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關(guān)鍵字:化學(xué)實驗教學(xué);化學(xué)元素觀;氧氣;二氧化碳
文章編號: 1005–6629(2012)5–0003–03 中圖分類號: G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B
1 從化學(xué)元素觀說起
古代哲學(xué)家們認(rèn)為世間的萬物都是由為數(shù)不多的元素組成的。雖然中外哲學(xué)家提出的元素并不相同,但是把復(fù)雜的物質(zhì)歸結(jié)為有限數(shù)目的元素,他們的哲學(xué)思想?yún)s是一致的,而且實踐證明是正確的。盡管如此,古代哲學(xué)家們所提出的元素論并不能成為化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ),因為他們所提出的元素,不僅本身無法量化,而且在解釋具體物質(zhì)的性質(zhì)及變化時,具有很大的隨意性?;瘜W(xué)元素則專指組成化學(xué)物質(zhì)的基本單元,本身有著確定的物理意義。因為元素已經(jīng)成為大眾耳熟能詳?shù)拿~,在學(xué)習(xí)初等化學(xué)時,應(yīng)當(dāng)有助于建立化學(xué)元素的概念。但是僅僅認(rèn)識到化學(xué)元素是組成物質(zhì)世界的基本單元是不夠的,只有對化學(xué)元素的多種存在形式,如自由態(tài)―原子、離子態(tài)(包括不同價態(tài))、結(jié)合態(tài)―單質(zhì),以及以化學(xué)元素在化學(xué)變化中的可遷移性、組合方式的可變性和化學(xué)元素本身的不變性有所認(rèn)識,才算是對化學(xué)元素有了比較全面地認(rèn)識。而這種認(rèn)識,只有通過化學(xué)的學(xué)習(xí)才能形成。雖然初等化學(xué)涉及的化學(xué)元素不多,涉及的元素形態(tài)也不多,但是對于形成比較全面的化學(xué)元素概念,卻是可以而且應(yīng)該能夠做到的。遺憾的是,我們并沒有把握住這個最基本的學(xué)科基礎(chǔ)。尤其值得反思的是,盡管我們也承認(rèn)化學(xué)是一門實驗性科學(xué),化學(xué)實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,但是在實際教學(xué)中,化學(xué)實驗的作用往往只體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生動手能力、學(xué)習(xí)幾種簡單儀器的基本操作、了解把儀器組合成能夠完成某個化學(xué)過程的裝置時的要點等有限的幾個方面。當(dāng)課時緊張時,實驗現(xiàn)象的觀察改為多媒體演示,儀器裝置改為圖示,化學(xué)過程被簡化為相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)式等,就成為一種普遍采用的應(yīng)對方法。考核方式則著重于背誦某些實驗事實、名詞定義、各式各樣的化學(xué)計算題、脫離化學(xué)本身的推理題、和那些只適合化學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)階段才能夠正確回答的所謂探究性試題。
初等化學(xué)的任務(wù),不僅在于學(xué)習(xí)一些基本的化學(xué)知識、以元素符號為基礎(chǔ)的化學(xué)語言體系、以原子相對質(zhì)量(分子相對質(zhì)量)為基礎(chǔ)的化學(xué)計量關(guān)系、以及化學(xué)常用儀器的使用方法和操作技術(shù),作為化學(xué)學(xué)科的啟蒙和以培育科學(xué)素養(yǎng)為首要任務(wù)的學(xué)段,更為重要的是通過學(xué)習(xí),幫助學(xué)生把握住核心的化學(xué)基本觀念,從而能夠從化學(xué)視角來認(rèn)識我們周圍的物質(zhì)世界,和恰如其分地評價化學(xué)對人類社會的發(fā)展與進(jìn)步所起的作用。
化學(xué)元素觀是化學(xué)學(xué)科的核心觀念,即使在人們已經(jīng)知道,于特定條件下,對于為數(shù)不多的放射性元素或放射性同位素而言,原子核是可以發(fā)生變化的,亦即在這類體系中,化學(xué)元素是可以發(fā)生變化的。這種認(rèn)識并沒有違背化學(xué)元素觀,因為就所生成的化學(xué)物質(zhì)而言,化學(xué)元素觀仍然是認(rèn)識其變化途徑和確定產(chǎn)物的基礎(chǔ),而且都可以從元素周期表中找到它們的歸宿。就一般情況而言,在化學(xué)變化中,反應(yīng)體系內(nèi)化學(xué)元素的存在形態(tài)和相互作用的方式可以變化,但是化學(xué)元素的種類不變(即原子核不變),以各種形態(tài)存在于物質(zhì)體系中的(元素)微粒數(shù)量不變,卻是經(jīng)過大量實驗證實了的事實,并已成為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)。因為原子核不變,所以化學(xué)體系中物質(zhì)總質(zhì)量不變,化學(xué)反應(yīng)體系必定遵守質(zhì)量守恒定律,就是不言而喻的了。在這個前提下,化學(xué)反應(yīng)式的完成和化學(xué)計量關(guān)系的建立,以及依據(jù)化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行化學(xué)計算的規(guī)則和方法,對于初中學(xué)生來說,難道會比一般的四則運算題更難嗎?
