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用“锂”驱动世界,一鸣惊人的“转身”(上)

科普小知识2022-07-11 16:58:38
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随着宇宙的爆炸,锂提前来到了宇宙。然而,自从锂进入科学家的视野已经有近200年了。在此期间,锂因几次小型试验而兴奋,它与电池的联系使它从“小群体”变成了“公众”。在当今社会,锂电池无处不在。那么,你对锂和锂电池了解多少?

用“锂”驱动世界,一鸣惊人的“转身”(上)

锂(照片来源:互联网)

神秘的元素,古老的长寿

说到锂,科学家认为它是一种神秘的元素。事实证明,锂是仅次于氢和氦的第三种元素,但是科学家们还不清楚它的来源和形成过程。

一些科学家认为,轻元素,包括氢、氦和锂,是在宇宙诞生后很短的时间内由最初的核反应过程产生的。经过数十亿年的进化,现在的星系和恒星终于形成了。

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神秘的锂(照片来源:互联网)

这样,锂在宇宙中已经存在了大约137亿年,所以它可以被称为古代长寿。宇宙中绝大多数锂元素以锂-7的形式存在,而只有一小部分以锂-6的形式存在。

大爆炸宇宙学预测宇宙中有丰富的轻元素,例如氦约占25%,氢约占75%。多年来,科学家们根据理论预测,在测量宇宙中氢和氦的含量方面取得了准确的结果,从而成为支持大爆炸宇宙学的最早证据。

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李元素之谜(见水印来源)

然而,锂的测量丰度总是与理论计算值不匹配,这一直是科学家们心中的一个“结”。据报道,在早期宇宙中,锂的含量实际上是应有含量的3倍。然而,目前的情况已经逆转。现代天文学家在研究宇宙时发现了额外的锂,锂的含量是大爆炸时的四倍。揭示锂量的奥秘有助于理解锂的形成机理和历史。

在石头中,称它们为石头!

地壳中锂的含量约为0.0065%,人体和动物体内也含有非常少量的锂。目前,自然界中发现的含锂矿石约有150种,主要以锂辉石和锂云母的形式存在。

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锂辉石

然而,低调的锂并没有引起人们的注意。200年前的1817年,一位25岁的瑞典化学家意外发现了锂,从而成为化学元素发现史上的里程碑事件。

化学家阿尔弗特·森是化学大师贝赛尔的学生。一天,阿尔·费德森从一个朋友那里得到了一块石头,是一个来自瑞典的锂砂岩。阿尔弗特·森取得了巨大的成就,并对锂云母进行了分析和研究。

阿尔弗特·森首先研磨了这块石头,然后做了仔细的分析。结果表明,该石头含有80%的二氧化硅,17%的二氧化硅,其余3%为未知物质。阿尔弗特·森没有放弃丢失的3%,并确认这是一种碱金属和一种新元素,在进一步重复分析后没有被发现。

贝齐里乌斯给这种新元素命名为锂(英语),它来自希腊石(意思是石头)。然而,锂的发现并没有给锂的应用带来新的机会。

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网络图

最初,阿尔弗特·森没有从锂盐中分离出金属锂。1855年,德国化学家本森和英国化学家马蒂斯通过电解氯化锂获得了大量金属锂。直到1923年,一家德国公司才开始商业化生产锂。

那么,锂的商业用途是什么?请期待《用锂驱动世界》和大片《掉头》(下)