擦肩而过的氢气

氢气是世界上已知的密度最小的气体，其构成元素氢在元素周期表中排第一位。从人们最初接触这种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体，到现在的广泛运用，经历了科学家们两百多年的努力探索。

猪膀胱也能飞？

18世纪，世界各国的科学家们都在研究各种气体，法国科学家卡 迪许也加入其中。年轻的他在父亲的实验室当助手，主要从事物理和化学研究。

公元1766年，卡 迪许用铁、锌等金属与盐酸作用，制得了一种气体，并用排水集气法将气体收集起来进行研究。他发现这种气体与空气混合装在开口容器中 ，点燃时会猛烈爆炸，随之冲出容器，产生尖锐的爆鸣。显然，这种新气体不同于空气。于是，卡 迪许将该气体命名为“可燃气体”。

卡 迪许进行氢气实验的装置（ 络图）

当时，燃素学说正值昌盛时期，而卡尔迪许又是这一学说的忠实信徒。他认为金属中含有燃素，因此当金属溶解在酸中时，“它们所含的燃素便释放了出来，形成了这种气体”。他甚至认为得到的“可燃气体”就是燃素，从而失去了发现氢元素的机会。

某一天，卡 迪许随手将“可燃气体”灌入实验中备用的猪膀胱里。当他不小心松开手时，猪膀胱居然徐徐升上半空。这事经同事传出后，引起了人们极大的兴趣。

“天啊，燃素还能辅助升空？”卡 迪许很清楚，这个实验进一步说明了“可燃气体”不同于普通空气，它的重量要比空气轻。但是，卡 迪许仍然没有意识到自己发现是一种新元素。

实验OR魔术？

就在卡 迪许企图弄清“可燃气体”本质的时候，那个著名爆鸣实验和猪膀胱升空实验引起了另一位英国化学家普利斯特利的关注。

普利斯特利觉得“可燃气体”点燃后发出的爆鸣声能吸引观众的注意力，于是决定把这个实验当作魔术进行表演。有一次朋友聚会时，普利斯特利当众说要表演一个魔术。他将“可燃气体”和空气装在闭口的玻璃瓶中，用电火花使之发出爆鸣声响。

简单的氢气爆鸣实验（ 络图）

“哇，太神奇了，”好友瓦尔泰尔先是发出惊叹，接着发现一个现象，“怎么玻璃瓶壁有露珠呀？”

普利斯特利也发现了这个问题，但深受燃素影响的他没想到露珠就是水，所以他没重视起来。

此时，科学家们已经发现氧气。卡 迪许用氧气代替空气进行实验，不仅证明可燃气体与氧化合后生成了水，而且发现大约2体积的可燃气体与1体积的氧恰好化合。悲催的是，卡 迪许是坚定的燃素论学者，他坚持认为氧是失去燃素的水，可燃气体则是燃素本身，或者是含有过多燃素的水。

“这可以作为一个博人眼球的魔术。”多年后，普利斯特利还对朋友这样说。

巨人肩膀上的实验？

时针跑到18世纪下半叶。一个具有划时代意义的事件发生了。那便是著名法国化学家拉瓦锡发现氧元素，创立氧化理论，批判了燃素学说的错误观点，否认了燃素的存在。

为了进一步弄清“可燃气体”的本质，拉瓦锡于公元1783年认真研究卡 迪许、普利斯特利等人的实验后，通过两种方法进行深入研究这种未知气体。

第一个实验，他在纯氧中燃烧“可燃气体”，发现只生成水。

第二个实验，他要证明水可以分解成“可燃气体”和氧。他利用铁与氧化合的特性，把铁屑装在一个枪筒里，把枪筒放在煤火上加热，让水蒸气通过枪筒接触烧红的铁屑进行分解，果然生成了“可燃气体”和铁滓（即四氧化三铁）。最后，他又反过来进行试验，让“可燃气体”通过烧红的铁滓，结果得到水。

拉瓦锡雕像（ 络图）

由此，拉瓦锡通过分析得出结论：金属铁、锌与酸作用后生成的气体，可在氧气中燃烧形成水；水分解后又可以得到氧和这种气体。由此可见，水是形成这种气体的元素和氧元素组成的。更直接地说，这种气体是一种单质，它不同于其他气体，是组成水的一种元素。另一方面，拉瓦锡根据前人的经验预言说，这种密度很小的元素，将来会有很大的用途。

这样，拉瓦锡正确阐明了这种气体的本质。为了给未知元素起一个响亮的名字，他经过长久思考，决定用希腊 命名为“水的生成者”。后来传入中国，国人采用“轻”的偏旁，并把它放进“气”里面，构成一个新词，氢气，意思是“很轻很轻的气体”。

虽然拉瓦锡命名了氢元素，但化学史上人们依然把氢元素的发现归功于卡 迪许。拉瓦锡在氢元素方面的成就，不过是在前代科学家实验的基础上完成的。从这种意义上讲，这些实验不过是巨人肩膀上的实验，而他则是站在巨人肩膀上的人。

不可不知的后记

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，而且在工农业生产中具有广泛的运用。

氢气球（ 络图）

氢气约为同体积空气质量的1/14，可用它来填充气球。氢气球除了烘托节日气氛外，还被用于高空气象探测和防空，以及用它携带干冰等药剂，在云层中进行人工降雨。

近代工业制造盐酸的方法之一，就是将氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体，再溶于水制成。氢气还可以氮气直接合成氨，进而制成各种氨肥，在农业中大显身手。

氢气燃烧产生的化学能可以用做能源，氢还可以通过核聚变反应产生核能。作为燃料，液态氢具有质量轻、发热量高、无环境污染等优点，因此氢的大有发展的优良燃料。日本等国已经研制出氢能汽车。预计不久的将军，氢燃料将进入实用化阶段，而我们生存的环境污染问题也将得到改观。