頭痛、薪水與鈉（sodium）

鈉。圖片來源：Wiki

因為食鹽，人類對鈉並不陌生。在中世紀歐洲，含鈉的化合物 sodanum 被拿來治療頭痛；因此，鈉的英文 sodium 被認為是源自於 阿拉伯文的 suda，意為「頭痛」。sodanum是拉丁文，英文稱為soda，其實大概就是碳酸鈉。

雖然鈉因為食鹽的關係早就為人所知，不過要到1807年，韓福瑞‧戴維（Humphry Davy，1778-1829）將氫氧化鈉拿去電解以後，才取得元素態的鈉。到了1809年，德國化學家兼醫師路德維希·威廉·希爾伯特（Ludwig Wilhelm Gilbert，1769-1824）建議把鈉取名為「Natronium」。雖然最後還是用了戴維的 sodium，但由於永斯·貝吉里斯（Jöns Jakob Berzelius，1779-1848）在1814年出版的「原子符號系統」裡面使用了 Na來代表鈉，所以鈉也成為名字與元素符號不相符的元素之一了（另一個是鉀）。

為什麼貝吉里斯會用Na來當作鈉的元素符號呢？難道他跟希爾伯特有什麼不尋常的交情嗎？其實不是。貝吉里斯用了鈉在拉丁文裡面的名稱 natrium來幫鈉取名，而 natrium是源自於埃及對水合碳酸鈉（天然礦物）的稱呼。

因為食鹽是如此的重要，羅馬軍人的薪水裡面有一部份是以食鹽來支付，而這個用來當作薪水的食鹽被稱為 salarium，後來到了英文就便成 salary囉！

參考資料：

Wikipedia. Sodium.
Online Etymology Dictionary. Sodium.

閃閃發光的磷（phosphorus）

磷是在1669年時，由德國鍊金術士亨尼格·布蘭德（Henning·Brand，1630-1710）在漢堡（Hamburg）發現的。

他原來想要找的，是所謂的「賢者之石」（philosopher's stone）。於是他用人的尿液來加熱到剩下固體、再把這些固體繼續加熱，並將產生的蒸氣通過水，得到白色的結晶；由於產生的結晶在黑暗中會發光，在空氣中也很容易因自燃而發光，所以就用了希臘文的光（phōs）來命名這個元素囉！

磷（phosphorus）原來在古希臘文是「晨星」（morning star，也就是金星）的意思，而磷同時也是第一個被發現的元素，它的發現也象徵著近代化學的開始與鍊金術的結束。

白磷在黑暗中發光。圖片來源：Wiki

也因此，不論是光的字首 phot(o)-，或是磷的字首 phos-，都是來自於希臘文的phōs，意思就是「光」。

磷是動植物必需的元素，我們的DNA、RNA裡面都有磷酸根，細胞的能量貨幣ATP也有磷酸根。許多酵素活性的調節也經由磷酸化/去磷酸化反應等。當然更不能忘記我們的骨頭與牙齒裡面都有磷喔！

目前大部分工業生產的磷都是用作肥料。由於土壤顆粒帶負電，而磷酸根也帶負電，因此植物除了容易缺氮以外，也很容易缺磷。不過，在發明以硫酸處理磷灰石（apatite，為數種磷酸鈣的混合物）之前，主要取得磷的方法只有一個：骨灰。

最早發現骨灰含磷的是約翰·戈特利布·甘恩（Johan Gottlieb Gahn，1745-1818）與舍勒（Carl Wilhelm Scheele，1742-1786）。在1769年他們發現骨頭裡面有磷酸鈣，並由骨灰中取得磷。直到十九世紀中葉，骨灰一直都是磷的主要來源。

磷對我們的另一個重要貢獻是火柴。一開始發明的火柴（1830）是由白磷製成，很容易燃燒，毒性高，造成製作火柴的工人的下顎骨壞死（稱為phossy jaw）。後來白磷火柴的製造就逐漸被禁止了。後來的安全火柴是以三硫化四磷（phosphorus sesquisulfide）製成，需要在含有紅磷的表面上摩擦後才會燃燒。

參考資料：

Wikipedia. Phosphorus.

與光合作用息息相關的錳（Manganese）

錳。圖片來源：Wiki

筆者在「鎂」一文提到，由於當初鎂、錳與磁鐵礦都是產自希臘的色薩利大區（Thessaly）的馬格尼西亞州（Magnesia），在當地一開始都是用manganese來稱呼所有黑色的礦石，後來manganese才成為專屬於錳的字。

錳是誰發現的？雖然瑞士化學家舍勒（Carl Wilhelm Scheele，1742-1786）在使用氯化氫（HCl）通過軟錳礦（pyrolusite，二氧化錳）得到氯（chlorine）時，有意識到軟錳礦裡面有新的元素，但是錳直到1774年才由約翰·戈特利布·甘恩（Johan Gottlieb Gahn，1745-1818）將軟錳礦與碳反應後分離出錳。

