我曾是个十几岁的元素囤积者

即使在15岁的时候,我就意识到我对收集元素周期表中所有元素的痴迷,并不是大多数孩子所渴望的

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


编者按:这篇博客最初发表于 2011 年 10 月。它被重新发布是为了纪念元素周期表 2019 年的 150 周年。内容经过了轻微编辑。

我知道我与其他孩子不一样。当然,我也收集棒球卡和模型飞机,但与我对真正痴迷的事情(收集元素周期表的每一个元素)相比,我并没有那么热情。

这只是我的化学浪漫的一部分,其中还包括(但不限于):观看试管中的酚酞溶液变色;发射碳酸氢钠-醋酸(醋)动力火箭;产生臭鸡蛋的硫磺气味;制作一个意外在地下室引爆的烟雾弹;以及最终升级到电解和各种可燃物,幸运的是,只导致眉毛烧焦,没有导致手指或视力丧失。


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然而,在爆炸物之外,还有元素——圣杯,宇宙基本构建模块的完整集合。几十年前,没有网络、FacebookeBay,没有门户可以寻找与我一样,也可能对我的,我们不妨说,奇怪的消遣感到满足的同路人,也没有地方来满足我的需求。直到最近,作为《大众科学》的文案编辑,我才发现还有其他人也在追求像元素收集这样奇特的消遣。在我们报道关于他们的故事之前,我几乎忘记了我当时认为是我独特的怪癖。但我应该知道:只要你说得出来,就有人会收集它——在许多情况下,会达到令人不安的痴迷程度。

孩子们,在家试试这个!

在 20 世纪 60 年代中期,在危险化学套装的黄金时代结束、微观管理和规避风险的育儿方式出现之前,15 岁的我仍然对观看魔法先生、轨道上的宇航员和作为权威人物的科学家感到兴奋。随着时间的推移,以及靠割草/铲雪获得的收入,我在我们家的地下室里建立了一个实验室,购置了所需的试管、烧瓶、曲颈甑和量筒,以及夹子、软管、冷凝器和烧杯。我甚至尝试(未成功)让我的父亲接上煤气管,以便使用本生灯。但令人惊讶的是,仅用酒精灯(以及偶尔偷偷挪用我父亲的喷灯)就能搞出多少纵火恶作剧。

在每个孩子的化学套装中——并不总是包含防护手套和安全护目镜——都有用于说明手册中提供的所有漂亮实验的化学药品瓶。还有一个元素周期表。在我的分子操作中的某个时刻,我以年轻的自发性和决心,决定我必须掌握基础知识,并掌握原子物质的块状物。尽管单个原子并不性感,但我将能够掌握作为所有分子物质基础的原子团。也许这是我能接近事物本质的最近距离。并且,由于我欣然不知微观上更基础的量子宇宙,以及暗物质和自那时以来科学家发现的所有其他令人烦恼的复杂性,我安然地称它们为“上帝的砖块”。

不用说,由于我有限的财务和后勤资源,并且缺乏粒子加速器,我无法获得这些砖块的整个元素周期表。如果当时有eBay或其他供应商就好了,这些供应商为今天的收藏家提供异国情调的样品,如钍(原子序数,90)和钷(61)。尽管如此,在那些没有互联网的时代,我仍然能够收集到一套像样的元素战利品。

它们就在我身边

首先,我必须有一个地方来存放我的标本,并从一个幸运的时刻开始——我的母亲刚刚丢弃了一个香料架,上面有 12 个瓶子。洗掉大蒜、欧芹、百里香和其他烹饪添加剂的残留物后,我很快就拥有了一个展示我的战利品的展示柜。

我想,我应该按照原子序数来排列吗?为什么不使用我已经拥有的元素——所有在室温下都是固态、稳定和表现良好的元素呢?金属是一个很好的起点:我把一个镍(28)锯成两半,以便把它装进小瓶子里。(我不知道它是一种含有 25% 铜的合金。)对于银(47),我开始锯一枚硬币——但这会花费我太多钱。相反,我“借用”了母亲的银器中最小的勺子,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——至少在开始时是这样。转而使用我们家触手可及的成果,我揉皱了一些铝(13)箔。

铅(82)也很容易:我只是借用了我父亲的一个鱼坠,用他的喷灯把它熔化成一个小球。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生活用品中的元素。尽管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起轻微的碰撞事故时,机会来了,导致一辆受损的雪佛兰贝尔艾尔标志的一块刚刚挂在格栅上,它掉了下来——经过一点劝说。与我母亲不同,他确实注意到了。不过,当他嘟囔着:“如果我抓住做了这件事的[脏话删除]孩子。这曾经是一个好社区。”时,我放松了。

接下来是关于非金属物质:从药柜中取出碘(53),从洗衣房取出漂白剂氯(17)。尽管两者的纯度都值得怀疑,但我宣布我的 12 元素展示柜完成了。我已经没有展示空间了,所以我开始收集随机的瓶子和其他容器。接下来是缺乏吸引力但非常基本的元素,碳(6)。为了得到它,我再次拿出了我可靠的锯子,我用它来切断了一节 D 型电池。里面是它的阳极,一根碳棒。一切都好。鉴于当时只发现了 104 种元素,我只需要收集大约 92 种了。

