发现氧气
中学生学习化学，课堂上第一个看到的大型实验，就是各种物质在氧气
中的燃烧。他们在课堂上，从未见过如此精彩、光辉夺目的现象。老师在实
验时，那一瓶瓶的氧气是用什么方法收集到的呢？世界上又是谁最先发现了
氧气？
大约在3亿年前，在地球表面的空气中，就含有跟现在浓度相似的氧气
了。虽然地球上有很多的动物呼吸，及人为的和自发的燃烧都在直不停地消
耗氧气，但是又有更多的植物在进行光合作用，往空气中补充新鲜的氧气，
因此空气中所含氧气的总量及其相对浓度，并没有减少。
氧气是无色、无臭、无味的气体，它在空气中的含量估计约有 1.5×1015
吨，它还取不尽，用不完的总在我们身边存在着，只要你随手拿起个空瓶，
其瓶中就含有占体积 21％的氧气，但要收集到老师在实验时瓶中氧气的浓
度，那就不是一件简单的事了。在很久以前曾经是一件很不容易办到的事。
空气不像水、火那样有形有力，常常不容易引起人们的注意，它又是那
样的看不见、摸不着，很长一段时间人们都没去研究它的成分，更不知道其
中含有氧气这种东西。虽然物理学家们早就用空气做过很多著名的实验，证
明物体在空气中运动会受到一定的阻力，证明空气的体积会随压强增大而按
一定的规律缩小，证明大气压强的存在，大气压强加在我们身上的力量大得
惊人，等等。能够正确的说出空气中都包含有哪些成分，并能把这些成分分
开，这却是 18世纪后半期以后才相继做到的事。
氧气的化学性质在高温条件下是非常活跃的。氧气能够跟很多种物质发
生化学反应，并生成各种氧化物或含氧化合物。一些氧化物和含氧化合物在
一定条件 （如高温或加催化剂）下，又会释放出氧气等等。
在我国封建社会初期，最迟在公元前 2 世纪，就已经开始流行炼丹术。
炼丹术士用一些天然的矿物，经过神秘的加工，制成丹丸，企图让人吃了长
生不老，然而这其中大多丹丸含有对人体有毒害的元素，如砷、汞、铅、硫
等。人们对矿物加热，这时空气中的氧气必然参与反应，甚至有的还是反应
过程中起主要作用的，但是炼丹时，他们只能看到固体的、液体的以及似气
非气的烟、雾，却总是忽略了无色、无臭又无形的空气，因此人们也就意识
不到空气的存在和变化了。我国古代比较有名的炼丹术家葛洪 （284 年～364
年），曾经在他的著作 《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银，积变，又还
成丹砂”的说法， “丹砂”就是硫化汞，加热到它变成水银，要经过两个反
应，即：
2HgS 3O2 2HgO 2SO2
2HgO 2Hg O2
实际这两个反应是在同一容器内一次性完成的，又可简化为
HgS O Hg SO ，但葛洪在著作中没有说必需气体参与，可见他的观察不
细 致 ， 也 许 他 用 了 铁 的 容 器 来 盛 丹 砂 ， 就 会 有 如 下 的 反 应 ：
HgS Fe Hg FeS，这时确实跟气体无关，但由于当时的生产技术，不可能
做出完全不透气的密封容器，也不可能控制温度。对于当时的情况，他只用
简单的一句话来作结论，是不严谨不科学的，然而要求他有重大的科学发现
也是不现实的。
传说在公元 8 世纪，我国有一个叫马华 （译音）的人，著有一本叫《平
龙认》的书，书中记载到了燃烧和空气有关，并把空气中的成分分为阴气和
阳气，这是由于我国古代流行 “阴、阳”之说。马华指出，属阳的金属、硫、
木炭等燃烧后，和大气中阴的成分结合。这就很难确定他发现氧气是个十分
明确的事实，在很大程度上可能是和实际巧合。
在国外，早期也有很多人碰到过类似的情况，做过类似的解释，有的还
的确制出并收集到了氧气，但由于思想上受到 “燃素说”的束缚，因而把已
经得到了氧气叫做 “火气”或叫做“脱燃素空气”，并没有人真正的认识它，
瑞典的舍勒和英国的普利斯特利，便是如此。他们虽然都发现了氧气，但由
于受 “燃素说”的影响，因而没有能够正确地认识它。
发现氧气的关键，在于首先要明确氧是一种元素，这一认识是法国人拉
瓦锡确定下来的。
舍勒及普利斯特利和拉瓦锡都是同时代的人，他们的共同成就，都已被
载入了化学史册，他们用化学方法 （加热氧化汞、硝酸镁等物质）制出了氧
气，拉瓦锡又用实验方法精确地测定了空气中有五分之一的体积是氧气，并
用氧气和别的物质发生了化合反应。最后在 1777 年确定下来，氧是一种元
素。拉瓦锡给氧起名叫 “Oxygene”。氧气的发现，并被明确为一种元素，这
是化学发展史上一个很重要的里程碑。在理论上，因此彻底推翻了错误的燃
素说，建立了包括燃烧在内的氧化学说，为后来的氧化、还原理论，奠定了
实践基础。在科学上为人们深入研究大气的成分开辟了道路，使当时化学界
很多错误的看法，也得到了纠正。
氧气是一种极为普遍的气体，并且在地球上已存在了数百亿年，而它被
科学家们认定，却是非常不平凡的，从而引起了如此巨大的震动，不能不说
是一个惊人之举。
