2 历史上发现最早的金属——铜
人类最早制造工具的原料是石头,历史上称之为“石器时代”。接着,人们发现了铜并发明了炼铜术,于是铜便取代了石头用以制造工具,历史上称之为“铜器时代”或“红铜时代”。继之,人们又发现了炼制铜与锡的合金——青铜,大量用青铜器制造工具,故历史上称之为“青铜时代”。
据章鸿钊著《中国铜器铁器时代沿革考》考证,在距今近五千年的炎黄之世,我们的祖先已开始使用铜器。早在黄帝的时代便会铸青铜鼎了。夏禹时,用青铜铸造了九个很大的鼎,象征着九州大同。到了殷代,我国冶铸青铜的技术已很发达了。我国考古工作者于1939年在河南安阳武官村发掘出的殷代巨鼎,高达133厘米,横为110厘米,宽78厘米,重875千克,内壁的一方有铭文——“司母戊”三个大字。这便是著名的青铜祭器——“司母戊大鼎”。
我国铜器时代,铜除了被大量用于制造工具外,还主要用于兵器制造,直到距今近3000年的周代,冶炼铸造铁术发明后,铜与青铜才逐渐被铁所取代,从而进入“铁器时代”。
铜(Cu)是一种紫红色金属,延展性和导热性强,导电性好,硬度2.5~3,20℃时密度为8.96克/厘米3,熔点1083℃,沸点2567℃。铜的这些性质以及容易与锌、铅、镍、铝和钛组合成合金的性能,因而被广泛应用于电器、机械、车辆、船舶工业和民用器具等方面,是现代工业、农业、国防和科学技术不可缺少的有色金属。例如,铜用以制作电线、电缆、电机设备;无氧铜制造超高频电子管;黄铜制造枪弹和炮弹;白铜(铜锌镍合金)用以制造航空仪器的弹性元件;锡青铜用以制造轴承、轴套等。铜的化合物在农业上用来作杀虫剂和除草剂。铜还是制造防腐油漆的主要成分。
纯铜富有延展性,像一滴水那么大小的纯铜,可拉成长达2千米的细丝,或压延成比双人床还大的几乎透明的箔。
黄铜中加入锌,可以提高机械强度和耐腐蚀性。黄铜敲起来音响很好,常用以制作锣、钹、铃、号及风琴、口琴的簧片。
青铜是铜与锡的合金,因色青而得名。我国古代的镜子便是用青铜做成的,故称之为青铜镜。唐太宗李世民说:“人以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以见兴替;以人为镜,可以正得失。”这“以铜为镜”便是指青铜镜。
铜元素也是人体必需的元素,一个成年人每天约需吸收5毫克的铜。如果进入人体的铜量不足,将会引起血红素减少与患贫血症。在人体中,铜主要聚集在肝脏及其他组织的细胞中。瘤细胞中含铜量极少。孕妇的血液中,含铜量比一般人高出一倍。植物同样需要少量铜,铜化合物如硫酸铜,是微量元素肥料——铜肥。铜肥施于沼泽地区,能显著提高作物产量。
人体所需的铜主要来自食物,例如1千克谷物中,含铜5~14毫克;1千克豆类,含铜18~20毫克;1千克瓜类,含铜30毫克;1千克面包,含铜3~5毫克。在食物中,含铜最多的是牛奶、章鱼、牡蛎等。
在化学上,常用无水硫酸铜来鉴别有机溶液中是否含水。例如,判断酒精中是否含有水,只需放进一点无水硫酸铜,如果硫酸铜变蓝了,表明这酒精中含有水。
在农业上,硫酸铜是无机农药。常将硫酸铜与石灰混合配成波尔多液,用以杀菌。
铜在自然界中,主要呈硫化物及其类似化合物和铜的氧化物、自然铜以及铜的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐等矿物,约有280多种。主要含铜矿物有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、方黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿、赤铜矿、黑铜矿、孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石、水胆矾、氯铜矿等。
近年,我国兴起观赏石热,造型美观的孔雀石已成为观赏石及工艺的珍品。