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化學家是如何造福社會的

發布時間:2022-09-06 13:55:24

1. 20世紀化學工業的貢獻有哪些

20世紀化學的輝煌成就
20世紀人類對物質需求的日益增加以及科學技術的迅猛發展,極大的推動了化學學科自身的發展。化學不僅形成了完整的理論體系,而且在理論的指導下,化學實踐為人類創造了豐富的物質。從19世紀的經典化學到20世紀的現代化學的飛躍,從本質上說是從19世紀的道爾頓原子論、門捷列夫元素周期表等在原子的層次上認識和研究化學,進步到20世紀在分子的層次上認識和研究化學。如對組成分子的化學鍵的本質、分子的強相互作用和弱相互作用、分子催化、分子的結構與功能關系的認識,以至1900多萬種化合物的發現與合成;對生物分子的結構與功能關系的研究促進了生命科學的發展。另一方面,化學過程工業以及與化學相關的國計民生的各個領域,如糧食、能源、材料、醫葯、交通、國防以及人類的衣食住行用等,在這100年中發生的變化是有目共睹的。過去的100年間化學學科的重大突破性成果可從歷屆諾貝爾化學獎獲得者的重大貢獻中獲悉

歷屆諾貝爾化學獎獲獎簡況

獲獎年份獲獎者國籍獲獎成就
1901J. H. van』t Hoff荷蘭溶劑中化學動力學定律和滲透壓定律
1902E. Fisher德國糖類和嘌啉化合物的合成
1903S. Arrhenius瑞典電離理論
1904W. Ramsay英國惰性氣體的發現及其在元素周期表中位置的確定
1905A. von Baeyer德國有機染料和氫化芳香化合物的研究
1906H. Moissan法國單質氟的制備,高溫反射電爐的發明
1907E. Buchner德國發酵的生物化學研究
1908E. Rutherford英國元素嬗變和放射性物質的化學研究
1909W. Ostwald德國催化、電化學和反應動力學研究
1910O.Wallach德國脂環族化合物的開創性研究
1911M.Curie波蘭放射性元素釙和鐳的發現
1912V. Grignard
P. Sabatier法國
法國格氏試劑的發現
有機化合物的催化加氫
1913A. Werner瑞士金屬絡合物的配位理論
1914Th. Richards美國精密測定了許多元素的原子量
1915R. Willstatter德國葉綠素和植物色素的研究
1916無
1917無
1918F.Haber德國氨的合成
1919無
1920W. Nernst德國熱化學研究
1921F. Soddy英國放射性化學物質的研究及同位素起源和性質的研究
1922F. W. Aston英國質譜儀的發明,許多非放射性同位素及原子量的整數規則的發現
1923F. Pregl奧地利有機微量分析方法的創立
1924無
1925R. Zsigmondy德國膠體化學研究
1926T. Svedberg瑞士發明超速離心機並用於高分散膠體物質研究
1927H. Wieland德國膽酸的發現及其結構的測定
1928A. Windaus法國甾醇結構測定,維生素D3的合成
1929A.Harden
H. von Euler-Chelpin英國
法國糖的發酵以及酶在發酵中作用的研究
1930H. Fischer德國血紅素、葉綠素的結構研究,高鐵血紅素的合成
1931C.Bosch
F. Bergius德國
德國化學高壓法
1932J. Langmuir美國表面化學研究
1933無
1934H. C. Urey美國重水和重氫同位素的發現
1935F. Joliot-Curie
I. Joliot-Curie法國
法國新人工放射性元素的合成
1936P. Debye荷蘭提出了極性分子理論,確定了分子偶極矩的測定方法
1937W. N. Haworth
P. Karrer英國
瑞士糖類環狀結構的發現,維生素A、C和B12、胡蘿卜素及核黃素的合成
1938R. Kuhn德國維生素和類胡蘿卜素研究
1939A.F. J. Butenandt
L. Ruzicka德國
瑞士性激素研究
聚亞甲基多碳原子大環和多萜烯研究
1940無
1941無
1942無
1943G. Heresy匈牙利利用同位素示蹤研究化學反應
1944O. Hahn德國重核裂變的發現
1945A. J. Virtamen荷蘭發明了飼料貯存保鮮方法,對農業化學和營養化學做出貢獻
1946J. B. Sumner
J. H. Northrop
W. M. Stanley美國
美國
美國發現酶的類結晶法
分離得到純的酶和病毒蛋白
1947R. Robinson英國生物鹼等生物活性植物成分研究
1948A. W. K. Tiselius瑞典電泳和吸附分析的研究,血清蛋白的發現
1949W. F. Giaugue美國化學熱力學特別是超低溫下物質性質的研究
1950O. Diels
K. Alder德國
德國發現了雙烯合成反應,即Diels-Alder反應
1951E.M. Mcmillan
G. Seaborg美國
美國超鈾元素的發現
1952A.J. P. Martin
R. L. M. Synge英國
英國分配色譜分析法
1953H. Staudinger德國高分子化學方面的傑出貢獻
1954L. Pauling美國化學鍵本質和復雜物質結構的研究
1955V. . Vigneand美國生物化學中重要含硫化合物的研究,多肽激素的合成
1956C. N. Hinchelwood英國
蘇聯化學反應機理和鏈式反應的研究
1957A. Todd英國核苷酸及核苷酸輔酶的研究
1958F. Sanger英國蛋白質結構特別是胰島素結構的測定
1959J. Heyrovsky捷克極譜分析法的發明
1960W. F. Libby美國14C測定地質年代方法的發明
1961M. Calvin美國光合作用研究
1962M. F. Perutz
J. C. Kendrew英國
英國蛋白質結構研究
1963K. Ziegler
G. Natta德國
義大利Ziegler-Natta催化劑的發明,定向有規高聚物的合成
1964D. C. Hodgkin英國重要生物大分子的結構測定
1965R. B. Woodward美國天然有機化合物的合成
1966R. S. Mulliken美國分子軌道理論
1967M. Eigen
R. G. W. Norrish
G. Porter德國
英國
英國用馳豫法、閃光光解法研究快速化學反應
1968L. Onsager美國不可逆過程熱力學研究
1969D.H. R. Barton
O. Hassel英國
挪威發展了構象分析概念及其在化學中的應用
1970L. F. Leloir阿根廷從糖的生物合成中發現了糖核苷酸的作用
1971G. Herzberg加拿大分子光譜學和自由基電子結構
1972C .B. Anfinsen
S. Moore
W. H. Stein美國
美國
美國核糖核酸酶分子結構和催化反應活性中心的研究
1973G.Wilkinson
E. O. Fischer英國
德國二茂鐵結構研究,發展了金屬有機化學和配合物化學
1974P. J. Flory美國高分子物理化學理論和實驗研究
1975J. W. Cornforth
V. Prelog英國
瑞士酶催化反應的立體化學研究
有機分子和反應的立體化學研究
1976W. N. Lipscomb, Jr.美國有機硼化合物的結構研究,發展了分子結構學說和有機硼化學
1977I. Prigogine比利時研究非平衡的不可逆過程熱力學
1978P. Mitchell英國用化學滲透理論研究生物能的轉換
1979H.C. Brown
G. Wittig美國
德國發展了有機硼和有機磷試劑及其在有機合成中的應用
1980P. Berg
F. Sanger
W. Gilbert美國
英國
美國DNA分裂和重組研究,DNA測序,開創了現代基因工程學
1981Kenich Fukui
R. Hoffmann日本
美國提出前線軌道理論
提出分子軌道對稱守恆原理
1982A. Klug英國發明了「象重組」技術,利用X-射線衍射法測定了染色體的結構
1983H. Taube美國金屬配位化合物電子轉移反應機理研究
1984R. B. Merrifield美國固相多肽合成方法的發明
1985H. A. Hauptman
J. Karle美國
美國發明了X-射線衍射確定晶體結構的直接計算方法
1986李遠哲
D. R. Herschbach
J. Polanyi美國
美國
加拿大發展了交叉分子束技術、紅外線化學發光方法,對微觀反應動力學研究作出重要貢獻
1987C. J. Pedersen
D. J. Cram
J-M. Lehn美國
美國
法國開創主-客體化學、超分子化學、冠醚化學等新領域
1988J. Deisenhoger
H. Michel
R. Huber德國
德國
德國生物體中光能和電子轉移研究,光合成反應中心研究
1989T. Cech
S. Altman美國
美國Ribozyme的發現
1990E. J. Corey美國有機合成特別是發展了逆合成分析法
1991R. R. Ernst瑞士二維核磁共振
1992R. A. Marcus
美國電子轉移反應理論
1993M. Smith
K. B. Mullis加拿大
美國寡聚核苷酸定點誘變技術
多聚酶鏈式反應(PCR)技術
1994G. A. Olah美國碳正離子化學
1995M. Molina
S. Rowland
P. Crutzen墨西哥
美國
荷蘭研究大氣環境化學,在臭氧的形成和分解研究方面作出重要貢獻
1996R. F. Curl
R. E. Smalley
H. W. Kroto美國
美國
英國發現C60
1997J. Skou

P. Boyer
J. Walker丹麥

美國
英國發現了維持細胞中鈉離子和鉀離子濃度平衡的酶,並闡明其作用機理
發現了能量分子三磷酸腺苷的形成過程
1998W. Kohn
J. A. Pople美國發展了電子密度泛函理論
發展了量子化學計算方法
1999A. H. Zewail美國飛秒技術研究超快化學反應過程和過渡態

