我曾是個痴迷元素的少年

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


我知道我與眾不同。當然,我也收集棒球卡和模型飛機,但我的真正熱情是用來收集元素週期表中的每一個元素。

這只是我的化學情緣的一部分,其中還包括(但不限於):觀察試管中酚酞溶液的顏色變化,發射碳酸鈉/乙酸(醋)動力火箭,產生臭雞蛋的硫磺味,製作一個意外在地下室爆炸的煙霧彈,最終進階到電解和各種可燃物,所幸只燒焦了眉毛,沒有失去手指或視力。

然而,在爆炸物之外,還有聖盃——一套完整的宇宙基本構件。幾十年前,沒有網路、臉書易趣,沒有渠道去尋找可能也會因我這可以說很奇怪的愛好而感到滿足的同路人,也沒有渠道來滿足我的需求。直到最近,我作為《大眾科學》的文案編輯,才發現還有其他人也在追求這種奇怪的消遣,即元素收集。在我們報道有關他們的故事之前,我幾乎忘記了我當時認為自己獨有的怪癖。但我早就應該知道:凡是你能想到的,都有人收集——在許多情況下,達到了令人不安的痴迷程度。


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孩子們,在家試試吧!

在20世紀60年代中期,危險化學套裝的黃金時代結束,在微觀管理、規避風險的育兒時代之前,我15歲的自己,仍然沉迷於《巫師先生》、在軌宇航員和作為權威人物的科學家。隨著時間的推移,以及透過割草/剷雪的收入基礎,我在我們家的地下室建立了一個實驗室,購置了必要的試管、燒瓶、曲頸甑和量筒,以及夾子、軟管、冷凝器和燒杯。我甚至試圖(但沒有成功)讓我的父親接通一條煤氣管道,用於本生燈。但令人驚訝的是,僅僅用酒精燈(以及偶爾偷偷地借用我父親的噴燈)就能製造多少縱火惡作劇。

在每個孩子的化學套裝中——並非總是包含防護手套和安全護目鏡——都有瓶裝的化學品,用於說明手冊中提供的所有精巧的實驗。還有一個元素週期表。在我進行分子操作的某個時刻,我帶著年輕的自發性和決心,決定必須掌握基礎知識,並擁有掌握原子物質塊的能力。儘管單個原子不是感官的,但我能夠掌握構成所有分子物質基礎的原子團。也許這是我能達到的最接近事物本質的方式。並且由於我幸福地無視了無窮小的更基礎的量子宇宙,以及暗物質和科學家此後發現的所有其他令人困擾的複雜性,所以我很自在地稱它們為“上帝磚塊”。

毋庸置疑,由於我有限的財務和後勤資源,並且缺少粒子加速器,我無法獲得整個元素週期表的“上帝磚塊”。如果當時有易趣或其他供應商就好了,這些供應商為今天的收藏家提供奇異的樣品,如釷(原子序數90)和鉕(61)。儘管如此,在那些沒有網路的時代,我仍然能夠積累一套像樣的週期性戰利品。

它們都在我身邊

首先,我必須有一個地方來放置我的標本,並且幸運地開始了——我的母親剛剛丟棄了一個香料架,配有12個瓶子。清洗掉殘留的大蒜、歐芹、百里香和其他烹飪新增劑,我很快就得到了一個展示我戰利品的展示櫃。

我想知道我應該按原子序數來排列嗎?為什麼不使用我已經擁有的元素——所有在室溫下都是固體、穩定且表現良好的元素?金屬是一個很好的起點:我把一個鎳(28)鋸成兩半,以便放入小瓶子。(我不知道它是一種含有25%銅的合金。)對於銀(47),我開始鋸一個四分之一美元——但這會花費我太多。相反,我從我母親的餐具中“借”了最小的勺子,並鋸掉了手柄(對不起,媽媽)。對於金(79),我盯著她的珠寶盒,但幸運的是,我知道在哪裡劃清界限——至少在開始的時候。我轉而選擇我們家的唾手可得的東西,揉皺了一些鋁(13)箔。

鉛(82)也很容易:我只是借用了我父親的一個釣魚墜子,用他的噴燈把它融成一個小球。對於其他金屬——鐵(26)、錫(50)、鋅(30)、銅(29)——我使用了我的化學套裝。我也越來越善於發現隱藏在日常用品中的元素。雖然我現在意識到它只是一種鉻(24)合金,但當我的父親發生了一次輕微的撞車事故時,一個機會出現了,損壞的雪佛蘭貝爾艾爾標誌的一塊只是掛在格柵上,稍微用力就掉了下來。不像我的母親,他注意到了。當我聽到他喃喃地說:“如果我抓到做了這件事的[髒話刪除]孩子們。這裡曾經是一個好社群。”時,我放鬆了警惕。

轉向非金屬目標:從藥櫃裡找到了碘(53),從洗衣房裡找到了漂白劑氯(17)。儘管兩者純度都值得懷疑,我還是宣佈我的12元素展示櫃完成了。我展示的空間已經不夠了,所以我開始收集隨機的瓶子和其他容器。下一個是缺乏吸引力但非常基本的元素,碳(6)。為了得到它,我又拿出了我可靠的鋸子,用來切斷一節D型電池的頭。裡面是它的陽極,一根碳棒。一切順利。考慮到當時只發現了104個元素,我還有大約92個要收集。

翻垃圾箱

當我閱讀並仔細觀察我的前十幾個元素時,我覺得它們很整潔,但有點乏味。我希望它們能變戲法。而我在這裡很激動地找到了我的第一種可燃金屬——鹼土金屬,鎂(12)。我犧牲了我一半的樣品,用我父親的噴燈點燃,透過他的焊接護目鏡,我驚歎於它耀眼的白色火焰。但是,像任何癮君子一樣,這隻會讓我胃口大開。我需要更多危險的元素,可以這麼說。

