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近代化学中有哪些伟大的发现

发布时间:2023-04-26 04:17:01

⑴ 请列举化学发展史上的几个重大发现或发明及其对人类社会进步的贡献

A.在我国的四大发明中有两项属于化学工艺:造纸和制火药,故A选;
B.俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,并编制出元素周期表,使得化学学习和研究变得有规律可循,故B不选;
C.指南针也是我国四大发明之一,但不是化学方面的,故C不选;
D.19世纪初,英国化学家道尔顿提出近代原子学说,接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念;自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学,故D不选;
故选A.

⑵ 1777年法国科学家谁提出了什么使近代化学取得了革命性的进展

1777年法国科学家拉瓦锡提出氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展。

1774年,法国化学家拉瓦锡在实验中发现:密闭容器内锡和铅经加热后表面形成了一层金属灰,加热后容器内物体的总重量未改变,但锡和铅的重量增加了,而空气减少了。

他意识到这一现象的本质是金属与橘枝空气亮世中某些成分发生了化合反应。此后,拉瓦锡得知并重复了普里斯特利的实验,进而发现与金属化合的空气成分就是氧气。1777年,拉瓦锡正式提出了氧化学说:燃烧的本质是物体与氧的化合。

近代化学的四个里程碑:

1、1661年,英国科学家波义耳提出化学元素的概念,标志着近代化学的诞生。

2、1777年,法国科学家拉瓦锡提出氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展。

3、1803年,英国科学家道尔顿提出原子论,为近代化学的发展奠定了坚实的基础。

4、1869年,俄国科学家门捷列夫发现元素周期律,把化学元敬伍肢素及其化合物纳入一个统一的理论体系。

⑶ 发现新化学元素的科学家有哪些

由于本森和基尔霍夫的巨大成功,许多科学家也纷纷把各种物质送进火焰中去烧,并且使用这种新的方法去寻找新的元素了。

1861年,英国科学家克鲁克斯发现了铊;

1863年,德国科学家利赫杰尔发现了铟;

1868年,法国让逊和英国洛克发现了氦;

1875年,法国科学家列科克,布阿博德朗发现了镓;

1879年,瑞典化学家拉尔斯?弗勒德里?尼里逊发现了钪;

1885年,德国化学家温克勒发现了锗。

这最后面的三种元素的发现,非常有意思,因为他们都是由一个伟大的预言家,在发现之前早已预言过的。而且这个预言者甚至指出了这些新元素的发现者测定的比重和原子量上的错误,在整个科学界引起了极大的震动。

这个预言家就是俄国伟大的化学家门捷列夫。

由于元素周期律是在原子论的基础上产生的,所以在讲门捷列夫的惊人发现的故事之前,还得先讲一下古希腊原子论的新生。

⑷ 我想了解化学,请把化学的发展和发现写上,先提前谢谢大家了(尽量写详细点)。

1.人类文明的起点——火的利用

在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50万年以前,可以找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。

有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。

后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。

火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广阔的生产、生活天地。

2.历史悠久的工艺——制陶

陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣碎。用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。

大约距今1万年以前,冲搭中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产陶器的国家。陶器的发明,在制造技术上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意义。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法。陶制的纺轮、陶刀、陶锉等工具也在生产中发挥了重要的作用;同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。

3.冶金化学的兴起

在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800年,伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了青铜器。

到了公元前3O00年~公元前2500年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡和铅两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。

世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁镈(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8世纪~公元前7世纪,欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。

4.中国的重大贡献——火药和造纸

黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫黄、硝石和木炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理解散旦拿呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理解为黑色的会着火的药。

火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石,炼丹的方法是把硫黄和硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。

黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,迟芹一直被用在军事上。古代人打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤对方。

大约在公元8世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。

纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛,也可以用来写字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,一直流传到今天。

1957年5月,中国考古工作者在陕西省西安市灞桥的一座古代墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其年代不会晚于汉武帝(公元前156年~公元前87年),这是现存的世界上最早的植物纤维纸。