錳在動植物裡面都是必需元素，植物的產氧複合體（OEC，Oxygen Evolving Complex）的中心由有四個二價錳（Mn²⁺）構成，當位於光系統II（photosystem II）的反應中心（reaction center）的兩個葉綠素a被光能激發失去電子後，如不立刻補足則下一次的電子傳遞將會消耗更大量的能量，如此一來光合作用的進行便會愈來愈困難。植物光系統II的D1蛋白會將自己的電子先提供給反應中心的葉綠素a，然後再向產氧複合體取得電子。而產氧複合體會累積電荷，直到帶四價正電時，一舉電解水，取得四個電子、四個氫離子並產生一個氧氣。除了植物的產氧複合體以外，地球上沒有任何生物可以在室溫下分解水。禾本科植物缺錳時，葉片上會產生卵圓形的黃斑（稱為grey speck）；豆科植物缺錳則會造成葉脈間變黃（interveinal chlorosis）、種子變形等等。

對動物來說，有許多酵素都需要錳作為輔助因子，如尿素循環（urea cycle）裡面的精胺酸酶（arginase），就是含錳的蛋白質；而許多與氧化還原有關的酵素也都是含錳的蛋白質。不過就像很多物質一樣，吃多了一樣會有問題。錳吃多了會錳中毒（manganism），產生的症狀類似於巴金森氏症（Parkinson's disease）。但也因此，網路上一直有謠言說不鏽鋼餐具含錳，吃多了會中毒等等，但是不鏽鋼裡面的錳溶出量極低，低到不可能中毒（除非買到不允許使用於食具的206系列不鏽鋼），真的可以不用擔心。

參考資料：

Wikipedia. Manganese.

2015/8/18。張進成。水龍頭鉻超標、鍋子不鏽鋼含錳... 的謠言破解！重灌狂人。

鎂（magnesium）

鎂。圖片來源：Wiki

大家在學習鎂（magnesium）這個字的時候，是否覺得它跟磁鐵礦（magnetite）以及錳（manganese）都長得很像呢？筆者花了好久的時間才把鎂與錳這兩個字的拼字與發音弄清楚。為什麼它們長得那麼像是因為，鎂這個字源自希臘的色薩利大區（Thessaly）的馬格尼西亞州（Magnesia），當地產鎂、磁鐵礦以及錳。在當地一開始都是用manganese來稱呼所有黑色的礦石，專用於稱呼錳是後來的事了。

第一次分離出鎂的人是英國的化學家韓福瑞‧戴維（Humphry Davy，1778-1829），他在1808年用氧化鎂（magnesia）與氧化汞（mercuric oxide）得到鎂。原先戴維想要吧把鎂命名為「magnium」，不過後來使用的名稱並非他建議的字。

鎂是宇宙中含量第九高的元素，也是地殼中含量第八高的；若以整個地球來看，鎂是含量第四高的（僅次於鐵[iron]、氧[oxygen]與矽[silicon]），佔整個地球的13%。鎂同時也是海水中含量第三高的元素，僅次於鈉（sodium）與氯（chlorine）。

鎂是非常活潑的元素，在自然界只能找到二價鎂（Mg²⁺）與其他元素形成的化合物。工業上製造鎂都是以含鎂的鹵水電解得來，在工業上鋁鎂合金因為重量輕、強度高，常用在飛機與汽車的零組件上；也因其質量輕，具有良好熱傳導能力，故常用於需重視散熱的電子器材。它普遍用於手提電腦的外殼。

人體中也含有相當多的鎂（第九高），在細胞的能量貨幣，腺核苷三磷酸（ATP），與酵素互相作用時，須要鎂離子來作為中介者。因此我們的制酸劑有些也會使用鎂鹽，如此一來不但中和了胃酸，也補充了鎂離子。

鎂對植物來說也是必需元素，植物的葉綠素（chlorophyll）就是含有鎂的色素。如果沒有葉綠素，就沒有光合作用，那我們就慘了！缺鎂的植物會出現葉脈之間的區域變黃（interveinal chlorosis）的現象，而且會先出現在成熟的葉片上。

鎂離子有個酸味，有些天然的礦泉裡面含有鎂鹽，所以喝起來有點酸酸的。在1618年有位英國埃普瑟姆（Epsom）地區的農夫發現他的牛拒絕喝來自當地一口井的水，農夫喝了發現井水苦苦的，但是後來卻發現那口井的水對於抓傷與疹子有療效！後來才知道是因為井水中含有水合硫酸鎂（MgSO₄·7 H₂O），也被稱為瀉鹽（Epsom salts），因它可以助瀉。無水硫酸鎂可以作為乾燥劑。

參考資料：

Wikipedia. Magnesium.

