“变色龙”金属铬

有一种金属，不仅能使钢铁坚不可摧，而且能使历经千年的古剑光洁如新；不仅可以让红宝石像火焰一样鲜红，还可以让祖母绿像青草一样翠绿。为何如此神奇呢？接下来，就让我们走近金属铬，揭开它的秘密。

千年不锈之谜

1965年，考古学家在一座春秋时期的古墓中，发现了一把长55.6厘米的古剑。擦去剑身覆盖的泥土，拔剑出鞘，竟见其寒光四射，浑身上下无蚀无锈，依旧锋利无比。这就是著名的越王古剑！这一发现在全国范围内引起了轰动，经过科学家的研究，终于揭开了古剑未曾生锈的原因。原来，这把古剑的表面被镀上了一层含有金属铬的薄膜。

无独有偶。中国考古学家在西安秦皇陵兵马俑墓葬坑中，也发现了依旧明光闪闪的弩箭和利剑。它们由青铜制作而成，虽然被埋藏两千多年，却仍未被腐蚀，这也得益于外层镀上的金属铬薄膜。

以上事实足以证明：中国的古代人民已经认识并利用金属铬了。与20世纪西方国家才申请发明专利的现代铬化处理技术相比，中国的这项技术领先了两千多年，但古人的镀铬技术是如何实现的？迄今为止，这依然是未解之谜。

金属铬能够在自身表面形成一层氧化物薄膜，虽然这层薄膜只有几个原子那么厚，小于1微米，但是十分密集，可以有效阻止氧气向内部扩散，从而保护内部物质不被氧化和腐蚀，化学领域称这个过程为“钝化”。另外，铬不仅熔点高，达1890℃，而且硬度大，莫氏硬度为9，仅次于最硬的矿物金刚石，号称是“最硬的金属”。

色彩斑斓的大家族

有趣的是，铬的英文名称源自希腊语，原来的意思是“颜色”，因为其化合物具有五彩斑斓的颜色：三氧化二铬为深绿色、三氧化铬为橙色、重铬酸钾为橙色、重铬酸铵为橙红色、铬酸钠黄色……几乎铬的每种化合物都有自己特殊的颜色。它就像“变色龙”一样，让化学物质的世界变得绚丽多彩。

1761年7月26日，德国地质学家戈特勒布·莱曼在西伯利亚的一座矿山中发现了一种橙红色的矿物，给其命名曰“西伯利亚红铅”。其实，那就是如今的“铬铅矿”，又名“红铅矿”。1770年，德国博物学家彼得·西蒙·帕拉斯又来到这座矿山，发现这种颜色鲜艳的矿物磨成粉末之后为橘黄色，可以用于制作颜料。于是，铬铅矿开始成为一种时尚的颜料。与其他物质相比，铬铅矿制成的颜料可长时间保持鲜艳、醒目，不易褪色。如今，美国的校车、德国的邮政汽车等还在使用这种颜料。

自从坦克被发明以来，就在战争中发挥了重要作用。但如何在攻击敌人的同时隐蔽好自身，也是一大难题。最常见的做法就是在坦克上涂抹伪装色，深绿色的三氧化二铬就是一种很好的选择。由于它耐高温和日晒，不溶于水，难溶于酸，而且具有和绿色植物类似的光谱反射特征，如果将外表涂有这种颜料的坦克隐藏于绿色丛林中，敌人的红外侦察可就被迷惑了。

对于宝石而言，鲜艳的色彩必不可少。比如，纯净的刚玉是无色的，但其中会含有极少量的铬元素，从而让刚玉摇身一变成了名贵的红宝石；还有绿柱石，它们大多为浅绿色，但是当它们含有铬的时候，就会表现出鲜艳的翠绿色，从而变成了名贵的“绿宝石之王”—祖母绿。同样是铬元素，竟然可以有这么多变幻莫测的色彩，真是令人惊叹不已。

铬从哪里来

铬元素，在地壳中的含量百分比排名第22位，位列钛、锰、钡、锶、钨、钒等元素之后。1797年，法国化学家路易·尼古拉·沃克朗从铬铅矿和盐酸反应的产物里，提炼出三氧化铬，后来又想方设法提取出了金属铬。但是，由于铬铅矿较为少见，产量太低，不足以达到商业化生产，直到人们寻找到了新的矿物—铬铁矿，金属铬才大批量生产，并应用于商业。铬铁矿是一种暗棕色、铁黑色矿物，具有弱磁性，外表类似于磁铁矿。如今，铬铁矿不仅是金属铬的主要来源，也常常用于制造高温耐火材料，世界上主要的产地是南非、印度、哈萨克斯坦、俄罗斯和土耳其等，中国的铬铁矿较少，仅在西藏、新疆等地有少量矿床。