肥皂的历史

在我们的生活中，一夭也离不了肥皂。洗脸用香皂：洗澡用药皂；洗衣服用洗衣皂。脸要天天洗。衣服也要勤洗勤换。衣服穿久了，由于尘土、油污和汗水的沾污，会散发出酸臭味。带有油污的衣服是滋生病菌的温床。脏东西还会腐蚀、毁坏织物的纤维，只有经常洗涤才能使衣服延年益寿。

古时候，人们在河边青石板上，将衣服折叠好，反复用木棒捶打，靠清水的力量洗去衣服上的污垢。这样洗衣服，既费力，效果又不好。后来有人发现有一种天然碱矿石，溶化在水里滑腻腻的，去油污还挺有效。皂荚树结的皂荚果，泡在水里，也可以用来洗衣服。同样样，也能洗掉油污。

古时候的埃及，就有人发现用草木灰和一些羊脂混合以后得到的一些东东，特能去污这大概是最早的肥皂了。古时候的法国（那时叫高卢）人用草木灰水和山羊油做成一种粗肥皂，有点象我们今天理发馆里的洗发水。稍后一些时候，人们将猪油拌和天然碱，反复揉搓挤压，得到跟今天的肥皂差不多的“猪胰子皂”。

我的爷爷、奶奶就用过这种猪胰子皂呢！有些地方把肥皂叫做“胰子”就是这个缘故。

我们现在用的肥皂是从工厂的大锅里熬出来的。制皂工厂的大锅里盛着牛油、猪油或者椰子油，然后加进烧碱（氢氧化钠或碳酸钠）用火熬煮。油脂和氢氧化钠发生化学变化，生成肥皂和甘油。因为肥皂在浓的盐水中不溶解，而甘油在盐水中的溶解度很大，所以可以用加入食盐的办法把肥皂和甘油分开。因此，当熬煮一段时间后，倒进去一些食盐细粉，大锅里便浮出厚厚一层粘粘的膏状物。用刮板把它刮到肥皂模型盒里，冷却以后就结成一块块的肥皂了。药皂和一般的肥皂差不多，只是加进了一些消毒剂。香皂一般是用椰子油和橄榄油制造，并且加进了香料和着色剂，所以有散发出各种香味和五颜六色的香皂。甘油是制皂工业的重要副产品，甘油在国防、医药、食品、纺织等方面，都有很大的用途。肥皂解放前又称“鬼子膏”，因为有很多是从狗日的日本鬼子那地方来的。

近代化学之父——拉瓦锡

化学发展史的五个时期

　　自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今，伴随着人类社会的进步，化学历史的发展经历了哪些时期呢？

　　远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。

　　炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。

　　燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。

　　定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。

　　这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期，是风云变幻英雄辈出的时期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉，领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。

燃素说的影响

　　可燃物如炭和硫磺，燃烧以后只剩下很少的一点灰烬；致密的金属煅烧后得到的锻灰较多，但很疏松。这一切给人的印象是，随着火焰的升腾，什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后，人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。

　　1723年，德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释，形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。

　　施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中，在燃烧过程中释放出来，同时发光发热。燃烧是分解过程：可燃物==灰烬+燃素

　　金属==锻灰+燃素

　　如果将金属锻灰和木炭混合加热，锻灰就吸收木炭中的燃素，重新变为金属，同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质，燃烧起来非常猛烈，而且燃烧后只剩下很少的灰烬；石头、草木灰、黄金不能燃烧，是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物，酒精燃烧时失去燃素，便只剩下了水。

　　空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合，充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素，动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。

　　富含燃素的硫磺和白磷燃烧时，燃素逸去，变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮，磷酸（当时指P₂O₅）与木炭密闭加热，便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时，金属失去燃素生成氢气，氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾（CuSO₄·5H₂O）溶液置换出铜，是燃素转移到铜中的结果。

　　燃素说尽管错误，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间，化学家为了解释各种现象，做了大量的实验，积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒，这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应，是物质间相互交换成分的过程；氧化还原反应是电子得失的过程；而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。

