艾达·塔克与挑战元素周期表极限的金属:铼的发现

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艾达·塔克与挑战元素周期表极限的金属:铼的发现

艾达·塔克与挑战元素周期表极限的金属20世纪初,发现一个新元素是一项需要非凡胆识的智力壮举。1925年,一位年轻的德国化学家艾达·塔克——后来以艾达·诺达克之名闻名——做到了。在那个女性鲜有机会进入实验室的时代,塔克发现了最后一个尚未被发现的天然元素之一:铼。

她的发现填补了元素周期表的一块空白,并在数年后,让她预见了一个将改变物理学历史的发现:核裂变。

从拉赫豪森到实验室艾达·塔克于1896年出生在德国拉赫豪森,在柏林学习化学工程,并于1921年获得博士学位。她曾在AEG和西门子公司工作,专攻X射线光谱分析。这段经历为她深入探索物质的微观结构提供了关键的技术优势。

在与瓦尔特·诺达克和奥托·伯格合作期间,塔克系统性地搜索门捷列夫预测的“空白”。他们分析了数百种矿物样本,最终发现了一条未知的谱线:元素75,他们以莱茵河之名将其命名为铼。

数月后,他们成功分离出纯铼,证实了其存在。他们还声称发现了元素43(钨),但科学界未能复现这一结果;后来人们才知道,这种元素只能通过人工方式获得——即现在的锝。

领先时代的直觉1934年,已改名为艾达·诺达克的塔克发表了《论元素93》一文。在仅仅两页的篇幅中,她提出,用中子轰击原子核,可能会使其“分裂成大的碎片”。

这句在当时几乎无人注意的话,是对核裂变的早期描述。没有人重视它。十年后,奥托·哈恩和莉泽·迈特纳才通过实验证实了诺达克曾经直觉到的现象。

铼:一种稀有且耐用的金属铼属于元素周期表第7族。它极其稀有:在地壳中的丰度仅为十亿分之0.7。它不形成独立的矿物,而是在铜和钼的精炼过程中,作为辉钼矿的副产品被提取出来。

其特性使其出类拔萃:

熔点约3,182 °C(仅次于钨和碳)。高密度和耐腐蚀性。广泛的氧化态(从–1到+7)。全球年产量约为60吨,主要集中在智利、美国和波兰。

战略用途航空航天:70–80%的铼用于制造喷气发动机涡轮的超级合金。其稳定性使得涡轮能在超过1,000 °C的温度下运行。能源:铂-铼催化剂改变了石油精炼过程,使得生产高辛烷值的无铅汽油成为可能。高精度领域:用于必须承受高温的热电偶、电触点和灯丝。其稀有性和实用性使其成为现代技术的关键金属。

逆境中的科学在20世纪30年代和40年代,诺达克面临着科学界对女性科学家不友好的敌意。尽管如此,她仍与丈夫继续发表研究成果,获得了李比希奖章,并三次获得诺贝尔化学奖提名。

即使没有得到完全的认可,她的工作在欧洲科学史和女性研究者的可见度上留下了深刻的印记。

铼是一种能抵抗极端温度并在其他金属熔化时仍保持其结构的金属。在许多方面,艾达·塔克·诺达克也是如此。

她的名字曾被遗忘数十年,如今作为严谨、直觉和毅力的象征重新回归。在每一台飞机发动机里,在每一个提高能源效率的催化剂中,都留存着那位逆势而为、看见了不可见之物的科学家的精神。

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