化学元素的发现及其命名探源.doc

. 化学元素的发现及其命名探源前言到目前止，人类已经发现了 110 种化学元素。由这些元素形成了宇宙世 界万万千千种物质，构成了大自然妙趣横生的和谐图案。纵观这些元素的发 现过程，我们看到在这个“图案”上谱写了人类认识大自然从“必然王国” 向“自由王国”过渡的客观规律，也看到科学事业先驱者认识自然、改造自 然的奋斗足迹。本书根据元素周期系，按照原子序数的顺序，编写出这些元 素最早的发现年代、发现者、发现过程以及命名原义，试图探讨化学元素的 发现及其命名的渊源，从一个侧面启迪人们去探索“自由王国”的奥秘。也 试图从这个探源过程中，介绍中国古代和现代科学家的贡献，恢复元素发现 史的本来面目。本书根据元素周期系，按照原子序数的顺序，分别介绍了迄今为止发现的 110 种化学元素的发现年代、发现过程、发现方法及其命名的原义。内容 新颖，深入浅出，系统完整，既有详尽的史料，又收录了最新的科技研究成 果，兼备可读性和学术性。可供高校、中专化学工作者、教师、研究生参考， 也可供大、中学生阅读。化学元素的发现及其命名探源1.氢 H（ Hydrogen）早在 16 世纪，瑞士著名医生帕拉塞斯（P.A.Paracelsus）曾描述过铁屑 与醋酸作用时会产生一种气体（这种气体就是氢气）；17 世纪时，海尔蒙特 和波义耳等都曾偶然接触过它。1700 年法国勒梅里曾在一份报告里提到 过它，并曾论及过这种气体的可燃性。但是他们都不知道这种气体是什么东 西，也没有将这种气体分离出来。1766 年，英国化学家卡文迪什（H.Cavendish）首先系统地研究了这种 气体，他用铁屑和锌等作用盐酸及稀硫酸后用排水集气法收集而获得这种气 体，但他误认为该气体是由金属分解出来的。又由于这种气体在加热时就会 燃烧，他就把它叫做“inflammable air from metals”，即“来自金属的可 燃空气”。并错误地认为氢气就是燃素或燃素和水的化合物。几年以后，1782 年，法国化学家拉瓦锡（A.L.Lavoisier）重复了卡文 迪什、普列斯特里等人的实验，明确提出正确的结论：水是氢和氧的化合物。 正确地赋予一个能反映这种可燃气体燃烧后产生水的这种变化特征的名字， 把它称作“hydrogene”（英文变为 hydrogen），即“氢”。该词源自希腊 语中的 hydro（意为“水”）和后缀genes（意为“产生”或“生出”）， 因此 hydrogene 原意为“会产生水的东西”。并确认氢是一种元素。中文名 曾为“轻气”。值得提出，德国人不像英国人那样喜欢把他们的科学名词变为希腊文或拉丁文，他们直接用德语命名这种新的“空气”。但他们也很注意上述奇特 的变化，因此他们称它为 wasserstoff，意为“水物质”。当氢的同位素发现以后，英国物理学家卢瑟福（E.Rutherford）提议将H1 叫做 haploge，H2 叫做 diplogen。这两个名词分别源自希腊语 haploos（意 为“单个的”）和 diploos（意为“成双的”）。但发现质量为 2 的氢的同 位素的美国化学家尤里（H.C.Urey）建议将 H2 叫做 deuterium，该词源自希 腊语 deuteros（意为“第二”），汉语译作“氘”。而 H1 则称为 protium， 它源自希腊语 protos（意为“第一”），汉语译作“氕”。对于 H3，则取名为 tritium，源自希腊语 tritos（意为“第三”），汉语译作“氚”。2.氦 He（Helium）1868 年 8 月 18 日的日食期间，在地球不同地点有 6 个不同观察者，发 现日珥光谱中有一条明亮黄线。法国天文学家简森（P.Janssen）在印度日食 期间让太阳大气的光透过棱镜，他注意到在地球物质那些熟悉的光谱线中产 生了一条他不能确认的黄色光谱线。后来，英国天文学家洛克耶尔 （S.N.Lockyer）将这条谱线的位置和各种不同元素产生的类似谱线位置作了 比较，断定这条新线是太阳中的某种元素产生的。1869 年雷伊脱（G.Rayet） 指出这条线不是氢的也不是钠的，而是另一个元素的新线。洛克耶尔和弗兰 克兰（E.Frankland）把这种当时不为人所知而为太阳所有的元素定名为氦（helium）。