2 實驗體系的特點和應(yīng)當(dāng)可以學(xué)到的化學(xué)
為了便于討論,先對氧氣和二氧化碳的實驗室制取與性質(zhì)實驗的原理和有關(guān)的化學(xué)概念分別加以介紹,然后再把它們整合起來,試圖闡明通過這兩個實驗應(yīng)當(dāng)并能夠?qū)W到什么。
2.1 氧氣的實驗室制取和性質(zhì)實驗
這是一個利用化學(xué)方法從含氧化合物中分離出氧元素并制備氧單質(zhì)的實驗。對大多數(shù)學(xué)生來說,利用化學(xué)變化以制取某種物質(zhì)為目標(biāo)的這類科學(xué)實驗可能是第一次。實驗所選擇的化學(xué)體系和所用到的儀器及基本操都比較簡單,但卻是最能體現(xiàn)化學(xué)特色(可惜過去在這方面沒有給以足夠的關(guān)注)。
從含氧化合物中獲取單質(zhì)氧的實驗,是對化學(xué)倚為基礎(chǔ)的化學(xué)元素論的有力佐證。直接加熱或同時加入某種催化劑的方法對于其他含氧化合物并非都可以奏效,表明在不同的含氧化合物中,氧所處化學(xué)環(huán)境不同(即結(jié)合的方式和強度不同),所以結(jié)果可以不同。它們之間的差別,包含在化學(xué)性質(zhì)不同的含義之中。元素在化合物中存在形態(tài)(或環(huán)境)的差別,是引申到對化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的最好鋪墊。所以僅僅關(guān)注排水集氣法的裝置原理和相關(guān)操作,對實驗體系中所包含化學(xué)本身的思考和探究的缺失,是值得認(rèn)真研究和改進(jìn)的一個重要方面。
為了加深對上述論述的理解,選取一些不能用類似方法制取氧氣的化學(xué)體系進(jìn)行對比,這是通過實驗學(xué)習(xí)化學(xué)的重要途徑。有比較才能有鑒別,其間的相似及差異的發(fā)現(xiàn)和比較,是通過實驗學(xué)習(xí)化學(xué)的有效方法。這種認(rèn)知過程雖然偏于感性,但是卻生動而具體,更容易引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最簡單的選擇莫過于參照實驗中用于加熱和作為反應(yīng)容器之用的玻璃儀器,只要想到,以二氧化硅為主要組分的玻璃,其中也包含有氧,卻能夠經(jīng)歷整個反應(yīng)過程而安全無恙!二者之間的差別所形成的鮮明對照,可以使得學(xué)生在物質(zhì)性質(zhì)取決于它的組成與結(jié)構(gòu),以及物質(zhì)的變化可以用外界條件來控制這兩個方面有了實際的體驗,從而體現(xiàn)出初中化學(xué)的啟蒙作用。如果把探究的視角擴展到水、石英砂和陶瓷,內(nèi)涵就更豐富了。
在書寫反應(yīng)方程、繪制儀器裝置簡圖、敘述所觀察到的實驗現(xiàn)象的同時,還可以引導(dǎo)學(xué)生思考和研討以下的問題。
(1)在這個實驗中,通過氧氣的實驗室制取和對氧氣性質(zhì)的探究,你對氧氣的性質(zhì)有了哪些認(rèn)識?和你此前對氧氣的認(rèn)識相比,是否基本一致?又有了哪些新的認(rèn)識?
(2)在這個實驗中,我們有了把氧從含氧化合物中分離出來,和通過反應(yīng)(如氧化、燃燒)使氧進(jìn)入生成的含氧化合物兩個方面的體驗,你對化學(xué)元素論是否有了新的體會?
(3)如果有人說,只要化學(xué)物質(zhì)的組成中含有氧元素,就一定可以從它制得氧氣。你同意這種說法嗎?為什么同意或不同意?如果不完全同意,請試著給出一個你認(rèn)為更合理的說法。
(4)帶火星的木條、細(xì)細(xì)的鐵絲等在空氣中和在純氧中氧化(或燃燒)時,發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)相同(化學(xué)反應(yīng)式也相同),為什么現(xiàn)象并不相同?
(5)類似于上面的事例,在日常生活中并不少見,你能夠舉出幾個實例嗎?
(6)綜合(3)和(4)的事例,你能夠得出一個具有普遍性的結(jié)論嗎?試一試,好嗎?
2.2 二氧化碳的實驗室制取與性質(zhì)實驗
這是又一個用實驗室方法制備氣體物質(zhì)的化學(xué)實驗。因為氣體性質(zhì)不同,所以收集方法也有所不同。故爾在學(xué)習(xí)化學(xué)時,應(yīng)當(dāng)著重于發(fā)現(xiàn)和利用物質(zhì)之間的差異,這種差異無論是基于物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì),都可以成為選取對化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行制取、分離、提純和鑒別方法的基礎(chǔ)。二氧化碳的實驗室制取,和氧氣制備時相同之處,在于產(chǎn)物取自含有所需元素的反應(yīng)物;它們之間的不同,則在于所用的大理石或石灰石來自自然界,而非化學(xué)試劑(可視為純凈物),組成比較復(fù)雜,通常含有鈣、碳和氧三種元素(碳酸鈣是主要成分)以外的其他元素(如硅、鋁等)。如果以它們?yōu)樵现苯又苽涠趸細(xì)怏w,需要采用高溫焙燒的方法,但是利用一般的化學(xué)方法則在常溫下就可以制得。從而說明在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化時,化學(xué)可以提供更多的選擇性。所用方法可以不同,但是依據(jù)的最基本原理卻是相通的。因為化學(xué)元素在化學(xué)反應(yīng)中不會改變,所以通過物質(zhì)間元素的轉(zhuǎn)移、交換、或重新組合,就有可能實現(xiàn)所期望的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。如果把實驗中二氧化碳的生成和二氧化碳與石灰水的反應(yīng),僅僅當(dāng)成兩個孤立的化學(xué)事例,而不是引導(dǎo)學(xué)生把它們看成是一個整體,體會其中包括的化學(xué)元素觀和對化學(xué)元素觀的運用,也就達(dá)不到通過實驗學(xué)習(xí)化學(xué)的預(yù)期。二氧化碳和氧化鈣之間的結(jié)合和分離,在實驗室中用最簡單的儀器和普通的試劑就可以實現(xiàn),充分體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的價值,化學(xué)難道不是非常有趣嗎?