1)放射性和鈾裂變的重大發現
20世紀在能源利用方面一個重大突破是核能的釋放和可控利用。僅此領域就產生了6項諾貝爾獎。首先是居里夫婦從19世紀末到20世紀初先後發現了放射性比鈾強400倍的釙,以及放射性比鈾強200多萬倍的鐳,這項艱巨的化學研究打開了20世紀原子物理學的大門,居里夫婦為此而獲得了1903年諾貝爾物理學獎。1906年居里不幸遇車禍身亡,居里夫人繼續專心於鐳的研究與應用,測定了鐳的原子量,建立了鐳的放射性標准,同時制備了20克鐳存放於巴黎國際度量衡中心作為標准,並積極提倡把鐳用於醫療,使放射治療得到了廣泛應用,造福人類。為表彰居里夫人在發現釙和鐳、開拓放射化學新領域以及發展放射性元素的應用方面的貢獻,1911年被授予了諾貝爾化學獎。20世紀初,盧瑟福從事關於元素衰變和放射性物質的研究,提出了原子的有核結構模型和放射性元素的衰變理論,研究了人工核反應,因此而獲得了1908年的諾貝爾化學獎。居里夫人的女兒和女婿約里奧-居里夫婦用釙的射線轟擊硼、呂、鎂時發現產生了帶有放射性的原子核,這是第一次用人工方法創造出放射性元素,為此約里奧-居里夫婦榮獲了1935年的諾貝爾化學獎。在約里奧-居里夫婦的基礎上,費米用曼中子轟擊各種元素獲得了60種新的放射性元素,並發現中子轟擊原子核後,就被原子核捕獲得到一個新原子核,且不穩定,核中的一個中子將放出一次衰變,生成原子序數增加1的元素。這一原理和方法的發現,使人工放射性元素的研究迅速成為當時的熱點。物理學介入化學,用物理方法在元素周期表上增加新元素成為可能。費米的這一成就使他獲得了1938年的諾貝爾物理學獎。1939年哈恩發現了核裂變現象,震撼了當時的科學界,成為原子能利用的基礎,為此,哈恩獲得了1944年諾貝爾化學獎。
1939年費里施在裂變現象中觀察到伴隨著碎片有巨大的能量,同時約里奧-居里夫婦和費米都測定了鈾裂變時還放出中子,這使鏈式反應成為可能。至此釋放原子能的前期基礎研究已經完成。從放射性的發現開始,然後發現了人工放射性,再後又發現了鈾裂變伴隨能量和中子的釋放,以至核裂變的可控鏈式反應。於是,1942年費米領導下成功的建造了第一座原子反應堆,1945年美國在日本投下了原子彈。核裂變和原子能的利用是20世紀初至中葉化學和物理界具有里程碑意義的重大突破。
(2)化學鍵和現代量子化學理論
在分子結構和化學鍵理論方面,鮑林(L.Pauling, 1901-1994)的貢獻最大。他長期從事X-射線晶體結構研究,尋求分子內部的結構信息,把量子力學應用於分子結構,把原子價理論擴展到金屬和金屬間化合物,提出了電負性概念和計算方法,創立了價鍵學說和雜化軌道理論。1954年由於他在化學鍵本質研究和用化學鍵理論闡明物質結構方面的重大貢獻而榮獲了諾貝爾化學獎。此後,莫利肯運用量子力學方法,創立了原子軌道線性組合分子軌道的理論,闡明了分子的共價鍵本質和電子結構,1966年榮獲諾貝爾化學獎。另外,1952年福井謙一提出了前線軌道理論,用於研究分子動態化學反應。1965年R.B.Woodward,和R.Hoffman提出了分子軌道對稱守恆原理,用於解釋和預測一系列反應的難易程度和產物的立體構型。這些理論被認為是認識化學反應發展史上的一個里程碑,為此,福井謙一和Hoffman共獲1981年諾貝爾化學獎。1998年科恩因發展了電子密度泛函理論,以及波普爾因發展了量子化學計算方法而共獲了諾貝爾化學獎。
化學鍵和量子化學理論的發展足足花了半個世紀的時間,讓化學家由淺入深,認識分子的本質及其相互作用的基本原理,從而讓人們進入分子的理性設計的高層次領域,創造新的功能分子,如葯物設計、新材料設計等,這也是20世紀化學的一個重大突破。
(3)合成化學的發展
創造新物質是化學家的首要任務。100年來合成化學發展迅速,許多新技術被用於無機和有機化合物的合成,例如,超低溫合成、高溫合成、高壓合成、電解合成、光合成、聲合成、微波合成、等離子體合成、固相合成、仿生合成等等;發現和創造的新反應、新合成方法數不勝數。現在,幾乎所有的已知天然化合物以及化學家感興趣的具有特定功能的非天然化合物都能夠通過化學合成的方法來獲得。在人類已擁有的1900多萬種化合物中,絕大多數是化學家合成的,幾乎又創造出了一個新的自然界。合成化學為滿足人類對物質的需求作出了極為重要的貢獻。縱觀20世紀,合成化學領域共獲得10項諾貝爾化學獎。
1912年格林亞德因發明格氏試劑,開創了有機金屬在各種官能團反應中的新領域而獲得諾貝爾化學獎。1928年狄爾斯和阿爾德因發現雙烯合成反應而獲得1950年諾貝爾化學獎。1953年齊格勒和納塔發現了有機金屬催化烯烴定向聚合,實現了乙烯的常壓聚合而榮獲1963年諾貝爾化學獎。人工合成生物分子一直是有機合成化學的研究重點。從最早的甾體(A.Windaus,1928年諾貝爾化學獎)、抗壞血酸(W.N.Haworth, 1937年諾貝爾化學獎)、生物鹼(R.Robinson,1947年諾貝爾化學獎)到多肽(V..Vigneand,1955年諾貝爾化學獎)逐漸深入。到1965年有機合成大師Woodward由於其有機合成的獨創思維和高超技藝,先後合成了奎寧、膽固醇、可的松、葉綠素和利血平等一系列復雜有機化合物而榮獲諾貝爾化學獎。獲獎後他又提出了分子軌道對稱守恆原理,並合成了維生素B12等。

維生素B12

此外,Wilkinson和Fischer合成了過渡金屬二茂夾心式化合物,確定了這種特殊結構,對金屬有機化學和配位化學的發展起了重大推動作用,榮獲1973年諾貝爾化學獎。1979年Brown和Wittig因分別發展了有機硼和Wittig反應而共獲諾貝爾化學獎。1984年Merrifield因發明了固相多肽合成法對有機合成方法學和生命化學起了巨大推動作用而獲得諾貝爾化學獎。1990年Corey在大量天然產物的全合成工作中總結並提出了「逆合成分析法」,極大的促進了有機合成化學的發展,因此而獲得諾貝爾化學獎。
現代合成化學是經歷了近百年的努力研究、探索和積累才發展到今天可以合成像海葵毒素這樣復雜的分子(分子式為C129H223N3O54, 分子量為2689道爾頓,有64個不對稱碳和7個骨架內雙鍵, 異構體數目多達271個)。

