鉀元素科普知識

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　　鉀，元素周期表第19號元素。

　　鉀的化合物很早就被人類(lèi)所利用，如在古代，人們就知道草木灰中存在著(zhù)鉀草堿，即碳酸鉀，可用來(lái)洗滌。此外，硝石、明礬、草木灰中都有鉀離子，它們被用于火藥、燃料和肥皂的制造。由于鉀的活動(dòng)性很強，很難用普通的還原劑從含鉀的化合物里還原成為金屬鉀。直到意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明出原電池以后，電解法開(kāi)始盛行。1807年，化學(xué)家戴維通過(guò)電解熔融氫氧化鉀發(fā)現了陰極上生成的金屬小球，它就是鉀。金屬鉀和金屬鈉一樣都能跟水反應，都會(huì )浮在水面四處游動(dòng)，但金屬鉀會(huì )比金屬鈉的反應更為劇烈，能燃燒并發(fā)出美麗的紫色火焰。

　　鉀是生命體必需元素，是人體肌肉組織和神經(jīng)組織中重要成分之一，一旦缺鉀，身體會(huì )感到無(wú)力、疲乏、心跳減弱、頭昏眼花，嚴重時(shí)還會(huì )導致身體多個(gè)系統受到連累，呼吸肌麻痹死亡。臨床醫學(xué)資料證明，中暑患者均有血鉀降低的現象，因此補鉀就顯得尤為重要。鉀元素也被喻為“心臟搏動(dòng)的汽油”，適當的補充鉀元素，有助于降低血壓、預防腦卒中，甚至還能幫助病人保腎控糖。按照中國營(yíng)養學(xué)會(huì )發(fā)布的2013年中國居民膳食營(yíng)養素參考攝入量，健康人鉀的適宜攝入量為每天2000毫克，或許可以嘗試多吃點(diǎn)兒富含鉀元素的食物，比如香蕉、柑橘、柿子等新鮮黃綠色水果，薯類(lèi)、雜糧、菌類(lèi)、綠葉蔬菜中都含有較多鉀元素，用低鈉鹽代替普通鹽也可以起到補充鉀的作用。

　　含鉀的藥物制劑不要輕易服用，因為藥物與食物性質(zhì)不同，對于有腎臟疾病的人，腎臟排鉀功能下降，一次攝入過(guò)多的鉀很有可能導致高鉀血癥。因為過(guò)多的鉀元素能破壞細胞內外鉀離子和鈉離子濃度的平衡，有致命危險。當鉀離子濃度過(guò)高的時(shí)候，鉀離子能通過(guò)鉀通道蛋白傳遞穿過(guò)生物膜。對這些離子通道的研究讓羅德里克·麥金農贏(yíng)得了2003年的諾貝爾化學(xué)獎，但詳細的輸運機制仍存在爭論，需要進(jìn)一步研究。

　　鉀在農業(yè)中的作用是作為氮、磷、鉀這3種元素的肥料。農作物對鉀的攝取量很大，可以促進(jìn)植物莖稈健壯，改善果實(shí)品質(zhì)，增強植物的抗寒能力，提高果實(shí)的糖分和維生素C的含量。特別在瓜、果、番茄等果實(shí)迅速膨大期，尤其需要補充鉀肥。我國作為農業(yè)大國，是全世界最大的鉀肥消費國，約占世界鉀肥消耗量20%。

　　鉀的化學(xué)性質(zhì)基本都是鉀離子的`反應，大多數鉀鹽都能溶于水，也有極少量溶解度很小的鉀鹽，如高氯酸鉀、酒石酸氫鉀等，其反應主要由靜電作用主導。但人們在實(shí)驗中發(fā)現，鉀離子能與冠醚及相關(guān)化合物形成配合物，從而產(chǎn)生了重要的鉀配位化學(xué)，這些含鉀的配合物中有些能闡明鉀的生物作用，是科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。

　　在對金屬鉀的研究領(lǐng)域里，科學(xué)家們也有重要的發(fā)現，很多堿金屬單質(zhì)，在遇到極端條件時(shí)會(huì )發(fā)生奇怪的變化，例如導電的金屬鈉會(huì )在高壓下成為絕緣體，金屬鋰在高壓和低溫下會(huì )成為超導體。研究人員使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )Al計算機來(lái)模擬觀(guān)察極端條件下鉀原子的行為，發(fā)現當壓力和溫度足夠高時(shí)，鉀原子之間會(huì )出現“鏈熔融階段”，處于這個(gè)階段的物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)都比較穩定，而且固體和液體會(huì )同時(shí)共存。