火山噴出的氣體中含有大量的二氧化碳,動植物的代謝產(chǎn)物中也含有二氧化碳,但是依靠化石燃料作為動力的生產(chǎn)與生活過程是目前排向大氣的二氧化碳的主體。由于二氧化碳是一種重要的溫室氣體,所以“減碳”成為環(huán)境保護(hù)的重要措施之一。在現(xiàn)有的措施中,減少化石燃料的使用量和增加地表植被面積已達(dá)成共識。因為氣體物質(zhì)在水中的溶解度正比于所承受的壓力(你在生活中有此體驗嗎?),所以在高壓下將二氧化碳溶入深層海水中;利用化學(xué)反應(yīng)使二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C塑料;利用人工光合作用,使二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖類;利用太陽能使二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機化合物等方案,都成為化學(xué)家的熱門研究課題。有些設(shè)想看來有點匪夷所思,其實它們都有相同的科學(xué)依據(jù),那就是化學(xué)元素論和物質(zhì)的性質(zhì)決定于它們的組成和結(jié)構(gòu)的基本化學(xué)原理。所以學(xué)了化學(xué)你便有了進(jìn)入復(fù)雜的物質(zhì)世界之門的鑰匙,你的奇思妙想將有理可循也將更加符合實際,因而行動更為有效。
通過這個實驗還可以引導(dǎo)學(xué)生思考或探究以下問題:
(1)實驗證明,由石灰石得到的石灰,制成石灰水或石灰漿后,可以很好地吸收二氧化碳,并生成固態(tài)沉淀。這個方法可以用于環(huán)境保護(hù)嗎?
(2)這個實驗也可以成為由并不純凈的石灰石或大理石為原料,制備純凈的碳酸鈣的一種方法。也就是一種可用以提純碳酸鈣的化學(xué)方法。從所依據(jù)的原理和化學(xué)基本概念著眼,和粗鹽提純相比,二者之間有什么差別,又各有什么特點?
(3)二氧化碳中含有氧,也含有碳,為什么反而可以用來滅火?可是鎂條不僅能夠在空氣和氧氣中燃燒,也能在二氧化碳中燃燒。從這兩件看起來似乎互相矛盾的事實,你能夠得出什么結(jié)論?
(4)有人建議利用太陽能來實現(xiàn)如下的反應(yīng):式中hν代表光子。
2CO2+4H2O+hν---2CH3OH+3O2
2CO2+3H2O+hν--- C2H5OH+3O2
CO2+2H2O+hν--- CH4+2O2
……等等。燃燒產(chǎn)物在吸收光子的能量之后,又可以轉(zhuǎn)化成為燃料,這是多么有趣的設(shè)想!但是從原理上看,不過是植物光合作用的另一種模擬方案而已。這是化學(xué)家在了解自然現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)之后受到的啟發(fā),向大自然學(xué)習(xí),也是一種有益的探究思維方式。
①你認(rèn)為這些設(shè)想合理嗎?符合質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律嗎?為什么不同于永動機設(shè)計(后者被認(rèn)為是違背科學(xué)原理的)?
②通過上面的這個設(shè)想,你對在可持續(xù)發(fā)展中能源的重要性和對科學(xué)技術(shù)的評價,有了哪些新的認(rèn)識?
③這是一個利用化學(xué)反應(yīng)式和化學(xué)計量關(guān)系進(jìn)行方案可能性探究的例子。有人認(rèn)為它體現(xiàn)了學(xué)習(xí)和運用化學(xué)語言的必要性和意義,你同意這種看法嗎?
3 從這兩個化學(xué)實驗還可以學(xué)到什么
上述兩個實驗有助于初步認(rèn)識四類基本反應(yīng),也有助于初步建立化學(xué)元素觀和微粒觀。這兩個實驗雖然比較簡單,如果加上鎂條在二氧化碳中可以燃燒生成碳和氧化鎂的演示實驗(或多媒體放映),已經(jīng)涵蓋了課標(biāo)要求的分解、化合、置換和復(fù)分解四種基本類型的化學(xué)反應(yīng)。在完成實驗報告時,由學(xué)生自己分別指認(rèn),四類反應(yīng)的特點和反應(yīng)式前后有關(guān)元素的遷移(石灰石的熱分解和加酸后的復(fù)分解反應(yīng),可以視為組成中CO2的整體遷移)、結(jié)合態(tài)和自由態(tài)的相互轉(zhuǎn)化、鎂對二氧化碳中碳的置換,可以使得學(xué)生通過化學(xué)式和化學(xué)反應(yīng)方程式獲得新的體驗。因為以化學(xué)元素符號組合而成的化學(xué)式和化學(xué)反應(yīng)式,可以幫助學(xué)生初步建立對物質(zhì)及其變化的微觀視角。只要把化學(xué)式中的每個符號視為某個元素的微粒,化學(xué)變化的過程與結(jié)果看成是有關(guān)微粒的遷移、交換、化合和分解,就可以形成這種認(rèn)識。實驗中觀察到的反應(yīng)物和生成物之間的差別(此外,還有嚴(yán)格的化學(xué)計量關(guān)系)、變化過程中的種種現(xiàn)象(例如氣體的產(chǎn)生,發(fā)熱發(fā)光、體系顏色的變化,固體反應(yīng)物表面的變化等),都可以成為上述微觀過程的生動而直接的證明,通過實驗學(xué)習(xí)化學(xué)的預(yù)期目標(biāo)由此可以落在實處。
四類基本反應(yīng)大致概括了利用化學(xué)變化實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和元素遷移的具體思路。亦即利用原料物質(zhì)制備簡單的新物質(zhì)這一化學(xué)合成途徑的基本思路。
通過化學(xué)途徑使氧和二氧化碳由結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為自由態(tài),再通過化學(xué)途徑使它們由自由態(tài)轉(zhuǎn)化為結(jié)合態(tài),和學(xué)生已經(jīng)知道的自然界的氧循環(huán)和碳循環(huán)過程很相似,可以看成體現(xiàn)后者基本特點的最簡化學(xué)模型。從而更有力地證明了化學(xué)就在我們的身邊的認(rèn)識。初中化學(xué)的教育價值也由此得到體現(xiàn)。
