最帥的化學家——戴維！（中）

在戴維之前，有幾位偉大的化學家，比如舍勒、普利斯特里和拉瓦錫，用自己的智慧和努力拆開了空氣，告訴我們空氣並不是一種元素，而是由氧氣和氮氣組成的，

他們的主要武器是“火”！確實，他們研究的是火的奧秘。戴維的主要武器則是“電”！

▲我們看看戴維怎樣耍弄他的武器：“電”。

1800年，義大利物理學家伏特發明了最早的電池：伏特柱，迅速變成了化學家手中鋒利的武器。

人們發現，電流往往能夠不用火焰，毫無聲息，而又極其精確的搞出一些十分驚人的化學變化。

一時間，科學雜誌編輯部簡直來不及把無數關於電學實驗的新訊息刊登出來。像採金者從四面八方湧向新發現的金礦一樣，電化學家們都在希望“電”這件寶貝能夠給他們帶來無窮盡的奇蹟來，

戴維就是這最早一批電化學家中的佼佼者。

▲伏特在擺弄他的伏特柱。

在博爾拉斯老師的藥店閣樓上，戴維已經開始研究電化學了。他來到布里斯特爾氣體力學院的時候，戴維自己建造了一個伏特柱，做了很多研究。當他加入皇家學院以後，他的資源就更多了，他接二連三的建造起巨型的電池組來，這些電池組一個比一個大，有的甚至達到100多對。

▲戴維的伏特柱。

戴維之所以這樣做，是希望能把電流引起的化學變化完全研究明白。

當時的化學家發現，電流透過水的時候，除了陰陽兩極出現氫氣和氧氣之外，水裡總會出現一些酸和鹼，有人認為這些酸和鹼是電流創造出來的。戴維認為這太不科學了，於是設計了一個實驗去打破這個“偽科學”問題。

他將純淨的蒸餾水注入一個純金的容器，用一個玻璃罩將這個裝置罩的嚴嚴實實，再把罩內抽真空，這樣的裝置將雜質降到最低。

他接通了電流，水裡只出現了氫和氧的氣泡，並沒有出現一點酸和鹼。

情況很清楚了，之所以水中通電出現酸鹼，乃是因為總有一些外來的物質在不知不覺中溶入水中，比如從玻璃儀器中，從金屬電極中。它們似乎被電流的魔力吸引出來，被分解後以酸和鹼的形式聚集在電極附近。

▲理論上每一個氧化還原反應都可以做成一個“原電池”，使氧化還原反應的電子轉移變為電子定向移動。在含有電解質的水中，電流的作用讓陰極和陽極處發生電子轉移。

不要小看這個結論，這個結論可是戴維後面新元素髮現的重要基礎，被視為是伏特發明電池之後電化學的又一件大事。科學最早就是將真理從紛繁複雜的現實世界中分離出來，然後加以研究，

這被稱為“還原論”。

1806年11月20日，戴維首次在皇家科學會（不同於皇家學院）上將他上述實驗和看法做了貝克報告。

所謂貝克報告就是當時的諾貝爾獎，由一位名叫貝克的商人發起，他生前很熱愛自然科學，臨死的時候給皇家科學會留下了100英鎊，存在銀行裡做基金，每年的利息指定贈給在皇家科學會上有傑出發現的人。

戴維的第一次貝克報告就贏得滿堂喝彩，甚至英國的交戰國——法國也有科學團體贈他金質獎章和伏特命名的獎金。

▲商人貝克，自從1775年設立貝克報告獎項，一直延續至今。

然而，這不過是事情的開端，之後連續五年的貝克報告主講者都是戴維，真堪稱報告會的霸主。

僅僅在1807年，

他的第二次貝克報告上，就宣佈發現了兩種新的化學元素。

他究竟是怎麼做到的？

▲電化學家們在擺弄伏特柱。

拉瓦錫在列出第一份元素清單時曾這樣說到：“我不得不把幾種物質算作元素，只是因為暫時還無法分解他們。總有一天，化學家會找到方法，令人信服的證明這一點，像過去證明空氣和水是複合物質一樣。”

戴維想著拉瓦錫話，對自己說：“是時候要讓一些可能的複合物質嚐嚐電流的滋味了。”