海葵毒素

(4)高分子科學和材料
20世紀人類文明的標志之一是合成材料的出現。合成橡膠、合成塑料和合成纖維這三大合成高分子材料化學中具有突破性的成就,也是化學工業的驕傲。在此領域曾有3項諾貝爾化學獎。1920年H.Staudinger提出了高分子這個概念,創立了高分子鏈型學說,以後又建立了高分子粘度與分子量之間的定量關系,為此而獲得了1953年的諾貝爾化學獎。1953年Ziegler成功地在常溫下用(C2H5)3AlTiCl4作催化劑將乙烯聚合成聚乙烯,從而發現了配位聚合反應。1955年Natta將Ziegler催化劑改進為-TiCl3和烷基鋁體系,實現了丙烯的定向聚合,得到了高產率、高結晶度的全同構型的聚丙烯,使合成方法-聚合物結構-性能三者聯系起來,成為高分子化學發展史中一項里程碑。為此,Ziegler和Natta共獲了1963年諾貝爾化學獎。1974年Flory因在高分子性質方面的成就也獲得了諾貝爾化學獎。
(5)化學動力學與分子反應動態學
研究化學反應是如何進行的,揭示化學反應的歷程和研究物質的結構與其反應能力之間的關系,是控制化學反應過程的需要。在這一領域相繼獲得過3次諾貝爾化學獎。1956年Semenov和Hinchelwood在化學反應機理、反應速度和鏈式反應方面的開創性研究獲得了諾貝爾化學獎。另外,Eigen提出了研究發生在千分之一秒內的快速化學反應的方法和技術,Porter和Norrish提出和發展了閃光光解法技術用於研究發生在十億分之一秒內的快速化學反應,對快速反應動力學研究作出了重大貢獻,他們三人共獲了1967年諾貝爾化學獎。
分子反應動態學,亦稱態-態化學,從微觀層次出發,深入到原子、分子的結構和內部運動、分子間相互作用和碰撞過程來研究化學反應的速率和機理。李遠哲和Herschbach首先發明了獲得各種態信息的交叉分子束技術,並利用該技術F+H2的反應動力學,對化學反應的基本原理作出了重要貢獻,被稱為分子反應動力學發展中的里程碑,為此李遠哲、Herschbach和Polany共獲了1986年諾貝爾化學獎。1999年Zewail因利用飛秒光譜技術研究過渡態的成就獲諾貝爾化學獎。
(6)對現代生命科學和生物技術的重大貢獻
研究生命現象和生命過程、揭示生命的起源和本質是當代自然科學的重大研究課題。20世紀生命化學的崛起給古老的生物學注入了新的活力,人們在分子水平上向生命的奧秘打開了一個又一個通道。蛋白質、核酸、糖等生物大分子和激素、神經遞質、細胞因子等生物小分子是構成生命的基本物質。從20世紀初開始生物小分子(如糖、血紅素、葉綠素、維生素等)的化學結構與合成研究就多次獲得諾貝爾化學獎,這是化學向生命科學進軍的第一步。1955年Vigneand因首次合成多肽激素催產素和加壓素而榮獲了諾貝爾化學獎。1958年Sanger因對蛋白質特別是牛胰島素分子結構測定的貢獻而獲得諾貝爾化學獎。1953年J.D.Watson和H.C.Crick提出了DNA分子雙螺旋結構模型,這項重大成果對於生命科學具有劃時代的貢獻,它為分子生物學和生物工程的發展奠定了基礎,為整個生命科學帶來了一場深刻的革命。Watson和Crick因此而榮獲了1962年諾貝爾醫學獎。1960年J.C.Kendrew和M.F.Perutz利用X-射線衍射成功地測定了鯨肌紅蛋白和馬血紅蛋白的空間結構,揭示了蛋白質分子的肽鏈螺旋區和非螺旋區之間還存在三維空間的不同排布方式,闡明了二硫鍵在形成這種三維排布方式中所起的作用,為此,他們二人共獲了1962年諾貝爾化學獎。1965年我國化學家人工合成結晶牛胰島素獲得成功,標志著人類在揭示生命奧秘的歷程中邁進了一大步。此外,1980年P.Berg、F.Sanger和W.Gilbert因在DNA分裂和重組、DNA測序以及現代基因工程學方面的傑出貢獻而共獲諾貝爾化學獎。1982年A.Klug因發明「象重組「技術和揭示病毒和細胞內遺傳物質的結構而獲得諾貝爾化學獎。1984年R.B.Merrifield因發明多肽固相合成技術而榮獲諾貝爾化學獎。1989年T.Cech和S.Altman因發現核酶(Ribozyme)而獲得諾貝爾化學獎。1993年M.Smith因發明寡核苷酸定點誘變法以及K.B.Mullis因發明多聚酶鏈式反應技術對基因工程的貢獻而共獲諾貝爾化學獎。1997年J.Skou因發現了維持細胞中Na離子和K離子濃度平衡的酶及有關機理、P.Boyer和J.Walker因揭示能量分子ATP的形成過程而共獲諾貝爾化學獎。
20世紀化學與生命科學相結合產生了一系列在分子層次上研究生命問題的新學科,如生物化學、分子生物學、化學生物學、生物有機化學、生物無機化學、生物分析化學等。在研究生命現象的領域里,化學不僅提供了技術和方法,而且還提供了理論。
(7)對人類健康的貢獻
利用葯物治療疾病是人類文明的重要標志之一。20世紀初,由於對分子結構和葯理作用的深入研究,葯物化學迅速發展,並成為化學學科一個重要領域。1909年德國化學家艾里希合成出了治療梅毒的特效葯物胂凡納明。20世紀30年代以來化學家從染料出發,創造出了一系列磺胺葯,使許多細菌性傳染病特別是肺炎、流行性腦炎、細菌性痢疾等長期危害人類健康和生命的疾病得到控制。青黴素、鏈黴素、金黴素、氯黴素、頭孢菌素等類型抗生素的發明,為人類的健康做出了巨大貢獻。具不完全統計,20世紀化學家通過合成、半合成或從動植物、微生物中提取而得到的臨床有效的化學葯物超過2萬種,常用的就有1000餘種,而且這個數目還在快速增加。
(8)對國民經濟和人類日常生活的貢獻
化學在改善人類生活方面是最有成效、最實用的學科之一。利用化學反應和過程來製造產品的化學過程工業(包括化學工業、精細化工、石油化工、制葯工業、日用化工、橡膠工業、造紙工業、玻璃和建材工業、鋼鐵工業、紡織工業、皮革工業、飲食工業等)在發達國家中佔有最大的份額。這個數字在美國超過30%,而且還不包括諸如電子、汽車、農業等要用到化工產品的相關工業的產值。發達國家從事研究與開發的科技人員中,化學、化工專家佔一半左右。世界專利發明中有20%與化學有關。
人類之衣、食、住、行、用無不與化學所掌管之成百化學元素及其所組成之萬千化合物和無數的制劑、材料有關。房子是用水泥、玻璃、油漆等化學產品建造的,肥皂和牙膏是日用化學品,衣服是合成纖維製成並由合成染料上色的。飲用水必須經過化學檢驗以保證質量,食品則是由用化肥和農葯生產的糧食製成的。維生素和葯物也是由化學家合成的。交通工具更離不開化學。車輛的金屬部件和油漆顯然是化學品,車廂內的裝潢通常是特種塑料或經化學制劑處理過的皮革製品,汽車的輪胎是由合成橡膠製成的,燃油和潤滑油是含化學添加劑的石油化學產品,蓄電池是化學電源,尾氣排放系統中用來降低污染的催化轉化器裝有用鉑、銠和其他一些物質組成的催化劑,它可將汽車尾氣中的氧化氮、一氧化碳和未燃盡的碳氫化合物轉化成低毒害的物質。飛機則需要用質強量輕的鋁合金來製造,還需要特種塑料和特種燃油。書刊、報紙是用化學家所發明的油墨和經化學方法生產出的紙張印製而成的。攝影膠片是塗有感光化學品的塑料片,它們能被光所敏化,所以在暴光時和在用顯影葯劑沖洗時,它們就會發生特定的化學反應。彩電和電腦顯示器的顯象管是由玻璃和熒光材料製成的,這些材料在電子束轟擊時可發出不同顏色的光。VCD光碟是由特殊的信息存儲材料製成的。甚至參加體育活動時穿的跑步鞋、溜冰鞋、運動服、乒乓球、羽毛球排等也都離不開現代合成材料和塗料。

2. 化學家的發明與作用

化學家的發明推動了人類進步和發展。是為人類服務的,可以讓人做不能做的事情,現代的工業文明讓人不要花很多體力就搞可以完成一項任務,幾百年的工業文明成就超過了幾千年的人類成就,用處大大的有。

化學家們會對化學元素、原子、分子及它們如何互相作用作出研究。化學家們也研究並測試葯物、炸葯及之類其他的東西。化學是一門十分重要的科學,因為現在大多數的新葯物都是通過化學技術而研製出的。

化學家代表

1、居里夫人

居里夫人MarieCurie(1867-1934)法國籍波蘭科學家,研究放射性現象,發現鐳和釙兩種放射性元素,一生兩度獲諾貝爾獎。作為傑出科學家,居里夫人有一般科學家所 沒有的社會影響。尤其因為是成功女性的先驅,她的典範激勵了很多人。

2、巴斯德

巴斯德於1822年出生在法國東部的多爾鎮。他在巴黎讀大學,主修自然科學。他的天賦在學生時代並沒有顯露出來,他的一位教授把他的化學成績評為「及格」。但是巴斯德在1847年獲 得博士學位,不久便證明了教授的裁判還為時過早,年僅二十六歲的巴斯德因對酒石酸的鏡像同分異構體的研究而一躍跨入著名化學家的行列之中。

3. 化學與人類進步及社會發展關系密切是什麼

化學科學的發展,增進了人類對自然的認識,促進了社會的進步。所以說化學是人類進步的關鍵學科之一。但是某些化學變化或現象會影響人類的生活和社會的可持續發展,我們對此要有正確的認識並能充分、高度、負責的去對待。

與人類生活、社會發展相關聯的內容較多,如穿衣、用電、取暖、生活垃圾、化妝品、醫療、運輸、資源、污染等等,還有新材料、新能源、健康、環境以及資源的可持續發展、污染問題等。教學中,教師要多收集材料、多觀察、多探索、多實踐,先行一步,但千萬不要怕被學生問住,現在學生比老師強已是大勢所趨,主要原因眾所周知,那就是信息社會的到來,學生上網查詢,咱們大多卻是沒網可上。但從心理上我們要接受學生有些問題比我們懂。放飛學生思維,由教師變為導師是課改中教師角色轉變的必由之路。師生共同研究,有助於學生體驗學習過程,激發學習興趣,要大膽鼓勵學生去探索新的東西,「從做中學」。化學與人類生活、社會發展,主要內容包括常見化合物、空氣、水、生活和工業用品、相關材料、能源、健康、環保、可持續發展等等,在學習這些知識的時候,怎樣才能更好的加強化學與人類生活、社會發展的聯系

