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元素的故事·1·氢

 王的学习笔记 2018-03-03


爱炫技的化学家·普利斯特列

 
普利斯特列生于英格兰郊区的菲尔德海德农庄。他出身不高,年幼漂泊。但是由于学习刻苦勤奋,最终1764年,爱丁堡大学授予他博士学位。
 
约瑟夫·普利斯特列(Joseph Priestley 1733-1804)

他是一个爱炫的化学家,特别喜欢用自己的发现来表演“魔术”给朋友看。

每当朋友们来到他的实验室里参观时,他便拿出一个空瓶子,给大家看清楚——里面“空空如也”,什么都没有哦。

可是,当他把瓶口移近蜡烛的火焰时,忽然发出“啪”的一声巨响,还伴随忽闪而过的火焰。朋友们吓了一跳,有的甚至吓得钻到桌子下面。普利斯特列得意地哈哈大笑起来。

笑罢,他把秘密告诉朋友们:原来,瓶子里事先灌进氢气。氢气和空中的氧气混合以后,点火会燃烧起来,发出巨响。

他多次公开表演这个“魔术”,然后就发现每次表演完了,瓶子里会有水珠出现。无论事先他怎么把瓶子干燥,表演过后都会有水。

破除思维局限的拉瓦锡


其实关于氢的实验很早就有人做,也注意到它的特殊性质了。比如早在16世纪,瑞士著名医生帕拉塞斯就表示铁屑与醋酸作用时会产生一种气体(就是氢气);17世纪时,海尔蒙特和波义耳等都接触过它,卡文迪什还做了系统实验,包括前面说的普利斯特列。

但是这些人都相信燃素说,错误地认为氢气就是燃素或燃素和水的化合物。

所谓燃素说大概就相当于你妈跟你说你是垃圾桶里捡来的一样...

 
 安托万-洛朗·德·拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier,1743年8月26日-1794年5月8日)
 
1782 年,法国化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier)重复了卡文迪什、普利斯特列里等人的实验,明确提出正确的结论:水是氢和氧的化合物,并命名为hydrogen [ˈhaɪdrədʒən] 

希腊语中的 hydro、意为“水”,后缀—genes、意为“产生”,直接的意思就是“水之源”。

有趣性质

 
由于原子个数只有一个,所以氢是最轻的气体——同等体积下,大约仅相当于空气重量的7%。1780年,法国化学家布拉克将氢气灌入猪的膀胱中,制得了世界上第一个原始的氢气球,当然这个氢气球味道可能不那么好...

随着对氢的研究逐步深入,人们发现氢并非原子数都是1,而是有1、2、3三种原子数的同位素:原子数为1的氢也叫氕(piē),符号为“H”;原子数为2的叫氘(dāo),符号为“D”;原子数为3的叫“氚”(chuān),符号为“T”。

 
 

氘为氢的一种稳定形态同位素,也被称为重氢,与氧结合为重水。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成,所以原子数为2。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一,重水用于中子减速剂。
 
氚亦称超重氢,是氢的放射性同位素,它在自然界含量更少,约为一般氢的万万亿分之一。它的原子核由一个质子和两个中子所组成,所以原子数为3。它会发生β衰变,半衰期为12.43年。

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