他首先將目光盯上了兩種強鹼：”苛性草木灰”和”苛性蘇打”，它們現在叫氫氧化鉀和氫氧化鈉，是我們很熟悉的名字。

那個年代之所以這樣稱呼它們，因為它們是從草木灰和蘇打中提取出來的。這兩種東西都是化學家們手中最常用的試劑，每個實驗室裡都可以看到。

在那個時代，人們都認為它們倆是不可再分解的物質，它們可以和各種各樣的物質反應，但是要把它們分解成更簡單的物質似乎是不可能的。

▲顆粒狀的氫氧化鉀，就是當時的“苛性草木灰”

戴維決定對它們倆試試電流的作用，他首先製備了一些苛性草木灰的水溶液，將他之前準備好的龐大電池組連線好，這個電池組包括200多個大大小小的電池，

戴維相信任何事物都抵抗不了如此強大電流的作用。

▲戴維製作的強大電池組。

戴維和他的助手，堂兄埃德蒙德接通了電流，兩根導線附近迅速出現了氣泡。

“這是水分解成氫和氧。”戴維檢查了一下，失望的說，“看來不能用水溶液，必須用無水的鹼。”

他改用乾燥的苛性鹼，裝在白金勺子裡，用純氧加熱。等到粉末化為液體，戴維立刻用一個導線連在勺子上，另一根導線浸入熔融的苛性草木灰裡面。

▲戴維的實驗裝置。

白金勺子裡的液體立刻翻騰起來，甚至濺出帶火的飛沫。興奮的戴維根本顧不了這些，他眼鏡瞪圓了，鼻子都快碰到了白金勺子。熔融的鹼已經發生了顯著的變化，在和導線接觸的地方，出現了一些美麗的淡紫色火焰。

助手埃德蒙德用手遮著眼睛，一點一點往儀器跟前湊，莫名其妙的說：“發生什麼了，這是怎麼回事？”

“埃德蒙德，電流已經把苛性草木灰分解了，那發出淡紫色火焰的就是新元素！”戴維興奮而自信的說。

▲鉀元素的淡紫色火焰。

戴維雖然發現了新元素的蹤跡，但是不把這種新元素儲存下來展示給別人，是不會讓人真正信服的。

又是新的一天，戴維早早的來到實驗室，他事先已經盤算好：第一次失敗是因為有水，第二次失敗是因為要避免有水而採用熔融的鹼，溫度太高導致新元素一出世就燃燒了。看來高溫的幹鹼不行，溼的也不行，乾脆就弄一個不幹也不溼的。

他用鑷子去除一塊完全乾燥的鹼，在通電之前，讓它留在空氣中大約一分鐘。僅僅一分鐘，應該足夠苛性鹼吸收空氣裡的溼氣，用這些微薄的水分幫助它們導電。

果然沒過多久，這個白色小塊已經蒙上了薄薄的一層溼粉。戴維把發暗的鹼放上白金片，接通了電路。

▲戴維製取鉀的裝置。

電流通過去了！那蒙上一層灰色溼氣的白色固體鹼塊，立即開始從上下兩個方面融化，而且沸騰的越來越厲害。

突然，啪的一聲，一些極小的銀色小珠子從裡面滾出來，在桌上跳起了歡樂的舞蹈。可是這些小珠子的脾氣卻和銀完全不同，有的很小，剛一滾出來，就啪的一聲爆裂開，爆發出一陣美麗的淡紫色火焰，有些稍大一點的僥倖得以保全，卻很快就在空氣中變暗，蒙上一層白膜。

真是奇蹟！相貌平常的苛性草木灰中竟然含有某種金屬，一種人們都不知道的金屬！戴維已經陶醉在勝利的喜悅中了，他肆無忌憚的大聲唱歌，跳起了華爾茲，不慎打碎了幾個器皿。

他大聲對助手埃德蒙德說：“這只是第一炮！我們還要繼續追擊其他元素，什麼東西都經不起我的電流衝擊，咱們要給化學翻案了！”

略微冷靜之後，他才回到工作臺前，一邊哼著歌，一邊寫完實驗記錄。當他匆匆忙忙洗乾淨手，正準備衝出實驗室慶祝一番，好像又想起來什麼，於是回到臺邊，翻出實驗記錄本，在頁邊空白的地方大大的寫下了幾個字：