翻垃圾箱

当我阅读并欣赏我的前十几个元素时,我认为它们很整洁,但有点乏味。我希望它们能表演特技。在这里,我很高兴在我的化学套装中找到了我的第一个易燃金属——碱土金属镁(12)。我把我一半的样品献给了我父亲的喷灯,并通过他的焊接护目镜惊叹于它耀眼的白色火焰。但是,像任何瘾君子一样,这只是刺激了我的食欲。我需要更多的危险元素,可以这么说。

想象一下,当我从一家倒闭的商店门前的垃圾箱里拉回一个霓虹灯(10)标志时,我有多么高兴,我希望把它接通,还有一个旧收音机上的钨丝(74)真空管。

至于其他气体,氢(1)和氧(8)似乎是可能的目标。它们与氮(7)一起包围着我们,但不是以纯净的形式存在。啊,化学的奇迹——以及铅酸汽车电池。我使用滴管和对家里汽车引擎盖下的一次访问,获得了危险的硫酸(H2SO4)。通过对每个电池进行采样来获得大量硫酸后,我屏住了呼吸——既在转移腐蚀性物质时,也在我父亲后来启动汽车时。它运行缓慢,但发动机转动了。我必须小心:此时,房子周围发生的奇怪事情和失踪事件不再归咎于巧合或骚灵。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其氢原子,我可以用烧瓶捕获这些氢原子。啊,我向朋友们展示宇宙中最丰富的元素时玩得多么开心。我用发光的余烬引爆了它,并吸入它以将我的声音音调提高到艾尔文和花栗鼠的水平(幸运的是,是在单独的演示中)。

我手中的熔融金属

现在,我正在深入我的痴迷。但我会堕落到什么程度呢?我最大的政变之一是从学校实验室“获得”了一些剧毒的氧化汞。汞(80)在我的异国情调清单中名列前茅,我的计划是通过加热它来产生氧气。氧气也很有趣。它会导致燃烧的余烬爆发出火焰。但更好的是,当我加热 HgO 以释放氧气时,小汞球会凝结在试管的侧面。我终于得到了我的水银:我可以触摸的熔融金属!

我不断地“借”来更多的氧化汞,然后烹制出一堆小球,直到我弄出了一个四分之一大小的团块。我会向朋友们展示我的标本,在手掌中滚动它。一个朋友带来了一枚金戒指,以便我们可以观察它与黄金结合(融合)的过程——他带着一枚银色的戒指回家了(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。我们怎么会如此愚蠢?哦,对了,我们是青少年。最后一次检查,我仍然没有疯,但请不要在家里或任何地方尝试这样做。做像这样的事情,代替吧。

一个属于我自己的同位素

似乎接触有毒金属还不够,我渴望得到一些有放射性的东西,那些会发光的元素,以及在大多数材料处于静止状态下会爆炸的元素。在水或空气中会爆炸性氧化的磷(15)或钠(11)将是圣杯,但似乎是“难以获得之物”,因为我能找到的唯一样品被锁了起来,学校里还有所有我想要得到的酸和碱,我的手还是完好的时候。

讽刺的是,一种放射性同位素,镭226(原子序数,88)在家里就可以得到。问题只是拿到我父亲可靠的二战时期的镭刻度闹钟,打开表盘并取下几个标记点。我发现他可能不会注意到数字3和5上的空白点,因为在下午他会在上班,而在会发光的凌晨黑暗时段,他会睡着。所以标记就被取了下来。是的!我拥有了属于我自己的,一对发光的,会吐出阿尔法粒子的宠物。我已经核化了!

麻烦酝酿中

当然,不可避免的事情发生了。一个朋友嘲笑我,说我收集的氯实际上是次氯酸钠。那可不行。我了解到,如果我把它和醋酸混合,我就可以得到真正的氯气,它会以其绿色、气态的荣耀呈现出来。我把漂白剂和酸混合在一个烧瓶里,并准备好了一个橡胶塞来密封它。但是当反应开始时,我把塞子掉在了地上。捡起来后,一股灼烧感进入了我的眼睛;有毒气体像一朵病态的、淡绿色的花朵一样从烧瓶中冒出。当我努力阻止它时,烧瓶掉在了地上,邪恶的云雾蔓延开来。幸运的是,我知道它有潜在的致命性,所以我赶紧撤离了。但是一旦上楼,我就知道我必须做点什么。迅速武装好自己,戴上潜水面罩,我跑回地下室,但对于我召唤出的化学上淫荡的卤素恶龙,我无能为力。我屏住呼吸,猛地打开一扇窗户,然后再次逃走了。

当我父亲下班回家,母亲告诉他我疯狂地坚持不让她去地下室洗衣服,因为如果她去了,她肯定会死时,我有很多需要解释的。那是我收集元素生涯的终结。我被禁止使用我的化学工具箱,直到另行通知。

最终,在两年没有监督的情况下接触有毒元素、辐射、邪恶的体液和蒸汽之后,我被允许再次使用我的实验室。但我再也没有恢复我的爱好。年长了,更明智了,而且可能细胞也受到了损伤,我转向了“正常”并且至少在某种程度上更安全的青少年活动:改装快车,以更不合法的方式在体内尝试新的、诱人的化学物质,去体育场听摇滚音乐会,以及追求女孩。我囤积存在的基本构成要素的追求已经结束了。

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