化学元素详解

化学元素详解元素序号：1元素符号：H元素名称：氢元素原子量：1.008元素类型：非金属发现人：卡文迪许发现年代：1766年发现过程：从金属与酸作用所得的气体中发现氢。元素描述：氢有三种同位素：1H（氕）、2H（氘，也叫重氢）、3H（氚，也叫超重氢），其中1H在自然界的丰度为99.985%。氢的单质在通常情况下为无色、无味的气体。氢气是最轻的气体，微溶于水（0℃时，每体积水溶解0.0214体积氢气；20摄氏度时，溶解0.018体积；50摄氏度溶解0.016体积）。能在空气中燃烧，生成水，并放出大量热。当空气中含有一定量的（体积百分数为4.1-75%）氢气时，点火发生爆炸。氢气燃烧的唯一产物是水，对环境没有污染，所以氢能源的研究和利用日益受到人们的重视。元素来源：（1）电解法，可以大量产生纯度高的氢气；（2）天然气、石油气或焦碳与水反应的方法，是廉价生产氢气的一种途径；（3）离子型金属化合物与水反应的方法，用于军事、气象方面供探空气球使用；（4）以过渡金属络合物为催化剂，利用太阳能分解水制取氢气的方法，是充分利用太阳发展氢能源的一个新方向。此外，在实验室里，常用活泼金属跟酸的反应，少量制取氢气。元素用途：氢气或氢、氦混合气可以用来填充气球。氢大量被用来合成氨。氢气还能与一些金属化合，生成氢化物LiH、NaH、CaH2、BaH2等。氢也用于石油提炼工序中，如加氢裂化和氢处理脱硫；还用于植物油的催化加氢；加氢也用于制造有机化学药品。用氢气做还原剂，可使三氧化钨还原为金属钨。氢气能被某些过渡金属或其合金吸附。这种吸附作用是可逆的，在加热或减压的条件下，被吸附的氢气可以释放出来，因而，这是解决氢能源所面临的储氢问题的重要途径。氢也大量用于空间技术。氢和氧或氟在一起，既能用作火箭燃料，也能用作核动力火箭推进剂。元素辅助资料：氢和氧同氮一样，广泛分布在自然界中。氢的发现比较晚。这主要是因为在化学科学实验兴起以前，人们的智慧被一种虚假的概念所束缚，好象任何气体既不能单独存在，也不能收集，更不能称量。1766年，英国化学家卡文迪许发表了关于“可燃性空气”的专门论述。其中，描述了多种制取“可燃性空气”的方法，并提供了“可燃性空气”的比重比空气轻7倍。1770年，法国化学家教授莱默里认识到铁屑可以与稀硫酸和盐酸作用制得“可燃性空气”。另外还有法国化学家马凯以及拉瓦锡都比较深入的研究了“可燃性空气”。拉瓦锡通过实验确定了“可燃性空气”与水之间的关系，拉瓦锡给予了它新的名称hydrogene。这里的“hydro”是希腊文中“水”，“gene”是“产生”、“源”，缀合起来就是“水之源”。它的拉丁名称hydrogenium和元素符号H由此而来。氢的同位素分别被命名为1H是protium（氕），2H是deuterium（氘），3H是tritium（氚）。元素序号：2元素符号：He元素名称：氦元素原子量：4.003元素类型：非金属发现人：杨森发现年代：1868年发现过程：1868年，法国的杨森，最初从日冕光谱内发现太阳中有新元素，即氦。元素描述：是惰性元素之一。其单质氦气，分子式为He，是一种稀有气体，无色、无臭、无味。它在水中的溶解度是已知气体中最小的，也是除氢气以外密度最小的气体。密度0.17847克/升，熔点-272.2℃（26个大气压）。沸点-268.9℃。它是最难液化的一种气体，其临界温度为-267.9℃。临界压力为2.25大气压。当液化后温度降到-270.98℃以下时，具有表面张力很小，导热性很强，粘性很强的特性。液体氦可以用来得到接近绝对零度（-273.15℃）的低温。化学性质十分不活泼，既不能燃烧，也不能助燃。元素来源：氦是放射性元素分裂的产物，α质点就是氦的原子核。在工业中可由还氦达7%的天然气中提取。也可由液态空气中用分馏法从氦氖混合气体中制得。元素用途：用它填充电子管、气球、温度计和潜水服等。也用于原子核反应堆和加速器、冶炼、和焊接时的保护气体。元素辅助资料：1868年8月18日，法国天文学家詹森赴印度观察日全食，利用分光镜观察日珥，从黑色月盘背面如出的红色火焰，看见有彩色的彩条，是太阳喷射出来的帜热其他的光谱。他发现一条黄色谱线，接近钠光谱总的D1和D2线。日蚀后，他同样在太阳光谱中观察到这条黄线，称为D3线。1868年10月20日，英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。经过进一步研究，认识到是一条不属于任何已知元素的新线，是因一种新的元素产生的，把这个新元素命名为helium，来自希腊文helios（太阳），元素符号定为He。这是第一个在地球以外，在宇宙中发现的元素。为了纪念这件事，当时铸造一块金质纪念牌，一面雕刻着驾着四匹马战车的传说中的太阳神阿波罗（Apollo）像，另一面雕刻着詹森和洛克耶的头像，下面写着：1868年8月18日太阳突出物分析。过了20多年后，莱姆塞在研究钇铀矿时发现了一种神秘的气体。由于他研究了这种气体的光谱，发现可能是詹森和洛克耶发现的那条黄线D3线。但由于他没有仪器测定谱线在光谱中的位置，他只有求助于当时最优秀的光谱学家之一的伦敦物理学家克鲁克斯。克鲁克斯证明了，这种气体就是氦。这样氦在地球上也被发现了。元素序号：3元素符号：Li元素名称：锂元素原子量：6.941元素类型：金属发现人：阿尔费德森发现年代：1817年发现过程：从金属与酸作用所得的气体中发现氢。1817年，瑞典的阿尔费德森，最先在分析透锂长石时发现了锂。元素描述：银白色的金属。密度0.534克/厘米3。熔点180.54℃。沸点1317℃。是最轻的金属。可与大量无机试剂和有机试剂发生反应。与水的反应非常剧烈。在500℃左右容易与氢发生反应，是唯一能生成稳定得足以熔融而不分解的氢化物的碱金属，电离能5.392电子伏特，与氧、氮、硫等均能化合，是唯一的与氮在室温下反应，生成氮化锂（Li3N）的碱金属。由于易受氧化而变暗，故应存放于液体石蜡中。元素来源：在自然界中，主要以锂辉石和锂云母及磷铝石矿德形式存在。由电解熔融德氯化锂而制得。元素用途：将质量数为6的同位素（6Li）放于原子反应堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用来进行热核反应，有着重要的用途。锂主要以硬脂酸锂的形式用作润滑脂的增稠剂。这种润滑剂兼有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。锂化物用于陶瓷制品中，以起到助溶剂的作用。在冶金工业中也用来作脱氧剂或脱氯剂，以及铅基轴承合金。锂也是铍、镁、铝轻质合金的重要成分。元素辅助资料：锂是继钾和钠后发现的又一碱金元素。发现它的是瑞典化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特森。1817年，他在分析透锂长石时，最终发现一种新金属，贝齐里乌斯将这一新金属命名为lithium，元素符号定为Li。该词来自希腊文lithos（石头）。锂发现的第二年，得到法国化学家伏克兰重新分析肯定。锂在地壳中的含量比钾和钠少的多，它的化合物不多见，是它比钾和钠发现的晚的必然因素。元素序号：4元素符号：Be元素名称：铍元素原子量：9.012元素类型：金属发现人：沃克兰发现年代：1798年发现过程：1978年，法国的沃克兰，在研究绿柱石时发现了铍。在自然界中存在于绿柱石矿中。元素描述：一种稀有金属，是最轻的结构金属之一。电离能9.322电子伏特。呈灰白色，质坚硬。密度1.85克/厘米3。熔点1278±5℃。沸点2970℃。化合价为2。和锂一样，也形成保护性氧化层，故在空气中即使红热时也很稳定。不溶于冷水，微溶于热水，可溶于稀盐酸，稀硫酸和氢氧化钾溶液而放出氢。金属铍对于无氧的金属钠即使在较高的温度下，也有明显的抗腐蚀性。铍可以形成聚合物以及具有显著热稳定性的一类共价化合物。元素来源：在自然界中存在于绿柱石矿中。可由电解熔融的氯化铍或氢氧化铍而制得。元素用途：金属铍对液体金属的抗腐蚀性，对设计核反应堆的热交换器是重要的。与通用的综合剂乙二胺四乙酸（EDTA）的反应并不强，这在分析上是很重要的。铍可以形成聚合物以及具有显著热稳定性的一类共价化合物。铍用来制造飞机上用的合金、伦琴射线管、铍铝合金、青铜。也用作原子反应堆中的减速剂和反射剂。高纯度的铍又是快速中子的重要来源。元素辅助资料：含铍的矿石有许多透明的、色彩美丽的变种，自古以来是最名贵的宝石。在我国古代文献中记载着这些宝石，如猫精，或称猫精石、猫儿眼、猫眼石，也就是我们现在称的金绿玉。这些含铍的矿石基本上都是绿柱石（beryl）（3BeO·Al2O3·6SiO2）的变种。