【元素】辅子彻的元素收藏博物馆


元素收藏是一个伴随我多年的爱好。从我还是一个化学系的大学生开始,到如今我已经离开了化学行业,但是这个独特的爱好却保留了下来。在这里我认识了有许多共同爱好的人,共同分享着触摸构成这一地球全部元素的喜悦。现在终于有机会来展示一下这些有趣的标本。感谢所有提供标本和帮助我收藏及拍摄的人。
这次展示的照片选自我收藏的大部分元素标本。因我工作较忙,很少有机会来随时进行精细的拍摄。这些照片大都是靠每年的十一,春节长假集中拍摄。总共历时两年多的时间。因时间和拍摄技术关系,仍然有一些很好的元素标本未能得以拍摄,但是选出的照片仍然是比较全面和有代表性的。
我并不擅长复杂的后期制作。这些照片全部都是采用色温标准的影室灯,前期即设定了精确的手动白平衡。后期制作也是在颜色标准的监视器上进行,没有对色彩准确性进行破坏性改动。所以每张照片都力求准确展示元素本色,一些金属色调之间微妙的差异也得到了忠实的表达。(当然,需要您也用色彩准确的显示设备观看)
但是,由于本人棚拍经验不足,具体技术也是在多次拍摄过程中逐渐摸索的,很多细节技巧也是最后几次拍摄才发现和应用,因此不专业的瑕疵也是难免的。希望大家包涵。照片已经全部拍摄完毕,所以我会尽量快速更新。但是受制于文字的编写速度仍然无法确定何时能够完成,希望大家轻插楼,尽量在楼中楼中回复。(我会在每层回复中贴一个元素)
最后声明一点,全部照片都由我本人拍摄和制作,版权所有,未经书面正式许可不得转载或进行任何其他用途。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 17:18:00 +0800 CST  
1号 氢
氢是元素的起点,作为最轻,最早诞生的元素,氢是其他一切元素的原料。在地球上,氢具有独特的化学性质,可以与大部分元素组成化合物。



氢气
氢气在放电时形成独特的粉色辉光。氢气是密度最小的气体,可用来填充气球。然而它也具有很高的可燃性,可以与氧气混合后在一个很大的浓度范围内爆炸。




重水
氢在地球上绝大部分是以水的形态存在的。而氢的质量数为2的同位素——氘也存在于天然水体当中。别的元素同位素之间大都具有难以分辨的相同物理化学性质,而氢的同位素之间质量有成倍差异,导致氘的化合物与氢-1之间差异较为明显。比如重水具有显著不同的熔沸点,密度,以及离子积常数等。


安瓿中的重水
氢的原子核具有磁矩,利用此性质发展出了核磁共振这一用途极其广泛的技术。而氘原子具有不同的核自旋,不会干扰核磁共振对普通氢原子的检测。所以重水常常用于核磁共振的样品溶剂。


氚气发光管及其制成的钥匙链
氢最重的同位素氚是一个β放射性核素,它的半衰期长达12.43年而粒子的能量却很低。如果在玻璃管中充以氚气,再加上管壁的荧光物质,就可以制成这种夜光的发光管。氚是目前最便宜的放射性人工核素,所以这种发光管广泛见于各种夜光钥匙链和夜光手表。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 17:33:00 +0800 CST  
2 氦
氦是世界上第二轻的元素,也是宇宙中丰度第二高的元素。在太阳这样的恒星中,持续发生着氢聚变为氦的反应,放出强大的能量来维持恒星的发光。然而在地球上,氦却不是一个原生的元素,因为氦无法和任何其他元素组成稳定的化合物,也就无法存在于地壳当中。目前大气中含有的少量的氦,是地球上的放射性元素衰变的α粒子变成的,α离子就是氦-4的原子核。







氦气
氦气放电时可以形成多种颜色的辉光,依据压力的不同可以呈现桃红色直至橙色。
氦气的密度也非常小,而且呈现完全的惰性,更常用与气球和飞艇的填充。声音在氦气中传播速度比空气中快很多,人吸入氦气后,说话声音会因为谐波改变而变得很滑稽。




