元素家族：曾经贵如黄金的铝元素

（来源：科普时报）铝，元素周期表第13号元素，也是地壳中含量最多的金属元素。

铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，位列第三。很难想象，一种含量如此多的金属元素，却因为它对氧的高亲和性，及其氧化物和硅化物良好的化学稳定性，使人们很难得到它的单质，从而使其一度成为欧洲上层社会的奢侈品，价格甚至高过黄金。

凡尔纳在1865年写的小说《从地球到月球》中写道：“这种宝贵的金属具有银的洁白、黄金般坚不可摧、铁的韧性、铜的可熔性，以及玻璃的亮度。它易于被制造，分布广泛，是大多数岩石的基础成分，且比铁轻三倍，似乎就是为了给我们提供月球炮弹的材料而生”。华美的辞藻显示出当时人们对铝制品的喜爱，但其实那时的铝还没有能够实现大规模生产，并不是“易于被制造”。

直到19世纪末，由于发电机的问世，大大降低了电力成本，人们发现了降低氧化铝熔点的方法，使得金属铝的生产变得更容易了，于是铝锭的价格也出现了千倍的跌落，成为人们能够广泛使用的金属材料，铝制品再也不是贵族们显示财富的奢侈品了。到20世纪60年代早期，铝超越铜元素成为世界上最广泛使用的有色金属。

铝的化学性质很活泼，所以地壳中不存在金属铝，一旦通过电解法制备出了单质铝，却比铁更容易防腐。它与氧的亲和性，使其表面生成一层致密的氧化膜，完全不用担心会像铁一样生锈，或者像银制品那样变黑，而且密度很小，是非常好的轻金属材料。常见的铝合金就显示出坚固耐用、轻便而且耐腐蚀的优异性能。

当前，铝的产量和用量仅次于钢材，是人类应用的第二大金属，已经可以制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等，被广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。

除了工业上广泛应用，由于其良好的导热性，将铝制成了各种铝制炊具、餐具等；由于导电性仅次于银、铜和金，被制成各种铝芯线；由于延展性，人们将其制作成了各种铝箔，广泛用于包裹香烟和糖果。

改革开放以来，中国铝工业取得了长足的发展，在科技创新的引领下，积极改进冶炼技术，2006年中国已经实现铝业全行业扭亏为盈，成为世界铝工业大国，形成了从铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工研发为一体的比较完整的工业体系。不过尽管如此，我们还是要倡导垃圾分类，尽可能从废旧铝材中回收铝元素，因为这样会比从矿石中提炼金属铝，更能节省能量和资源。

关于铝还有一个坏消息：2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，铝制品在一类致癌物清单中，能损害人的脑细胞。根据世界卫生组织评估，规定铝的每日摄入量为0-0.6毫克/千克，即一个60千克的人允许摄入量为36毫克。

（作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员）