由于在化學(xué)反應(yīng)中元素保持不變(所以反應(yīng)前后,化學(xué)體系的總質(zhì)量保持恒定),由此可以想到,所有的化學(xué)物質(zhì),包括廢棄物在內(nèi),都有可能視為通過化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取新物質(zhì)時的資源。雖然由可能性進(jìn)而成為現(xiàn)實,不僅決定于化學(xué),還要受到能源、環(huán)境、成本和技術(shù)等方面的制約,但是這種可能性的存在是確切無疑的(已成為納米科技的理論依據(jù))。這是化學(xué)為人們看待和解決環(huán)境問題和資源問題時提供的新視角,也是深入理解科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類社會可持續(xù)發(fā)展之間關(guān)系的一個方面。
參考文獻(xiàn):
鐵的化合價有零價,正二價,正三價,一般就這兩個,但有一種不常見的化合價,高鐵酸根中鐵的化合價為正六價。
鐵是一種化學(xué)元素,為晶體,原子序數(shù)是26,在化學(xué)元素周期表中位于第四周期、第VIII族,是鐵族元素的代表。
是最常用的金屬。它是過渡金屬的一種,是地殼含量第二高的金屬元素。鐵制物件發(fā)現(xiàn)于公元前3500年的古埃及。它們包含四十分之三的鎳,表明它們來自流星。
古代小亞細(xì)亞半島的赫梯人在3500年前是第一個從鐵礦石中熔煉鐵的,這種新的、堅硬的金屬給了他們經(jīng)濟(jì)和政治上的
(來源:文章屋網(wǎng) )
約翰·埃姆斯利(John Emsley)博士,曾在倫敦大學(xué)從事20年化學(xué)研究和教學(xué)工作。現(xiàn)為英國劍橋大學(xué)化學(xué)系駐??茖W(xué)作家。其著作被翻譯成多種文字暢銷世界各國。
[橋段]
人們常說毒藥是相對劑量而言的。的確,人體在攝入過量的任何物質(zhì)之后都會發(fā)生不良反應(yīng),最終導(dǎo)致其自身的毀滅。我們甚至?xí)驗閿z入過多的氧氣或水而中毒。太多的氧氣會損傷大腦。我們知道吸氧氣過量曾導(dǎo)致早產(chǎn)兒和深海潛水員死亡;一個極度口渴的人如果突然喝下大量的水,就會導(dǎo)致體內(nèi)鹽類失衡,從而使心肌停止工作。
1869年,俄國化學(xué)家門捷列夫編制出第一張元素周期表。按照相對原子質(zhì)量由小到大排列,將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在同一縱行,揭示了化學(xué)元素之間的內(nèi)在聯(lián)系,成為化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一。隨著科學(xué)的發(fā)展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填滿。
在過去的那些年代中,化學(xué)元素曾經(jīng)使數(shù)以百萬計的人中毒,并被一些人用作謀殺的工具。如今我們能夠揭開前輩們費盡心機想要破解的秘密,并且了解到人類為了使自己的生活免受那些有毒元素的危害而作出的巨大努力,這本《致命元素:毒藥的歷史》即將帶你進(jìn)入這個曾經(jīng)神秘莫測的世界。
自人類有史以來,毒藥就用途廣泛。毒藥知識的線索可追溯至古代煉金術(shù)。這些煉金術(shù)士,在實驗過程中最常用到的就是水銀,也就是液態(tài)的汞。在有關(guān)煉金術(shù)的理論中,許多人都相信水銀可以轉(zhuǎn)變?yōu)辄S金,所以汞被認(rèn)為是將賤金屬轉(zhuǎn)化為黃金的關(guān)鍵。而當(dāng)時人們還沒有認(rèn)識到加熱汞產(chǎn)生蒸氣的毒性。這種巨毒的汞蒸氣對許多煉金術(shù)士,甚至業(yè)余煉金愛好者都產(chǎn)生了有害影響,其中就包括人類歷史上最偉大的科學(xué)家牛頓。
從煉金術(shù)談起,約翰·埃姆斯利引出了第一個要談?wù)摰挠卸净瘜W(xué)元素汞。汞無處不在,令我們防不勝防。人類平均每天汞攝入量為成人3微克,嬰幼兒約1微克。它們主要來自我們所呼吸的空氣以及飲用的水。汞中毒有兩種類型:慢性和急性。慢性中毒者會出現(xiàn)疲憊、全身無力以及雙手震顫等生理癥狀。這些癥狀是由汞對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生作用而引起的。更為嚴(yán)重的是心理癥狀,包括易怒、抑郁以及總是認(rèn)為別人在迫害自己。根據(jù)牛頓在煉金筆記上的記載,他曾長期暴露在含汞的環(huán)境中,其一生都表現(xiàn)出明顯的精神病傾向,后人推測汞中毒可能是導(dǎo)致其精神不穩(wěn)定的一個因素。
除了汞這一元素外,約翰·埃姆斯利對在煉金術(shù)中出現(xiàn)的其他主要危險元素也進(jìn)行了思考。砷、銻、鉛、鉈,這些元素周期表上呆板的符號,在他細(xì)致的講述中矛盾而奇特地牽系著古往今來的歷史:科學(xué)的進(jìn)步和環(huán)境的污染、奢華的享受和帝國的毀滅、壯體的良藥和謀殺的工具,以及離奇死亡的偉人和狡猾邪惡的投毒者……有我們熟知的人和事,而更多的是第一次才聽說,令人警醒和深思。
地球化學(xué)的發(fā)展可以分為兩個主要階段。第一階段是自20世紀(jì)初至60年代末的這一時期。這一階段主要研究地殼的化學(xué)組成,提出了眾所周知的克拉克值(地殼的平均含量)概念,這給我們在評價元素的分散與集中狀態(tài)時提供了一個有用的參照。隨著分析技術(shù)的發(fā)展,使人們對微量元素的分析成為可能,地球化學(xué)也進(jìn)入到了一個新的階段。隨著大量巖層、巖石、礦物以及隕石等化學(xué)分析數(shù)據(jù)的積累,人們發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素在地殼、不同巖石和礦物中的分布和分配是有規(guī)律的,地球化學(xué)就為闡明元素在地殼及其組成巖石和礦物中的分布和分配規(guī)律的需要而發(fā)展;人類對礦產(chǎn)資源日益增長的需求,又促進(jìn)地球化學(xué)發(fā)展了地殼中元素集中、分散和遷移理論,以便更深入地研究礦產(chǎn)和巖石等形成規(guī)律,提供更有效的找礦方法。因此這一階段的地球化學(xué)就主要就是元素在地殼中的分布、分配、集中、分散及遷移歷史,對象基本是地殼中的元素、原子。