提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。

造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。

5.炼丹术与炼金术

当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。

炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银),他们认为,可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄金(现在,金黄色的硫比锡被称为金粉,可用做古建筑等的金色涂料)。这样,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。

虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚至总结出一些化学反应的现律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(变成)丹砂;”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。

炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多着作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金着作,开挖了化学这门科学的先河。

从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼金术”。

1.2创建近代化学理论——探索物质结构

世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140年),他认为:“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。

约公元前1400年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。

上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”

波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是将化学确立为科学的人。

人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,元素又是由什么构成的呢?1803年,英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。

原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不同元素化合以后,便形成化合物。

原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿伏加德罗又于1811年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。

1.3现代化学的兴起

19世纪末,物理学上出现了三大发现,即X射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。

热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速率的概念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。

在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。

化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、粮食问题、环境污染等。

化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。

化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。

现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇

近年来化学的重要发现
瑞典皇家科学院10月5日宣布,将2005年诺贝尔化学奖授予三位有机化学家——法国学者伊夫·肖万(Yves Chauvin)和美国学者理乍得·施罗克(Richard R.Schroch)、罗伯特·格拉布(Robert H.Grubbs),以表彰他们在烯烃复分解反应研究方面做出的贡献。烯烃复分解反应是有机化学中最重要也是最有用的反应之一,在当今世界已被广泛应用于化学工业,尤其是在制药业和塑料工业中。
肖万生于1930年,从事有机物合成转换方面的研究长达30年之久,目前在法国石油研究所担任名誉所长的职务。
施罗克1945年出生于美国印第安纳州伯尔尼市,1977年毕业于美国加利福尼亚大学河滨分校,1971年在哈佛大学取得博士学位,曾在英国剑桥大学从事一年博士后研究。他1975年起在麻省理工学院任教,1980年成为该学院化学系教授,迄今已发表400多篇学术论文。
格拉布1942年出生于美国肯塔基州凯尔弗特市,1965年在美国佛罗里达大学化学系获硕士学位,1968年获哥伦比亚大学博士学位。他于 1969~1978年在密歇根州立大学担任助理教授、副教授,1978年起在加州理工学院担任化学系教授至今。格拉布自大学毕业起就在美国《全国科学院学报》和《美国化学学会杂志》等权威刊物上发表许多篇论文。

让原子交换“舞伴”
碳(C12)是地球生命的核心元素,地球上的所有有机物质都含有它。碳元素通常以单质、化合物和晶体态即“富勒烯”(巴基球)的形式存在。碳原子能以不同的方式与多种原子连接,形成小到几个原子、大到上百万个原子的分子。这种独特的多样性奠定了生命的基础,它也是与人类生命密切相关的学科——有机化学的核心。

地球上的所有生命都是以这些碳化合物为基础形成的。原子之间的联系称为键,一个碳原子可以通过单键、双键或三键方式与其他原子连接。碳原子可形成长的键条和链环,将氢和氧等原子缠绕固定在一起,形成双原子化学分子,又称为双重束缚。有着碳-碳双键的链状有机分子称为烯烃。在烯烃分子里,两个碳原子就像双人舞的舞伴一样,拉着双手在跳舞。今年诺贝尔化学奖的三位获得者,获奖的原因就是他们弄清了如何指挥烯烃分子交换“舞伴”,将分子部件重新组合成别的性能更优的物质。这个比喻在英文即为“换位”(matathesis)。在换位反应中,双原子分子可以在碳原子的作用下断裂,从而使原来的原子组改变位置。然而,换位过程需要靠某些特殊化学催化剂的帮助才能完成。这种换位合成法就是烯烃复分解反应,被诺贝尔化学奖评委会主席佩尔·阿尔伯格幽默地比喻为“交换舞伴的舞蹈”。这位主席在宣布化学奖获得者仪式上亲自走向讲台,邀请身边的皇家科学院的两位男教授和两位女工作人员一起,在会场中央为大家表演了烯烃复分解反应的含义。最初两位男士是一对舞伴,两位女士是一对舞伴,在“加催化剂”的喊声中,他们交叉换位,转换为两对男女舞伴。这种对 “有机合成中复分解方法” 的形象解读,引起了在场人士的惬意笑声。