该词源自希腊语中表示太阳的一个词“helios”，因此氦的原 意是“太阳元素”。在地球上找到氦这种元素则是在此之后二十七年的事。1888 年美国化学 家赫列布莱德（W.F.Hillebrand）用硫酸处理一种沥青铀矿获得一种不活泼 的气体。由于他忽略了当这种气体加热时，它的光谱中的某些谱线并不是氮 的谱线，他误认为这种气体就是氮，因而错过了发现新元素的机会。1895 年， 苏格兰化学家拉姆赛（S.W.Ramsay）采用钇铀矿重复上述实验，并和洛克耶 尔研究了所产生气体的谱线，证明了这种稀有气体正与太阳上的氦相同，从 而证明了地球上也存在氦。3.锂 Li（Lithium）1817 年，瑞典化学家阿尔费德森（J.A.Arfvedson）在分析从攸桃岛（uto）采集到的一种叶石 pelalite（现已证明是被称作透锂长石的硅酸锂铝 LiAlSi2O5）过程中，发现该叶石中含有氧化硅、氧化铝及一种新碱金属。他把这种碱金属制成硫酸盐，进行试验，并进行详细分析计算研究后，发现 该碱金属与酸类饱和的量比其它各种固定碱类要大得多，它的溶液不被过量 的酒石酸沉淀，又不受氯化铂的影响。证明这种碱金属硫酸盐既不是钾盐、 钠盐，也不是镁盐。于是他肯定这种碱金属是一种新元素，并命名为“锂”（lithium）。该词源自希腊语“岩石”之意，因为之前发现的碱金属钠和钾 是从植物里取得的。阿尔费德森曾试图制取金属 Li ，但未成功。 1818 年布兰德斯 （Brandes）、戴维等人分别用强电流电解锂矿石制得了少量的这种金属。直到 1855 年，本生和马提生（A.Matthiessen）采用电解熔融氯化锂的方法， 才制得较多量的锂可供研究之用。4.铍 Be（Beryllium）1798 年法国矿物学家霍伊（R.J.Hay）观察到祖母绿和一般矿物绿柱石 的光学性质相同，从而发现了铍。根据霍伊的要求，法国化学家沃奎林（L.N.Vauquelin）对绿柱石和祖母绿进行化学分析，当他把苛性钾溶液加入 绿柱石的酸溶液之后，得到一种不溶于过量碱的氢氧化物沉淀。他证明这两 种物质具有同一组成，并含有一种新元素。铍盐有甜味被称为甜土，这种新元素最早被命名为“鋊”，（glucinium）， 该词来自法语“glucose”，是“葡萄糖”的意思。后来因为发现镱的盐类也 同铍盐一样具有甜味，“鋊”被改称为“铍”，希腊语“绿柱石”之意。“铍”（beryllium）这一名称是德国化学家韦勒（F.Wohler）命名的。1828 年韦 勒用金属钾还原铍土得到纯的金属铍粉末。5.硼 B（Boron）古代埃及制造玻璃时已使用硼砂作熔剂，但是硼酸的化学成分 19 世纪初 还是个谜。1807 年英国化学家戴维（H.Davy）报告了用电解法在两白金面之 间电解湿硼酸以及在一个金属管中用钾还原硼酸制得了硼。1809 年法国化学 家盖吕萨克（J.GayLussac）和锡钠尔德（L.J.Thenard）用金属钾还原无 水硼酸 B2O3 取得了单质硼。硼的命名源自阿拉伯文，原意指硼砂“Borax”及相似的化合物“Borate”。6.碳 C（Carbon）无定形碳、石墨、金刚石是三个已知的同素异形体。认识无定形碳、使 用无定形碳最早。古代人类就已知道钻木取火，广泛用木炭来冶炼金属，明 了炭是比木柴更好的燃料，伐薪烧炭便是古代农民的一种副业。在旧石器时 代用山火烧成的黑焦炭作为描绘物象的墨色涂料。从埃及出土的古迹装饰品 中就见到过金刚石。 1772 年法国拉瓦锡把太阳光集光于金刚石时见产生二 氧化碳，才知道它的本质是碳。1797 年英国的台耐特确认金刚石是纯碳所组 成。碳的命名原意取自拉丁语“木炭”之意。拉丁语中“煤”称为 Carbo（所 有格为 Carbonis），英语中元素碳（Carbon）的名称就是由此得来的。在英 语中煤叫 coal，它最初用于指任何燃烧着的余烬，如将木材加热但不使其产 生火焰，留下一种黑色的残余物，继续加热它会缓慢燃烧，这就是木炭（Charcoal）。Char 的意思是炭化，Charcoal 的意思是经过炭化形成的煤。 煤、木炭和各种形式的煤烟等都是无定形碳，对这类物质称为 “amorphous”（无定形的），它源自希腊语 a（意为“无”或“不”）和morphous（意为“形状”）。