硫（sulfur）

硫。圖片來源：Wiki

硫（Sulfur）的名字源自拉丁文 sulpur，在希臘文寫作 sulphur；原來的意思是「硫磺、地獄之火」。由於有些光合細菌會將硫化氫（H₂S）氧化，產生氫離子與元素態的硫；因此雖然在自然界存在的狀態以氧化物或礦鹽居多，元素態的硫還是很容易找到。但也由於這樣，所以以前的人不認為硫是一種元素，直到 1777年，拉瓦節（Antoine Lavoisier，1743-1794）做了許多實驗證明硫無法被分解，才終於說服了科學界硫是一個元素。 而英文的sulfur則是在古典時期結束時才出現的寫法。

用來代表二價硫的字首是 sulf(o)-，硫氫基（-SH）是 thio-，以及 mercapto-。其中字首 thio-源自希臘文 theion，意為「硫」；而 sulf(o)-除了可以代表二價硫以外，還可以代表 -SO₂OH這個官能基。

硫是生物的必需元素，胺基酸裡面的甲硫胺酸（methionine）、半胱胺酸（cysteine）、胱胺酸（cystine）都有硫，而維他命裡面的生物素（biotin）與硫胺素（thiamine）也是含硫的分子。重要的還原蛋白穀胱甘肽（glutathione）和硫氧還原蛋白（thioredoxin），以及電子傳遞鏈裡面的硫-鐵蛋白（iron–sulfur proteins）也都是含硫的蛋白質。由兩個半胱胺酸所組成的雙硫鍵（disulfide bonds），對蛋白質的結構有重要的影響。

硫是火柴的原料，硫磺用於製火藥，在硝化甘油還沒有被發明之前，硫磺製的火藥與炸藥是重要的爆破物與武器。

參考資料：

Wikipedia. Sulfur.

Online Etymology Dictionary. Sulfur.

Famous Scientists. Antoine Lavoisier.

由草木灰（potash）來的鉀（potassium）：為什麼它的元素符號是K？

埋在液態石蠟裡的鉀。圖片來源：Wiki

在閱讀原文書與文獻時，筆者常覺得納悶：為什麼鉀的元素符號是K，但英文名字卻是 potassium！

有些讀者可能會說：那是因為磷（phosphorus）在1669年就發現了，而磷的元素符號就是P，所以鉀就只好用K！不過，也可以另外取個比較一致的名字，沒有必要用了完全不相同的字吧？

我們來看一下鉀的故事。1797年德國化學家馬丁·海因里希·克拉普羅特 （Martin Heinrich Klaproth，1743-1817）在草木灰（potash）裡面找到鉀。當時他把他的發現命名為 kali。到了1809年，德國化學家兼醫師路德維希·威廉·希爾伯特（Ludwig Wilhelm Gilbert，1769-1824）建議把 kali改名為 Kalium（新拉丁文，意為「鹼」，但字源來自阿拉伯文，意為「草木灰」；不過韓福瑞‧戴維（Humphry Davy，1778-1829）則建議命名為「potassium」，源自於 potash。他同時也建議將鈉取名為「Natronium」，而不是戴維建議的「sodium」。顯然最後戴維都贏了，不過因為希爾伯特的建議，最後雖然鉀的名字是potassium，元素符號卻是「K」（Kalium）...這搞得大家好亂啊！

草木灰裡面為什麼會有很多鉀離子呢？其實草木灰裡面當然還有一些其他的東西，不過主要是鉀鹽與鈣鹽，而鈣鹽不溶於水。當初製備鉀的方法其實很簡單，就是把草木灰加上水再加熱蒸發。

鉀只要一接觸到空氣就會很快氧化，所以自然界找不到元素態的鉀。鉀離子（K⁺）對生物功能非常重要，動物依靠鈉-鉀幫浦（Na⁺-K⁺ pump）來維持細胞膜的電位，這是進行神經傳導所必需；植物氣孔（stomata）的開啟與關閉，以及葉枕（pulvini）的膨脹與收縮，也都是由鉀離子的流出與流入開始啟動的。

新鮮水果與蔬菜是很好的鉀來源。

參考資料：

Wikipedia. Potassium.

從石灰石來的鈣（Calcium）

儲存在惰性氣體裡的鈣。圖片來源：Wiki

鈣的英文名稱「calcium」是來自於英國化學家韓福瑞‧戴維（Humphry Davy，1778-1829）。他在1808年將石灰石（氧化鈣或氫氧化鈣，lime）與氧化汞（俗稱三仙丹，HgO）混合在一起電解後得到鈣。因為從石灰石裡面得到，所以戴維用了拉丁文的石灰石 calx與金屬字尾 -ium合在一起，創造了 calcium這個字，意思就是「從石灰石來的金屬」。代表鈣的字首為 calc(o)-， calc(i)-，一樣來自於拉丁文的calx。

鈣離子（Ca²⁺）是海水裡面含量第五高的離子。前四名分別是鈉（Na⁺）、氯（Cl^-）、鎂（Mg²⁺）、硫酸根（SO₄^2-）。

鈣對生物最重要的兩個功能是：構成骨頭、牙齒、硬殼的磷酸鈣（hydroxyapatite）以及擔任細胞內重要的信息傳遞分子（Ca²⁺）。有趣的是，植物的刺也含有鈣質，但絕大部分植物的刺裡面所含的是碳酸鈣與矽；只有少數例外，如刺蓮花科（Loasaceae）植物的刺，所含的鈣質為磷酸鈣。

從紀元前七千到一萬四千年前開始，石灰石就被使用做建築材料；公元前二千五百年前在美索不達米亞就有第一個石灰窯。雖然在1808年就被分離出來，但真正能量產要等到二十世紀。

大理石（Marble）是石灰岩或白雲岩等的變質岩，成分為碳酸鈣，遇酸反應產生鈣離子與二氧化碳。近年工業污染造成酸雨，使得歐洲一些大理石雕刻的古蹟因為淋到酸雨而被腐蝕，變得坑坑疤疤地，就是因為儘管是變質岩，本質還是碳酸鈣，所以遇酸就會反應。

參考資料：

Wikipedia. Calcium.