克拉普罗特曾经分析过秘鲁出产的绿玉石，但他却没能发现铍。柏格曼也曾分析过绿玉石，结论是一种铝和钙的硅酸盐。18世纪末，化学家沃克兰应法国矿物学家阿羽伊的请求对金绿石和绿柱石进行了化学分析。沃克兰发现两者的化学成分完全相同，并发现其中含有一种新元素，称它为glucinium，元素符号定为Gl。这一名称来自希腊文glykys，是“甜”的意思，因为它的盐有甜味。沃克兰在1798年2月15日在法国科学院宣读了他发现新元素的论文。由于钇的盐类也有甜味，因此glucinium改为beryllium（铍），元素符号为Be。这一词来自绿柱石。铍和它的化合物有毒，当吸入时，会引起呼吸器官的疾病。铍是一种银白色有光泽比较软的金属，比重比轻得出名的铝还小一半。它和铜以及镁可以制成轻的合金，这种合金已经应用在飞机制造中了。元素序号：5元素符号：B元素名称：硼元素原子量：10.81元素类型：非金属发现人：戴维、盖吕萨克、泰纳发现年代：1808年发现过程：1808年，英国的戴维和法国的盖吕萨克、泰纳，用钾还原硼酸而制得硼。元素描述：它是最外层少于4个电子的仅有的非金属元素。其单质有无定形和结晶形两种。前者呈棕黑色到黑色的粉末。后者呈乌黑色到银灰色，并有金属光泽。硬度与金刚石相近。无定形的硼密度2.3克/厘米3，（25-27℃）；晶形的硼密度2.31克/厘米3，熔点2300℃，沸点2550℃，化合价3。在室温下无定形硼在空气中缓慢氧化，在800℃左右能自燃。硼与盐酸或氢氟酸，即使长期煮沸，也不起作用。它能被热浓硝酸和重铬酸钠与硫酸的混合物缓慢侵蚀和氧化。过氧化氢和过硫酸铵也能缓慢氧化结晶硼。上述试剂与无定形硼作用激烈。与碱金属碳酸盐和氢氧化物混合物共熔时，所有各种形态的硼都被完全氧化。氯、溴、氟与硼作用而形成相应的卤化硼。约在600℃硼与硫激烈反应形成一种硫化硼的混合物。硼在氮或氨气中加热到1000℃以上则形成氮化硼，温度在1800-2000℃是硼和氢仍不发生反应，硼和硅在2000℃以上反应生成硼化硅。在高温时硼能与许多金属和金属氧化物反应，生成金属硼化物。元素来源：制备方法有：硼的氧化物用活泼金属热还原；用氢还原硼的卤化物；用碳热还硼砂；电解熔融硼酸盐或其他含硼化合物；热分解硼的氢化合物上述方法所得初产品均应真空除气或控制卤化，才可制得高纯度的硼。元素用途：由于硼在高温时特别活泼，因此被用来作冶金除气剂、锻铁的热处理、增加合金钢高温强固性，硼还用于原子反应堆和高温技术中。棒状和条状硼钢在原子反应堆中广泛用作控制棒。由于硼具有低密度、高强度和高熔点的性质，可用来制作导弹的火箭中所用的某些结构材料。硼的化合物在农业、医药、玻璃工业等方面用途很广。元素辅助资料：天然含硼的化合物硼砂（Na2B4O7·10H2O）早为古代医药学家所知悉。我国西藏是世界上盛产硼砂的地方。1702年法国医生霍姆贝格首先从硼砂制得硼酸，称为salsedativum，即镇静盐。1741年法国化学家帕特指出，硼砂与硫酸作用除生成硼酸外，还得到硫酸钠。1789年拉瓦锡把硼酸基列入元素表。1808年英国化学家戴维和法国化学家盖吕萨克、泰纳各自获得单质硼。硼的拉丁名称为boracium，元素符号为B。这一词来自borax（硼砂）。元素序号：6元素符号：C元素名称：碳元素原子量：12.01元素类型：非金属发现人：发现年代：发现过程：在古代碳就被发现。元素描述：碳可以形成数量极多的碳和化合物，它的同素异形体由结晶形的石墨、金刚石和屋定形碳（微晶形碳）。是动植物的重要元素之一，单质碳是一种相当惰性的物质。电离势11.260电子伏特。不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。加热时，可以与氧生成一氧化碳或二氧化碳。热的氧化剂如硝酸和硝酸钾，与碳作用，可得到苯六（羧）酸。高温时，许多金属和碳能发生作用，生成金属碳化物，卤素种只有氟能与单质碳作用，碳是钢铁和某些其他合金中的重要组成部分。元素来源：在天然气和石油中，碳以经类化合物存在，在大气中以CO2形式出现，岩石矿物中以碳酸岩如石灰石（CaCO3）和孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等存在。元素用途：是化工，冶金工业方面的重要的原料。元素辅助资料：碳是自然界中分布相当广泛的元素之一。自然界中以游离状态存在的碳有金刚石、石墨和煤，各种形态的煤在自然界中分布很广。煤中含碳达99%。碳的化合物更是多种多样，从空气中的二氧化碳和岩石、土壤中的各种碳酸盐，到动植物组织中成千上万中的有机化合物。人们还可以轻易地取得碳的一些游离状态的产物，如木炭、黑碳、碳黑等等。这就决定了碳在人类有史以前很早很早就被发现和利用了。由石器时代进入青铜时代的时期中，木炭不仅被人们用作燃料，而且还被用作还原剂（参见铜元素）。随着冶金工业的发展，人们寻找比木炭更廉价的燃料和还原剂。这样，人们找到了煤。英国到13世纪才建矿采煤，比我国晚了有一千多年。而欧洲在18世纪初才知炼焦，这也比我国晚约一个世纪。碳的同素异形体石墨在我国古代文献也是煤的别名。它在16世纪间被欧洲人发现，曾被误认为是含铅的物质，而被称为“绘画的铅”，直到1779年，瑞典化学家舍勒指出将石墨于硝酸钾共溶后产生二氧化碳气，确定它是一种矿物木炭。碳的另一种同素异形体金刚石，在古代印度的著述中常常提到。这是印度出产金刚石的缘故。南美洲巴西和非洲南非也先后发现金刚石。早在1722年，法国化学家拉瓦锡进行了燃烧金刚石的实验，把金刚石放置在玻璃钟罩内，用取火镜把日光聚焦在金刚石上，使金刚石燃烧，得到无色的气体，将该气体通入澄清的熟石灰中，得到白色碳酸钙沉淀，正如燃烧木炭所得到的结果一样。他做出结论：在金刚石和木炭中含有相同的“基础”，命名为carbone（发文，英文在1789年间采用，去掉词尾E，称为carbon）。这一词来自拉丁文CARBO（煤，木炭），我们称为碳。碳的拉丁名称carbonium也由此而来，它的元素符号C就是采用它的拉丁名称的第一个字母。正是拉瓦锡，首先把碳列入1789年发表的化学元素表中。元素符号：N元素名称：氮元素原子量：14.01元素类型：非金属发现人：丹尼尔·卢瑟福发现年代：1772年发现过程：1772年，英国的丹尼尔·卢瑟福，从磷和空气作用后剩下的气体中发现了氮，在动植物体中的蛋白质内含有氮。土壤中有硝酸盐，例如KNO3。重要的矿物有硝石和智利硝石等。元素描述：无臭、无味、无色气体。密度1.2506克/升（气），0.8081克/立方厘米（液）。熔点-209.86℃，沸点-195.8℃。化合价1、3和5。电离能14.543电子伏特。元素氮在常温下对大多数普通物质的反应性都是低的，在高温下，分子氮（N2）与铬、硅、钛、铝、硼、铍、钡，锶、钙等（但不与其它碱金属）形成氮化物；与氧形成NO，在适当高的温度和压力下，并有催化剂存在，与氢反应成氨；当超过1800℃，氮、碳与氢化合物形成氰化氢。放电时，氮气能与氧气直接化合，生成NO。元素来源：工业上采用蒸发液态空气方法来大规模制取氮。用适当的化学药剂从空气中除去氧，二氧化碳和水蒸气就可制得。元素用途：用于制取硝酸，合成氨，氰氢化钙，氰化物等，以及填充灯泡。也可以用它来代替惰性气体，以作焊接金属的保护气。另外，在保存粮食、水果等农副产品方面，氮也有大量用处。元素辅助资料：氮气是空气的主要组成部分。氧是所有元素在地壳中含量很大的。但由于氮气是在平常状态下以气体状况存在，和可接触到的、可见的固体、液体不同，使人们单纯用直觉观察，是不能认清它的。1772年，英国科学家卡文迪许曾经分离出氮气，把它称为“窒息的空气”。在同一年，普利斯特里将铁与硝酸作用，得到“硝酸空气”（一氧化氮气）。接着这种“硝酸空气”与空气中氧气化合，形成棕色的二氧化氮气，可用碱液吸收。他发现空气体积减少五分之一，而剩余的五分之四是比空气轻的气体，既不支持物质燃烧，也不能维持动物生命。此外舍勒也发现了氮气，但他们都没有及时公布他们发现的结论。因此，在现在一般化学文献中，都认为氮在欧洲首先由英国医生、植物学家D.卢瑟福首先发现。而拉瓦锡将空气中不能支持燃烧和维持动物的生命的部分称为azote，来自希腊文a（没有）和zoe（生命），是“不能维持生命”的意思。“azote”正是我们今天所说的氮。今天的氮的拉丁名nitrogenium和元素符号N来自英文nitrogene，是nitre（硝石）和gene（源）构成，也就是“硝石之源”。