元素界的“快遞小哥”——鋁

美麗科學(xué)

鋁（Al）單質(zhì)是較軟且易延展的銀白色金屬，性質(zhì)也相對(duì)活潑，因此自然界中難以存在金屬鋁。鋁是地殼中含量位于第三的元素，也是含量最多的金屬元素。盡管鋁元素在自然界中廣泛存在，但生物體內(nèi)并不含鋁單質(zhì)及其化合物。

今天你喝了嗎

作為金屬鋁的產(chǎn)品之一，易拉罐是飲品開罐設(shè)計(jì)中的經(jīng)典。易拉環(huán)的設(shè)計(jì)使得飲品無需開罐器即可輕松打開，非常適合即時(shí)消費(fèi)。此外，相比于塑料包裝，鋁罐的回收率更高，且二次加工成本也較低，對(duì)環(huán)境造成的污染相對(duì)較小。但易拉罐并非完全由純鋁制成，因?yàn)轱嬃蟽?nèi)所含物質(zhì)還是會(huì)緩慢腐蝕鋁材，所以易拉罐的內(nèi)壁都會(huì)添加一層涂層，當(dāng)然這也是出于健康方面的考慮。

合金中的最佳拍檔

提到鋁元素，可能最為人知的就是“鋁合金”。鋁是輕金屬，密度僅是鐵的1/3左右。鋁還耐腐蝕，因?yàn)樗鼤?huì)被空氣中的氧氣迅速氧化，形成致密的氧化鋁（Al2O3）膜層，可以抵御水、氣及各種化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。但同鎂類似，純鋁較軟，無法在工業(yè)材料中單獨(dú)應(yīng)用，若摻入少量銅、鋅、錳、硅及鎂等元素，則可以顯著提高合金材料的強(qiáng)度，同時(shí)又保持了鋁材的性能，因此鋁合金是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的合金材料。

化合物精靈——化鋁

自然界中以晶態(tài)的形式存在的氧化鋁被稱為剛玉。其中，因摻雜金屬鉻離子而呈現(xiàn)紅色的剛玉就是紅寶石，其他的統(tǒng)稱為藍(lán)寶石。也就是說，藍(lán)寶石不僅僅有藍(lán)色的，也存在其他顏色。而藍(lán)寶石的藍(lán)色，是由于摻雜了少量的鐵和鈦等雜質(zhì)的緣故。通常所說的五大名貴寶石，除鉆石外，還包括紅寶石和藍(lán)寶石這兩種寶石。此外，氧化鋁是一種重要的工業(yè)原料，主要用于生產(chǎn)金屬鋁，它對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要作用。

科學(xué)問答

問：在歷史上，鋁真的曾經(jīng)比銀還要貴嗎？

答：據(jù)說，拿破侖三世時(shí)期，在當(dāng)時(shí)的宴會(huì)上，拿破侖三世為了凸顯他的尊貴身份，使用的便是鋁制餐具，而參與宴會(huì)的客人使用的是銀制餐具。他還讓人專門制造了一頂鋁制皇冠，戴上以后神氣十足地接受貴族的覲見。此外，1889年英國皇家學(xué)會(huì)為了表彰門捷列夫發(fā)明元素周期表的卓越貢獻(xiàn)，贈(zèng)予他一個(gè)珍貴的鋁制花瓶。

為什么鋁曾經(jīng)這么貴重呢？鋁明明是地殼中含量最多的元素之一?。∵@個(gè)問題就要從技術(shù)發(fā)展的角度來回答了。在鋁被發(fā)現(xiàn)后的很長一段時(shí)間里，人們都無法將它分離出來，因此鋁就變得格外貴重。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到第二次工業(yè)革命時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)可以通過電解法制備鋁單質(zhì)，這才使得大規(guī)模生產(chǎn)鋁成為現(xiàn)實(shí)。從那個(gè)時(shí)候起，鋁就漸漸失去了它的貴氣。