Online Etymology Dictionary. Calcium.

Hans-Jürgen Ensikat et. al., 2016. A first report of hydroxylated apatite as structural biomineral in Loasaceae – plants’ teeth against herbivores. Scientific Reports. doi:10.1038/srep26073（中文解說請參考「老葉的植物王國：植物有「牙齒」？）

氮（nitrogen）

液態氮。圖片來源：wiki

氮（nitrogen）是由蘇格蘭化學家丹尼爾·盧瑟福醫師（Daniel Rutherford，1749-1819）在1772 年發現的。當時他把氮稱為「有害氣體」（noxious air），不過他也說這不是二氧化碳（當時二氧化碳被約瑟夫·布拉克 Joseph Black 稱做fixed air），但與二氧化碳一樣無法幫助物質燃燒，小鼠在裡面也會窒息而死。

當時很多人都研究過氮，包括舍勒（Carl Wilhelm Scheele，1742-1786）、卡文迪什（Henry Cavendish，1731-1810）、普利斯萊（Joseph Priestley，1733-1804）、拉瓦節（Antoine Lavoisier，1743-1794）。 拉瓦節把它稱為「mephitic air」或 azote，後者來自希臘文 azotos，意為「無生氣的」（lifeless）。拉瓦節的 azote後來在法文、義大利文、葡萄牙文、波蘭文、俄文、阿爾巴尼亞文、土耳其文裡面都被採用，但是在英文裡面卻用了 nitrogen。不過，英文的 nitrogen 其實還是從法文來的。在1790年法國化學家 Jean-Antoine Chaptal （1756–1832）因為氮可以從硝石裡面得來，所以用了法文的 nitre （硝石，硝酸鉀 saltpeter）與希臘文字尾-gene（產生）創造了 nitrogen 這個字，意思是「產硝的物質」，然後在1794年正式被英文採用。而字首nitro-可用於與氮氣、硝酸根以及硝酸相關的事物上。

另有一說是說 nitrogen這個字是從希臘文 natron來的，不過 natron是碳酸鈉（sodium carbonate），沒有氮在裡面呢！

由於氮在自然界多以氣體（N₂）存在，氮氣的氮原子之間的三鍵使得它極為穩定、不容易被分解；但是它又是組成蛋白質與（去氧）核糖核酸等生物大分子的必要成分，於是人類在邁入農耕後，氮缺乏成為影響農作物產量的關鍵因子。在哈伯法（Haber–Bosch process，1908–1913）被發明以前，人類只能靠著與根瘤菌合作（種植豆科植物）或使用糞肥等方式來提供農作物所需要的氮元素；因此，要說根瘤菌（的固氮反應）是全世界最重要的幾個生化反應之一，一點也沒有誇大喔！

哈伯法的出現讓奧士華法（Ostwald process，1902）變得更為可行。奧士華法將哈伯法的產物-氨（NH₃）-經過兩個步驟轉為硝酸（HNO₃），可以用作肥料或製造火藥。在第一次世界大戰（World War I，1914-1918）期間，若無哈伯法與奧士華法的發明，德國無法在海外資源被封鎖的狀況下繼續生產火藥，因此這兩個發明造成戰爭的延長是不爭的事實。不過，當戰爭結束後，這兩個方法開始生產便宜的氮肥，使得農作物產量上昇，對人類的生活貢獻也極大。但因為這兩個方法也使得智利硝石（主要成分為硝酸鈉，由海鳥的糞便而來）的生意大受影響，可能也是始料未及的事吧！

參考資料：

Wikipedia. Nitrogen.Ostwald process.

Online Etymology Dictionary. nitro-.

碳（carbon）與卡爾文循環（Calvin Cycle）

不同狀態的碳。圖片來源：Wiki

碳（carbon）的名字來自於煤（coal）和木炭（charcoal）。到底是誰發現碳已不可考，羅馬人很早就懂得製作木炭，而據信中國人在紀元前2,500年就知道鑽石了。不過，拉瓦節（Antoine Lavoisier，1743-1794）是第一個證明鑽石也是碳構成的。在1772年，他把木炭與鑽石燃燒，證明它們都只會產生二氧化碳，而且每公克木炭與每公克鑽石所產生的二氧化碳量是相同的。1779年舍勒（Carl Wilhelm Scheele，1742-1786）也證明石墨（graphite）也是由碳構成的，而不是如過去認為是由鉛組成的。