地球化學(xué)的理論與方法,在許多領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用,由此形成了許多地球化學(xué)的分支學(xué)科。
分支學(xué)科一:找礦地球化學(xué)
人類發(fā)展所需的資源90%以上來自自然礦產(chǎn),礦床的形成就是一個地球化學(xué)過程,只不過是多種因素耦合在一起的結(jié)果。絕大部分礦床在地表以下,人們不能憑肉眼直接觀察到礦床,為了探尋地表以下的盲礦體,就必須采用一些有效的方法技術(shù),而找礦地球化學(xué)就是一種有效的方法。它是通過系統(tǒng)地采集樣品(包括巖石、土壤、水乃至氣體等介質(zhì)),分析這些樣品的地球化學(xué)指標(biāo)(包括元素含量、氧化還原電位、酸堿度等),找出地球化學(xué)指標(biāo)異常地段,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)礦體。當(dāng)今,找礦難度越來越大(主要是找礦深度增大),地球化學(xué)找礦所起的作用越來越重要。
在用地球化學(xué)方法與理論開展找礦時,有時為了總結(jié)找礦規(guī)律,需要查明地質(zhì)體的形成時代,人們常用同位素地球化學(xué)技術(shù)。該技術(shù)是從核物理學(xué)領(lǐng)域引進(jìn)的,它的理論基礎(chǔ)是放射性同位素的衰變定理(N=Noe-t ,這里N是放射性元素衰變以后所形成的子體數(shù)量,No 是未衰變時母體的原子數(shù),λ是衰變常數(shù),t是衰變的時間),這為我們探索地質(zhì)體的形成年齡和某些地質(zhì)事件發(fā)生的年齡提供了有效手段。
分支學(xué)科二:農(nóng)業(yè)地球化學(xué)
農(nóng)業(yè)地球化學(xué)主要研究土壤的化學(xué)組分與農(nóng)作物生長發(fā)育的關(guān)系,它是地球化學(xué)與土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)學(xué)的結(jié)合。大部分人都知道,農(nóng)作物的生長主要受氣候的影響,不同氣候帶內(nèi),農(nóng)作物的種類是不同的。但在相同的氣候背景條件區(qū)域內(nèi),有些地段適宜某些農(nóng)作物生長,而不適宜另外的農(nóng)作物生長,甚至在很小的范圍內(nèi),同類作物的果實,其品質(zhì)有很大差異。例如,各種農(nóng)特產(chǎn)就是如此。這主要與土壤的性質(zhì)有關(guān),而土壤的性質(zhì)又取決于土壤的化學(xué)成分。因此,研究土壤的化學(xué)成分與農(nóng)作物的關(guān)系,對于改良農(nóng)作物的品質(zhì)、提高產(chǎn)量具有重要作用。
當(dāng)前,由于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,為了提高產(chǎn)量,往往施放了很多化肥,有些化肥對土壤性質(zhì)起到一個破壞作用。例如,使土壤酸化、堿化或結(jié)板。應(yīng)用地球化學(xué)的方法,查明土壤的化學(xué)成分,根據(jù)土壤所含元素的貧富“對癥下藥”,即可起到提高經(jīng)濟(jì)效益與改良土壤性質(zhì)的雙重效果。在近代農(nóng)業(yè)規(guī)劃中,前期進(jìn)行農(nóng)業(yè)地球化學(xué)研究是很有必要的。
分支學(xué)科三:生態(tài)地球化學(xué)
在人類生態(tài)環(huán)境中,存在一個化學(xué)元素的循環(huán)系統(tǒng),而生態(tài)系統(tǒng)就是其中重要的一環(huán)。有些元素從土壤、水體和空氣中進(jìn)入生物體系,人類在食用生物的過程中又吸收了這些元素,經(jīng)人體消化,有些元素被人體吸收,轉(zhuǎn)變?yōu)槿梭w的組成部分或能量,部分又被排泄出來,然后又進(jìn)入化學(xué)元素的循環(huán)體系中。被人體吸收的元素一部分對人體是有益的,也是人體必需的,一部分可能對人體有害,從而引起各種疾病。因此,要采取措施,使人體盡量吸收有益元素、減少有害元素的吸收,就要應(yīng)用元素的生態(tài)地球化學(xué)理論與方法,開展環(huán)境生態(tài)地球化學(xué)評價,研究元素對人體的生物作用機理,可改善人類生活環(huán)境和促進(jìn)人類健康。
分支學(xué)科四:環(huán)境地球化學(xué)
環(huán)境地球化學(xué)是環(huán)境科學(xué)與地球化學(xué)結(jié)合而形成的地球化學(xué)分支。主要研究人類環(huán)境中元素的地球化學(xué)行為,為環(huán)境保護(hù)和治理提供技術(shù)支撐。
隨著人類活動日益加速與擴大,對環(huán)境的影響越來越大,這種影響很多是破壞性的、和人類與自然的和諧共存是相悖的。環(huán)境破壞主要的表現(xiàn)形式之一就是環(huán)境污染,而環(huán)境污染是一些人為的化學(xué)元素和化合物疊加在自然界的物質(zhì)基礎(chǔ)之上,而環(huán)境地球化學(xué)的主要任務(wù)就是查明那些對人類健康影響有密切關(guān)系的元素在土壤、巖石、水體、空氣等介質(zhì)中的含量與演化規(guī)律,查明區(qū)域環(huán)境地球化學(xué)特征,揭示地方性疾病發(fā)生的原因,為保護(hù)和治理環(huán)境提供技術(shù)支撐,為城市規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。環(huán)境地球化學(xué)日趨重要是必然趨勢。
分支學(xué)科五:宇宙地球化學(xué)
按地球化學(xué)的定義,研究宇宙的化學(xué)成分及特點不屬于地球化學(xué)的范疇,但生活在地球上的人類要對宇宙進(jìn)行研究,因此把研究宇宙的化學(xué)成分與規(guī)律也作為地球化學(xué)的一個分支。
宇宙地球化學(xué)主要研究天體的化學(xué)成分、演化規(guī)律和對地球的影響以及探索宇宙的起因。
