氧氣背后的三位著名化學家

在化學還沒有成為科學的古代，空氣曾被當成純凈物看待，是古希臘哲學家深信不疑的“四元素”(空氣、水、土、火)之一。所有的氣體都被認為是空氣或空氣的變種。

到了工業革命時代，這一思想受到懷疑。蒸汽機、焦炭、鐵和鋼是促成工業技術加速發展的四項主要因素，英國的采煤量、冶鐵量都曾超過世界總產量的一半。在采礦時，礦工發現，礦井中的氣體有時使火把或蠟燭熄滅，有時卻又能引發爆炸，還有一些從礦井里逸散出來的氣體可以平靜地燃燒。這些現象引起當時科學家的關注，他們認為應該有各種性質的空氣，這導致了研究不同空氣及其制備的熱潮。

科學家(scientist)這一名詞并沒有太長的歷史，那是在19世紀初，由英國著名湖畔詩人，也是著名化學家戴維的好朋友塞繆爾·泰勒·柯爾律治專門為像戴維這樣做實驗研究的人而新創的名詞。而“化學家(chemist)”曾是煉金術士的名號，后來也代表藥劑師，最后才成為化學家的正式名稱。事實是最早的著名化學家大多是藥劑師，最先發現氧氣的化學家舍勒以及最為風流倜儻的化學家戴維早年都是藥店學徒出身。

在研究制備“空氣”方面最有成就的是瑞典化學家舍勒(1742—1786)。舍勒像其他化學家一樣，總喜歡把什么東西都拿來燒一燒、熱一熱。沒有什么反應比加熱或燃燒更令化學家著迷的了。那時常見的化學藥品還不多，而硝石(KNO₃，黑火藥的主要成分之一)和氧化汞(HgO，中國古代稱為“三仙丹”)是常見的兩種。1773年，舍勒發現，加熱分解硝石或氧化汞都可以制得性質特別的“空氣”，這種“空氣”比普通空氣具有更強的助燃能力，無論是快要熄滅的煤炭，還是只帶著少量余燼的木條，都可以在這種“空氣”中重新劇烈地燃燒起來。舍勒把這種助燃能力特別強的“空氣”稱為“火焰空氣”。

1774年，英國化學家普里斯特利(1733—1804)把汞煅灰(即HgO)放在玻璃皿中用聚光鏡加熱制得“空氣”，他發現這種“空氣”能使蠟燭燃燒得更旺，呼吸它感到十分輕松愉快。他把這種“空氣”命名為“脫燃素空氣”。

普里斯特利及時發表了他的成果，而舍勒研究的成果卻被出版商延誤，直至1777年才出版《論火與空氣》。所以，到底是誰先發現了氧氣，那就只能各說各話。英國總說是普里斯特利首先發現，而瑞典及對瑞典親近的國家如俄羅斯則堅持是由舍勒首先發現的。不過。我們更多地還是把氧氣的發現與法國化學家拉瓦錫(1743—1794)聯系起來。這是怎么回事呢?

1774年10月，普里斯特利發現“脫燃素空氣”后到歐洲參觀旅行，在巴黎受到拉瓦錫夫婦的熱情接待，在宴會上普里斯特利談起了他的發現，這給拉瓦錫以很大啟發。拉瓦錫不但重復了普里斯利的制備實驗，而且還反過來做了汞在空氣中的加熱實驗，他發現汞煅灰分解產生的氣體體積與汞在空氣中加熱消耗空氣的體積相等(約占空氣體積的1／5)。他認為舍勒的“火焰空氣”和普里斯特利的“脫燃素空氣”都不是“空氣”，而是一種全新的氣體。拉瓦錫在1777年把這樣的氣體正式命名為“氧氣”(“成酸元素”的意思)，并提出物質的燃燒就是物質與空氣中的“氧氣”反應，這就是著名的物質燃燒的氧化學說。

舍勒研究成果很多，但生前只發表了很少部分。1942年舍勒誕辰200周年時，他的全集出版，共有8卷之多。普里斯特利因支持美國獨立戰爭、同情法國大革命而備受迫害，1794年他移居美國，受到富蘭克林及杰弗遜的熱情接待，并終老美國。拉瓦錫因擔任國王的稅務官而被大革命政權逮捕，并在普里斯特利逃亡美國的同一天被送上斷頭臺，大革命政權宣稱“共和國不需要科學家!”對這一悲劇最痛徹的評論是“砍下這樣一顆頭顱只要一瞬間，但要再長出一個這樣的腦袋，也許要100年!”