石墨因其每 6 个碳原子构成一个六角环形的层状晶体结构，容易写在纸 上，因此对于碳的这种同素异形体，又叫做“graphite”（石墨），它源自 希腊语 graphein，意为“写”。由于金刚石具有正四面体的晶体结构，因此形成非常坚硬的同素异形体，人们一度曾用 adamant 一词来表示它，该词源自希腊语前缀 a（不可） 和希腊语 daman（征服），意为“不可征服的”的物质。7.氮 N（Nitrogen）1772 年英国化学家布拉克（J.Black）的学生卢瑟福（D.Rutherfard） 把老鼠放进密封的器皿里，及至老鼠闷死后，发现器皿内空气的体积较前减 少了十分之一，若器内剩余气体再用碱液吸收，则又继续失去十分之一的体 积。用此法除去空气中的 O2、CO2，并研究所余气体的性质，他发现它有不能 维持动物生命和灭火的性质，且不溶于苛性钾溶液中，因此命名该气体为“蚀 气”或“恶气”“Mephitic air”。它源自拉丁词“mephitic”，意为“有 毒的气体”，但卢并不承认这种“蚀气”是空气的一种成分。英国牧师兼化 学家普里斯特利（J.Priestley）也进行了实验，他和卢都称这种剩下来的气 体叫“被燃素饱和了的空气”，意为它已“吸足了燃素”，因此失去了助燃 能力。1772 年，瑞典化学家舍勒（G.W.Scheele）也从事这一研究，他用硫酐 吸收大气中的氧气，取得氮气。他把空气中能维持生命的那部分气体称为“火 气”（ fire air），剩下的部分则称为“秽气”（foul air）。法国化学 家拉瓦锡（A.L.Lavoisier）则把它称作“azote”（非生命气体）。它源自 希腊语中的前缀 a-（意为“没有”）和 zoe（意为“生命”）。因此“azote” 是没有生命的气体。德国人按照同样的原则将它称为 Sticksttoff，在德语 中的意思就是“窒息物质”。1790 年，法国化学家查普塔（J.A.Chaptal）把它称作“nitrogen”。意指它是某种可以构成硝石的东西，因这种气体构成了常见的化学物质“硝 石”分子的一部分，法语中的“硝石”叫 nitre。当时给新气体命名时都加 上词尾“-gen”，来自希腊语中的后缀“-genes”，意为“出生”或“被产 生出来”。因此，nitrogen 一词的原意就是“从硝石中产生出来的东西”。 现在，汉语中将 nitrogen 和 azote 都译作“氮”。中文名曾为“淡气”。8.氧 O（Oxygen）早在公元 8 世纪，中国人马和在其著作平龙认（看风水的书）中曾 谈到：大气是由阴、阳两部分组成，阴的部分可用“阳的变化物”如金属、 硫黄及木炭等提取出来。燃烧时，这些物质就与大气中阴体混合而生成此二 种元素的混合物。阴气是永不纯净的，但以火热之，可以从青石、火硝、黑 炭石中提取。水中亦有阴气，它和阳气紧密地混合在一起，很难分解。因此， 有人认为阴气就是氧气，从而认为氧气的最早发现者是中国人。对这一说法 存有争论。不过至少可以说，在一千多年前，我国学者马和已经对氧气作了 十分深入的研究。17 世纪，荷兰化学家德莱贝尔（C.J.Drebbel）曾加热硝石制得过氧气， 但未进行研究。约 1700 年前后，德国化学家斯塔尔（G.E.Stahl）提出一种 理论解释为什么有些物质在加热时会燃烧或生锈。他认为这样的物质含有 “phlogiston” （燃素），它源自希腊词 phlogistos，原意为“易燃的”。1756 年俄国化学家罗蒙诺索夫（M.B.Lomonocol）曾在密闭玻璃器内煅 烧金属，作了金属煅烧后重量增加的试验并指出：重量的增加是由于金属在 煅烧时吸收了空气的结果。1772 年，瑞典化学家舍勒首先制得纯净的氧气并对其性质进行了研究。他用硝酸盐 KNO3、Mg（NO3）2、氧化物 HgO、碳酸盐 Ag2CO3、HgCO3 加热分解和用软锰矿与浓硫酸或浓砷酸混合蒸馏，从空气中分出了“火气”（Fire air， “维持生命的那部分空气”）。但他的研究成果迟至 1775 年才发表。发现氧 的荣誉被英国牧师兼化学家普里斯特利（J.Priestley）所得。1774 年，普 里斯特利利用聚光镜加热汞煅灰（氧化汞 HgO），且用水上集气法收集被分 解出的气体，研究其性质。他发现这种空气能帮助蜡烛燃烧，使呼吸轻快， 使人感到格外舒畅。