想象一下,當我從一家倒閉的商店前面的垃圾箱裡拖回家一個氖(10)燈招牌(我希望把它接通電源)和一箇舊收音機的鎢絲(74)真空管時,我有多麼興奮。但我真正的發現是一個熒光燈泡,它可以產生汞(80),一種真正奇異的元素。但是如何得到汞呢——它不是氣態的嗎?當我父親發現我拿著錘子和我為捕捉破碎燈管中的氣體而拼湊的簡陋的管道和燒瓶時,問題變得更加嚴重。毋庸置疑,一切都被沒收了。這可能最好。畢竟,汞蒸氣最好不要進入肺部。

至於其他氣體,氫(1)和氧(8)似乎是可能的目標。與氮(7)一起,它們都在我們周圍,但不是純淨的形式。啊,化學的奇蹟——以及鉛酸汽車電池。我用滴管從家裡的汽車引擎蓋下取了危險的硫酸(H2SO4)。在從每個電池格取樣取了相當數量後,我屏住了呼吸——既在轉移腐蝕性物質時,也在我父親稍後去啟動汽車時。它很遲緩,但發動機啟動了。我必須小心:在這一點上,房子周圍奇怪的事件和失蹤不再歸因於偶然或惡靈。在我的兄弟姐妹中,我是頭號嫌疑人。

當硫酸與金屬反應時,它會產生硫酸鹽並釋放氫原子,我可以將氫原子捕獲在我的燒瓶中。我向朋友們展示宇宙中最豐富的元素時,玩得很開心。我用發光的餘燼引爆它,並吸入它以將我的音調提高到艾爾文和花栗鼠的水平(幸運的是在不同的演示中)。

我手中的熔融金屬

現在我越來越沉迷於我的執念。但我會沉淪到什麼程度呢?我最大的成功之一是從學校實驗室“弄到”了一些非常有毒的氧化汞。我的計劃是用它加熱來產生氧氣。氧氣也很有趣。它會使燃燒的餘燼爆發成火焰。但更好的是,當我加熱氧化汞以釋放氧氣時,小滴汞凝結在試管的側面。我終於得到了我的速效汞——我可以觸控的熔融金屬!

我不斷地“借”更多的氧化汞,並收集這些小液滴,直到我有一個四分之一大小的液滴。我會向我的朋友展示我的標本,在我的手掌中滾動它。一個朋友帶來了一個金戒指,以便我們可以觀看它與金融合(結合)——他帶著一個銀色的戒指回家了(我不記得那是誰的戒指了,但我知道他再也不被允許來我們家了)。我們可能也在呼吸它散發出的蒸汽。我們怎麼能這麼蠢呢?哦,對了,我們是青少年。最後檢查,我仍然沒有像瘋帽子一樣瘋掉,但是,請不要在家裡或任何地方嘗試這樣做。做像這樣的事情代替。

一個我自己的同位素

好像讓自己暴露在有毒金屬中還不夠,我還渴望具有放射性的物質,會發光的元素,以及在大多數材料處於靜止狀態的條件下會爆炸的元素。在水或空氣中爆炸性氧化的磷(15)或鈉(11)將是聖盃,但似乎是“無法獲得的”,因為我能找到的唯一樣品都被鎖起來了,還有所有我一直渴望弄到手的酸和鹼,在學校裡。

諷刺的是,家裡就有一種放射性同位素,鐳226(原子序數,88)。我只需要拿到我父親那塊可靠的二戰時期帶鐳指標的鬧鐘,開啟錶盤,取下幾個標記點就行了。我琢磨著,他可能不會注意到數字 3 和 5 上面的空白,因為下午他會去上班,而在黑暗的清晨,當它發光的時候,他正在睡覺。於是,我取下了標記。沒錯!我有了屬於自己的、會吐出α粒子的發光寵物。我算是搞到核材料了!

麻煩來了

當然,不可避免的事情發生了。一個朋友嘲笑我,說我收集的氯其實是次氯酸鈉。那可不行。我瞭解到,如果把它和醋酸混合,我就可以得到真正的氯氣,它會呈現出綠色的、氣態的榮耀。我把漂白劑和酸放在一個燒瓶裡混合,並準備好一個橡膠塞來密封它。但是當反應開始時,我把塞子掉了。撿起來後,我的眼睛感到一陣灼痛;有毒氣體像一朵病態的、淡綠色的花朵一樣從燒瓶中冒出來。當我掙扎著想要阻止它時,燒瓶掉到了地上,邪惡的雲霧蔓延開來。幸運的是,我知道它可能致命,所以我迅速撤離。但是,一旦到了樓上,我知道我必須做點什麼。我迅速武裝自己,戴上潛水面罩,跑回地下室,但對於我召喚出的化學上放蕩的鹵素惡龍,我無能為力。我屏住呼吸,猛地拉開窗戶,再次逃跑。

當父親下班回家,母親告訴他我曾瘋狂地堅持不讓她去地下室洗衣服,因為如果她去了,她肯定會死的時候,我有很多要解釋的。我的元素收集就此結束。我被禁止使用化學實驗套裝,直到另行通知。

最終,在經歷了兩年沒有監督地接觸有毒元素、輻射以及邪惡的體液和蒸汽之後,我被允許再次使用我的實驗室。但我再也沒有繼續我的愛好。年紀更大、更明智,可能細胞也受到了損傷的我,轉向了“正常”且至少稍微安全一點的青少年消遣:改裝快車、以更加不合法的方式在體內實驗新的、誘人的化學物質、去體育場搖滾音樂會以及追求女孩。我囤積存在基石的追求就此結束。

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