北京2022年冬奥会已经圆满结束。说到冬奥会，相信大家都被“中国式浪漫”震撼到了，其中开闭幕式中绚丽的烟花表演也激起了全世界人的运动激情。

那么烟花为什么会有丰富多彩的颜色呢？

今天我们就和大家一起做一个有“颜色”的实验。

首先，我们需要的实验器材有托盘和点火器，需要的“燃烧物”包括甲醇、氯化锂、氯化钠、氯化钡、硫酸铜、硼酸、氯化锶。

准备好这些材料之后，就可以开始实验了，实验之前要穿好防护服，戴上手套和护目镜，大家如果自己动手做的话也要做好保护措施。

向托盘中依次加入燃烧物，然后加入甲醇，用点火枪依次点燃托盘内的物质。

 

大家可以看到，随着材料的燃烧，每个托盘里跳跃出不同颜色的火焰，活像一只翩翩起舞的火精灵。那么，不同物质为什么会有如此大的颜色区分呢？这要从组成世界万物的原子内部结构开始讲起，原子是由原子核和电子组成，没有外界干扰的时候，电子围绕着原子核外稳定旋转。但事实上，原子核外有不只一条电子轨道，且每条轨道的能级是不一样的。在没有外界干扰时，电子处于能量较低的轨道上（基态），利于保持稳定。而当遇到加热或光照等情况时，电子吸收能量，从能量较低的轨道跃迁能量较高的轨道上（激发态），但是高能量轨道毕竟不是电子的家，所以它很快就跃迁回到能量较低的轨道上，这时多余的能量就以光的形式释放出来。

由于不同金属元素基态和激发态能量不相同，因此在这个过程中发出光的波长也就不相同。因此，当我们点燃上述不同物质时，观察到了不同的火焰颜色。这种金属或其挥发性化合物在火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色的反应被称为焰色反应，是定性鉴定金属离子的方法之一。

炼丹家和医药大师陶弘景

 

其实，焰色反应是一种非常古老的定性分析方法，早在中国南北朝时期，著名的炼丹家和医药大师陶弘景在他的《本草经集注》中就有这样的记载：“以火烧之，紫青烟起，云是真硝石(硝酸钾) 也”。到18 世纪以后，以著名化学家马格拉夫(1709～1782) 为代表，利用火焰颜色来判定元素的存在，开创了分析化学的一个重要分支：光谱分析，即根据不同元素的发射光谱线波长和强度对物质进行定性和定量的分析方法。历史上，化学家们通过光谱分析发现了很多新元素，如铯、铷、铊、铟、镓等。而如今，由于这种分析方法灵敏度高、检测速度快，已经广泛应用于科学研究和生产实践中。

焰色反应在生活中的应用也随处可见。开篇提到的烟花就是典型的应用之一，烟花制造者们在燃烧物中加入不同的金属元素，通过高温灼烧以后就呈现出绚丽多彩的效果。

此外，大家可能会发现路面上大多数的路灯是黄色的，这种灯是高压钠灯，黄色主要来源于钠的发射光谱，光谱中能量最高的部分与人眼最敏感的部分接近，让钠灯具有很强的穿透性，透雾性好，所以适合大面积的公共照明。

生活中不仅有烟花和钠灯这些“焰色反应”现象，还有很多很多其他的应用，大家一起来寻找吧！

 

 

 

 

 

 

文案：陈红云 刘阳

编辑：祁雪

审核：邱晓航