第一次世界大战是人类历史上首次大规模使用化学武器的战争。战争期间，交战双方的化学家研究了3000多种化学物质，希望研制出最具杀伤力的化学武器，因此有人把一战称为“化学家的战争”。有趣的是，德国和法国各有一位“诺贝尔级别”的科学家领军本国的化学武器研究，可谓将战火“延伸到了实验室”。
从催泪手榴弹到致命毒气
一战中最先使用化学武器的是法国。1914年8月，法国军队向德军投掷催泪手榴弹。这种手榴弹里充满了溴乙酸乙酯---一种催泪毒剂，不过每枚手榴弹只能产生19立方厘米的催泪气体，浓度太低，以至于德军几乎没有觉察到对手“使了阴招儿”。当时溴的产量很低，所以法国人不久就把主要成分换成了氯丙酮。1914年10月，德军向英军阵地发射了一种装有化学刺激物的炮弹。不过这种炮弹施放的毒剂的浓度也很小，英军也没有觉察。当时不管是同盟国还是协约国，都不认为使用催泪弹违反1899年禁止使用化学武器的《海牙条约》。
德国在开发和使用化学武器上下的功夫比较大。德军第一次大规模使用化学武器是在1915年1月31日，那一天德军向俄军阵地发射了1.8万枚含有液态甲苄基溴(一种催泪气体)的炮弹，结果由于气温太低甲苄基溴全部冻住了，根本没有气化，放毒的目的没有实现。同年4月22日，德军在第二次伊普尔战役中首次大规模施放氯气，给法国和阿尔及利亚士兵造成很大伤亡。它也成为化学武器进攻的首个成功战例。
一位作家在采访目击者后描述了当时的可怕场面：“高达30英尺的黄绿色气体在东风的吹拂下缓缓向前推进。这种致命的气体灼伤了协约国士兵的眼睛和肺，让他们呕吐并在痛苦中倒地。数以百计的人在口吐鲜血和绿色泡沫后死去。士兵们的银质徽章和皮带扣也变成黑绿色。”协约国立刻谴责德军践踏《海牙条约》，德国则狡辩说条约禁止的是化学弹头，没有限制气体发射装置。
但氯气并没有德国人期待的那么有效，它很容易被对手发现，而且它溶于水，一些简单的方法就能对付它---例如用一块蘸了水的湿布捂住嘴和鼻子。前线官兵中还流传着一个更有效的方法：用尿而不是水来把布弄湿。因为人们知道氯与尿素更容易发生反应形成二氯脲。尽管如此，氯气不失为一种有效的心理战武器：只要看到绿色烟雾飘过来，大家就会胆战心惊。到1916年，协约国和同盟国都开始公开使用化学炮弹，《海牙条约》彻底失效了。
“爱国爱得狂热”的化学奇才
德军化学武器的开发离不开一批著名化学家，比如1920年诺贝尔化学奖获得者瓦尔特·能斯特，但领军人物是1918年诺贝尔化学奖获得者弗里茨·哈伯。这位化学奇才不仅积极为德军研制毒气弹，还提出大规模使用毒气战即“化学战”的设想，被德国统帅部采纳。
哈伯1868年出生。由于极具化学天赋，他在23岁就被德国皇家科学院破格授予化学博士。1909年，哈伯发明了可用于生产氮肥的固氮法，“使大气中的氮变成生产氮肥的、永不枯竭的廉价来源，从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面”。哈伯因此被称作“化解世界粮食危机的化学天才”。
1914年一战爆发后，已经是威廉物理化学及电化学研究所所长的哈伯被民族沙文主义冲昏了头脑。他把自己的实验室变成了为战争服务的科研机构，并担任德国毒气战的“科学带头人”。在研究毒气效力的过程中，他发现了毒气浓度与吸入时间之间的简单关系。换句话说，在低浓度的毒气中暴露较长时间也会导致与在高浓度毒气中暴露较短时间相同的效果。这被称为“哈伯法则”。
与此同时，哈伯指导巴斯夫、拜耳等化工公司加紧生产钢瓶、液化装置、氯气等，积极备战氯气攻击。他不仅为德军派遣科研人员，还亲临前线选定氯气部队驻扎地。在他的精心准备和策划下，德军在伊普尔战役中成功实施氯气攻击。
这次攻击造成协约国军队1.5万人中毒，5000多人送命。战场上的胜利并没给哈伯带来多少喜悦。同为化学博士的妻子伊梅瓦尔恳求他放弃这种惨无人道的武器，但遭到哈伯辱骂，结果伊梅瓦尔拿起哈伯的手枪自杀了。据说爱因斯坦也曾痛斥哈伯，但后者辩解说：“一名科学家在战争时期属于自己的祖国，在和平时期才属于全人类。”
19世纪20年代，哈伯又研究出产生氰化物气体的配方“齐克隆B”。他的本意是把它放在谷物仓库中作杀虫剂，但二战期间，纳粹将它放在毒气室的沐浴喷头中，杀害了许多关在集中营里的人。虽然爱国爱得狂热，哈伯却最终被祖国抛弃。纳粹上台后，哈伯由于犹太人身份而受到迫害。他的名字也被迫改为“犹太人·哈伯”。1934年，他被迫流亡国外，不久死在瑞士。
“守大桥”的诺奖得主
在协约国方面，能够与哈伯抗衡的化学家是法国南锡大学教授维克多·格林尼亚。他是著名的有机化学家，因发明以自己名字命名的试剂“格氏试剂”而于1912年获得诺贝尔化学奖。
格林尼亚1871年出生在法国海滨城市瑟堡，由于从小娇生惯养，格林尼亚年轻时不学无术，是个纨绔子弟。但一个偶然的机会，他被一位美女贵族训斥并羞辱，从此知耻后勇，发奋学习。他进入里昂大学，并得到有机化学权威巴比尔的赏识。1901年，他发明了一种金属镁与卤代烷在乙醚溶液中反应生成的镁的有机化合物，是一种很好的亲核试剂。这种有机化合物在有机化学中具有十分重要的意义，格林尼亚因此于1912年获得诺贝尔化学奖。
1892年，由于数学考试没过关，格林尼亚没能取得在里昂大学任教的资格，因此去法国陆军服了兵役，并被授予下士军衔。一战爆发后，格林尼亚接到动员令，被重新授予下士军衔，去守卫一座铁路桥。随着法国在战场上吃了德国毒气战的亏，当局开始搜罗化学高手，结果发现这位诺奖得主竟然在守大桥。于是，格林尼亚被调回南锡大学，主持化学战相关研究。其间，他曾负责制造光气。这是一种强刺激、窒息性气体，吸入人体后可引起肺水肿、肺炎等，并能致命。他还曾主持与芥子气有关的研究。除此以外，他还研究过合成甲苯的方法，这是当时重要的战略物资。格林尼亚于1935年去世。