　　舍勒和普里斯特里发现氧气的制法

　　令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师——chemist，他长期在小镇彻平的药房工作，生活贫困。白天，他在药房为病人配制各种药剂。一有时间，他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次，后院传来一声爆鸣，店主和顾客还在惊诧之中，舍勒满脸是灰地跑来，兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物，忘记了一切。对这样的店员，店主是又爱又气，但从来不想辞退他，因为舍勒是这个城市最好的药剂师。

　　到了晚上，舍勒可以自由支配时间，他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验，他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验，使他合成了许多新化合物，例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞（氯化汞）、钼酸、乳酸、乙醚等等，他研究了不少物质的性质和成分，发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿（Scheele’s green）,就是舍勒发明的亚砷酸氢铜（CuHAsO₃）。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的，但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版，共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程，起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇，使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。

　　在舍勒与大学教师甘恩的通信中，人们发现，由于舍勒发现了骨灰里有磷，启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前，人们只知道尿里有磷。

　　1775年2月4日，33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世，舍勒继承了药店，在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作，加上寒冷和有害气体的侵蚀，舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道——他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候，还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日，为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世，终年只有44岁。

　　舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO₃、Mg（NO₃）₂、Ag₂CO₃、HgCO₃、HgO加热分解放出氧气：

2KNO₃==2KNO₂+O₂↑

2Mg（NO₃）₂ == 2MgO+4NO₂↑+O₂↑↑

2Ag₂CO₃==4Ag+2CO₂↑+O₂↑

2HgCO₃==2Hg+2CO₂↑+O₂↑

2HgO==2Hg+O₂↑

第二种方法是将软锰矿（MnO₂）与浓硫酸共热产生氧气：

2MnO₂+2H₂SO₄（浓）== 2MnSO₄+2H₂O+O₂↑

　　舍勒研究了氧气的性质，他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈，燃烧后这种气体便消失了，因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者，他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程，火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后，很快就发表了论文。

　　普里斯特里始终坚信燃素说，甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验，推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到：

　　“我把老鼠放在‘脱燃素气’里，发现它们过得非常舒服后，我自己受了好奇心的驱使，又亲自加以实验，我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时，是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后，经过好长时间，身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我，才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”

　　普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师，业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林，他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。

　　1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎，他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命，曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国，在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆，以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。

拉瓦锡和他的天平

　　燃素说的推翻者，法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，他20岁的时候就取得了法律学士学位，并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师，家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师，而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来，拉瓦锡在他的老师，地质学家葛太德的建议下，师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。

　　拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此，他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想，把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式：葡萄糖----->碳酸（CO₂）+ 酒精

　　这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程，表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，又具体地写到：

　　“我可以设想，把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数，然后分别通过实验，逐个算出它们的值。这样以来，就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果，使我能通过正确的途径重新进行实验，直到获得成功。”

　　早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。

　　1772年秋天，拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧，冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量，发现质量增加了！他又燃烧硫磺，同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验：将白磷放在水银面上，扣上一个钟罩，钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧，之后水银面上升。拉瓦锡描述道：“这表明部分空气被消耗，剩下的空气不能使白磷燃烧，并可使燃烧着的蜡烛熄灭；1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色粉末（P₂O₅，应该是2.3盎司）。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”

　　燃素说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。

　　1774年，拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中，密封后再称量金属和瓶的质量，然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量，发现没有变化。打开瓶口，有空气进入，这一次质量增加了，显然增加量是进入的空气的质量（设为A）。他再次打开瓶口取出金属锻灰（在容积小的瓶中还有剩余的金属）称量，发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同（即也为A）。这表明锻灰是金属与空气的化合物。

　　拉瓦锡进一步想，如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来，就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰（即铁锈），但实验没有成功。

拉瓦锡制得氧气之后

　　到了这年的10月，普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀（HgO）和铅丹（Pb₃O₄）可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说，这条信息是很直接的启发。11月，拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下，拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置，其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子，以便跟着太阳随时转动。

　　1775年，拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，其实是吸收了氧气，与氧气化合，即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。

　　与此同时，拉瓦锡还用动物实验，研究了呼吸作用，认为“是氧气在动物体内与碳化合，生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。