我國幾年前開展的“嫦娥工程”共包含4個系統(tǒng),其中一個是地面應(yīng)用系統(tǒng)(即宇宙地球化學(xué)),這個系統(tǒng)主要對月球的物質(zhì)組成(包括礦物組成和化學(xué)組成)進(jìn)行研究,查明月球物質(zhì)的化學(xué)成分及賦存狀態(tài),為人類未來開發(fā)利用月球資源、探索月球的起因及演化趨勢提供依據(jù),也為研究宇宙演化提供線索。由此可見,地球化學(xué)理論與方法在近代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要性。
綜上所述,作為與人類生存發(fā)展密不可分的地球化學(xué)學(xué)科,隨著人類的發(fā)展將起到越來越重要的作用。
隨著人類對未知領(lǐng)域探索的不斷進(jìn)展,對地球化學(xué)理論與技術(shù)的需求也會與日俱增。人類活動空間日益擴大,“上天、下海、進(jìn)極”就是明顯的例證。在探索宇宙、深海資源、極地資源與對人類的影響都離不開地球化學(xué)。在這些前緣活動中,地球化學(xué)的理論與方法是最重要的支撐。
此外,地球化學(xué)還可對某些特定的地質(zhì)(史)事件研究起到?jīng)Q定性作用,如地球上的恐龍滅絕事件,只能依靠地球化學(xué)研究得出結(jié)論。
地球化學(xué)的發(fā)展,也推動了其他技術(shù)的發(fā)展,特別是分析測試技術(shù)和儀器的研發(fā)在近年取得很多成果,地球化學(xué)的需求是主要原因之一。
鐵與碘反應(yīng)生成亞鐵離子原因:在氧化還原反應(yīng)中氧化物的氧化性大于還原產(chǎn)物的氧化性,鐵離子的氧化性比碘強,所以鐵離子與碘反應(yīng)生成亞鐵離子。
鐵,一種化學(xué)元素,原子序數(shù)是26,是最常用的金屬。它是過渡金屬的一種,是地殼含量第二高的金屬元素。鐵族元素是指元素周期表中第4周期的部分元素,屬過渡族元素。
碘,屬于周期系ⅦA族元素。1811年法國藥劑師庫爾圖瓦利首次發(fā)現(xiàn)單質(zhì)碘。單質(zhì)碘呈紫黑色晶體,易升華。有毒性和腐蝕性。碘單質(zhì)遇淀粉會變藍(lán)色。主要用于制藥物、染料、碘酒、試紙和碘化合物等。碘
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1、金屬氧化物是指氧元素與另外一種金屬化學(xué)元素組成的二元化合物,如氧化鐵(Fe2O3)、氧化鈉(Na2O)等。
2、氧化物包括堿性氧化物、酸性氧化物、過氧化物、超氧化物、兩性氧化物。
3、金屬氧化物在日常生活中應(yīng)用廣泛。生石灰是一種常用的干燥劑,也可用于消毒;氧化鐵(Fe?O?)俗稱鐵紅,可作紅色顏料;一些工業(yè)過程中應(yīng)用的催化劑也是金屬氧化物。金屬氧化物是金屬元素和氧元素結(jié)合形成的化合物。包括鉑,金在內(nèi)的所有金屬都有相應(yīng)的金屬氧化物。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:巖石礦物;鑒定方法;地質(zhì)工作
對于地質(zhì)工作來說,巖石礦物鑒定是不可或缺的工作環(huán)節(jié),其對于地質(zhì)工作的開展有著基礎(chǔ)性的作用。在巖石礦物鑒定過程中選擇合適的鑒定方法對于巖石礦物鑒定的效率與準(zhǔn)確率有著一定的影響。因此,針對巖石礦物鑒定的意義與方法進(jìn)行研究具有一定的實際意義。
1 巖石礦物的類別與特點
巖石礦物是地球地殼中一種或多種化學(xué)元素結(jié)合形成的自然聚合物體,是地殼出現(xiàn)的各種地質(zhì)活動下而形成的產(chǎn)物。巖石礦物的類別眾多,導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因主要是由于自然界中含有不同的化學(xué)元素,并且不同的化學(xué)元素?fù)碛胁煌慕M合排列方式。同時,復(fù)雜多變的地質(zhì)作用也導(dǎo)致了巖石礦物的多樣化。通常來說,巖石礦物可以分為有機礦物以及無機礦物兩種類別。其中有機礦物的類別較少,主要為碳?xì)溲趸?,例如琥珀等物質(zhì)。無機礦物的類別較多,更為常見,每年地球上都會新出現(xiàn)各種不同類型的無機礦物。相關(guān)蟮勞臣葡允荊當(dāng)前已知的無機礦物已經(jīng)有三四千種。有機礦物的化學(xué)成分為碳?xì)浠衔?,無機礦物的化學(xué)成分較為復(fù)雜。門捷列夫所歸納的元素周期表中涵蓋了一百余種化學(xué)元素,這一百余個化學(xué)元素可以相互組合,形成多個不同的元素[1]。其中的單個元素形式的礦物類型也較為多見。鐵元素、金元素、銅元素等等都可以形成自然金屬礦,而多種不同的元素更加可以搭配組合成為更多的礦物元素。通常來說巖石礦物的形成大多都是由巖漿活動所導(dǎo)致的。巖漿中包含著不同的元素與物質(zhì),在經(jīng)過高溫影響下這些元素與物質(zhì)會進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而形成多種化合物質(zhì)。然而影響化合物質(zhì)形成的因素眾多。地殼下不同區(qū)域巖漿的化學(xué)成分都有所差異,并且?guī)r漿在溫度下降的過程中會受到外界溫度、外界壓力等不同因素的影響,從而導(dǎo)致元素出現(xiàn)改變,因此由巖漿形成的巖石礦物擁有眾多種類。不同類別的礦物都具有其獨特的外形特征以及物理、化學(xué)性質(zhì)。所以,不同種類的巖石礦物同時還可以被使用在不同領(lǐng)域。
2 巖石礦物鑒定的意義
