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拉瓦锡和戴维这两位化学天才都未能从铝的氧化物中分离出铝元素。直到1825年,丹麦化学家汉斯·奥斯特(1777—1851)才首次利用稀的钾汞齐与氯化铝反应成功得到了金属铝。但是,用这种方法获得的金属铝不仅含有大量的水银残留,而且产量非常低。在其后的几十年里,铝的价格远超今天的稀土,一度成了贵金属之王。
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安托万-洛朗·德·拉瓦锡
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汉弗里·戴维
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汉斯·奥斯特
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奇妙的材料:改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 痴迷铝的皇帝
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有位君王对铝的痴迷程度到了无以复加的地步,他就是法国皇帝拿破仑三世(1808—1873)。在1855年的巴黎世界博览会上,当时价格昂贵的铝锭上铭刻着“来自泥土的白银”的字样,和镶嵌着华贵珠宝的王冠同台展出。这种令人惊异的金属顿时就成了世界博览会的热点,令无数世人为之啧啧称奇。
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邂逅金属铝的拿破仑三世开始全力支持关于铝的研究,还在巴黎郊外专门建设了冶炼工厂。那里生产的铝除了被制成拿破仑三世的御用纽扣、折扇之外,还被制作成给皇太子玩的铝制玩具。
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拿破仑三世
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在招待贵客的时候,拿破仑三世还会特地拿出铝制的碟子、勺子、叉子,而金银制作的餐具反而成了陪衬。相信看到宾客为餐具的分量格外轻巧而吃惊不已时,拿破仑三世肯定是一脸得意之色。
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当然,拿破仑三世推进对于铝的研究并非只为博得贵客的惊叹,如果能将这种轻而坚固的金属运用到军工上,就可以大幅提高法国骑兵的机动性,使法国在与列强的争霸战争中占据优势。这也许是作为一国元首的拿破仑三世所具备的战略眼光。然而,铝制军事装备并未成为现实,反而是拿破仑三世在1870年成了普鲁士帝国的俘虏而被迫退位。
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在其后的岁月中,铝一直被当作一种稀有金属而为世人所知。甚至在1884年华盛顿纪念碑竣工之时,为了彰显美国的国家尊严而在纪念碑的顶部安放了一个重达2.7千克的铝制塔尖。据历史学家记载,那时一盎司(约28克)铝的价值相当于全体参与华盛顿纪念碑建设的建筑工人一天的薪水。可以说在一百多年前,铝的价格远超黄金和白金。
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奇妙的材料:改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 关于铝的科学知识
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正如前文所述,铝在众多金属元素中是一支绽放异彩的奇葩。轻而牢固、性质稳定、价格低廉能进行大规模冶炼,没有其他金属能与铝比肩。由于铝处处可见,我们一般不觉得它有什么特别之处。然而,当仔细研究铝的性质时,我们肯定会惊叹它是种奇迹般的金属。
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铝之所以会如此轻巧,关键在于它的原子量较小。以氢原子为标准进行比较的话,铝原子的重量约为氢原子的27倍,铁原子的重量约为氢原子的56倍,铜原子的重量约为氢原子的63倍,金原子的重量约为氢原子的197倍,从中可以看出铝原子是何等轻巧。
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当然,还有一些金属也很轻,例如锂(铝的0.53倍)、钠(铝的0.97倍)、钾(铝的1.55倍)等。但是这些金属极易氧化,已经不单单是生锈这种温和的程度了,甚至遇到水会燃烧、爆炸,根本无法作为材料使用。
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