半个世纪才现形的“镁”丽元素 曾惊吓慈禧

1903年夏，清朝最高统治者慈禧太后接见了从法国归来的皇族儿子陵。凌带回了许多西方高科技产品，包括一套先进的摄像设备。当她听说这东西拍的照片比画的效果更逼真时，慈禧不禁想试试。

“砰！”凌开始用手指按按钮，伴随着耀眼的白光和一声巨响。慈禧太后吓得直发抖，高喊:“这一定是外国人的巫术。照顾哀家的灵魂！”荀彧-玲急忙拉开序幕，说道，“太后放心了。这不是魔法。”不到一杯茶，慈禧太后的黑白画像就被冲走了。看到照片后，她很惊讶，喜欢拍照。凌也成为清代第一位专职宫廷摄影师。

借助镁光灯拍摄的慈禧太后的照片。(网络图)

摄影师都知道耀眼的白光是镁灯造成的，镁灯是由镁粉和氢氧化钾混合而成的。在反映现代历史的电影和电视剧中，经常会出现像荀彧·林的摄影场景。

让慈禧太后害怕的聚光灯是什么？除了镁光，镁还有什么其他用途？科学家是如何发现镁的？......这些问题的答案起源于250多年前的英国。

镁接力赛

1755年，英国化学家约瑟夫·约瑟夫·布雷克研究了一种叫做碳酸盐岩的化石。加热碳酸盐岩后，他发现会产生含有杂质的石灰石。这种石灰石含有伤害土壤的物质。英国、法国和其他国家的医生用苦味土来治疗疾病。

苦涩的土壤(网络图)

欧洲科学家普遍认为苦味土壤是一种不可分割的物质，但黑色是个例外。在一项研究化学元素的实验中，他发现苦味的土壤在火焰附近发出白光。这使他更加确信苦味土壤不是一种简单的物质，而是一种化合物。他查阅了大量资料，了解到一个叫氧化镁的希腊城市盛产苦土。古罗马人将这种用于治疗疾病的矿物称为“氧化镁白”(中文翻译意思是白色巨石)。由于种种原因，布莱克无法继续研究这片苦涩的土地。然而，他把自己的发现写进了论文，并公开发表。

1892年，英国化石研究员安东·鲁布雷希特偶然读到了布莱克的论文，并开始了一项实验:加热苦味土壤和木炭的混合物以获得一种未知的金属。由于未知金属的数量很少，而且他正忙于研究其他元素，所以这件事被搁置了。

七年后，1899年，一位名叫托马斯·亨利的科学家在他的论文中说，当接近火焰时，海泡石会发出强烈的白光，火焰中可能含有与苦味土壤相同的未知金属元素。然而，他的想法没有得到实验的支持，论文也没有引起科学界的注意。

海泡石(网络图)

分离和命名

元素的发现与电池的发明密切相关。电池问世后，化学家将其作为分解化合物的有力武器应用于实验，加速了元素的发现。

伟大的英国科学家汉弗莱·戴维发明了一种通过电解生产金属元素的新方法。1808年，在阅读了之前的化学数据后，他开始对布莱克和亨利论文中提到的未知金属感兴趣，并决心通过电解找到它。

大卫将苦涩的土壤与水银混合，放入伏打电池中。通电后，他得到了汞和未知金属的混合物。最后，汞被蒸馏得到一种未知的银白色金属。点燃这种未知的金属，并立即发出强烈的白光。

镁在空气中燃烧并发出白光。(网络图)

“这是一种未知的金属元素！”大卫忍不住哭了出来。然后，为了获得发明的权利，经验丰富的大卫决定命名这种未知的金属元素。既然镁在苦味土壤中含量丰富，而苦味土壤是未知元素的主要来源，为什么不用镁来命名呢？因此，他发表了一篇论文，称这种元素为镁，简称镁。许多年后，元素周期表被引入中国，镁被翻译成中文“镁”。

大卫在他的论文中还提到了两种镁金属化合物的化学组成。苦味土壤实际上是氧化镁，海泡石实际上是硅酸镁。

摄影展示它的技巧

尽管镁是由大卫发现并命名的，但它很长时间没有引起人们的注意。首先，通过实验得到的数量比较小，并且含有杂质；其次，科学家还没有真正理解镁的用途。

1831年，法国科学家布鲁特斯·布西将氯化镁与钾反应，最终生产出大量高纯镁。因此，科学界开始了镁特性的研究之旅。

金属镁最先受到摄影师的青睐。最初，由于科学技术的限制，早期的摄影师在拍摄深色物体时总是头疼，因为使用自然曝光拍摄深色物体通常需要30多分钟。尽管科学家后来在照相机上应用了各种光源，并发明了一种通过燃烧氢气和氧气火焰制成的闪光灯，但曝光较暗的物体需要5分钟，而且在改进摄影技术方面没有实质性的突破。

点燃镁粉的摄影师非常壮观。(网络图)

1859年，根据“燃烧镁粉发出耀眼白光”的原理，科学家用燃烧镁粉代替其他光源制造镁灯。为了加速燃烧，科学家们将强氧化剂氯酸钾混入镁粉中，最终有效地解决了拍摄较暗物体的问题。这种情况已经持续了100年。20世纪60年代，当氩气灯出现时，镁光灯淡出了历史舞台。

这就是慈禧太后拍照时被聚光灯吓到的原因。

超乎想象地使用

进入20世纪，科学家们没有停止对镁金属的其他特性的研究和实验。在1934年，麦克勒测试了狗和其他动物，观察它们对缺镁的反应。他把狗关在笼子里，每天用不含或含少量镁的食物喂它，如鸡蛋和火腿肠。与此同时，给狗喝一定量的酒，以消除体内少量的镁。经过一段时间后，狗表现出虚弱的迹象，走路时容易摔倒。

麦克勒利用老鼠、猴子等动物进行了类似的实验，最终得出结论，“镁是人体的一种必需元素”科学家进一步证实，镁具有调节肌肉和神经活动、增强耐力的功能，有助于预防和治疗心脏病、冠心病、糖尿病等。

经过研究，科学家们还发现镁具有可加工性强、密度低和易于回收的优点。镁及其合金用于汽车工业，有效地达到了节能、减排和减少污染的目的。据统计，镁占欧洲汽车制造业总消费量的14%以上。在未来，镁及其合金在环境保护方面有着光明的前景。

镁被广泛使用。(网络图)

此外，镁及其合金也被用作3C产品(计算机、通信、消费电子产品)的轻质结构材料和外壳。所有国家都非常重视镁及其合金的生产和发展。中国“十二五”规划也明确提出“充分利用中国镁资源，顺应节能低碳经济大趋势……提高镁材料技术水平，促进镁合金应用快速发展。”我相信，随着科学的发展，科学家们在半个世纪里发现的这种曾经让慈禧太后害怕的“镁”元素，一定会对人类做出越来越大的贡献。

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[参考]

1.论文题目为“镁合金及其表面处理技术的应用前景”，作者苏焕超。

2.论文“镁的性质和镁的制备”。