美麗「女神」敲門 送來「金屬維生素」-化學,元素,金屬,維生素,釩...

作為世界上使用最多的材料之一，鋼具有彈性較大、抗磨損力強等優點。熟悉鋼材的人都知道，只要在鋼中加入2-5%的「金屬維生素」，既耐高溫又經受低寒，可廣泛用於汽車、航空、國防工業等領域。在科技高度發達的今天，如果說鋼是虎，那這種元素就是如虎添翼。

鮮為人知的是，「金屬維生素」牌元素的名字來源於希臘女神，其發現過程頗富戲劇性，用前輩的話說，就是美麗「女神」送給某位科學家的禮物……

半途而廢的研究

1831年春，瑞典斯德哥爾摩醫學院化學和藥物學教授貝採尼烏斯收到一封從德國柏林理工學校寄來的信和半塊黑色礦石。信是學生弗裡德裡希·維勒寫的。

維勒生於德國法蘭克福市附近，畢業於海德堡大學，年輕時因人工合成尿素而聞名全國。他曾在貝採裡烏斯的實驗室工作，對這位老師的才華和心胸佩服得五體投地，遇到解決不了的難題就向這位名震歐洲的老師求教。

化學家維勒。（網絡圖）

原來，維勒兩年前得到一塊產自墨西哥的礦石。墨西哥礦物學家德爾裡奧用此礦石的小部分進行分解，得到一種未知元素。他將此元素溶進鹽溶液裡，發現溶液變成鮮豔的紅色，他遂將這種元素稱為紅色素。

考慮到自己對元素研究不甚專業，也想弄清這種元素的特性，於是把礦石寄給了同行維勒。

維勒得到這塊礦石後，也割了其中小部分進行實驗，同樣製成紅色的鹽溶液，但他一則忙於尿素合成再利用的研究，二則不夠充分重視此事，便把礦石擱在一邊。

誰知這一擱就是兩年。某次交流活動中，他無意提到此礦石，老師讓他火速寄到斯德哥爾摩醫學院。這才有了前文貝採裡烏斯收到信件和礦石的一幕。

話說貝採裡烏斯對學生寄來的礦石非常重視。經過實驗分析，確定礦石裡有一種新元素。他立刻翻出一篇論文，發現它與論文中所寫的元素完全一樣。

這篇論文發表於一個月以前，是貝採裡烏斯的另一位外國學生尼爾斯·加布裡埃爾·塞夫斯特朗寫的。據說，塞夫斯特朗發現這種新元素只花了半年時間。

科學家、教育家貝採裡烏斯。（網絡圖）

堅持半年的成果

塞夫斯特朗是瑞典人，生於1786年，年輕時便選擇化學研究這條路，並有幸成為瑞典科學院院士兼常任秘書、歐洲化學權威貝採裡烏斯的學生。

1830年夏，塞夫斯特朗無意間得到一塊產自瑞典斯馬蘭德的鐵礦。經過實驗，他發現礦石有金屬化合物；這些金屬化合物呈現紅、黃等美麗的顏色，其中紅色最多。具有豐富化學分析經驗的他敏銳地感覺到這裡面應該有一種未被發現的元素。

所以，很快便投入到新的研究中：先從鐵礦中提煉出像鐵一樣又不是鐵的類金屬，此金屬很硬，沒有磁性，遇水也不氧化。它到底是什麼呢？

不甘心就這樣放棄，於是繼續研究。經過反覆實驗和分析，塞夫斯特朗終於從類金屬中提煉出一種黑色的金屬粉末。

「現在已發現的金屬都會溶於酸。如果它溶於酸的話，那便是已知有色金屬的成員。如果不溶於酸，那就可能是新元素！」塞夫斯特朗想到。

於是，他把部分黑色粉末倒入試管的酸性溶液裡，幾小時後，黑色粉末沒有絲毫變化。為了確定這種元素並非目前已發現的金屬元素，他找到並求教於老師貝採裡烏斯。貝採裡烏斯經過反覆驗證，認為這確是一種新元素。

