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小金属,大能耐

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  1817年,瑞典化学家阿尔费特逊从矿石中发现了一种新元素――锂。1818年,英国化学家戴维用电解法首次制得了锂单质。银白色的单质锂,生性活泼,在空气中不仅可以跟氧气化合生成氧化锂,还能与“生性孤僻”的氮气反应生成氮化锂。因此,在空气中,锂的表面会产生一层黑色的固体。为了“严加管束”,人们不得不把制得的金属锂“囚禁”在石蜡或凡士林中,或者密封在金属罐中。锂不仅在碱金属中密度最小,在所有金属中也是最轻的一个,密度只有0.5g/cm3,它的质量只有同体积铝的1/5。
  锂是金属王国中的“小弟弟”,但能耐却相当大。锂及其化合物有多种非其他金属可比的用途,现介绍一些如下。
  在冶金工业中,金属锂可用作脱氧剂和脱气剂,以改善有关金属及合金的性能。例如,金属锂可提高铜的导电性。锂是铅基轴承合金的成分之一(含锂约为0.01%~0.1%),也可与铍、镁或铝等形成轻质合金,这种合金具有良好的机械性能和抗腐蚀性,已试作火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船的部件。熔融的锂能跟氢气反应生成氢化锂,氢化锂遇水即产生大量的氢气,可用来制作宇宙飞船中的燃料电池。
  锂的熔点低而沸点高,即液态范围大,传热性能好,蒸发热高,所以锂是原子核反应堆中的优良热载体,也可用作火箭喷嘴的冷却剂。
  然而,锂最重要的用途是作为核聚变反应的原料之一。自然界中的锂有两种同位素:锂-6和锂-7。前者约占锂总量的7.4%。其中,锂-6是核聚变反应(又称热核反应)的原料之一。氢弹的强破坏力来源于热核反应发生时释放出的巨大能量,其发生的是不可控制的热核反应。有关科技人员已在研究控制热核反应中能量释放的方法,一旦研究成功,就能够利用这种新能源。这种新能源比起现有的利用核裂变反应的核电站来说,优点在于核聚变反应的产物是稳定同位素,不像核裂变反应那样会产生对人体有害的放射性物质,另外,自然界可提供的核聚变反应的原料要比核裂变所需的原料丰富得多。
  锂和某些锂化合物还在高能电池和医药方面得到应用。
  锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池由于具有自放电率低、放电电压平缓等优点,最早应用在心脏起搏器中,使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电,拯救了数以万计的心脏病患者。用锂电池作动力开发的新能源汽车,可以反复多次充电,是解决汽车用油危机和汽车尾气污染的重要途径。1992年,科学家成功开发了锂离子电池,将锂离子嵌入化合物中作为电源的正、负极。这种锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优点,被广泛应用在移动电话、笔记本电脑、计算器等便携式电子设备上,极大地方便了人们的工作和生活。锂离子电池也成为21世纪发展的理想能源载体。
  另有研究发现,锂是有效的情绪稳定剂,对治疗急性躁狂症有良好效果。此外,锂还能改善造血功能,提高人体的免疫机能。更有意思的是,有人研究发现,狼吃下含有锂化合物的肉食后,会引起消化不良,食欲大减,从而改变狼食肉的习性。这种习性还具有遗传性。
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