现在让我们继续看这些黑色的粉末——铁的硫化物,这也是我们今天讨论的起点。化学家们通过一种比普通筛选复杂得多的工艺,也就是通常所说的化学工艺,把这种物质分解成硫和铁。面包经过火的分解,把最重要的物质——碳分离出来。现在,碳、硫和铁又分别是由什么组成的呢?自从这些物质引起人类的兴趣,并且成为研究对象开始,人类就想知道问题的答案,现在,我告诉你们通过科学研究得出的答案。无论科学家对它们进行如何完全、详尽、细致的实验检测,无论对它们施加多大的作用力,它们都不会变成别的任何物质,依旧是碳、硫和铁。
朱尔斯反对说:“依我看硫好像变成了一些别的东西。当点燃一小部分硫的时候,它会发出蓝色火焰,并且产生某种让人咳嗽的气体。这种气体一定是由硫生成的,但它的性质却和硫完全不同。这种气体可以让人咳嗽,比得了百日咳的时候咳得还厉害,而即使把硫放在鼻子下方也不会使人咳嗽。”
“孩子们,你们并没有理解我的意思。我说硫只是硫,而不会生成别的东西,我的意思是硫不能被分解成其他物质;但我绝对不是说硫不能和别的物质化合,硫可以和别的物质化合,生成让我们咳嗽的气体和其他许多物质,比如你们现在非常了解的黑色粉末——铁的硫化物。告诉你们,每一种物质在燃烧的时候都会和一种我们看不见的物质化合,这种看不见的物质存在于我们周围的空气中。如果硫燃烧产生了蓝色火焰,这就表示它已经和空气中的那种物质化合了。这种化合的结果是产生了让我们咳嗽的气体。”
“那种气体比硫更复杂吗?”
“是的。”
“那种气体一定是由两种物质构成的,一种是硫,另一种是你告诉我们的空气中的那种物质。而硫是由一种物质构成的,就是硫自身。”
“非常正确。我再重复一次,硫,无论经过怎样的实验,都不会被分解,也不会被分解成其他不同的物质,就像,举例来说,我们药瓶中的黑色粉末可以分解为铁和硫。面包也可以分解成不同的物质,其中包括碳。硫可以形成许多比自身更复杂的物质,但绝不会生成比自身简单的物质。当我们提到硫的时候,我们应该知道硫是绝对不可以被分解的,不会因为我们的意愿就可以分解成两种或更多的物质。因此,我们把硫叫做单质,意思是它不可能进一步简化。水、空气、一块砾石、一块木头、一株植物、一只动物,这些都可能被当作物质,但它们都不是单质。一定要记住这些。
“碳和铁都是单质,原因和硫是一样的:它们除了和其他物质结合之外,不能分解为更简单的物质。化学家们仔细检测了自然中发现的所有物质,无论是在地表的还是地下的,深海中的还是存在于我们周围和上方的空气中的,无论属于动植物的还是矿物界的;他们检验、研究、分析了这些物质,他们充满耐心,得出了这一浩大工程的结论:所有不能被分解的物质,即单质的数量大约为六十个,包括我们刚刚提到的铁、硫和碳。”
“您要把这些单质都告诉我们吗?”埃米尔问。
“当然不是,我只告诉你们其中一些重要的单质,因为大部分单质都不会和我们有什么关系。此外,除了铁、硫和碳这三种我们已经试验过的单质以外,你们已经知道了其他一些单质。”
“我知道其他单质?”男孩惊讶得大叫一声,“我不觉得我有这么聪明!”
“不,你们知道,只是你们不知道它们不能被分解。你们的小脑袋中装的东西比你们知道的多很多,而我现在要做的就是,就是给你们的知识分类。但是我会尽量避免直接教你们,我更倾向于鼓励你们回想出你们已经知道的东西。现在我告诉你们,所有的金属都是单质。”
“我知道了。铜、铅、锡、银、金,还有其他一些我忘了的,它们都是单质,和铁一样。”
“一个老练的化学家也不能说得更好了。有很多物质不能被分解,它们是单质。但是埃米尔遗漏了一种常用的金属,再仔细想想。这种金属是以字母Z开头的。”
“Z开头的?它是锌,我们的喷壶就是用它做成的。”
“正确。这些还不是所有的金属,还有很多其他的金属,其中有一些金属性质非常古怪,但它们并不常用。只要我们有机会遇到这些金属,我就会让你们尽快熟悉它们。现在我会提到其中一种。这种金属流动的时候像溶化了的锡,但它却是冷的。它是银色的,在温度计中的圆柱体里随着温度的高低上下移动,给我们指示空气的温度。”
“噢,那是水银,或者叫汞!”
“非常正确。它的常用名水银可能会欺骗你们。它像银一样具有光泽的外表,但是它却没有银的其他特性。它是一种独特的金属,就像铅和铜那样,与银不同。水银的英文中‘quick’这个单词表明它可以随意流动,它流动的时候呈小珠状,而且总是能躲避试图抓住它的举动。”
“那么水银是一种金属,就像铁、铜、铅和金那样吗?”
“它确实是一种金属,但和其他的金属不一样。在温暖的时候,甚至是冬天,水银都可以保持一种融化的状态。然而铅的熔化需要有煤燃烧的高温,铜,特别是铁,都需要在熔炉温度最高的时候才能熔化。但是当足够冷却的时候,水银会变硬,外表看来就像银了。”
“它可以用来制造货币了,是吗?”
“当然可以,但这绝对是一种奇怪的货币,把它放在你的口袋里几分钟后,你就会发现它熔化了,而且到处流动。”
“金属的颜色相差不多:银和水银是白色的,锡的颜色稍微浅一点,铅的颜色更浅一点,金是黄色的,铜是红色的,其他的金属,值得注意的是铁和锌,都是灰白色的。所有的金属都闪耀着光泽,尤其是在刚被清洗过以后,都闪耀着光泽;或者换句话说,它们都有一种金属光泽。但是你们也知道,就像谚语说的那样,‘发光的不一定都是金子。’同样的,发光的也不一定都是金属。你们可以在花园里找一些昆虫,比如一些甲虫的翼鞘很饱满,表面有光泽,像抛光的金属一样,但事实上它们只是角上的鳞屑;某些石头,从它们令人迷惑的光泽来看,可能会误以为其中一些是金或者银,但它们连这两种金属的微粒都没有;当闪闪发光的黄色亮片和蓝色沙子混合在一起,当作干油墨书写之后,它们除了闪烁的光泽以外和金没有任何共同之处,甚至都不是金属制成的。所以所有的金属,毫无例外,都有特殊的光泽,这种光泽叫做金属光泽。但是我们可以发现很多东西都有这种光泽,非常闪亮,但这些东西都不是金属。