[高瞻自然科學教育資源平台] 氫元素的發現

國立臺灣大學化學系陳竹亭教授責任編輯

氫氣公認是由英國化學家卡文迪許(Henry Cavendish, 1731~1810)所發現。 歷史上第一次描述人造的氫氣則是在西元十六世紀，瑞士的江湖醫生，也是煉金術士帕拉塞許(Paracelsus)曾經敘說讓鐵屑和強酸接觸會產生可燃的氣體（想像是哈利波特的場景，就很炫了）。十七世紀中葉的歐洲，普遍認為空氣是氣態的元素，其他氣體則被認為是含雜質的不純空氣（近代元素的概念是由拉瓦節確立的，他認為無法再分出不同物質的純物質就是元素）。

十七世紀，法國的雷姆利(Nicolas Lémery)注意到在空氣中將硫酸與鐵作用產生的氣體有爆炸性。英國的波以耳(Robert Boyle)也用鐵屑與稀酸得到氫氣，蘇俄化學家羅蒙諾索夫(Mikhail Vasilievich Lomonosov)重複鐵與醋酸的反應得到氣體，也知道其可燃。 卡文迪許在西元1766年提出報告，確認氫氣是一種可單獨存在的可燃性純物質，他向英國皇家學會(Royal Society)提交的研究報告人造空氣實驗中，詳細陳述了對氫氣的研究。他敘述用鋅、鐵等金屬與鹽酸作用，以排水集氣法收集產生的氣體不但可燃，與空氣混合點燃後還會爆炸，故稱之為「源自金屬的可燃空氣」(inflammable air from metals)。經測量該氣體的密度，只有空氣的9%而已，但是他原以為反應產生的氫氣是來自於金屬，而且就是大家相信的燃素(phlogiston)。

西元1776年，法國化學家馬柯在空氣中點燃氫氣，用瓷盤在火焰上方收集到水滴，1781年，普利斯特里(Joseph Priestley)和卡文迪許也先後操作該實驗，確認了氫氣在空氣中燃燒會生成水。此時普利斯特里已發現了氧氣，正是拉瓦節為氧氣命名（oxygen，產生酸的元素）後的第五年。

卡文迪許混合氫氣與氧氣，以電火花引爆，確認水是氫氣與氧氣以體積比2：1化合的產物，但是他受「燃素說」的牽絆，始終未宣稱氫是一種元素。拉瓦節(Antoine Lavoisier)重複了卡文迪許點燃氫、氧混合氣體製水的實驗，下了結論：「水是由氫與氧化合而成的化合物，不是元素」。1787年拉瓦節正式將氫命名為「hydrogen」（希臘文的意思是產生水的元素）。中文原譯稱「輕氣」，後取「輕」之形聲而創新字為「氫」，日文與韓文則稱氫為「水素」。

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