主题：【分享】化学元素发现史

铊 thallium (Tl)

原子序数：81
一种金属元素，符号Tl，白色，质柔软。其化合物有毒。英文名：Thallium，源自thallqs，意为嫩芽──因它在光谱中的亮黄谱线带有新绿色彩，1861年发现。它的主要用途是制造硫酸铊── 一种烈性的灭鼠药。铊是无味无臭的金属，其盐和淀粉、糖、甘油与水混合即能制造一种“款待”老鼠的灭鼠剂。在扑灭鼠疫中颇有用。 　　
化学符号来源于其光谱谱线的嫩绿色，是根据希腊文“thallos”，意为“绿色的嫩枝”。
1861年英国化学、物理学家威廉姆·克鲁克斯（William Crookes）爵士在研究硫酸厂废渣的光谱中发现这一元素，并命名；次年克鲁克斯和拉米几乎同时分别用电解法制得铊。铊[1]在地壳中的含量约为十万分之三，以低浓度分布在长石、云母和铁、铜的硫化物矿中，独立的铊矿很少。

铅Pb（Lead）

铅是一种化学元素，其化学符号源于拉丁文，化学符号是Pb（拉丁语Plumbum），原子量207.2，原子序数为82。铅是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。
　　铅为带蓝色的银白色重金属，它有毒性，是一种有延伸性的主族金属。熔点327.502℃，沸点1740℃，密度11.3437g/cm^3，硬度1.5，质地柔软，抗张强度小。
　　铅是人类最早使用的金属之一，公元前3000年，人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%，主要矿石是方铅矿。铅在自然界中有4种稳定同位素：铅204、206、207、208，还有20多种放射性同位素。
　　铅在地壳中含量不大，自然界中存在很少量的天然铅。但由于含铅矿物聚集，熔点又很低（328℃），使铅在远古时代就被人们所利用了。
　　方铅矿（PbS）直到今天都是人们提取铅的主要来源。远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中，它首先被烧成氧化物，然后受到碳的还原，形成了金属铅。
　　在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在伊拉克乌尔城和其他一些城市发掘古迹所获得的材料中，不仅找到属于公元前4000年间的各种金属物件，而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件记录。这些记录说明，在公元前2350年已经从矿石中提炼出大量铁、铜、银和铅。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期，已经有了大规模铅的生产。在我国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。
　　我国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用，使铸件纹饰毕露。
　　不过，古代人对铅和锡的分别并不是十分明确。罗马人称铅为黑铅，称锡为白铅，以致后来它的元素符号定为Pb。
　　中外古炼金家和炼丹家们对铅和铅的一些化合物进行了实验，例如在魏伯阳所著的《周易参同契》中说：“胡粉投火中，色坏还为铅。”用今天的化学方程式表示就是：
　　Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑
　　还原法制Pb
　　反应为：PbO+C == Pb+CO↑
　　PbO+CO == Pb+CO2
　　实验现象：生成气体能使澄清石灰水变浑浊，黄色粉末变成银白色固体。

　　直到16世纪以前，在用石墨制造铅笔以前，在欧洲，从希腊，罗马时代起，人们就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字，这正是今天“铅笔”这一名称的来源。到中世纪，在富产铅的美国，一些房屋，特别是教堂，屋顶是用铅版建造，因为铅具有化学惰性，耐腐蚀。最初制造硫酸使用的铅室法也是利用铅的这一特性。
　　铅的元素符号Pb是来自拉丁名称plumbum 。

