锰

克里斯•史密斯

你好!本周，我们将关注植物光合作用的根源元素，它能对抗自由基，增强钢铁，制造神秘的海底结节，甚至还能与镁．Ron Caspi报道。

罗恩·卡斯皮

我总觉得锰元素被可悲地忽视了。它是地壳中第五丰富的金属，也是仅次于它的第二丰富的过渡金属铁但说到锰，很多人会想到更熟悉的镁。这两个元素的名称如此令人困惑地相似是有原因的，但我们将在一分钟内讨论这个问题。

含有锰的矿物质有300多种。在澳大利亚、加蓬、南非、巴西和俄罗斯发现了大量的陆地矿藏。然而，更令人着迷的是神秘的三万亿吨锰结核，它们覆盖了大部分海底。这些结核从未被不断积累的沉积物所覆盖。由于它们的饲养员(生活在海底的小动物)不断地推来推去，它们总是能呆在沉淀物上面。近5亿美元投资于开发这种结核的采矿技术，但它们被发现的深度太深，大多在4到6公里的深度，以至于采矿在商业上仍然不可行。

锰是一种用途极其广泛的元素。它可以以六种不同的氧化态存在。在自然界中，它通常以易于溶于水的+2还原态或+4状态存在，形成多种不溶性氧化物。+3形式的锰被干腐真菌用作一种强大的武器，可以分解木材。

木材含有大量的木质素，这是一种几乎不会被生物系统破坏的聚合物;坚不可摧，除非你用锰。一种真菌酶，锰过氧化物酶，将锰+2原子氧化为锰+3，然后被送到木材晶格中的微小空间。锰+3具有高度活性，可以破坏木质素的化学键，使其成为真菌的食物。

真菌并不是唯一利用锰化学力量的生物。锰是所有生命形式的基本元素。锰对几种必须与锰原子结合才能发挥作用的酶的活性是绝对必要的，其中包括超氧化物歧化酶，这种酶可以保护我们免受有毒物质的有害影响氧气激进分子。

生物学中最重要的反应之一，光合作用，完全依赖于锰。它是光系统II反应中心的明星球员，水分子在这里转化为氧气。没有锰，就没有光合作用正如我们所知，大气中不会有氧气。

虽然生物学很早就发现了锰，但人类却花了更长的时间。早在古埃及，那些厌倦了绿色玻璃的玻璃吹制者就在混合物中加入了少量的某些矿物质，他们可以制造出非常透明的玻璃。他们当时没有意识到，这些被亲切地称为Sapo vitri或玻璃皂的矿物质是锰氧化物。

在希腊北部马其顿以南的镁矿地区发现了优质的矿石，这就是锰名字的麻烦是如何开始的。来自该地区的不同矿石，包括镁和锰，被简称为镁。在17世纪，术语白镁或白镁被用于镁矿物，而黑镁或黑镁被用于较深色的锰氧化物。顺便说一下，在该地区发现的著名磁性矿物被命名为镁石，最终成为今天的磁铁。

有一段时间，锰和镁的问题完全混淆了，但在18世纪末^th世纪，以托尔伯恩·伯格曼为首的一组瑞典化学家确信锰是它自己的元素。1774年，该小组的一名成员Scheele向斯德哥尔摩学院提交了这些结论，同年晚些时候，另一名成员Johann Gahn成为第一个提纯锰并证明它是一种元素的人。又过了几年，到1807年，锰的名字被所有人接受。

今天，锰被用于无数的工业用途。到目前为止，最重要的是炼钢。当亨利·贝塞麦爵士在1856年发明炼钢工艺时，他的钢材在热轧或锻造时断裂;同年晚些时候，另一位英国人罗伯特·福斯特·穆谢特发现，在铁水中加入少量锰就能解决这个问题。由于锰对硫的亲和力比铁强，它将钢中低熔点的硫化铁转化为高熔点的硫化锰。从那时起，所有的钢都含有锰。事实上，今天生产的大约90%的锰都用于炼钢。

从海底神秘的小结到木材的腐烂，从古代的玻璃吹制到现代的炼钢，从对抗氧自由基到光合作用，锰在我们星球的化学、地质和生物学中一直扮演着迷人的角色，但这一角色却被严重低估了。

克里斯•史密斯

罗恩·卡斯皮。下节课，我们将介绍一种厚颜无耻的化学物质，它有一些实际的用途，也有一些不太实际的用途，除非你是个喜欢开玩笑的人。

安德里亚·萨拉

合金包含铋用于安全阀和锅炉，如果温度过高就会融化，维多利亚时代发明的一个经典恶作剧是用8份铋和5份铋的合金铸造勺子引领分为三个部分锡．它的熔点很低，足以使勺子消失在一杯热茶中，令不知情的游客感到惊讶。

克里斯•史密斯

安德里亚·塞拉，他将在下周的节目中讲述铋的故事元素中的化学．我希望你能加入我们。我是Chris Smith，谢谢收听，再见!