元素序号：8元素符号：O元素名称：氧元素原子量：16.00元素类型：非金属发现人：舍勒、普利斯特里发现年代：1773至1774年发现过程：1774年，英国的普利斯特里，在玻璃容器中加热氧化汞而得；1773年，瑞典的舍勒分解硝酸盐和利用浓硫酸与二氧化锰作用亦制得氧。元素描述：通常条件下呈无色、无臭和无味的气体。密度1.429克/升，1.419克/厘米3（液），1.426克/厘米3（固）。熔点-218.4℃，沸点-182.962℃，化合价2。电离能为13.618电子伏特。除惰性气体外的所有化学元素都能同氧形成化合物。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体O2.H2O和O2.2H2O，后者较不稳定。氧气在空气中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占第一位。干燥空气中含有20.946%体积的氧；水有88.81%重量的氧组成。除了16O外，还有17O和18O同位素。元素来源：实验室制氧可在玻璃容器中加热氧化汞或分解硝酸盐和利用浓硫酸与二氧化锰作用亦制得氧。还可用氯酸钾与二氧化锰加热制取。大规模地生产氧使用空气的液化和分馏来进行的，少量氧也可有电解水制造。元素用途：氧被大量用于熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理等冶金过程中；液体氧是一种制冷剂，也是高能燃料氧化剂。它和锯屑、煤粉的混合物叫液氧炸药，是一种比较好的爆炸材料，氧与水蒸气相混，可用来代替空气吹入煤气气化炉内，能得到较高热值的煤气。液体氧也可作火箭推进剂；氧气是许多生物过程的基本成分，因此氧也就成了担负空间任何任务是需要大量装载的必需品之一。医疗上用氧气疗法，医治肺炎、煤气中毒等缺氧症。石料和玻璃产品的开采、生产和创造均需要大量的氧。元素辅助资料：氧气是空气的主要组成部分。许多氧化合物，例如硝酸钾、氧化汞等在加热后都会放出氧气。氧是所有元素在地壳中含量最大的。这些都说明，氧气很早就可能被人们取得。但由于氧气是在平常状态下以气体状况存在，和可接触到的、可见的固体、液体不同，使人们单纯用直觉观察，是不能认清它的。从16世纪开始，在西欧，不少研究者们对加热含氧化合物获得的气体，对空气在物质燃烧和动物呼吸中所起的作用，进行了初期的科学的化学实验，从而才发现了氧气。也就是在人们正确认识到燃烧现象，发现氧气后，才彻底推翻了燃素说。拉瓦锡通过实验确定了空气中促进物质燃烧的气体物质是一种元素，称它为oxygène（法文，英文为oxygen）。这一词来自希腊文oxys（酸）和gene（产、生、源），即“酸之源”的意思。空气中的另一部分称为azote，来自希腊文a（没有）和zoe（生命），是“不能维持生命”的意思。“oxygen”，我们今天称为氧。它的拉丁名称是oxygenium，元素符号为O。元素序号：9元素符号：F元素名称：氟元素原子量：19.00元素类型：非金属发现人：莫瓦桑发现年代：1886年发现过程：1886年，法国的莫瓦桑，在铂制U型管中，用铂铱合金作电极，电解干燥的氟氢化钾，制得氟。元素描述：呈苍黄色气体，密度1.69克/升，熔点-219.62℃，沸点-188.14℃，化合价-1，氟的电负性最高，电离能为17.422电子伏特，是非金属中最活泼的元素，氧化能力很强，能与大多数含氢的化合物如水、氨和一切无论液态、固态、或气态的化学物质起反应。与水的反应很复杂，主要氟化氢和氧，以及较少量的过氧化氢，二氟化氧和臭氧产生，也可在化合物中置换其他非金属元素。可以同所有的非金属和金属元素起猛烈的反应，生成氟化物，并发生燃烧。有极强的腐蚀性和毒性，操作时应特别小心，切勿使它的液体或蒸气与皮肤和眼睛接触。元素来源：可从电解熔融的氟化钾和无水氟化氢的混合物中制得。元素用途：含氟塑料和含氟橡胶等高分子，具有优良的性能，用于氟氧吹管和制造各种氟化物。元素辅助资料：正是经过19世纪初期的化学家发反复分析，肯定了盐酸的组成，确定了氯是一种元素之后，氟就因它和氯的相似性很快被确认是一种元素，相应的存在与氢氟酸中。虽然它的单质状态一直拖延到19世纪80年代才被分离出来。氟和氯一样，也是自然界中广泛分布的元素之一，在卤素中，它在地壳中的含量仅次于氯。早在16世纪前半叶，氟的天然化合物萤石（CaF2）就被记述于欧洲矿物学家的著作中，当时这种矿石被用作熔剂，把它添加在熔炼的矿石中，以降低熔点。因此氟的拉丁名称fluorum从fluo（流动）而来。它的元素符号由此定为F。拉瓦锡在1789年的化学元素表中将氢氟酸基当作是一种元素。到1810年戴维确定了氯气是一种元素，同一年法国科学家安培根据氢氟酸和盐酸的相似性质和相似组成，大胆推断氢氟酸中存在一种新元素。他并建议参照氯的命名给这种元素命名为fluorine。但单质状态的氟却迟迟未能制得，直到1886年6月26日，才由法国化学家弗雷米的学生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此获得1906年诺贝尔化学奖，他是由于在化学元素发现中作出贡献而获诺贝尔化学奖的第二人。比较一下氯和氟的发现史，是很有意义的。氯在它的单质被分离出来30多年后才被确认为是一种元素；而氟在没有被分离出单质状态以前就被确认为是一种元素了。这一史实说明在人们对客观事物的认识过程中，逐渐掌握了它们的一些规律后，就能更快、更清楚地认识它们。元素符号：Ne元素名称：氖元素原子量：20.18元素类型：非金属发现人：莱姆塞、特拉威斯发现年代：1898年发现过程：1898年，英国的莱姆塞、特拉威斯蒸发液体氢时，在最先溢出的气体光谱中发现了氖。元素描述：稀有气体元素之一，无色，无臭，无味，气体密度0.9092克/升，液体密度1.204克/厘米3，熔点-248.67℃，沸点-245.9℃，化学性质极不活泼，电离能21.564电子伏特，不能燃烧，也不助燃，在一般情况下部生成化合物，气态氖为单原子分子，氖还有一个特殊性质是气体与液体体积之比，大多数深冷液态气体在室温条件下产生500到800体积的气体，而氖则生成大于1400体积的气体。这就为它的贮藏和运输带来方便。100升空气中含氖约1.818毫升。元素来源：由空气分离塔在制取氧氮气的同时，从中可以提取氖氦的混合气体，在经液氢冷凝法或活性炭硅胶的吸附作用，便可得到氖。元素用途：大量用于高能物理研究，让氖充满火花室来探测和微粒的行径。也是制造霓虹灯和指示灯的好原料，和氩混合使用会有美丽的蓝光产生，也可用来填充水银灯和钠蒸气灯。液体氖还用来做制冷剂。元素辅助资料：莱姆塞在发现氩和氦后，研究了它们的性质，测定了它们的原子量。接着他考虑它们在元素周期表中的位置。因为，氦和氩的性质与已发现的其他元素都不相似，所以他提议在化学元素周期表中列入一族新的化学元素，暂时让氦和氩作为这一族的成员。他还根据门捷列夫提出的关于元素周期分类的假说，推测出该族还应该有一个原子量为20的元素。在1896～1897年间，莱姆塞在特拉威斯的协助下，试图用找到氦的同样方法，加热稀有金属矿物来获得他预言的元素。他们试验了大量矿石，但都没有找到。最后他们想到了，从空气中分离出这种气体。但要将空气中的氩除去是很困难的，化学方法基本无法使用。只有把空气先变成液体状态，然后利用组成它成分的沸点不同，让它们先后变成气体，一个一个地分离出来。把空气变成液体，需要较大的压力和很低的温度。而正是在19世纪末，德国人林德和英国人汉普森同时创造了致冷机，获得了液态空气。1898年5月24日莱姆塞获得汉普森送来的少量液态空气。莱姆塞和特拉威斯从液态空气中首先分离出了氪。接着他们又对分离出来的氩气进行了反复液化、挥发，收集其中易挥发的组分。1898年6月12日他们终于找到了氖（neon），元素符号Ne，来自希腊文neos（新的）。元素序号：11元素符号：Na元素名称：钠元素原子量：22.99元素类型：金属发现人：戴维发现年代：1808年发现过程：1808年，英国的戴维，在电解熔融的苏打和氢氧化钠时发现了钠.元素描述：呈银白色，又美丽的光泽，密度0.97克/厘米3，比水轻，熔点97.81±0.03℃，沸点，882.9℃，轻软而有延展性，常温时有蜡状，低温时可变脆。电离能5.139电子伏特，化学性质很活泼，能与非金属直接化合，在空气中氧化迅速，燃烧时有黄色的火焰产生，并有过氧化钠（Na2O2）生成，跟水能起剧烈反应，生成氢气和苛性钠。元素来源：在自然界中，钠以化合态存在，分布广。地壳中的含量为2.64%左右，由电解熔融的氢氧化钠或氯化钠制得。元素用途：钠可用来制取过氧化钠，四乙基铅等化合物，钠和钾的合金（含50%-80%K）在室温下呈液态，可用做反应堆的导热剂。