我们的星球多大年龄 ？ 可惜地球没有保存自己的“ 出生证 ”，而且它还想尽办法隐藏自己的年龄（就像半老徐娘一般 ）。几个世纪以来人们始终在猜测和追问。如果我们相信圣经所说，地球的历史则相当短，大约 6000 年。但现代的科学认为地球的年龄是 45 亿年左右。

支持的证据来自古老的山川岩石。南非德兰士瓦地区的岩石被认为是地球上最古老的岩石之一：大概在 34 亿到 35 亿年前。1966 年新西兰科学家麦克格雷格在格陵兰岛爱莫瑞立克峡湾发现了更古老的岩石，比南非岩石还古老 5 亿年。这些事实是通过铷 — 锶定年法得到的，这个定年法是什么？

早在 20 世纪初，伟大的英国物理学家欧内斯特 ·卢瑟福用放射性测定的方法确定了矿物和岩石的年龄，而放射性现象几年前刚刚被发现。卢瑟福的观点是，地球物质中放射性元素持续释放一些粒子，这些元素自己也衰变成其他元素。有趣的是，这个转变过程与周围温度、压力或者任何因素都无关。每个放射性物质都有自己的半衰期，就是放射性元素原子核半数发生衰变所需要的时间。有些元素的半衰期很短，只有几百万分之一秒，有些却要几十亿年。

而“ 长寿冠军 ”铷 -87（占地球上铷总量的 28%）的半衰期是480 亿年。铷 -87 持续缓慢释放电子，衰变成更加稳定但原子量仍是87 的锶同位素，然后停止衰变。因为自然状态下该同位素和锶 -88、 86、84 的比例是固定的，我们因此不难判断一块岩石中多出来的锶 -87，就是由铷 -87 衰变而来的。通过计算多出来的物质量，我们就能够判断元素衰变的时间，从而判断岩石的年龄。铷 — 锶定年法使得科学家能判断格陵兰岛上史前岩石的年龄，同样的方法也证明世界上最高的山 —— 喜马拉雅山脉实际上比我们当时知道的更年轻。很长一段时间，科学界都普遍认为中亚的山峦形成于几亿年前。一些日本科学家仔细研究了喜马拉雅山脉的岩石样本，通过铷 — 锶定年法他们得出结论：这个地区经过了两次强烈地质构造挤压。第一次形成了喜马拉雅山脉的基础，大约在 4.5 亿到 5 亿年前，第二次发生在 1500 万年前，形成了地球上最高的山峰。

其他还有碳测年法、铀氦测年法、铀铅测年法、钾氩测年法等。不过针对大时间尺度的测量，铷锶测年法仍是最佳选择。铷只能帮助我们大概测量地球的年龄。但铷是什么时候被人发现的呢 ？ 答案却是毫不含糊的。铷是 1861 年由两位杰出的德国科学家发现的，他们是罗伯特 ·本森和古斯塔夫 ·基尔霍夫。在这之前，他们在 1859 年发展了光谱分析的方法，一年后又发现了铯元素。当他们继续用分光镜分析矿物光谱时，注意到一种锂云母的光谱中出现了两条不熟悉的深红线。这意味着这批矿里发现了新元素。他们称之为铷（铷的拉丁词根意思就是深红 ），这名字实至名归。不过红宝石是红的，铷却像很多金属一样，有一种银白的色调。铷非常轻（比镁还要轻 ），软得如蜡一般。在热的地方，这种金属不容易保存：它的熔点是 39.3 摄氏度。所以到了炎热的南方，它可以顷刻间熔化。为了说明它的性质，我们还需要强调铷的一个特点：铷蒸气会让炉火呈现紫色。

