氯是地殼中大量存在的元素，它在地殼中含量為0.028%。氯也是與人類關(guān)系極為密切的元素之一，直接參加人體的新陳代謝，在人體內(nèi)的含量占人體質(zhì)量的1/400。為了維持正?；顒樱咳嗣刻煲獢z入幾克氯的化合物。
氯元素的發(fā)現(xiàn)之旅頗為曲折，數(shù)位科學(xué)家經(jīng)過半個世紀(jì)的努力，才得出氯這個名字。氯元素最突出的特性是有毒。而這種毒性居然是被科學(xué)家“嘗”出來的。
品嘗毒氣 開個“好頭”
18世紀(jì)后期，為了促進冶金工業(yè)的發(fā)展，世界各國科學(xué)家前赴后繼地研究各種礦石。瑞典人舍勒（注一）也是其中一位。他對黑苦土非常著迷，連續(xù)研究了三年，得知黑苦土里面有一種新金屬，他把這種新金屬定名為錳。進一步研究，他確定黑苦土的主要成分是氧化后的錳。按當(dāng)時參照的拉瓦錫理論，他把氧化后的錳叫做“脫燃素的錳”。
“這是什么玩意，聞起來怎么如此難受？”公元1774年的一天，舍勒把鹽酸與“脫燃素的錳”進行化學(xué)反應(yīng)實驗時，產(chǎn)生了一種刺激性很強的黃綠色氣體。他根據(jù)燃素學(xué)說推論，黑苦土與鹽酸作用時，將鹽酸里的燃素脫去，因而這種氣體自然脫去燃素的鹽酸。舍勒給這種“脫去燃素的鹽酸”取了個名字，叫鹽精。經(jīng)過多次試驗，他發(fā)現(xiàn)鹽精與普通的空氣不同，它微溶于水，能浸蝕金屬，還能漂白有色的花朵和綠葉。為了徹底弄清這種元素的特性，舍勒作出一個大膽的決定：“品嘗”一下。于是，他將微量鹽精溶于水中，然后舀起一小勺放進嘴里。10秒鐘后，他的肺部開始難受，伴隨劇烈咳嗽。根據(jù)多年經(jīng)驗，他知道去除一般毒，就是毒吐出來。于是他馬上沖進廁所，一邊喝水，一邊摳喉嚨，吐了一地。經(jīng)過這次事件，舍勒確定鹽精是有毒的。
然而，虔信燃素學(xué)說的舍勒堅信，鹽精只是由“脫燃素的錳”從鹽酸中奪去燃素時產(chǎn)生的氣體而已，也沒有認為它是一種元素。
其實，舍勒“品嘗”有毒物質(zhì)并非第一次。據(jù)報道，他一生中完成近千個試驗，親自吸入或“品嘗”七八種有毒物質(zhì)，并因此傷害了身體，直至身故。這種科學(xué)精神讓人嘆服。
迷信權(quán)威 錯失機遇
舍勒之后，科學(xué)家們并沒止步。10年后的公元1785年，法國化學(xué)家貝托雷在研究“鹽精”時發(fā)現(xiàn)，這種氣體的水溶液被太陽照射后，會分解出氧氣，變成鹽酸。按照拉瓦錫的酸性理論（注二），酸里必定含有氧。他認為這種氣體是氧和鹽酸的松弛化合物。作為拉瓦錫的忠實信徒，貝托雷把這種氣體叫做“氧化鹽酸”。他認為，只要有光的作用，氧氣就可以解離出來，因為光對氧氣的親合力比鹽酸對氧的親合力大。
公元1809年，拉瓦錫的堅實支持者，法國著名化學(xué)家呂薩克和泰納為了證明拉瓦錫理論的正確，便進行實驗，希望從鹽酸和“氧化鹽酸”里把氧分離出來。他們將干燥的木炭裝在玻璃管里，再把玻璃管燒到紅熱，然后再將鹽酸氣和“氧化鹽酸”氣通過這根燒紅的盛有木炭的玻璃管。如果鹽酸和“氧化鹽酸”里含有氧，那么在玻璃管的出口可以得到碳酸氣，還可以得到按拉瓦錫理論所推導(dǎo)的“鹽酸素”。可是，他們在玻璃管的出口處，并沒有得到碳酸氣，也沒有什么“鹽酸素”。進去的氣體和出來的氣體完全沒有變化。
接著，為了用氫氣去奪取“氧化鹽酸”里的氧，他們將氫氣與“氧化鹽酸”氣混合在一起，進行日光曝曬。最后結(jié)果出乎他們的預(yù)料，只生成了鹽酸氣，沒有生成水。很明顯，“氧化鹽酸”里沒有氧，鹽酸里沒有氧！雖然實驗結(jié)果與拉瓦錫的理論相悖，但他們不能接受“鹽酸里沒有氧”的結(jié)論，此事也不了了之。這不能不說是一種遺憾。
大膽想象 小心求證
同一時間里，英國化學(xué)家戴維也對鹽酸和“氧化鹽酸”進行仔細的研究。他用類似的方法做了蓋·呂薩克所做的內(nèi)容相同實驗：用強大的伏打電堆的電流將木炭燒到白熱，再分別通人鹽酸氣和“氧化鹽酸”氣體。實驗結(jié)果也與蓋·呂薩克、泰納關(guān)于“氧化鹽酸”和氫氣混合的實驗，反應(yīng)生成物也是鹽酸氣，沒有得到水。