但由于燃素学说的禁锢，他把这种新气体称作 “dephlogisticated air”，意为“脱去燃素的空气”。1774 年，法国化学家拉瓦锡用 Sn 和 Pb 作了著名的金属煅烧试验，指出燃烧就是金属与这种被其称作“上等纯空气”的气体化合的结果，从而推翻 了人们信奉达百年之久的“燃素学说”，建立了燃烧的氧化学说，拉瓦锡也 获得了“现代化学之父”的尊称。但拉瓦锡错误地认为在所有的酸中都含有这种新物质，因此他把这种气体命名为“oxygine”，在英语中就是 oxygen（氧），它源自希腊词 oxys（意 为“强烈”的、“锐利的”）和希腊语中的后缀-genes（意为“产生”）。 所以 oxygen 原意就是“产生某种强烈味道（酸味）的东西”。换句话说，氧 这一名称意味着酸的形成者。在日语中把氧称为“酸素”就是这个意思。德国人也承袭了拉瓦锡的错误，他们用德语将氧气命名为 “Sauerstoff”，意为“酸的物质”。中文曾命名为“养气”，取“养气之质”之意，即人的生命必不可少的 东西。9. 氟 F（Fluorine）氟的发现，被认为是上个世纪最困难的任务之一。自 1768 年马格拉夫发现 HF 以后，到 1886 年法国化学家莫瓦桑（H.Moissan）制得单质 F2 经历了118 年之久。这其中不少科学家为此不屈不挠地辛勤劳动，很多人由此而中 剧毒，有的甚至贡献了他们宝贵的生命。1529 年德国化学家阿格里科尔（G.Agricol）确认萤石的存在，人们开 始认识氟的存在。1670 年德国纽伦堡的艺术家斯瓦恩哈德（Schwanhard）发明用萤石和硫 酸作为玻璃工业的刻蚀剂。1764 年马格拉夫（S.A.Marggraf）研究了硫酸与萤石的反应。1780 年瑞典化学家舍勒在研究硫酸与萤石作用时，他断言生成的酸是一 种无机酸，称之为萤石酸，并预言在这种酸中，含有一种新的活泼元素。当 时曾被称为“不可驯服的”“不可捉摸”的元素。从这以后，许多化学家致 力于分离这个未知元素。但一次一次失败了。先后有德、英、瑞典、比利时、 法国的化学家参加了研究工作。仅在法国就经历了四代人，总共 106 年。为 了征服元素氟，先后有四位化学家由于氟中毒而献出了生命，其中有爱尔兰 科学院成员托玛克洛克斯（Tomac Noks）兄弟俩、比利时化学家路易埃（P.Louie）、法国化学家杰罗玛尼克莱（J.malikre）；有的化学家如戴维、莫瓦桑等由于在研制过程中受氟的危害得了重病而过早地去世。1886 年法国人莫瓦桑在总结前人经验基础上，在铂制 U 形管中，用铂铱 合金作电极，在23下，电解干燥的氟氢化钾，终于第一次制得单质氟。 这一成果轰动了当时法国科学院，也是当时世界化学领域的一个重大事件。 莫也因此而被授予 1906 年度诺贝尔化学奖。但由于有害气体的毒害，长期劳 累，莫瓦桑于获奖的次年便去世，年仅 55 岁。关于氟的命名，早在 1810 年德国化学家戴维 （H.Davy）与安培 （A.M.Aupere）就曾建议用希腊字“Fluo”表示这个未知元素，含“流动” 之意。因含氟矿物称为萤石或氟石，远古时代，人们在金属冶炼过程中就知 道用萤石作熔剂。萤石和矿石在一起加热时，会使杂质生成流动性的矿渣而 与金属分离，因此将其称为 fluores，拉丁语“流动”（fluere）之意。元 素氟“Fluorine”，自萤石（fluor）中制得因此而得名。法语从 HF 的性质 又赋予氟元素“破坏的”原意。10.氖 Ne（Neon）1898 年英国化学家拉姆赛（W.Ramsay）和特拉弗斯（M.W.Travers）在 用化学方法（把已经不含有 CO2、H2O 和 O2 的空气通过灼热镁以吸收其中的 氮）把 O2 和 N2 从空气中除去后，利用分级蒸馏粗氩的方法发现氖。确定这个 新元素氖的存在是由于在残余气体的发射光谱上发现了新的光谱线。氖的命名，源自希腊词 Neos，意为“新的”即从空气中发现的新气体。11.钠 Na（Sodium）钠很早就用为玻璃的原料，1702 年德国化学家施塔尔（G.E.Stahl）把 “碱”分成天然的和人造的两种，即碱（碳酸钠）和钾灰（碳酸钾）。1807 年英国化学家戴维（H.Davy）用电解苏打的方法（通较大电流将苏打熔化）， 在阴极得到金属钠。并为它命名。