元素发现史：贵宝石祖母绿是何元素的结晶？答案找了两千年！

任何对珠宝稍感兴趣的人都知道祖母绿。作为国际公认的宝石之一，祖母绿象征着幸福、幸运与和平。西方人认为它是祖母绿之王，他们对它的崇拜与东方人对祖母绿的痴迷是一致的。

祖母绿在人类的视线中已经有2000多年了。古埃及贵族用这种被施了魔法的绿色宝石作为奢侈品来装饰珠宝或王冠。几年后，古希腊人开始对祖母绿的成分感兴趣，并试图找出它的来源。虽然还没有找到答案，但这并不影响人们对它的爱。几年后，当科学家研究祖母绿时，他们发现了一种未知元素。与铁、铝、氧等元素相比，虽然这种元素的“上镜率”较低，但被许多国家定位为战略元素，其重要性不言而喻。

这颗高贵的宝石中新元素的结晶是什么？你是怎么找到它的？它的目的是什么？......要解决这些问题，必须从科学英雄开始。

美丽的翡翠宝石戒指。(网络图)

英雄科学家的遗憾

老普林尼(注1)是古罗马著名的自然哲学家。他从小就对一切都感兴趣，喜欢问为什么。一年，一个朋友送给他一颗非常小的绿宝石。一天，当他专注于祖母绿时，他突然有了一个灵感:这个美丽的宝藏与稀有的绿柱石矿石相似。它们是由同样的东西制成的吗？

老普林尼被这几乎是一个寓言的想法吓了一跳，因为从古埃及人发现祖母绿的时候起，人们就根据它们的外表来看待事物，认为祖母绿和绿柱石是如此不同，以至于它们永远不会成为“一家人”。

老普林尼。(网络图)

鉴于当时的科学条件，老普林尼没有也不可能找出祖母绿和绿柱石的成分。他相信他一定会取得突破。他把自己的想法写进了他的杰作《传记》，并准备在空闲时仔细研究它们。

然而，老普林尼从那时起就没有闲着。因为他的另一个身份是罗马帝国海军司令，很多事情。公元79年，维苏威火山爆发，熔岩淹没了庞贝。与军队一起驻扎在离庞贝不远的老普林尼组织士兵去拯救市民，同时深入城市进行科学调查。不幸的是，他在吸入火山留下的有毒气体后于55岁去世。

当然，他希望找出祖母绿和绿柱石之间的关系已经成为一个永久的遗憾。

案情公开

18世纪初，在大量科学家的不懈努力下，现代科学终于萌芽了。流传了1600多年的著名自然科学书籍《古物》，再次被科学家们铭记。其中，德国化学家科拉·波特最感兴趣的是书中关于祖母绿和绿柱石之间关系的章节。

科拉·波特。(网络图)

一天，科拉·波特从加利西亚得到了祖母绿宝石和秘鲁绿柱石，这位德国王子也喜欢矿物研究。通过实验，他相信两者都含有大量的硅酸铝和少量的氧化铁。真的是这样吗？他知道有一个人可以证明这一点，那就是法国化学家沃克林，他擅长化学成分分析。

化学成分分析是确定岩石成分的主要方法之一。地质学规定，在对岩石进行地质判断时，需要专业设备来分析主要元素和微量元素的化学成分，并编写专业评估报告。

在从科拉波特提取绿柱石后，沃克林很快将它用于化学成分分析。在实验中，他发现在绿柱石酸溶液中加入苛性钾溶液会沉淀出土壤氢氧化物。通过进一步的研究，他发现氢氧化物中一定没有铝，更不用说科拉·波特认为的硅酸铝了。"这块土块应该含有新的元素！"科拉波特将这种带有一点甜味的新元素命名为“甘露”，在汉语中的意思是甜味元素，简称为“甜土”。

1898年2月15日，沃克林在法国科学院阅读了他关于发现新元素甜土的论文。

沃克林的形象。(网络图)

后来得知这一消息的科拉·普罗特非常生气:好沃克林，让你做化学成分分析，但你悄悄地发现了一种新元素，并自己宣布了。太自大了！幸运的是，我没有给你翡翠，否则，我不知道我会找到多少。