“這完全不符合拉瓦錫的理論！”戴維心想，“難道氧化鹽酸是一種音質(zhì)，或者根本就是一種新元素？”想到這里，他驚了一下。畢竟此前大家都堅信拉瓦錫的理論，自己這種設(shè)想太過大膽。然而，平生喜歡創(chuàng)新的戴維思忖良久后，還是下定決心，要揭開“氧化鹽酸”的神秘面紗。
經(jīng)過冷靜、客觀地分析，并經(jīng)過數(shù)次小心謹慎的實驗，戴維終于得出結(jié)論：“氧化鹽酸”是一種單質(zhì)。1811年11月15日，他在英國皇家學(xué)會宣讀了論文。論文包括兩個觀點：一是鹽酸是由氯和氫化合而成，里面沒有氧；二是把黃綠色的“氧化鹽酸”氣體取名為“Chlorine”，元素符號為“CI”（Chlorine是希臘文，原意為“綠色”，后來譯成中文名為“氯氣”）。
實驗室制氯氣裝置圖（網(wǎng)絡(luò)圖）
盡管戴維的這一結(jié)論很合乎實際，也容易理解，但當(dāng)時的化學(xué)家如法國的蓋·呂薩克、貝托雷，瑞典的貝齊利烏斯等并不愿意接受，也不承認氯是一種元素，更不相信氯氣的存在。直到碘和溴兩個元素被相繼發(fā)現(xiàn)后，戴維的論點才得到法蘭西學(xué)派化學(xué)家的承認。這時，距舍勒第一次制得氣態(tài)的“鹽精”已經(jīng)50年，整整半個世紀(jì)。
亦過亦功 合理利用
經(jīng)過半個世紀(jì)，氯終于被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)。又經(jīng)過很長一段時間，人們終于摸清了氯的“脾氣”，對它的利用也越來越多。
氯的產(chǎn)量已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志之一，它的身影在現(xiàn)代生活中隨處可見：我們每天飲用的自來水，就是通過氯氣進行消毒的；聚氯乙稀（簡稱PVC）為原材的管材、板材、薄膜、人造革等，給人們帶來了許多便利；根據(jù)舍勒發(fā)現(xiàn)的氯的漂白作用，人們還用氯制成工業(yè)用的漂白粉或漂粉精。值得一提的是，雖然氯氣可直接利用，但為了制取純凈的氯氣，并考慮貯運的方便，要把一部分氯氣進行液化制成液氯，用鋼瓶或槽車運往用戶。
氯氣的用途（網(wǎng)絡(luò)圖）
當(dāng)然，利用不當(dāng)，氯和氯的化合物也會給人們帶來傷害：單質(zhì)氯可以用作毒氣，它生產(chǎn)出來的毒氣光氣，曾給許多士兵和平民帶來巨大災(zāi)難；許多殺蟲的含氯農(nóng)藥（如DDT、666等），在使用過程中都會對環(huán)境造成污染。
如何趨其利避其害，更合理地利用，應(yīng)該是科學(xué)家們繼發(fā)現(xiàn)氯元素后，有一個重要課題。
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注釋：
注一：卡爾·威爾海姆·舍勒（1742～1786），瑞典著名化學(xué)家，對氯化氫、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮等多種氣體都有深入的研究。一生盡瘁于化學(xué)事業(yè)，給人類帶來巨大的利益。他150和200周年誕辰時，瑞典人民舉行隆重的紀(jì)念會，這種會議也成了各國化學(xué)家們進行學(xué)術(shù)交流的場所。
注二：酸性理論，化學(xué)家拉瓦錫在《燃燒概論》和《酸性概論》兩文中，正式闡釋了氧化說。他認為燃燒是物質(zhì)和空氣中約占五分之一的氧氣反應(yīng)的結(jié)果，同時基于很多燃燒產(chǎn)物的水溶液具有酸性，他得出任何酸中都含有氧的結(jié)論。這種結(jié)論影響世界科學(xué)界幾十年。