4. 近代化學界的重要成就有哪些

這五項化學發明改變了世界
LCD屏幕隨處可見——甚至在美術館。圖片來源:Dominic Alves/Flickr, CC BY-SA
不論你是否承認,跟其他學科相比,化學常常是被忽略的那一個。《科學》雜志在Twitter上公布的50位科學大師中,沒有一位是化學家;化學新聞往往也不像物理和天文項目那樣受關注,即便項目的主要內容是登陸彗星以後在上面進行的化學實驗。
英國皇家化學學會調查了人們對化學、化學家和化學品的真實想法,結果表明,大多數人並不十分了解化學家在做什麼,也不清楚化學對現代社會有哪些貢獻。
化學名人堂。圖片來源:Andy Brunning/[Compound Interest], Author provided
這真是太遺憾了,要知道,沒有化學就沒有現代社會。為此,我挑選了五項最重要的化學發明,正是它們塑造了我們所處的現代世界。
青黴素
這可不是牛棚,而是戰時的青黴素生產車間。圖片來源:Wellcome Images
青黴素很可能挽救過你的生命。沒有它,哪怕是小小刺傷或喉嚨痛都可能致命。1928年亞歷山大•弗萊明發現培養皿上的霉塊能抑制周圍細菌的生長,並把發揮抑菌作用的化學物質稱為青黴素(又稱盤尼西林,penicillin)。
但是,他窮其所能也未曾從黴菌提取出可以使用的青黴素。弗萊明放棄了,他的工作也沉寂了10年之久。直到1939年,澳大利亞葯理學家霍華德•弗洛里(Howard Florey)和他的化學家團隊才終於找到了一種大量提純青黴素的方法,使之真正投入使用。
然而,當時正值第二次世界大戰爆發,科學儀器非常短缺。該團隊只得用浴缸、牛奶攪拌器和書架組裝成一個功能齊備的青黴素生產車間。不出意料,媒體被這種神奇的新葯震驚了,但弗洛里和他的同事都不喜歡拋頭露面,反而是弗萊明出了風頭。
圖為弗洛里。圖片來源:Howard Florey. Wikimedia
青黴素的大規模生產始於1944年,化學工程師瑪格麗特•哈欽森•魯索(Margaret Hutchinson Rousseau)將弗洛里設計的半調子的儀器設備改進為大規模生產車間。
哈伯-博斯(Haber-Bosch)制氨法
氮肥的出現使農業生產發生了翻天覆地的變化。圖片來源:eutrophication&hypoxia/Flickr, CCBY-SA
氮元素在每一個生命體的生物化學反應中都扮演著極為重要的角色,氮氣還是空氣的主要成分。不過氮氣通常比較惰性,這意味著植物和動物無法從空氣中直接獲得氮。因而,氮的來源問題一直是農業生產的主要瓶頸。
1910年,德國化學家弗里茨•哈伯(Fritz Haber)和卡爾•博斯(Carl Bosch)用氮氣和氫氣制備出氨氣,改變了這一切。它可以作為肥料,提高作物產量,最終為人類提供更多的食物。
如今,我們體內80%的氮都來自於哈伯-博斯制氨法,這個化學反應幾乎是過去一百年間人口暴漲的最主要原因。
聚乙烯——意外的發明
雖是塑料,但歷史悠久,價值斐然。圖片來源:Dacidd/Flickr, CC BY-SA
大部分塑料製品,從水管到食品袋和安全帽,都由聚乙烯製成。這種年產量8000萬噸、在現代生活中不可或缺的材料,來源於兩次意外發現。
第一次發生在1898年,德國化學家漢斯•馮•佩希曼(Hans von Pechmann)發現他的試管底有一些蠟狀的奇怪物質。他和同事一道研究了這個物質,發現它是一種長鏈分子,稱之為聚亞甲基(polymethylene)。不過他們的制備方法沒有實用價值,因而像青黴素的故事一樣,在相當長的一段時間里都毫無進展。
到了1933年,ICI(一家已被收購的化學品公司)的化學家終於發明了一種製造聚乙烯的新方法。他們在一些高壓反應中發現了馮•佩希曼曾留意過的蠟狀物質。一開始他們沒法重復這個反應,後來發現最初的反應中,氧氣泄露進了反應體系。兩年後ICI將這一偶然發現變成了實用的合成方法,生產出了如今唾手可得的塑料。
從墨西哥山葯中提取出的避孕葯
美味的墨西哥山葯。圖片來源:KatjaSchulz/Flickr, CC BY-SA
早在20世紀30年代,醫生們便知道激素可以用來治療癌症和月經失調,也能用於避孕,但相關研究由於缺少高效合成激素的方法而陷入停滯。當時黃體酮價格高達每克1000美元(以今天的物價水平),而如今每克只賣幾美元。
賓夕法尼亞州立大學的有機化學教授拉塞爾•馬克(Russel Marker)發現了合成黃體酮的捷徑,降低了生產成本。他在植物中尋找結構類似黃體酮的分子,最終在墨西哥山葯中分離得到一種化合物,只需一步便能轉化成黃體酮,製成第一代避孕葯。
你面前的液晶顯示屏
LCD屏幕在顯示搖滾音樂會的場景。圖片來源:lan T. McFarland/Flickr, CC BY-SA
你一定想不到,平面彩色顯示器的歷史居然可以追溯到20世紀60年代晚期:當時英國國防部想要發明一種新的平面顯示器,以代替軍用車輛裝備的笨重且昂貴的陰極管顯示器。研究人員立即想到可以利用液晶材料來實現,當時已經有人提出了液晶顯示器(LCD)的概念,但問題是它們只能在高溫下工作。除非你把它們安裝在烤箱中,否則沒什麼實用價值。
1970年,英國國防部委託赫爾大學(University of Hull)的喬治•格雷(George Gray),讓他想辦法使LCD能在更實用的溫度下工作。他合成出了一種新的分子叫做5CB,終於實現了這一點。20世紀70年代晚期到80年代早期,全世界90%的LCD設備都使用了5CB,直到現在,便宜的手錶和計算器中仍在使用它。同時,5CB的衍生物也直接促進了手機、電腦、電視的誕生。

5. 結合生活實際,你如何評價化學在社會發展和提高生活質量中的作用如果你將成為化學家,你打算怎麼做

在現實生活中,我們都離不開化學,化學在我們生活中中午很重要的地位,所以對於化學,我們要尊重化學家要成為化學家也是一件不容易的事情。

6. 化學家的貢獻都有什麼

阿爾弗雷德·諾貝爾
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諾貝爾阿爾弗雷德·伯納德·諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel, (1833年10月21日——1896年12月10日)),瑞典籍化學家、工程師,是硝化甘油炸葯的發明人。他在自己的最後一份遺囑中用其巨額財產創建了諾貝爾獎。人造元素鍩(Nobelium )就是以諾貝爾命名的.

目錄 [隱藏]
1 背景生平
2 發明炸葯
3 諾貝爾獎
4 參考引證
5 外部鏈接

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背景生平
阿爾弗雷德·諾貝爾出生在斯德哥爾摩,是艾馬紐爾·諾貝爾的第三個兒子,但很小的時候就合家遷往聖彼德堡,他父親在那裡從事魚雷的研製工作。1859年,排行第二的魯維·艾馬紐爾(1831-1888)接管了這份產業,並成功地將之發揚光大。而阿爾弗雷德則在經歷了家族事業破產之後,隨同父親回到瑞典,並致力於爆炸物質的研究,尤其是硝化甘油的安全生產和使用。在諾貝爾的家族工廠里,發生過數次爆炸,其中的一次殺死了阿爾弗雷德的弟弟艾米爾和其他幾名工人。
鮮為人知的是諾貝爾同時也是一位劇作家,但是一直到他垂危的時候,他唯一的一部劇作才得以付印。可惜的是,他的作品被認為是「誹謗滋事、褻瀆神明」,一迨諾貝爾過世就幾乎全都被銷毀了,只有區區三份得以倖存。一直到2003年,首部倖存版才在瑞典出版。除了世界語外,這部戲劇還沒有被翻譯成它語言,包括英語。

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發明炸葯
諾貝爾發現,只要把硝化甘油和硅藻土之類的惰性吸收劑混合在一起,加工起來就方便安全多了,1867年,諾貝爾把這種混合配方注冊專利,並命名為dynamite(炸葯)。

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諾貝爾獎
由阿爾弗雷德·諾貝爾捐贈的遺產創建,自1901年起每年頒獎。 諾貝爾在遺囑中還寫道:「把獎金分為5份:一、獎給在物理學方面有最重要發現或發明的人;二、獎給在化學方面有最重要發現或新改進的人;三、獎給在生理學和醫學方面有最重要發現的人;四、獎給在文學方面表現出了理想主義的傾向並有最優秀作品的人;五、獎給為國與國之間的友好、廢除使用武力與貢獻的人。」為此,諾貝爾分設了5個獎。1969年,諾貝爾新設了第6個獎——諾貝爾經濟學獎。

包括以下幾個獎項:

諾貝爾物理學獎
諾貝爾化學獎
諾貝爾生理醫學獎
諾貝爾文學獎
諾貝爾和平獎
諾貝爾經濟學獎

諾貝爾在其遺囑中所提及的頒獎機構是:位於斯德哥爾摩的瑞典皇家科學院(物理學獎和化學獎)、皇家卡羅林外科醫學研究院(生理學或醫學獎)和瑞典文學院(文學獎),以及位於奧斯陸的、由挪威議會任命的諾貝爾獎評定委員會(和平獎),瑞典科學院還監督經濟學的頒獎事宜。為實行遺囑的條款而設立的諾貝爾基金會,是基金的合法所有人和實際的管理者,並為頒獎機構的聯合管理機構,但不參與獎的審議或決定,其審議完全由上述4個機構負責。每項獎包括一枚金質獎章、一張獎狀和一筆獎金;獎金數字視基金會的收入而定。經濟學獎的授予方式和貨幣價值與此相同。

評選獲獎人的工作是在頒獎的上一年的初秋開始的,先由發獎單位給那些有能力按照諾貝爾獎章程提出候選人的機構發出請柬。評選的基礎是專業能力和國際名望;自己提名者無入選資格。候選人的提名必須在決定獎項那一年的2月1日前以書面通知有關的委員會。

從每年2月1日起,6個諾貝爾獎評定委員會--每個委員會負責一個獎項--根據提名開始評選工作。必要時委員會可邀請任何國家的有關專家參與評選,在9-10月初這段時間內,委員會將推薦書提交有關頒獎機構;只是在少有的情況下,才把問題擱置起來,頒獎單位必須在11月15日以前作出最後決定。委員會的推薦,通常是要遵循的。但不是一成不變的。各個階段的評議和表決都是秘密進行的。獎只發給個人,但和平獎例外,也可以授予機構。候選人只能在生前被提名,但正式評出的獎,卻可在死後授予,如D-哈馬舍爾德的1961年和平獎和E-A- 卡爾弗爾特的1931年文學獎。獎一經評定,即不能因有反對意見而予以推翻。對於某一候選人的官方支持,無論是外交上的或政治上的,均與評獎無關,因為該頒獎機構是與國家無關的。

一筆獎金,或者完全發給一個人,或者最多在兩種成果之間平分,或者由兩個或更多人(實際上從未多於三人)聯合分享,有時一筆獎金要保留到下一年度頒發;如果下一年仍不頒發獎金,則退回基金會,當出現獎金既不頒發,也不保留的情況時,也要退回基金會。這樣,在同一學術領域內,一年中能有兩筆獎金,即上年留下來的獎金和本年的獎金。如果在規定日期以前獲獎者拒受或未能領取獎金時,則獎金退回基金會。曾有過拒受獎金及政府禁止本國人領取諾貝爾獎的情況,然而獲獎人仍被列入諾貝爾獎獲得者名單中,註明「拒受獎金」字樣,不接受獎的動機可能互不相同,但真正的理由大都是外界的壓力;例如,希特勒於 1937年頒布的法令,禁止德國人領取諾貝爾獎,因為他認為1935年頒發給C-奧西埃茨基的和平獎是一種侮辱。不論何種原因過期不領,己拒受者在說明其情況並提出申請時,可領取諾貝爾金質獎章和獎狀,但不能領取獎金,該獎金己退回基金會。