1863 年本生是第一发现金属铷的人。不过发现过程却费尽心机。这位化学家要“ 蒸熟 ”整整一片“ 湖泊 ”，也就是 40 立方米的黑森林矿泉水，在这些水里他发现了铷。但这只是个开始。从浓缩的水溶液中，科学家只是得到了一堆包含钾、铯和铷的氯化物，需要把三个“ 难舍难分 ”的元素分开。利用高溶解度钾化合物，本生反复完成部分结晶分离了钾。然而分离铯和铷就更困难了，本生最后解决了这个难题，他利用炭黑还原铷的酒石酸盐，得到了铷金属。

25 年后，著名俄国化学家尼古拉 ·別基托夫提出可以通过铝粉还有铷的氢氧化物的方法得到金属铷。他给一个铁缸装上一个出气管连接在冷却器上。铁缸加热后引发了剧烈反应，伴随着氢气和铷升华物释放到冷却器里。別基托夫写道“ 铷升华物慢慢地，像水银一般流动，因为整个管子里充满氢气，它仍保持着金属的光泽。”今天提炼这种金属的方法是在真空设备里把金属钙加热到700 到 800 摄氏度，然后还原氯化铷得到。

尽管从铷化合物中提取纯金属着实不易，但要储存它就更为艰难。“新鲜 ”的金属必须封存在特种玻璃做成的真空试管里，或将里面充满惰性气体。有时这个“ 监牢 ”是一个金属瓶，里面充满脱水煤油或者石蜡油。只有这样铷才能储存很久，但为什么条件如此严苛？

问题就在这个“ 犯人 ”实在很不听话。释放它就好比从魔瓶中放出邪恶的妖怪。在金属家族里，铷的反应活性仅次于它的“ 老大哥 ”铯。一旦与空气接触，立刻燃烧产生亮紫色火焰，并转化成铷的超氧化合物。这种火焰不能用水来浇灭，否则铷可以和水剧烈反应，甚至产生爆炸，铷与水反应产生的氢气也会燃烧。而且无论液态的水，还是固态的冰，铷的反应都一样。正如矿工的镐锤，铷可以穿过冰晶。除非是零下 108 摄氏度的永久冰才能“ 平息事态 ”。铷的氢氧化物作为反应的产物也耐不住性子要展示一下自己的本事：可以立刻破坏盛放它的玻璃器皿。在 300 摄氏度高温条件下，铷可以迅速腐蚀玻璃，“ 毫不留情 ”地把硅元素从其氧化物和硅酸盐中剥离出来。所以铷必须存放在“ 牢不可破 ”的特制玻璃器皿里。铷的“ 暴烈行为 ”是由它的原子结构决定的。和很多碱金属一样，最外层只有一个价电子。和锂、钠和钾原子不同，铷原子这个价电子离原子核距离比较远，很容易被其他物质的原子吸收（只有铯原子更容易放弃外层电子 ）。在光照情况下，铷很容易放出电子。这个特性被称作“ 光电效应 ”，许多金属都有这个效应，但铷和铯的光效应最强。光效应之王的铯今天广泛用在光电池和其他光电设备中。不过不久以后，铷可能就会褫夺这个“ 王位 ”了，在自然界里它的储量比铯高出 50倍，最终会让铷在竞争中胜出。除此之外，铷的合金（比如铷碲合金 ）在紫外区域的光敏度比铯合金表现得更优异。在光电阴极选择中，这个特点显得十分重要。另一个铷的应用领域是有机化学，铷金属盐可以用作反应催化剂。早在五十年前碳酸铷就用于合成机油制造。今天更是甲醇、高级醇、苯乙烯和丁二烯合成过程中不可或缺的成分，这些都是人工橡胶的制造原料。今年以来铷还被用于加氢、去氢、聚合变化等有机合成过程。与钠和钾化合物不同，有了铷作催化剂，反应可以在相对低温和低压条件下发生。另外一个铷催化剂的好处是它不受硫黄的影响，硫黄是许多催化剂的祸害。

美国化学家发现酒石酸铷对炭黑的氧化过程可以起到催化作用，大幅度降低反应温度。“ 了不起啊 ”，很多人会这样认为。但那些努力寻找新的航空燃油的科学家却不这么乐观，他们还有一些顾虑。一些铷的化合物拥有半导体性质，另外一些拥有压电性。这些新的性状逐渐引发了科学家和技术人员的兴趣。

