钡
钡(barium)的希腊文原意是“沉重”,但并非特别重。实际上它的密度比钛(22)低,而钛是公认的轻金属。虽然纯的钡并不重,它的许多化合物却是很重的、它的诸多用途也是利用了钡化合物浆料的高密度。
这些用途之一是油井钻探,在钻井的时候把硫酸钡“泥浆”泵进钻孔中。在硫酸钡泥浆密度的帮助下,把碎岩石浮起来并排出钻孔。硫酸钡溶液还以灌肠造影剂的形式在太阳永远照射不到的某些地方进行探险。硫酸钡对X射线是不透明的,因此,根据我们要将消化道的哪一部分成像,我们或者吞下它,或者从另一端将它引进我们的身体,然后进行X射线透视,X射线会把迂回曲折的消化道详细地显示出来。
纯的钡与氧(8)快速反应,这一性质使得该金属没有多大用途,但是当我们想要除去氧气的时候它就特别有用。老式的真空管中常常有一小块银白色的金属钡蒸发在玻璃罩的内面。钡与杂散的氧、水蒸气、二氧化碳或氮(7)反应,这些气体是在制造的时候残留在管子里的,或者是经过长时间从玻璃管壁或封口渗进来的。类似的钡“吸气剂”也应用在各种灯泡或真空系统中,以除去最后一点点氧气或潮气。
在后真空管时代,钡最重要的用途是钇钡铜氧化物超导体,这在讲到钇(39)的时候介绍过。从超导磁悬浮,我们下面转到稀土元素,这一组元素具有多种磁特性。
镧
镧是被称为镧系元素的稀土元素中的第一种元素,镧系元素显示在元素周期表主要部分的下方另外列出的两排的上面一排中。所有镧系元素的化学性质几乎完全一样,它们都在同一个矿石中一起被发现。在某些情况下,要花几年的时间才认识到,过去化学家认为是一个元素的东西实际上是几个不同稀土元素的混合物。
它们的主要差别是在磁性质上。某些稀土例如钕(60)用来制造最强的磁体,而另一些例如铽(65)则用来制造在磁场中会改变形状的合金。
至于镧本身,它是稀土中最丰产的元素之一(它实际上并不那么稀有,镧在地壳中的储量是铅(82)的3倍以上,而铈的储量是镧的将近两倍),并且应用在许多不在乎使用的是哪一种稀土的用途中。一个例子是打火机的“火石”,它实际上是铁和稀土金属混合物的合金,该稀土金属混合物指的是镧和铈(58)再加上少量镨(59)和钕的混合物。(这种稀土金属混合物并非严格意义上的合金,它基本上就是当时从矿中开采出来的混合物。在许多用途中稀土元素是可以互相交换使用的,在这种情况下没有必要费事去分离它们。)
稀土氧化物是耐热的,并且在热的时候能发出明亮的辉光,可用在汽灯的灯头纱罩中。这种灯从根本上说属于白炽灯,但它是用煤油而不是用电来加热的。