你聽說過伊特比(Ytterby)嗎?這是一個位於瑞典的小村子,它看起來平平無奇,大概會是那種除了當地人很少有人知道的地方。但是,這裡其實是一個化學界的聖地:有七種元素的發現都源於這裡,其中直接用伊特比命名的化學元素就有多達四種。
(伊特比礦的元素發現紀念牌。圖片來源:Uwezi,Wikimedia Commons)
發現元素的故事要從當地的伊特比礦場講起,這本來是當地人開采長石的地方,長石雖然不是什麼稀有的礦物,但它可以製作瓷器,市場需求還是很多的。1787年,化學家Carl Axel Arrhenius在這個礦場發現了一種奇怪的、沉重的黑色礦石,他把這些石頭命名為「ytterbite」(註:後來名字改成了Gadolinite,即矽鈹釔礦),並將樣本送到了他的朋友化學家Johan Gadolin那裡。Johan Gadolin從這些礦石中首先得到了一種新金屬元素的氧化物——氧化釔(Y2O3)。這是人們所知道的第一種稀土化合物,釔的命名就來源於伊特比,它被叫作Yttrium。
在此之後,研究者們又陸續從伊特比的礦石中分離出了更多新的稀土元素。其中有四種元素的名字都是直接取自伊特比:釔(Yttrium)、鐿(Ytterbium)、鋱(Terbium)和鉺(Erbium)。(命名方式大概就是從Ytterby裡截取了不同的片段吧,感覺是夠懶的……)
新的元素還在發現,還繼續用Ytterby的幾個字母實在不太合適,於是化學家們終於放棄了這種命名方式……其他通過當地礦石發現的元素分別獲得了這樣的名字:鈥(Holmium),來自斯德哥爾摩的拉丁名字Holmia;銩(Thulium),來自Thule,斯堪的納維亞地區的一個古希臘名;鈧(Scandium),來自斯堪的納維亞(Scandinavia)。
這些元素的發現十分重要,它們不僅完善了元素周期表,而且各種稀土元素在後來都發現了相當重要的用途。例如著名的「高溫超導體」(註:高溫是相對的,意思是有液氮冷卻就夠了)釔鋇銅氧,其中就含有在伊特比發現的釔元素。
一個小村子為什麼能帶來這麼多新元素發現?這其中自然有一些巧合,但也與稀土元素的特性有關。稀土金屬元素在自然界常常結伴出現,而且它們彼此之間分離比較困難,所以從同一個地方的礦石裡就可以持續地分離發現新的元素。
如今,伊特比礦場早已廢棄,不過在當地還是留下了一些元素發現的紀念。比如美國材料信息學會(ASM International society)設立的紀念銘牌,以及用元素命名的道路。如果有機會的話,也可以去那裡看看(雖然可能也並沒有什麼可看的_(:з)∠)_)。
題圖是當地的「鋱路」(Terbiumvägen),這條路就在伊特比礦場附近。圖片來源:Uwezi,Wikimedia Commons
本文參考:
http://www.slate.com/articles/health_and_science/elements/features/2010/blogging_the_periodic_table/ytterby_the_tiny_swedish_island_that_gave_the_periodic_table_four_different_elements.html
https://balticeye.org/en/eutrophication/elemental/Ytterby-1/
https://eic.rsc.org/feature/the-most-important-village-in-chemistry/3009670.article