书城科普读物世界大发现纪实系列丛书-自然世界的奇迹(中)
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第12章 锰元素的发现

谁最早发现了锰元素?化学界一直把这份功劳归于瑞典化学家舍勒和加恩。

可是有人认为最早得到金属锰晶粒的是凯姆,他于1770年在维也纳发表的论文中就谈到了锰,只是没有完成他的研究。有一本化学书中提到了凯姆的发现:“凯姆把一份软锰矿粉末和两份黑色熔剂的混合物加热,得到了一种有光泽面的晶状脆性金属。这种金属的外形各有不同,断面有从蓝到黄等各种色调的虹彩。”

软锰矿(又叫二氧化锰)是人类自古以来就熟悉的一种黑色矿石,早先在玻璃制造中发挥了惊人的作用。16世纪,意大利科学家比林古乔在《烟火制造术》一书中说,软锰矿可呈棕色……如果在其中加入透明的物质,就会染成美丽的紫罗兰色。玻璃工人用它给玻璃着色,陶瓷工人用它为自己的工艺品绘出紫罗兰图案。此外,软锰矿还有一种特殊的性能:当它和熔融的玻璃熔合时,能使玻璃净化,并把玻璃变成无色透明,而不是变成绿色或黄色。

中世纪时,人们叫它“玻璃肥皂”。在希腊语中,锰是“净化”的意思,也就是它有能使玻璃脱色的能力。它还有一个名字叫“黑镁”。原来在小亚细亚地方有个马格内西亚镇,那里盛产两种矿藏:黑镁和白镁。黑镁就是软锰矿,白镁就是氧化镁。

瑞典化学家伯格曼在凯姆之后进行了实验,指出黑镁是一种新的金属氧化物,它不能和焙烧的石灰混合,也不能和白镁混淆在一起。可是他没有能从中提炼出锰来。

伯格曼的研究由他的朋友舍勒继续进行。1774年,舍勒向斯德哥尔摩科学院提交了一篇论文《锰和锰的性质》,说软锰矿中含有一种新的金属元素。

就在这一年,加恩在坩埚的内壁用湿木炭粉涂敷,然后在坩埚中放进油和软锰矿粉末的混合物,一起加热。1小时后,在坩埚中发现了一颗颗金属锰的晶粒。

1774年5月16日,舍勒送给加恩一些纯软锰矿,还写了一封信说:“我焦急地等待着你用‘魔火’加热纯软锰矿后得到的结果我希望你能尽快送给我一小块这种金属。”

“魔火”在42天后开始燃烧。过了一个多月,舍勒又写信给加恩,感谢他送去的锰块:“……我认为你从软锰矿中得到的金属块是一种区别于其他所有半金属元素的新元素,它和铁有密切的关系。”舍勒根据软锰矿的产地给它取名叫“锰”。锰的拉丁语来源于马格内西亚镇。

锰是银灰色的金属,它像铁,但比铁要软些,表面还极容易生锈,变得灰蒙蒙的没有光泽。因此锰和铁一样,被称为“黑色金属”。

纯净的锰既容易生锈,又比铁的熔点低,机械强度不如钢铁,而价钱却比钢铁贵得多,没法在实际中应用。100多年过去了,锰不为人们重视,一直默默无闻。

在锰的历史上,1882年是一个里程碑。这一年,英国的冶金学家罗伯特·哈德菲尔德研制出了一种含锰13%的锰钢,从此锰的身价大增,并且在工业建设中大显身手。

哈德菲尔德对锰的研究也不是一帆风顺的。最早,他将锰加进钢铁中,试图改进钢铁的性能。当钢铁中加进2.5%的锰后,炼出的钢脆得经不住铁锤敲击;当掺进3.5%的锰后,炼出的钢铁更脆了,简直像玻璃那样一摔就碎。人们对锰失去了信心,认为派不上什么用场。哈德菲尔德不怕失败,坚持实验。他将锰的含量不断提高,但炼出的钢仍然不理想。可是当掺进13%的锰后,炼出的锰钢变得既坚硬又富有韧性。