關於化學，你所不了解的「世界之最」
你可能不知道最早應用濕法煉銅和利用天然氣的是中國。最昂貴的金屬是鐦，關於最基礎的材料和化學知識，你能說出哪些世界之最呢？
當人們發現了最難熔的金屬鎢之後，1910年第一個鎢絲燈泡就問世了，成為人類征服黑暗的一個劃時代成就。
1947年，比強度(強度和比重的比值)最高的金屬純鈦被較多地提煉出來後，天空很快出現了飛行速度超過音速2、3倍的飛機，接著又出現了探索宇宙奧秘的飛船。
所以，探討一下金屬和化學之「最」，很有意思的。
一、金屬之最
1、地殼中含量最多的金屬元素——鋁，Al；
約佔地殼總重量的8％，地球上到處都有鋁的化合物，普通的泥土中，也含有許多氧化鋁。日常生活中，用於保護鋼鐵製品所使用的「銀粉」實際上是金屬鋁的粉末。
2、人體中含量最高的金屬元素——鈣，Ca；
3、目前世界年產量最高的金屬——鐵，Fe；
4、導電、導熱性最好的金屬——銀，Ag；
銀，閃耀著月亮般明亮的光輝。它不僅可以用作裝飾，還用於工業領域，銀的化學性質極為穩定，在空氣中不易生鏽，即便加熱也不和氧發生反應，它的導電能力在普通金屬中名列第一，超過汞和銅。其導電性為汞的59倍。因此一些精密儀錶常用銀絲作導線，電子管的插腳，電器表面都鍍上了銀，這樣做不僅僅是為了美觀而是使它具有最強的導電能力。家用熱水瓶內壁上的金屬是銀。
5、硬度最高的金屬——鉻，Cr；
素有「硬骨頭」美稱的鉻，是自然界最硬的金屬。鉻呈銀白色，化學性質穩定，在水和空氣中基本不生鏽。它的主要用途是製造合金，煉製不鏽鋼。不鏽鋼的問世，被公認為20世紀最大技術發明之一，具有劃時代的意義。它不僅推動了醫療、儀錶和國防工業的發展，而且也在食品加工、紡織印染、制煙造酒行業中大顯身手，屢立戰功。
6、熔點最高的金屬——鎢，W；
3D列印鎢噴嘴
白熾燈、碘鎢燈、真空管中的燈絲，都是用鎢製成的。因為鎢是熔點最高的金屬，曾被人們稱為「耐高溫冠軍」，它的熔點高達3410℃，每立方厘米重達19克多。鎢的硬度在金屬中也名列前茅。令人驚奇的是，這種熔點高、硬度大的金屬，卻有少見的可塑性，一根1千克重的鎢棒，可以拉成長達300多公里的細絲。這種細絲在攝氏3000度的高溫環境中，仍具有一定強度，而且發光效率高，使用壽命長，是製造各種燈泡燈絲的好材料。當白熾燈點亮時，燈絲的溫度在3000℃以上，在這種溫度下，其它金屬早已熔化成液體，甚至變成氣體，只有鎢能承受。鎢的最大用途，是製造鎢鋼。用鎢鋼打造工具，要比普通鋼工具強度提高几倍、幾十倍；用鎢鋼製造炮筒、槍筒，在連續射擊時，即使筒身被彈丸摩擦得滾燙，仍能保持艮好彈性和機械強度。我國鎢的儲量居世界第一位。其中以江西的大庚山脈儲量最多。
7、熔點最低的金屬——汞，Hg：
熔點-39.3℃，常溫呈液態，可填充在溫度計中。(其凝固點為－38．7℃)
8、自然界密度最大的金屬——鋨，Os：
它存在於鋨銥礦中，硬而脆，每立方厘米重達22.48克，為同體積鋰的41.35倍重。我們平時常用的銥金筆，筆尖上有著不到1毫米的銀白色的小圓粒，這個小圓粒用的就是金屬鋨的合金。鋨是一種硬度很高的灰藍色金屬，耐磨性很好。故而用它做筆尖，再合適不過。由於這一優良特性，鋨還可以用來做鐘錶，重要儀器的軸承，壽命會很長。鋨最突出的特徵，倒不是硬度高，而是最重的金屬。每立方厘米鋨重達22.7克，也就是說，每立方米的鋨就有22.7噸重。與鋨相比，自然界中鐵的密度只有它的三分之一，而鉛只有它的二分之一。鋨是一種非常穩定的金屬，熔點為2700℃。它不但不溶於普通的酸，甚至溶解力最強的王水(一個體積的濃硝酸與三個體積濃鹽酸配製成的混合酸)也奈何它不得。金屬鋨如此穩定，但粉末狀的鋨就非常活躍了。它在常溫下就會逐漸被氧化。鋨是在1804年由英國化學家田南特發現的。