回到瑞典後，塞夫斯特朗決定為此元素命名。這種元素的化合物五顏六色，十分漂亮，就用古希臘神話中美麗女神Vanadis（凡娜迪絲）來取名吧，根據這種想法，他把這種銀白色的金屬命名為Vanadium，英文符號為V。

若干年後，西學東漸，清末科學家引入元素周期表，將此元素譯為「釩」，沿用至今。

銀白色的釩。（網絡圖）

塞夫斯特朗經過多次實驗，發現釩雖不溶於一般酸，但可溶於硝酸、氫氟酸和王水。他把發現並命名釩的過程，及釩的已知化學性質等內容整理成論文發表，並將樣刊寄給了老師，才讓貝採裡烏斯有機會核對維勒的礦石。

耐人尋味的童話

話說貝採裡烏斯一邊讀維勒的信，一邊搖頭嘆息，因為他覺得，維勒只要多堅持一下，釩金屬發現史上就留下他的名字了。手心手背都是肉，為了鼓勵維勒繼續努力，他提筆寫了一封信，信中編了一個意味深長的童話故事。

故事是這樣的。很遠很遠的地方有一位美麗的女神，名叫凡娜迪絲。她常常躺在搖椅上等著最傾慕的男人的到來。有一天，敲門聲驟然響起。凡娜迪絲正準備起身開門，可是敲門聲停了。從窗戶裡看去，是一位名叫維勒的男人的背影。

她躺在搖椅上沒多久，敲門聲再次響起。凡娜迪絲並沒有立刻起身，而是等了一會兒才開門，這時她欣喜地看到了門外捧花而立的塞夫斯特朗先生。凡娜迪絲在送給了塞夫斯特朗榮譽的同時，也將給人類送來貴重的「禮物」。

古希臘神話中美麗女神凡娜迪絲雕像。（網絡圖）

維勒收到貝採裡烏斯的回信後，為老師的一片苦心所感動，化感動為力量終其一生，他除了輾轉各大學任教外，還進行各種化學實驗，撰寫化學論文，直到1882年在哥廷根去世。

「女神」送來的貴禮

話說塞夫斯特朗發現釩元素後，人們並未很快將它運用到生活中。主要原因有兩點，一是對這種新發現元素的物理性質認識還不深，二是提純非常麻煩且產量不高。

直到1882年，英國克魯佐特鋼鐵公司用1.1%釩含量的煉鋼爐渣製成釩的磷酸鹽後，釩年產量提升到60噸。由此，釩為科學界所熟知，並很快運用到生產生活中。

釩最先被用於鋼鐵鑄造，有效提高鋼的強度、耐磨性等，很長一段時間，釩在鋼鐵工業中的消耗量佔總量的85%以上，被譽為「金屬維生素」。

上世紀三十四年代，科學家發現釩在鈦合金中的改良作用後，便被應用於航空航天領域，並使航空航天取得突破性進展。上世紀七十年代後，五彩繽紛的釩化合物加入玻璃中製成彩色玻璃，還可製造各種顏色的墨水，於是釩在玻璃、光學、醫藥等領域又大展身手，成為現代工業、國防和科學技術發展不可或缺的材料，人稱「現代工業的味精」。

各種顏色的釩化合物。（網絡圖）

目前，世界上98%的釩儲量來自釩鈦磁鐵礦，其它的主要含在鈾砂巖、粉砂巖、油頁巖及瀝青砂中。這或許是當年貝採裡烏斯苦心編織童話故事時最想看到的吧。

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【參考資料】

1、論文《超凡脫俗來話釩》，作者米文權，《金屬世界》1999年第5期。

2、論文《引人注目的釩化學》，作者黃漢生，《國際化工信息》2002年6月刊。