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科學講堂:氧族元素工業應用廣

2016-10-12

硫轉化硫酸 硒製紅玻璃

第十六族的元素稱為氧族元素(chalcogens),當中包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)及具放射性的釙(Po)。Chalcogens為兩個希臘文字合併而成,意為形成礦石的。氧、硫和硒為非金屬,碲是類金屬,而現在還不能判定釙是金屬還是類金屬。

氧(oxygen):空氣中提煉 作火箭燃料

氧的名稱來自希臘文,意謂「形成酸」。與上期提及的碳元素一樣,氧亦有多種同素異形體,最常見的是氧氣(O2),氣態時無色無臭,液態時是藍色的。氧氣本來並非自然存在於地球中,而是光合作用把二氧化碳變成氧氣。另外,氧氣不會燃燒,但它可以助燃。從空氣中提煉而來的氧氣主要用於工業如煉鋼,而液態的氧氣可作火箭燃料。

氧的另一個形態為臭氧(O3),臭氧可以阻擋紫外線,保護人類的皮膚。另外,臭氧可作殺菌劑,亦可用作食水消毒處理。

硫(sulfur):來自石油天然氣

自古時起,不同國家地域已有人使用硫,中國把它當作藥用,後來亦把之用在火藥上。中世紀時,硫在歐洲被廣泛作煉金之用。

今日,硫提煉自石油或天然氣,它可改變土壤的酸鹼值,亦可作煙花之用。在工業上,硫的用途主要是轉化為硫酸。

硒(Selenium):半導體作光感測器

硒的名字來自希臘文,意謂月亮女神Selene,為提煉銅之副產品,主要用途為製造紅色的玻璃。硒為半導體,可作光感測器及太陽能電池之用。它是人體必需的微量礦物質營養素,可抗氧化及控制甲狀腺的代謝。

碲(Tellurium):製光碟記憶體

碲為銀白色的類金屬,名字來自希臘文,意謂地球。與硒一樣,碲亦是提煉銅之副產品。

把碲加進鐵、鋼、銅及鉛之中,可以增加金屬的強度及耐用度,減少被腐蝕的可能性。

另外,可重複擦寫的光碟(CD-RW、DVD-RW),以及藍光光碟(Blu-ray),就是以碲所製,英特爾(Intel)公司不斷把碲研發作不同種類的記憶體。碲亦可作太陽能電池之用。

釙(Polonium):煙草中含有

釙被居里先生及夫人於1898年所發現,故以居里夫人的故鄉波蘭所命名。釙為放射性物質,故它可作核子之用。

二戰期間,釙在曼克頓計劃中不但被使用作核子武器,更被用作人體實驗。釙被注射到人體中,年齡由30歲到40歲不等,最後所有實驗對象均患上不治之症。煙草中亦有釙,會引致肺癌。

小 結

水能載舟,亦能覆舟。科學可以幫助人類,然而使用不當,亦可對人類或地球造成無可彌補的傷害。筆者曾舉辦多次科學與藝術的科普活動,廣義來說,藝術為人文,懂人文,重人文,才可以真正了解科學家的道義與責任,而不至淪為戰爭的工具。 ■吳俊熙博士

作者簡介:畢業於加州大學洛杉磯分校(UCLA),曾任教於加州的州立大學及香港大學,現於洛杉磯Pierce College化學系任助理教授。讀者可通過www.facebook.com/drbennyng聯繫吳博士。

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