碳的名字也是拉瓦節在1787命名的，法文寫作 charbone，源自於拉丁文 carbonem，意思是「煤、木炭」。字首寫作carb(o)-。

碳有好幾種同位素，其中最穩定的是碳12（¹²C，佔98.93%）與碳13（¹³C，佔1.07%）。由於生物體偏好使用碳12，所以在生物體內碳12的比例還要在高些，因此碳12：碳13的比例可以用來判斷地層是否曾被微生物作用過的證據。由於碳12是我們體內主要的元素之一，可能也是最重要的元素，所以在1961年IUPAC（國際純化學和應用化學聯合會，International Union of Pure and Applied Chemistry ）把碳12列入原子量標準。

碳的同位素裡面最為人所知道的應該是碳14（¹⁴C）。它是自然產生的，在大氣中的濃度約為1 PPT（part per trillion，兆分之一）。因為它的半衰期（half-life）是 5,730 年，而在生物體內的濃度會維持恆定，等到生物死亡後就會隨時間衰減，所以在1949年威拉得·利比（Willard Libby，1908-1980）發展了「放射性碳定年法」（Radiocarbon dating），用來鑑定化石的年代。

除了放射性碳定年法之外，碳14還幫助卡爾文博士（Dr. Melvin Calvin，1911-1997）解出卡爾文循環（Calvin Cycle）。當時卡爾文博士要追蹤二氧化碳在綠藻（Chlorella）裡面的去向，原本使用了碳11（¹¹C），但是碳11的半衰期只有22分鐘，根本來不及分析！幸好在1940年馬丁·卡門（Martin Kamen，1913-2002）與薩姆·魯賓（Sam Ruben，1913-1943）發現了半衰期長得多的碳14，使得卡爾文循環的研究可以順利進行；所以有時候技術不夠進步也會嚴重阻礙科學發展呢！

參考資料：

Wikipedia. Carbon. Carbon-14.

Taiz and Zeiger. Plant Physiology and Development. 6th eds. Sinauer.

Online Etymology Dictionary. Carbon.

可以抗蛀牙的氟（Fluorine）

液態的氟。圖片來源：Wiki

氟（fluorine）這個名字是在1813年由韓福瑞‧戴維爵士（Sir Humphry Davy，1778-1829）命名的，源自「螢石」（fluorite，以前稱為fluorspar，成分為氟化鈣）。早期冶煉礦石使用螢石來降低熔點，所以螢石被取名為 fluorspar （fluorite），源自拉丁文動詞 fluo （流動），加上化學字尾 -ine。

最早關於螢石用於冶煉的記載是在 1529年的格奧爾格·阿格里科拉（Georgius Agricola，1494–1555）。1810年時，有人提出氟應該是個元素，不過許多人嘗試過純化它，卻發現非常困難。直到1886年法國化學家亨利·莫瓦桑（Henri Moissan，1852－1907）以低溫電解的方式，終於取得了純化的氟。他使用的方法，現在在工業上也還在使用。1907年莫瓦桑死於心臟病，臨終前他承認，氟奪走了他十年的生命。

醫療上氟最為人所知的用途是在牙齒上塗氟來預防蛀牙。到底為什麼塗氟可以預防蛀牙，早期認為氟可以使牙齒琺瑯質的磷酸鈣強度上昇，不過最近的理論認為應該是氟可以幫助小蛀口的琺瑯質加速回復。目前全世界有大約百分之五的人口的飲用水加氟，主要都分佈在美洲（美洲有三分之二的人口飲水加氟）。目前對於飲水加氟的種種爭議，包括在台灣網路上流傳的『氟會在大腦松果體中產生沈積物，並因此影響松果體與退黑激素的正常運作，甚至導致性早熟以及睡眠失調。』這些說法，其實引用的資料都是「高劑量氟」才會產生的問題。但是高劑量氟很少出現在自然環境中，而且幾乎任何東西攝入過量都會中毒，連水喝多了都會水中毒了，更何況是氟呢？台灣目前的飲用水並未加氟喔！如果對相關議題感興趣，歡迎點閱參考資料的「飲用水含氟，你吞得下？」。

至於在工業上氟的用處，主要是用於濃縮鈾（enriched uranium）的製造。所謂的濃縮鈾就是要提升鈾原料中鈾二三五的比例。過去使用的方法是氣體擴散法，將鈾的氟化物（UF₆，俗稱 hex）通過半透膜，利用鈾二三五與鈾二三八在分子量上的微小不同將它們分開。冷戰時期主要使用氣體擴散法，但本法已經在2013年正式走入歷史。目前使用的是氣體離心法，一樣是使用 hex，但不使用半透膜，而是讓 hex經過一系列的離心提升鈾二三五的比例。

參考資料：

Wikipedia. Fluorine.

Online Etymology Dictionary. Fluorine.fluor.

