↓↓↓ 一個偉大的俄羅斯科學家

今天在查資料的時候，突然意識到我這樣一個一個材料的跟大家聊有點零散，有點“術”的意思，只告訴大家這個東西“是什么”，對于咱們吃材料這碗飯的行家，我覺得應該談一些 “道”，左思右想，小編還是決定給大家從最基礎最基礎的規律出發，跟大家聊聊我們的材料“大道”，讓大家從整體角度了解“為什么”。

元素周期表，幾乎每個人在初中都學習過，如今再回首看看這張表，是不是覺得有別種感受？這其實是一張藏寶圖！！！元素周期表中118個元素，一般人平常能接觸到的大概不超過20種，從事工業，像粉友們，大概能接觸的到的也就40種不到，剩下了70多種元素，就是一些特殊的工業應用了。但就這屈指可數的元素，卻構成了花樣萬千的世界。

決定一個材料貴賤的因素，首先是它的儲量，接下來是開采的難易程度，再下來是品質的要求，以及使用的必要設備成本。

那么已知的118種元素，誰多誰少？大家參考元素豐度表。

豐度最高的是H，O，C這三個元素，我們喝的水，呼吸的氧氣，植物光合作用需要的CO₂，食用的雞鴨魚肉，蛋奶果蔬，基本都是由C，H，O三種元素構成。獲取它們的價格幾乎是免費的，這是造物主賜予每個人生命最公平的東西。

隨著工業革命， 人類開始使用的石油，煤，化纖，塑料，特種有機材料，各種調味劑，染色劑，感光劑等等這些基于C，H，O 形成了具有一定功能產品，這個時候，我們獲得C，H，O 變得不再免費、廉價了。聰明的人會將這些元素魔術一般進行排列組合，使他不再是糧食，空氣，它們的價值也隨之而增值。而且隨著科技的進步，這種影響會越來越大，儲量對價格的影響慢慢變弱，這就本質上就形成了一種剪刀差，所以即便是非洲，南美洲，澳洲擁有巨大是自然資源儲量，但是它們永遠不會因此而獲得最高的利潤，反觀我們中華家的稀土也一樣，2025的目的就是樣扭轉這種局勢，咱么再不能用賣資源去獲取經濟發展了，必須在自然資源上增添更多”知識”的屬性，提高自然資源資源附加值。

提高附加值的前提就是要了解這才元素的脾氣，小編下面就是給大家講一講，希望對大家今后的工作有所幫助。

首先元素周期表最左邊的第一列，我們稱之為第一主族，也叫堿金屬族(氫)除外，這一族的特性是什么？因為它最外層只有一個電子，所以非常容易失去這個電子，它性格很爆，容易與具有氧化性物質反應。它這特點決定了它們幾乎不會以單質的形式存在于自然界，大家也可以瞄瞄你們的購貨規格書中對純度的要求，有沒有Na，K的含量要求？如果沒有的話，那你可要當心了，Na.K幾乎存在于所有的自然礦物中。那如下是一些主要的應用：

1、固體電池： Li，Na，失去一個電子后，它的原子核會收縮，導致它極易在納米尺度空隙內移動，這也是我們有Li電池、Na電池的原因，為啥不用其它的元素了？這樣想就會很清楚了。之前我們提到的β-氧化鋁就是氧化鋁中摻雜了一些Na ，它就具備了優秀的導電性。而鋰離子電池目前幾乎是固體電池的霸主。

2、高靈敏光電偵測：隨著離子半徑增加，最外層電子越容易脫離，這里必須要提一個物理史上有名的實驗“光電效應”，愛因斯坦也因為這個效應而獲得了諾貝爾獎，原理是啥？就是用一個光子去打堿金屬表面，金屬表面就會逃逸出一個對應的電子，目前工業種有個結構叫做“光電倍增管”就采用了CS作為反應層，稍微有一點光線就會發射電子，然后再給這些電子加速增加能量，繼續撞擊到第二塊CS上，如此這般持續發生鏈式反應，最終一個光子激發出n多個電子，從而實現對微光進行偵測，這也是第一族元素附加值最高應用之一。

3、工業化工品應用，NaOH，KOH，Na2CO3，K2CO3，K3PO4，等等這琳瑯滿目的化工品廣泛的應用于工業，農業等各個行業，這里就不再多講了。

4、著色，主要原理就是外層電子的躍遷導致。當然這個現象也不是只有在堿金屬才有。我們的一些寶石，陶瓷雜色，主要就是某些雜質元素的含量不達標而導致的，反過來為達到某種顏色，我們也可以適當的去添加一些金屬元素。應用最漂亮的地方就是中國逢年過節放的煙花爆竹。

最后給大家講一個普適規律，或多或少可以幫助大家今后的工作。

因為堿金屬族，失去一個電子后，核外電子層就是一個nS²的結構，大家可以把他想想成一個球，很容易移動，所以高強度的陶瓷堿金屬的濃度要嚴格控制;它以離子化合物為主，鍵能不是很大，所以，耐熱材料種也要嚴格控制它的含量；另外由于K，Na的離子半徑很小，容易移動，所以一般介電材料，也要嚴格控制其雜質濃度；因為堿金屬的鹽，基本上都是離子型的，溶解度很高，所以，一般礦物提純的時候，都很難將它們去除到很低含量，意思就是想要控制它的純度，就需要花更多的錢；還是因為它鍵能低，所以它的含量直接會影響到材料是熱膨脹系數。

下一章，小編會給大家講解一下堿土族元素，敬請期待！

作者：青鳥飛魚