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世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命

目前,人類掌握的化學元素(連同人工合成的元素)一共有119種


在尋找新元素的道路上,很多科學家耗盡了畢生精力甚至獻出了寶貴的性命


在發現那個被稱為「死亡元素」——氟的一路上,更是死傷慘重,堪稱一部悲劇史詩

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



漢弗萊·戴維


拓展元素周期表的大軍中就有一個獨佔鰲頭的化學家——漢弗萊·戴維

他開闢了用電解法製取金屬單質的途徑,從此開始變身「電解狂魔」


在短短兩年間就「電」出了七種新元素,是目前世界上發現化學元素最多的科學家

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



礦場用的安全燈,也稱戴維燈

此外,在人類還只能靠火種照明的時代,他發明了一種用於礦井照明的安全燈


這種安全燈有效地抑制了採礦過程中的瓦斯爆炸,拯救了千萬礦工的性命

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戴維在礦井中試驗安全燈

1778年12月17日漢弗萊·戴維出生於英國鄉村的一個貧窮家庭中


他從小就是個聰明的孩子,總是喜歡探索一些新鮮的小玩意


讀完小學後,父親就送他到彭贊斯城讀書,寄住在外祖父家


自從他在城中看到醫師配製藥物的過程,就被那各種物質產生的奇異變化所吸引

此後他經常把鍋碗瓢盆偷來,躲在樓頂模擬著做實驗

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漢弗萊·戴維


在他16歲那年,父親不幸去世,家裡的環境更加困難


他的母親帶著兄妹五人,更是難以生存


戴維不得不把所有實驗儀器收起來,因為他的母親已經無法支付昂貴的化學藥品了


母親知道戴維喜歡化學,便把他送到一位叫約翰·博萊斯的藥房做學徒

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漢弗萊·戴維


來到藥房做學徒是戴維人生的轉折點


在這他不僅可以幫家庭減輕負擔,還能從博萊斯先生的實驗室學到豐富的化學和醫學知識


在博萊斯醫生的圖書館中,他仔細地閱讀了拉瓦錫的著作和尼克爾森的《化學辭典》


通過這些書本,戴維更是瘋狂地愛上化學

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在工作之餘,他更是利用空餘的時間孜孜不倦、全力以赴地學習化學知識和做化學實驗


