「原諒色」的煙花，是炸了濃縮抹茶嗎？

Katharina M. Fromm講述了鋇和鋇礦石是如何從一個吸引巫師和鍊金術士的神奇發光物種，到成為現代生活中具有關鍵作用的各種各樣的化合物的組分。

1602年，鞋匠、鍊金術士Vincenzo Casciarolo為一種被稱為博洛尼亞石（又名「太陽石」）的礦物而著迷。這種礦石中有細小的發光晶體，當其暴露於日光下後會持續自行發光，這正是它令那些巫師和鍊金術士著迷的原因。

Ulisse Aldrovandi公布了這一現象，但這太不尋常，以至於當伽利略拿著一塊博洛尼亞石向科學家Giulio Cesare Lagalla展示時，他仍然不相信這是真的。通過進一步研究，Lagalla發現持續發光的現象主要發生在經過煅燒後的博洛尼亞石上，並將之記錄在他發表於1612年的De Phenomenis in Orbe Lunae一書中。

博洛尼亞石的發光曾被認為來源於其主要成分重晶石(BaSO4)，但最近發現其實是來自於其中的被一價和二價銅離子所摻雜的硫化鋇。

1774年，瑞典化學家Scheele在石膏中發現了氧化鋇；隨後在1808年，Humphrey Davy爵士分離出了一些不純的金屬鋇。到了1855年，本生最終通過電解熔融氯化鋇BaCl2得到了純凈的金屬鋇。

羅伯特·本生丨Wikipedia

此後，第五十六號元素在其它科學發現中繼續發揮著重要作用；大約50多年後，Marie Curie在鐳鋇的混合物中發現了其中更重的原子——鐳。1938年，當Otto Hahn和Fritz Strassmann在用慢中子轟擊鈾的產物中發現鋇的時候，他們與Lise Meitner一起得出了正確的結論：鈾的原子核裂變了。

金屬鋇極易與空氣和水反應，因此在真空管道中用於去除不想要的氣體，從而抑制高壓和防止井噴。曾經神秘的重晶石——鋇及其化合物的主要來源，如今已實現大規模生產（2010年產量超過500萬噸）。

這一礦物在石油工業中作為增重劑用於增加油氣勘探中鑽井液的密度。事實上，鋇正是因其高密度而得名。鋇（Barium）這一名稱來源於希臘語中的βαρ?? (barys)，意為「沉重的」。

來源： DU CANE MEDICAL IMAGING LTD/SCIENCE PHOTO LIBRARY

我們在很多不同的材料中都可以找到重晶石，如相紙中的白色顏料，油漆、塑料和汽車塗料中用於增加平滑度和耐腐蝕性的填充劑。在高密度混凝土和防輻射水泥中也有重晶石的身影，它甚至可以用於醫療。雖然會引起相當的不適，但硫酸鋇確實可以被從消化系統的上下兩個開口中引入人體，以作為X射線掃描的造影劑用於檢測腸胃疾病。

儘管鋇離子是有毒的——會嚴重干擾鈣和鉀的代謝反應，誘發心律失常和顫抖並導致癱瘓；但硫酸鋇的不溶性能確保它可以被安全地攝入。與硫酸鋇形成對比的是，碳酸鋇因其可以溶於胃酸而被用於鼠藥。

儘管鋇具有毒性，但在一些植物中可以觀察到鋇的吸收和積累。綠藻甚至需要鋇才能長得好，但鋇在綠藻生長的具體作用仍不明確。巴西堅果可含有多至1%的鋇，此外它還含一些硒（攝入過量也會中毒），因此食用巴西堅果需要注意適度。

另一個值得注意的鋇化合物是氫氧化鋇。它能用於一個引人注目的演示實驗：將氫氧化鋇和銨鹽（如氯化銨）混合後，它們會發生強烈的吸熱反應，並得到液體 (BaCl2和水)和氨氣；與此同時，放在反應容器下面的水會結冰。

氫氧化鋇作為一種強鹼（pKB 值為–2），可用於在有機合成中水解酯類和腈類；而其納米顆粒可以通過與石膏(硫酸鈣)反應生成硫酸鋇來修復舊壁畫。這一方法發明於1966年佛羅倫薩的一場洪災之後。它被成功地應用於14-18世紀的壁畫的修復，例如修復威尼斯及義大利南蒂羅爾的修道院的壁畫。

毒重石（BaCO3）也是常用的鋇化合物。由硫化鋇和二氧化碳製備而成的這種化合物可以作為釉料成分，當與其它氧化物結合時它還可以展現出獨特的色彩。

其他含鋇的氧化物也表現出引人注目的特性，例如鈦酸鋇（BaTiO3）是同時擁有光折變性、鐵電性和壓電性的陶瓷；YBa2Cu3O7是一種高溫超導體。鹵化鋇被用於製備這些氧化物材料的低溫前體。

在鋇的豐富多彩的應用中，其中有一種用途仍然與鋇最初的引人注目的發光特性息息相關，那就是鋇在焰火中的應用。焰火中鮮明的綠色就是由其中的硝酸鋇和氯化鋇賦予的。

煙花中的鋇鹽能帶來綠色的焰火丨ThoughtCo

原文以Barium bright and heavy為標題

發布在2013年1月24日的《自然-化學》In Your Element上

nchem|doi:10.1038/nchem.1551

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本文首發於：

Nature自然科研（ID：Nature-Research）

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果殼

ID：Guokr42

果殼整天都在科普些啥啊！

嚇得我二維碼都歪了！

哎呀呀呀，我收到你的「好看」啦

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