擦肩而过的氢气

氢是世界上已知密度最小的气体，其组成元素氢在元素周期表中排名第一。自从人们第一次接触到这种高度易燃、无色、透明、无嗅和无味的气体以来，他们已经经历了科学家200多年的艰苦探索。

猪的膀胱能飞吗？

18世纪，来自世界各地的科学家正在研究各种气体，法国科学家卡文迪许也加入了进来。这个年轻人在他父亲的实验室里当助手，主要从事物理和化学研究。

公元1766年，卡文迪许通过铁、锌和其他金属与盐酸反应制造了一种气体。通过排水和气体收集方法收集气体进行研究。他发现，这种气体与空气混合在一个敞开的容器中，点燃后会剧烈爆炸，然后冲出容器，产生剧烈的爆炸。显然，这种新气体不同于空气。因此，卡文迪什将这种气体命名为“可燃气体”。

卡文迪什氢气实验装置(网络图)

当时，燃素论正处于鼎盛时期，而许嘉迪是这一理论的忠实信徒。他认为金属含有燃素，所以当金属溶解在酸中时，“它们所含的燃素被释放出来，形成气体。”他甚至认为获得的“可燃气体”是燃素，因此失去了找到氢的机会。

一天，卡文迪许在实验中随意地将“可燃气体”倒入备用的猪膀胱。当他不小心松开手时，猪的膀胱在半空中慢慢上升。来自同事的消息引起了极大的兴趣。

"哦，我的上帝，燃素也能帮助升空？"卡文迪什非常清楚，这个实验进一步说明“可燃气体”不同于普通空气，它的重量比空气轻。然而，卡文迪什仍然没有意识到他的发现是一个新的元素。

还是魔法？

就在卡文迪什试图理解“可燃气体”的本质时，著名的爆炸实验和猪膀胱升空实验引起了另一位英国化学家普里斯特利的注意。

普里斯特利觉得“可燃气体”点燃后发出的爆炸声能吸引了观众的注意力，所以他决定用魔法来进行实验。在一个朋友的聚会上，普里斯特利公开说他将表演一个魔术。他把“可燃气体”和空气放进一个封闭的玻璃瓶，用电火花使它发出爆炸的声音。

简单氢爆炸实验(网络图)

“哇，太不可思议了，”我的好朋友瓦尔特先是惊呼，然后发现了一个现象，“为什么玻璃瓶壁上有露水？”

普里斯特利也发现了这个问题，但是深受燃素的影响，他没想到露水会是水，所以他没有注意到它。

这时，科学家发现了氧气。卡文迪什用氧气代替空气进行实验，这不仅证明了可燃气体与氧化成水结合，而且还发现大约2体积的可燃气体与1体积的氧气结合。可悲的是，卡文迪许是一个坚定的燃素学者。他坚持认为氧气是失去燃素的水，而可燃气体是燃素本身或含有过多燃素的水。

"这可以被用作给人留下深刻印象的魔术."许多年后，普里斯特利仍然对他的朋友们这样说。

巨人肩膀上的实验？

时针指向18世纪下半叶。一个划时代的事件发生了。法国著名化学家拉瓦锡发现了氧，创立了氧化理论，批判了燃素理论的错误观点，否定了燃素的存在。

为了进一步了解“可燃气体”的性质，拉瓦锡在公元1783年研究了卡文迪什、普里斯特利等人的实验，并通过两种方法对这种未知气体进行了深入研究。

在第一个实验中，他在纯氧中燃烧“可燃气体”，发现只产生水。

在第二个实验中，他将证明水可以分解成“可燃气体”和氧气。他利用铁和氧化的结合将铁屑放入枪管。他把枪管放在煤火上加热，让水蒸气通过枪管接触燃烧红色的铁屑而分解。不出所料，产生了“可燃气体”和铁渣(即四氧化三铁)。最后，他做了相反的实验，让“可燃气体”通过烧红的铁渣，最后得到水。

拉瓦锡雕像(网络图)

因此，拉瓦锡通过分析得出结论:金属铁、锌和酸相互作用产生的气体可以在氧气中燃烧形成水；水分解后，可以得到氧气和这种气体。由此可见，水是由形成这种气体和氧气的元素组成的。更直接地说，这种气体是一种简单的物质，不同于其他气体，是水的一种元素。另一方面，拉瓦锡根据以往的经验预测，这种密度很小的元素在未来会有很大的用途。

这样，拉瓦锡正确地澄清了这种气体的性质。为了给未知元素一个响亮的名字，经过长时间的思考，他决定用希腊语把它命名为“水的发电机”。后来它被引入中国，中国人采用了“轻”的词根，并把它放入“气体”中，形成一个新词，氢，意思是“非常轻和非常轻的气体”。

尽管拉瓦锡将氢命名为氢，但人们仍将氢的发现归因于化学史上的卡文迪什。拉瓦锡在氢方面的成就只是基于前几代科学家的实验。从这个意义上说，这些实验只是巨人肩膀上的实验，而他是一个站在巨人肩膀上的人。

必须知道的附言

拉瓦锡的预言变成了现实。因为氢的发现不仅丰富了人们的生活，而且广泛用于工农业生产。

氢气球(网络图)

氢气大约是相同体积空气质量的1/14，可以用来填充气球。除了烘托节日气氛之外，氢气球还被用于高空天气探测和防空，以及携带干冰和其他物质在云中运送人工降雨。

现代工业生产盐酸的方法之一是在氯气中燃烧氢气，产生氯化氢气体，然后将其溶解在水中。氢也可以用来直接从氮中合成氨，然后可以用来生产各种氨肥料，在农业中发挥重要作用。

氢燃烧产生的化学能可以用作能源，氢也可以通过核聚变反应产生核能。液态氢作为燃料，具有重量轻、热值高、不污染环境等优点。因此，氢作为一种优良的燃料有很大的发展。日本和其他国家已经开发了氢燃料汽车。预计氢燃料将在不久的将来进入实用阶段，我们生活的环境污染问题也将得到改善。