如果沒有人能符合諾貝爾遺囑中所要求的那些條件或世界局勢有礙於收集評選資料時(如第一次世界大戰期間和第二次世界大戰期間),則將獎保留或停止頒獎。該獎對所有的人開放,不論其國籍、種族、宗教信仰或意識形態如何。同一獲獎者可以多次獲獎而不受限制。物理學、化學、生理學或醫學、文學以及經濟學的頒獎儀式在斯德哥爾摩舉行,而和平獎的頒獎儀式則在奧斯陸舉行,時間為12月10日,即諾貝爾逝世周年紀念日。獲獎者通常親自去受獎。

支配獎項的總則已載於諾貝爾的遺囑中。l900年,由遺囑執行人、頒獎單位的代表及諾貝爾家族共同就解釋和執行遺囑的補充規定達成協議,並由瑞典國王在樞密會議上予以批准。這些規章大體上保持不變,僅在實際應用上有些修改;評議經濟學獎的基礎是科學的,即數學的或統計學的,而不是政治的或社會的。最早兩名經濟學獎獲得者經濟學家弗里希和丁伯根,因他們在計量經濟學方面的工作,即利用數學式進行的經濟活動分析而被授予該獎。

科學獎和醫學獎已證明很少引起爭論;而文學獎與和平獎,則因其本身性質特殊,最易導致意見分歧。和平獎常常保留。

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參考引證
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外部鏈接
諾貝爾電子博物館 諾貝爾介紹 (英文)
取自"http://wikipedia.cnblog.org/wiki/%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BC%97%E9%9B%B7%E5%BE%B7%C2%B7%E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94"
頁面分類: 1833年出生 | 1896年逝世 | 瑞典化學家 | 發明家

亨利·莫瓦桑
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亨利·莫瓦桑亨利·莫瓦桑(法文:Henri Moissan,1852年9月28日—1907年2月20日),法國無機化學家,因首次通過電解法制備單質氟而獲得1906年諾貝爾化學獎。莫瓦桑長期從事無機化學的研究,首次制備了氟和硼的單質;深入研究氟化物和金屬氫化物的性質;開創了人工製造金剛石的方法;他還設計了電爐,將實驗室化學反應的溫度成功地提高到2000攝氏度。莫瓦桑長期擔任巴黎葯學院和巴黎大學科學學院教授,先後獲得法國科學院、英國皇家學會、德國化學會等機構頒發的多項獎金。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。

目錄 [隱藏]
1 求學經歷
2 制備氟單質
3 其他研究
4 榮譽
5 外部鏈接

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求學經歷
莫瓦桑生於一個鐵路職工家庭,家境貧寒,甚至難以供給他讀書,直到莫瓦桑12歲時才開始入讀小學。莫瓦桑讀書時非常勤奮,成績很好,對化學很有興趣,但由於家境扃困,中學尚未畢業便不得不輟學以謀生計。20歲時莫瓦桑進入一家葯店做學徒工,在葯店的工作使他獲得了很多學習化學知識的機會。1872年,法國自然博物館館長化學家弗雷米招聘助理實驗員,莫瓦桑前往應聘,成功地進入了弗雷米的實驗室工作。1874年,莫瓦桑通過了法國中學會考,獲得了中學畢業的學歷,同年他轉投巴黎葯學院台赫倫教授的實驗室。1877年莫瓦桑獲得理學學士學位。獲得學士學位後,莫瓦桑繼續在巴黎葯學院從事研究工作,其研究課題是自然鐵,他經過實驗驗證了自然鐵是高度分散的金屬鐵,否定了此前德國化學家提出的自然鐵是氧化亞鐵的理論,由於莫瓦桑在這一領域的出色工作,1879年莫瓦桑被任命為巴黎葯學院實驗室主任,不久後獲得巴黎大學授予的博士學位。

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制備氟單質
制備單質氟是莫瓦桑一生中最重要的工作之一,正是這項出色的工作使他獲得了1906年的諾貝爾化學獎。制備單質氟是化學史上最困難的工作之一,1810年,法國化學家安培第一次提出氟這種元素的存在。在此後的76年中,戴維、諾克斯兄弟、魯耶特、戈爾以及莫瓦桑的導師弗雷米等著名化學家先後進行過制備單質氟的嘗試,均以失敗而告終,一些人甚至因此而中毒死亡。

莫瓦桑首先嘗試用氟化磷與氧氣反應制備氟氣單質,但是實驗得到的是氟氧化磷。隨後莫瓦桑開始尋找低溫條件下處於液態的氟化合物,以進行低溫電解實驗制備氟氣。他首先嘗試了氟化砷,氟化砷室溫下是一種液體,為了提高電導率,莫瓦桑向氟化砷中加入了氟化鉀,但是反應過程中沉積在陰極的單質砷阻礙了電流的傳導。莫瓦桑本人則因為長期接觸氟化砷而中毒,不得不暫時中止了實驗。

經過一段時間休養之後,莫瓦桑的健康狀況有所好轉,他隨即重新開始制備氟的實驗。這一次他選擇液化的氟化氫作為電解液,在螢石質地的反應容器中用鉑銥合金的電極進行電解,並且終於獲得成功。

1886年6月28日莫瓦桑在巴黎葯學院的導師德布雷致信法國科學院,介紹了莫瓦桑的實驗。不久法國科學院組織了一個審查委員會,對莫瓦桑的實驗進行審查。然而在第一次審查中,莫瓦桑的電解裝置沒有電流通過,也沒有制備出氟氣。莫瓦桑檢查實驗之後發現由於使用的氟化氫純度過高,電導率很低,導致實驗失敗。數日後莫瓦桑在液態氟化氫中加入一定量的氟化鉀重新實驗,這一次實驗成功並獲得審查委員會的承認。為了獎勵莫瓦桑,法國科學院發給他一萬法郎的拉·卡澤獎金。四個月後,莫瓦桑被任命為巴黎葯學院毒物學教授,並建立了一間私人實驗室。兩年後莫瓦桑獲評為法國醫學科學院院士,三年後獲評為法國科學院院士。

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其他研究
除了運用電解法制備出氟氣,莫瓦桑還進行很多研究。莫瓦桑研究了純化氟氣的方法,他用液態空氣冷凝法去除氟氣中的氟化氫。莫瓦桑還深入研究了高純度氟氣的化學性質,他首次指出乾燥而純凈的氟氣並非像此前人們想像的那麼活潑,它甚至能夠短時間的存貯於玻璃器皿中。

莫瓦桑研究了氟的化合物,他先後合成了氟與鉑、銥、鹼土金屬等的無機氟化合物;制備了氟代烴,並測定了這種化合物的性質;制備了六氟化硫並測定了其性質。由莫瓦桑首先制備的氟代烴是現在應用最廣的製冷劑氟利昂的前身,而六氟化硫的化學性質非常穩定,在高溫下亦不會分解,是應用非常廣泛的氣體絕緣材料。莫瓦桑對氟的研究最終發表於《氟及其化合物》(Le fluor et ses composes)一書中。從1890年代起,莫瓦桑開始研究單質硼的制備,他在氫氣氣氛下用金屬鎂還原三氧二硼獲得高純度的單質硼。

在制備單質硼的同時,莫瓦桑還從事人造金剛石的研究。他試圖建立一種模擬天然金剛石形成的條件,將石墨和無定形碳轉化為金剛石。莫瓦桑以鐵為介質模擬必須的環境,他用石墨坩鍋將金屬鐵加熱熔融,在此過程中鐵被碳飽和,隨即迅速將熔融的鐵液倒入水中冷卻,由於含碳的鐵在凝固過程中會發生膨脹,鐵塊的內部壓強會迅速上升,從而模擬出一種高溫高壓的環境,待鐵完全固化,用酸將金屬融蝕便獲得黑色的人造金剛石。用這種方法製造的金剛石粒度很小,不能作為寶石,但是可以用於工業用途。

莫瓦桑還長期從事金屬氫化物的研究,他用氫氣與多種金屬反應制備了氫化鈣、氫化鈉、氫化鉀、氫化銣等多種化合物並深入研究了其性質。莫瓦桑在這一領域的研究是具有開創性的。

莫瓦桑的另一項傑出貢獻是發明了電爐。電爐又稱作莫氏爐,其原理是利用電極間的弧光放電獲得高溫,這種電爐使得化學反應的溫度提升到2000℃從而開創了高溫化學這一新的研究領域。

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榮譽
由於莫瓦桑在諸多領域的傑出貢獻,他一生獲得了很多榮譽。他曾經獲得英國皇家學會的戴維獎、法國科學院的拉·卡澤獎、德國化學會頒發的霍夫曼獎。1906年莫瓦桑獲得了諾貝爾化學獎。莫瓦桑病逝後,其獨子死於第一次世界大戰,他的遺產由巴黎葯學院設立了兩個獎學金,以莫瓦桑夫婦的名字分別命名為莫瓦桑化學獎和路更葯學獎。

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外部鏈接
1907年諾貝爾化學獎主頁
取自"http://wikipedia.cnblog.org/wiki/%E4%BA%A8%E5%88%A9%C2%B7%E8%8E%AB%E7%93%A6%E6%A1%91"
頁面分類: 1852年出生 | 1907年逝世 | 法國化學家 | 諾貝爾化學獎獲得者

7. 介紹諾貝爾化學獎的獲得者的生平事跡和他們的主要貢獻

2019年諾貝爾化學獎獲得者是,美國科學家約翰·古迪納夫、英裔美國科學家斯坦利·惠廷厄姆與日本科學家吉野彰共同獲得此獎,以表彰他們在鋰離子電池領域作出的突出貢獻,3人將均分900萬克朗(約合人民幣650萬元)的獎金。

3位科學家研發的鋰電池,開啟了電子設備便攜化進程。自從1991年首次進入市場以來,鋰電池就徹底改變了我們的生活。它可以儲存大量太陽能和風能等清潔能源,使無化石燃料社會成為可能。

約翰·古迪納夫是美國固體物理學家,是二次電池產業的重要學者。他目前是美國德州大學奧斯汀分校機械工程和材料科學教授;