那是一种很强的还原剂，可以把钛，锆，铌，钽等金属从他们的熔融卤化物种还原出来，钠蒸气的光谱，主要是黄色D线，能用作单色光源。钠蒸气由火箭施放于大气层高空，可产生明亮的橙黄色云雾（即钠云）。元素辅助资料：钠是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。英国化学家戴维在发现钾后不久，从电解碳酸钠中获得了金属钠，并以soda（碳酸钠、苏打）为源命名为sodium。钠的拉丁名是从natrum（阿拉伯文中的天然碱——碳酸钠）来，因而化学符号为Na。由于单质钠的比重很小（15℃时，钾的密度是0.97223），所以当时没有人相信它是金属，因为它的比重比水还小。当时它们不仅没有被承认是金属，更没有被承认是元素。直到1811年，由盖吕萨克和泰纳尔证实了钠是一种元素。元素序号：12元素符号：Mg元素名称：镁元素原子量：24.31元素类型：金属发现人：戴维发现年代：1808年发现过程：1808年，英国的戴维，用钾还原白镁氧，最早制得少量的镁。元素描述：银白色的金属，密度1.74克/厘米3，熔点648.8℃。沸点1107℃。化合价+2，电离能7.646电子伏特，是轻金属之一，具有展性，能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，许多金属是用热还原其盐和氧化物来制备。金属镁能与大多数非金属和差不多所有的酸化合，大多数碱，以及包括烃、醛、醇、酚、胺、脂和大多数油类在内的有机化学药品与镁仅仅轻微地或者根本不起作用。元素来源：镁存在于菱镁矿MgCO3、白云石CaMg(CO3)2、光卤石KCl·MgCl2·H2O中，海水中也含镁盐。可以由电解熔融的氯化镁或光卤石制得。元素用途：主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、汽车、飞机、科学仪器脱硫剂脱氢和格氏试剂，也能用于制烟火、闪光粉、镁盐等。元素辅助资料：镁是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。长时期里，化学家们将从含碳酸镁的菱镁矿焙烧获得的镁的氧化物苦土当作是不可再分割的物质。在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。1808年，戴维在成功制得钙以后，使用同样的办法又成功的制得了金属镁。从此镁被确定为元素，并被命名为magnesium，元素符号是Mg。Magnesium来自希腊城市美格里西亚Magnesia，因为在这个城市附近出产氧化镁，被称为magnesiaalba，即白色氧化镁。不过镁的名称magnesium很容易和锰的名字manganum混淆，虽然有人提出更改，却一直沿用下来元素序号：13元素符号：Al元素名称：铝元素原子量：26.98元素类型：金属发现人：韦勒发现年代：1827年发现过程：1827年，德国的韦勒把钾和无水氯化铝共热，制得铝。元素描述：银白色有光泽金属，密度2.702克/厘米3，熔点660.37℃，沸点2467℃。化合价±3。具有良好的导热性、导电性，和延展性,电离能5.986电子伏特，虽是叫活泼的金属，但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应，放出大量热，用此种高反应热，铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。例如：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡，在高温下铝也同非金属发生反应，亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物，浓硫酸、任何浓度的醋酸，以及一切有机酸类均无作用。元素来源：铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里，如长石、云母、高岭市、铝土矿、明矾时，等等。有铝的氧化物与冰晶石（Na3AlF6）共熔电解制得。元素用途：铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。其合金质轻而坚韧，是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。元素辅助资料：铝在地壳中的分布量在全部化学元素中仅次于氧和硅，占第三位，在全部金属元素中占第一位。但由于铝的氧化力强，不易被还原，因而它被发现的较晚。1800年意大利物理学家伏特创建电池后，1808～1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝，但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称，是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。1825年丹麦化学家奥斯德发表实验制取铝的经过。1827年，德国化学家武勒重复了奥斯德的实验，并不断改进制取铝的方法。1854年，德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝，制得成锭的金属铝。元素序号：14元素符号：Si元素名称：硅元素原子量：28.09元素类型：非金属发现人：贝采利乌斯发现年代：1823年发现过程：1823年，瑞典的贝采利乌斯，用氟化硅或氟硅酸钾与钾共热，得到粉状硅。元素描述：由无定型和晶体两种同素异形体。具有明显的金属光泽，呈灰色，密度2.32-2.34克/厘米3，熔点1410℃，沸点2355℃，具有金刚石的晶体结构，电离能8.151电子伏特。加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用。硅在自然界分布很广，在地壳中的原子百分含量为16.7%。是组成岩石矿物的一个基本元素，以石英砂和硅酸盐出现。元素来源：用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。元素用途：用于制造高硅铸铁、硅钢等合金，有机硅化合物和四氯化硅等，是一种重要的半导体材料，掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率的晶体管，整流器和太阳能电池等。元素辅助资料：硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类；水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是，硅与氧、碳不同，在自然界中没有单质状态存在。这就注定它的发现比碳和氧晚。拉瓦锡曾把硅土当成不可分割的物质——元素。1823年，贝齐里乌斯将氟硅酸钾（K2SiF6）与过量金属钾共热制得无定形硅。尽管之前也有不少科学家也制得过无定形硅，但直到贝齐里乌斯将制得的硅在氧气中燃烧，生成二氧化硅——硅土，硅才被确定为一种元素。硅被命名为silicium，元素符号是Si。元素序号：15元素符号：P元素名称：磷元素原子量：30.97元素类型：非金属发现人：布兰特发现年代：1669年发现过程：1669年，德国的布兰特，从人尿蒸馏和干馏后的物质中制得白磷。元素描述：单质磷有几种同素异形体。其中，白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度1.82克/厘米3。熔点44.1℃，沸点280℃，着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。几乎不溶于水。在高压下加热会变为黑磷，其密度2.70克/厘米3，略显金属性。电离能为10.486电子伏特。不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在400℃密闭加热数小时可转化为红磷。红磷是红棕色粉末，无毒，密度2.34克/厘米3，熔点59℃，沸点200℃，着火点240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。元素来源：单质磷是由磷酸钙、石英砂和碳粉的混合物在电弧炉中熔烧而制得。元素用途：白磷用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。红磷用于制造农药和安全火柴。