Bi铋
      发现过程：
　　古希腊和罗马就使用金属铋，用作盒和箱的底座。但直到1556年德意志G.阿格里科拉才在《论金属》一书中提出了锑和铋是两种独立金属的见解。1737年赫罗特（Hellot）用火法分析钴矿时曾获得一小块样品，但不知何物。 1753年英国C.若弗鲁瓦和T.伯格曼确认铋是一种化学元素，定名为bismuth。1757年法国人日夫鲁瓦（Geoffroy）经分析研究，确定为新元素。
　　元素来源：
　　铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。金属铋由矿物经煅烧后成三氧化二铋，再与碳共热还原而获得，可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。
　　元素用途：
　　铋主要用于制造易熔合金，熔点范围是47～262℃，最常用的是铋同铅、锡、锑 、铟等金属组成的合金，用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。 在消防和电气工业上，用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋和硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。但其化合物排入自然环境时有可能造成污染。
　　其它：
　　铋在地壳中的含量不大，为2×10-5％，自然界中铋以单质和化合物两种状态存在，主要矿物有辉铋矿(Bi2S3)、泡铋矿（ Bi2O3）、菱铋矿（nBi2O3·mCO2·H2O）、铜铋矿（3Cu2S·4Bi2S3）、方铅铋矿（2PbS·Bi2S）。
　　铋在自然界中有硫化物的辉铋矿（Bi2S3）和氧化物氧化铋（Bi2O3），或称铋黄土，是由辉铋矿和其他含铋的硫化物氧化后形成的。由于铋的熔点低，因此用炭等可以将它从它的天然矿石中还原出来。所以铋早被古代人们取得，但由于铋性脆而硬，缺乏延展性，因而古代人们得到它后，没有找到它的应用，只是把它留在合金中。
　　铋是由阿格里科拉首先明确它是一种金属的。铋的拉丁名称bismuthum和元素符号来自德文weisse masse(白色物质)，但是金属铋并非银白色，而是粉红色。
铋系超导材料，主要是铋锶钙铜氧2201、2212、2223型氧化物，具有较高的转化温度发现过程：
　　古希腊和罗马就使用金属铋，用作盒和箱的底座。但直到1556年德意志G.阿格里科拉才在《论金属》一书中提出了锑和铋是两种独立金属的见解。1737年赫罗特（Hellot）用火法分析钴矿时曾获得一小块样品，但不知何物。 1753年英国C.若弗鲁瓦和T.伯格曼确认铋是一种化学元素，定名为bismuth。1757年法国人日夫鲁瓦（Geoffroy）经分析研究，确定为新元素。

Po钋   
发现过程　　1898年由玛丽·居里（Marie Curie）和皮埃尔·居里（Pierre Curie）在沥青铀矿中发现, 为纪念祖国波兰，取名为钋[1]。
19世纪末，人们发现了铀的放射性衰变特性，并且认为放射性是铀元素所特有的性质。而当时在法国工作的波兰化学家居里夫人在测试收集到的矿物放射性时，发现沥青铀矿和辉铜矿的放射性比纯粹的铀的放射性更强烈。她经过细心重复地检验实验结果，找出了这些矿物中含有一种比铀的放射性强得多的元素。居里先生注意到了妻子的研究的重要性，就决定暂时停止自己在物质结晶方面的研究，同妻子共同寻找这个新元素。经过艰苦的工作，他们从巨量的矿石中分离出了这种放射性很强的新元素并了解了这种新元素的特性与铋相近。居里夫人为了纪念自己的祖国波兰，就提议叫这种新元素为polonium（钋）。
　　钋在沥青铀矿中的含量仅仅是一亿分之一，用一般的化学方法收集它是极其艰巨的任务。
钋的毒性
　　钋是世界上最毒的物质。钋210毒性比氰化物高1000亿倍，算一算，0.1克钋可以杀死1000亿人（氰化钠对人致死量0.1克），钋-210属于极毒性核素，它容易通过核反冲作用而形成放射性气溶胶，污染环境和空气，甚至能透过皮肤而进入人体，因此必须密封保存；美国原子核管理委员会规定，钋-210最大摄入量为一万亿分之0.8克。钋的α射线能使有机物质分解脱水，引发有机体一系列严重的生物效应。钋是放射性元素中最容易形成胶体的一种元素，它在体内水解生成的胶粒极易牢固的吸附在蛋白质上，能与血浆结合成不易扩散的化合物，对人体的危害很大。钋-210进入人体后，能长期滞留于骨、肺、肾和肝中，其远期辐射效应会引起肿瘤。急性钋中毒与外照射急性放射病的症状基本相似，到晚期突出的症状是肾萎缩和肾硬化。钋-210盐类的放射性很强，可使其盐溶液发生辐射分解，不断产生过氧化氢和臭氧等气体，并放出大量的热。当钋-210的浓度较大时，由于辐射气体所产生的气压不断增加，甚至引起盛放钋盐溶液的容器**。

At砹
原子序数85，是一种人工放射性元素，元素符号At，原子量209.987。化学符号源于希腊文"astator"，原意是“改变”。1940年美国科学家科森得到了砹。已发现质量数196～219的全部砹同位素，其中只有砹215、216、218、219是天然放射性同位素，其余都通过人工核反应合成的。其中以砹210较稳定，半衰期8.3小时。砹比碘像金属。它的活泼性较碘低。
除了用α粒子轰击铋人工合成， 铀和钍也会自然地衰变成砹。
砹已知的20多种同位素全都有放射性，半衰期最长的也只有8.1小时，所以在任何时候，地壳中砹的含量都少于50克。

