在元素的奇妙世界里,鉑元素猶如一顆璀璨的明星,散發(fā)著獨(dú)特的魅力。它不僅在人類(lèi)歷史中留下了深刻的印記,在現(xiàn)代科技和生活的各個(gè)領(lǐng)域更是扮演著舉足輕重的角色。今天,就讓我們一同走進(jìn)鉑元素的精彩世界,探索它的奧秘與傳奇。?
一、鉑的發(fā)現(xiàn)之旅?
鉑的發(fā)現(xiàn)歷程充滿了曲折與驚喜。早在古代,就有關(guān)于鉑的蛛絲馬跡。傳說(shuō)中國(guó)先民在淘洗金沙時(shí),曾發(fā)現(xiàn)一種與銀類(lèi)似的銀灰色顆粒,它比銀更硬且更難熔化,當(dāng)時(shí)被命名為 “毒銀”,現(xiàn)在看來(lái)很可能就是天然鉑或含鉑礦物。1865 年以后,地質(zhì)學(xué)家在分析南美洲厄瓜多爾和哥倫比亞的古印第安人所用的耳環(huán)、鼻環(huán)及各種吊墜飾物時(shí),發(fā)現(xiàn)這些飾物竟是含有鉑的合金。1900 年,法國(guó)科學(xué)家伯舍羅特在分析埃及尼羅河畔底比斯城發(fā)現(xiàn)的約公元前 720 年制作的文物時(shí),發(fā)現(xiàn)圖案中間鑲有一條天然鉑,這是目前考證到的最早的鉑器物,由此推斷人們約在公元前七世紀(jì)就開(kāi)始使用鉑了。?
1735 年,西班牙的德?烏羅阿在秘魯考察時(shí),在平托河附近廢棄的金礦中發(fā)現(xiàn)一種外觀像銀的金屬,它熔點(diǎn)極高,不溶于硝酸,很難從礦石中提取出來(lái)。1744 年,德?烏羅阿將這種金屬帶回歐洲,1748 年,他在發(fā)表的航海日記中,記述了在秘魯見(jiàn)到鉑金屬的經(jīng)過(guò),并將其稱為 “platinadel pinto”,即 “平托地方的銀”,“platina” 在西班牙文中是 “銀” 的意思,現(xiàn)在鉑的英文名稱 “Platinum” 便源于此,其元素符號(hào)定為 Pt。鉑的中文名稱 “鉑”,既從音譯,又表達(dá)了它白色金屬的特性,所以鉑也有白金之稱。不過(guò),究竟是誰(shuí)首先發(fā)現(xiàn)了鉑,目前尚有爭(zhēng)議,但可以確定的是,在它有自己的名稱之前,就已經(jīng)被使用很久了,而 1750 年無(wú)疑是鉑歷史上的一個(gè)重要里程碑,這一年它被深入研究并詳細(xì)描述。?
二、鉑的獨(dú)特性質(zhì)?
(一)物理性質(zhì):“硬實(shí)力” 的展現(xiàn)?
鉑在元素周期表中位于第六周期 VIII 族,原子序數(shù)為 78,相對(duì)原子質(zhì)量為 195.09,電子排布式為 (Xe) 4f145d96s1,最外層電子組態(tài)為 5d96s1 。它的 5d 層電子未充滿,這是其作為過(guò)渡金屬的重要特征之一。?
鉑呈現(xiàn)出高貴的銀白色,擁有極高的可延展性,在所有純金屬中,它的可延展性首屈一指,比金、銀和銅都要高。鉑的密度高達(dá) 21.46g/cm3,熔點(diǎn)為 1769℃,沸點(diǎn)為 3827℃,如此高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),使得鉑在極端溫度環(huán)境下依然能夠保持穩(wěn)定。它還具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,是一種綜合物理性能極為出色的金屬。?
(二)化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定與活潑的奇妙結(jié)合?
鉑的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定,堪稱金屬中的 “淡定哥”。許多金屬在空氣中會(huì)被氧氣氧化,變得暗淡無(wú)光甚至生銹腐爛,比如鐵和銅。但鉑卻能長(zhǎng)期保持原有的光澤,即使暴露在濕潤(rùn)空氣、強(qiáng)酸強(qiáng)堿中,也很難被腐蝕、生銹。它能抵御幾乎所有單一的酸,包括硫酸、鹽酸和硝酸,甚至在高溫下也不為所動(dòng)。雖然 “王水”(一種由濃鹽酸和濃硝酸按 3:1 體積比混合而成的強(qiáng)腐蝕性液體)可以溶解包括黃金在內(nèi)的大多數(shù)金屬,但鉑與王水的反應(yīng)卻非常緩慢。這種超強(qiáng)的抗腐蝕性,讓鉑成為制造實(shí)驗(yàn)室高精度儀器的理想材料,如鉑坩堝、鉑絲、鉑電極等,這些儀器能承受高溫,且不會(huì)與試劑發(fā)生反應(yīng),為科學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可行性提供了堅(jiān)實(shí)保障。?
然而,在某些化學(xué)反應(yīng)中,鉑又能展現(xiàn)出截然不同的一面,化身為強(qiáng)大的 “反應(yīng)加速劑”—— 催化劑。在汽車(chē)尾氣凈化裝置中,鉑作為關(guān)鍵催化材料,能夠?qū)⒂泻Φ囊谎趸肌⒌趸锖臀慈紵奶細(xì)浠衔铮焖俎D(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)猓瑢?duì)環(huán)境保護(hù)功不可沒(méi)。在石油化工領(lǐng)域,鉑也是石油重整的得力助手,能有效提高汽油質(zhì)量。在燃料電池等新能源技術(shù)中,鉑同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,它能夠促進(jìn)氫氣和氧氣在常溫下發(fā)生反應(yīng),為新能源的發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力。