鞏固的象征——鈣

化學(xué)家和物理學(xué)家告訴我們，鈣在門捷列夫的元素周期表里占有特殊的地位，它的原子序數(shù)是20。這就是說，鈣原子中心有一個(gè)核，核里面是十分微小的粒子——質(zhì)子和中子，核外面有20個(gè)游離的帶負(fù)電荷的小粒子，這即是我們所說的電子。

鈣的原子量為40，它屬于門捷列夫表的第二類，也就是在這個(gè)表從左起的第二直行里。鈣在它的化合物里，需要兩個(gè)負(fù)電荷來生成穩(wěn)定的分子。用化學(xué)家的話來說，鈣的化合價(jià)是+2。

你們看，剛才我說過的20、40這兩個(gè)數(shù)字都是能被4除盡的。這類數(shù)目在地球化學(xué)上十分重要。在日常生活中我們也知道，如果我們要讓隨便一個(gè)東西站穩(wěn)，我們就要用能被4除盡的數(shù)。例如，桌子有4條腿。普通能夠站穩(wěn)的物體，一切建筑物，總是對稱的，它們的左一半和右一半正好相等。

跟鈣原子有關(guān)系的數(shù)是2、4、20、40，這也是表明鈣原子的性質(zhì)十分穩(wěn)定，我們簡直還不知道需要攝氏多少億度的高溫才能破壞這個(gè)由一個(gè)原子核和繞核迅速旋轉(zhuǎn)的20個(gè)電子所構(gòu)成的穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。隨著天體物理學(xué)家逐漸明了整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)，鈣原子在宇宙里起的重大的作用也越來越明朗。

瞧，這是日蝕時(shí)候的日冕。連肉眼都看得見太陽外層巨大的日珥，熾熱的、飛快的奔跑著的金屬小顆粒被拋擲到幾十萬千米高，這當(dāng)中鈣起著重要的作用。現(xiàn)在我們的天文學(xué)家已經(jīng)會(huì)用完善的方法來探明行星際充滿著什么東西。在各個(gè)分散的星云當(dāng)中，整個(gè)宇宙的廣大空間都貫穿著疾馳的輕元素原子;這當(dāng)中又是鈣和鈉起著同樣重要的作用。

宇宙間還有些小顆粒，它們服從引力的定律，經(jīng)過了復(fù)雜的路線，向我們的地球飛過來。它們落在地球上成了隕石，這里鈣又起著重大的作用。

就拿我們的地球來說，在地殼生成的復(fù)雜過程之中，在我們的生活方面和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)展方面，也想不出還有什么別的比鈣更重要的金屬。

還在熔化的物質(zhì)在地球面上沸騰的時(shí)候，重的蒸氣逐漸分離而形成大氣層的時(shí)候，最先的水滴剛剛凝聚而造成巨大的海洋的時(shí)候，鈣和它的朋友鎂早就是地球上非常重要的兩種金屬——鎂也跟鈣那樣堅(jiān)固，也是雙號(hào)的元素(原子序數(shù)是12)。

那時(shí)候的各種巖石，無論是流在地面上的，或者凝結(jié)在地下深處的，里面都是鈣和鎂起著特殊的作用。大洋的底部，特別是太平洋的底部，到目前還鋪著玄武巖層，鈣原子在玄武巖里占的地位很重要，而我們明白，我們的大陸便是漂在這樣的玄武巖層上，這層玄武巖好像凝成了特別的、薄薄的一層皮殼，蓋在地下深處熔化物的上面。

據(jù)地球化學(xué)家計(jì)算，地殼的成分按所占質(zhì)量百分比來說，鈣占3.4%，鎂占2%。地球化學(xué)家認(rèn)為，鈣的分布的規(guī)律和鈣原子本身的奇妙的性質(zhì)是密不可分的，和它所含的電子個(gè)數(shù)是雙數(shù)、它完善的結(jié)構(gòu)的出奇的穩(wěn)定性是分不開的。

