氮

克里斯•史密斯

你好!本周，我们要炸掉安全气囊，让动物窒息，探究火药的底部，因为剑桥化学家彼得·沃泽斯一直在探索氮．

彼得Wothers

氮气占我们呼吸空气的80%。到目前为止，在元素周期表中，它是同族中含量最多的元素，但它是其家族中最后一个被发现的成员。其组中的其他元素-磷，砷，锑而且铋这些都是在氮被发现之前至少100年被发现、使用和滥用的。直到18岁^th世纪以来，人们把注意力集中在空气的化学性质和不同气体的制备性质上。我们只有通过注意其他气体的发现才能真正理解氮的发现。

罗伯特·波义耳在1670年指出，当酸被添加到铁档案，混合物变得非常热，喷出大量和恶臭的气体。它是如此易燃，以至于当一根点燃的蜡烛靠近它时，它就很容易着火，燃烧出蓝色和略带绿色的火焰。

氢是由一位杰出但隐居的百万富翁科学家精心准备和收集的，亨利·卡文迪什大约100年后。卡文迪许将这种气体称为来自金属的可燃空气，以认识到这种最显著的特性。

他还研究了我们现在称为二氧化碳的气体，这种气体最早是由苏格兰化学家约瑟夫·布莱克在18世纪50年代制备的。布莱克将二氧化碳称为“固定空气”，因为人们认为二氧化碳被锁定或固定在石灰石等某些矿物中。它可以通过热或酸的作用从石头监狱中释放出来。

二氧化碳也被称为“mephitic air”——mephitic这个词的意思是有毒的。这个名字显然来自于它能毁灭生命的特性，因为它能使浸泡在水中的任何动物迅速窒息。这就是与氮气的混淆开始的地方，因为纯氮气也会使动物窒息。如果氧气在密闭的空气中，无论是在里面燃一支蜡烛，还是通过限制一只动物，大部分氧气都被转化为二氧化碳，与空气中存在的氮气混合。这种有毒的混合物不再支持生命，因此被称为恶臭。

发现氮的关键实验是人们意识到在这种恶臭的空气中至少有两种不同的令人窒息的气体。这是通过将混合气体通过碱溶液来完成的，碱溶液吸收了二氧化碳，但留下了氮气。

卡文迪许用这种方法制备了氮气。他让空气在加热的木炭上来回流动，将空气中的氧气转化为二氧化碳。然后将二氧化碳溶解在碱中，留下惰性氮气，他正确地观察到氮气的密度比普通空气略小。

不幸的是，卡文迪许没有发表他的发现。他刚刚在一封信中把这些想法传达给了同行科学家约瑟夫·普利斯特利，他是氧气的发现者之一。因此，氮的发现通常被认为是约瑟夫·布莱克的学生之一，苏格兰科学家丹尼尔·卢瑟福，他也是小说家和诗人沃尔特·斯科特爵士的叔叔。卢瑟福发表了他的发现，这些发现与卡文迪什的发现相似，他的博士论文题为关于被称为固定或恶臭的空气的就职论文在1772年。

那么它的名字呢，氮?在18世纪80年代后期，化学命名法在法国化学家安托万·拉瓦锡的指导下经历了一场重大革命。拉瓦锡错误地认为氧是所有酸的关键成分，因此他和他的同事们提出了许多我们今天仍然在使用的名称，包括“氢”这个词，它来自希腊语，意思是水的产生者;“氧”这个词来自希腊语，意思是酸的产生者。

然而，在他的已知元素清单中，拉瓦锡包括了我们现在所说的氮的术语azote或azotic gas。这个词同样源自希腊单词，这一次的意思是生命的缺失，再次强调了它的恶臭性。不久就有人指出，有许多有毒气体，事实上，除了氧气，没有其他气体能维持生命。因此，氮的名称是根据观察提出的，这也是卡文迪许首先提出的，如果气体与氧气发生火花，然后产生的二氧化氮气体通过碱，硝基，或称为硝石或钾硝酸盐就形成了。因此，氮一词的意思是硝基形成剂。

“azote”一词的衍生词至今仍然存在。用于爆炸性地给汽车安全气囊充气的化合物是钠叠氮化物，是钠和氮的化合物。当被触发时，这种化合物会爆炸分解，释放出氮气，使袋子膨胀，这种氮化合物远没有摧毁生命，而是拯救了数千人的生命。

克里斯•史密斯

剑桥大学的彼得·沃特斯讲述了氮的发现。下期节目元素中的化学门捷列夫(Mendeleev)这样的化学家是如何把已知和未知的东西都归为一类的。

马克Peplow

当其他科学家试图为已知元素排序时，门捷列夫创造了一个系统，可以预测尚未发现的元素的存在。当他在1869年向世人展示这张表时，它有四个明显的缺口。其中一个就在下面锰门捷列夫预测，原子量为43的元素会填补这一空白，但直到1937年，一群意大利科学家才最终找到了缺失的元素，并将其命名锝．

克里斯•史密斯

你可以在下周的元素中的化学．我是克里斯·史密斯，谢谢收听。下次见。