1806 年戴维在一篇论文中曾预言：“如果化学结合有如我曾大胆设想的 那种特性，不管物体的天然电力多强，但总不能没有限度，可是我们人造的 仪器的力量似乎能够无限地增大”，所以我们可以“希望新的分解方法使我 们能够发现物体的真正元素”。这个预言第二年就实现了。因为钠存在于天然碱苏打（Soda）中，Na 的取名 sodium 一词即源于此， 英文原意“苏打”。元素符号“Na”源自医学拉丁文 Natrium，意为“头痛 药”。12.镁 Mg（Magnesium）1695 年英国医生用英国东部的含有盐类的湖水作有效的泻剂，同时小亚 细亚有人把白色粉末苦土作为泻剂。1755 年英国的卜拉克指出苦土（氧化 镁）与石灰为截然不同的两种物质。1808 年，英国人戴维使钾蒸气通过热的白镁氧（即氧化镁），并用汞提 取被还原的镁。他还用汞作阴极电解了硫酸镁、苦土（MgO），从而首先发现 了镁。但他得到的是一种汞齐形式的镁。法国科学家布西（A.Bussy）于 1828 年用金属钾熔融无水氯化镁，第一 次得到了真正纯的镁。1831 年，布西将该金属命名为“镁”（Magnesium）。镁的命名取自希 腊文，原意为“美格尼西亚”，因为在希腊的美格尼西亚当时盛产一种名叫 苦土的镁矿，古罗马人把这种矿物称为“美格尼西阿尔巴”（magnesia alba），“alba”的意思是“白色的”。13.铝 Al（Aluminium）纪元前 5 世纪已有应用明矾作收敛剂、媒染剂的记载。1824 年，丹麦的 物理化学家厄斯泰德（H.C.Oeisted）将氯气通入粘土与木炭的炽热混合物， 然后将所得的无水氯化铝与钾汞齐一起加热，第一个制备出不纯的金属铝。1827 年，沃勒（F.Wohler）把钾和无水氯化铝共热第一个离析了较纯的 铝，并描述了它的很多性质。1854 年，德维尔（H.C.Deville）用钠作还原剂并成功生产了较大量的 比较纯的铝。同年第一次用电解法制备了铝。铝的命名源自拉丁文“明矾”，在英国写作“Aluminium”。14.硅 Si（Silicon）石英、水晶早为古代人认识，古埃及以石英砂为制造玻璃的原料。1807 年瑞典化学家贝采里乌斯（J.J.Bertholius）将硅土、铁和碳的混合物烧至 高温获得硅化铁，加盐酸，硅化铁分解产生沉淀，此时产生的氢气较纯铁分 出的多，于是他证明其中必含有别种元素。十六年后即 1823 年，贝采里乌斯 用金属还原分离法将四氟化硅与金属钾或氟硅酸钾与钾共热首次制得粉状单 质硅。“燧石”在英语中称为 flint（此词派生自盎格鲁撒克逊语），在拉 丁语中则为 Silex（所有格为 Silicis），因此，早期化学家把燧石及类似的 岩石称为“Silica”（硅石），贝采里乌斯在硅石中发现新元素时，简单地 在该词后加上一个供非金属用的后缀 on，结果就是 Silicon，汉语早年曾音 译为“矽”，现在则称为“硅”。15.磷 P（Phosphorus）17 世纪，德国有位汉堡商人布兰德（H.Brand），是个炼金术士，他曾 听传说从尿里可以制得黄金，于是抱着图谋发财的目的，使用尿作了大量实 验。大约在 1669 年一次实验中，他将砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏， 虽然没有得到黄金，却意外地分离出像蜡那样的色白质软的物质，它在黑暗 中能放出闪烁的亮光，于是布兰德给它取了个名字叫“冷光”（即白磷）， 他称它为 Phosphorus。磷的命名在希腊语中就是“晨星”，这个词来自 phos（意为“光”）和 phorus（意为“生产”、“诞生”）。晨星是光的“产婆”，因为在它出现 之后不久，太阳就要升起了。在早晨，金星比太阳早到达东方地平线，因而 在太阳升起之前，它已闪烁在东方的天空，它就是“晨星”。在汉语中称它 为“磷”，曾用“燐”。16.硫 S（Sulfur）由于硫在自然界有天然存在，因此，古代在有历史记载以前，人们就发 现了硫。本草经（秦汉）中说：“石硫黄?能化金银铜铁，奇物。” 说明我国古代学者早已对硫的性质有所研究。硫的基本性质早在 1777 年就为拉瓦锡所认识。 硫的命名起源于远古时代，中国本草纲目中称“石硫黄”，拉丁文称“Sulfur”，在英国写作“Sulphur”。