9、自然界密度最小的、最輕的金屬——鋰，Li；
每立方厘米只有0.543克重，扔在水裡會漂浮；如果用鋰做一架飛機，兩個人就能抬著它走、鋰有漂亮的銀白色的外表，個性活潑，有很強的化學反應能力，在工業生產和日常生活中用途很廣。大家都聽說過威力強大的氫彈。但是，氫彈里裝的氫，是比普通氫重1倍的重氫(氘)或重2倍的超重氫(氚)、用鋰能夠生產出超重氫（氚），還能製造出氫化鋰、氘化鋰、氚化鋰。1967年6月17日，我國成功爆炸的第一顆氫彈，「炸藥」就是氫化鋰和氘化鋰。據計算，1千克氘化鋰的爆炸力等於5萬噸烈性TNT炸藥。因此，人們把鋰叫做「高能金屬」。
10、熔點最低、質地最軟的固體金屬，光照下最易產生電流的金屬——銫，Cs；
純凈的銫呈銀白色，是最軟的金屬。銫在攝氏28.5度的條件下就開始熔化。如果把銫放在手裡，它很快就會化成液體。它比石蠟還軟，可以隨意切成各種形狀。銫有著一種最可貴的性質，就是它的自由電子的活動性特別高。當其表面受到光線照射時，電子便能獲得能量而從表面逸出，產生光電流，這種效應叫做光電效應。銫的光電效應能力特別好，能使光信號變成電信號，是製造光電管的主要感光材料。人們便利用它的這一特點，把金屬銫噴鍍在銀片上，製成各種光電管。在電影、電視、無線電傳真、夜視儀以及許多自動控制設備中，都要用到有銫製成的光電管。所以，銫獲得「光敏金屬」、「帶眼睛金屬」等稱號。
11、展性最強的金屬——金，Au；
金是最富有延展性的金屬，最薄的金厚度只有1/10000mm。1g金可以拉成長4000m的細絲。假如將300g金拉成細絲，可以從南京沿鐵路線延伸至北京。金也可以捶成比紙還薄的金箔，厚度僅有1cm的50萬分之一。也就是說，把50萬張金箔疊合起來，才有1cm那樣厚。
12、延性最好的金屬——鉑，Pt；
最細的鉑絲直徑只有1/5000mm，常說的「白金」首飾是用鉑加工而成的。
13、比強度在目前所有金屬材料中最高，製造新型高速飛機的重要金屬——鈦，Ti；
許多新型的鈦合金，抗拉強度每平方毫米都在100千克以上。被科學家稱為「二十一世紀的金屬」或「未來的鋼鐵」，純凈的鈦是銀白色的金屬，約在1725℃熔化。它的主要特點是密度小而強度大，兼有鋁和鋼的特點。由於鈦有這些優點，所以自50年代以來，一躍成為突出的稀有金屬。鈦可用於製造超過音速3倍的高速飛機。因為這類飛機在飛行時，表面溫度較高，用鋁合金和不鏽鋼，在這種溫度下已失去原有性能，而鈦合金在550℃以上仍保持良好的機械性能。鈦既能經受攝氏500度以上高溫的考驗，又抗得住攝氏零下100多度低溫的考驗。因此，鈦和鈦合金是製造飛機、火箭、導彈、潛艇不可缺少的材料。一架超音速遠程截擊機，用鈦量占其結構總重量的95％。目前，全世界約有一半以上的鈦，用來製造飛機機體和噴氣發動機的主要零件。所以人們稱讚鈦是「空間金屬」。
14、海水中儲量最大的放射性元素——鈾，U；
估計達四十億噸，是陸地上鈾的儲量的154,4倍。
15、世界上最昂貴的金屬——鐦，Cf；
1975年世界提供的鐦僅約1克。1克的價格在10億美元左右。
16、地球上最稀少的金屬——錸，Re；
錸材料應用在飛機發動機領域