“出色的實驗！”

▲戴維和助手埃德蒙德在實驗室裡。

戴維經過“出色的實驗”，終於成功的發現了新元素。他

把苛性草木灰從元素的名單上抹掉，換上一個新的名字：草木灰素（Potassium），意思是這才是真正的元素，是從草木灰裡提取出來的。

後來人們根據拉丁文中的鹼（Alkali），更多的將它稱為Kalium。在本生、基爾霍夫發現銣銫兄弟之前，它一直是反應活性最強的金屬，所以中文將它翻譯成“鉀”。

▲鉀有兩個英文名：Potassium和Kalium，前者說明它的來源，後者表示它的化合物的特性。

可是，戴維卻為如何儲存這種新元素而頭疼起來，因為這傢伙實在太活躍了！

如果你將它放在空氣裡，它很快就披上一層白膜，沒多久就癱倒下來，銀白色的金屬光澤蕩然無存，只剩下一灘白色糊狀物。如果你用手一摸，就會發現這是老相識：氫氧化鉀，滑膩如肥皂。

戴維又想，既然這是一種金屬，那放在水裡應該沒有問題吧。按照我們的經驗，金屬到了水裡，應該會立刻下沉，然後安靜的躺在水底吧。

可是鉀完全不同，它投進水後不僅不沉沒，還發出尖銳的嘶嘶聲在水面上“游泳”，一邊發出爆炸聲，伴隨著美麗的淡紫色火焰。

▲鉀投到水裡是這樣的。。。

既然在水裡都這麼活潑，跟其他物質放在一起就更不用說了，讓我們簡單看看戴維的實驗記錄吧：

它在酸裡會著火；

在玻璃瓶中會腐蝕玻璃；

在純氧中著火併發出強烈的白光；

在酒精中，著火；

碰到硫、磷，著火；

在冰上，著火，能把冰燒成洞。

戴維實在被鉀弄的焦頭爛額，這種“烈性”元素不管在哪裡都幾乎一定會引起爆炸和火光，乾脆破罐子破摔吧。

他把鉀扔進了煤油，自己背過身去，閉上了眼睛，做好了一場大爆炸的準備，因為煤油本身就是一種易燃的物質啊。

沒想到，一點聲響都沒聽到，轉眼一看，那塊銀白色的烈性金屬竟然乖乖的沉了下去，在煤油裡安靜的待著，就像一個狂躁的叛逆期少年遇到了心儀的少女，終於安靜了下來。

這讓戴維的實驗變得容易了很多，既不用擔心爆炸火災，也由於可以儲存，不必擔心因為缺少鉀而中斷試驗。

▲鉀放在煤油裡，很安靜，表現出銀白色的金屬光澤。

經過足夠多的實驗，戴維可以開始整理資料寫報告了，可他卻為鉀的一些性質而煩惱起來。鉀看起來是銀白色的，有金屬的光澤，和金銀銅一樣善於導電傳熱，還能夠溶解在水銀裡，這些理由足夠說明鉀是一種金屬。

但是在那個時代，人們熟悉的金屬不過是金銀銅鐵錫，加上白金、水銀、鈷、鎳、錳、鋅、鉬、鉛、鉍、銻。

可是你什麼時候看過哪種金屬會這樣：遇水不下沉，反而會著火。

▲鉀在水裡就是這德性。

另一方面，鉀很軟，用塗黃油的小刀也割得開，但之前你看過哪種金屬軟的像黃油？

最讓人難以接受的是，鉀實在太輕了，黃金是它的20倍，鐵比它重9倍，就連有一些木頭都比它重。

雖然有這麼多不和諧的聲音，但戴維仍斷定它是金屬：“鉀雖然輕，令人奇怪。但是鐵相對於黃金水銀來說也是很輕的金屬。”這個思路很正確，密度只是一個數字而已，科學對所有數字都是平等的，不能被我們看到的表象所迷惑。

戴維還作出了預言：“之所以會認為鉀有問題，是因為我們看慣了舊金屬，我們一定會再發現幾種新金屬，將鉀和鐵之間的空隙完全填滿。”