　　空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文），就应该含有其余的气体，拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后，拉瓦锡总结道：“大气中不是全部空气都是可以呼吸的；金属焙烧时，与金属化合的那部分空气是合乎卫生的，最适宜呼吸的；剩下的部分是一种‘碳气’，不能维持动物的呼吸，也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来，也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。

　　1777年，拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。”

　　这年的9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系，揭掉了神秘和臆测的面纱，代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学（即近代化学）时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。

　　舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气，但由于他们思维不够广阔，更多地只是关心具体物质的性质，没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。

　　拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说，辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念：“如果元素表示构成物质的最简单组分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。”

　　在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：

1.  简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物界，可以看作是物质元素：光、热、氧、氮、氢。

2.  简单的非金属物质，其氧化物为酸：硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。

3.  简单的金属物质，被氧化后生成可以中和酸的盐基：锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。

4.  简单物质，能成盐的土质：石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。

　　拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中，在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中，作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价，指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空气的组成，建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体，被赋予非凡的科学意义。

　　拉瓦锡十分勤奋，每天六点起床，从六点到八点进行实验研究，八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作，七点到晚上十点，又专心从事他的科学研究。星期天不休息，专门进行一整天的实验工作。

　　拉瓦锡28岁结婚时，他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子，但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验，经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里，有很多插图都是他的妻子画的

　　1789年法国大革命爆发，三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月，国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论，心存嫉恨，便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日把他送上了断头台。对此，当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”

这时，拉瓦锡正当壮年，是51岁

居里夫人

　　居里夫人即玛丽居里（Marie Curie），是一位原籍为波兰的法国科学家。她与她的丈夫皮埃尔居里(Pierre Curie)都是放射性的早期研究者，他们发现了放射性元素钋(Po)和镭(Ra)，并因此与法国物理学家亨利。贝克勒尔(Henry Becquerel)分享了1903年诺贝尔物理学奖。之后，居里夫人继续研究了镭在在化学和医学上的应用，并且因分离出纯的金属镭而又获得1911年诺贝尔化学奖。

　　居里夫人在婚前姓名为曼娅·斯卡洛多斯卡，于1867年11月7日出生于波兰华沙市，当时波兰正在俄国统治之下。曼娅的父母都是教师，在她出生（她是他们的第五个孩子）后不久他们就失去了教师职位。为了糊口，他们包下了一些学生的伙食。为此，年轻的曼娅也要协助做饭，每天要工作很长时间。然而她仍获得了中学生的优秀奖章。中学毕业后，她当了家庭教师。1891年她到巴黎进了巴黎大学，攻读物理学和数学，毕业时成绩名列全班第一。1894年她与法国物理学家皮埃尔·居里相识，第二年他们结了婚。

　　从1896年开始，居里夫妇共同研究起了放射性。在此之前，德国物理学家伦琴(Wilhelm Roentgen 1845-1923)发现了X-射线（他因此获得1901年诺贝尔物理学奖），贝克勒尔发现了铀盐发射出类似的射线。居里夫人发现钍(Th)亦具有放射性，并且沥青铀矿的放射性比任何含量的铀和钍的放射性都要强。居里夫妇于是努力寻找，终于在1898年宣布发现了放射性元素镭。他们最终从8吨废沥青铀矿中制得1克纯净的氯化镭，还提出了-射线（现在已知它是由电子组成的）是带负电荷的微粒的观点。

　　1906年皮埃尔·居里不幸被马车撞死，但居里夫人却未因此而倒下，她仍然继续研究，于1910年与德比恩（Andre Debierne,1874-1949年，于1899年从沥青铀矿中发现放射性元素锕Ac）一起分离出纯净的金属镭。

　　1914年第一次世界大战爆发时，居里夫人用X-射线设备装备了救护车，并将其开到了前线。国际红十字会任命她为放射学救护部门的领导。在她女儿依伦(Irene Curie)和克莱因(Martha Klein)的协助下，居里夫人在镭研究所为部队医院的医生和护理员开了一门课，教他们如何使用X-射线这项新技术。20世纪20年代末期，居里夫人的健康状况开始走下坡路，长期受放射线的照射使她患上白血病，终于在1934年7月4日不治而亡。在此之前几个月，她的女儿依伦和女婿约里奥-居里(Joliot-Curie)宣布发现人工放射性（他们俩因此而荣获1935年诺贝尔化学奖）。

