斥”理論，這種質子之間的相排斥力，使得原子核結構很不穩定。因而，隻有放出帶正電荷的質子才能保持穩定狀態。當質子被釋放後，其原子核中質子數目減少，因而就變成了另外一種元素。一種元素是否穩定，主要取決於原子核肉的中子與質子數值的比，即ｎ∶ｐ。這個比值太大或太小都是原子核不穩定的因素所在，通常認為在１２∶１－１５∶１的範圍內，是元素穩定的條件。
放射性元素為什麼可以通過釋放質子或捕獲電子來達到這種穩定狀態，以及為什麼ｎ∶ｐ在１２∶１－１．５∶１之間，元素才具有穩定性這一現象，目前還無法準確地回答，還有待於科學家的努力。