發現，研究，探索——氫元素穿越百年的時光之旅

氫氣(qi)是無色并(bing)且密度(du)比空氣(qi)小的(de)(de)氣(qi)體(ti)，在(zai)各種氣(qi)體(ti)中氫氣(qi)的(de)(de)密度(du)最(zui)小。標準狀(zhuang)況(kuang)下1升氫氣(qi)的(de)(de)質量(liang)是0.0899克(ke)，相同體(ti)積比空氣(qi)輕(qing)得多，氫氣(qi)難溶于水。在(zai)101千帕壓(ya)強下溫(wen)度(du)-252.87 ℃時氫氣(qi)可轉(zhuan)變(bian)成無色的(de)(de)液體(ti)，-259.1 ℃時變(bian)成雪狀(zhuang)固體(ti)。常溫(wen)下氫氣(qi)的(de)(de)性質很穩(wen)定，不容易跟其它物質發生化(hua)學(xue)反應。

在化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)史(shi)上(shang)有(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)與這(zhe)些論文(wen)(wen)稿有(you)(you)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)趣(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)故事。卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)1785年(nian)做過(guo)一(yi)(yi)個(ge)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)。他(ta)將電(dian)火花通過(guo)尋常(chang)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合體，想把(ba)其(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)全(quan)部氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)掉，產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氮(dan)(dan)(dan)用苛(ke)性鉀吸收。實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)做了(le)(le)三個(ge)星期(qi)最后殘留下(xia)一(yi)(yi)小(xiao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)不(bu)(bu)能(neng)被氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)記錄保存在留下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)文(wen)(wen)稿中，后面(mian)寫道“空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濁氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)不(bu)(bu)是(shi)單一(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，還(huan)有(you)(you)一(yi)(yi)種“濁氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)”，總量不(bu)(bu)超過(guo)全(quan)部空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/12。一(yi)(yi)百多(duo)年(nian)后，1892年(nian)英(ying)國(guo)劍橋大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)(li)學(xue)家瑞利測定氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)時發(fa)現(xian)：從空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)得(de)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)比從氨氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)分解(jie)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)每升重0.0064克，他(ta)百思不(bu)(bu)得(de)其(qi)解(jie)。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)家萊姆(mu)塞認(ren)為(wei)來(lai)(lai)自空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)里面(mian)能(neng)含有(you)(you)一(yi)(yi)種較重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)未知氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體。這(zhe)時化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)教(jiao)授(shou)杜瓦向(xiang)他(ta)們提到(dao)劍橋大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)老(lao)前輩卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)述實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)和(he)小(xiao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)之謎。他(ta)們立即把(ba)卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)資料借來(lai)(lai)閱讀。瑞利重復了(le)(le)卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)當年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)，很快得(de)到(dao)了(le)(le)小(xiao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)。萊姆(mu)塞設計(ji)了(le)(le)一(yi)(yi)個(ge)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)除去空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水蒸氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)、氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)后也得(de)到(dao)了(le)(le)這(zhe)種氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體，密度(du)比氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)大，用分光鏡(jing)檢查后肯定這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)種新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)，取名(ming)氬。這(zhe)樣卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)當年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作在1894年(nian)元(yuan)素(su)氬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)中起(qi)了(le)(le)重要作用。1871年(nian)劍橋大學(xue)建(jian)立了(le)(le)一(yi)(yi)座物理(li)(li)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)室——以卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)字命名(ming)。這(zhe)就是(shi)著名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)卡文(wen)(wen)迪(di)許(xu)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)室，它在幾十年(nian)內一(yi)(yi)直是(shi)世界現(xian)代物理(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)重要研(yan)究中心。

氫(qing)(qing)是(shi)構成生(sheng)命(ming)體(ti)的(de)基本元(yuan)素之(zhi)一,卻(que)曾(ceng)被(bei)廣泛地認(ren)為是(shi)生(sheng)理惰(duo)性氣(qi)(qi)體(ti),自從(cong) 1975 年 Dole 等(deng)人發現高壓氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)艙內小鼠皮膚(fu)腫瘤的(de)生(sheng)長被(bei)抑(yi)制后(hou)“氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)生(sheng)物學”的(de)大門就被(bei)打開了。隨著氫(qing)(qing)在(zai)生(sheng)物體(ti)系內所起作(zuo)用(yong)的(de)研究不斷開展,氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)在(zai)醫學、農學等(deng)領域的(de)積極作(zuo)用(yong)也被(bei)廣泛發掘(jue)，準確地認(ren)識(shi)氫(qing)(qing)在(zai)生(sheng)命(ming)體(ti)中扮演(yan)的(de)角色,將為解決眾(zhong)多生(sheng)命(ming)難題提供全(quan)新的(de)解決思(si)路和途徑(jing)。