地質(zhì)工作的開展就是為礦產(chǎn)勘查開發(fā)規(guī)劃、建筑工程建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測提供數(shù)據(jù)真實、內(nèi)容全面的信息。其中,巖石礦物鑒定是最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié),對于我國地質(zhì)考察工作以及掌握地質(zhì)基本情況來說有著重要的意義,同時其還可以獲得相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)信息,對于地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展具有基礎(chǔ)性、指導(dǎo)性的價值。每一種巖石礦物均為在指定的地質(zhì)環(huán)境與化學(xué)物理反應(yīng)下造就的。往往包括各種類型的礦物。對巖石礦物中的化學(xué)元素進(jìn)行鑒定可以辨別巖石礦物種類,從而得知巖石礦物可以具體被運用在哪些領(lǐng)域,可以實現(xiàn)哪些經(jīng)濟(jì)價值。同時,巖石礦物鑒定工作對于找礦工作與地質(zhì)開采工作來說也十分重要,巖石礦物鑒定可以明確巖礦的類型,預(yù)估礦床隱藏的開采量以及潛在的經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)而達(dá)到提高地質(zhì)勘探工作效率的目的。同時,巖石礦物在工程地質(zhì)勘查中也起到了十分關(guān)鍵的作用,其可以為建筑工程的設(shè)計與施工提供重要的參考,并且規(guī)范工程在施工中合理的使用自然資源,正確的優(yōu)化改造不良地質(zhì)情況,盡可能地避免工程對自然生態(tài)環(huán)境的損害。
3 巖石礦物鑒定的方法
3.1 試樣加工
一般情況下被用于鑒定的原始礦物樣品會由于種類的不同而出現(xiàn)不同重量,大多數(shù)在幾公斤或十幾公斤。然而在實際的巖石礦物鑒定工作中所使用的巖石礦物樣品僅僅需要幾克幾克。因此,在巖石礦物鑒定工作中第一個步驟就是對巖石礦物進(jìn)行加工處理,以獲取試樣。一般來說可以將巖石礦物研磨粉碎到一定程度,以便其分解;另外還可以通過其他經(jīng)濟(jì)有效的方式來獲取100g為代表重量,成為樣品。
3.2 定性分析
在對巖石礦物進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)處理加工后,還需要對其進(jìn)行定性與半定量的處理分析。進(jìn)行定性與半定量處理分析的主要目的在于更加詳盡、更加準(zhǔn)確地了解樣品中包含哪些元素,同時還可以獲知元素在組合過程中各自所占據(jù)的比例。在經(jīng)過定性分析后,還需要對每一項待測元素選擇最為合適的檢測方法以及防護(hù)策略。當(dāng)前巖石礦物成分測定的方法眾多,沒有一種方法完全適用于全部的巖石礦物測試,因此需要根據(jù)不同的演示類型與礦物類別來選擇托尼蓋的處理方法[2]。目前較為常用的分析法包括色譜法、差熱法、元素法、光譜法等。其中,色譜法:色譜法,又被成為色譜分析法,其是一種通過分離來進(jìn)行分析處理的方法。根據(jù)物質(zhì)潛在的分離機制,色譜法又可以被分為分配色譜、凝膠色譜、親和色譜等不同類別的方法。差熱法:差熱分析法主要是處于某種實驗溫度環(huán)境下不出現(xiàn)其他化學(xué)反應(yīng)與物理變化的物質(zhì)與其相同量的未知物質(zhì)在同等環(huán)境下等速溫度變化結(jié)果的對比。其中,未知物質(zhì)出現(xiàn)的任何化學(xué)與物理上的變動,都與其處于相同環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)物的溫度信息對比,必然會出現(xiàn)溫度暫時上升或下降的情況,如上升則為放熱反應(yīng),降低則為吸熱反應(yīng)。元素法:元素法主要是針對特征譜線進(jìn)行研究。通常來說,元素法的分析流程就是針對分類元素中的源自以及外層的電子進(jìn)行分析,然后通過獨特的方式將標(biāo)準(zhǔn)基態(tài)轉(zhuǎn)變成為激發(fā)態(tài),同時還需要對物質(zhì)的溫度變化進(jìn)行詳細(xì)的觀察與記錄,然后對所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析與處理,從而了解到不同元素中所包含的原子含量以及相對濃度。光譜法:光譜法是物質(zhì)在受到輻射能的影響時,物質(zhì)內(nèi)部所產(chǎn)生變化的情況,光譜法通過對物質(zhì)內(nèi)部量子化的變化,吸收、發(fā)射或散射輻射判斷來進(jìn)行分析。光譜法分為原子光譜法與分子光譜儀法,其兩種鑒定方法的表現(xiàn)形式分別為線光譜以及帶光譜[3]。
3.3 草擬鑒定方案
草擬鑒定方案所需要工作內(nèi)容繁多,是最為關(guān)鍵的步驟。在方案的設(shè)計中需要牽涉到各種元素鑒定以及元素分離,需要鑒定人員擁有較為豐富的鑒定經(jīng)驗來完成。
3.4 鑒定結(jié)果的核查
在完成上述步驟后,對結(jié)果進(jìn)行核查是最后一個重要環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中要針對巖石礦物鑒定的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查,對各類鑒定信息進(jìn)行核實,以保證最后鑒定結(jié)果的真實性與準(zhǔn)確性。
4 結(jié)束語
整體來說,我國在巖石礦物成分與性質(zhì)的鑒定中已經(jīng)獲得了可喜的成績。但是伴隨著社會的進(jìn)步與技術(shù)的成熟,巖石礦物鑒定工作也必須要緊跟時代的步伐,抓住進(jìn)步的機會,使用先進(jìn)的鑒定技術(shù),高效、準(zhǔn)確地對巖石礦物的成分進(jìn)行分析,從而提升巖石礦物的利用率,改善巖石礦物的存儲與開發(fā)。
參考文獻(xiàn)
[1]許乃岑,沈加林,張靜.X射線衍射-X射線熒光光譜-電子探針等分析測試技術(shù)在玄武巖礦物鑒定中的應(yīng)用[J].巖礦測試,2015(1):75-81.
[2]杜谷,王坤陽,冉敬.紅外光譜/掃描電鏡等現(xiàn)代大型儀器巖石礦物鑒定技術(shù)及其應(yīng)用[J].巖礦測試,2014(5):625-633.
無處不在的元素組成了世界上所有的物質(zhì),如果你將任一物品分解至其最小的組成單位,你會發(fā)現(xiàn),它們都是化學(xué)元素。迄今為止,人類共發(fā)現(xiàn)了100多種元素,我們知道的大多數(shù)物質(zhì)都是由其中幾種元素組成的,不管是什么,每一種物質(zhì)最基本的就是元素。自從生命開始,元素就成了人類生活的一部分。
既然元素伴隨著人類一直走到了現(xiàn)在,那么就讓我們從最簡單的氫開始認(rèn)識這個豐富多彩的大家族中的成員吧!
