? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 部分氣體的發(fā)現(xiàn)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ——張敏涵

? ? ? ? 氣體作為四種基本物質(zhì)狀態(tài)之一，沒有固定的形狀和體積，其特性介于液體和等離子體之間。不同氣體的發(fā)現(xiàn)也與現(xiàn)代科技的發(fā)展相影隨行。

? ? “氣體”一詞由范海爾蒙于1630年首次提出。他也證明了亞里士多德認(rèn)為不可能存在的真空，是“十分平常的東西”，他是頭一個清楚的認(rèn)識到各種化學(xué)過程中氣體的產(chǎn)生。范·海爾孟知道氣體、可凝結(jié)的蒸汽與空氣之間的區(qū)別。氣體是由不可見的原子組成。但是他認(rèn)為氣體不能容納在器皿中。

? ? ? ? 直到后來羅伯特·玻意耳收集氣體，才使推翻了范·海爾孟的看法。和當(dāng)時的許多科學(xué)家一樣，玻意耳首先研究的對象是空氣。通過對空氣物理性質(zhì)的研究，特別是真空實(shí)驗，他認(rèn)識到真空所產(chǎn)生的吸力乃是空氣的壓力。他做了一系列實(shí)驗來考察空氣的壓力和體積的關(guān)系，并推導(dǎo)出空氣的壓力和它所占體積之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。在他的著作《關(guān)于空氣彈性及其物理力學(xué)的新實(shí)驗》中，他明確地提出：“空氣的壓強(qiáng)和它的體積成反比”。法國物理學(xué)家馬略特在此后15年也根據(jù)實(shí)驗獨(dú)立地提出這一發(fā)現(xiàn)。所以后人把關(guān)于氣體體積隨壓強(qiáng)而改變的這一規(guī)律稱作波義耳一馬略特定律。這一定律用當(dāng)今較精確的科學(xué)語言應(yīng)表達(dá)為：一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時，它的壓強(qiáng)和體積成反比。

? ? ? ? 1727年，斯蒂芬·黑爾斯牧師出版了他的《植物靜力學(xué)》，書中描述了有關(guān)氣體的一些實(shí)驗，但他只滿足于測量氣體的體積，所以沒能發(fā)現(xiàn)個別的氣體。直到1754年，約瑟夫·布萊克重新發(fā)現(xiàn)“固定氣體”（二氧化碳），1766年，亨利·卡文迪什仔細(xì)研究二氧化碳和玻意耳發(fā)現(xiàn)的氫氣，并且是第一個在水銀面上收集可融氣體的人，他把“固定氣體”通入水銀槽，然后再在水銀表面上收集到純凈的氣體測量了密度和溶解性，并證明了它和動物呼出、木炭燃燒所產(chǎn)生的氣體相同。

? ? ? 二氧化碳實(shí)驗的探究結(jié)束后，舍勒又發(fā)現(xiàn)了一種十分重要的氣體——氧氣。? 氧氣的發(fā)現(xiàn)是在1773年，舍勒分別通過硝酸鉀、硝酸鎂、碳酸銀、碳酸汞、氧化汞等鹽的熱分解，以及軟錳礦與濃硫酸的共熱制得了氧氣，并對氧氣的性質(zhì)進(jìn)行了研究。舍勒把自己的研究成果匯集于《論空氣和火的化學(xué)》一書中。

? ? ? ? ? 氮?dú)庠诖髿庵须m多于氧氣，由于它的性質(zhì)不活潑，所以人們在認(rèn)識氧氣之后才認(rèn)識氮?dú)獾摹２贿^它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國化學(xué)家布拉克（Black,J.1728-1799）發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久，發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣，即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來。后來他的學(xué)生D·盧瑟福（Rutherford,D.1749-1819）繼續(xù)用動物做實(shí)驗，把老鼠放進(jìn)封閉的玻璃罩里直至其死后，發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10；若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收，則會繼續(xù)減少1/11的體積。D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭，仍然可以見到微弱的燭光；待蠟燭熄滅后，往其中放入少量的磷，磷仍能燃燒一會，對除掉空氣中的助燃?xì)鈦碚f，效果是好的。把磷燃燒后剩余的氣體進(jìn)行研究，D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)這氣體不能維持生命，具有滅火性質(zhì)，也不溶于苛性鉀溶洲，因此命名為"濁氣"或"毒氣"。在同一年，普利斯特里作類似的燃燒實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟?，用石灰水吸收后的氣體不助燃也不助呼吸。由于他同Ｄ·盧瑟福都是深信燃素學(xué)說的，因此他們把剩下來的氣體叫做"被燃素飽和了的空氣"。

? 1772年化學(xué)家舍勒也從事這一研究。他用硫肝（硫酸與鐵粉的混合物）吸收空氣中的助燃?xì)舛〉昧说獨(dú)?。?jīng)實(shí)驗得出這樣的結(jié)論：這種氣體較空氣輕；能滅火，頗似碳酸氣，其效力沒有碳酸氣顯著。他是第一個認(rèn)為氮?dú)馐强諝獬蔀橹坏娜?。只要把空氣中的助燃?xì)馕?，就能制得較純的氮?dú)狻?氮"這個名字，是后來拉瓦錫給它取的，意思是無益于生命。? ?

? ? 化學(xué)是一門十分神奇的學(xué)科，氣體的發(fā)現(xiàn)也讓我們的生活更加美好，隨著科技的進(jìn)步，人類對于氣體的發(fā)現(xiàn)也會更加清晰，這個多姿多彩的世界因化學(xué)而更加美麗。

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