在元素周期表上妹妹 自慰，金属占据了 118 个元素中的 94 席。
这其中，既有金、银、铜、铁、锡等东谈主尽皆知的金属，也有像钌、铟、钽这样的凄凉元素，还包括了诸如锔、锘等一些东谈主造元素。有着如斯丰富的种类，金属元素注定会在物资科学中书写出油腻的一笔。
一个令东谈主略有些随机的征象是，粗略被平凡应用的金属，经常都不是某种无邪的金属，而是制成一种被称为合金的物资。这种物资 —— 合金即是由两种或多种化学元素（其中至少一种是金属）组成，如二元合金、三元合金和多元合金。它们一样具有金属的一些特质，却能篡改纯金属性能的局限性，成为知足各种不同使用需求的优胜性能的材料。
很永劫辰以来，金属影响了东谈主类娴雅的发展。
一般而言，干涉青铜时期即是步入娴雅的象征，如青铜被普遍用于锻造钱币，干涉铁器时期的娴雅则运行走向熟识，至于影响长远的工业翻新，更是由钢铁解救起来的。
到了晚期铁器时期，世界各地多已干涉有笔墨纪录的娴雅时期，铁器器具的使用放置了石器，并促进分娩力快速的发展。这里所说的时期，经常指的是在考古学上的一个年代，如青铜时期一般指的是在考古学上继红铜时期后的一个时期。青铜即是红铜与锡的合金，故亦称锡青铜。
亚洲日韩天堂在线中国在商代时期（公元前 16 世纪 — 前 11 世纪）已是高度发扬的青铜时期，建筑了冶真金不怕火青铜的工业。早在公元前 3000 年，好意思索不达米亚和埃及等地就已干涉青铜时期。我国秦、汉以后，除青铜外，还出现一些其他的铜合金。最早出现的铜锌合金，即已往黄铜。黄铜即是铜锌合金的总称。自后又出现白铜，即铜镍合金。
尽管当代社会还是不再用某个金属来贴标签，但这并不料味着金属不再蹙迫。相背，更多新式的金属还是派上用场，铝、钛、镁等元素交相照映，成为生活中不可或缺的金属材料，很难说到底是哪一种金属界说了新的时期。
在金店里，咱们不错找到高纯度的黄金，其纯度即成色，一般千分率示意。举例，“百足金”指的即是纯度进步 990‰的黄金，杂质不进步 1%；“千足金”的纯度（含金量）则进步 999‰，依此类推。
实质上，冶真金不怕火中不可能使其达到 100%，因此，经常把纯度 999.6‰以上的称为足金或足赤。关系词，这些高纯度的黄金仅仅标记着资产，却并非梦想的首饰材料。一方面，纯金只会披流露金色，未免有些单调；另一方面，更为要害的是，纯金确凿是太软了。
在身手高妙的金匠手中，黄金首饰不错被打形成邃密的镂空形态，然而戴上这样的首饰就得十分留意了，万一磕了、碰了都有可能发生变形，天然也就不那么雅瞻念了。
因此，为了使用起来愈加顺遂，黄金也经常会被制成合金。最初的分割熔合，可能仅仅为了裁汰每块金子的价值，便捷来回 —— 毕竟，米粒儿大的一颗小金珠就能换一大袋米，若是让它和其他已往金属熔在一皆增多体积，就不会那么容易丢了。
实质上，咱们现在还会把纯金叫作念 24K 金，即是这种要道的余存。古代进行黄金来回的东谈主把金属中不同的组分称量出等重的 24 份，每一份都是一个 Karat（这个词一样也被用在了其他珠宝的来回中，成为对持的质地计量单元，况且演变成“克拉”。1 克拉等于 200 毫克（1 克拉等于 205.3 毫克是 1913 年前的旧制），其扶持单元是分，1 克拉等于 100 分。为了幸免羞辱，代表黄金纯度的“karat”在英文中写稿“carat”），其中有若干份是黄金，那么它即是若干 K 的黄金。
24K 金即是生活中的一般叫法，如 18K 的饰金即是纯度为 18/24，即成色 750‰。如果饰金的成色以“成”示意时，900‰的饰金就叫作念九成金。
显着，这种目的将黄金分红了 24 个不同的纯度品级，数字越高则纯度越高。尽管这种“称金术”在如今早就装假用了，但是 18K 金或 14K 金却依然常见，它们经常是黄金与白银的合金。比较于纯金，它们的硬度更大，情绪也更多变，诚然价值打了扣头，但是制成的首饰照旧颇受接待。
