化学自习室移动版

一、锂的发现

1817年，瑞典的化学家阿尔费德森（Arfvedson.J.A.1792－1841）在分析一种矿物时发现，得出的已知成分只有96％，那么其余的4％到哪儿去了呢？他经过反复试验，确信一定是矿物中含有一种至今还不知道的元素。因这种元素是在矿物（名叫透理长石）中发现的，他就取名为“锂”（希腊文“岩石”之意）。不久，阿尔费德森又在其它矿物中发现了这种元素。另一位著名的瑞典化学家贝采里乌斯也在卡尔斯温泉和捷克的马里安温泉的矿泉水中发现了锂。

1855年，德国化学家本生（Bunsen.R.W.1811-1899）和英国化学家马提森（Matthiessen.A.1831－1870）用熔融的氯化锂电解出纯锂。

二、钠和钾的发现

1807年，英国化学家戴维用电解法发现了钠和钾元素。

1806年，戴维开始进行电化学研究。他用250对金属板制成了当时最大的伏打电堆，以便产生强大的电流。最初，他们碳酸钾的饱和溶液进行电解，但并未电解出金属钾，只是把水分解了。1807年10月6日，戴维决定改变做法，电解熔融的碳酸钾。但是干燥的碳酸钾并不导电，所以必须将碳酸钾放在空气中暴露片刻，让这的表面上吸附少量的水分，它就有了导电能力，然后将表面湿润的碳酸钾放在铂制的小盘上，并用导线将铂制小盘与电池的阴极相连。一条与电池阳极相连的铂丝则插在碳酸钾中，整个装置都暴露在空气中，通电以后，碳酸钾开始熔化，表面就沸腾了。戴维发现阴极上有强光产生，阴极附近产生了带金属光泽的酷似水银的颗粒，有的颗粒在形成后立即燃烧起来产生光亮的火焰，甚至发生爆炸；有的颗粒则被氧化，表面上形成了一层白色的薄膜。戴维将电解池中的电流倒转过来，仍然在阴极上发现银白色的颗粒，也能燃烧和爆炸，戴维看到这一惊人发现，欣喜若狂。他把这种金属颗粒投入水中，开始时它在水面上急速转动，发出嘶嘶的声音，然后燃烧放出淡紫色的火焰。他确认自己发现了一种新的碱金属元素。由于这种金属是从钾草碱（草木灰）中制取的，所以将它命名为“钾”。

接着，戴维采用同样的方法电解了苏打，获得了另一种新的碱金属元素，这就是“钠”。

连续六个星期的紧张实验，把戴维累得形容枯槁，两眼窝陷，脸色苍白。1807年11月19日，他支撑着学术报告会上公布了发现钾、钠的经过。暴风雨般的掌声和热烈的祝贺，使戴维感到自己的辛劳是值得的，心中充满了幸福。

三、铷和铯的发现

铷和铯是由本生和基尔霍夫（Kirchhoff.G.R.1824-1887）发现的。

1.光谱分析法的发明者之一──本生

罗伯特·威廉·本生，1811年3月31日出生于德国的哥廷根。他父亲是哥廷根大学图书馆馆长，语言学教授，母亲是一位学识渊博的高级职员的女儿，有很好的文化素养。本生是他们四个儿子中最小的一个。他从小就受到良好的教育，学习成绩优异。1828年，他毕业于霍茨明登大学预科，后进入哥廷根大学学习化学、物理学、矿物学和数学等。他的化学教师是著名的化学家斯特罗迈尔（Str-ohmeyer.F.1776－1835）──“镉”元素的发现者。1830年，本生获得物理学哲学博士学位。

本生获得博士学位后，因出色的研究工作得到了一笔补助金，得以到欧洲各地游学，结识了许多知名科学家，访问了一些知名的实验室、矿产地、化工厂等，这对他以后的学术研究产生了很大影响。

1833年，本生游学结束，先后在哥廷根等大学任教。1851年，他作为化学教授到了布勒斯劳大学工作。在那里，他结识了德国物理学家基尔霍夫。此后，二人长期合作研究光谱学，发明了光谱分析法。1852年，本生在海德堡大学任教，一直从事化学教学和研究，达37年之久。他在长期的教学生涯中，做出了许多出色的演示实验。这使他发现了各种化学物质的颜色反应，成为他以后建立光谱分析法的机遇。

