首頁 奇妙的材料:改變世界的12種化學物質和它們背後的科學傳奇

關於鋁的科學知識

正如前文所述,鋁在眾多金屬元素中是一支綻放異彩的奇葩。輕而牢固、性質穩定、價格低廉能進行大規模冶煉,沒有其他金屬能與鋁比肩。由於鋁處處可見,我們一般不覺得它有什麽特別之處。然而,當仔細研究鋁的性質時,我們肯定會驚歎它是種奇跡般的金屬。

鋁之所以會如此輕巧,關鍵在於它的原子量較小。以氫原子為標準進行比較的話,鋁原子的重量約為氫原子的27倍,鐵原子的重量約為氫原子的56倍,銅原子的重量約為氫原子的63倍,金原子的重量約為氫原子的197倍,從中可以看出鋁原子是何等輕巧。

當然,還有一些金屬也很輕,例如鋰(鋁的0.53倍)、鈉(鋁的0.97倍)、鉀(鋁的1.55倍)等。但是這些金屬極易氧化,已經不單單是生鏽這種溫和的程度了,甚至遇到水會燃燒、爆炸,根本無法作為材料使用。

說到這裏肯定有讀者會覺得奇怪:“前文曾經提到過鋁是一種極易氧化的金屬,那也就是說,鋁很容易生鏽吧。”不過,鋁製品很容易生鏽這個說法,似乎並不符合常識。

實際上,雖然鋁元素沒有鈉元素和鉀元素那麽活潑,但是金屬鋁一接觸空氣很快就會發生鏽蝕現象。奇妙的是,氧化鋁會在金屬鋁表麵形成一層致密的保護層,阻絕了氧氣,從而終止氧化的進程。由於保護層很薄,在外觀上很難看出異樣。

此外,金屬鋁具有易於切削加工、導熱性和導電性優良等特點,在電器產品上的應用極為廣泛。在延展性方麵,鋁也不亞於其他金屬,可以壓延成具有美麗的銀白色光澤的鋁箔。真可以說,鋁是一種具備了美感和多種加工特性的優良金屬。

雖然鋁具備如此之多的優點,但是如果無法切斷鋁元素與氧元素的結合,對人類來說金屬鋁永遠隻能是一種高不可攀的稀有物質。反過來說,誰最先解決這個難題,誰就能通過鋁的量產技術獲得巨額的財富。