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(加热条件)

2HgO＝2Hg+O2(加热条件)

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+O2＝Hg+SO2(加热条件),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(加热条件),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,因此彻底推勫了错误的燃素说,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。