不久,他便在當地變得小有名氣


1798年,當時一位叫托馬斯·貝多斯的醫生想要創辦一個氣體治療研究所


於是他找到了精通化學的戴維,想聘請他參加研究各種氣體對人體的治療作用

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托馬斯·貝多斯


這時不得不感嘆一下過去的化學實驗,基本都是用命換來的


在氣體治療研究所中,戴維的主要任務是制出各種氣體,並觀察這些氣體對人體的作用


而當時想要知道各種氣體對人體作用的方法也非常直接和大膽


有毒還是無毒,有益還是無益,都是直接把這些氣體作用於活的人體

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一幅關於氣體治療研究所的搞笑漫畫,中間拿著瓶子的是戴維


但也就是在這個氣體治療中心


人們發現吸入純氧可以使人感到清新舒暢,知道吸入氨氣、一氧化氮、氯氣等對人體有極大的危害

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戴維與托馬斯·貝多斯在做氣體實驗


戴維首先研究的氣體是一氧化二氮,一種在當時被認為對人體有極大毒害作用的氣體


但是戴維並不信這個邪,他覺得無論什麼都要試了才知道結果


事後他還在記錄中寫道:「我知道這樣的實驗是極度危險的,但是從性質推斷應該不至於會要了我的命吧......」

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在眾人的反對下他還是義無反顧地投入了實驗


他打開充滿一氧化二氮的瓶子,並反覆吸入這種氣體


當吸入少量這種氣體時,他覺得頭暈目眩,如痴如醉


再吸全身無力並感到無比舒適,腦中外界的形象消失,出現各種幻覺


當吸入的氣體高到一定濃度,他還不自主地發笑,在實驗室裏手舞足蹈起來

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那時這種笑氣一度在貴族和上流社會中流行


因此戴維把這種會使人發笑的氣體稱為「笑氣」,並在1800年把關於一氧化二氮的作用寫成論著發表,對它的麻醉作用進行了全面的評價


年齡還不到22歲的戴維,憑著笑氣的發現,名聲也變得越來越大了

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笑氣拔牙


原來這種「笑氣」可以引起人體內「快樂激素」啡肽的釋放


之後這種氣體也被應用到外科手術的麻醉中,例如幫助拔牙和產婦順產時減少精神痛苦

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下圖是吸笑氣專用的一些工具


因為「笑氣」的致幻效果,當今社會的一些夜場開始流行起了「吹氣球」(用奶油槍抽出液態「笑氣」,注入氣球然後吸食)


但是要提醒的是,大量吸入笑氣會把人體中的氧氣逼走,長期吸入可能會導致機體缺氧,從而引發中樞系統受損,智力會受到影響,嚴重的可能會使人休剋死亡

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足球明星斯特林吸笑氣後表情滑稽,甚至一度陷入暈厥


在戴維那時所在的年代,很多人把鹼、蘇打、鉀草鹼當做是不可再分解的元素


而拉瓦錫則提出,這些「元素」不是不可分解,而是當前的手段和方法還達不到分解這些物質的條件


直到1800年義大利的伏特發明了世界上第一個電池組,亦稱為伏特電堆,電學發展的新時代到來


利用伏特電堆電解水的實驗獲得成功後,電在化學研究中的應用引來了廣泛關注

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伏特與伏特電堆


受到拉瓦錫和伏特的啟發,戴維開始了自己瘋狂的電解之路


針對化學成分尚未明確的化學物,戴維的第一電解對象是鉀草鹼(碳酸鉀K2CO3)


剛開始他將鉀草鹼製成飽和溶液電解,但兩端電極得到的卻只有氫氣和氧氣,就算加大電流也沒有改善

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當時戴維用的電解裝置


之後他把鉀草鹼改成熔融狀態,在電流作用下,電極的一端有帶金屬光澤的小球體產生


這種物質一生成就馬上遇水燃燒,發出紫色火焰並伴有爆鳴聲,戴維把它命名為


對鉀草鹼電解成功,他緊接著採用同樣的方法電解了蘇打(碳酸鈉),同樣也獲得了一種新的金屬元素

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金屬鈉遇水實驗


1807年11月,他在學術報告會上隆重介紹了鉀、鈉兩種元素的發現過程


但在一片熱烈的掌聲和祝賀中,他卻因為這幾個月一鼓作氣的操勞而病倒了


在之後的幾個月內,他都由醫生和護士全日照料看護


一旦身體稍有好轉,他便馬上溜到實驗室做實驗


在接下來的一年內,他又相繼得到了金屬元素鈣、鎂、鍶、鋇和非金屬元素硼


短短兩年內他發現的元素竟然就有七種

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



拉瓦錫


在1810年他更是證明了已被發現了36年的氯氣竟不是一種化合態的氣質,而是一種單質氣體


當時化學界的權威拉瓦錫認為「氧是成酸元素」,也就是說一切酸中均含有氧


按照這一理論,化學家中普遍都認為鹽酸應該也是一種和硫酸、磷酸等一樣的含氧酸


而氯氣則是鹽酸和氧結合的鬆散化合物(類似HCLOm這種形態,m為未知數)

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



但是戴維用盡了一切的辦法都不能從這種「氧化鹽酸」(其實是氯氣)中把氧奪取出去


所以戴維毫不猶豫地提出了與當時權威不同的化學觀點,並用實驗證明了氯氣是由鹽酸分解而來


那時氯才被認定為一種元素,從此在化學史中,「酸必須含氧」論也被推翻,「酸的氫學說」建立,使得對鹵族元素的研究得到了轉折性的發展

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



漢弗萊·戴維


到戴維逝世前,被發現的元素(那時候還沒有元素周期表)也就只有52個元素


但這裡面的九個元素(鉀、鈉、鈣、鋇、鍶、鎂、硼、氯、碘)都是戴維發現和確認的


他這一偉大的成績就算放在今日也無人能與其媲美


但當別人問起他發現的這些元素,他卻說他最大的發現並不是這些元素,而是發現了法拉第的才能

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邁克爾·法拉第


邁克爾·法拉第:他是十九世紀電磁領域中最偉大的實驗家,他發明了電磁感應現象,總結出了電磁感應定律,更是發明了世界上第一台電動機和發電機,開創了電氣化的新時代,引起了物理學的革命


