有趣的“夫妻”矿——雄黄和雌黄

有趣的“夫妻”矿——雄黄和雌黄

矿物是地质作用中形成的具有一定化学成分和内部结构的天然结晶态的单质或化合物，是岩石的基本组成单位。
中国自古以来便有利用矿物的传统，但矿物使用的背后蕴含着怎样的科学道理？本期，郭昱老师首次为科普公益讲堂带来地质、矿物方面的讲解，从一对有趣的“夫妻”矿物开始，为我们讲述矿物与生活中的科学知识。
自然界有这样一对矿物，古人因“生山之阳，是丹之雄，所以名雄黄也” 、“生山之阴，故曰雌黄”，为这对常常相伴出现，形如“夫妇”的矿物命名。不过，今天我们当然已经知道雌黄和雄黄并不具有什么“阴”、“阳”属性，它们常常共生，只是因为发育自相似的条件——多产自地下热液矿床，且具有相似的化学组成，都是砷的硫化物。

雄黄

雌黄

雌黄的化学组成为三硫化二砷(As2S3)，雄黄为四硫化四砷(As4S4)，二者均有毒性，端午节曾有外用雄黄酒以“毒”祛“毒”的习俗。将它们焙烧，还会生成另一种剧毒物质三氧化二砷（As2O3），也就是“砒霜”。

古装剧中常出现的“银针验毒”戏码是真的吗？银真的会与毒药发生反应吗？如若不会，“银针验毒”完全是胡乱编造吗？

虽然银不会与三氧化二砷发生反应，但雌黄与雄黄中的另一种元素——硫，在受热过程中未完全氧化形成的硫化物，会与银发生反应，生成黑色的硫化银，这才是使银针变黑的原因。也就是说，银针验的并非毒药本身，而是毒药中的“杂质”。

事实如何？如何解释观察到的现象？在郭昱老师的引导下，想必小朋友们体会到了遇到这样的问题该如何思考。

作为一种类金属，砷在现代常被用作合金材料，应用于诸多工业领域，砷在半导体材料中也起着重要作用，雌黄和雄黄就是我国重要的砷储库。而在古代，古人也不只会利用它们的毒性。

矿物和植物是古代重要的色彩来源，《千里江山图》美丽的蓝色与绿色分别由蓝铜矿和孔雀石点就。雌黄和雄黄则为艺术作品提供了明亮的藤黄色与橙红色，这也与它们的熔体颜色相对应。

唐卡壁画使用的黄色

“信口雌黄”这一成语同样体现了雌黄的颜色属性：用雌黄涂抹黄纸，可以遮盖错字，再行修改；信口雌黄用来比喻不顾事实，随口乱说。雌黄在这里的用途就如同今天的涂改液。至于纸为什么是黄色的？那就是另外的故事了，古人已会利用黄檗（Phellodendron amurense，芸香科乔木）的汁液浸染纸张避蠹，黄檗中的生物碱起到了驱虫防蛀的功能，但本色的麻纸也就此被染成了黄色。

矿物离我们的生活并不遥远，它们自古就在人们的身边，古人已掌握了不少利用自然资源的诀窍，而在现代，我们可以进一步探讨这背后的原理，掌握科学使用它们的方法。郭昱老师的有趣的讲解与丰富的互动，让孩子们积极参与、踊跃发言，启迪着孩子们的思考。