地殼剛一長好，鈣原子立刻走上復(fù)雜的旅行路程。

在那個(gè)遠(yuǎn)古時(shí)代，火山爆發(fā)的時(shí)候涌出大量的二氧化碳。那時(shí)候大氣里充滿了水蒸氣和二氧化碳，形成沉重的云層，包圍在地球的四周，破壞地球的外層，把當(dāng)時(shí)地球上熾熱的物質(zhì)卷在原始狂怒的風(fēng)暴里。這樣就開始了鈣原子旅行史上最有趣的階段。

鈣和二氧化碳反應(yīng)形成穩(wěn)定的化合物。碳酸鈣在二氧化碳超量的地方溶解在水里，被水帶走，等后來失去二氧化碳的時(shí)候，它又沉淀出來變成白色的結(jié)晶粉末。

厚厚的石灰?guī)r地層就是這樣生成的。凡是地表上的沖積土堆積成粘土的地方，就生成泥灰?guī)r層。地下灼熱的物質(zhì)劇烈地運(yùn)動(dòng)著，侵入了石灰?guī)r層，熱的蒸氣把石灰?guī)r燒燙到攝氏好幾千度，把石灰?guī)r變成潔白的大理石山丘，傲然屹立的山頂和白雪打成一片。

可是也有某些碳的化合物復(fù)雜地結(jié)合起來，生成了最初的有機(jī)物。這類凝膠狀的物質(zhì)有點(diǎn)像黑海的水母，后來變得越來越復(fù)雜;它們又慢慢得到了新的性質(zhì)——活細(xì)胞的性質(zhì)。偉大的進(jìn)化規(guī)律，為生存而奮斗，為向前進(jìn)化而斗爭——這一切使這類物質(zhì)的分子變得愈來愈復(fù)雜，使它們的分子發(fā)生新的結(jié)合，而它們根據(jù)有機(jī)世界的規(guī)律，又出現(xiàn)了新的性質(zhì)。于是世界上漸漸地有了生命……先是暖和的海洋里的單細(xì)胞生物，然后是較為復(fù)雜的多細(xì)胞生物，這樣一步步地進(jìn)化下去，地球上最終有了最完備的生物體——人。各種生物在它逐漸生長變復(fù)雜的過程里，始終在為使它本身長出穩(wěn)固結(jié)實(shí)的體質(zhì)而進(jìn)行斗爭。柔軟脆弱的動(dòng)物體往往抵抗不住敵人，隨時(shí)會(huì)被敵人毀壞和消滅。動(dòng)物在它們逐漸進(jìn)化的歷史過程中，越來越需要保護(hù)它們自己。它們的軟體要用一層穿不透的皮殼包起來，像盔甲似的，或者身體的內(nèi)部需要一個(gè)架子，就是我們所說的骨骼，好把柔軟的身體支在堅(jiān)硬的骨架上。而生物進(jìn)化的歷史告訴我們，鈣在供應(yīng)堅(jiān)硬結(jié)實(shí)的物質(zhì)上起了重要的作用。最初是磷酸鈣參與到了貝殼里，在地質(zhì)史上發(fā)現(xiàn)的初期的小貝殼，就是由磷灰石這種礦物質(zhì)形成的。

然而這樣來取得鈣并不太可靠，生命本身也需要磷，而地球上并非到處都有足量的磷可以供給生物去制造堅(jiān)硬的貝殼的。動(dòng)植物發(fā)展的歷史指明，假如用不大會(huì)溶解的別種化合物——蛋白石、硫酸鍶和硫酸鋇去制造它們的堅(jiān)硬的部分，就會(huì)有利得多，而最為合適的是碳酸鈣。

的確，磷也是很需要的，一方面，各種軟體動(dòng)物和蝦，還有一些單細(xì)胞生物，普遍地用碳酸鈣造起堅(jiān)固的外殼來;而另一方面，地面上動(dòng)物的骨架部分卻開始用磷酸鹽來制造。人或者一些大動(dòng)物的骨頭含的是磷酸鈣，這種磷酸鈣在質(zhì)地上和我們開采的磷灰石相當(dāng)相近。碳酸鈣也罷，磷酸鈣也罷，起著巨大作用的還是鈣。惟一的不同是:人的骨頭含的是鈣的磷酸鹽，而貝殼主要是鈣的碳酸鹽。