拉瓦锡——近代化学的奠基者

　　法国大化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位，并且获律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师，家境富有。所以拉瓦锡没有马上去律师，那时他对植物学发生了兴趣，经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下，拉瓦锡师从巴黎著名的化学鲁教授伊勒教授。从此，拉瓦锡就和化学结下不解之缘。

　　拉瓦锡的对化学的第一个贡献便是从试验的角度验证并总结了质量守恒定律。早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。

　　拉瓦锡用硫酸和石灰合成了石膏，当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细称量了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。他的导师鲁伊勒把失去水蒸气称为“结晶水”，从此就多了一个化学名词……结晶水。这次意外的成功使拉瓦锡养成了经常使用天平的习惯。由此，他总结出质量守恒定律，并成为他进行实验、思维和计算的基础。为了表明守恒的思想，用等号而不用箭头表示变化过程。如糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式：

　　葡萄糖 == 碳酸（CO₂）+ 酒精

　　这正是现代化学方程式的雏形。为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，拉瓦锡又撰文写到：

　　“可以设想，参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式，再假定方程式中的某一项是未知数，然后通过实验，算出它们的值。这样，就可以用计算来检验实验，再用实验来验证计算。我就经常用这种方法修正实验初步结果，使我能通过正确的途径改进实验，直到获得成功。”

　　第二大贡献

　　1772年秋天，拉瓦锡照习惯称量了定量的白磷，使之燃烧、冷却后又称量灰烬(P₂O₅)的质量，发现质量竟然增加了！他又燃烧硫磺，同样发现灰烬的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。于是他又改进实验的方法：将白磷放入一个钟罩，钟罩里留有一部分空气，钟罩里的空气用管子连接一个水银柱(注：测定空气的压力)。加热到40℃时白磷就迅速燃烧，水银柱上升。拉瓦锡还发现“1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色灰烬（P₂O₅）。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量基本接近”。

　　拉瓦锡的发现和当时的燃素学说是相悖的。燃素学说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将新化学命名为“反燃素化学”。

　　1775年，拉瓦锡对氧气进行研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，实际上是吸收了氧气，与氧气化合，这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说。

　　1777年，拉瓦锡批判燃素学说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。”

　　1777年9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断与古代炼丹术的联系，揭掉神秘和臆测的面纱，取而代之的是科学实验和定量研究。化学由此也进入定量化学（即近代化学）时期。因此称拉瓦锡是近代化学的奠基者，他当之无愧。

　　拉瓦锡对化学的第三大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说，建立在科学实验基础上的化学元素的概念：“如果元素表示构成物质的最简单组分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。”

　　在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：

　　简单物质，光、热、氧、氮、氢等物质元素。

　　简单的非金属物质，硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等，其氧化物为酸。 简单的金属物质，锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等，被氧化后生成可以中和酸的盐基。

　　简单物质，石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。

拉瓦锡具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。拉瓦锡毕生勤奋，每天六点起床，从六点到八点进行实验研究，八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作，七点到晚上十点，又专心从事他的科学研究。星期天不休息，进行一整天的实验工作。

　　拉瓦锡结婚时28岁，他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子，但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验，经常陪伴在他左右。拉瓦锡的著作里的许多插图都是他的妻子亲手画的。 1789年法国大革命爆发，拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。被诬陷与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日处以绞刑。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”

　　当时拉瓦锡才51岁。

“伦敦烟雾事件”

素有“雾都”之称的英国伦敦，1952年12月5日至8日，又被浓雾笼罩。在这一段时间里，许多人突然患呼吸系统疾病，伦敦的各家医院一下子住满了病人。

4天中，死亡人数较常年同期增加4000多人。死者中，45岁以上者居多，约为平时死亡人数的3倍；1岁以下的死亡者，较平时增加约1倍，事件发生的一周中，因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱而死亡人数，分别为事件前一周中同类病症死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。因肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道疾病的死亡者，较平时成倍增加。