1853年，本生研制出实验煤气灯，这种灯一直到现在还有人使用，称之为本生灯。此外他还制成了本生电池、水量热计、蒸气量热计、滤泵和热电堆等实验仪器。

本生对科学有着广泛兴趣，他早期研究过有机化学在进行氰化二甲胂实验时，还被炸瞎了右眼。后来他专攻无机化学。1834年是他的第一项研究成果问世的一年。这是用氢氧化铁作砷中毒的有效解药。直到现在，仍在采用这种方法解砷中毒。1857年，《气体鉴定方法》一书出版，这汇集了本生对气体研究的成果。

他一生做的最重要的工作是进行无机分析。他曾分析和鉴定过上千种无机物质，发展了无机分析和测量技术。

1859年，本生和基尔霍夫制成第一台光谱分析仪。他们用自己创立的光谱分析法发现了新元素铯和铷。另外本生还从熔融的氯化物中制出了金属钠和铝，用电解法制出锂、钡、钙、锶，甚至还提炼出铈、镧等稀土元素。他们创造的光谱分析法，为以后的天体化学的研究打下了坚实的基础。

1842年，本生被选为伦敦化学会的外国会员；1853年，任德国科学院的通讯院士；1882年，被法国科学院聘为外国会员；1860年，英国皇家不罕授予他荣誉奖章；1877年，本生和基尔霍夫共同获得了戴维奖。本生一生所获荣誉很多。但他对此很是淡然，他讨厌政治性的社交，认为那是浪费时间。1899年8月16日，拥有几十项发明的科学家本生与世长辞，享年88岁，但本生和基尔霍夫发明的光谱分析法，被称为“化学家的神奇眼睛”，一直到今天，它还在闪闪发亮。

2.用光谱分析法发现铷和铯

1859年，本生和基尔霍夫开始共同探索通过辨别焰色进行化学分析的方法。他们决定制造一架能辨别光谱的仪器。于是，他们把一架直筒望远镜和三棱镜连在一起，设法让光线通过狭缝进入三棱镜分光，这就是第一台光谱分析法。

“光谱仪”安装好后，他们就合作系统地分析各种物质。本生在接物镜一边灼烧各种化学物质，基尔霍夫在接目镜上边进行观察、鉴别和记录。他们发现用这种方法可以准确地鉴别出各种物质的成分。

本生认为：分析吸收光谱能够测定天体物质和地球上的物质的化学组成，还可以用来发现地壳中含量非常少的新元素。于是，本生和基尔霍夫取来了狄克汤姆的矿泉水，将它浓缩后，再除去其中的钙、锶、镁、锂的盐，制成的母液用来进行光谱分析。当他们将一滴试液滴在本生灯的火焰上，除了在分光镜中看到了钠、钾、锂的光谱线之外，还能看到两条显著的蓝线，他们进行查对，发现在当时已知元素中，没有一种元素能在光谱的这一部分显现出这两条蓝色，因此他们确定试液中含有一种新元素，它属于碱金属。他们把它命名为铯。即指它的光谱象天空的蓝色。

为了获得可供分析用的含铯的试液，他们要处理几吨的矿泉水。发现铯的这天是1860年5月10日。

1861年2月23日，本生和基尔霍夫将处理云母矿所得的溶液，加入少量氯化铂，即产生大量沉淀，在分光镜上鉴定这种沉淀时，只看见钾的谱线。后来，他们用沸水洗涤这种沉淀，每洗一次，就用分光镜检验一遍。他们发现，随着洗涤次数地增加，从分光镜中观察到的钾的光谱线逐渐变弱，最后终于消失，同时又出现了另外两条深紫色的光谱线，它们逐渐加深，最后变得格外鲜明，出现了几条深红色、黄色、绿色的新谱线，它们不属于任何已知元素。这又是一种新的元素。因为它能发射强烈的深红色谱线，就命名为铷（rubidium）。

1862年，本生加热碳酸铷和焦炭的混合物，制得了金属铷。此后，光谱分析法被广泛采用。如门捷列夫预言且被证实的元素镓、钪、锗等都是用光谱分析法制得的。

四、钫的发现

钫是由帕雷伊（Perey.M.C.1909－1975）在铀的天然放射系中发现了。帕雷伊是法国核化学家，一个工业家的女儿，毕业于巴黎理学院。1929年在巴黎的镭研究所作居里夫人的助手，且开始她的科学生涯。1940年迁到斯特拉斯堡大学，1949年任核化学教授，1958年作核研究中心主任。1939年，帕雷伊在锕227的放射性衰变产物中发现除了意料中的β粒子外，还放出α粒子。而α粒子是原子量为4的氦核，这就意味着帕雷伊已发现了质量为223的核素。进一步的研究表明，它就是那个原子序为87的元素。她开始叫它锕Ｋ。但在1945年命名它为钫（Francium）以纪念法兰西。