黄金是东谈主类使用的第一种贵金属，世界好多地区都发现了早于当地娴雅出身时期的黄金文物。这并非是一种正值，仅仅源于物资的人性。
在太阳系形成之后的数十亿年里，地球也阅历了无数次世界恒久的变化。这里的“世界恒久”并非是夸张 —— 不管是满足环境照旧地质结构妹妹 自慰，在地球上都从未有过片晌的安祥，元素之间也在进行着热烈的碰撞。
太阳系开端于一颗弃世的浩大恒星，那颗恒星以超新星爆发的口头开释出各种各样的元素，其中的一部分组成了地球的主体。早期的地球比现在更烫，到处都是流动的熔岩，这就意味着，密度更大的部分会因为引力的原因千里入到底层。
通过当代时期对地球的结构进行探索，恶果也果然如斯：还是冷却的岩石阴私在外名义，组成了地球的地壳，它诚然很薄，不及地球半径的 1%，却是咱们赖以糊口的场合；仍然保持灼热的那些岩石形成了地幔，它们更像是一层受热软化的烛炬，不竭地蠕动，其中有一部分还是变成流动的岩浆，它亦然地球主体的部分；科学家臆测，至于铁、镍等更重的金属元素，就组成了地核，深入高压景色下的地球里面。
形象地说，地球即是一颗浩大的鸡蛋 —— 薄薄的蛋壳，黏稠的蛋清，中间还有个鸡蛋黄。天然，咱们还不错采选更细巧的分析模式，把地球切分红好多齐心球，就像洋葱那样剥开一层又一层，每一层都起一个名字，这在地质学上很有必要。
但是在大多数时候，地壳、地幔、地核的鉴别就还是糟塌。再进一步的话，地核又可分为内核和外核两部分，外核深度约为 2900~5100 千米，臆测为液态；内核深度约 5100 千米以下至地心。
据报谈，1970 年，苏联科学家超等钻探工程小组在地球上钻孔，垂直钻孔到达了 12262 米深，成为地球上最深的钻孔。黄金的密度比铁大得多，它天然也会跟着地球里面的通顺陷入地核之中 —— 以咱们目下的时期，压根无力开采这些千里睡在地球内核的黄金。
所幸的是，地幔之中的那些熔岩十分黏稠，它们减速了黄金千里降的流程。与此同期，元素周期表上排在第 16 的硫元素，在高温高压的作用下实时地与黄金辩论，以硫化物的口头成为岩石的一部分。灼热的地幔不竭地蠕动，寻找着地壳的薄短处，就像将近出壳的小鸡一样顶着地壳。
倏忽之间，地球的某个场合豆剖瓜分，地震和火山延绵接续，尘土冲上太空，岩浆滚落出来。恰是在此流程中，黄金的硫化物也顺着岩浆来到地表。地表的压力骤降，黄金也与硫分离，成为游离态的金属，与岩浆冷却凝固后形成的岩石牢牢相抱。
经过漫长的地质演变，昔日里坚贞的石头在雨雪饱经世故的摧折下变得松动，各种微生物以及苔藓野草也来凑打扰。最终，在这场被称为“风化”的漫长流程之后，岩石虐待滚入河谷，又陆续被磨成狭窄的砂石，夹杂在其中的黄金就这样留在了河滩之上。地球上主要的黄金产地大多位于河谷地带，长江上游被称为“金沙江”也并非是久假不归 —— 这里的“金沙”果然很丰富。
大多数金属都莫得黄金这样好的红运。
比如铜，诚然也会和黄金一样阅历从熔岩到地表的流程，但它和硫之间的辩论力太强了，来到地表之后并莫得分离。以致在经过漫长的风化之后，铜的硫化物也依然坚挺，需要通过一些技巧才调转动为金属铜。是以直到今天，辉铜矿还都是冶真金不怕火铜的蹙迫原料，它的主要因素是硫化亚铜（Cu2S）。
铁和铜的阅历近似，那些有幸莫得落入地核的铁也以各种式样留在了地表上。天然界中丰富的黄铜矿，其主要因素被称作二硫化亚铁铜（CuFeS2），实质上即是铁与铜的硫化物交汇在一皆。
不外，除了硫之外，铁还有另一个好伙伴 —— 氧元素。在风化流程中，空气中的氧气和铁辩论，形成了更褂讪的氧化物。中国南边的泥土呈现砖红色，恰是因为泥土中含有普遍的红色氧化铁（Fe2O3）。