斯坦利·惠廷厄姆現任紐約州立大學賓漢姆頓分校化學教授;

吉野彰是日本化學家,現任旭化成公司研究員、名城大學教授。今年97歲的古迪納夫成為有史以來年齡最大的諾貝爾獎獲得者。打破了2018年以96歲高齡獲得諾貝爾物理學獎的阿瑟·阿什金的年齡紀錄。他最早在美國耶魯大學就讀的專業是文學和數學,而化學只是大一時的選修課,但古迪納夫後來卻在鋰電池領域獲得輝煌成績,被形容為「為鋰電池而生」的科學家。多年來,他幾乎每天都前往實驗室,研究與鋰電池相關的課題,至今仍未退休。

追溯起來,上世紀70年代,世界石油危機成為學術界關切的問題。今年的獲獎者之一惠廷厄姆,正是從那時起致力於開發無化石燃料的能源技術方法。他與古迪納夫因在鋰電池領域取得的開拓性研究成果,在2015年被湯森路透預測為諾貝爾化學獎的候選人。

而從1981年開始研究鋰電池的吉野彰,在接受采訪時表示:「我做研究的原始動力是我的好奇心,它驅使著我前進。」

上述3人都被譽為「鋰電池之父」。多年來,鋰電池一直被各種諾獎預測「看好」,今日眾望終有所歸。

8. 影響化學發展的十大歷史事件

一、化學的前奏

1.人類文明的起點——火的利用

在幾百萬年以前,人類過著極其簡單的原始生活,靠狩獵為生,吃的是生肉和野果。根據考古學家的考證,至少在距今50萬年以前,可以找到人類用火的證據,即北京周口店北京猿人生活過的地方發現了經火燒過的動物骨骼化石。有了火,原始人從此告別了茹毛飲血的生活。吃了熟食後人類增進了健康,智力也有所發展,提高了生存能力。後來,人們又學會了摩擦生火和鑽木取火,這樣,火就可以隨身攜帶了。於是,人們不再是火種的看管者,而成了能夠駕馭火的造火者。火是人類用來發明工具和創造財富的武器,利用火能夠產生各種各樣化學反應這個特,類開始了制陶、冶金、釀造等工藝,進入了廣闊的生產、生活天地。

2.歷史悠久的工藝——制陶

陶器是什麼時候產生的,已很難考證。對陶器的由來,說法不一,有人推測:人類最原始的生活用容器是用樹枝編成的,為了使它耐火和緻密無縫,往往在容器的內外抹上一層粘土。這些容器在使用過程中,偶爾會被火燒著,其中的樹枝都被燒掉了,但粘土不會著火,不但仍舊保留下來,而且變得更堅硬,比火燒前更好用。這一偶然事件卻給人們很大啟發。後來,人們乾脆不再用樹枝做骨架,開始有意識地將粘土搗碎,用水調和,揉捏到很軟的程度,再塑造成各種形狀,放在太陽光底下曬干,最後架在篝火上燒製成最初的陶器。大約距今1萬年以前,中國開始出現燒制陶器的窯,成為最早生產陶器的國家。陶器的發明,製造技木上是一個重大的突破。制陶過程改變了粘土的性質,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二鋁、碳酸鈣(gài)、氧化鎂(měi)等在燒制過程中發生了一系列的化學變化,使陶器具備了防水耐用的優良性質。因此陶器不但有新的技術意義,而且有新的經濟意又。它使人們處理食物時增添了蒸煮的辦法,陶制的紡輪、陶刀、陶挫等工具也在生產中發揮了重要的作用,同時陶制儲存器可以使穀物和水便於存放。因此,陶器很快成為人類生活和生產的必需品,特別是定居下來從事農業生產的人們更是離不開陶器。

3.冶金化學的興起

在新石器時代後期,人類開始使用金屬代替石器製造工具。使用得最多的是紅銅。但這種天然資源畢竟有限,於是,產生了從礦石冶煉金屬的冶金學。最先冶煉的是銅礦,約公元前3800年,伊朗就開始將銅礦石(孔雀石)和木炭混合在一起加熱,得到了金屬銅。純銅的質地比較軟,用它製造的工具和兵器的質量都不夠好。在此基礎上改進後,便出現了青銅器。到了公元前3000~前2500年,除了冶煉銅以外,又煉出了錫(xī) 和鉛(qiān)兩種金屬。往純銅中摻入錫,可使銅的熔點降低到800℃左右,這樣一來,鑄造起來就比較容易了。銅和錫的合金稱為青銅(有時也含有鉛),它的硬度高,適合製造生產工具。青銅做的兵器,硬而鋒利,青銅做的生產工具也遠比紅銅好,還出現了青銅鑄造的銅幣。中國在鑄造青銅器上有過很大的成就,如殷朝前期的「司母戊」鼎。它是一種禮器,是世界上最大的出土青銅器。又如戰國時的編鍾,稱得上古代在音樂上的偉大創造。因此,青銅器的出現,推動了當時農業、兵器、金融、藝術等方面的發展,把社會文明向前推進了一步。世界上最早煉鐵和使用鐵的國家是中國、埃及和印度,中國在春秋時代晚期(公元前6 世紀)已煉出可供澆鑄的生鐵。最早的時候用木炭煉鐵,木炭不完全燃燒產生的一氧化碳把鐵礦石中的氧化鐵還原為金屬鐵。鐵被廣泛用於製造犁鏵、鐵■(一種鋤草工具)、鐵錛等農具以及鐵鼎等器物,當然也用於製造兵器。到了公元前8~前7世紀,歐洲等才相繼進入了鐵器時代。由於鐵比青銅更堅硬,煉鐵的原料也遠比銅礦豐富,在絕大部分地方,鐵器代替了青銅器。

4.中國的重大貢獻——火葯和造紙

黑火葯是中國古代四大發明之一。為什麼要把它叫做「黑火葯」呢?這還要從它所用的原料談起。火葯的三種原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的,因此,製成的火葯也是黑色的,叫黑火葯。火葯的性質是容易著火,因此可以和火聯系起來,但是這個「葯」字又怎樣理解呢?原來,硫磺和硝石在古代都是治病用的葯,因此,黑火葯便可理解為黑色的會著火的葯。火葯的發明與中國西漢時期的煉丹術有關,煉丹的目的是尋求長生不老的葯,在煉丹的原料中,就有硫磺和硝石。煉丹的方法是把硫磺和硝石放在煉丹爐中,長時間地用火煉制。在許多次煉丹過程中,曾出現過一次又一次地著火和爆炸現象,經過這樣多次試驗終於找到了配製火葯的方法。黑火葯發明以後就與煉丹脫離了關系,一直被用在軍事上。古代人打仗,近距離時用刀槍,遠距離時用弓箭。有了黑火葯以後,從宋朝開始,便出現了各種新式武器,例如用弓發射的火葯包。火葯包有火球和火蒺藜兩種,用火將葯線點著,把火葯包拋出去,利用燃燒和爆炸殺傷對方。大約在公元8世紀,中國的煉丹術傳到了阿拉伯,火葯的配製方法也傳了過去,後來又傳到了歐洲。這樣,中國的火葯成了現代炸葯的「老祖宗」。這是中國的偉大發明之一。紙是人類保存知識和傳播文化的工具,是中華民族對人類文明的重大貢獻。在使用植物纖維製造的紙以前,中國古代傳播文字的方法主要有:在甲骨(烏龜的腹甲和牛骨)上刻字,即所謂的甲骨文;甲骨數量有限,後來改在竹簡或木簡上刻字。可是,孔子寫的《論語》所用的竹簡之多,份量之重是可想而知的;另外,用絲織成帛(bó),也可以用來寫字,但大量生產帛卻是難以做到的。最後才有了用植物纖維製造的紙,一直流傳到今天。1957年5月,中國考古工作者在陝西省西安市灞(bà)橋的一座古代墓葬中發現一些米黃色的古紙。經鑒定這種紙主要由大麻纖維製造,其年代不會晚於漢武帝(公元前156~公元前87年),這是現存的世界上最早的植物纖維紙。提起紙的發明,人們都會想起蔡倫。他是漢和帝時的中常侍。他看到當時寫字用的竹簡太笨重,便總結了前人造紙的經驗,帶領工匠用樹皮、麻頭、破布、破魚網等做原料,先把它們剪碎或切斷,放在水裡長時間浸泡,再搗爛成為漿狀物,然後在席子上攤成薄片,放在太陽底下曬干,便製成了紙。它質薄體輕,適合寫字,很受歡迎。造紙是一個極其復雜的化學工藝,它是廣大勞動人民智慧的產物。實際上,蔡倫之前已經有紙了,因此,蔡倫只能算是造紙工藝的改良者。

