巩固的象征

巩固的象征——钙

化学家和物理学家告诉我们，钙在门捷列夫的元素周期表里占有特殊的地位，它的原子序数是20。这就是说，钙原子中心有一个核，核里面是十分微小的粒子——质子和中子，核外面有20个游离的带负电荷的小粒子，这即是我们所说的电子。

钙的原子量为40，它属于门捷列夫表的第二类，也就是在这个表从左起的第二直行里。钙在它的化合物里，需要两个负电荷来生成稳定的分子。用化学家的话来说，钙的化合价是+2。

你们看，刚才我说过的20、40这两个数字都是能被4除尽的。这类数目在地球化学上十分重要。在日常生活中我们也知道，如果我们要让随便一个东西站稳，我们就要用能被4除尽的数。例如，桌子有4条腿。普通能够站稳的物体，一切建筑物，总是对称的，它们的左一半和右一半正好相等。

跟钙原子有关系的数是2、4、20、40，这也是表明钙原子的性质十分稳定，我们简直还不知道需要摄氏多少亿度的高温才能破坏这个由一个原子核和绕核迅速旋转的20个电子所构成的稳固的结构。随着天体物理学家逐渐明了整个宇宙的结构，钙原子在宇宙里起的重大的作用也越来越明朗。

瞧，这是日蚀时候的日冕。连肉眼都看得见太阳外层巨大的日珥，炽热的、飞快的奔跑着的金属小颗粒被抛掷到几十万千米高，这当中钙起着重要的作用。现在我们的天文学家已经会用完善的方法来探明行星际充满着什么东西。在各个分散的星云当中，整个宇宙的广大空间都贯穿着疾驰的轻元素原子;这当中又是钙和钠起着同样重要的作用。

宇宙间还有些小颗粒，它们服从引力的定律，经过了复杂的路线，向我们的地球飞过来。它们落在地球上成了陨石，这里钙又起着重大的作用。

就拿我们的地球来说，在地壳生成的复杂过程之中，在我们的生活方面和工业技术的进展方面，也想不出还有什么别的比钙更重要的金属。

还在熔化的物质在地球面上沸腾的时候，重的蒸气逐渐分离而形成大气层的时候，最先的水滴刚刚凝聚而造成巨大的海洋的时候，钙和它的朋友镁早就是地球上非常重要的两种金属——镁也跟钙那样坚固，也是双号的元素(原子序数是12)。

那时候的各种岩石，无论是流在地面上的，或者凝结在地下深处的，里面都是钙和镁起着特殊的作用。大洋的底部，特别是太平洋的底部，到目前还铺着玄武岩层，钙原子在玄武岩里占的地位很重要，而我们明白，我们的大陆便是漂在这样的玄武岩层上，这层玄武岩好像凝成了特别的、薄薄的一层皮壳，盖在地下深处熔化物的上面。

据地球化学家计算，地壳的成分按所占质量百分比来说，钙占3.4%，镁占2%。地球化学家认为，钙的分布的规律和钙原子本身的奇妙的性质是密不可分的，和它所含的电子个数是双数、它完善的结构的出奇的稳定性是分不开的。

地壳刚一长好，钙原子立刻走上复杂的旅行路程。

在那个远古时代，火山爆发的时候涌出大量的二氧化碳。那时候大气里充满了水蒸气和二氧化碳，形成沉重的云层，包围在地球的四周，破坏地球的外层，把当时地球上炽热的物质卷在原始狂怒的风暴里。这样就开始了钙原子旅行史上最有趣的阶段。

钙和二氧化碳反应形成稳定的化合物。碳酸钙在二氧化碳超量的地方溶解在水里，被水带走，等后来失去二氧化碳的时候，它又沉淀出来变成白色的结晶粉末。

厚厚的石灰岩地层就是这样生成的。凡是地表上的冲积土堆积成粘土的地方，就生成泥灰岩层。地下灼热的物质剧烈地运动着，侵入了石灰岩层，热的蒸气把石灰岩烧烫到摄氏好几千度，把石灰岩变成洁白的大理石山丘，傲然屹立的山顶和白雪打成一片。

可是也有某些碳的化合物复杂地结合起来，生成了最初的有机物。这类凝胶状的物质有点像黑海的水母，后来变得越来越复杂;它们又慢慢得到了新的性质——活细胞的性质。伟大的进化规律，为生存而奋斗，为向前进化而斗争——这一切使这类物质的分子变得愈来愈复杂，使它们的分子发生新的结合，而它们根据有机世界的规律，又出现了新的性质。于是世界上渐渐地有了生命……先是暖和的海洋里的单细胞生物，然后是较为复杂的多细胞生物，这样一步步地进化下去，地球上最终有了最完备的生物体——人。各种生物在它逐渐生长变复杂的过程里，始终在为使它本身长出稳固结实的体质而进行斗争。柔软脆弱的动物体往往抵抗不住敌人，随时会被敌人毁坏和消灭。动物在它们逐渐进化的历史过程中，越来越需要保护它们自己。它们的软体要用一层穿不透的皮壳包起来，像盔甲似的，或者身体的内部需要一个架子，就是我们所说的骨骼，好把柔软的身体支在坚硬的骨架上。而生物进化的历史告诉我们，钙在供应坚硬结实的物质上起了重要的作用。最初是磷酸钙参与到了贝壳里，在地质史上发现的初期的小贝壳，就是由磷灰石这种矿物质形成的。