比较于黄金，铜和铁都不成平直被东谈主类诈欺，而是需要通过冶真金不怕火才调获取游离的金属。冶真金不怕火的旨趣并不复杂，只须将铜或铁从各自的矿石中剥离即可。关系词，这需要能量，同期还需要一些因素带走矿石中诸如硫或氧这样的杂质。
这样一来，实质操作就变得很有难度。东谈主类掌持用火的技巧已罕见十万年，但是真金不怕火铜的历史唯有六七千年，冶铁的历史更是唯有 3000 多年。
一般而言，冶铁时期发明于原始社会的末期，它象征着冶金史上干涉新阶段。东谈主类锻造铁器的历史也就在公元前 1400 年足下，我国在春秋晚期（公元前 5 世纪），大部分地区已使用铁器。
不外，和黄金相仿的是，为了进步铜和铁的性能，东谈主们经常也要把它们加工为成合金。
铜的合金品种好多，古东谈主就还是发明出青铜和黄铜，它们分别是铜羼杂了锡（或铅）和锌的恶果。古代中国东谈主还发明出一种铜和镍的合金，看起来就和银子差未几，于今还被用来制造钱币。
铁最出名的合金即是钢，它是由铁和碳形成的，其中碳的质地分数在 0.025%～2.06% 之间。如果含碳量更高，它就被称为生铁。生铁隔断易变形，但容易开裂；如果含碳量更低，它又会被称为熟铁，实质上已接近于纯铁，质地软得跟皮带一样。是以，铁经常都会被加工成钢再使用。而在当代时期的加持下，钢的种类也越来越多，比如常用于机械的锰钢，不错用作防弹船面的钨钢，还有隔断易生锈的不锈钢，等等。还有更多的金属元素呢？它们的红运以致还不如铁和铜这般奏凯。
比如铝，它是地壳中含量最大的金属元素，经过漫长的演变，这种元素绝大多数都和氧元素辩论在一皆，形成被称为“铝土”的矿物（Al2O3）。铝和氧之间的辩论力相称强，是以想要把铝从矿石中索要出来，万分贫苦。古东谈主用真金不怕火铜或真金不怕火铁的要道，压根索要不出铝，直到电被发明出来并平凡使用以后，才有了电解真金不怕火铝的工艺。
即便如斯，因为矿石超强的辩论力，它的熔点确凿太高，故而还需要在其中加入一种助熔剂 —— 顾名想义，这即是为了匡助矿石溶化。这种助熔剂被称为冰晶石，就因为它不错起到裁汰熔点的作用而得名，其主要因素是六氟合铝酸钠（Na3AlF6）。铝也不是最难冶真金不怕火的金属。
在元素周期表的下方，经常还会多出两行，它们分别被称作镧系和锕系。它们本该排在元素周期表的第三列，但是这样会让表格显得太长，故而一般的印刷版块都会将它们截到最下方。
锕系元素大多数是东谈主造元素，在地球上的存量极低，唯有为数未几具备开采价值的元素，举例钍和铀，它们主要都被用在了核电厂中。
镧系元素可不一样，它所包含的 15 种元素，连同周期表上第三列已有的钪和钇，合起来被称为稀土金属。这些金属元素个个身怀绝技，不错被应用在好多高技术开采中。比如有一种叫钕的元素，它就不错被用来制造强磁铁。是以，稀土元素也常被称作“工业维生素”。
关系词，冶真金不怕火稀土元素可隔断易。它们不仅仅会像铝那样，其矿石具有很高的熔点，而且，这些元素的性质确凿是太相似了，想要把它们分离出来，就好比从长得一样的多胞胎中找出其中一个，那然而十分隔断易。直到现在，粗略掌持全套分离时期的国度也三三两两。
中国有一位科学家叫徐光宪（1920—2015），很早就看到了稀土元素的浩大价值，也恰是在他的引导和敕令下，中国的稀土索要时期如今还是在全世界当先，有东谈主把他誉为中国的“稀土之父”。
从黄金到稀土，东谈主类花了好几千年的时辰，也照旧没能把金属物资的世界护士透，大部分金属，咱们还都莫得找到它最适应的用途，这还有待于咱们陆续奋发开发。
文源：《给青少年讲物资科学》
作家：孙亚飞
文中部分图片源于网罗
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裁剪：张润昕
本文来自微信公众号：原点阅读 （ID：tupydread），作家：孙亚飞
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