第二十九章 你就是很特别——非金属中的特殊金属
在熔点比赛后,碳先生又成为了大热门,奥运报刊的主编氡先生对他进行了专访:“您好,碳先生,首先恭喜您获得了最高熔点冠军。”
“谢谢,谢谢。”碳先生微笑着与氡先生握手,感谢他的祝贺。寒暄之后,氡先生开始正式的采访。
“碳先生,在之前的导电性比赛中,石墨先生获得了冠军,在硬度比赛中,金刚石先生获得了冠军,他们两个都是碳家族的成员。现在您又获得熔点冠军,你们家族可谓是本届奥运会最大的热门。您能详细地介绍一下您的家族,让大家更了解你们一些吗?”
“呵呵,当然可以。其实,我们碳家族只是非金属王国普通的一员,做着平凡的工作,兢兢业业为非金属王国的繁荣添一份力。碳家族人员众多,我们在地壳中的质量分数为0.027%,所以我们在自然界中分布很广。例如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等,这都是以化合物形式存在的碳。有记载,18.8百万种化合物,其中绝大多数是碳的化合物。众所周知,生命的基本单元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨架变化而来的。先是一节碳链一节碳链地接长,演变成为蛋白质和核酸;然后演化出原始的单细胞,又演化出虫、鱼、鸟、兽、猴子、猩猩、直至人类。这自然界三四十亿年的演变,它的主旋律是碳的化学演变。可以说,没有碳,就没有生命。碳,是生命世界的栋梁之材。纯净的、单质状态的碳有三种,他们是金刚石、石墨、碳六十。他们是碳的三种同素异形体。”
“谢谢您的介绍,让我们知道碳家族原来是如此博大精深。碳先生,我还有一个问题,您的家族产生了三位冠军,请问你们是有什么特别的教育方式吗?”氡先生深思后问道。
“我们家族并没有什么特别的教育方式,只是尽力发掘每个孩子的潜能,让他们做对社会更有用的人。我们家族之所以能诞生三位冠军,有一个很重要的原因是,我们是非金属,但我们介于金属与非金属之间,我们还有一个别名叫做‘类金属’。”
“‘类金属’?”氡先生产生了好奇心。
“是的。”碳先生点头默认。
“这个名词我是第一次听说,您能介绍一下什么是类金属,还有都有哪些元素是类金属吗?”氡先生皱着眉头深思着问道。
“所有的化学元素都可以被分为金属或者非金属,但是有一些元素的特性是介于金属和非金属之间的,这就是‘类金属’。”碳先生娓娓道来,“硼、硅、锗、砷、锑、碲这六种元素通常被视为类金属,钋和砹有时也被认为是类金属。至于硒、铝和我们碳家族在极少数的情况下也被认为是类金属。”
“哦,原来是这个样子,但是这与碳家族获得三个冠军有什么关系吗?”氡先生继续发问。
“这就与类金属的性质有关了。我举一个例子吧,金属有很好的导电性,所以类金属呢,一般也有中等或者良好的导电性,大多是半导体,所以我们的石墨先生也能导电了。”
“原来是这样,类金属家族真是既神秘又神通广大,真想让您多讲一些有关类金属的事情。”听了碳先生的讲述,氡先生对类金属家族愈发好奇了,他心里已经打算着,要好好为类金属家族写一篇特别报道了。
“相信观众朋友们也对类金属家族产生了强烈的好奇。”氡先生有点故弄玄虚地说,“听说今天的第三场比赛,非金属中的特殊金属比赛——类金属的表演赛临时改做对类金属的采访,请大家到时候准时观看。好,本期节目到此结束,感谢碳先生的到来,感谢大家的观看。”
“尊敬的各位来宾,亲爱的观众朋友们,在这样一个金风送爽的日子里,非金属王国里的六位类金属将为大家献上一台精彩的专访,他们虽然是非金属王国的一员,但是却有着金属性。他们是硼、硅、砷、碲、硒、碳,有请他们。”主持人氢小姐介绍说。
氢小姐介绍完,硼先生便走上了赛台,他穿着用金线绣着龙纹的黑色运动服,身上健硕的肌肉绷得紧紧的,让人一看就知道是非常棒的运动员。第二个上台的是硅先生,他全身钢灰色,属于原子晶体,硬而有金属光泽,也有半导体性质。接下来上场的是砷先生,砷先生有许多同胞兄弟,其中黄色的是分子结构,属于非金属,而黑色和灰色的是类金属。身上有大蒜味的碲先生出场了,他虽然可被划分为类金属,但是他的导热和导电性能并不好。具有亚金属光泽的硒和黑黢黢的碳随后走了上来,他们两个都在极少数情况下才能被当做类金属。
“几位都是类金属,能给我们介绍一下类金属的物理性质吗?”氢气小姐问道。
“类金属的形态都为固体,从外形上可以看出我们六位都是固体。”碳先生说。
“类金属通常有多种同素异形体的同胞兄弟或者姐妹。”接着硒小姐便一一介绍说,“例如,碳中金刚石、石墨等兄弟,我红硒和妹妹灰硒。砷有三种同素异形体,颜色分别是黄色、黑色以及灰色。硼更是有多种同素异形体:四方晶体、α菱形体、β菱形体以及无定形体。碲有两种同素异形体,一种为白色金属光泽的六方晶系,另一种为无定形的黑色粉末。硅也有单晶硅和多晶硅。”
“我们类金属的密度通常小于相邻的金属元素,而大于相邻的非金属元素,我们性脆因而延展性较差。”碲先生说道。
“类金属往往具有中等或良好的导电性,大多是常见的半导体,其中硼先生、硅先生、碲先生的电阻率随温度升高而降低,而我则与金属一样,电阻率随温度的升高而增大。”砷先生介绍说。
“液态时,均可导电。”硅先生补充说。
“基本上就是这些了。”硼先生最后说。
“原来类金属是这么的特别,不过耳听为虚,眼见为实,在前面的比赛中,大家已经见识了类金属的导电性。那类金属有什么化学性质呢?”氢气小姐发问道。
“类金属的化合物多为共价化合物,也有少数可以看做离子化合物。类金属可以和金属化合物化合形成盐。类金属的氧化物多为玻璃态物质而不是晶体。类金属卤化物均为共价化合物,通常易挥发并且溶于有机溶剂。类金属的氢化物同样为易挥发的共价化合物。”硼先生介绍道。
“我知道我们类金属有很多用途,能介绍一下吗?”氢小姐问道。
“由于类金属氧化物的高聚物形态,他们很容易形成玻璃态物质,例如二氧化硅等,可以被用于玻璃制造。”硅先生说道。
“类金属单质由于性脆不宜单独作为材料使用,而他们与金属形成的合金则可能有各种优良的性能。例如,碲通常以铜碲或者碲铁成为合金,我则可以和铜与铂做成合金,另外我们还可以被用于半导体制造。”砷先生最后说。
“谢谢各位的介绍,让我们对类金属有了更深的了解。我还有一个问题……”
“嘟……嘟……”低沉严肃的警报声打断了氢小姐的问话,紧接着线路切换,非金属王国的侍卫长氟气先生就用高音喇叭开始广播:“全体戒备!全体戒备!”氟气侍卫长一向做事稳重,在他带领的侍卫队的守卫下,非金属王国一直太平无事。如果不是发生紧急情况,他是不会发出危险警报的。观众和运动员们听到后,立马从自己的座椅后面拿出了防护罩,穿上了钢铁盔甲。
“到底发生了什么事情呢?”大家心里都惴惴不安,“难道是……”