欧洲中世纪炼金术士曾用“”符 号表示硫。17.氯 Cl（Chlorine）早在 13 世纪，人们就可能注意到氯和它的常见酸衍生物盐酸，中世 纪时已有王水。1658 年，德国化学家格劳拜尔（J.R.Glauber）用硫酸处理普通的盐， 得到一种溶液，该溶液能发出一种窒息性的蒸气，即氯化氢，他把该物质称 为“盐精”（spirit of salt）。由于“盐精”是由盐制得的，且其溶液呈酸性，而盐又最容易从海水中 制取，所以这种新物质又被命名为 Marineacid 或 Muriatic acid，在拉丁语 中， maie 意为“海”，而 muria 意为“海水”，所以将 muriatie acid 直 译为“海酸”，即盐酸。现代化学中，muriatic 一词的含义是“氯化物”。 所谓“海酸”正好是一种无氧酸，但在 18 世纪后期关于酸的理论认为所 有的酸一定都含有氧，所以认为“海酸”分子一定是由氧原子和一些被称为 murium（意为“海水物质”）的未知元素组成的。这种错误理论导致了一些 化学家误入歧途。1774 年，瑞典化学家舍勒（C.W.Scheele）在用二氧化锰 处理“海酸”时，获得一种令人窒息气味难闻的黄绿色气体，同加热后的王 水相仿，化学性质活泼，但舍勒并没有认识到自己发现了一种新元素，而只 是把它看作一种从二氧化锰获得了附加的氧的“海酸”。认为氯是“脱燃素 的酸”。1785 年法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）提议把这种黄绿色气 体叫做 Oxymuriatic acid 意为“过氧海酸”。而另一些人则提议将它命名为 murium oxide，意为“海水物质的氧化物”。以后的许多化学家们想尽各种办法，诸如利用金属、红热木炭、磷，或 任何一种著名的吸氧剂，都没有能从“过氧海酸”中分解出氧来，在这一系 列失败之后，直至 1810 年英国的年轻化学家戴维（H.Davy）曾企图分解氯气 制取氧的实验也告失败，这时他认识到只有认为“过氧海酸”是一种元素， 那么所有有关的试验才能得到合理解释。因此他大胆得出结论：“海酸”中 不含氧，且断定那种黄绿色的令人窒息的气体是一种新元素，推翻了所有以 前采用过的容易使人误入岐途的名称，开始称它为 Chlorine 即“氯”。以 后的化学发展新实验也证实了这一结论的正确性，那种关于“一切酸中皆含 有氧”的见解也得到了纠正。而“海酸”现在通常称为“盐酸”或“氢氯酸”。 Chlorine 一词源自希腊语 Chloros，原意为“绿色”。我国清末翻译家徐寿，最初把它译为“绿气”。18.氩 Ar（Argon）1785 年英国科学家卡文迪什（H.Cavendish）曾将一份大气氮试样在氧 存在下经过反复放电，由此生成的氮的氧化物以水溶出，仍有占总体积 1 的气泡不能被水溶解。此后 100 多年，这方面的工作毫无进展。直到 1892 年在剑桥 Cavendish 实验室工作的英国物理学教授瑞利（J.W.Rayleigh）发 现，由空气除去氧后制备的氮的密度要比通过亚硝酸铵（NH4NO2）分解而制 备的氮的密度高约 0.5。1894 年，苏格兰化学家拉姆赛（W.Ramsay）把空气通入热的铜而除氧， 再用烧红的镁将空气中的氮除去，将余下的这种较重的杂质从大气氮中分离 出来。从这种杂质的发射光谱研究中，他发现有红色、绿色的 200 多条是已 知的谱线中未见到的。他鉴定出这是一种新元素，并命名为 Argon，即氩。“Argon”一词源自希腊语中 a（意为“不”）和 ergon（意为“工作”）， 其原意为“懒惰”、“不活泼”。氩有着某种比金还要冷淡的气质，因此它 被称为“贵重气体”（noblegas），直译为“贵族气体”，现代化学中称它 为“惰性气体”。19.钾 K（Potassium）纪元前 16 世纪，埃及人用钾与苏打制造玻璃，又把植物灰的浸出液（为 不纯的碳酸钾）用作有效的洗涤剂。1807 年英国化学家戴维爵士（H.Davy）用电解熔融的钾碱 K2CO3 的方法制得金属钾。他电解熔融钾碱（碳酸钾），发现在阴极有强光发生，在其表 面出现高度金属光泽的似水银滴的粒状物，有的颗粒一经形成即燃烧，把这 些小颗粒放到水中发出刺刺声音，并产生紫色火光，这种新金属从水中放出 氢气。