元素辅助资料：西方化学史的研究者们几乎一致认为，磷是在1669年首先由德国汉堡一位叫汉林·布朗德的人发现的。他是怎么样取得磷的呢？一般只是说他是通过强热蒸发尿取得。他在蒸发尿的过程中，偶然地在曲颈瓶的接受器中发现到一种特殊的白色固体，在黑暗中不断发光，称它为kaltefeuer（德文，冷火）。磷广泛存在于动植物体中，因而它最初从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素不同，它是第一个从有机体中取得的元素。最初发现时取得的是白磷，是白色半透明晶体，在空气中缓慢氧化，产生的能量以光的形式放出，因此在暗处发光。当白磷在空气中氧化到表面积聚的能量使温度达到40℃时，便达到磷的燃点而自燃。所以白磷曾在19世纪早期被用于火柴的制作中，但由于当时白磷的产量很少而且白磷有剧毒，使用白磷制成的火柴极易着火，效果倒是很好，可是不安全，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷，确定白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒，在240℃左右着火，受热后能转变成白磷而燃烧，于是红磷成为制造火柴的原料，一直沿用至今。是拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。他燃烧了磷和其他物质，确定了空气的组成成分。磷的发现促进了人们对空气的认识。磷的拉丁名称phosphorum有希腊文phos（光）和phero（携带）组成，也就是“发光物”的意思，元素符号是P。另外，我们常说的的“鬼火”是P2H4气体在空气中自动燃烧的现象元素序号：16元素符号：S元素名称：硫元素原子量：32.07元素类型：非金属发现人：发现年代：发现过程：古代人类已认识了天然硫。硫分布较广。元素描述：为淡黄色晶体。有单质硫和化合态硫两种形态。单质硫有几种同素异形体。主要是菱形硫（S8），密度2.07克/厘米3，熔点112.8℃，沸点444.674℃；单斜硫（S8），密度1.96克/厘米3，熔点119.0℃，沸点444.6℃；纯粹的单质硫，密度1.96克/厘米3，熔点120.0℃，沸点444.6℃。导热性和导电性都差。性松脆，不溶于水。无定形硫主要有弹性硫，是由熔态硫迅速倾倒在冰水中所得。不稳定，可转变为晶状硫。晶状硫能溶于有机溶剂如二硫化碳中，而弹性硫只能部分溶解。化合价为-2、+2、+4和+6。第一电离能10.360电子伏特。化学性质比较活泼，能与氧、金属、氢气、卤素（除碘外）及已知的大多数元素化合。它存在正氧化态，也存在负氧化态，可形成离子化合物、共价化合成物和配位共价化合物。元素来源：重要的硫化物是黄铁矿，其次是有色金属元素（Cu、Pb、Zn等）的硫化物矿。天然的硫酸盐中以石膏CaSO4·2H2O和芒硝Na2SO4·10H2O为最丰富。可从它的天然矿石或化合物中制取。元素用途：大部分用于制造硫酸。橡胶制品工业、火柴、烟火、硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物等产品中也需要很多硫磺。部分用于制造药物、杀虫剂以及漂染剂等。元素辅助资料：硫在自然界中存在有单质状态，每一次火山爆发都会把大量地下的硫带到地面。硫还和多种金属形成硫化物和各种硫酸盐，广泛存在于自然界中。单质硫具有鲜明的橙黄色，燃烧时形成强烈有刺激性的气味。金属硫化物在燃烧时产生的气味可以断言，硫在远古时代就被人们发现并使用了。在西方，古代人们认为硫燃烧时所形成的浓烟和强烈的气味能驱除魔鬼。在古罗马博物学家普林尼的著作中写到：硫用来清扫住屋，因为很多人认为，硫燃烧所形成的气味能够消除一切妖魔和所有邪恶的势力，大约4000年前，埃及人已经用硫燃烧所形成的二氧化硫漂白布匹。在古罗马著名诗人荷马的著作里也讲到硫燃烧有消毒和漂白作用。中西方炼金术士都很重视硫，他们把硫看作是可燃性的化身，认为它是组成一切物体的要素之一。我国炼丹家们用硫、硝石的混合物制成黑色火药。不论在西方还是我国，古医药学家都把硫用于医药中，我国著名医生李时珍编著的《本草纲目》中，将到硫在医药中的运用：治腰肾久冷，除冷风顽痹寒热，生用治疥廯。硫磺的广泛应用促进了硫磺的提取和精炼，随着工业的发展，硫在制取硫酸中起着关键作用，而硫酸就是工业之母，无处不需要它。1894年出生在德国的美国工业化学家弗拉施创造用过热水的方法，将硫从地下深处直接提取出来。1977年法国化学家拉瓦锡发表近代第一张元素表，把硫列入表中，确定硫的不可分割性。18世纪后半页，德国化学家米切里希和法国化学家波美等人发现硫具有不同的晶形，提出硫的同素异形体。现在已知最重要的晶状硫是斜方硫和单斜硫。他们都是由S8环状分子组成元素序号：17元素符号：Cl元素名称：氯元素原子量：35.45元素类型：非金属发现人：舍勒发现年代：1774年发现过程：1774年，瑞典的舍勒用盐酸和二氧化锰反应，制得氯气；1810年由戴维确定了氯元素的存在。元素描述：黄绿色气体。密度3.214克/升。熔点-100.98℃，沸点-34.6℃。化合价-1、+1、+3、+5和+7。有毒，剧烈窒息性臭味。电离能12.967电子伏特，具有强的氧化能力，能与有机物和无机物进行取代和加成反应；同许多金属和非金属能直接起反应。元素来源：工业上由电解食盐水溶液制取；实验室中用盐酸和二氧化锰来制取。元素用途：制造漂白粉、漂白纸浆和布匹、合成盐酸、制造氯化物、饮水消毒、合成塑料和农药等。提炼稀有金属等方面也需要许多氯气。元素辅助资料：1771-1774年间，舍勒将软锰矿（MnO2）与盐酸混合，放置在曲颈瓶中加热，在接收器中获得一种黄绿色气体。该气体具有和加热的王水一样的刺鼻嗅味，吸入后使肺部很难受。这使得舍勒制得了氯气，并且研究了它的一些性质。MnO2+4HCl——→MnCl2+2H2O+Cl2↑尽管舍勒很早就制得了氯气，但却并没有完全认识它的一些性质，所以他不但没认为是找到了一种新的元素，还把氯气当成了是氧的化合物——“氧化的盐酸”。直到1810年，英国化学家戴维确定了“氧化的盐酸”气是一种新元素，从希腊文chlōros（黄绿色）命名它为chloine。它的拉丁名称chlorum和元素符号Cl由此而来。氯是自然界中广泛分布的一种元素，在地壳中存在着各式各样的氯化物，一个较强的氧化剂就能够把它从它的化合物中分离出来。因此它能够在18世纪末，在科学家们发现氧、氮和氢等气体的同时，制得了它的单质。但是由于一些荒谬的理论，妨碍了科学家们对它本质的认识，经过三十多年才确定它是一种元素。元素序号：18元素符号：Ar元素名称：氩元素原子量：39.95元素类型：非金属发现人：瑞利发现年代：1894年发现过程：1894年，英国的瑞利，从空气中除去氧、氮后，在对少量气体做光谱分析时发现氩。元素描述：其单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个，100升空气中约含有934毫升。密度1.784克/升。熔点-189.2℃。沸点-185.7度。电离能为15.759电子伏特。化学性极不活泼，按化合物这个词的一般意义来说，它是不会形成任何化合物的。氩不能燃烧，也不能助燃。元素来源：可从空气分馏塔抽出含氩的馏分经氩塔制成粗氩，再经过化学反应和物理吸附方法分出纯氩。元素用途：氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体。元素辅助资料：19世纪末期，英国物理学家瑞利勋爵发现利用空气除杂制得的氮气和从氨制得的氮气的密度有大约是千分之一的差别。他在当时很有名望的英国《自然》杂志上发表了他的发现，并请大家帮他分析其中的原因。伦敦大学化学教授莱姆塞推断空气中的氮气里可能含有一种较重的未知气体。他们两人又各自做了大量的实验，终于发现了在空气中还存在一种密度几乎是氮气密度一倍半的未知气体。1894年8月13日，英国科学协会在牛津开会，瑞利作报告，根据马丹主席的建议，把新的气体叫做argon（希腊文意思就是“不工作”、“懒惰”）。元素符号Ar。当然，当时发现的氩，实际上是氩和其他惰性气体的混合气体，正是因为氩在空气中存在的惰性气体的含量占绝对优势，所以它作为惰性气体的代表被发现。氩的发现是从千分之一微小的差别开始的，是从小数点右边第三位数字的差别引起的，不少化学元素的发现，许多科学技术的发明创造，都是从这种微小的差别开始的。元素序号：19元素符号：K元素名称：钾元素原子量：39.10元素类型：金属发现人：戴维发现年代：1807年发现过程：1807年，英国的戴维，在电解熔融的氢氧化钾时发现。