氫(h)在元素周期表中排第一位,是第一個存在的元素,雖然從重量上只占了百分之一,但不可思議的是,在太陽的大氣中,它竟然占到了百分之七十還要多。而且氫是高度易燃的無色無味的氣體,它的燃燒產(chǎn)物是我們生命不能缺少的水!這樣既無污染、又能產(chǎn)生很高熱量的寶物,將來一定會普及到人們的生活中。
氦(he)在周期表中排第二位,近代才被人們漸漸認(rèn)識。氦是一種惰性氣體,是除氫以外密度最小的氣體。目前,氦的用途正慢慢被人們發(fā)掘著。因為它很“輕”,不會燃燒,也不會爆炸,所以漸漸代替了氫氣被用來填充氣球或者汽艇的氣囊。又因為它是最不活潑的氣體,所以在工業(yè)上可用來焊接金屬鎂、鋁時與氬氣一起提供惰性氛本文由收集整理圍。可別小看了這樣一個還沒有被人們重視的氣體,它的用途很大。
再說說氧氣(o2)。在我們看來,氧氣就等于生命。雖然它是無色無味的,而且我們都無法看到它的形態(tài),但是,你千萬別小瞧它!在海平面上,氧氣占空氣的21%……雖說氧氣對生命很重要,試想一下,如果空氣中全部是氧氣,那么,生命還能存在嗎?如果氧氣占空氣的25%以上,生命將不能存活,如果低于17%,我們也將窒息而死。氧氣是很隨和的氣體,它可以和其他的元素結(jié)合,生成人類所需要的多種多樣的物質(zhì),如生命之源——水。
說到占我們周圍空氣78%的氮氣(n2),或許你會覺得它沒有多大用途,這你就大錯特錯了!一切生命都需要用氮來合成自身必需的營養(yǎng)物質(zhì)——蛋白質(zhì),這是生命體中細(xì)胞的基本構(gòu)造。氮氣的用途也有很多。不活潑的氣體,可用來作保鮮材料;在低溫條件下形成的液氮,還可以用作冷凍劑。
說到碳,或許我們首先想到的是生活中常用的煤炭,其實,煤炭只是碳自身形成的一種物質(zhì)?,F(xiàn)在就讓我們一起來認(rèn)識一下這個傳說中的“友好”元素!碳不僅可以與自身結(jié)合形成閃耀的鉆石和煤,而且也能與其他元素形成一千多萬種化合物,它在空氣、海洋、巖石、植物中無止境地循環(huán)著?,F(xiàn)在,人們?yōu)榱斯?jié)能環(huán)保,都在慢慢走向低碳生活。
鈉(na)這個金屬,在生活中或許我們并沒有印象。但是如果說我們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚恼{(diào)味品食鹽(nacl)時,大家就不會陌生了。我們吃的大多數(shù)食物中都有食鹽,如我們最愛吃的薯條等。食鹽對于我們來說是必不可少的,人體40%的能量用于把鹽運送到身體各處。試想,如果沒有食鹽,我們的生活將會是什么樣呢?
日常生活中,我們經(jīng)常聽到人們說要“補鈣”。“鈣”的作用是什么?我們身體里的鈣是不是越多越好呢?現(xiàn)在就讓我們來深入了解一下,看看是不是每個人都需要補鈣。鈣是儲藏在牙齒和骨骼中的主要元素,鈣是人體最豐富的元素。它可以保持我們的細(xì)胞、肌肉、神經(jīng)、血液等的正常工作。如果我們的血鈣水平過低,鈣就會從骨骼中釋放出來,造成骨質(zhì)疏松等疾病,這時,人體就需要補鈣。
鉈是一種很有意思的金屬,它是白色的,可卻會發(fā)出藍(lán)色的光!把它放在空氣中,不久就會變得灰暗無色。它很喜歡與各種酸液相處,十分容易與硝酸和硫酸反應(yīng)。但當(dāng)你把它放進(jìn)堿液中,它卻很冷淡,把它撈出來后,就會發(fā)現(xiàn)它“毫發(fā)未損”。
對于人們來說,鉈是一種十分討厭的元素,原來它最擅長的就是使人們脫發(fā)。當(dāng)然,它也有很多好處,比如人們可以用它的化合物來制造備種農(nóng)藥,消滅害蟲,它在這方面也很有“一手”,原來用它制成的農(nóng)藥無臭無味,很容易使
各種害蟲上當(dāng)受騙。
一個人的頭發(fā)有幾十萬根之多,如果誰有一頭烏黑發(fā)亮的頭發(fā),不但能御寒防曬,而且看上去會更加瀟灑,增加美感。但頭發(fā)的壽命可不能與人的壽命相比,只有3~5年。平時掉幾根頭發(fā)是十分正常的事,然而成片成片地脫發(fā)就不正常了,人們把這種癥狀叫“禿頭”,更有意思的叫法是“鬼剃頭”。有一年的夏天,在貴州某市附近的一個小村莊里,一位馬上就要出嫁的姑娘正對著鏡子梳妝時,突然發(fā)現(xiàn)自己的頭發(fā)成片成片地脫落,甚至露出了青灰色的頭皮,美麗的長發(fā)姑娘頓時成了一個禿頭的尼姑,這怎么能受得了,她不由得放聲大哭起來。真是禍不單行,福不雙至。這個村莊在此后的幾個月內(nèi),竟然又有七八十人得了類似的怪病。迷信的人們就說,這是鬼給他們剃了頭。世上沒有鬼,他們的頭發(fā)又是為什么而脫落的呢?科學(xué)家們仔細(xì)研究了村子周圍的環(huán)境,終于發(fā)現(xiàn)了這個“鬼”發(fā)師。原來村民們飲用的水源中含有大量的鉈離子,它的濃度大大超過了正常的標(biāo)準(zhǔn)。村民喝水時,鉈離子就進(jìn)入人體,從而使很多人掉頭發(fā)。