然而这样来取得钙并不太可靠，生命本身也需要磷，而地球上并非到处都有足量的磷可以供给生物去制造坚硬的贝壳的。动植物发展的历史指明，假如用不大会溶解的别种化合物——蛋白石、硫酸锶和硫酸钡去制造它们的坚硬的部分，就会有利得多，而最为合适的是碳酸钙。

的确，磷也是很需要的，一方面，各种软体动物和虾，还有一些单细胞生物，普遍地用碳酸钙造起坚固的外壳来;而另一方面，地面上动物的骨架部分却开始用磷酸盐来制造。人或者一些大动物的骨头含的是磷酸钙，这种磷酸钙在质地上和我们开采的磷灰石相当相近。碳酸钙也罢，磷酸钙也罢，起着巨大作用的还是钙。惟一的不同是:人的骨头含的是钙的磷酸盐，而贝壳主要是钙的碳酸盐。

钙聚集在海底的贝壳里和别种海洋动物的骨骼里，达到几十万种形式。这些动物死掉以后留下来的形态各异的遗骸堆成碳酸钙的一座一座的坟墓，这就是新的岩层的开端，未来的山脉的雏形。

在今天，我们赞扬着装饰建筑物的各种颜色的大理石，欣赏着发电站里的灰色或白色大理石造的漂亮的配电盘，或者我们去到莫斯科地下铁道站，沿着谢马尔金斯克产的像大石似的黄褐色石灰石台阶走下去，——在这些时候我们都不可能忘记，所有这些大块的石灰石就是由微小的活细胞聚集而成的，是通过复杂的化学反应，把游散在海水里的一个个钙原子捕捉在一起，再把它们改制成结实的晶体的骨架和纤维质的，这类含钙的矿物即为方解石和文石。

但是我们知道，钙原子的旅行并未到此结束。

水又把钙原子冲散，让它溶解，复杂的水溶液里的钙离子又一次在地壳里旅行起来，有的时候就留在水里，形成含钙很高的所谓硬水，有的时候遇到硫化合成石膏，有的时候又结晶成千奇百怪的钟乳石和石笋，生成复杂而奇幻的石灰岩的山洞。

再往下就到钙原子旅行史上的最后一站，人捉住了钙。人不仅使用各种纯净的大理石和石灰石，并且还把它们放在石灰窑里和水泥工厂的高炉子里煅烧，让钙和二氧化碳分开，这样就制得大量的石灰和水泥，没有这两样产品就谈不到我们这水泥工业。

在药物化学、有机化学和无机化学上非常复杂的各种作用当中，也处处有钙在起着重大的作用，在化学家、技术家和冶金学家的实验室里有钙在决定着作用的过程。然而这些在如今已经不算什么。钙在人的周围非常多，人还可以让这种稳定的原子云参与比较细致的化学反应;人在钙的身上耗了好几万千瓦的电力;人不但让石灰石里的钙原子脱离开二氧化碳，还让钙和氧断绝联系，制得了纯粹的钙，它是有光泽的、明亮的、柔软而有弹性的金属，在空气里会燃烧，结果外面覆上一层薄膜，成分和石灰一样。

人利用钙原子，就正是利用它特别乐意和氧化合的性质，利用钙原子和氧原子间联系得特别稳定和紧密的性质。人把钙原子加在熔化的铁里，人不再用名目繁多的复杂的去氧剂，不再用一系列费事的方法来去除对铸铁和钢有害的气体，而是把钙原子放在马丁炉和鼓风炉里，迫使钙原子去担任这项工作。

于是钙原子又再次迁移起来，它的金属颗粒刚闪亮不久，很快又变成复杂的含氧化合物，变成在地球表面上较为稳定的化合物。

现在你们知道了吧，钙原子的历史要比我们想象的复杂得多。要再找一个元素，在大自然里走的道路比钙更加曲折复杂，在我们地球的起源史上起的作用比钙更大，同时在工业上比钙更加重要的，实在不容易。

不要忘记:钙是宇宙间最活跃的原子之一;钙在世界上生成各种晶体结构的可能性是无限的;人既然会利用这类活动的原子来制造新的而且也许是空前结实的建筑上和工业上用的材料，那么人一定还会得出更多的发现。