元素描述：是一种软的低熔点的金属，呈银白色。密度0.86克/厘米3。熔点63.65℃，沸点774℃，化合价+1，电离能为4.341电子伏特。化学性质活泼，遇水能起剧烈作用，生成氢气和氢氧化钾，同时起火燃烧。燃烧时呈紫色焰。同酸的水溶液反应更加猛烈，几乎能达到爆炸的程度。在空气中与氧能强烈反应，生成一氧化物K2O和过氧化物K2O2。如果氧过量，它易形成超氧化物KO2。钾与卤素也有强烈反应，并与许多有机物发生反应。元素来源：在自然界以化合物的形态存在，在所有元素中占第七位。在海水中钾是第六位最丰富的元素。电解熔融的氯化钾或氢氧化钾而制得。元素用途：用来制造钾钠合金；在有机合成中用作还原剂；也用于制光电管等。元素辅助资料：钾是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。1807年，戴维进行了实验，电解碳酸钾。他获得了一些富有金属光泽、类似水银的珠粒出现。他描述了这种新物质：将这个新金属投入水中，水被剧烈分解，放出氢气，氢气和它一起燃烧，产生紫色火焰，苛性碱溶液形成。戴维以potash（碳酸钾）命名它为pstassium（钾）。钾的拉丁名kalium是从kali（阿拉伯文中海草灰中的碱）来的，因而化学符号为K。由于单质钾的比重很小（15℃时，钾的密度是0.865），所以当时没有人相信它是金属，因为它的比重比水还小。不仅当时它们没有被承认是金属，更没有被承认是元素。直到1811年，由盖吕萨克和泰纳尔证实了钾是一种元素元素序号：20元素符号：Ca元素名称：钙元素原子量：40.08元素类型：金属发现人：戴维、贝采利乌斯、蓬丁发现年代：1808年发现过程：1808年，英国的戴维、瑞典的贝采利乌斯、法国的蓬丁，使用汞阴极电解石灰石制得在电解质，在阴极的汞齐中提出金属钙。元素描述：银白色的轻金属。质软。密度1.54克/厘米3。熔点839±2℃。沸点1484℃。化合价+2。电离能6.113电子伏特。化学性质活泼，能与水、酸反应，有氢气产生。在空气在其表面会形成一层氧化物和氮化物薄膜，以防止继续受到腐蚀。加热时，几乎能还原所有的金属氧化物。元素来源：在自然界分布广，以化合物的形态存在，如石灰石、白垩、大理石、石膏、磷灰石等；也存在于血浆和骨骼中，并参与凝血和肌肉的收缩过程。金属钙可由电解熔融的氯化钙而制得；也可用金属在真空中还原石灰，再经蒸馏而获得。元素用途：用来作合金的脱氧剂，以及油类的脱水剂等。元素辅助资料：钙是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。长时期里，化学家们将从含碳酸钙的石灰石焙烧获得的钙的氧化物当作是不可再分割的物质。在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。但戴维不顾这些，在1808年开始对氧化钙进行电解。戴维刚开始选用的方法并不理想，所以无法将金属钙分离出来。到1808年5月，戴维从贝齐里乌斯和瑞典皇家医生蓬丁共同电解生石灰和水银的混合物取得钙的实验中获得了启发。他将湿润的生石灰和氧化汞按3比1的比例混合后，放置在一铂片上，与电池的正极相接，然后又在混合物中作一洼穴，灌入水银，插入一铂丝，与电池的负极相接，得到较大量钙汞合金。把钙汞合金经蒸馏后得到了银白色的金属钙。从此钙被确定为元素，并被命名为calcium，元素符号是Ca。calcium来自拉丁文中表示生石灰的词calx。元素序号：21元素符号：Sc元素名称：钪元素原子量：44.96元素类型：金属发现人：尼尔森发现年代：1876年发现过程：1876年，瑞典的尼尔森，在研究黑稀金矿时，发现了钪。元素描述：银白色金属，质软。密度2.9890克/厘米3。熔点1541℃。沸点2831℃。常见化合价+3。第一电离能为6.54电子伏特。易溶于水，可与热水作用，在空气中容易变暗。元素来源：从钨矿、锡石及含有其他稀土的矿石中回收制得，主要矿物为钪钇石，极稀少。元素用途：可以制造特种玻璃和合金等。它的化合物和氧化钪可用来作催化剂。元素辅助资料：在镱土发现后第二年，1879年瑞典化学家尼尔森从镱土中分离出一个新的土，称为钪土（scandia），元素名称是scandium，元素符号为Sc。瑞典化学家克利夫在研究了钪的一些性质后，指出它就是门捷列夫根据元素周期律预言的类硼。随着钪以及其他一些稀土元素的发现，完成了发现稀土元素第三阶段的另一半。元素序号：22元素符号：Ti元素名称：钛元素原子量：47.87元素类型：金属发现人：格列高尔发现年代：1791年发现过程：1791年，英国的格列高尔，在研究黑色磁性砂时，发现其中有新元素，即钛。元素描述：具有金属光泽，有延展性。密度4.5克/厘米3。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小，机械强度大，容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯，塑性越大。有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响。在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。元素来源：钛属于稀有金属，在地壳中的丰度占第七位，有0.42%。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯钛。元素用途：钛和钛的合金大量用于航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。元素辅助资料：钛的主要矿石是金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3，它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。早在1791年英国英格兰西南端康沃尔（Cornwall）郡门拉陈（Menacan）教区的牧师格累高尔，也是一位科学家，分析出产在他教区内的一种黑色矿砂，也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。三年后，1795年，克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克（Boinik）地区出产的金红石，认识到它是一种新金属的氧化物，具有抵抗酸、碱溶液的特性，借用希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族Titans，命名这个金属为titanium，元素符号定为Ti。两年后，克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性，已成为化工生产中重要的材料。钛一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大，甚至比氯、磷都大。元素序号：23元素符号：V元素名称：钒元素原子量：50.94元素类型：金属发现人：塞夫斯唐姆发现年代：1830年发现过程：1830年，瑞典的塞夫斯唐姆，在研究斯马兰铁矿的铁渣时，得到氧化钒，发现了钒的存在。元素描述：高熔点金属之一，呈浅灰色。密度5.96克/厘米3。熔点1890±10℃，沸点3380℃，化合价+2、+3、+4和+5。其中以5价态为最稳定，其次是4价态。电离能为6.74电子伏特。有延展性，质坚硬，无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。元素来源：矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等。非常纯的钒很难制成，在通常的高温条件下，钒对氧、氮和碳都活泼，容易起反应。工业上用它制成合金。很纯的钒可由五氧化二钒与碘化钙作用制成VI5，再经热分解可以制得。元素用途：主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。元素辅助资料：钒的性质和钽以及铌相似，在它被发现后英国化学家罗斯科研究了它的性质，确定它与钽和铌相似，这为它们三个在元素周期表中共建一个分族建立了基础。1830年，瑞典化学家塞夫斯唐姆在研究瑞典塔堡（Taberg）出产的铁矿中，发现了一种新金属元素。并用瑞典所在的斯堪的纳维亚半岛上传说的女神凡娜迪丝（Vanadis）命名它为vanadium（钒），元素符号定为V。