(中文) 现在大家常用的笔记本电脑、手机，甚至电动汽车的电池都是由锂电池组成的。其实锂电池的发明历史由来已久，是由无数科研工作者前赴后继的不断发展才造就了现在的应用和发展……

(中文) 氯气这种剧毒的气体每天都在守护人们免受水传播疾病的困扰。使用氯气对自来水消毒具有很好的效果，而且费用较低……

(中文) 锆元素的英文名称是Zirconium，起名来自锆石（Zircon），一种可以与金刚石媲美的天然宝石……

(中文) 镎是第一个被发现的人工合成的超铀元素（即原子序数大于92的元素），为建立现代元素周期表和锕系元素奠定了基础……

(中文) 在1871年，门捷列夫就已经预了锗元素的其存在。十四年后德国化学家文克勒在分析硫银锗矿时发现了这一“类硅元素”——锗，后利用化合物硫化锗与氢进行共热制备了锗……

(中文) 早在7000年前人类就已经认识铅了。在《圣经 出埃及记》中就已经提到了铅。 早在古罗马时代，罗马城中就已铅排水管……

(中文) 镭是人类历史上发现的第四种放射性元素，它的英文名Radium在拉丁语中即为放射的意思……

(中文) 1795年德国化学家克拉普罗特在分析匈牙利产的红色金红石时发现了一种氧化物，并主张引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”……

(中文) 镁（Magnesium, Mg）是一种活泼的金属元素。镁元素在元素周期表中名列第十二，位于IIA族，属于碱土金属……

(中文) 钠元素在元素周期表中排在第11位，它的原子核中含有11个质子，属于碱金属元素……

(中文) 氖是一种无色的稀有气体，属于零族元素。氖发射出的光呈现出明亮的红橙色，经常被用于霓虹灯。与其它大多数元素不同，氖元素的稳定化合物至今未能制得，氖在自然界中全部以单原子分子（氖气）的形式存在……

(中文) 第9号元素氟是极其活泼的一种元素，几乎可以和所有元素反应。它形成的化合物在我们的生活中随处可见，比如不粘锅、牙膏等等……

(中文) 氧的元素符号为O, 原子序为8，是氧族元素中的非金属元素。氧是地壳中最丰富且分布最广的元素，也是动物体呼吸过程中维持生命不可或缺的元素……

(中文) 地球大气中含量最多的成分是氮气；液态氮有望开发实现人体的冷冻保存技术……

Sorry, this entry is only available in 中文. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language. 元素周期表系列：第6号元素——碳元素 曹逊 博士科普元素团队 碳的命名来自于拉丁语“木炭”之意。拉丁语中“煤”称为Carbo，元素碳的英文名称Carbon就是由此而来的。据美国《化学文摘》对全世界400多万的化合物进行统计，发现其中不含碳的化合物仅占10万种左右。 碳是什么样的一种元素呢？ 博科小答：碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族，碳的熔点为3500 ℃，沸点为4827 ℃，不溶于水。碳以多种形式广泛存在与生物体内与地壳之中，人们在很早之前就开始认识并利用碳单质。碳的一系列化合物（有机物）构成了生命的基本组成。碳能结合其他元素形成大量的化合物，成为生物与商业上的重要组成分子。与碳相关的无数化合物和我们日常生活十分密切，比如香水、塑料、尼龙、汽油、鞋油等。 图1 无定形碳的外观形貌 碳元素的发现历程是怎样的？ 博科小答：早在史前阶段，碳就被发现。人类最早使用的碳是炭黑与煤。在公元前2500年左右，钻石开始在中国被熟知，同时碳的另一种形式——煤，在罗马时代被逐步使用。1722年，科学家证明铁能够吸收一些物质从而转换成钢，并证实这种物质就是现在所熟知的碳。在1772年，安东尼拉瓦锡证实钻石是碳的一种存在形式，并发现等质量的钻石与煤燃烧所生成的二氧化碳是等量的。在1786年，法国两位化学家通过利用拉瓦锡处理钻石的方法将石墨进行氧化，证明了石墨几乎全部由碳组成。在1789年，拉瓦锡在他的教科书中将碳列在元素表中。 自然界中的碳循环是怎样形成的？ 博科小答：地球上的碳总量是一个常数，碳在自然界中的流动变化形成了碳循环。植物从外部环境吸收二氧化碳用来贮存生物质能，例如碳呼吸和卡尔文循环。一些生物可以通过进食将含碳化合物转移到自己体内，部分碳元素会以二氧化碳的形式被动物所呼出。一些二氧化碳又会溶解于海洋之中，而死去的动植物又会经过长时间的作用形成煤、石油以及天然气，然后又经过燃烧释放出碳。 碳的同素异形体有哪些？ 博科小答：碳的同素异形体包括金刚石、石墨、足球烯（富勒烯）、碳气凝胶、碳纳米泡沫、石墨烯等。其中，金刚石是最为坚固的一种碳结构，每一个碳原子与另外四个碳原子紧密结合形成网状晶体结构，最终成为硬度大但活性差的固体，可以用作装饰品以及钻头材料等。石墨的形态与透明坚硬的金刚石完全不同，它是一种深灰色有金属光泽的细鳞片状固体，可用于制作铅笔、电极、电车缆线等。足球烯一个分子中含有60个碳原子，构成32个面：20个正六边形及12个正五边形。石墨烯是一种二维晶体，是将片层结构的石墨剥离成单层后所得到的只有一个碳原子厚度的单层状晶体。 石墨烯是怎样一种神奇的材料？ 博科小答：石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型蜂窝晶格的网络状二维纳米材料。得益于其物理结构、石墨烯具有优异的光学、力学、电学特性，在能源、生物医药、纳米材料、药物递送等领域有着广泛的应用前景。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫利用机械剥离的方法将石墨分离制备出石墨烯，并以此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯可以通过机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法以及化学气相沉积法进行制备。石墨烯材料优异的物化性能与潜在的应用价值使得国内外不同领域研究者们尝试着不同的方法制备高质量且大面积的石墨烯材料，通过石墨烯制备工艺的不断优化与改进，降低石墨烯制备成本使得其逐步走向产业化。 图2 石墨烯结构图 碳是否具有毒性？ 博科小答：对于人体而言，纯碳具有极低的毒性，甚至可以在一定的情况下以石墨或者活性炭的形式被人体进行安全地摄取。但是碳可以抵抗人体消化道内的酸性物质，在人体组织内可能无限期存留。然而，吸入大量煤炭粉尘或烟尘确实是危险的，他们会进入肺部刺激肺组织，并引起充血性肺病。此外，金刚石的磨粉被误食或者吸入也会对人体造成损坏。…