该事件与伦敦当时大量烧煤有关。煤烟尘经久不散，在恶劣的气象条件下，遇到逆温，靠近地面处大气污染物如烟尘、二氧化硫大量聚集，大雾变成了刺激性很强的酸雾。

伦敦公害事件发生以后，1956年、1957年又连续发生烟雾事件。1962年12月3日至7日，烟雾再度发生，又有约11000人患病，其中136人魂归西天。

［资料2］“核试验的阴影”

20世纪50年代中期，美国好莱坞出产的巨片《征服者》刚投放市场，便立即引起轰动，由著名影星约翰·韦思领衔的剧组班子一时间陶醉在成功的喜悦之中。

然而，谁也没有料到，伴随着成功的喜悦竟是巨大的打击。3年后，在影片中担任角色的女影星苏珊·海华因身患恶性肿瘤遽然而亡。6年之后，剧组的另一位女影星阿格妮丝·摩海德同样被癌症夺去了生命。22年之后，当年的主角约翰·韦思也同样因癌症而魂归西天。奇怪的是，悲剧没有从此中止。到了80年代初，《征服者》原剧组220人中竟有91人患上了癌症，其中有46人离开了人世。悲伤的气氛笼罩着好莱坞影城，这一幕幕悲剧引起了全世界的惊诧和关注。

一大批科学家迅速赶来了。经过反复调查，集中会诊，人们最后终于查出了原因。原来，影星们患上的癌症与圣乔治沙漠的沙粒有关。影片《征服者》所表现的是成吉思汗征服中亚的历史事件。当时摄制组在外景地圣乔治沙漠紧张地活动了2个月，拍摄了大量精彩的镜头。

随后，他们又用卡车将许多沙子运进摄影棚，继续该片的内景拍摄。不料，这些小小的沙子竟然酿成如此惨剧，实在令人痛心和震惊。原来，在圣乔治沙漠200千米以外的内华达州，有个美国原子弹试验基地，腾空而起的蘑菇云，将放射性物质四处扩散，严重污染了圣乔治沙漠，才导致了众影星罹难的惨剧。

［资料3］“温室效应”与全球变暖

每年6月5日是“世界环境日”，1989年的主题便是“警惕：全球变暖”。1991年的主题是：“气候变化——需要全球合作”。气候的变化确实已经成为限制人类生存和发展的重要因素，成为世人关注的话题。

“温室效应”是怎么回事呢?在温室里，玻璃能让阳光进入室内，但它却吸收了一定比率的热辐射，并阻挡了这些入室的热辐射返回空间。这样，不需要任何形式的加热补偿，温室内白天的温度就会比室外气温高出许多。农业生产上的塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床以及北方的塑料大棚菜畦，都是利用了这个道理。

大气中，有一些气体，具有与玻璃相似的作用——让阳光到达地球，阻碍热量从地球表面散发出去，从而维持了地球表面的气温。这种效应，就如同温室的作用一样，称为“温室效应”。能产生温室效应的气体有：二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氯氟烃、臭氧等气体，这些气体被称为“温室气体”。

大气中的二氧化碳为主要温室气体。二氧化碳浓度越高，保温作用就越强，会使地球温度升高。金星的大气层中CO₂含量高达97%以上，因此，温室效应相当显著，其表面温度高达465～485℃，在那里，锡、铅、锌等金属都会熔化为液体。随着工业的发展，人类使用燃料越来越多，向大气中排出的二氧化碳与日俱增。加之，乱砍滥伐使森林面积减少，导致对CO₂的吸收能力降低，由此引起大气中CO₂浓度的升高。某些专家已经提出警告：到2057年，世界的热带雨林可能全部消失。那么，在不到100年至150年的时间里，大气中的CO₂将显著增加。“温室效应”的作用将愈演愈烈，全球将会变暖。据科学家估计，到21世纪中叶，地球表面平均温度可能上升1.5～4.5℃。