稀有金屬元素，原子序數75，熔點3180°C，化學性質類似於錳。其產量非常之低，1925年，德國兩位科學家諾達克和塔克用X射線從鉑礦中首次找到錸。到了1930年，錸的世界總產量也只有3克。目前，全世界生產的錸加起來也僅有10噸，少得可憐。為什麼？這是因為錸在地殼中的蘊藏量非常少、在輝鉬礦中，錸的含量算是最高的了，但也僅僅為萬分之一。錸雖然稀少，但作用巨大。它是堅硬的銀白色金屬，比重很大，約為鐵的兩倍。其熔點高達3180攝氏度，而且化學性質穩定，能夠抵抗酸、鹼、鹽對它的腐蝕。在冶金工業中，錸作為合金添加刑，能夠提高合金的性能，改善合金的組織結構。一般情況下，純鎢和純鉬在溫度較低的環境中，會變得脆如玻璃，很難進行工藝加工，用途受到極大限制。但是，人們在鎢或鉬中加工適量的錸，製成鎢錸合金或鉬錸合金，合金就會具有良好的塑性，能夠加工成各種結構材料，同時還會保持「三高」？？高硬度、高強度、高耐溫性。美國宇宙飛船上的很多零部件，都用這類錸合全製造。此外，錸還具有很高的硬度和機械強度，具有高電阻和其它電學特性。例如，一根比頭髮還細的錸合金絲，能承受7千克的重力；一般電器設備中的電觸器，有時幾晝夜就損壞，而錸制電觸器可以使用數月甚至數年；普通鎢燈絲表面塗上一層錸，使用壽命可延長10倍。用來製造電燈絲、人造衛星和火箭的外殼、原子反應堆的防護板等，化學上用做催化劑。
17、抗腐蝕能力最強——鈮，Nb；
鈮幣
一種具有極亮光澤的鉑灰色韌性金屬元素，主要為五價，產於鈮鐵礦及其他各種稀有礦物中；但總是伴隨著鉭(因為它們化學性質十分類似)，鉭可作為副產品被從中分離出來。鈮主要用於合金中(如不鏽鋼中，少量的鈮可防止晶間腐蝕)。把鈮放在空氣中十幾年，表面也不會生鏽。英國化學家哈契特在1801年，第一個發現鈮元素，但直到1929年才製得純凈的金屬鈮。鈮不僅銀裝素裹，色澤可愛，而且質地堅硬，非常耐腐蝕。把鈮放在濃熱的硝酸中兩個月，放在能夠消融黃金、白金的王水中六晝夜，結果它仍然是「面不改色」，安然無恙！所以鈮被人們譽為「抗腐蝕大王」，在化學工業中被廣泛用來製造各種耐酸設備。鈮能吸收氣體，用作除氣劑，也是一種良好的超導體。
18、在生活,生產中使用最廣泛的金屬——鐵，Fe；
但一般不使用純鐵，而使用鐵的合金。 如熟鐵(含碳在0.03%以下的鐵碳合金)，生鐵(含碳在2%以上的鐵碳含金)，鋼(含碳在0.03%～2%鐵碳合金)。
19、金屬中的殺菌冠軍——銀，Ag；
每升水中只要有一千億分之二克的Ag+，就能消滅細菌 。
20、最穩定的金屬單質是金，Au；
21、最少的金屬——釙，Po；
地殼中的總量極微，化學性質類似於碲和鉍的一种放射性金屬元素。它存在於瀝青鈾礦及其他含鈾礦物中，也存在於鐳-鉛廢渣中及廢氡管內，而在核反應堆中用中子轟擊鉍則可以生產大量的釙。
22、最能吸收氣體的金屬——鈀，Pd；
常溫下，1體積金屬鈀能吸收900—2800體積的氫氣。一種柔軟的，易拉長的，銀白色的，保持光澤的金屬性元素，常與鉑共生，尤其在金、鎳和銅礦中存在。因為它能吸收大量氫，常用作除氫的過濾器或氫化作用的催化劑。其合金可用於電子接觸器、珠寶、無磁性表部件以及外科醫用器具，原子序數46。
23、硬度最小的金屬——鈉，Na；
其莫式硬度為0.4，室溫下可用小刀切割。
24、最易應用的超導元素——鈮，Nb；
把它冷封到－263．9℃的超低溫時，會變成幾乎沒有電的超導體。
25、最重的金屬元素一銥，Ir；