玻封氦气放电
用电火花检漏器引发的氦气辉光,呈现桃红色。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 17:43:00 +0800 CST  
3 锂
我们来到了元素周期表中第一种金属——锂。它也是最活泼的金属一族——碱金属的第一位成员。金属通常定义为具有金属光泽、具有导电性、传热性和延展性的元素。这是由金属共同的金属结构——金属晶体所带来的性质。





金属锂
金属常常给人以沉重的感觉,然而锂却可以用轻如鸿毛来形容。实际上如果不算具有中空结构的鸿毛或气凝胶之类物质,锂就是密度最小的固体。甚至在液体中,也只有液态氢和液态氦的密度能比他小。




废旧大型笔记本锂电池
锂最常见的用途就是制成锂电池了。这种电池容量大,可循环多次充电,成为如今一切电子产品的能源。不过随着轻巧型的笔记本和平板电脑的流行,这种大型的笔记本电池已不常见。

相机锂电池
和其他电子设备一样,相机显然也使用锂电池来供电。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 17:54:00 +0800 CST  
5号:硼
硼是一种非常令人感兴趣的元素,他具有丰富多彩的化学。在生活中,硼砂偶尔会作为药品用到。前几天,陕西绥德出现了一起误食硼砂中毒致死的案件,让我们领教了化学危险的一面。



硼晶体
结晶状态的硼,是一种灰黑色略带金属光泽的固体,脆而硬。



无定形硼
和结晶形态的硼不同,无定形硼可以呈现黄色到棕色等不同的色调。这块硼的表面析出了细小的白色颗粒,我也无法解释……

粉末状的晶体硼
如果对着光轻轻旋转这个瓶子,就可以看到它反射的点点星光。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 18:36:00 +0800 CST  
6号:碳
一说到碳,那真是千言万语也不能说清。碳平时一副黑呼呼的样子,平淡无奇,而一旦形成了化合物却又丰富得令其他元素望尘莫及。以至于我们要专门发明一个学科来研究它。碳不仅化合物丰富,单质相比其他元素来,也是与众不同。新型的碳单质例如石墨烯,碳纳米管的性质还在不断地发现,必将在日后大放异彩。



光谱纯石墨棒
石墨是一种质地极其软的矿物,可以像铅笔一样在纸上写出字来(好吧,其实铅笔就是石墨制造的)。它还具有耐高温,耐腐蚀,易加工等诸多优点,具有广泛的用途。天然出产的石墨已经不能满足工业的需要,像这样的石墨棒产品都是人工制造的。


天然金刚石与人造金刚石
碳是如此独特,世界上最软的矿物和最硬的矿物它都要占上。金刚石具有立方晶系的结构,无论是天然还是人工金刚石,这种正八面体形状的结晶都是非常常见的。


富勒烯C60
C60是1985年新发现的碳的同素异形体。碳原子呈现足球的五边形与六边形交替拼接的球状分子。纯的C60是一种深紫色固体,它能溶于苯等溶液而形成美丽的紫色溶液。C60的发现开创了一个全新的领域,让人见识了碳元素无尽的可能性。


石墨立方体
可以用于比较石墨与其他物质的密度



小石墨立方体


碳纤维管
碳纤维材料是目前工业上广泛利用的材料,它质轻而具有很高的强度,广泛用于各种结构。我们生活中也常常见到它,例如某些羽毛球拍。


石墨板
上面刻有这个元素的性质

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 19:09:00 +0800 CST  
7号:氮
如果说上面一个元素碳构成了生命的骨架,那氮就是令这骨架活跃起来的重要一环。氮所形成的氨基酸和蛋白质是如今大部分生命的基础结构。我们每年大量地生产氨等产品制成化肥,维系着我们赖以生存的农业。在自然界,空气中的氮气也经由闪电时形成的氮氧化物以及某些植物根部的根瘤菌而被植物吸收与利用。



氮气放电管
依照压力和温度的不同,氮气放电可以呈现橙色至紫色之间的多种不同色调。


氮化硅陶瓷小球
氮化硅是一种重要的陶瓷材料,它耐磨,光滑而且坚硬无比。像这样的小球是用在高级滚珠轴承当中的。


奶油发泡用“氮气弹”
奶油发泡枪使用的气弹,俗称为氮气弹但是里面其实并不是氮气,而是液化的一氧化二氮。一氧化二氮俗称笑气,除了用在食品当中,还是一种麻醉剂。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 19:31:00 +0800 CST  
8号:氧
氧气是维持我们呼吸的必须元素,也是燃烧、氧化的助燃剂和氧化剂。氧不仅是地壳中最丰富的元素,同时也是人体和绝大部分生物中最丰富的元素。其主要原因就是生命之源——水,是氢和氧组成的化合物,为生命活动提供了溶剂。



