作者heimao
发信站: 北大未名站 (2005年09月13日00:00:24 星期二), 转信
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元素周期表的第12族(第二副族)中有三个元素:锌(Zn)、镉、汞(Hg)。从结构化学
的角度来讲,这个族的元素价层电子都是ns2nd10,在副族元素中属于收尾的元素。然而
,这三个元素的脾气可大不相同。锌是人体和其它生命所需的必要元素,对生命具有重要
的意义,而镉和汞则是剧毒的元素,不慎误服都能导致死亡,长期接触它们也会被慢性病
折磨的痛苦不堪,它们还是环境的杀手。唉,同在一个屋檐下,这差距咋就这么大呢?
今天要介绍的,就是这剧毒的镉。
镉是1817年被人们发现的。说起来,镉还是因为一件冤案才被人们发现了真面目。在
1817年早些时候,德国有许多药房制造的感冒药,都被政府的药物检查官证明是假药。因
为一般来说,感冒药都是用氧化锌制造的,而药物检查官在检查中却发现,这些药房在制
药时用碳酸锌冒充了氧化锌。当他把碳酸锌加热之后,就变成了一种黄色物质;或者把碳
酸锌溶解在酸中再通人硫化氢气体,也会产生一种黄色沉淀。这两种物质看起来很像硫化
亚砷。大家知道,砷的化合物都有剧毒,所以检查官认为药物中掺进了一些毒物,于是把
这些药房生产的药物全部没收。后来,一些医学家和化学家对这种黄色的沉淀物进行了仔
细的研究,结果发现它并不是硫化砷,而是一种人们还没有发现的新元素,他们把它命名
为"镉"。从此,不但为各大药房洗清了罪名,而且元素大家庭中也多了一个成员。(不过
拿镉当感冒药吃,现在可能仍然要被抓起来……)
镉的拉丁文词源是Cadmia,意思是菱锌矿,因为镉是在这种矿物中与锌一同被发现的
,因此得名,而“镉”这个字在古汉语中就存在,指一种圆口三足的炊器。纯净的镉是蓝
白色的金属,质软,可以用刀切割,原子量112.40;熔点320.9℃,沸点765℃,密度为
8.65g/cm3,常见价态为+2。常见的镉化合物有氧化辐、氯化镉、硫酸镉、硝酸镉、硫化
镉和硒化镉等。
杀手元素——镉
镉是一个地地道道的杀手元素。短时间内吸入高浓度氧化镉尘,可在数小时至 1天内
出现全身无力、头晕、头痛、发热、寒颤、四肢酸痛、伴有呼吸道粘膜刺激症状。极严重
者出现呼吸和循环衰竭。食入用镀镉器皿调制或贮存的酸性食物或饮料后,会出现恶心、
呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道症状。严重者全身乏力、虚脱、甚至抽搐、休克。
然而,就是这样一个杀手元素,在工业和日常生活中偏偏有着重要的用途。从辨证的
角度来看,这恰恰是镉这样一个毒物能成为杀手的原因。黄色染料里面就有硫化镉,被广
泛用于玻璃、陶瓷和塑料等制品的染色。镉红、镉黄是有名的绘画颜料,而硝酸镉常被人
们用来制造光学玻璃和荧光粉等。镉与其它金属如铜,镍等制成合金,能大大增加合金的
耐磨性能。镍镉电池就更不用说了,所以用过的废旧电池是不能随意丢弃的,那里面可不
止镉一种毒素。镉还与当今的尖端科技之一——核反应堆有密切联系。核反应堆中的控制
棒就是用含镉的材料制成的,能够吸收中子,起到控制核反应的作用。
镉与环境污染
痛痛病
上个世纪镉的污染事件曾经令世界震惊。20世纪50、60年代,在日本的富山县发现了
一种奇怪的病:患者全身骨痛,并且容易骨折,最终在极度痛苦中死去。后来才查明这种
奇怪的病与当地一家炼锌厂排放的含镉废水有关。废水中的镉进入当地河流中,最终通过
饮用水和食用的稻米在人体中聚集。从1967到1982年间,正式诊断病例132例,其中90例
已死亡。
女儿村
《西游记》的故事中有一个女儿国,这个国家上至国王,下至平民,都是清一色的女
性,而且她们生出来的孩子,也全是女的。当然,这只是神话传说中的故事罢了。但是,
在我国四川省的某一个偏僻的小山村里,却出现了与《西游记》中“女儿国”差不多的情
况。有很长一段时间内,这个村出生的婴儿几乎都是女孩,因此人们给这个村起了个名字
叫“女儿村”。无独有偶,在英国北部的一个小村镇里,有一段时间出生的孩子也都是女
孩。这究竟是怎么一回事呢?科学家们对当地的环境和人们的食物等进行了调查研究,同
时对村民们的身体进行了细致的检查,终于找到了原因。原来当地的水源已被金属镉严重
污染了,人们由于长期饮用这种水质,造成人体内的镉大大超过了正常的标准,已经达到
了镉中毒的程度。人体内镉含量超过正常的标准,使得带有Y型染色体的精子失去与卵子
结合的能力,结果出生的婴儿就是女孩了。这就是女儿村形成的罪魁祸首。
故事说到这里,镉的危害我们也已经清楚的差不多了。然而,触目惊心的事实所告诉
我们的,并不只是这个杀手一样的元素。有些东西比镉更可怕,就是对环境保护的轻视和
对潜在危机的淡漠。如果说,痛痛病发生在上个世纪60年代,是知识的缺乏和法律法规的
不健全,那么,现在如果再发生这样的悲剧,又能说明什么呢?镉是极毒的,但,鸩人的
并非完全是现实中的毒物,思想上的毒物,才是致人死地的原因。
说明:临危受命,时间仓促,写的不好,还望见谅
感谢:flyingbaby Hellscream
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