全球变暖，非洲将是受影响最严重的地区。森林消失，沙漠扩大，美国、中美洲和东南亚会遭受旱灾。恶劣的天气可能增多，它将破坏城市，夺去生命。热带流行的疟疾和寄生虫病将向北方蔓延，并可能使欧洲也出现流行病。地中海地区由于严重的缺水将出现半沙漠化，积雪在欧洲将全部消失，亚热带植被将北迁几千米，使农业生产失调。气候的变暖将会使南北极的高山冰川融化，而使海平面上升。海水的上涨将会带来灾难性后果：沿海城市被海水吞没，如我国上海、意大利威尼斯、泰国曼谷、英国伦敦、美国纽约等海滨城市将会遭到灭顶之灾，这将会使很多人无家可归，成为“生态难民”。地球变暖，会导致种种恶果。大气污染对全球气温的影响已成为举世关注的问题。于是，联合国环境规划署把“警惕：全球变暖”作为1989年世界环境日的主题，提醒人们保护全球气候，减少或避免大气污染物的排放。

［资料4］“疯猫跳海”

从1953年到1956年，在日本熊本县水俣湾附近的小渔村，出现了许多怪异的现象。一向温顺的猫变得步态不稳，抽筋麻痹，最后疯狂地跳入水中溺水而死，当时人们谓之“自杀猫”。更令人惊讶的是，人群中出现了大批口齿不清、步态不稳、面部痴呆的患者，进而发展为耳聋眼瞎，全身麻木，最后精神失常，他们时而酣睡不醒，时而兴奋异常，身体弯曲成弓，高叫而死。各种猜测与流言不胫而走，恐怖笼罩着周围地区，这就是闻名世界的日本公害事件之一——“水俣病事件”。

后经调查研究于1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染，特别是长期食用被污染的鱼贝类引起的甲基汞慢性中毒。这是由水俣氮肥厂排出的含氯化甲基汞(CH₃HgCl）的废水污染海域后所造成的结果。

继水俣镇之后，日本于1964年、1973年先后在西海岸的阿贺野川流域的新浮县境内，明海南部沿岸的有明町等地发生了第二次、第三次水俣病。据报导，第一次水俣病患者558人(72人死亡)，第二次332人(14人死亡)，第三次10人，前后共计900人，实际受害人数远远超过这个数字，仅水俣镇受害居民就有1万人左右。三次事件均是由含汞废水污染水源后引起的。

［资料5］“痛痛病”

继水俣病之后，日本又发现了一种怪病。患病初期，患者只是感到腰部和手足等处关节疼痛，后来又发展为神经痛、及至骨骼软化、萎缩、自然骨折、在剧痛难忍中丧生。对死者进行尸体解剖发现，他们全身多处骨折，有的竟达到73处，身高也缩短了几十厘米。这种病因不明的疾患，就被称为“痛痛病”。

经过调查，痛痛病发生在日本富山县神通川下游镉污染地区，病因就是当地居民长期钦用被镉金属污染的河水和食用此水灌溉的含镉稻米。这些镉是从哪里来的?原来，日本三井金属矿业公司在神通川上游开设了炼锌厂，炼锌厂经年累月向神通川排放废水，其中含有大量镉离子，于是镉便由食物链进入人体，积累到一定的数量后便引发了痛痛病。

痛痛病事件从1955年一直延续到70年代。据统计，1963年至1979年共有患者130人，其中81人真的痛死了。

［资料6］拿破仑之死和自贡恐龙绝灭之谜

不可一世的法兰西第一帝国君主拿破仑于1821年在圣赫勒拿岛死去。拿破仑究竟死于何人之手?100多年来一直是个谜。

随着科技的发展，20世纪70年代，科学家用重要的环境污染“监测器”——头发，分段分析其微量元素的浓度，以了解各时期内微量元素的摄入情况。结果发现拿破仑的头发里砷的含量比正常人高出40倍，而圣赫勒拿岛上的食用水中含有较多的砷。历史之谜终于揭开，叱咤风云的拿破仑，死于慢性砷中毒。

无独有偶，近年来我国科学家在研究国内外罕见的十分壮观的我国四川省自贡市恐龙遗址时，发现这里大量石化了的恐龙骨骼与残骸重重堆积的奇异景象竟同样是由微量元素砷所造成的。

地质学家通过多年研究，发现自贡恐龙骨骼中砷的含量达100～300 mg/kg，比一般动物骨骼高出数百倍至数千倍，对此地岩中残存的碳化植物的碎片进行化学分析后，发现当时植物中砷的含量高达100～1000 mg/kg。正是自贡当年格外丰盛的水草和参天大树，使云集在这里的众多恐龙发生积累性的慢性食物中毒而大批死亡以致绝灭。盛极一时的大恐龙，断送在元素砷之手。

［资料7］女儿国之谜

《西游记》中描写了唐僧一行西去取经路过女儿国的故事。众人不相信真有其事，如果真如此，那么怎能繁衍后代?岂不是种族灭绝，国之不存了吗?

