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化學史上有哪些偶然的發

發布時間:2023-07-23 14:25:00

❶ 化學是怎麼被發現的

化學,是一門科學。它不是說發現就能發現的。
⑴在化學發展的歷史上,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。
⑵1803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。
⑶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。
⑷19世紀末,物理學上出現了三大發現,即X射線、放射性和電廳肆此子。這些新發現猛烈雹散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扮迅奧秘。
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。
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。

❷ 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。

❸ 我想了解化學,請把化學的發展和發現寫上,先提前謝謝大家了(盡量寫詳細點)。

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點,人類開始了制陶、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,沖搭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,在製造技術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、氧化鎂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,而且有新的經濟意義。它使人們處理食物時增添了蒸煮的辦法。陶制的紡輪、陶刀、陶銼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3O00年~公元前2500年,除了冶煉銅以外,又煉出了錫和鉛兩種金屬。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、鐵鎛(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世紀~公元前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黃、硝石和木炭。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」字又怎樣理解散旦拿呢?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,煉丹的方法是把硫黃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,遲芹一直被用在軍事上。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,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年~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,金黃色的硫比錫被稱為金粉,可用做古建築等的金色塗料)。這樣,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現律。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(變成)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」。

1.2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伏加德羅又於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。

1.3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率的概念,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

近年來化學的重要發現
瑞典皇家科學院10月5日宣布,將2005年諾貝爾化學獎授予三位有機化學家——法國學者伊夫·肖萬(Yves Chauvin)和美國學者理查德·施羅克(Richard R.Schroch)、羅伯特·格拉布(Robert H.Grubbs),以表彰他們在烯烴復分解反應研究方面做出的貢獻。烯烴復分解反應是有機化學中最重要也是最有用的反應之一,在當今世界已被廣泛應用於化學工業,尤其是在制葯業和塑料工業中。
肖萬生於1930年,從事有機物合成轉換方面的研究長達30年之久,目前在法國石油研究所擔任名譽所長的職務。
施羅克1945年出生於美國印第安納州伯爾尼市,1977年畢業於美國加利福尼亞大學河濱分校,1971年在哈佛大學取得博士學位,曾在英國劍橋大學從事一年博士後研究。他1975年起在麻省理工學院任教,1980年成為該學院化學系教授,迄今已發表400多篇學術論文。
格拉布1942年出生於美國肯塔基州凱爾弗特市,1965年在美國佛羅里達大學化學系獲碩士學位,1968年獲哥倫比亞大學博士學位。他於 1969~1978年在密歇根州立大學擔任助理教授、副教授,1978年起在加州理工學院擔任化學系教授至今。格拉布自大學畢業起就在美國《全國科學院學報》和《美國化學學會雜志》等權威刊物上發表許多篇論文。

讓原子交換「舞伴」
碳(C12)是地球生命的核心元素,地球上的所有有機物質都含有它。碳元素通常以單質、化合物和晶體態即「富勒烯」(巴基球)的形式存在。碳原子能以不同的方式與多種原子連接,形成小到幾個原子、大到上百萬個原子的分子。這種獨特的多樣性奠定了生命的基礎,它也是與人類生命密切相關的學科——有機化學的核心。

地球上的所有生命都是以這些碳化合物為基礎形成的。原子之間的聯系稱為鍵,一個碳原子可以通過單鍵、雙鍵或三鍵方式與其他原子連接。碳原子可形成長的鍵條和鏈環,將氫和氧等原子纏繞固定在一起,形成雙原子化學分子,又稱為雙重束縛。有著碳-碳雙鍵的鏈狀有機分子稱為烯烴。在烯烴分子里,兩個碳原子就像雙人舞的舞伴一樣,拉著雙手在跳舞。今年諾貝爾化學獎的三位獲得者,獲獎的原因就是他們弄清了如何指揮烯烴分子交換「舞伴」,將分子部件重新組合成別的性能更優的物質。這個比喻在英文即為「換位」(matathesis)。在換位反應中,雙原子分子可以在碳原子的作用下斷裂,從而使原來的原子組改變位置。然而,換位過程需要靠某些特殊化學催化劑的幫助才能完成。這種換位合成法就是烯烴復分解反應,被諾貝爾化學獎評委會主席佩爾·阿爾伯格幽默地比喻為「交換舞伴的舞蹈」。這位主席在宣布化學獎獲得者儀式上親自走向講台,邀請身邊的皇家科學院的兩位男教授和兩位女工作人員一起,在會場中央為大家表演了烯烴復分解反應的含義。最初兩位男士是一對舞伴,兩位女士是一對舞伴,在「加催化劑」的喊聲中,他們交叉換位,轉換為兩對男女舞伴。這種對 「有機合成中復分解方法」 的形象解讀,引起了在場人士的愜意笑聲。

化學反應有四種基本類型:化合、分解、置換、復分解。復分解反應就是兩種化合物互相交換成分而生成另外兩種化學物的反應。以詞義來看,「復分解」即指「易位」。復分解反應中,藉助特殊的催化劑,碳原子形成的舊的束縛不斷被打破,新的束縛不斷形成,各種元素易位,重新組合,從而形成新的有機物。因此,復分解反應可以被看作一場交換舞伴的舞蹈。

化學鍵的斷裂與形成是化學研究領域中最基本的問題,研究碳-碳鍵斷裂與形成的規律是有機化學中需要解決的核心問題之一,而三位獲獎者正是在這個最基本的、核心的方面做出了貢獻。