氧气放电管
氧气放电形成青白色的光芒。


保健用氧气瓶
健康的人只需要呼吸空气中的氧气即可获得足够的氧供应,而一旦出现缺氧,如心肺功能衰竭、一氧化碳中毒等,就需要高浓度的氧气来进行抢救和治疗。某些商家推出这种声称具有保健作用的瓶装氧气,容量只能够吸几口的。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 19:46:00 +0800 CST  
9号:氟
氟是非金属界的一员悍将,它的单质具有极高的反应性,而且常温下就可以与很多看似惰性的物质起反应。要保存和展示氟,很长世间都是困扰元素收藏爱好者的一大难题。



呕吐石
德国巴伐利亚州的一处萤石矿,出产一种主要成分是萤石的独特矿物。它与普通萤石不同,是呈现很深的颜色。当这种呕吐石被砸碎或掰断时会发出一种难闻的恶臭。一百多年来,人们都在寻找这种奇怪气味的源头。直到2012年,一位德国化学家用F-19核磁共振确凿无疑地证明呕吐石含有单质状态的氟。之前,科学家普遍认为氟这样活泼的元素是不可能以单质状态存在于自然界的,此次发现又一次证明:大自然永远存在着很多人类所不了解的奇迹。


封装着氟气的石英管
氟气常温下反应性极高,用普通的玻璃器皿无法保存氟气。这只石英安瓿里封存着干燥的氟气,用氦气进行了稀释。然而我们还是可以看到这只石英管内有被腐蚀的痕迹。也许再过一些时间,这只石英管就不再含有氟气了。真是个淘气的元素。


白萤石
萤石的主要成分是氟化钙。它的名字暗示着这种矿石是带有荧光的。不幸的是,这种荧光并非氟化钙本身的性质,而是萤石中的稀土杂质产生的。像是这块萤石毫无荧光性。


聚四氟乙烯实验室用品
聚四氟乙烯具有极高的耐腐蚀性,而且还高度光滑,无法被水浸润。聚集多种优越特性于一身,也就无愧于“塑料王”这一称号了。


使用了Gore-TEX防水材料的登山鞋
Gore-TEX防水织物是用膨体聚四氟乙烯材料制成的防水纤维布,广泛用于各种户外装备和工业设备。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 20:12:00 +0800 CST  
10号:氖
在发光二极管LED成为主流之前,氖气放电所发出的光芒就是城市夜景的主要组成部分。下面我们就可以看到原因。



氖气放电管
氖气放电所产生的热烈的红色,亮度远远高于其他所有气体发光管。用照片很难体现这种差异。正是由于这种优良的发光特性,再加上可以制成各种形状,氖气灯长期以来都是作为户外招牌文字灯的首选。由于“氖气灯”这个名字不够动听,它的中文名字被翻译成了“霓虹灯”


氖气瓶放电
和放电管一样,氖气的红光是如此的热烈与明亮,远远盖住了其他其他的光芒。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 20:36:00 +0800 CST  
11号:钠
实验党最爱的金属。在本吧有一个传统,那就是差不多所有金属钠最终的宿命都是入水……这个实验是如此的迷人。这也从正面反应了钠是一种非常活泼的元素。



保存在液体石蜡中的金属钠
钠的质地非常软,可以用刀很容易地切开,其硬度就和太妃糖差不多。切开后的钠会露出银白光亮的本色。(一般当你看到这个景象后,不出5分钟,这块钠就要入水了)


玻封钠
以氩气保护,可以长久保持金属光泽的钠。




海盐结晶
氯化钠以极其丰富的含量存在于海水当中。同时也是我们人类赖以生存的食品和调味料。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 21:14:00 +0800 CST  
12号:镁
镁是一种银白色,质轻的金属。我们生活中常常可以见到镁合金的制品。粉末状的镁燃烧起来会有明亮的光辉,常常用在烟花当中作为主要的发光剂。