1869年，罗斯科采用氢气还原二氯化钒才取得金属钒。元素序号：24元素符号：Cr元素名称：铬元素原子量：52.00元素类型：金属发现人：沃克兰发现年代：1797年发现过程：1797年，法国的沃克兰，从红铅矿和盐酸反应的产物里，提出三氧化铬，并用木炭和铬酐共热，得到金属铬粉。元素描述：银白色金属，质硬而脆。密度7.20克/厘米3。熔点1857±20℃，沸点2672℃。化合价+2、+3和+6。电离能为6.766电子伏特。金属铬在酸中一般以表面钝化为其特征。一但去钝化后，即易溶解于几乎所有的无机酸中，但不溶于硝酸。铬在硫酸中是可溶的，而在硝酸中则不溶。在高温下被水蒸气所氧化，在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高温下，铬与氮起反应并为熔融的碱金属所侵蚀。可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水。元素来源：自然界中主要以铬铁矿Fe（CrO2）2形式存在。由氧化铬用铝还原，或由铬氨矾或铬酸经电解制得。元素用途：主要用来制造不锈钢和其他耐高温耐腐蚀的合金。元素辅助资料：铬是1797年法国化学家沃克兰从当时称为红色西伯利亚矿石中发现的。早在1766年，在俄罗斯圣彼得堡任化学教授的德国的列曼曾经分析了它，确定其中含有铅。1798年沃克兰给他找到的这种灰色针状金属命名为chrom，来自希腊文chroma（颜色）。由此得到铬的拉丁名称chromium和元素符号Cr。差不多在同一个时期里，克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。按照在地壳中的含量，铬属于分布较广的元素之一。它比在它以前发现的钴、镍、钼、钨都多。这可能是由于铬的天然化合物很稳定，不易溶于水，还原比较困难。有人认为沃克兰取得的金属铬可能是铬的碳化物。元素序号：25元素符号：Mn元素名称：锰元素原子量：54.94元素类型：金属发现人：甘恩发现年代：1774年发现过程：1774年，瑞典的甘恩，用软锰矿和木炭在坩埚中共热，发现一纽扣大的锰粒。元素描述：银白色金属，质坚而脆。密度7.20克/厘米3。熔点1244+3℃，沸点1962℃。化合价+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2（Mn2+的化合物）、+4（二氧化锰，为天然矿物）和+7（高锰酸盐，如KMnO4）为稳定的氧化态。在固态状态时它以四种同素异形体存在。电离能为7.435电子伏特。在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮，最靠近金属的氧化层是MnO，而外层是Mn3O4。在高于800℃的温度下氧化时，MnO的厚度逐渐增加，而Mn3O4层的厚度减少。在800度以下出现第三种氧化层Mn2O2。在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的。能分解水，易溶于稀酸，并有氢气放出，生成二价锰离子。元素来源：重要的矿物是软锰矿、辉锰矿和褐锰矿等。可用铝热法还原软锰矿制得。元素用途：冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。元素辅助资料：锰是在地壳中广泛分布的元素之一。它的氧化物矿——软锰矿早为古代人们知悉和利用。但是，一直到18世纪的70年代以前，西方化学家们仍认为软锰矿是含锡、锌和钴等的矿物。18世纪后半叶，瑞典化学家T.O.柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物。他曾试图分离出这个金属，却没有成功。舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年，甘英分离出了金属锰。柏格曼将它命名为managnese(锰)。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。元素序号：26元素符号：Fe元素名称：铁元素原子量：55.85元素类型：金属发现人：发现年代：发现过程：在古代铁被发现。元素描述：是一种光亮的银白色金属。密度7.86克/厘米3。熔点1535℃，沸点2750℃。常见化合价+2和+3，有好的延展性和导热性。也能导电。纯铁既能磁化，又可去磁，且均很迅速。电离能为7.870电子伏特。化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀；在有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。易溶于稀酸。在浓硝酸中能被钝化。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4（是磁性氧化物）生成。铁是工业部门不可缺少的一种金属。元素来源：铁是地壳中最丰富的元素。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿。单体金属常用焦炭、铁矿石和石炭石为原料炼得。用氢气还原纯氧化铁可得到纯铁。含碳在1.7%以上的铁叫生铁（或铸铁）。含碳量少于0.2%的铁熔合体称为熟铁或锻铁。含碳量介于1.7-0.2之间的铁熔体叫做钢。生铁坚硬，但性脆；钢具有弹性；熟铁易于机械加工，但要比钢柔软。从生铁炼钢，就是减低生铁内的碳量，以及将硅、硫和磷杂质除去。元素用途：它的最大用途是用于炼钢；也大量用来制造铸铁和煅铁。铁和其化合物还用作磁铁、染料（墨水、蓝晒图纸、胭脂颜料）和磨料（红铁粉）。还原铁粉大量用于冶金。元素辅助资料：地壳主要组成成分之一。铁在自然界中分布极广，但是人类发现和利用铁却比黄金和铜要迟。这首先是由于天然单质状态的铁在地球上是找不到的，而且它容易氧化生锈，再加上它的熔点（1535℃）又比铜（1083℃）高得多，使它比铜难以熔炼。人类最早发现铁是从天空落下的陨石，陨石含铁的百分比很高（铁陨石中含铁90.85%），是铁和镍、钴的混合物。考古学家曾经在古坟墓中，发现陨铁制成的小斧；在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教经文中，记述了当时太阳神等重要神像的宝座是用铁制成的。铁在当时被认为是带有神秘性的最珍贵的金属，埃及人干脆把铁叫做“天石”。在古希腊文中，“星”和“铁”是同一个词。1978年，在北京平谷县刘河村发掘一座商代墓葬，出土许多青铜器，最引人注目的是一件古代铁刃铜钺，经鉴定铁刃是由陨铁锻制的，这不仅表明人类最早发现的铁来自陨石，也说明我国劳动人民早在3300多年前就认识了铁并熟悉了铁的锻造性能，识别了铁和青铜在性质上的差别，并且把铁锻接到铜兵器上，加强铜的坚利性。由于陨石来源极其稀少，从陨石中得来的铁对生产没有太大作用，随着青铜熔炼技术的成熟，才逐渐为铁的冶炼技术发展创造了条件。我国最早人工冶炼的铁是在春秋战国之交的时期出现的，距今大约2500年。我国炼钢技术发展也很早，1978年，湖南省博物馆长沙铁路车站建设工程文物发掘队从一座古墓出土一口钢剑，从古墓随葬陶器的器型，纹饰以及墓葬的形制断定是春秋晚期的墓葬。这口剑所用的钢经分析是含碳量0.5%左右的中碳钢，金相组织比较均匀，说明可能还进行过热处理。古代劳动人民的炼铁技术也是杰出的，至今竖立在印度德立附近一座清真寺大门后的铁柱，是用相当钝的铁铸成的，当时如何生产这样的铁，现代人也认为是一个奇迹。由人分析了它的成分，含铁量大于99.72%，其余是碳0.08%，硅0.046%，硫0.006%，磷0.114%。开创现代炼钢新纪元的是一名叫贝塞麦的浇铸工人，他在1856年8月11日宣布了他的可倾倒式转炉。随着工业发展，在生产建设和生活中出现大量废钢和废铁，这些废料在转炉中不能使用，于是出现了平炉炼钢，是由德国西门子兄弟以及法国马丁兄弟同时创建的，时间是在19世纪60年代初。元素序号：27元素符号：Co元素名称：钴元素原子量：58.93元素类型：金属发现人：布朗特发现年代：1735年发现过程：1735年，瑞典的布朗特在煅烧钴矿时得到钴。元素描述：金属钴呈银白色，密度8.9克/厘米3。熔点1495℃，沸点2870℃。化合价2和3。电离能为7.86电子伏特。性硬，具有延展性，其硬度和延展性都比铁强，但磁性较差。与钐、镍、铝等共熔可得良好得磁性钢。