钾碱从草木灰的浸出液中可以得到，古代人类将草木灰放入水中搅拌， 将溶有钾碱的水溶液注入一口大锅中蒸发至干，剩下的残渣形成粉末状物 质，该物质在英语中称为 Potash，其意思是由 pot（意为“锅”）和 ash（意 为“灰”）合起来形成的，可译作为“锅灰”，汉语一般译作“钾碱”。在 中世纪，阿拉伯人将该物质称作“阿尔基利”（alquili）意思是“植物灰”。 由于钾出现在钾碱（potash）中，所以戴维赋于它一个具有拉丁语发音 的名称：potassium（“钾”），意思是含在植物灰中。而德国人也从同一种 物质的阿拉伯名称，派生出一个具有拉丁语发音的名称来称呼这种新金属， 那就是 Kalium，因此钾的元素符号是“K”。即使在称它为 Potassium 那些国家中，也同样使用“K”这个符号。20.钙 Ca（Calcium）钙的化合物如碳酸盐、石灰石、石膏等都为古代所用的建筑材料。1808 年英国化学家戴维在取得钾、钠之后，继续用电解方法分解石灰， 得到钙。在此之前，18 世纪，大多数化学家都认为石灰（CaO）和重土（BaO） 是元素，但拉瓦锡却相信这两种物质是氧化物。戴维同意这种见解，他先后 采用了强力电解法、用钾还原法、用石灰与碳酸钾混合熔化再电解的方法、 用石灰与氧化物混合再电解的方法等，但都未制得钙。后来，瑞典化学家贝 采里乌斯写信告诉他，瑞典医生蓬丁（M.M.Pontin）曾将石灰和水银的混合 物加以电解成功地分解了石灰。戴维受到极大启发，他将潮湿的石灰与氧化 汞按 3：1 混合，放在白金片上，并且在混合物中央挖个洞，放入水银，再用 石脑油将混合物盖上，以白金为阳极，以汞为阴极进行电解，成功地制得了钙汞齐。再蒸出其中的汞，就得到银白色的金属钙。 在拉丁语中，用来表示“石头”的词之一为 Calx（其所有格形式为calcis），英语中称为 Chalk（即“白垩”，源自拉丁语“Calx”“石灰” 的意思）。这种石头的最美丽的形式称为“大理石”（marble），该词源自 希腊词 marmaros，意为“闪光的石头”。盎格鲁撒克逊语中大理石的名称为 limestone，即“石灰石”。当它加热时会放出 CO2，剩下的部分叫做“石灰”（Lime）。但当戴维首次从石灰中取得钙时，他重新采用了拉丁语为它 命名。他在“Calx”词后加上通常用于金属的后缀“-ium”，而将新元素命 名为“钙”（Calcium），意为“从石灰中得到的金属”。21.钪 Sc（Scandium）1869 年，门捷列夫曾预言“类硼”元素的存在。1879 年瑞典化学家尼尔逊（L.F.Nilson）分析出一种从斯堪的那维亚半 岛采集来的矿样硅铍钇矿和黑稀金矿时，发现一种新的土质氧化物，进 一步研究这种氧化物时，发现其中含有一种新元素，它的特征几乎与门捷列 夫预言的第 21 号元素“类硼”完全符合。为了纪念他的祖国，尼尔逊将“类硼”命名为“钪”（Scandium），用 来纪念矿产地斯堪的那维亚半岛。22.钛 Ti（Titanium）1791 年英国牧师格列高尔（W.Gregur）在研究黑色磁性砂（一种钛铁矿， 当时把它叫作“默纳兴”menachanite）时，他用分析方法得到一种棕红 色矿灰，溶解于硫酸后成黄色溶液。用锌、锡或铁还原变成紫色，将粉末矿 灰与炭粉共熔得紫色的熔渣。他根据这种矿物具有的特性认为它一定含有一 种新的金属。但是他没有继续研究下去。四年后即 1795 年，德国分析化学家 克拉普罗特（M.H.Klaproth）在分析匈牙利产的金红石时也发现了这种元素， 并证明格列高尔发现的是同一种元素。根据产地，以古希腊神话中的希腊神“ 泰 坦 ” （ Titan ） 的 名 字 将 钛 命 名 为 19 “Titanium”，意思是神话中的“地球的儿子”。这里要顺便指出，从钛的发现到 1910 年亨脱尔（M.A.Hunter）用钠还原 四氯化钛，第一次制得纯度达 99.9的金属钛（1910 年全世界钛的年产量仅0.2 克），大约经过了 120 年。而到工业生产可锻性钛，则又经历了 40 年之 久，可见其提炼之难。23.钒 V（Vanadium）1801 年，墨西哥矿物学家德里奥（A.M.del Rio）由铅矿中发现了黄色 的钒的化合物，从而发现了一种新元素，且命名为“erythronium”，但是他 未能把它和铬区别开来，他甚至怀疑这是不纯的铬酸铅。