本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
我知道我与众不同。当然,我也收集棒球卡和模型飞机,但我的真正热情是用来收集元素周期表中的每一个元素。
这只是我的化学情缘的一部分,其中还包括(但不限于):观察试管中酚酞溶液的颜色变化,发射碳酸钠/乙酸(醋)动力火箭,产生臭鸡蛋的硫磺味,制作一个意外在地下室爆炸的烟雾弹,最终进阶到电解和各种可燃物,所幸只烧焦了眉毛,没有失去手指或视力。
然而,在爆炸物之外,还有圣杯——一套完整的宇宙基本构件。几十年前,没有网络、脸书或易趣,没有渠道去寻找可能也会因我这可以说很奇怪的爱好而感到满足的同路人,也没有渠道来满足我的需求。直到最近,我作为《大众科学》的文案编辑,才发现还有其他人也在追求这种奇怪的消遣,即元素收集。在我们报道有关他们的故事之前,我几乎忘记了我当时认为自己独有的怪癖。但我早就应该知道:凡是你能想到的,都有人收集——在许多情况下,达到了令人不安的痴迷程度。
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孩子们,在家试试吧!
在20世纪60年代中期,危险化学套装的黄金时代结束,在微观管理、规避风险的育儿时代之前,我15岁的自己,仍然沉迷于《巫师先生》、在轨宇航员和作为权威人物的科学家。随着时间的推移,以及通过割草/铲雪的收入基础,我在我们家的地下室建立了一个实验室,购置了必要的试管、烧瓶、曲颈甑和量筒,以及夹子、软管、冷凝器和烧杯。我甚至试图(但没有成功)让我的父亲接通一条煤气管道,用于本生灯。但令人惊讶的是,仅仅用酒精灯(以及偶尔偷偷地借用我父亲的喷灯)就能制造多少纵火恶作剧。
在每个孩子的化学套装中——并非总是包含防护手套和安全护目镜——都有瓶装的化学品,用于说明手册中提供的所有精巧的实验。还有一个元素周期表。在我进行分子操作的某个时刻,我带着年轻的自发性和决心,决定必须掌握基础知识,并拥有掌握原子物质块的能力。尽管单个原子不是感官的,但我能够掌握构成所有分子物质基础的原子团。也许这是我能达到的最接近事物本质的方式。并且由于我幸福地无视了无穷小的更基础的量子宇宙,以及暗物质和科学家此后发现的所有其他令人困扰的复杂性,所以我很自在地称它们为“上帝砖块”。
毋庸置疑,由于我有限的财务和后勤资源,并且缺少粒子加速器,我无法获得整个元素周期表的“上帝砖块”。如果当时有易趣或其他供应商就好了,这些供应商为今天的收藏家提供奇异的样品,如钍(原子序数90)和钷(61)。尽管如此,在那些没有网络的时代,我仍然能够积累一套像样的周期性战利品。
它们都在我身边
首先,我必须有一个地方来放置我的标本,并且幸运地开始了——我的母亲刚刚丢弃了一个香料架,配有12个瓶子。清洗掉残留的大蒜、欧芹、百里香和其他烹饪添加剂,我很快就得到了一个展示我战利品的展示柜。
我想知道我应该按原子序数来排列吗?为什么不使用我已经拥有的元素——所有在室温下都是固体、稳定且表现良好的元素?金属是一个很好的起点:我把一个镍(28)锯成两半,以便放入小瓶子。(我不知道它是一种含有25%铜的合金。)对于银(47),我开始锯一个四分之一美元——但这会花费我太多。相反,我从我母亲的餐具中“借”了最小的勺子,并锯掉了手柄(对不起,妈妈)。对于金(79),我盯着她的珠宝盒,但幸运的是,我知道在哪里划清界限——至少在开始的时候。我转而选择我们家的唾手可得的东西,揉皱了一些铝(13)箔。
铅(82)也很容易:我只是借用了我父亲的一个钓鱼坠子,用他的喷灯把它融成一个小球。对于其他金属——铁(26)、锡(50)、锌(30)、铜(29)——我使用了我的化学套装。我也越来越善于发现隐藏在日常用品中的元素。虽然我现在意识到它只是一种铬(24)合金,但当我的父亲发生了一次轻微的撞车事故时,一个机会出现了,损坏的雪佛兰贝尔艾尔标志的一块只是挂在格栅上,稍微用力就掉了下来。不像我的母亲,他注意到了。当我听到他喃喃地说:“如果我抓到做了这件事的[脏话删除]孩子们。这里曾经是一个好社区。”时,我放松了警惕。
转向非金属目标:从药柜里找到了碘(53),从洗衣房里找到了漂白剂氯(17)。尽管两者纯度都值得怀疑,我还是宣布我的12元素展示柜完成了。我展示的空间已经不够了,所以我开始收集随机的瓶子和其他容器。下一个是缺乏吸引力但非常基本的元素,碳(6)。为了得到它,我又拿出了我可靠的锯子,用来切断一节D型电池的头。里面是它的阳极,一根碳棒。一切顺利。考虑到当时只发现了104个元素,我还有大约92个要收集。
翻垃圾箱