每立方米的銥重達22．65噸，它的比重約為鉛的2倍、鐵的3倍(比重僅次於銥的是金屬鋨，每立方米重達22．16噸)。
26、最早使用的金屬——銅，Cu；
據考證，我國最早的銅器距今已有4000餘年的歷史。
27、液態範圍最大的金屬——鎵，Ga；
其熔點為29．78℃，沸點為2205℃。
28、最怕冷的金屬——錫，Sn；
在溫度低於：13．2℃時，錫便開始崩碎成粉。當溫度低於-30～-40℃時，會立即變成粉末，這種現象常稱「錫疫」。
29、對人毒性最大的金屬——鈈，Pu；
其致命性是砒霜的4．86億倍，還是最強的致癌物質，1×10-6克鈈就能使人得癌。錒系元素中的放射性金屬元素，原子序數94，是製造原子彈的主要材料之一。
31、最大的自然金，是1872年1O月19 日希望之星金礦公司在澳火利亞希爾恩德地區發現的，重達214．3公斤。
32、最大的自然銀，是在墨西哥索諾拉地區發現的，重達1026.5公斤。
某種金屬的超群特性，過去曾引導人們開拓科學技術的新天地，現在和未來，仍將召喚人們向科學技術進軍，驚人的「突破」將會層出不窮。
二、化學之最
1、地殼中含量最多的金屬元素是鋁。
2、地殼中含量最多的非金屬元素是氧。
3、空氣中含量最多的物質是氮氣。
4、天然存在最硬的物質是金剛石。
5、最簡單的有機物是甲烷。
6、金屬活動順序表中活動性最強的金屬是鉀。
7、相對分子質量最小的氧化物是水。
8、相同條件下密度最小的氣體是氫氣。
9、導電性最強的金屬是銀。
10、相對原子質量最小的原子是氫。
11、熔點最小的金屬是汞。
12、人體中含量最多的元素是氧。
13、組成化合物種類最多的元素是碳。
14、日常生活中應用最廣泛的金屬是鐵；
15、最簡單的有機化合物CH4。
三、化學史之最
1、最早應用濕法煉銅的國家是中國。
2、最早利用天然氣的國家是中國。
3、最早發現並製得氧氣的科學家有瑞典化學家舍勒和英國化學家普利斯特里。
4、最先提出分子概念的是義大利科學家阿伏加德羅。
5、最先提出近代原子學說的是英國科學家道爾頓。
6、最早運用天平作為研究化學的工具的是法國化學家拉瓦錫。
四、元素之最
1、地殼中含量最多的元素是氧，含量最多的金屬元素是鋁，含量最少的元素是砹。
2、空氣中含量最多的元素是氮。
3、人體中含量最多的元素是氧。
4、形成化合物最多的元素是碳。
5、相對原子質量最小的元素是氫。
五、化合物之最
1、相對分子質量最小的氧化物是水。
2、自然界中最簡單的有機物是甲烷。
3、人體中含量最多的物質是水，水占人體重的2/3。
4、含氮量最高的化學肥料是尿素。
六、單質之最
1、密度最小的單質是氫氣，最重的氣體是氡。
2、天然物質中硬度最大的單質是金剛石。
3、熔點最高的非金屬物質是碳（碳的熔點是 ），熔點最低的非金屬是氦。
4、最易燃的非金屬是磷，白磷的著火點僅40℃ 。
6、地球上最硬的金屬是鉻，其硬度僅次於金剛石；最軟的金屬是鈉，用刀就可以把它切開。
7、地球上最重的金屬是鋨和銥，最輕的是鋰。
8、熔點最高的金屬是鎢 ；熔點最低的金屬是汞 。
9、導電性最好的金屬是銀。
10、用量最大、用途最廣的金屬是鐵。
11、延展性最好的金屬是金，380克金拉成細絲，可以由北京沿鐵路延伸到上海，由金壓成的薄片五萬張疊加在一起才有1mm厚。
12、最貴的金屬是鐦，1克鐦價值1千萬美元，為黃金價格的50多萬倍。
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