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从炼金术到元素周期表:元素简史中的特殊气体

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1766年,英国化学家卡文迪许分离并且辨别出氢气,他称之为“易燃气体”。他将锌投入盐酸加以溶解,并置于密封广口瓶中,以收集生成的气体。随后他用木条引燃这种气体,产生了爆发性的燃烧。卡文迪许认为,氢气来自反应中的金属,而不是盐酸。英国化学家卡文迪许率先将氢确认为一种可单独分离的气体在元素周期表中,氢占据了特别的位置,成为“第一元素”。

从炼金术到元素周期表:元素简史中的特殊气体

化学家们早就知道空气中存在各类构成物,但直至18世纪中期,各类气体才逐渐得到分离和认定。不过说来奇怪,人类最先认定的气体却不属于大气的组成部分,而是一种易于在化学反应中释放的气体,所以人们在实验当中很轻易地就获取了它。

1700年前后,法国化学家莱默里(N. Lémery)以硫酸溶解铁,并将一支燃烧的蜡烛置入由此产生的气体中。结果,蜡烛剧烈燃烧,发出爆响。看到这一幕,莱默里觉得自己发现了雷和闪电的来历。而实际上,他不过是发现了氢气,尽管他并不知道那是什么。

1766年,英国化学家卡文迪许(H. Cavendish)分离并且辨别出氢气,他称之为“易燃气体”。他将锌投入盐酸加以溶解,并置于密封广口瓶中,以收集生成的气体。随后他用木条引燃这种气体,产生了爆发性的燃烧。卡文迪许认为,氢气来自反应中的金属,而不是盐酸。虽然巴拉赛尔苏斯、波义耳和另一位英国化学家普利斯特里(J. Priestley)都制取过氢气,但把它鉴别为一种独立气体的,卡文迪许算是第一人(而将其命名为“氢”的则是拉瓦锡)。卡文迪许还发现,在空气中燃烧氢气会生成水。

英国化学家卡文迪许率先将氢确认为一种可单独分离的气体

在元素周期表中,氢占据了特别的位置,成为“第一元素”。氢也是宇宙中原子数量最多的元素,尽管在地球上它很晚才露出自己本来的面目。(www.xing528.com)

金属氢

据称,在巨大的压力下,氢会被压缩成薄薄的、表面光滑的液体——金属氢。此时,氢原子中唯一的电子可自由流动,使氢成为导体。

在地球上,在大约5亿倍大气压的压力下可观测到金属氢,不过哈佛大学研究人员2017年发表的这一结论,其有效性仍存在争议(样本已丢失)。

美国宇航局专家认为,木星的气体云层下隐藏着一片金属氢海,其深度可能超过4万千米。

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