当我阅读并仔细观察我的前十几个元素时,我觉得它们很整洁,但有点乏味。我希望它们能变戏法。而我在这里很激动地找到了我的第一种可燃金属——碱土金属,镁(12)。我牺牲了我一半的样品,用我父亲的喷灯点燃,透过他的焊接护目镜,我惊叹于它耀眼的白色火焰。但是,像任何瘾君子一样,这只会让我胃口大开。我需要更多危险的元素,可以这么说。
想象一下,当我从一家倒闭的商店前面的垃圾箱里拖回家一个氖(10)灯招牌(我希望把它接通电源)和一个旧收音机的钨丝(74)真空管时,我有多么兴奋。但我真正的发现是一个荧光灯泡,它可以产生汞(80),一种真正奇异的元素。但是如何得到汞呢——它不是气态的吗?当我父亲发现我拿着锤子和我为捕捉破碎灯管中的气体而拼凑的简陋的管道和烧瓶时,问题变得更加严重。毋庸置疑,一切都被没收了。这可能最好。毕竟,汞蒸气最好不要进入肺部。
至于其他气体,氢(1)和氧(8)似乎是可能的目标。与氮(7)一起,它们都在我们周围,但不是纯净的形式。啊,化学的奇迹——以及铅酸汽车电池。我用滴管从家里的汽车引擎盖下取了危险的硫酸(H2SO4)。在从每个电池格采样取了相当数量后,我屏住了呼吸——既在转移腐蚀性物质时,也在我父亲稍后去启动汽车时。它很迟缓,但发动机启动了。我必须小心:在这一点上,房子周围奇怪的事件和失踪不再归因于偶然或恶灵。在我的兄弟姐妹中,我是头号嫌疑人。
当硫酸与金属反应时,它会产生硫酸盐并释放氢原子,我可以将氢原子捕获在我的烧瓶中。我向朋友们展示宇宙中最丰富的元素时,玩得很开心。我用发光的余烬引爆它,并吸入它以将我的音调提高到艾尔文和花栗鼠的水平(幸运的是在不同的演示中)。
我手中的熔融金属
现在我越来越沉迷于我的执念。但我会沉沦到什么程度呢?我最大的成功之一是从学校实验室“弄到”了一些非常有毒的氧化汞。我的计划是用它加热来产生氧气。氧气也很有趣。它会使燃烧的余烬爆发成火焰。但更好的是,当我加热氧化汞以释放氧气时,小滴汞凝结在试管的侧面。我终于得到了我的速效汞——我可以触摸的熔融金属!
我不断地“借”更多的氧化汞,并收集这些小液滴,直到我有一个四分之一大小的液滴。我会向我的朋友展示我的标本,在我的手掌中滚动它。一个朋友带来了一个金戒指,以便我们可以观看它与金融合(结合)——他带着一个银色的戒指回家了(我不记得那是谁的戒指了,但我知道他再也不被允许来我们家了)。我们可能也在呼吸它散发出的蒸汽。我们怎么能这么蠢呢?哦,对了,我们是青少年。最后检查,我仍然没有像疯帽子一样疯掉,但是,请不要在家里或任何地方尝试这样做。做像这样的事情代替。
一个我自己的同位素
好像让自己暴露在有毒金属中还不够,我还渴望具有放射性的物质,会发光的元素,以及在大多数材料处于静止状态的条件下会爆炸的元素。在水或空气中爆炸性氧化的磷(15)或钠(11)将是圣杯,但似乎是“无法获得的”,因为我能找到的唯一样品都被锁起来了,还有所有我一直渴望弄到手的酸和碱,在学校里。
讽刺的是,家里就有一种放射性同位素,镭226(原子序数,88)。我只需要拿到我父亲那块可靠的二战时期带镭指针的闹钟,打开表盘,取下几个标记点就行了。我琢磨着,他可能不会注意到数字 3 和 5 上面的空白,因为下午他会去上班,而在黑暗的清晨,当它发光的时候,他正在睡觉。于是,我取下了标记。没错!我有了属于自己的、会吐出α粒子的发光宠物。我算是搞到核材料了!
麻烦来了
当然,不可避免的事情发生了。一个朋友嘲笑我,说我收集的氯其实是次氯酸钠。那可不行。我了解到,如果把它和醋酸混合,我就可以得到真正的氯气,它会呈现出绿色的、气态的荣耀。我把漂白剂和酸放在一个烧瓶里混合,并准备好一个橡胶塞来密封它。但是当反应开始时,我把塞子掉了。捡起来后,我的眼睛感到一阵灼痛;有毒气体像一朵病态的、淡绿色的花朵一样从烧瓶中冒出来。当我挣扎着想要阻止它时,烧瓶掉到了地上,邪恶的云雾蔓延开来。幸运的是,我知道它可能致命,所以我迅速撤离。但是,一旦到了楼上,我知道我必须做点什么。我迅速武装自己,戴上潜水面罩,跑回地下室,但对于我召唤出的化学上放荡的卤素恶龙,我无能为力。我屏住呼吸,猛地拉开窗户,再次逃跑。
当父亲下班回家,母亲告诉他我曾疯狂地坚持不让她去地下室洗衣服,因为如果她去了,她肯定会死的时候,我有很多要解释的。我的元素收集就此结束。我被禁止使用化学实验套装,直到另行通知。
最终,在经历了两年没有监督地接触有毒元素、辐射以及邪恶的体液和蒸汽之后,我被允许再次使用我的实验室。但我再也没有继续我的爱好。年纪更大、更明智,可能细胞也受到了损伤的我,转向了“正常”且至少稍微安全一点的青少年消遣:改装快车、以更加不合法的方式在体内实验新的、诱人的化学物质、去体育场摇滚音乐会以及追求女孩。我囤积存在基石的追求就此结束。