同水和空气不发生作用，但能迅速地为盐酸、硫酸和硝酸所侵蚀，还会缓慢地被氢氟酸、氨水和氢氧化钠所侵蚀，同所有过度元素一样表现变价，并生成铬离子和有色地化合物。用来制造超硬耐热合金、磁性合金、碳化钨的基体或粘合剂。钴的合金在高温下仍能保持其原有的强度和其他有价值的性质。元素来源：砷钴矿和辉砷钴矿是自然界中的主要钴矿。把辉砷钴矿或砷钴灼烧成氧化物后用铝还原制得。钴-60通常以中子轰击金属钴制取。元素用途：广泛用于喷气式飞机、燃气轮机和其他在高温下运转的装置。其他化合物可用作催化剂和瓷器釉彩等。60Co是一种放射源，可以代替X射线和镭用以检查物体内部的结构，探测物体内部存在的裂缝和异物。也可用来治疗癌症，在生物学和工业上用作示踪物。元素辅助资料：钴在地壳中含量不小，大于常见金属铅、锡等，但明显比铁少得多，而且钴和铁的熔点不相上下，因此注定它比铁发现得晚。关于钴，古代希腊人和罗马人曾利用它的化合物制造有色玻璃，生成美丽的深蓝色。我国唐朝彩色瓷器上的蓝色也是由于有钴的化合物存在。这些都说明古代劳动人民也早已利用钴的化合物了。含钴的蓝色矿石辉钴矿CoAsS，中世纪在欧洲被称为kobalt，首先出现在16世纪居住在捷克的德国矿物学家阿格里科拉的著作里。这一词在德文中原意是“妖魔”。这可能是当时认为这种矿石是无用的，而且由于其中含砷，妨害工人的身体健康才使用的。今天钴的拉丁名称cobaltum和元素符号Co正是德文中“妖魔”一词而来。1742年瑞典化学教授布兰特研究辉钴矿时，发现了一种不知名的金属（也就是钴），他把这种金属列为半金属。1780年柏格曼制得纯钴。钴被确立为一种元素，1789年拉瓦锡首次把它列入元素表中。元素序号：28元素符号：Ni元素名称：镍元素原子量：58.69元素类型：金属发现人：克郎斯塔特发现年代：1751年发现过程：1751年，瑞典的克郎斯塔特，用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热，而制得镍。元素描述：银白色金属，密度8.9克/厘米3。熔点1455℃，沸点2730℃。化合价2和3。电离能为7.635电子伏特。质坚硬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性，在空气中不被氧化，又耐强碱。在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+；对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。元素来源：矿石经煅烧成氧化物后，用水煤气或碳还原而制得。元素用途：主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、铬镍钢及各种有色金属合金，含镍成分较高的铜镍合金，就不易腐蚀。也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等。元素辅助资料：镍在地壳中含量不小，大于常见金属铅、锡等，但明显比铁少得多，而且镍和铁的熔点不相上下，因此注定它比铁发现得晚。17世纪末，欧洲人开始注意镍砒（砷）矿。当时德国用它来制造青色玻璃，采矿工人称它为kupfernickel。“kupfer”在德文中是“铜”；“nickel”是骂人的话，大意是“骗人的小鬼”。因此这一词可以义译为“假铜”。当时人们认为它是铜和砷的混合物。瑞典化学家克隆斯特研究了这个矿物，他得到了少量与铜不同的金属。他在1751年发表研究报告，认为这是一种新金属，就称它为nickel，这也就是镍的拉丁名称niccolum和符号Ni的来源。镍在欧洲被发现后，德国人首先把它掺入铜中，制成所谓日耳曼银，或称德国银，也就是我国的白铜。元素序号：29元素符号：Cu元素名称：铜元素原子量：63.55元素类型：金属发现人：发现年代：发现过程：在古代就发现有铜存在。元素描述：呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/厘米3。熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。常见化合价+1和+2（3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现）。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。元素来源：黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石是自然界中重要的铜矿。把硫化物矿石煅烧后，再与少量二氧化硅和焦炭共熔得粗炼铜，再还原成泡铜，最后电解精制，即可得到铜。一个新的提取铜的方法正在研究中，就是把地下的低品位矿用原子能爆破粉碎，以稀硫酸原地浸取，再把浸取液抽到地表，在铁屑上将铜沉淀出来。元素用途：铜的最大用途是在电器工业上。广泛用于制作电线、电缆和各种电器设备。也用于制造各种合金，如黄铜（Cu-Zn合金）、青铜（Cu-Sn合金）等。铜和其合金在机械和仪器、仪表等工业里用来制各种零件；在国防工业上用来制造枪弹、炮弹；在化学工业里用来制造热交换器、深度冷冻装置等。元素辅助资料：自然界中获得的最大的天然铜重420吨.在古代,人们便发现了天然铜，用石斧将其砍下来，用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤进了石器的行列，并且逐渐取代了石器，结束了人类历史上的新石器时代。在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜。它的特点是锻锤出来的。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件，经分析，铜器中铜含量高达99.63%～99.87%，属于纯铜。当然，天然铜的产量毕竟是稀少的。生产的发展促进人们找到从铜矿中取得铜的方法。铜在地壳中总含量并不大，不超过0.01%，但是含铜的矿物是比较多见的，它们大多具有各种鲜艳而引人注目的颜色，招至人们的注意。例如鲜绿色的孔雀石CuCO3.Cu（OH）2，深蓝色的石青2CuCO3.Cu（OH）2等。这些矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物，再用碳还原，就得到金属铜。1933年，河南省安阳县殷虚发掘中，发现重达18.8千克的孔雀石，直径在1寸以上的木炭块、陶制炼铜用的将军盔以及重21.8千克的煤渣，说明3000多年前我国古代劳动人民从铜矿取得铜的过程。但是，炼铜制成的物件太软，容易弯曲，并且很快就钝。接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。青铜器件的熔炼和制作比纯铜容易的多，比纯铜坚硬（假如把锡的硬度值定为5，那么铜的硬度就是30，而青铜的硬度则是100～150），历史上称这个时期为青铜时代。我国战国时代的著作《周礼·考工记》总结了熔炼青铜的经验，讲述青铜铸造各种不同物件采用铜和锡的不同比例:“金有六齐（方剂）。六分其金（铜）而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢（箭）之齐；金锡半，谓之鉴（镜子）燧（利用镜子聚光取火）之齐。”这表明在3000多年前，我国劳动人民已经认识到，用途不同的青铜器所要求的性能不同，用以铸造青铜器的金属成分比例也应有所不同。青铜由于坚硬，易熔，能很好的铸造成型，在空气中稳定，因而即使在青铜时代以后的铁器时代里，也没有丧失它的使用价值。例如在公元前约280年，欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神，高达46米，手指高度超过成人。我国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜，这是湿法技术的起源，是世界化学史上的一项发明。这种方法用现代化学式表示就是：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu西方传说，古代地中海的CYPRUS岛是出产铜的地方，因而由此得到它的拉丁名称CUPRUM和它的元素符号Cu。英文中的COPPER，拉丁文中的CUIVRE、都源于此。铜具有独特的导电性能，是铝所不能代替的，在今天电子工业和家用电器发展的时代里，这个古老的金属有恢复了它的青春。铜导线正在被广泛的应用。从国外的产品来看，一辆普通家用轿车的电子和电动附件所须铜线