2019年是化学元素周期表问世150周年,联合国教科文组织近日在巴黎举行仪式,将2019年设为“国际化学元素周期表年”。
日前,欧洲化学学会发布了一张“扭曲”的元素周期表,通过每种元素在周期表上所占面积等方式,展示出90种自然存在元素的稀缺程度。表格的每个区域都用颜色编码,以表示其脆弱性。
此举旨在提醒人们:有一些元素由于人类过度使用正面临消失的危险,可能“再过不到100年或者更短时间,我们就很难再获得它们”。
别再放氦气球了 最后都消散在太空里
氦本是宇宙中储量第二丰富的元素,但在地球上,大气中78%是氮气,21%是氧气,氦气属于稀有气体,和氖、氩、氪、氙、氡等加起来也只占0.5%左右。
而且,由于人类放飞了太多氦气球,剩下的氦可能只够再用几十年。
氢气球也可以飞很高啊,为啥用那么多氦气?因为氢气易燃易爆,比较危险。而氦气不仅密度小于空气,同样可以放飞,而且它是惰性气体,比较安全。所以许多气球都用氦气来填充。
通常,放飞的氦气球会把氦气直接释放到大气中,最终这些氦气将散逸到太空里,永远从地球上消失。因此,欧洲化学学会呼吁大家不要再放氦气球了。
另外,表上的橙色代表用量增大导致该元素消失的风险在上升;黄色代表含量有限,绿色意味着还有足够的资源,如氧(O)、氢(H)、铝(Al)和钙(Ca)等。
涂成黑色的有四种元素——锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)和金(Au),因为它们通常来自冲突中的矿物,也就是说,来自那些经常会因争夺所有权而爆发冲突的矿山。
硫化物听起来不妙
但硫对我们很重要
现在人们普遍重视食物的新鲜与天然,各种“绿色”和“生态”的字眼频现食品包装或广告。其实,我们的身体就是一座化学反应炉,人体有11种必需元素——氢、碳、氮、氧、钠、镁、磷,硫、氯、钾和钙,与我们的健康息息相关。
比如,喝酒多了会犯困,那是因为酒精里的氯离子激活了大脑中让人犯困的神经元;浓密光泽的头发要归功于硫元素;要想骨骼强壮,光补钙不够,还要补充镁,因为钙、镁的比例失衡,骨密度会下降,还易引发心肌梗塞;眼药水的防腐剂通常选择硼,因为它不刺激眼角膜,却有抑制细菌繁殖的效果……
值得一提的还有硫。硫化物在很多人听来像是有毒,事实上也有道理:在矿井、沼泽、油井和天然气井这些地方,有着高浓度的硫化氢气体,身处这些地方意味着对生命有危险。
但另一方面,硫对于人体又是不可或缺的“健康元素”:它是构成氨基酸的重要组成部分,也是构成细胞蛋白、组织液和各种辅酶的重要成分。
硫还有助于人体的新陈代谢,促进肠胃的消化吸收,增强人体的抵抗力等。硫存在于人体所有的细胞中,其中皮肤、指甲和毛发里的硫含量特别高。硫至少是3种维生素(即硫胺、泛酸和生物素)的组成部分,还能帮助维持皮肤、头发及指甲的健康与光泽。
需要注意的是,元素状态及硫酸化合物状态下的硫是无法被人体吸收利用的,只有有机化合物形态的硫物质如含硫氨基酸、辅酶A、维生素B1等,才能被利用。
氯、硫、磷、钙
人体四大常量元素
常量元素就是人体每天需要量在100毫克以上的元素,是人体摄入量较大的一类元素的统称。
首先是氯。人体内的氯以氯化合物存在,主要为氯化钾和氯化钠,它们可保持体液和电解质的平衡。人体中氯化物浓度最高的地方是脑脊髓液和胃中的消化液。
其次是硫,然后便是磷,磷是骨骼、牙齿及细胞膜的构成元素,正常成年人体内磷的总含量为500~900克,其中约有80%的磷存在于骨骼和牙齿中。磷的摄入对体内钙的平衡有重要影响。如果摄入过多的磷,身体对钙的吸收就会减少。
说到钙,可能是大众最熟悉的常量元素了,它是骨骼和牙齿的最重要组成成分,骨骼和牙齿中所含的钙约占人体含钙量的99%,剩下1%的钙则存在于血液中,不仅帮助凝血,而且对细胞的结构和功能也非常重要。(综合/褐松鼠)
只要手机还能用 别为时髦忙着换
在这张“扭曲”的元素周期表上(见下图),红色区域代表该元素在100年内消失的风险非常大,其中包括氦(He)、银(Ag)、碲(Te)、镓(Ga)、锗(Ge)、锶(Sr)、钇(Y)、锌(Zn)、铟(in)、砷(As)、铪(Hf)和钽(Ta)等。这些元素的重要性不言而喻,其中不少都是国家发展尖端科技必不可少之物。
比如,氦被用来冷却核磁共振扫描仪中的磁铁,稀释深海潜水所需的氧气;核反应堆中重要的燃料棒使用铪;锶盐被添加到烟花和耀斑产生生动的红色;钇是照相机镜头的组成部分,使它们能耐受冲击和耐热,它也用于激光和合金;镓被用来制作高质量的镜子、发光二极管和太阳能电池。
智能手机的横空出世,极大地改变和影响了现代人类的生活方式。在90种自然存在的稀缺元素中,有31种带有智能手机的标志,表示手机设备的制造会用到它们。其中17种化学元素由于过度采矿,在未来100年内面临消失的威胁。
想不到吧,一台小小的手机,竟然会令这么多种化学元素被过度开采。
其中不得不提的一种元素就是铟(In)。1863年,德国化学家用光谱法研究闪锌矿,发现了新的元素铟。
铟是一种非常贴近我们生活的元素,我们所使用的手机,所看的电视、电脑,其屏幕上都有导电玻璃,最常用的导电玻璃就是含铟的ITO导电玻璃。
据了解,游离态的铟是一种银白色金属,其在地壳中分布少而稀散。欧洲化学学会会长科尔·汉米尔顿表示,如果人类按目前使用习惯,每隔几年就丢掉旧电脑和旧手机,铟可能很快就会面临枯竭。
“仅在英国,人们每个月就要换掉100万部智能手机(欧洲为1000万部,美国为1200万部)。如果我们按现有速度继续使用铟,它的储量只够再用20年。”他说,请尽量不要为了追求新款而频频更换你的智能手机,用久一点。
尾声
元素周期表还会扩充吗?
2015年12月30日,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)正式确认4种人造元素:2004年发现的113号元素Nh、2003年发现的115号元素Mc、2010年发现的117号元素Ts和2006年发现的118号元素Og,元素周期表中第七周期被全部填满。
这也意味着,现有元素周期表中的118格全部被填满了。
那么,元素周期表还会扩充吗?元素的发现究竟有没有尽头?
目前,科学家正在努力开展119号元素的合成。如果未来发现第119号和120号元素,它们将另起一行,展开全新的第八周期。按理论计算,第八周期应该有50种元素,其中7种主族元素,1种惰性元素,10种副族元素或过渡元素,还有32种超锕系元素。
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