▲從這個角度來看，鉀是不是金屬？

戴維的這一預言很快就應驗了，他用同樣的方法分解了苛性蘇打，證明了苛性蘇打和苛性草木灰一樣也是一種複合物質。其中也含有氫、氧和一種從來沒有人知道的金屬元素。

戴維給它起名叫“蘇打素”（Sodium），因為苛性蘇打是從蘇打（碳酸鈉）裡提煉出來的。後來人們用古埃及語中的純鹼（natron）給它命名：natrium，中文翻譯成“鈉”，這就是鈉的由來。

▲鈉也有金屬光澤。

鈉和鉀簡直就是一對好兄弟，因為它們實在太相似了：

鈉比鉀稍微硬一點，也不難用小刀切開；

鈉比鉀重一點，但是也很輕，在水裡不下沉；

鈉也和鉀一樣與水反應，發出嘶嘶聲，只是沒那麼劇烈，不會發生爆炸；

在空氣中，鈉的表面也會很快起一層白色的“霜”；

鈉也會安靜的待在煤油裡面。

唯一和鉀不同的是，它燃燒發出的光是黃色的。

▲鈉的特徵光：黃色。

從鉀到鈉的發現，戴維只花了短短的六週時間。你可能以為，這六週裡面，戴維只是做了這兩次最關鍵的實驗吧？遠遠不是！

戴維在這六週裡像瘋子一樣研究鉀和鈉的性質，對鉀各方面的效能瞭解可以寫一本書了。這背後，是他絞盡腦汁設計實驗方法，以及廢寢忘食的去做各種各樣的實驗。

不要忘了，新元素的發現，還不是他的正式工作，他終究還算是皇家學院的僱員，他必須接受皇家學院分配給他的任務：他應邀來到皮革廠，研究製革工藝；又被迫來到監獄，尋找有效的消毒劑；還得下鄉拜訪農民，研究糞肥，因為皇家學院需要他去搞農業化學。

▲戴維效力的皇家學院。

他還要下煤礦，煤礦裡的可燃性氣體主要成分就是甲烷，被稱為“瓦斯”。在沒有發明電燈的時候，煤礦工人只能用蠟燭和火把來照明，經常發生瓦斯爆炸。

戴維為了解救工人們的痛苦，親自下礦井和工人們一起工作，收集了瓦斯氣體回去研究。他發現瓦斯的燃點很高，所以只要用溫度比較低的燈就可以避免瓦斯爆炸。

於是他發明了“安全礦燈”，挽救了很多礦工的生命。礦工們為了感謝戴維，把“安全礦燈”稱為“戴維燈”。

▲戴維燈

差不多了吧，還沒完！不要忘了，戴維“歐巴”在倫敦大受歡迎，有錢人、精英們、政客們爭相邀請他去家裡做客，還有不少貴婦人千方百計邀請他參加舞會。

戴維這個精力旺盛的大帥哥是從來不拒絕任何邀請，社交工作兩不誤。經常看到戴維深夜才從舞廳回來，睡上三四個小時，第二天又精神抖擻鑽進實驗室了。

就這樣，1807年11月19日的貝克報告到來了，除了戴維，還有誰更有資格在這個舞臺上表演呢？

戴維在報告會上，請出他那一對兄弟金屬元素，讓它們表演給觀眾們看，這哥倆在水裡游泳，在冰面上奔跑，向空中燃起黃色和淡紫色的焰火。

但是這哥倆確實是金屬，因為它們在煤油中閃耀著銀色的光澤。

▲鈉在水上漂

所有人都震驚了！

各種報紙——甚至是跟科學絲毫不相關的報紙——也開始報道起戴維的新發現來。

俗話說：“外行看熱鬧，內行看門道。”這會兒，“內行們”也像是看熱鬧一樣了：“什麼？在蘇打和草木灰中竟然發現了這麼神奇的金屬！明明是金屬，卻比木頭還輕，比蠟還軟，比炭還容易著火！”

就這樣，戴維走上了他人生的巔峰，得到了暴風雨般的歡呼和祝賀。

他用自己的形象、才華和努力，讓英國甚至全歐洲社會的目光集中到科學上，科學普及的意義比科學本身更大！

接下來，戴維要再接再厲！