戴維可以說是法拉第一生中最重要的人物


因為年輕的法拉第家境甚是困頓,只讀了不到幾年的小學就輟學當了報童


在他20歲的一個夜晚,熱愛學習的法拉第意外獲得一張戴維在皇家學院講座的入場券


這場激情四射的科學講座使法拉第對科學有了更深的期盼

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



戴維在皇家學院的講座


他鼓足勇氣給戴維寫了一封長信,並把裝訂成冊的講座筆記一同寄給了戴維


如大家所料,戴維收留了法拉第並成為了他的伯樂


他把那時候除了一腔熱血,幾乎一無所有的法拉第招到了皇家學院當助手,這才成就了他之後的科學生涯


而戴維與法拉第的師生情更是一直被後人傳為佳話

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



帶著安全燈到礦井的工人們


然而在電化學中,戴維還有一件出色的發明——安全燈


18世紀末,戴維生活的英國煤炭工業蓬勃發展,大批煤礦陸續被開發


但是在礦井中瓦斯爆炸卻常常發生,這使得在礦中勞作的工人大量死亡


因為只要有火源,等到礦井中瓦斯和空氣達到一定濃度就會發生爆炸

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



礦場瓦斯爆炸


1815年,戴維發明了一種不會致使瓦斯爆炸的礦工照明用燈


利用銅和鐵等金屬良好的導熱性,戴維在燈的外面罩了一個間隙極窄的金屬網


空氣能從間隙中進入燈罩內,但是火焰燃燒的熱量會不斷被金屬網傳導、散發掉


使的金屬網罩周圍的溫度低於瓦斯的著火點,抑制了瓦斯的點燃和爆炸

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



安全燈的部分結構圖


這種安全燈的誕生避免了礦場中的瓦斯爆炸,拯救了無數礦工的性命,給他們的工作環境提供了最基本的保障


更是有人把這種安全燈的發明和滑鐵盧戰役勝利稱為「1815年英國兩大勝利」


為了紀念戴維的功績,人們把這種安全燈叫做戴維燈


這種燈在世界上更是沿用了100多年,直到20世紀30年代才被電池燈取代

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



博物館中展示的戴維發明的安全燈


戴維的一生獲得過無數榮耀


他雖為英國科學家,但拿破崙卻在英法交戰的背景下授予了戴維勳章,並賜給他三千萬法郎的獎金


在1820年,他更是當選英國皇家學會主席,並吸引了大量科學家,使科學研究在那時成為一種潮流

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



手提著安全燈的戴維雕像


然而那個年代的化學家壽命彷彿都不太長


余勒因長期品嘗化學試劑,44歲,卒


莫瓦桑也因與一直與毒性猛烈的氟作伴,在獲諾獎第二年去世,終年55歲

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



戴維的弟弟為他寫的長篇傳記《漢弗萊·戴維爵士全集》


而漢弗萊·戴維也難以逃離這樣的命運


1826年,他因身體狀況日益下降不得不退出科學界,開始各處尋醫問葯


1829年5月,漢弗萊·戴維在瑞士日內瓦去世,享年51歲

世界上發現化學元素最多的科學家,他還拯救了無數人的性命



每當談起戴維的病,大家能夠想到的也就只有他在化學實驗中那些大膽的行為


在短暫化學生涯中他更卯足了勁,在二十多年間幾乎幹了別人幾輩子的工作


正是有這樣的一大批勇敢者的探索和嘗試,才使得化學呈現出像今日的光彩奪目


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