Sorry, this entry is only available in 中文. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language. 元素周期表系列：第5号元素——硼元素 张沁榕 博士科普元素团队   作为一个排名如此靠前的元素，硼的存在感似乎有些弱。然而它真的没有什么可圈可点之处吗？你可能不知道，在竞争世界上最硬材料的比拼中，硼可是一匹黑马哦。 硼是什么样的一种元素呢？ 博科小答：硼在元素周期表中名列第五，为第III族主族元素，原子量10.811。硼是一种类金属，共有14种同位素。它表现为黑色或银灰色固体，其中晶体硼为黑色。 硼在国外常常被列为稀有元素，而我国却有着非常丰富的硼砂矿，硼在我国是丰产元素。 硼的原子半径很小，从上图可以看到，它原子的最外层只有三个电子，被原子核正电荷紧紧吸引，从而更趋向于得到电子。单质硼是正二十面体的晶体，每个面都是等边三角形。硼在形成化合物时，总是采用这种多面体的结构。而正是由于此，硼可以形成多种形式的化合物：硼烷、碳硼烷等等。有人曾经说过：“硼化学几乎可以和碳化学（有机）相媲美”，这也算是对硼这个朴实元素的高度美誉了。 硼元素的名字有什么来由吗？ 博科小答：“硼”这个名字的由来非常简单：Boron在拉丁语中的意思是硼砂，而其阿拉伯语意为焊接。这正是由于硼砂可以融化金属从而进行焊接。 而将硼化合物作为助熔剂最早可以追溯到古埃及。而在我国古代的炼丹术中，硼酸盐也是所需材料之一，虽然当时那些道人并不了解他们所用的东西到底是什么。单质硼通常是由还原硼酸得到的，比如1807年英国化学家分别使用电解法在两片白金面之间电解还原湿硼酸，和在金属管中用钾还原硼酸两种方法制得单质硼。 硼如何参与我们的日常生活呢？ 博科小答：作为一个存在感很低的元素，游离的单质硼用处的确很有限。但是谈到硼的化合物，它的作用就很多了。硼的一种重要化合物硼砂（Borax），Na2B4O7·10H2O，被广泛应用于家用清洁，比如洗涤剂、清洁剂；医院也常使用它作为消毒剂。除此之外，硼砂还有驱逐蚊虫、软化水、去除地毯异味、清洁管道等等作用。 硼与神秘的木乃伊 硼和木乃伊又有什么渊源呢？在古埃及的木乃伊中有一种叫做“泡碱”的矿石起到了非常大的作用。而硼酸盐就是该矿石的成分之一。由于年代久远，一些具体的制作细节已经无法考究。然而考古学家发现，硼砂矿石在木乃伊的制作过程中，似乎在杀菌防腐和提高粘合度两个方面都起到了重要的作用。 到底“谁是世界上最硬的材料”？ 博科小答：对于这个问题的答案，你可能会脱口而出：当然是金刚石啊！6号元素碳的同素异形体金刚石的确非常硬，长久以来在硬度排行榜上都位居榜首。然而神奇的是，5号元素硼和7号元素氮的化合物氮化硼形成的交替型纤锌矿晶体比金刚石还要硬！ 而碳化硼也是已知最坚硬的物质之一。不仅如此，碳化硼还是神秘的特工武器：可以毁坏敌人的交通工具。将碳化硼颗粒倒入油箱后，这些坚硬的颗粒会对引擎的气缸壁造成不可修复的划痕，从而使引擎无法正常工作。此外，碳化硼还是一种中子吸收剂：它可以吸收大量的中子而不形成任何放射性同位素。因此它在核电站中可以用来控制核反应分裂速率。在1986年切尔诺贝利核事故发生后，俄罗斯在核电站投下近2000吨碳化硼和沙子，终止了反应堆中的链式反应。 硼真的可以带我们飞 在现代的航天事业中，硼真是功不可没，担起了“无机物的后起之秀”这一称号。 首先，硼烷（BnHn+4…