謝伯讓。The Cry of All。飲用水含氟，你吞得下？

紫色的碘（Iodine）

碘的蒸汽。圖片來源：Wiki

碘（Iodine）的名成源自希臘文 ioeidēs，意為「紫色」（violet or purple），因為碘蒸汽是紫色的，所以約瑟夫·路易·給呂薩克（Joseph-Louis Gay-Lussac，1778-1850）建議將它命名為Iodine。

雖然碘是給呂薩克命名的，但發現碘的人卻不是他，而是貝爾納·庫爾圖瓦（Bernard Courtois，1777－1838）。庫爾圖瓦是個製硝（saltpeter，火藥的必需成分）的人，在拿破崙戰爭時，硝的需求很高，所以他必需要趕工製造。當時在法國製硝需要的碳酸鈉主要是用諾曼地與布列塔尼一帶的海藻燒成灰後，加水溶解來取得。剩下的不溶物則用硫酸來處理掉。1811年，在某一次趕工製造時，庫爾圖瓦加太多硫酸，結果一股紫色的蒸汽冒上來；他注意到這個蒸汽會在冷的表面上形成暗色的結晶。

雖然很想研究，但是庫爾圖瓦沒有經費可以做，於是他把這些結晶給了他的兩個朋友：查爾斯·伯納德·德索爾姆 (Charles Bernard Desormes，1777–1838) 與尼古拉斯·克萊門特 (Nicolas Clément，1779–1841)除此之外，他也寄了一些給給呂薩克以及安德烈-馬里·安培 （André-Marie Ampère，1775–1836）。1813年11月29日，德索爾姆與克萊門特在法國皇家學院（Imperial Institute of France）的公開演講上公佈了庫爾圖瓦的發現。一週後（12月6日），給呂薩克提出他的看法，認為這個物質若不是新的元素，就是某種氧化物；同時他也建議了這個新元素應該叫做 「Iodine」。

前面提到庫爾圖瓦也寄了一些給安培（沒錯，就是那位對電磁學很有心得的安培），而安培把他收到的樣品分了一部份給英國化學家韓福瑞‧戴維（Humphry Davy，1778-1829）. 戴維發現這東西的性質跟他之前研究過的氯（chlorine）很像，而且他認為這個物質應該就是一個新元素。於是他在12月10日寄了一封信給英國皇家科學院（Royal Society of London），聲明他發現了一個新元素。也就是因為這樣，後來戴維與給呂薩克為了誰先發現碘吵起來，不過兩個人都認同庫爾圖瓦是第一個分離出碘的人。

碘是人體必需元素中分子量最高的，而在細菌裡面它是必需元素中分子量第一高的（第二高是鎢）。碘有37種同位素，只有碘127是穩定的，其他都相當不穩定。

動物對碘的需求主要是甲狀腺（thyroid gland），甲狀腺製造兩種賀爾蒙，T4與T3，都有碘在裡面。T3含有三個碘原子，T4有四個。腦下垂體（pituitary）分泌甲狀腺刺激素（TSH）刺激甲狀腺，甲狀腺由血液中吸收碘，釋放T3與T4。甲狀腺素的功能主要是調節代謝速率，缺乏甲狀腺素可使代謝速率下降50%，而甲狀腺機能亢進則可能會使代謝速率上昇一倍。甲狀腺素對兩棲類的變態（由蝌蚪到成體）也很重要。近年在大熊貓的研究發現，大熊貓之所以可以以低熱量的竹子為主食，是因為牠們是天生的甲狀腺機能低下的患者，所以基礎代謝率很低。

飲食中缺碘可以引發甲狀腺腫大（goiter，俗稱大脖子病），海藻是碘很好的來源，不過許多國家也都會在食鹽裡面加碘。筆者小的時候，台灣只販售有加碘的食鹽，後來取消了，造成在2013年國健署的調查中發現，國人大約有五成二出現缺碘的現象，大家在飲食上還是要多留意才是。依國人膳食營養素參考攝取量，19歲以上成人每日需要140微克的碘就足夠了，如果使用加碘的食鹽，應該就可以補充一部份的碘了。

參考資料：

Wikipedia. Iodine.

Miscellaneous999。可愛的大熊貓動作慢，原來也是因為代謝慢的緣故。

2015/5/20。逾半數台灣人缺碘　長期恐致疲倦、變胖。蘋果日報。（2013年分析6歲以上共1185人的尿液發現，受檢者的尿液碘濃度中位數為每公升96微克，且約5成2民眾尿液碘濃度低於世界衛生組織（WHO）建議的碘濃度下限每公升100微克。）

產生鹽的鹵素（halogen）

鹵素在英文裡面稱為 halogen，也可以用 halo-這個字首來表示。但是同樣的字首其實是「鹽」（salt）的意思，因為 halo-就是源自於希臘文的 hals，也就是「鹽、海洋」的意思。為什麼會用鹽來形容鹵素呢？

原來是因為當氟（fluorine）、氯（chlorine）、溴（bromine）、碘（iodine）這四個元素與金屬形成化合物以後，會產生類似海鹽的化合物（氯化鈉就是鹽巴啊！），所以在1842年瑞典的化學家永斯·貝吉里斯（Jöns Jakob Berzelius，1779-1848）提出，要把這四個元素家族稱為「鹵素」（halogen）。

halogen的 hal(o)-剛剛已經說過，是「鹽、海洋」的意思，而-gen這個字尾是「產生」（produce），也就是說 halogen是「產生鹽的物質」的意思喔。