齐回到齐，但科拉波特没有停止她对甜土的研究。通过实验，他确定祖母绿和绿柱石都含有甜味土。然后，他发现了一个非常现实的问题，那就是甜土这个名字太低了，价格非常下跌。最初，当时的科学家发现了钇的土壤，并了解到钇化合物也是甜的。

“将来可能会有一些甜味的未知化合物。它们都叫做甜土吗？”柯拉·波特想，“既然这东西是在绿柱石中发现的，为什么不叫它贝丽娜？”

想到这里，柯拉·普罗特决定写一篇关于甜土命名的论文并出版它。在论文中，他用化学符号“Be”代替了“贝丽琳娜”。几年后，中国科学家把“Be”翻译成了“铍”！

三十年后，德国科学家魏勒通过还原法获得了一种含少量杂质的铍，并将这种元素的英文名称改为“铍”。这一说法已被科学界接受。从那以后，铍的发现和命名终于结束了。

战略金属

据说魏勒费了很大的劲才制备出含少量杂质的铍，但尚未广泛用于工业。最初，铍是非常“干净”的。只要它含有1%的杂质，它的性能就会改变，它的用途就会大大减少。直到20世纪60年代，科学家们用现代科学方法制备出纯度为99.99%的铍后，他们终于完全了解了它的特性:它的强度比钢好，它的热传递是钢的3倍，熔点高达2400度...

铍。(网络图)

很快，纯铍被用作建造原子锅炉的材料，几乎所有的原子反应堆都用它作为中子反射器。随着科学的发展，科学家发现纯铍是X射线透射最强的金属，是卫星X射线管小窗口材料的唯一选择。原因是纯铍对X射线极其透明，而且比铝和钛轻得多。事实证明，每增加一公斤卫星，运载火箭的总重量将增加500公斤。用纯铍制作x光管的小窗口可以有效地减轻卫星和运载火箭的重量。

由于铍有许多优点，它被广泛应用于核工业、机械工业、航空航天工业等领域。铍金属作为一种新型材料，已被许多国家列为战略金属，用于制造原子弹、宇宙飞船等。铍终于显示出它为人类服务的威力。

必须说，即使在人类已经掌握宇宙飞船和量子物理学的当代，铍仍然是需要的，因为它是自然界中铍的最重要来源。当然，绿柱石并不总是绿色的。纯绿柱石是无色的，由于地质条件的变化，其生色离子不同，呈绿色、黄色、蓝色和粉末状。作为绿柱石家族最珍贵的代表，祖母绿翠绿，含0.3 ~ 1.0%的铬，柔和明亮，令人陶醉，爱不释手。与此同时，作为世界四大宝石之一(另外三种是钻石、红宝石和蓝宝石)，祖母绿因产量少而更加珍贵。

不同颜色的绿柱石。(网络图)

由铍和其他元素组成的祖母绿当然是有价值的，而像老普林尼和科拉普特这样的科学家敢于创新，不懈追求的精神更有价值，值得后人学习！

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[评论]

1.老普林尼(24岁-79年8月24日)，原名尤利西斯·普林尼·塞孔杜斯，古罗马百科全书式的作家，以其著作《自然历史》而闻名。他是米西姆港口基地海军舰队的指挥官，负责镇压海盗。他死后，他的养子小普林尼继承了所有的手稿和笔记，小普林尼安排了所有的作品进行流通。

2.马丁·海因茨·科拉·波特(1743年12月1日-1817年1月1日)，德国化学家，《论矿物的化学性质》一书的作者。铀和锆元素于1789年被发现，铈元素于1808年被发现。

3.法国科学家路易斯·尼古拉斯·沃克林(1763年5月16日-1829年11月14日)发表了376篇研究论文，涉及化学的许多领域。岩石矿物的分析和研究占很大比例。人们发现玄武岩或冰晶石和其他矿物含有钠。氧化钇硅铍矿石的分析和铂、钯、铑、铱和锇的分离证实了瑞典学者阿尔弗雷德松发现锂土壤的工作。化学史学家浦克教授评论说，他的工作一直处于科学发展的前沿。