你可能要问，怎么讨论的都是铷的运用前景，而不是已有的实际应用。确实铷和那些“ 辛勤劳动 ”的金属如铁、铝、铜和钛还无法相提并论。这可以从铷的生产状况看出，把所有生产铷的国家凑在一块，一年的产量也不过几千克而已，因此在国际市场上价格不菲。

除了我们所提及的用途以外，少量的铷化合物还可以用于分析化学领域，类似锰、锆和贵金属试剂。在医学领域，它可以用于制造安眠药和镇静剂，治疗癫痫等。铷盐可以制造对红外线透明的特殊光学材料。铷也是冷光灯和阴极射线管制造过程中的重要成分。在一些真空设备中，铷也起到吸气作用。在磁性传感器制造、时间和频率标准制定方面，铷起着活性物质的作用。

不久之前，一家德国电子工程公司发明了一个铷设备，可以控制许多欧洲塔楼里的古老钟表的走时。虽然他们仍钟声嘹亮，但作为计时器确实不太靠谱。这些新的设备 — 一个原子频率标准 — 保证了大钟走时准确。（24 小时误差只有百分之几秒 ）

当然在原子物理、激光工程和空间导航方面对计时的准确要求更高，24 小时的误差不能超过几百万分之一秒。这个任务现在由苏联的铷同位素原子钟来完成。原理是某个化学元素只能吸收或辐射一定光谱线频率的能量，不同的元素的频率数值是固定的，取决于其原子结构。因此原子钟比石英钟表的准确性高出几个数量级，石英表是依靠石英管震动计时的。原子钟的准确可以这么形容：如果从世纪元年计时开始，到现在这个钟只错了 1 秒而已。可以肯定地说，在未来的日子里铷的运用一定大为拓展，其产量也会大幅提高。自然界铷的储量是充足的，比铬、锌、镍、铜和铅的储量都要大。

当然因为它是微量元素，所以开采有一定困难。尽管很多山川岩石中含有铷，但它没有形成自己的独立矿藏，更不要说大型储矿。一般情况铷和其他碱金属混在一起，它和钾很难分离。除了前文提到的锂云母，还少量存在于光卤石中（大概只有千分之一到万分之一 ），因此可以同其他元素一起被开采。自然界里的光卤石几乎是取之不尽的，因此被认为是采集铷矿最有前景的方案。

早在十五世纪，在乌拉尔森林里崛起了一个城镇，叫做索尔 ·卡姆斯卡娅（意思是卡马河的盐 ）。今天索利卡姆斯卡娅已经成了一个重要的化学工业中心。这里有丰富的光卤石、钾石盐和其他钾盐储藏。钾石盐看着像大理石，但有很多颜色：或白如雪，或彩如虹，展现出从亮粉到深红，从灰白到靛蓝的多彩变化。这种矿物（氯化锰 ）混合在无色透明的氯化钠（食盐 ）晶体之间，衬托在黑色的背景上。可食盐怎么会变黑呢 ？ 因为这些食盐经过放射性铷 -87 同位素照射，被“ 点盐成墨“。

铷盐在海水、湖水中存在。黑海的敖德萨湖中就溶解了不少的铷。不过在里海中含量更高。很多的植物品种中也可以发现它，比如海带、烟草、茶叶、咖啡豆、甘蔗、甜菜、葡萄和柑橘类水果。

我们即将结束铷的故事，让我来讲个笑话结束这一章吧。几年前一份著名报纸登载了一篇文章，题目是“ 保护你的男人！ ”根据苏联百科全书，我们不仅要保护，而且要珍视他们。因为男人血液中的铷比女性高（男人是 0.00032%，女人是 0.00028%）。

著：［苏联］S. 维涅茨基

译：  邹悦

审校：吴尔平 范胜男

主编：赵致真

来源: 长江少年儿童出版社