永斯·貝吉里斯。圖片來源：wiki

不過，halogen這個詞，並不是貝吉里斯先提出的，在1811年發現氯（Chlorine）的時候，Johann Salomo Christoph Schweigger（1779-1857）本來要把氯稱為halogen，但是後來韓福瑞‧戴維（Humphry Davy，1778-1829）決定把氯命名為chlorine。

雖然當初Schweigger提議命名氯為halogen沒有被採用，不過最後包括氯在內的一群化合物卻全部都被叫做halogen，所以人生真的很難說啊！

參考文獻：

Wikipedia. Halogen.

臭臭的溴（Bromine）

溴。圖片來源：Wiki

溴是在1825與1826分別由Carl Jacob Löwig（1803-1890）與安托萬·杰羅姆·巴拉爾（Antoine Jérôme Balard，1803-1890）分離出來的；但是Löwig雖然比較早發現，卻可能因為當時他正在申請工作，晚了一點發文章，所以被巴拉爾給捷足先登提早發了；隨之失去的是命名的權利（哭～）。

巴拉爾從蒙彼利埃的鹽沼取得的海藻灰（本來要被用來生產碘）中發現溴。當時他把海藻灰用氯飽和後蒸餾，然後就一個性質介於氯和碘的中間的物質。一開始他先試著證明該物質是氯化碘（ICl），但發現沒辦法以後，於是他確信這是一個新的元素，並把它命名為muride（拉丁文的 muria，意為「鹵水」brine）。至於 Löwig則是用以氯飽和的鹽類加入家鄉的礦泉水中，然後用乙醚萃取得到溴的。他用這個成果去申請利奧波德·格梅林（Leopold Gmelin，德國化學家，1788-1853）在海德堡的實驗室的工作，可能是因此決定晚點發表，沒想到就這麼被巴拉爾搶先了。

剛剛提到巴拉爾把溴命名為muride，那麼最後怎麼會叫做Bromine呢？原來當巴拉爾要去法國科學院做口頭發表前，有一位神秘的 M. Anglada 建議他將他新發現的muride改為Bromine。Bromine這個字源自於希臘文的 brómos，意思就是「惡臭」（stench）。巴拉爾把這段故事也寫入了他在化學與物理年鑑（Annales de Chimie et Physique）刊登的文章裡面，所以我們才知道原來在最後他把muride改成了Bromine。也有人說改名是約瑟夫·路易·給呂薩克（Joseph-Louis Gay-Lussac，1778-1850）的主意，他與其他幾位化學家先看過了巴拉爾的成果，並支持他去法國科學院發表，因為溴聞起來很臭所以建議改為Bromide。

自然界的溴不以元素態存在，而是與其他的金屬離子形成鹵素鹽，看起來很像鹽巴。元素態的溴是紅色、有毒且很臭的液體。

工業上多從鹽沼中萃取，生產最多的國家是美國、以色列與中國。溴化物或溴離子則以bromide來表示，或以字首brom(o)-加入字裡面來代表溴。

參考資料：

Wikipedia. Bromine.

氯（chlorine）與綠

Carl Wilhelm Scheele. 圖片來源：wiki

元素氯（chlorine）首先在1774年由瑞典化學家卡爾·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）用氯化氫（HCl）通過軟錳礦（pyrolusite，二氧化錳）分離出氯：

4 HCl + MnO₂ → MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂

軟錳礦。圖片來源：wiki

不過，當時他未能認知到氯是一個元素，誤以為它是從鹽酸得到的氧化物（那時候很多人都認為他拿到的是氧化物）。 不過舍勒也發現了氯的幾個特性：能使石蕊試紙褪色、黃綠色的氣體、可以殺死昆蟲以及類似王水的氣味。

Humphry Davy. 圖片來源：wiki

等到1810年，韓福瑞‧戴維（Humphry Davy）重複了舍勒的實驗，並認為氯就是一個元素。他將氯命名為「chlorine」，因為氯是黃綠色的氣體，而希臘文裡面的「chlōros」就是「黃綠色」的意思。氯化物或氯離子則以chloride來表示，或字首chlor(o)-。

在安甁裡的氯氣。圖片來源：wiki

不過，當時 Johann Salomo Christoph Schweigger本來建議把氯稱為 halogen，不過最後它還是被稱為 chlorine；後來 halogen這個字被用來代表所有的鹵素。

因此，字首 chlor(o)-就被用來代表元素「氯」與顏色「綠」了～

參考資料：

Wikipedia. Chlorine.