5.煉丹術與煉金術

當封建社會發展到一定的階段,生產力有了較大提高的時候,統治階級對物質享受的要求也越來越高,皇帝和貴族自然而然地產生了兩種奢望:第一是希望掌握更多的財富,供他們享樂;第二,當他們有了巨大的財富以後,總希望永遠享用下去。於是,便有了長生不老的願望。例如,秦始皇統一中國以後,便迫不及待地尋求長生不老葯,不但讓徐福等人出海尋找,還召集了一大幫方士(煉丹家)日日夜夜為他煉制丹砂——長生不老葯。煉金家想要點石成金(即用人工方法製造金銀)。他們認為,可以通過某種手段把銅、鉛、錫、鐵等賤金屬轉變為金、銀等貴金屬。像希臘的煉金家就把銅、鉛、錫、鐵熔化成一種合金,然後把它放入多硫化鈣溶液中浸泡。於是,在合金錶面便形成了一層硫化錫,它的顏色酷似黃金(現在,金黃色的硫化錫被稱為金粉,可用作古建築等的金色塗料)。這,煉金家主觀地認為「黃金」已經煉成了。實際上,這種僅從表面顏色而不從本質來判斷物質變化的方法,是自欺欺人。他們從未達到過「點石成金」的目的。虔誠的煉丹家和煉金家的目的雖然沒有達到,但是他們辛勤的勞動並沒有完全白費。他們長年累月置身在被毒氣、煙塵籠罩的簡陋的「化學實驗室」中,應該說是第一批專心致志地探索化學科學奧秘的「化學家」。他們為化學學科的建立積累了相當豐富的經驗和失敗的教訓,甚至總結出一些化學反應的規律。例如中國煉丹家葛洪從煉丹實踐中提出:「丹砂(硫化汞)燒之成水銀,積變(把硫和水銀二者放在一起)又還成(交成)丹砂。」這是一種化學變化規律的總結,即「物質之間可以用人工的方法互相轉變」。煉丹家和煉金家夜以繼日地在做這些最原始的化學實驗,必定需要大批實驗器具,於是,他們發明了蒸餾器、熔化爐、加熱鍋、燒杯及過濾裝置等。他們還根據當時的需要,製造出很多化學葯劑、有用的合金或治病的葯,其中很多都是今天常用的酸、鹼和鹽。為了把試驗的方法和經過記錄下來,他們還創造了許多技術名詞,寫下了許多著作。正是這些理論、化學實驗方法、化學儀器以及煉丹、煉金著作,開挖了化學這門科學的先河。從這些史實可見,煉丹家和煉金家對化學的興起和發展是有功績的,後世之人決不能因為他們「追求長生不老和點石成金」而嘲弄他們,應該把他們敬為開拓化學科學的先驅。因此,在英語中化學家(chemist)與煉金家(alchemist)兩個名詞極為相近,其真正的含義是「化學源於煉金術」。

二、創建近代化學理論——探索物質結構
世界是由物質構成的,但是,物質又是由什麼組成的呢?最早嘗試解答這個問題的是我國商朝末年的西伯昌(約公元前1140年),他認為:「易有太極,易生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦。」以陰陽八卦來解釋物質的組成。約公元前1400 年,西方的自然哲學提出了物質結構的思想。希臘的泰立斯認為水是萬物之母;黑拉克里特斯認為,萬物是由火生成的;亞里士多德在《發生和消滅》一書中論證物質構造時,以四種「原性」作為自然界最原始的性質,它們是熱、冷、干、濕,把它們成對地組合起來,便形成了四種「元素」,即火、氣、水、土,然後構成了各種物質。上面這些論證都未能觸及物質結構的本質。在化學發展的歷史上,是英國的波義耳第一次給元素下了一個明確的定義。他指出:「元素是構成物質的基本,它可以與其他元素相結合,形成化合物。但是,如果把元素從化合物中分離出來以後,它便不能再被分解為任何比它更簡單的東西了。」波義耳還主張,不應該單純把化學看作是一種製造金屬、葯物等從事工藝的經驗性技藝,而應把它看成一門科學。因此,波義耳被認為是將化學確立為科學的人。人類對物質結構的認識是永無止境的,物質是由元素構成的,那麼,元素又是由什麼構成的呢?1803 年,英國化學家道爾頓創立的原子學說進一步解答了這個問題。原子學說的主要內容有三點:1.一切元素都是由不能再分割和不能毀滅的微粒所組成,這種微粒稱為原子;2.同一種元素的原子的性質和質量都相同,不同元素的原子的性質和質量不同;3.一定數目的兩種不同元素化合以後,便形成化合物。原子學說成功地解釋了不少化學現象。隨後義大利化學家阿佛加德羅又於1811年提出了分子學說,進一步補充和發展了道爾頓的原子學說。他認為,許多物質往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式存在,例如氧氣是以兩個氧原子組成的氧分子,而化合物實際上都是分子。從此以後,化學由宏觀進入到微觀的層次,使化學研究建立在原子和分子水平的基礎上。

三、現代化學的興起

19 世紀末,物理學上出現了三大發現,即X射線、放射性和電子。這些新發現猛烈地沖擊了道爾頓關於原子不可分割的觀念,從而打開了原子和原子核內部結構的大門,揭露了微觀世界中更深層次的奧秘。熱力學等物理學理論引入化學以後,利用化學平衡和反應速度的概念,可以判斷化學反應中物質轉化的方向和條件,從而開始建立了物理化學,把化學從理論上提高到了一個新的水平。在量子力學建立的基礎上發展起來的化學鍵(分子中原子之間的結合力)理論,使人類進一步了解了分子結構與性能的關系,大大地促進了化學與材料科學的聯系,為發展材料科學提供了理論依據。化學與社會的關系也日益密切。化學家們運用化學的觀點來觀察和思考社會問題,用化學的知識來分析和解決社會問題,例如能源危機、糧食問題、環境污染等。化學與其他學科的相互交叉與滲透,產生了很多邊緣學科,如生物化學、地球化學、宇宙化學、海洋化學、大氣化學等等,使得生物、電子、航天、激光、地質、海洋等科學技術迅猛發展。化學也為人類的衣、食、住、行提供了數不清的物質保證,在改善人民生活,提高人類的健康水平方面作出了應有的貢獻。現代化學的興起使化學從無機化學和有機化學的基礎上,發展成為多分支學科的科學,開始建立了以無機化學、有機化學、分析化學、物理化學和高分子化學為分支學科的化學學科。化學家這位「分子建築師」將運用善變之手,為全人類創造今日之大廈、明日之環宇。

6、安全炸葯造福人類——諾貝爾發明安全炸葯

「轟隆隆..」一聲巨響,山崩地裂,土石飛迸。這是我們經常能從熒屏和銀幕上看到的場景。今天,威力巨大的炸葯是從事開礦、築路等大型工程建設必不可少的開路先鋒;可當初,人類是怎樣找到並馴服這位力大無窮卻又脾氣暴烈的「朋友」的呢?說來就話長了。大家都知道,黑色火箭是中國古代四大發明之一。大約在公元13~14世紀,通過中亞阿拉伯國家傳到了歐洲各國,歐洲人學合使用火葯後加以推廣,不僅造出了用火葯發射的槍支、大炮,還用來發展生產。到了17世紀,隨著工業革命的深入,許多國家迫切要求發展采礦業,加快採掘速度,需要更強有力的炸葯,而傳統的黑色火葯燃燒不充分,爆炸力不強,因此尋找威力巨大的新炸葯成為迫在眉睫的一個大問題。1847年,義大利人索伯萊羅發明了一種名叫硝化甘油的烈性炸葯它的威力比黑色火葯大得多。但非常容易爆炸,製造、存放和運輸都很危。人們沒辦法控制它,因此很難將它應用於實際。為了馴服這頭暴烈的「野馬」,許多人煞費苦心,可是都沒有成功;而最終降服並駕馭這匹「野馬」,製造出高效安全炸葯的是瑞典的一位勇士——化字家阿爾弗雷德·諾貝爾。

諾貝爾的父親是一個機械師,沒受過高等教育,但非常喜歡化學實驗,一有空就研製炸葯。在父親的影響下,小諾貝爾也熱衷於改進炸葯的研究。可是他的父母並不贊成,因為搞炸葯太危險了。他的父親希望他老老實實地當一名機械師。但是諾貝爾卻堅信改進炸葯將會給人類創造極大的財富。父母被地執著追求的堅強意志所感動,只好默認了。從此,父子倆站在同一條戰壕里,為攻克科學難關而並肩奮斗。1862年初,諾貝爾開始研究利用硝化甘油來製造可控制的烈性炸葯。他想:硝化甘油是液體,不好控制,如果把它與固休的黑色火葯混合起來,不就便於貯存、控制了嗎?他拭著用10%的硝化甘油加入黑色火葯之內,製成的混合炸葯爆炸力確實大大增強,但他不久就發現這種炸葯不能長期貯存,放置幾小時以後,硝化甘油就全被火葯的孔隙所吸收,燃燒速度隨之減慢,爆炸力大大減弱,因此沒有實用價值。

為了研製成一種可控制的高效能炸葯,諾貝爾日以繼夜地進行著大膽的試驗和細心的觀察。過去,人們通過點燃導火索來引爆黑色火葯,但這種方法卻不能引爆硝化甘油。硝化甘油不容易按照人的要求爆炸,卻又容易自行爆炸。真是個桀驁(jiéà o)不馴的傢伙!

1862年初夏,諾貝爾設計了一個引爆硝化甘油的重要突驗:把一個小玻璃管硝化甘油放入一個裝滿黑色火葯的金屬管內,安上導火索後將金屬管口塞緊;點燃導火索,把金屬管丟入深溝。霎那間,轟隆一聲,發生了劇烈的爆炸,這表明裡面的硝化甘油已完全爆炸。從中諾貝爾認識到:密封容器內少量黑色火葯的爆炸,可以引起分隔開的硝化甘油完全爆炸。

第二年秋天,諾貝爾在斯德哥爾摩的海倫坡建立了他的第一個實驗室,專門從事硝化甘油的研究和製造。開始,他用黑色火葯作引爆葯,效果還不十分理想,以後他又改用雷酸汞製成引爆管(現稱雷管),成功地引爆了硝化甘油。1864年他取得了這項發明的專利權。他終於發明了可供實用的硝化甘油炸葯。

初步成功的喜悅尚未過去,接踵而來的卻是一次沉重的打擊。1864年9月3 日,為進一步改進雷管的性能,製造更高效的炸葯,他們進行一次新的試驗。只聽得轟的一聲巨響,實驗室被送上了天,地下也炸出了一個大坑。當人們跑來把諾貝爾從廢墟中救出來時,滿臉血跡的諾貝爾嘴裡還在不停地說:「試驗成功了,我的試驗成功了!」是的,新炸葯的威力是巨大的,然而,損失是慘重的:他的實驗室完全被摧毀,諾貝爾的弟弟埃米被炸死,父親重傷致殘,哥哥和他自己也都受了傷。事故發生以後,周圍的鄰居十分恐慌,當局也禁止他們在城內從事炸葯生產或實驗。結果,諾貝爾只能把設備搬到3 公里以外馬拉湖內的一隻平底船上。但這絲毫也沒有動搖諾貝爾製造新炸葯的決心。幾經周折,終於獲得政府批准,於1865年3月在溫特維根建造了世界上第一座硝化甘油工廠。