曾在广东某一山区的村寨里，数年前连续出生的尽是女孩，人们急了，照此下去，这个地区岂不也变成女儿国了吗?有的人求神拜佛，也无济于事。有位风水先生开言道：“地质队在后龙山寻矿，把龙脉破坏了，这是坏了风水的报应啊!”于是，迷信的村民，千方百计找到了原来在此地探矿的地质队，闹着要他们赔“风水”。地质队又回到了这个山寨，进行了深入的调查，终于找到了原因，原来是在探矿的时候，钻机把地下含铍的泉水引了出来，扩散了铍的污染，使饮用水的铍含量大为升高，长时间饮用这种水，而导致了生女不生男。后经治理，情况得到好转，在“女儿国”里又生出男孩了。

［资料8］“赤潮”与水体富营养化

“赤潮”是一种危害巨大的自然灾害，它会造成水质恶化和鱼类的大量死亡。20世纪以来，赤潮在世界各地频频发生，日本的濑户内海是赤潮的高发区，仅1976年就发生了326次之多。我国近来也时有发生，其中以1989年黄骅海域赤潮事件最大，损失最重(达3亿元人民币)。1998年春天，又一股来势汹涌的赤潮横扫了香港海和广东珠江口一带海域。赤潮过处，海水泛红，腥臭难闻，水中鱼类等动物大量死亡。当地的各类养殖场损失惨重。据《经济日报》1998年5月3日报道，此次赤潮事件，香港渔民损失近1亿港元；大陆珍贵养殖鱼类死亡逾300吨，损失超过4000万元。一时间，各新闻媒体炒作纷纷，人们不禁要问，何为“赤潮”?它是如何发生的?

赤潮的发生机理至今尚无定论。一般认为，适度的水温、 盐分、营养盐、促生质(促进藻类生长的物质)等各种因素都是赤潮生物的增殖因子。而水体富营养化亦即含氮磷营养盐的富集是赤潮发生的一个不可缺少的先决条件。

水体富营养化并非新生事件，自然界一直都存在这一现象。所谓沧海变桑田，部分原因就在于水体富营养化。它使湖泊等先变为沼泽，最后变为草原和森林，但这是一个成千上万年的过程。如今人类的活动使之变得异常剧烈。大量含氮、磷肥料的生产和使用、食品加工、畜产品加工等工业废水和大量城市生活污水特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理或处理不达标准即行排放，成为当今水体富营养化过程的重要物质来源。水体中过量的磷、氮营养盐，成为水中微生物和藻类的营养，使得蓝、绿藻和红藻迅速生长，急剧繁殖。它们的繁殖、生长、腐败，引起水中氧气大量减少，导致鱼虾等水生生物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外，由于死亡藻类分解时会放出一些CH₄、H₂S等气体，使海水变得腥臭难闻，水质恶化。这种由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染，叫做水体的“富营养化”。这种现象在海湾出现叫做“赤潮”，如果是发生在淡水中，又叫做“水华”。因此，水体富营养化是赤潮(或水华)的先兆，赤潮是水体富营养化的结果。

这时需要着重说明的是合成洗涤剂，它由表面活性剂、增净剂等组成。表面活性剂在环境中存留时间较长，消耗水体中的溶解氧，对水生生物有毒性，能造成鱼类畸形。增净剂如磷酸盐，可使水体富营养化。那么，如何治理水体富营养化呢?

最有效最简单的办法莫过于把含大量氮磷元素的废水堵截在进入天然水体之前。例如，禁止含磷洗涤剂的生产和使用，对城市工业和生活污水进行净化处理，往污水中加入Ca(OH)₂和Al₂(SO₄)₃等沉淀剂除去磷等等。

愿人们的行为能防止水体富营养化，消除赤潮的威胁。