20世紀50年代,人們首次發現,在金屬化合物的催化作用下,烯烴里的碳-碳雙鍵會被拆散、重組,形成新的分子,這種過程被命名為烯烴復分解反應。然而,當時沒有人知道這種金屬催化劑的分子結構,也不知道它是怎樣起作用的。為了破譯這個對人類生活有重大價值和用途的化學之謎,人們提出了許多假說,但大多沒有被世界化學界所認同。

1970年,法國學者伊夫·肖萬破譯了這個人類的「有機化學之謎」。斯年,肖萬和他的學生歷經多年的艱苦攻研發表了一篇論文,闡明了復分解即換位反應的原理和反應中所需的金屬復合物催化劑,提出烯烴復分解反應中催化劑應當是金屬卡賓。卡賓為英文Carbon 譯音,即「碳」的譯文。肖萬的論文還詳細解釋了催化劑擔當中間人、幫助烯烴分子「交換舞伴」的過程。斯時,這位有機化學大師開出了換位合成法的「處方」,為開發實際應用的催化劑奠定了理論基礎並指明了研究方向。

金屬卡賓是指一類有機分子,其中一個碳原子與一個金屬原子以雙鍵相連接,它們可以看作一對拉著雙手的舞伴。在與烯烴分子相遇後,兩對舞伴會暫時組合起來,手拉手跳起四人舞蹈。隨後它們「交換舞伴」,組合成兩個新分子,其中一個是新的烯烴分子,另一個是金屬原子和它的新舞伴。後者繼續尋找下一個烯烴分子,再次「交換舞伴」。

這個理論提出後,越來越多的化學家意識到,烯烴復分解反應在有機合成方面有著巨大的應用前景,但對催化劑的要求很高,找尋及開發絕非易事。到底含有什麼金屬元素的卡賓化合物最理想呢?在開發實用的催化劑方面,做出最大貢獻的是2005年的另兩位諾貝爾化學獎獲得者。

1990年,理查德·施羅克成為世界上第一個生產出可有效用於換位合成法中的金屬化合物催化劑的科學家。斯年,施羅克和他的合作者報告說,金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復分解催化劑。這個成果顯示,烯烴復分解法可以取代許多傳統的有機合成方法,並用於合成新型的有機分子。

1992年,羅伯特·格拉布發現了金屬釕的卡賓化合物也能作為換位合成法中的金屬化合物催化劑,這種催化劑在空氣中很穩定,因此在實際生活中有多種用途。此後,格拉布又對釕催化劑作了改進,使這種「格拉布催化劑」成為第一種化學工業普遍使用的烯烴復分解催化劑,並成為檢驗新型催化劑性能的標准。

諾貝爾化學獎評委會在授予這三位科學家諾貝爾化學獎的文告中肯言道:烯烴復分解反應即換位合成法是「研究碳原子之間的化學聯系是如何建立和分解的,是一種產生化學反應的關鍵方法。簡言之,是在有機合成復分解方面的發現,即闡明化學鍵在碳原子間是如何形成的,使他們最終戴上了2005年諾貝爾化學獎的桂冠。

綠色化學的開端

諾貝爾化學獎評委會文告中稱:換位合成法的發現,將為化學工業製造出更多新型的化學分子提供千載難逢的機會,例如可以製造出更多的新型葯物。只要我們能夠想到,沒有哪一種新的化學分子是不可以製造出來的。

文告中又稱:獲獎者所發現的復分解方法已被廣泛應用於化學工業,特別是生物制葯和生化領域,對最終攻克艾滋病等疾病也會有很大幫助。瑞典皇家科學院認為:烯烴復分解反應是尋找治療人類主要疾病葯物的重要武器;獲獎者的發現為研製治療老年痴呆病、唐氏綜合症、艾滋病和癌症的葯品奠定了基礎。

烯烴復分解反應是非常有用的化學反應,在天然反應的純合成、高分子化學以及多肽蛋白質的合成等方面都有廣泛的用途。以獲獎者的發現為基礎,近年來學術界和工業界掀起了研究烯烴復分解反應、設計合成新型有機物質的熱潮。他們的研究成果在生產、生活領域有著極其廣泛的實際應用,並推動了有機化學和高分子化學的發展,每天都在惠及人類。

諾貝爾化學獎評委會主席阿爾伯格贊頌道:本次評獎結果再次表明,科學理論只有同工業結合,創造出改變人類生活、提高生命質量的發明和創造後,才能成為有利於人類的科學理論。本次化學獎獲得者對化學工業、制葯工業、合成先進塑料材料以及未來「綠色醫學」的發展都起著革命性的推動作用。

「綠色、高效」概括了2005年諾貝爾化學獎成就的特點。換位合成法在化學工業中每天都在應用,主要用於研製新型葯物和合成先進的塑料材料。在三名獲獎者的努力下,換位合成法變得更加有效,反應步驟比以前簡化了,不僅大大提高了化工生產中的產量和效率,還使所需要的資源也大大減少,材料浪費也少多了,所產生的主要副產品乙烯還可以再利用;使用起來更加簡單,只需要在正常溫度和壓力下就可以完成;可以用更加智能的方法清除潛在的有害廢物,從而對環境的污染也大大降低了。有鑒於此,諾貝爾委員會贊言道:換位合成法使人們向著綠色化學邁出了重要的一步,大大減少了有害廢物對人們的危害。瑞典皇家科學院稱頌道:這是重要基礎科學造福於人類、社會和環境的例證

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與化學史上有哪些偶然的發相關的資料

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