諾貝爾生產的炸葯,很受采礦業的歡迎。除了瑞典以外,在英、法、德、美各國也都取得了專利權。然而,新炸葯的性能仍不夠穩定,在運輸中經常發生事故:美國的一列火車,在途中因顛簸而引起炸葯爆炸,變成了一堆廢鐵;「歐羅巴」號海輪,在大西洋上遇到狂風,船體傾斜,導致硝化甘油爆炸,船沉人亡。一連串的事故,使人們對硝化甘油又產生了疑懼,有些國家甚至下令禁運。面對這種艱難的局面,不少人勸諾貝爾不要再搞危險的炸葯試驗了,但諾貝爾不達目的誓不罷休,他考慮的是在不減弱爆炸力的同時一定使硝化甘油炸葯變得很安全。

諾貝爾接連做了一系列試驗,希望用一些多孔的物質,如木炭粉、鋸木屑、水泥等吸附硝化甘油,以減少爆炸的危險,但結果都不令人滿意。有一次一輛運輸車上的一個硝化甘油罐不慎打破了,硝化甘油流出來和旁邊作為防震填充料的硅藻土混在一起,卻沒發生事故。這給諾貝爾很大的啟示,經過反復試驗,終於製成了用一份硅藻土吸收三份硝化甘油的固體炸葯。這種炸葯無論運輸或使用都十分安全,這就是諾貝爾安全炸葯。為了消除人們對安全炸葯的懷疑,1867年7 月14 日,諾貝爾做了一次公開的對比實驗。他把一箱安全炸葯放在一堆點燃的木柴是,結果炸葯並未炸開;再把一箱安全炸葯從20 米高的山崖上扔下去,結果仍未炸;最後在石洞、鐵桶中裝入安全炸葯,用雷管引爆,全都成功地爆炸了!「野馬」終於套上了籠頭,炸葯不再令人生畏。

諾貝爾再接再勵,繼續改進他的炸葯。他把一份火棉(低氮量硝酸纖維素)溶於九份硝化甘油中,得到一種爆炸力更強的膠狀物——炸膠,1887年,他又把少量樟腦加到硝化甘油和火棉炸膠中,發明了爆炸力強而煙霧少的無煙火葯。直到今夭,軍工生產中普遍使用的火葯,仍屬這一類型。在隆隆的爆炸聲中,諾貝爾的事業迅速發展起來。他的工廠遍布歐美各國,新型炸葯的銷售量直線上升。他的發明大大促進了公路、鐵的修建,幫助了隧道的開鑿和礦藏的開采;然而,他的炸葯也加深了戰爭的災難和痛苦,這使他很痛心。為了造福於人類,1895 年11月29 日他在巴黎寫下了一份著名的遺囑,將其畢生積累的巨額財產中的一部分創辦科學研究所,而把大部分巨額財產作為基金,分設物理、化學、生理(或醫學)、文學與和平事業五項獎金,以鼓勵對人類作出最多貢獻的人。

7、開創制鹼工業的新紀元——侯德榜發明聯合制鹼法

在化學工業中,純鹼是一種重要的化工原料,它的化學名稱又叫「碳酸鈉」,是一種白色的粉末。別小看它,它的用途可大呢!製造肥皂、玻璃、紙張時要用它;紡紗織布時要用它;煉鐵、煉鋼過程中也少不了它。用它還可以製造出好多好多的化工產品哩!它誕生在化工廠里,是用聯合制鹼法生產出來的。這個方法由中國化學工業的先驅侯德榜首創,所以也叫「侯氏制鹼法」。那末侯德榜是在怎樣情況下研究制鹼法,又是怎樣創立侯氏制鹼法的呢?事情得從17 世紀說起,當時人們在生產玻璃、紙張、肥皂等時已經知道要用純鹼,但那時的鹼是從草木灰和鹽湖水中提取的,人們還不知道可以從工廠中生產出來。後來法國一位醫師路布蘭用了4 年時間,在1791年首創了一種純鹼製造法,從此純鹼能源源不斷地人工廠中生產出來,滿足了當時工業生產的需要。可惜這一方法並不完善,還存在著許多缺點,如生產過程中溫度很高、工人勞動強度很大、煤用得很多、產品質量也不高等,因此很多人都想改進它。1862年,比利時有一位化學家叫蘇爾維,他提出了一種以食鹽、石灰石、氨為主要原料的制鹼方法,這方法叫「氨鹼法」或「蘇爾維制鹼法」。由於這個方法產量高、質量優、成本低、能連續生產,所以很快就替代了路布蘭的方法。但這個方法都被製造商嚴格控制住,一點也不讓它泄露出來,被他人知道。20 世紀初,當時的中國工業生產也需要純鹼,但自己不會生產,只能依靠進口。第一次世界大戰時,純鹼產量大大減少,加上交通受阻,英國一家製造純鹼的公司乘機抬高鹼價,甚至不供貨給中國,致使中國以鹼為原料的工廠只得倒閉、關門。當時有一位在美國留學的中國學生侯德榜,他學飛很刻苦,成績優異,在美國學習化學工程已有8 年,1921 年取得了博士學位,發他聽說外車資本家如此卡中國人的脖子時,連肺都要氣炸了,他發誓學成回國,以自己已學到的知識報效祖國,振興中國的民族工業。1921 年10月侯德榜回國了,他任永利鹼業公司總工程師,任務是要創建中國第一家制鹼工廠。當時要生產出鹼,只能按蘇爾維制鹼法生產。

原理說說很簡單,可真正要製造出來可就難了。由於技術封鎖,侯德榜只能靠自己不斷研究、試驗、摸索。經過好長時間的努力,終於設計好了流程,安裝好了設備,接著就開始試生不。誰知一開始就碰到困難。一天,剛試車不久,高高的蒸氨塔突然晃功得很厲害,並且發出巨響大家害怕極了,侯德榜見了馬上喊停車。一檢查,原來所有的管道都被白色的沉澱物堵住了。怎麼辦?開始他拿大鐵釺捅,累得滿頭大汗,但也無濟於事。後來,他想出加干鹼的辦法,才使沉澱物慢慢掉了下來,終於轉危為安。類似這樣的故障還有很多很多,每次都被他一一排除掉了。經過幾年的努力,1924年8 月13 日,中國第一家制鹼廠正式投產了。那天工人們早早地來到車間,都想親眼目睹中國第一批純鹼的誕生。幾小時後,不知誰喊了一聲:「出來了!」大家眼睛一齊朝出鹼口望去。咦?怎麼出來的是紅白相間的鹼?按理應該是雪白的呀!大家的心頭一涼。這時侯德榜仔細地檢查了設備,原來純鹼出來時遇到了鐵銹,才使產品變紅了。原因查出來了,大家都鬆了一口氣,以後改進了設備,終於製得了純白色的產品。望著白花花的純鹼,侯德榜笑了,他笑得那麼舒心,幾年的辛苦沒有白費,他終於摸索出蘇爾維制鹼法的奧秘,實現了自己報效祖國的誓言。

1937 年日本帝國主義發動了侵華戰爭,他們看中了南京的硫酸銨廠,為此想收買侯德榜,但是遭到侯德榜的嚴正拒絕。為了不使工廠遭受破壞,他決定把工廠遷到四川,新建一個永利川西化工廠。制鹼的主要原料是食盆,也就是氯化鈉,而四川的鹽都是井鹽,要用竹筒從很深很深的井底一桶桶吊出來。由於濃度稀,還要經過濃縮才能成為原料,這樣食鹽成本就高了。另外,蘇爾維制鹼法的致命缺點是食鹽利用率不高,也就是說有30%的食鹽要白白地浪費掉,這樣成本就更高了,所以侯德榜決定不用蘇爾維制鹼法,而另闢新路。他首先分析了蘇爾維制鹼法的缺點,發現主要在於原料中各有一半的比分沒有利用上,只用了食鹽中的鈉和石灰中碳酸根,二者結合才生成了純鹼。食鹽中另一半的氯和石灰中的鈣結合生成了氯化鈣,這個產物都沒有利用上。那麼怎祥才能使另一半成分變廢為寶呢?他想呀想,設計了好多方案,但是—一都被推翻了。後來他終於想到,能否把蘇爾維制鹼法和合成氨法結合起來,也就是說,制鹼用的氨和二氧化碳直接由氨廠提供,濾液中的氯化銨加入食鹽水,讓它沉澱出來。這氯化銨既可作為化工原料,又可以作為化肥,這樣可以大大地提高食鹽的利用率,還可以省去許多設備,例如石灰窯、化灰桶、蒸氨塔等。設想有了,能否成功還要靠實踐。於是地又帶領技術人員,做起了實驗。l次、2次、10次、100次..一直進行了500多次試驗,還分析了2000多個樣品,才把試驗搞成功,使設想成為了現實。

這個制鹼新方法被命名為「聯合制鹼法」,它使鹽的利用率從原來的70%一下子提高到96%。此外,污染壞境的廢物氯化鈣成為對農作物有用的化肥——氯化銨,還可以減少1/3設備,所以它的優越性在大超過了蘇爾維制鹼法,從而開創了世界制鹼工業的新紀元。

9. 請列舉化學發展史上的幾個重大發現或發明及其對人類社會進步的貢獻

A.在我國的四大發明中有兩項屬於化學工藝:造紙和制火葯,故A選;
B.俄國化學家門捷列夫發現了元素周期律,並編制出元素周期表,使得化學學習和研究變得有規律可循,故B不選;
C.指南針也是我國四大發明之一,但不是化學方面的,故C不選;
D.19世紀初,英國化學家道爾頓提出近代原子學說,接著義大利科學家阿伏加德羅提出分子概念;自從用原子-分子論來研究化學,化學才真正被確立為一門科學,故D不選;
故選A.

10. 化學為什麼造福人類

因為化學反應能產生新的物質,人類通過一連串的化學反應把廉質
的東西化為寶貴,可以增大生產量,帶動眾多產業的發展

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