有氣味的鋨（Osmium）

鋨。圖片來源：wiki

第76號元素鋨（Os）是所有自然界元素中密度最高的，每立方公分達到22.59克。

鋨在1803年由史密森‧特南特（Smithson Tennant）與威廉·海德·沃拉斯頓（William Hyde Wollaston）共同發現。當時科學家們在研究鉑（Pt，platinum）時，每次用王水（aqua regia）溶解鉑之後，最後都會出現一些不溶於王水的黑色渣滓。約瑟夫‧普魯斯特（Joseph Louis Proust）認為這些黑色的渣滓是石墨，後來也有幾位科學家試圖研究，但都沒有意識到渣滓中含有新的元素，直到特南特取得了更多的渣滓，從中發現了鋨與銥（Ir，iridium）。

特南特把黑色渣滓與氫氧化鈉加熱到紅熱後，再以酸處理得到四氧化鋨（OsO₄）。四氧化鋨聞起來有灰煙的味道，於是特南特將它取名為鋨（Osmium）。Osmium來自於希臘文的osme，就是氣味（smell，odor）的意思；英文裡面也用osm(o)-來代表氣味。字尾-ium則是表示金屬。

鋨在自然界常跟鉑、銥等鉑族金屬一起出現，常與鉑、銥等形成合金用於鋼筆的筆尖，可以使筆尖兼具有硬度與耐久力。

參考資料：

Wikipedia. Osmium.

Online Etymology. Osmium.

氧（oxygen）與「酸」（acid）

元素「氧」的英文是 oxygen，字首是 ox-， oxy-。但是「酸」（sharp, sour, acid）的字首，也是一樣的。為什麼會這樣呢？

拉瓦節。圖片來源：wiki

氧氣是拉瓦節（Antoine Lavoisier，1743-1794）命名的。他透過進行了一連串精巧的實驗，推翻了當時所謂的「燃素」（phlogisticated air）理論。

在1778年，拉瓦節向法國科學院發表了有關燃燒的實驗。在他的文章中，他提到所謂的「燃素」（phlogisticated air）其實並不存在，而是因為這些金屬--如他實驗中的磷、硫、錫、汞等--吸收了空氣中的一種成分。這種成分，可以由加熱氧化汞（red calx，即HgO，俗稱三仙丹）得到。

由於這些金屬的氧化物都具有酸性，所以拉瓦節認為，所有的「酸」裡面都有氧；於是他在1779年正式把被普利斯萊（Joseph Priestley，1733-1804）稱為「去燃素空氣」（dephlogisticated air）的成分命名為「氧氣」：oxygen。因為希臘文中的ox-或oxy-的意思是「酸」（oxys），而-gen則是「產生」的意思。

不過，拉瓦節在法國科學院的報告，招來了許多人的抱怨。包括普利斯萊以及舍勒（Carl Wilhelm Scheele，1742-1786），都在他之前曾經分離出氧氣，但是都沒有確認它是元素（感覺上舍勒錯過了不少東西）。不過，現在大家都還是認為，普利斯萊才是發現氧氣的人。

拉瓦節在法國大革命的恐怖統治時期（Reign of Terror）被捕，原因只是因為他擁有了農場（Ferme générale）向農民收租。當時他的夫人（Marie-Anne Paulze Lavoisier）努力的營救他，提出許多拉瓦節在科學上的重大貢獻，希望政府能讓他繼續他的研究；但是據說當時的法官的回答是：「共和國不需要科學家，也不需要化學家；但是正義不能被延遲！」（La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes ; le cours de la justice ne peut être suspendu.(The Republic needs neither scientists nor chemists; the course of justice cannot be delayed.)），於是他在1794年的五月八日上了斷頭臺。

他去世以後，他的夫人努力保存他的筆記本、為他出書，使他在科學上的發現得以被保存與承認。許多他的筆記本，現在都在康乃爾大學（Cornell University）。

參考文獻：

George Johnson。2009。十項最美的實驗。 臉譜出版。

Wikipedia. Antoine Lavoisier, Joseph Priestley,Marie-Anne Paulze Lavoisier

氫（hydrogen）與水（water）

留意過字首與字尾的人一定會發現，代表氫的字首 hydr(o)-其實也可以用來代表水；而且氫的名稱 hydrogen意為「產生水的物質」。為什麼呢？

氫氣（hydrogen，H₂）是由卡文迪什（Henry Cavendish，1731-1810）發現的，在1766年他將金屬片溶在強酸裡，產生的氣泡就是氫氣。雖然也有其他人比他先做這個實驗，但是他是第一個把這些氣體收集起來，發現氫氣可以燃燒的人。

卡文迪什收集氫氣的裝置。圖片來源：wiki

因為氫氣很容易燃燒，所以他把氫氣叫做「易燃空氣」（inflammable air）。「氫氣」（hydrogen）這個名字是拉瓦節（Antione Lavoisier，1743-1794）在1783年命名的，他重複了卡文迪什的實驗，而由於氫氣燃燒後產生水，所以拉瓦節為氫氣取名為hydrogen，是「水」hydr(o)-（希臘文hydor）與「產生」-gen的合體，意思就是「產生水的物質」。

卡文迪什也是二氧化碳的發現者：他將鹼溶在酸中，得到的氣泡就是二氧化碳。他醉心於科學，是個非常害羞的人，在科學上有非常大的貢獻。

參考資料：

Wikipedia. Henry Cavendish,Antione Lavoisier.