1830 年，瑞典化学家塞夫斯特勒姆（Sefstrom）在研究考察一种特别柔 软而富有韧性名叫马兰铁矿的铁渣时，发现一种“特异的物质”，其性质与 已知的各种物质完全不同，他将铁渣溶解到盐酸里，发现其溶解较快。仔细 研究后，知道其中含有氧化硅、铁、氧化铝、石灰、铜和铀等物质。然后经 多次实验，用比较分析法证明“特异的物质”既不是铬，也不是铀，而是从 氧化程度低的氧化物中发现了一种新物质，其化合物液体色泽很美。从而肯 定了钒作为一个新元素的存在，他给这个元素命名为钒（Vanadium），意思 是瑞典斯堪的纳维亚的美丽女神“Vandis”，因为钒盐有各种美丽的颜色。 同年，德国人沃勒（Whler）证明 erythronium 和钒是同一个元素。1867 年，英国化学家罗斯特第一次制得纯净的金属钒。24.铬 Cr（Chromium）1797 年，法国分析化学家沃奎林（L.N.Vauquelin）在分析俄国出产的 “西伯利亚红铅矿”（即铬酸铅矿石）时，首先分离出来一种像银似的金属， 从而发现了铬。当时，他为了解决同俄国矿物学家宾特海姆（Bindheim）在 分析同一种矿石时所得出的不同结论，重新分析了该矿石标本。分析时，他 用这种矿物粉末和 K2CO3 溶液同煮，结果除获得 PbCO3 以外，还生成一种黄色 的溶液，其中含有一种性质不明的酸类的钾盐。当往这种黄色溶液加入高汞 盐的溶液时，就有一种美丽的红色沉淀物发生。如加入铅盐溶液，即有黄色 的沉淀物出现。后来，沃奎林又把这种新酸分出，加入 SnCl2，则此溶液又 复为绿色（即铬酸还原为三价铬盐）。第二年，沃奎林果然从这种矿石中分 出一种金属。他的实验方法是：将盐酸加入矿石粉末中，把铝沉淀为氯化铝， 然后过滤，蒸干后就得到新金属的氧化物 Cr2O3，再加入木炭粉，放入碳制坩 埚中加高温，冷却后得到一种灰色针状的金属。因为这种新金属能够形成红、黄、绿等多种颜色的化合物，根据这种特 性，法国化学家孚克劳（A.F.de Fourcroy）和霍伊（R.J.Hay）把它取名为 “铬”（Chromium）。该词源自希腊词 Chroma，意为“颜色”，因此 Chromium 的本意是“颜色的元素”。汉语译为“铬”。应该指出，在我国发现，秦始皇兵马俑坑中秦俑所佩带的兵刃和剑上，就镀有金属铬。说明我国在 2000 年前就掌握了镀铬的工艺，而美国人发明镀 铬的工艺则是 1937 年。25.锰 Mn（Manganese）古代炼金术常用黑锰矿（即软锰矿）做漂白玻璃的材料。当时人们分不 清黑苦土与黑锰矿的区别。18 世纪 70 年代以后，冶金工业的发展促使人们 对各种矿物进行研究，其中包括软锰矿（MnO2）。瑞典著名化学家、矿物学 家贝格曼（T.Bergman）曾对软锰矿进行研究，他认为锰不是存在于碱土族化 合物的苦土矿中，并指出软锰矿中含有一种新金属的氧化物，但未把这种新 金属还原出来。继后，舍勒（C.W.Scheele）化了三年功夫，做了种种试验，于 1774 年确定软锰矿中含有一种新金属的氧化物。并为该新金属定名为 “锰”（Manganese）。这些试验资料为后来的甘恩从软锰矿中制取金属锰打 下了基础。1774 年瑞典矿物学家甘恩（J.G.Gahn），将一只坩埚盛满潮湿的木炭粉， 再把油调过的软锰矿放在木炭正中，用泥密封加热一小时，发现一钮扣大的 锰粒。古希腊思想家泰利斯（Thales）从美格尼西亚（Magnesia，小亚细亚的 一座城市名）获得了一种能吸铁的黑色矿物样品，把它叫做“美格尼斯”（magnes，“磁铁石”magnetite 一词由此而来）。罗马博物学家普利尼（GaiusPlinius Secundus）把泰利斯称做的“美格尼斯”（磁铁石）与另一种矿物（软铁锰）搞混了，他把后者也称做“美格尼斯”。在中世纪，人们又把普 利尼搞错了的“美格尼斯”进一步曲解，错拼为“孟戈尼斯”（Manganese）。 舍勒为当时被称为“脱燃素的新金属”命名时，就沿用了这个被错拼的名字 “孟戈尼斯”（Manganese，软锰矿的通称），汉语中译为“锰”。26.铁 Fe（Iron）人类最早发现和使用的铁，是天空中落下的陨石（Fe、Ni、CO 等金属的