航空发展史
18世纪初,一位热爱植物学的英国牧师黑尔斯(S. Hales,1677-1761)发明了集气罐,改进了水气收集法。
1772 D .卢瑟福(英国,1749—1819)将磷在密闭容器中燃烧,除去了普通空气中能支持燃烧并能被动物呼吸的气体。对剩余气体进行了研究,发现这种气体不能被碱性溶液吸收,不能维持生命,具有灭火的性质。同年,英国化学家普里斯特利(J. Priestley,1733—1804)也了解到,当木炭在封闭于水的空气中燃烧时,可以将空气的1/5变成碳酸气体,被石灰水吸收后,剩余的气体对燃烧或呼吸没有帮助。
1774年,普里斯特利用直径一英尺的冷凝器加热各种物质,看它们是否会分解释放气体。他还用一个水银槽来收集产生的气体,以便研究它们的特性。当年8月1,他照做加热水银煅烧灰(即氧化汞),发现蜡烛在分解的“空气”中燃烧,释放出更明亮的火焰;他将老鼠再次放入这种气体中,发现老鼠的寿命大约是在同样体积的普通空气中的四倍。可以说普里斯特利发现了氧气。不幸的是,当时他和卢瑟福都相信燃素说。所以他误以为这种气体不含燃素,所以吸收燃素的能力特别强,所以可以支持燃烧。当时他把氧气叫做“脱磷空气”,把氮气叫做“被燃素饱和的空气”。
事实上,瑞典化学家C.W .舍勒(1742-1786)在卢瑟福和普里斯特利研究过氮,在1772年也从事过这项研究。他是第一个认为氮是空气成分之一的人。他在1773中用硝酸盐(硝酸钾和硝酸镁)和氧化物(氧化汞)制成了“火空气”,并通过实验证明空气中也有“火空气”。
综上所述,可以看出,虽然舍勒和普里斯特利独立地发现并产生了氧,但正如恩格斯所指出的那样,由于受到传统燃素说的束缚,“从一个扭曲的、片面的、错误的前提出发,沿着错误的、弯曲的、不可接近的道路前进,往往未能在真理触及鼻尖的时候得到真理”(《自然辩证法》)。
法国化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743—1794)更早使用天平作为研究化学的工具,并在实验过程中注意化学反应中物质质量的变化。当他知道普里斯特利用氧化汞(当时叫脱磷空气)制氧的方法时,他做了一个著名的实验,研究空气的组成(阅读材料见《九年义务教育三年初中,化学与全一书》第一章)。他摆脱了传统错误理论(燃素说)的束缚,尊重事实,对实验进行了科学的分析和判断,揭示了燃烧是物质与空气中的氧气发生反应,指出物质中并不存在称为燃素的特殊东西。1777年,拉瓦锡在接受其他化学家意见的基础上,认识到空气是两种气体的混合物,一种是能帮助燃烧和呼吸的气体,并将其命名为“氧气”,意为“成酸元素”(拉瓦锡当时认为非金属通常燃烧后变成酸,氧是酸的本质,所有的酸都含有氧);另一种不支持燃烧和生命的气体被命名为氮气,意思是“不能支持生命”。
1785英国化学家卡文迪什(h . Cavendish 1731-1810)利用电火花使空气中的氮气与氧气结合,并不断加入氧气,使氮气变成氮氧化物,再用碱溶液吸收除去,剩余的氧气用烧红的铜除去。但最后剩下的1%的气体没有和氧气结合,当时认为可能是新的气体,但这一观点没有得到化学家应有的重视。
一百多年后,英国物理学家瑞利(J.W.S.Rayteigh,1842-1919)在1892中发现,含氮化合物产生的氮气每升重1.250 5 g,而从空气中分离出来的氮气在。所以他怀疑空气中的氮气一定含有尚未被发现的更重的气体。罗利使用卡文迪许的放电方法去除空气中的氧气和氮气。英国化学家拉姆齐(W. Ramsay,1852-1916)将去除了CO2、H2O和O2的空气通过热镁吸收其中的氮。他们都在实验中获得了一些残余气体。经过多次实验,他们得出结论,这是一种非常不活泼的新元素,命名为氩。
8月1868日印度发生日全食。法国天文学家詹森(P.J.C.Janssen,1824-1907)从分光镜中发现太阳光谱中有一条黄线与钠D线不在同一位置。这条谱线当时对新元素来说是未知的。在当时,这种元素的存在是预先确定的,并被命名为氦(氦是拉丁语音译,意为“太阳”)。地球上的氦是在1895年从铀酸盐矿物和其他铀矿物中发现的。后来,在大气、水、陨石和宇宙射线中发现了氦。
1898年,拉姆齐在液态空气蒸发后的残留物中发现了氪(拉丁语意为“隐藏的”)、氖(拉丁语意为“新的”)和氙(拉丁语意为“不熟悉的”)。
1900德国物理学教授道恩(F.E.Dorn,1848?)在含镭的矿物中发现了一种叫氡的放射性气体(拉丁语意为“射气”)。