一块镁
良好体现了镁的色泽、密度的标本



镁结晶
以玻封保护的镁结晶,保持着完美的白色光泽




镁带
有一定年头的镁带,颜色都发黑了


镁棒
光亮的机器加工镁棒


镁立方
所有这套元素立方体中,最轻的一个,体现了镁轻盈的身材


小号镁立方


镁合金制成的平板电脑外壳及支架
这台平板电脑背后的支架使用薄如纸张的镁合金制成的,但它仍然能够稳稳地支撑平板电脑。镁合金以其优良的性能广泛地用在消费类电子产品的外壳方面。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 21:34:00 +0800 CST  
13号:铝
铝是产量最高的有色金属,在20世纪期间,铝的产量以极快的速度超过了铜。如今铝合金大量用在各种结构金属;纯铝也广泛用于输电线的制造。铝是如此的常见,充斥着我们生活的方方面面。



铝圆柱
一大一小,十分可爱。铝的密度小,具有一定的强度,耐腐蚀,还十分便宜。


高纯铝制成的圆盘
铝具有极高的反射性,可以形成非常光亮的表面。现在许多镜子是由铝制成的。


氢氧化铝试剂
这是一种两性的物质,既可以溶于酸也可以溶于碱。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 21:52:00 +0800 CST  
14号:硅
昔日,硅组成了我们得地壳,而在今日以硅为基础的集成电路芯片改变了整个世界。正是借助硅的帮助,才让我的照片能够跨越网络,直接与大家分享。





单晶硅的切片
单晶硅经过纯化,可以生长为巨大的晶体圆柱。再切成圆片就成了半导体工业常说的晶圆。电脑芯片等超大规模集成电路就是在晶圆上制造出来的。这项技术就如同魔术一半,把数亿晶体管集成在一片芯片上,构成了我们今天千千万万的电子产品。从手机到电脑;显卡到数码相机,我们着实生活在一个硅的世界。

多晶硅
从硅石中提炼出来的,尚未单晶化的多晶硅。除了制造芯片以外,多晶硅也用于液晶显示器等产品中。


硅片
纯度高达11N(99.999999999%)的单晶硅片制成的刻有元素性质的元素片。


硅石
硅石是构成我们地壳岩石的最常见矿物之一。硅石的成分是二氧化硅。结晶状态的硅石也称为石英。这块岩石外表平淡无奇,切开后显现出内部的石英结晶洞。大型的结晶洞被称为聚宝盆,在风水学上有特定的用途。


玛瑙刀
玛瑙的主要成分也是二氧化硅。它的硬度相当高。像这样的玛瑙刀是用来抛光银器的。玛瑙制品还常常制成研钵等实验室用品。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-08 23:16:00 +0800 CST  
15号:磷
如果说氮构成的蛋白质是组成生命的砖块,含磷的DNA就是生产这些砖块的密码。磷对生命的重要程度不亚于氮。然而,单质状态的磷常常与毒性、燃烧等危险联系在一起。



白磷
白磷是磷最基本的单质,其分子是排列为四面体的锥形P4形式。该分子有很大的张力,使得白磷具有极高的反应活性。如果置于空气中很快就会自燃起来,甚至在水下只要供应氧气,白磷都能够继续燃烧。保存白磷的瓶子水面上方通常都有一层雾状的感觉。


红磷
相较白磷,无定形态的红磷更加稳定,在空气中不会自燃


火柴
火车盒的侧面涂有红磷,而火柴头中含有氯酸钾等物质,两者一旦相互摩擦就会燃烧起来。而单独摩擦两者则并不会着火。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-09 11:36:00 +0800 CST  
16号:硫
硫是一种自古以来就发现的元素,在中国古代它也被称为硫磺,是黑火药的主要成分之一。在现代,硫的氧化物是人们非常厌恶的大气污染物之一;同时硫酸等产品又是人们所必需的重要工业品。