Rn氡，原子序数86，是天然放射性元素，稀有气体。   
发现人：道恩
发现时间和地点：1900 ，德国
元素来源：由镭蜕变生成的惰性气体族的一种重放射性气体元素,在医学中的应用类似于镭。
元素用途：医药上用来治疗癌症。1899 氡年欧文斯和卢瑟福在研究钍的放射性时发现氡，当时称为钍射气，即氡220；1900年多恩在镭制品中发现氡222；现已发现质量数199～226的全部氡同位素。其中天然同位素只有氡219、220、222。
氡是无色、无味气体；熔点-71°C，沸点-61.8°C，气体密度9.73克/升；水溶解度4.933克/千克水，也易溶于有机溶剂，如煤油、二硫化碳等中；氡很容易吸附于橡胶、活性炭、硅胶和其他吸附剂上。天然放射性元素。无色无臭气体。化学性质极不活泼，没有稳定的核素。具有危险的放射性，这种放射性可以破坏形成的任何化合物。
氡较容易压缩成无色发磷光的液体，固体氡有天蓝色的钻石光泽。氡的化学性质极不活泼，以制得的氡化合物只有氟化氡，它与氙的相应化合物类似，但更稳定，更不易挥发。氡主要用于放射性物质的研究，可做实验中的中子源；还可用作气体示踪剂，用于研究管道泄漏和气体运动等。
19世纪末，科学家们发现了钍不断放出一种气态的放射性物质，并确定它是化学惰性的，并且具有较高的原子量。由于来自于钍，就称它为钍射气，符号为ThEm。1918年德国化学家施密特按惰性气体氩、氖等命名方式，称它为thoron，元素符号定为Tn，正式承认它是一种元素。1900年德国物理学家多恩同样发现了镭射气radium emantion，符号为RaEM。1918年，施密特又把它改称radon，元素符号定为Rn。另外在1903年，还发现一种锕射气actinium emantion， AcEm；以及一种惰性气体niton。后来人们发现钍射气是氡220，锕射气是氡219，niton是氡222
人体危害
　　氡对人体健康的危害主要有两个方面，即体内辐射和体外辐射。体内辐射主要来自于放射性辐射在空气中的衰变，从而形成的一种放射性物质氡及其子体。氡是自然界唯一的天然放射性气体，氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的核素，进入人体的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。体外辐射主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果，会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。 　　常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气，由于它无色无味，很容易被人们忽视，但它却容易被呼吸系统截留，并在局部区域不断累积。长期吸入高浓度氡最终可诱发肺癌。 　　氡对人类的健康危害主要表现为确定性效应和随机效应： 　　①确定性效应表现为：在高浓度氡的暴露下，机体出现血细胞的变化。氡对人体脂肪有很高的亲和力，特别是氡与神经系统结合后，危害更大。 　　②随机效应主要表现为肿瘤的发生。由于氡是放射性气体，当人们吸入体内后，氡衰变产生的阿尔法粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。专家研究表明，氡是除吸烟以外引起肺癌的第十大因素，世界卫生组织（WHO）的国际癌症研究中心（IARC）以动物实验证实了氡是当前认识到的19种主要的环境致癌物质之一。从本世纪60年代末期首次发现室内氡的危害至今，经科学研究发现，氡对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上，其诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上，世界上有1/5的肺癌患者与氡有关。
　　物理学和化学家们在研究物质的放射性时发现，放射物质周围的空气也会变得具有放射性。 　　
　　氡是地壳中放射性铀、镭和钍的蜕变产物，是一种稀有气体，因此地壳中含有放射性元素的岩石总是不断的向四周扩散氡气，使空气中和地下水中多多少少含有一些氡气。强烈**前，地应力活动加强，氡气[1]不仅运移增强，含量也会发生异常变化，如果地下含水层的地应力作用下发生形变，就会加速地下水的运动，增强氡气的扩散作用，引起氡气含量的增加，所以测定地下水中氡气的含量增加可以作为一种**前兆。 　　由于氡是一种放射性元素，如果长期呼吸高浓度氡气，将会造成上呼吸道和肺伤害，甚至引发肺癌。氡为19种致癌物质之一。

