從上學(xué)第一天開始,鉛筆就成了我們不可缺少的好朋友。在各種筆里,鉛筆大約是最便宜的。軟軟的木頭外衣,用削鉛筆刀削幾下,露出黑心子。在紙上輕輕一劃,寫出數(shù)碼、文字,畫出小雞、小貓……寫錯(cuò)了,不要緊,有橡皮幫忙改正呢!
鉛筆的名字為什么和“鉛”結(jié)緣呢?難道它的黑心子,是用鉛做的嗎?
這得從四百多年前說起。那時(shí)候,鉛筆還沒有誕生。人們用什么寫字呢?在中國(guó),我們的祖先使用毛筆,已經(jīng)有近兩千年的歷史;在歐洲,人們用的是鵝毛筆一將鵝毛管未端斜切成現(xiàn)在的蘸水鋼筆尖形狀,蘸著墨水寫字,也有一千多年了。在英國(guó)坎伯蘭的博羅代爾地方,一次颶風(fēng)刮倒了一棵大樹。風(fēng)暴停息以后,牧羊人趕著羊群路過這里,看見樹坑里有一大片黑黝黝的石頭。用手一摸,沾了滿手黑。用指甲一劃,軟得能刻出道道來。這種黑色曠石有點(diǎn)兒象鉛,牧羊人就把它叫做“黑鉛”,隨身帶著,用它給綿羊身上畫記號(hào),各家的羊群再也不會(huì)認(rèn)錯(cuò)啦。
后來,買賣人在“黑鉛”上打開了賺錢的算盤。他們挖掘出這種黑礦石,切成一條一條的,再貼上商標(biāo),叫“打印石”,賣給商人在貨物包裝上標(biāo)號(hào)碼、寫字,就象牧羊人給綿羊畫記號(hào)一樣。這樁買賣居然做到國(guó)外去了,整船的打印石渡過英吉利海峽,運(yùn)到法國(guó)。后來,英法開戰(zhàn),法國(guó)買不到英國(guó)的打印石,庫存緊張。拿破侖命令化學(xué)家雅克?貢戴解決這個(gè)難題。貢戴把“黑鉛”磨成細(xì)粉,摻上粘土,和成一根根黑色“面條”,在爐窯里焙燒以后,做成黑鉛心,照樣能夠畫記號(hào)、寫字,不僅節(jié)省了許多黑鉛,還比原來的打印石結(jié)實(shí)、耐用呢!
不過,黑鉛心用起來會(huì)弄臟手指,還容易摔斷。1812年,美國(guó)有一位名叫威廉?門羅的木匠,在刻有凹槽的木條中,嵌一根黑鉛心,再把兩根木條對(duì)拼粘合在一起,制成了世界上第一支鉛筆。做鉛筆心的“黑鉛”到底是不是鉛呢?化學(xué)家將黑鉛和鉛做了比較,發(fā)現(xiàn)鉛是沉甸甸的,可以用鐵錘打成薄片:放在火里燒不著;而黑鉛呢,比鉛輕得多,一敲打就成了粉未,燃燒起來和炭一樣。這些性質(zhì)說明,鉛是金屬,而黑鉛是非金屬碳的一種,正式的名稱叫做“石墨”。鉛筆心的原料是石墨和粘土?墒牵?yàn)殂U筆這個(gè)名字已經(jīng)用了很久,所以直到今天還保留著。我們使用的鉛筆,外皮上印有6民3H或HB等字樣,這是從英文B1ack(黑色)和Hard(硬)的頭一個(gè)字母得來的。6日表示最黑,是繪畫用的軟鉛筆。6H表示最硬,顏色最淡,是供復(fù)寫用的。學(xué)生用的HB鉛筆,軟硬適中,濃談合適。軟鉛筆心里,石墨的比例大;硬鉛筆心里,粘土的比例大。
石墨為什么能做鉛筆心?首先,它是黑色的;其次,它質(zhì)地柔軟,是最軟的礦石之一,在紙上輕輕劃過,就留下痕跡。如果在放大鏡下觀察,鉛筆跡是由一顆顆很細(xì)小的石墨粒組成的。礦石的軟硬是識(shí)別礦石種類的一項(xiàng)重要指標(biāo)?茖W(xué)家將礦石的軟硬程度分為十級(jí):石墨、滑石最軟,可以用指甲在上面刻出印痕來,它們的硬度為1;鋼的硬度為4;花崗巖的硬度為6一7;最硬的物質(zhì)金剛石的硬度是10。石墨和金剛石是化學(xué)元素碳家族里的哥兒倆,都由同一種碳原子組成?墒,石墨又黑又軟,金剛石卻晶瑩透明、堅(jiān)硬無比。哥兒倆被稱作“軟弟弟”和“硬大哥”,脾性真有天壤之別。這是什么原因呢?原來,在石墨里,碳原子是一層層排列的,碳原子在同一層里手拉著手,緊密相連;層和層之間的結(jié)合卻松松散散,好似一螺撲克牌,輕輕一推,牌和牌之間就滑動(dòng)開來,散在紙上,留下斑斑點(diǎn)點(diǎn)的墨痕。金剛石里的碳原子卻象鐵塔的鋼筋一樣,四面八方緊緊地連結(jié)在一起,要撼動(dòng)它,讓它改變形狀,十分困難。所以,金剛石又硬又結(jié)實(shí),榮獲“硬度之王”的稱號(hào)。象金剛石和石墨這樣,成分是相同的化學(xué)元素,相貌和脾氣卻大不相同,化學(xué)家把它們叫做“同素異形體”。你大概還記得,白磷和紅磷,同樣是化學(xué)元素磷,性質(zhì)卻有很大差別。它們是磷的“同素異形體”。除了石墨和金剛石,碳的同素異形體里還有一種無定形碳,如煙莫。它和石墨一樣,也是我們學(xué)文化的好幫手呢!比如,毛筆墨汁是煙寅或者炭黑懸浮在溶有膠性物質(zhì)的水里制成的。
碳的另一種同素異形體是C-60,它叫足球烯。是一個(gè)考試的熱點(diǎn)。因?yàn)樗幸粋(gè)很奇特的球型結(jié)構(gòu),里面可以包住合適的離子而使其有特殊的超導(dǎo)現(xiàn)象……
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