自然硫
硫和氧一样,因生物的作用而大量地以单质形态存在于自然界。特别是火山周围。世界上很大一部分硫的来源是开采自这种天然硫矿。


结晶硫
将硫溶解在二硫化碳中,再以水溶液制取晶体类似的方法制成的人工硫晶体。


升华硫
很细的淡黄色粉末,是实验室常见的试剂。同时,它对付某些寄生害虫有奇效。硫磺香皂和硫磺软膏常常用来治疗疥虫感染;在养蜂过程中也有重要的用途。


工业级的硫酸
硫酸是当今无机化工的主要产品,无数的产品制造过程中都会用到硫酸。浓硫酸是一种黏度很高的无色液体。这瓶硫酸是工业级的硫酸,略微带些颜色而且有杂质悬浮。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-09 11:51:00 +0800 CST  
17号:氯
氯是与我们生活息息相关的元素,无论是每天摄入的氯化钠,还是需要氯气消毒的自来水,到我们常用的84消毒液,洁厕灵都离不开氯元素。单质状态的氯是一种具有极强刺激性的黄绿色气体,是一种典型的卤素单质。

氯气
氯气的黄绿色,在白色背景之下非常显眼


玻封液氯
氯气的临界温度很高,高于常温。因此在加压状态下,常温也能呈现液态。液态氯是一种黄色的液体。


有一定年头的盐酸试剂
氢氯酸——氯化氢的水溶液是一种非常常用的非氧化性强酸。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-09 16:48:00 +0800 CST  
18号:氩
氩是地球上最丰富的稀有气体元素,在大气中的含量高达0.9%左右。氩气常常用作惰性保护气体。地球上的氩,大部分是由钾-40经过电子俘获衰变而来的。

氩气放电管
氩气放电呈现难以描述的紫色与白色的混合


氩气瓶电火花放电
当电火花捡漏器接触到氩气瓶子上的时候,整个瓶子内会产生如天上白云般的辉光花纹,颜色也是天空般的蓝色,同时还伴随着淡紫色的道道闪电。这种景象在所有稀有气体电火花放电中是最美的。


红酒取酒器气弹
这种装满压缩氩气的气弹是用在一种独特的红酒取酒器上面的,这种取酒器用一根细针插入红酒瓶中,然后打入氩气,利用压力将红酒从瓶中吸出。这样既没有开瓶,冲入的惰性氩气也不会影响红酒的口味。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-09 17:00:00 +0800 CST  
19号:钾
钾这个元素的中文名含有“甲”字,据说是因为翻译的时候,钾的活动性位于金属之首,所以冠以“甲”字。虽然现在钾并非活动性排名第一位,但是钾高度的反应性还是令人印象深刻。化合物状态的钾是动植物必须的营养素,各种农作物都需要钾肥才能正常生长。

金属钾
金属钾比钠更软,切开的手感就如同切豆腐一样。刚刚切开的表面非常光亮,单只需要几秒钟的时间就会失去光泽,以至于用相机拍下来都不是那么容易。放置时间更久之后,钾的表面会变成紫色,进而接近黑色。


低钠盐
过量吃盐被认为是易于形成高血压的危险因素之一。然而盐(氯化钠)是咸味的唯一来源,不少人忍受不了低盐的清淡口味。这种低钠盐中用25%的氯化钾代替了氯化钠。氯化钾的味道也是咸味的,只是略微淡一些。用低钠盐来代替食盐,就可以达到不减少加盐的前提下,减少摄入钠的效果。

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-09 19:11:00 +0800 CST  
20号:钙
金属钙是一种非常轻的金属。它的密度甚至比同族的铍和镁还低。但是钙的强度略有不足,而且在空气中不耐腐蚀性,以至于我们很少见到钙做成的东西。但是钙是构成骨骼的重要元素,也是维持人体生理活动的必须元素,我们每个人每天都需要摄入相当多的钙。最主要的来源是牛奶,酸奶,奶酪等奶制品。



钙粒
保存在石蜡油中,仍然保持着金属光泽的钙粒。用来制取氢气非常方便,只要加水就可以了。


玻封结晶钙
保存在氩气环境中,漂亮的钙晶体


大块金属钙
很大一块金属钙,也许是用在工业用途当中的。


玻封钙粒
非常美观的钙标本


钙片
用于治疗和预防骨质疏松的钙片,每一天一片,骨骼更强韧,一片顶过去五片(咦

楼主 輔子徹  发布于 2015-03-09 19:21:00 +0800 CST  

楼主:輔子徹

字数:18389

发表时间:2015-03-09 01:18:00 +0800 CST

更新时间:2021-03-19 19:11:26 +0800 CST

评论数:963条评论

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