钫 Fr（Francium） 1780 年曾预言“类铯”元素——钫的存在。 1929 年，法国的阿立生和麦非用磁光法研究含锂矿石的鳞云母和含铯的铯榴石时，在谱上发现最小光强度的点位置恰和未发现的碱土金属“类铯”元素极为符合，其氯化物、硝酸盐、硫酸盐和氢氧化物在相同的点的位置也都显示最小光强度。阿立生确认为87 号元素。 钫的主要同位素是锕—K，是质量数为223 的一种同位数，它是由元素锕经放射性衰变产生的。锕主要是进行β衰变。但是，1939 年，法国科学家佩里（M.Perey）发现衰变的锕原子的1％放射出α粒子，并转变成质量数为223的87 号元素的原子。锕—K 放射β粒子。佩里对这种同位素进行了实验，首次可靠地鉴定了87 号元素的一种同位素。因此把87 号元素的发现归功于他。 佩里为了纪念他的祖国，把87 号元素命名为“钫”（Francium），该词源自法国国名“France”。

镭 Ra（Radium）

1871 年曾预言镭的存在。
1898 年，居里夫妇从沥青铀矿中发现钋以后，又选用有放射性的氯化钡做了分离工作。用分光检查放射性氯化钡时，在光谱紫外区域发现一条新线，最后获得白色的在暗处发白色光的新物质——镭。经过几年艰辛的劳动，他们于1902 年从2 吨铀的废矿渣中分离出100 毫克光谱纯的氯化镭，并测定其原子量为226，从而确定了镭在周期表上的位置。
1910 年，居里夫人和德比尔纳电解纯的氯化镭溶液，用汞作阴极，先得镭汞齐，然后蒸馏去汞，获得金属镭。
镭的命名源自radius，意为“放射”，“射线的给予者”。

锕--Ac简介
　　锕，系元素。化学元素周期表第7周期ⅢB族元素，α衰变和自发裂变是锕系元素共同的核性质。随着原子序数的增大，锕系元素的离子半径反而减小，称为离子半径收缩现象。
　　锕系元素在水溶液中最常见的价态为+3，锕系元素的氢氧化物、氟化物、碳酸盐和草酸盐不溶于水，而其硝酸盐、硫酸盐、高氯酸盐和卤化物易溶于水。用途
　　锕系元素的用途越来越广，铀-233、铀-235和钚-239是核反应堆和核电站用的燃料，锕—227、锔—244和钚—238等则用作宇航飞行器的热源。
      锕系元素金属单质具有银白色金属光泽，有放射性，通常其化学性质不稳定。与镧系金属相比熔点密度稍高，金属结构变体多。锕系很多元素例如U和Th可以用来开发原子能，原子序数较大的超铀元素一般只在核化学中才研究。

钍（Th)
1815年，贝齐里乌斯从事分析瑞典法龙（Fahlum）地方出产的一种矿石，发现一种新金属氧化物和锆的氧化物很相似。他用古代北欧雷神Thor命名这一新金属为throine（钍），给出它的拉丁名称 thorium和元素符号Th。由于贝齐里乌斯是当时化学界的权威，所以化学家们都承认了它。可是，贝齐里乌斯在10年后发表文章说，那个称为thorine的新金属不是新的，含它的矿石只是钇的磷酸盐。他自己撤销了对钍的发现。

　　到1828年，贝齐里乌斯分析了另一种矿石，是由挪威南部勒峰（L?v?n）岛上所产的黑色花岗石中找到的，发现其中有一种当时未知的元素，仍用thorine命名它。现在明确，这种矿石的主要成分*酸钍ThSiO4。因此钍是先被命名后被发现的。
　密度11.7克/立方厘米。熔点约1750℃，沸点约4000℃。在1400℃以下原子排列成面心立方晶体；当加热达到此温度时，便改为体心立方晶体。银白色金属，长期暴露在大气中渐变为灰色。质较软，可锻造。不溶于稀酸和氢氟酸，但溶于发烟的盐酸、硫酸和王水中。硝酸能使钍纯化。苛性碱对它无作用。高温时可与卤素、硫、氮作用。放射性元素，半衰期约为1.4×1010年。所有钍盐都显示出+4价。在化学性质上与锆、铪相似。

　　钍在元素周期表中属于锕系，列入稀土元素族中。钍的氧化物和其他稀土元素的氧化物一样，很难还原，虽然贝齐里乌斯曾利用金属钾和氟化钍钾作用，获得不纯的金属钍。