身边的原子

三个场景

让我们先看一下这三个场景。

第一个场景是一个山顶湖：阳光明媚，平静的湖面上泛着粼粼波光，周围是灰白色的石灰岩，山崖上竖立着零星的树木。一切都是那么安静美好。

第二个场景是一个冶炼工厂。工厂上空笼罩着烟雾和蒸汽，冶炼塔吐出红色的火焰——这是世界技术的奇迹，是人类文明进步的产物；每天会有一列列的火车装载着铁矿石、焦炭、石灰石向工厂开去，而工厂则生产出各种钢铁、钢块、钢轨等产品，并将这些产品运往下一个工业中心。

第三个场景是一辆苏联的“吉斯110”型汽车，车两边的深绿色喷漆闪着光，发动机有着140马力，发出轰隆隆的声响，车内有无线电收音机，播放着当时的歌曲。这辆有着历史的漂亮小车是由3000种零件装配成的。

看到这三个场景，你们有什么问题想问吗？

山顶湖

第一个场景是一片山顶湖，这片湖里隐藏着什么地质学知识呢？

地质学家：

这个山顶湖其实是自然力量的体现，这么大面积的洼地是如何形成的？这片蓝色的湖被什么拦截在这断崖上？能使岩层隆起产生褶皱的力量该有多强大！

矿物学家：

是啊，自然的力量。看那灰白色的山崖，是历经了几万年甚至是十几万年才将淤泥、贝壳、甲壳压缩形成结实的石灰石，我们需要放大10倍的矿物放大镜，才勉强能看到一个个闪亮的方解石，这些方解石是石灰石中的主要矿物。

工业化学家说：

不止这些，这些石灰石成色这么好，差不多是纯净的碳酸钙了，这是煅烧石灰和制作水泥的最好原料。碳酸钙是钙和二氧化碳的化合物，将其放在酸液里，看，它会溶解，钙会留在酸液中，而二氧化碳则滋滋地跑到空气里了。

地球化学家说：

我非常欣赏你说的那个“差不多”，因为通过分光镜，我们可以发现这石灰石里有锶、钡和硅原子，再分析得精确些，还能发现锌和铅。你们或许会说那里有最纯粹的石灰石吗？答案是没有。有时候我们都会想脚下的这一立方米的石块里是不是能找出几十种甚至上百种元素。

这些科学家的话给了我们极大的启发，让我们不由得想走进这个领域，去发掘那些隐藏在我们身边的秘密。

冶炼工厂

好，让我们再看看第二个场景中的工厂。塔一般的高炉里燃烧着熊熊火焰，里面是铁矿、焦炭和石灰石；为什么有粗大的管子伸到炉子里，那管子输送的是什么？铁矿在高炉内熔化，灼热的气体在上方喷出来，映照出红光，炉子内到底发生了什么？

先给大家回答一下第二个问题，炉子里其实发生的是原子之间的故事。

铁矿石里小小的铁原子与大大的氧原子结合紧密，为了能将铁原子们抢出来，生产出可以用来煅打的金属铁。我们应该怎么做呢？实践出真知，经过了上百年的摸索，人类终于制订出了冶铁的详细方案。

首先我们要选出可以帮助我们把铁从氧的怀抱里夺出来的帮手，千挑万选，我们选出了硅原子和碳原子。硅原子半径小，在燃烧过程中可以钻进铁矿中将氧原子夺过来，而碳原子半径较大，只能在矿石外面等着硅原子运出氧，然后将其紧紧抱住生成二氧化碳。这样铁原子就可以聚集起来变成熔铁了。

完成这样一项大工程需要火力和风力的联合，火力供给高温能量使炉内所有的原子都运动起来，而风力，对，就是那根巨大管子所通进炉内的东西，则将炉内生成的气体带到上方，留下所有重的东西沉在炉底。至此，我们得到了想要的东西——铁。

“吉斯110”型汽车

让我们接着看第三个场景，苏联制造的“吉斯110”型汽车。

这么坚硬的东西大家肯定知道铁是构成它的主体。但是，不只是单纯的铁哟。看它的发动机，制成发动机体的原料叫铸铁。铸铁是碳含量为4%的碳铁合金。不同碳含量的铁有不同的性质，比如那种含碳量非常小的铁，就非常坚硬，我们将其称为钢。铁里掺杂着锰、镍、钴、钼，就会赋予钢弹性，很坚韧。铁里掺上钒，则会非常柔韧，弹簧便是由它造的。

参与汽车构造的元素，用量排在第二位的是铝。活塞、把手、车身、车顶、踏板均是由铝或铝与铜、硅、锌、镁的合金制成。

还有，火花塞里的瓷、车身外的喷漆，还有蓄电池中的铅硫……总结起来就是，吉斯110是由65种元素和100多种合金制造。

在人类历史上农业是最早出现的，之后是手工业，而工业则始于18世纪，工业的产生发展是以人类的知识积累为基础的。比如，地壳中有90多种元素，含量排在前5位的元素是氧、硅、铝、铁、钙，这5种元素就占据了91.26%。剩下的80多种元素包括镍、钴、钼加起来只占不到10%，为了能富集镍、钴、钼原子，人们经历了无数实验，不断失败又不断开始，最终掌握了这些原子的获得方法，从而建造了工厂，生产出汽车。

在漫长的时间长河中，人类不断摸索前进，学习各个元素的知识，了解它们的习性，掌握它们的变化规律，在所有条件都具备后，利用这些发挥出人所具有的独特的创造力。如果说，塔什克山顶湖是强大自然力的见证；那么工厂和汽车便是人类智慧的象征。 cEbjyGRZPXww00VEs4o71KUH0nSC+uv37+ViAqe1ex4tzH06Thb2A4CUhj3cDUvl