分光鏡尋找新元素

朱長(zhǎng)超

光譜是元素的身份證，可以用光譜分析方法鑒定物質(zhì)的組成。這是德國(guó)化學(xué)家本生和物理學(xué)家基爾霍夫合作研究的成果。

光譜分析方法非常靈敏。在純凈的條件下，百萬(wàn)分之一克的物質(zhì)在煤氣燈下發(fā)出的光，也能被光譜儀所發(fā)現(xiàn)，所鑒別。

他們用光譜分析方法分析了花崗石、煙灰、牛奶、血液、豬肉等物品，了解到這些物質(zhì)的組成。遺憾的是，這些物質(zhì)的元素都是已知的常見(jiàn)元素。

本生相信肯定還有新的元素沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。他找來(lái)凡是能找得到的物質(zhì)，在分光鏡中對(duì)它的光譜檢查一番。這真如大海里撈針。

本生不急不躁地做著光譜分析，一種物質(zhì)分析好了，再分析另一種物質(zhì)。有一次，有人給他送來(lái)了杜爾漢礦泉水，這是一種能治病的水。為什么能治病，人們并不知道，也不清楚它的構(gòu)成。

本生拿起白金絲，取出一滴礦泉水，放在煤氣燈上的火焰里。從分光鏡里觀察它的光譜，發(fā)現(xiàn)水里有鈉、鉀、鋰、鈣、鍶等元素的光譜，但沒(méi)有新元素的光譜。

沒(méi)有看到新的光譜線(xiàn)，本生有點(diǎn)失望。但是，他想，如果這種礦泉水里的新元素含量非常少，不也有司‘能看不到它的譜線(xiàn)嗎?

他把這種待分析的礦泉水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再用白金絲取一點(diǎn)放到煤氣燈上燃燒，還是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的光譜線(xiàn)，只看到一些常見(jiàn)的光譜線(xiàn)，而且非常強(qiáng)烈。他想，濃縮以后，可能存在的新元素的濃度提高了，但常見(jiàn)元素的含量也提高了，它們的含量比可能存在的新元素高得多，它們發(fā)出的光譜有可能擋住了微量的新元素發(fā)出的光譜。

如果礦泉水里有新元素的話(huà)，必須先分離這些常見(jiàn)元素，這樣，可能存在的新元素就會(huì)無(wú)處躲藏了。他分離了溶液中的鈉元素、鋇元素等含量很大的常見(jiàn)元素后，取出一點(diǎn)放在火焰上燃燒，這一次，他發(fā)現(xiàn)了兩條陌生的譜線(xiàn)。

這是兩條從來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)的光譜線(xiàn)，本生非常激動(dòng)。為了確信自己發(fā)現(xiàn)了新元素，他將新發(fā)現(xiàn)的譜線(xiàn)與所有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素的光譜線(xiàn)一一對(duì)照，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)哪一個(gè)已知元素的光譜是這樣的。

就這樣，本生發(fā)現(xiàn)了一種新元素的蹤跡。本生給它起了個(gè)名字，叫作“銫”，拉丁語(yǔ)的意思是“天藍(lán)”。

一種新元素的發(fā)現(xiàn)，光發(fā)現(xiàn)它的光譜線(xiàn)是不夠的，光譜線(xiàn)只能算是它的身分證，還不是元素本身。只有獲得了新元素本身，才算發(fā)現(xiàn)了新元素。

杜爾漢礦泉水中的銫元素只有幾萬(wàn)分之一，合量非常稀少。要分離出這種元素來(lái)，談何容易。礦泉水工廠的老板幫了他的忙，本生對(duì)大量礦泉水進(jìn)行濃縮，提煉出了4萬(wàn)多毫升濃縮礦泉水，并從這里提純了7克十分寶貴的銫元素。