鈣聚集在海底的貝殼里和別種海洋動(dòng)物的骨骼里，達(dá)到幾十萬種形式。這些動(dòng)物死掉以后留下來的形態(tài)各異的遺骸堆成碳酸鈣的一座一座的墳?zāi)?，這就是新的巖層的開端，未來的山脈的雛形。

在今天，我們贊揚(yáng)著裝飾建筑物的各種顏色的大理石，欣賞著發(fā)電站里的灰色或白色大理石造的漂亮的配電盤，或者我們?nèi)サ侥箍频叵妈F道站，沿著謝馬爾金斯克產(chǎn)的像大石似的黃褐色石灰石臺(tái)階走下去，——在這些時(shí)候我們都不可能忘記，所有這些大塊的石灰石就是由微小的活細(xì)胞聚集而成的，是通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，把游散在海水里的一個(gè)個(gè)鈣原子捕捉在一起，再把它們改制成結(jié)實(shí)的晶體的骨架和纖維質(zhì)的，這類含鈣的礦物即為方解石和文石。

但是我們知道，鈣原子的旅行并未到此結(jié)束。

水又把鈣原子沖散，讓它溶解，復(fù)雜的水溶液里的鈣離子又一次在地殼里旅行起來，有的時(shí)候就留在水里，形成含鈣很高的所謂硬水，有的時(shí)候遇到硫化合成石膏，有的時(shí)候又結(jié)晶成千奇百怪的鐘乳石和石筍，生成復(fù)雜而奇幻的石灰?guī)r的山洞。

再往下就到鈣原子旅行史上的最后一站，人捉住了鈣。人不僅使用各種純凈的大理石和石灰石，并且還把它們放在石灰窯里和水泥工廠的高爐子里煅燒，讓鈣和二氧化碳分開，這樣就制得大量的石灰和水泥，沒有這兩樣產(chǎn)品就談不到我們這水泥工業(yè)。

在藥物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)上非常復(fù)雜的各種作用當(dāng)中，也處處有鈣在起著重大的作用，在化學(xué)家、技術(shù)家和冶金學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里有鈣在決定著作用的過程。然而這些在如今已經(jīng)不算什么。鈣在人的周圍非常多，人還可以讓這種穩(wěn)定的原子云參與比較細(xì)致的化學(xué)反應(yīng);人在鈣的身上耗了好幾萬千瓦的電力;人不但讓石灰石里的鈣原子脫離開二氧化碳，還讓鈣和氧斷絕聯(lián)系，制得了純粹的鈣，它是有光澤的、明亮的、柔軟而有彈性的金屬，在空氣里會(huì)燃燒，結(jié)果外面覆上一層薄膜，成分和石灰一樣。

人利用鈣原子，就正是利用它特別樂意和氧化合的性質(zhì)，利用鈣原子和氧原子間聯(lián)系得特別穩(wěn)定和緊密的性質(zhì)。人把鈣原子加在熔化的鐵里，人不再用名目繁多的復(fù)雜的去氧劑，不再用一系列費(fèi)事的方法來去除對鑄鐵和鋼有害的氣體，而是把鈣原子放在馬丁爐和鼓風(fēng)爐里，迫使鈣原子去擔(dān)任這項(xiàng)工作。

于是鈣原子又再次遷移起來，它的金屬顆粒剛閃亮不久，很快又變成復(fù)雜的含氧化合物，變成在地球表面上較為穩(wěn)定的化合物。

現(xiàn)在你們知道了吧，鈣原子的歷史要比我們想象的復(fù)雜得多。要再找一個(gè)元素，在大自然里走的道路比鈣更加曲折復(fù)雜，在我們地球的起源史上起的作用比鈣更大，同時(shí)在工業(yè)上比鈣更加重要的，實(shí)在不容易。

不要忘記:鈣是宇宙間最活躍的原子之一;鈣在世界上生成各種晶體結(jié)構(gòu)的可能性是無限的;人既然會(huì)利用這類活動(dòng)的原子來制造新的而且也許是空前結(jié)實(shí)的建筑上和工業(yè)上用的材料，那么人一定還會(huì)得出更多的發(fā)現(xiàn)。