Sorry, this entry is only available in 中文. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language. 元素周期表系列：第4号元素——铍元素 张磊 博士科普元素团队 住在绿宝石里面的金属元素-铍 在自然界中，铍元素都会与其他元素相结合，从而形成矿物，如绿柱石（海蓝宝石、祖母绿）、金绿宝石等等。 铍元素是什么样一种元素呢？ 博科小答：铍的元素符号为Be，原子序为4，属于碱土金属。铍在恒星核合成过程中产生，是宇宙中较为稀有的元素之一。单质铍是钢灰色的金属，轻、硬而易碎。 在合金材料（铝合金、铜合金等）制备过程中加入铍，可以加强其物理性质（例如硬度），适合制备重量低且强度高的材料。 因为金属铍容易被X射线等电离辐射穿透，铍也常作为X射线仪器和粒子物理学实验室中常用的窗口材料。 铍元素有什么物理化学性质？ 博科小答：铍是呈现钢灰色的坚硬金属，室温下易碎，晶体是六方密排结构。杨氏模量为287 Gpa刚性极高，比钢高约50%。铍的热容量高、热导率高，因此铍是每单位重量散热性最佳的金属材料。 铍的原子半径和离子半径较小，决定了其电离能非常高，与其他原子键合时有很强的极化性，所以铍的化合物都属于共价化合物。 金属铍的表面会形成氧化层，避免其进一步在空气中被氧化；只有在1000℃以上的条件下，铍才会继续和空气发生氧化作用。 铍原子的电子排布为2S2 ，有两个外层电子，几乎永远以+2氧化态形成共价键。 氧化铍（BeO）是白色的耐火材料，属于两性化合物。氮化铍（Be3N2）是高熔点、可轻易水解的化学物。碳化铍（Be2C）是砖红色耐火材料，可和水发生反应，生成甲烷。但并没有已知的铍的硅化物。 在哪里可以找到铍？ 博科小答：单质铍在自然界中并不存在。铍都是以与其他元素结合的形式存在。铍的矿物有上百种，但都不是很常见，例如：绿柱石（Al2Be3Si6O18）、羟硅铍石（Be4Si2O7(OH)2）和金绿宝石（Al2BeO4）等。绿柱石包括大家熟知的海蓝宝石、红绿柱石和祖母绿。铍的主要矿石是绿柱石和羟硅铍石。这些矿石在阿根廷、巴西、印度、马达加斯和美国分布较多。全球约40万吨铍矿。 铍元素是怎么发现的呢？ 博科小答：在1798年，法国矿物学家路易-尼古拉·沃克兰分析绿柱石时，发现了铍。在那个年代，人们还不知道祖母绿就是绿柱石的一种。当沃克兰把苛性钾溶液加入绿柱石和祖母绿的酸溶液，都获得一种氢氧化物沉淀，且不溶于过量碱。沃克兰证明了这两种物质中具有同一组分，并含有一种新元素。同年，沃克兰向法兰西学会发表相关论文。因为铍形成的盐具有甜味，《化学与物理年刊》的编辑命名为“Glycine”。后来因为也有植物名为“Glycine”，克拉普罗特以绿柱石（Beryl）为其命名“Beryllina”。 1828年，弗里德里希·维勒使用钾金属和氯化铍反应，分离出单质铍，首次使用元素名称“Beryllium”。同时安托万·比西也使用此方法，独立分离出铍。…

(中文) 锂元素原子序数是3，是碱金属中最轻的一位成员，它的单质是一种柔软的银白色金属……