化学反应有四种基本类型:化合、分解、置换、复分解。复分解反应就是两种化合物互相交换成分而生成另外两种化学物的反应。以词义来看,“复分解”即指“易位”。复分解反应中,借助特殊的催化剂,碳原子形成的旧的束缚不断被打破,新的束缚不断形成,各种元素易位,重新组合,从而形成新的有机物。因此,复分解反应可以被看作一场交换舞伴的舞蹈。

化学键的断裂与形成是化学研究领域中最基本的问题,研究碳-碳键断裂与形成的规律是有机化学中需要解决的核心问题之一,而三位获奖者正是在这个最基本的、核心的方面做出了贡献。

20世纪50年代,人们首次发现,在金属化合物的催化作用下,烯烃里的碳-碳双键会被拆散、重组,形成新的分子,这种过程被命名为烯烃复分解反应。然而,当时没有人知道这种金属催化剂的分子结构,也不知道它是怎样起作用的。为了破译这个对人类生活有重大价值和用途的化学之谜,人们提出了许多假说,但大多没有被世界化学界所认同。

1970年,法国学者伊夫·肖万破译了这个人类的“有机化学之谜”。斯年,肖万和他的学生历经多年的艰苦攻研发表了一篇论文,阐明了复分解即换位反应的原理和反应中所需的金属复合物催化剂,提出烯烃复分解反应中催化剂应当是金属卡宾。卡宾为英文Carbon 译音,即“碳”的译文。肖万的论文还详细解释了催化剂担当中间人、帮助烯烃分子“交换舞伴”的过程。斯时,这位有机化学大师开出了换位合成法的“处方”,为开发实际应用的催化剂奠定了理论基础并指明了研究方向。

金属卡宾是指一类有机分子,其中一个碳原子与一个金属原子以双键相连接,它们可以看作一对拉着双手的舞伴。在与烯烃分子相遇后,两对舞伴会暂时组合起来,手拉手跳起四人舞蹈。随后它们“交换舞伴”,组合成两个新分子,其中一个是新的烯烃分子,另一个是金属原子和它的新舞伴。后者继续寻找下一个烯烃分子,再次“交换舞伴”。

这个理论提出后,越来越多的化学家意识到,烯烃复分解反应在有机合成方面有着巨大的应用前景,但对催化剂的要求很高,找寻及开发绝非易事。到底含有什么金属元素的卡宾化合物最理想呢?在开发实用的催化剂方面,做出最大贡献的是2005年的另两位诺贝尔化学奖获得者。

1990年,理乍得·施罗克成为世界上第一个生产出可有效用于换位合成法中的金属化合物催化剂的科学家。斯年,施罗克和他的合作者报告说,金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。这个成果显示,烯烃复分解法可以取代许多传统的有机合成方法,并用于合成新型的有机分子。

1992年,罗伯特·格拉布发现了金属钌的卡宾化合物也能作为换位合成法中的金属化合物催化剂,这种催化剂在空气中很稳定,因此在实际生活中有多种用途。此后,格拉布又对钌催化剂作了改进,使这种“格拉布催化剂”成为第一种化学工业普遍使用的烯烃复分解催化剂,并成为检验新型催化剂性能的标准。

诺贝尔化学奖评委会在授予这三位科学家诺贝尔化学奖的文告中肯言道:烯烃复分解反应即换位合成法是“研究碳原子之间的化学联系是如何建立和分解的,是一种产生化学反应的关键方法。简言之,是在有机合成复分解方面的发现,即阐明化学键在碳原子间是如何形成的,使他们最终戴上了2005年诺贝尔化学奖的桂冠。

绿色化学的开端

诺贝尔化学奖评委会文告中称:换位合成法的发现,将为化学工业制造出更多新型的化学分子提供千载难逢的机会,例如可以制造出更多的新型药物。只要我们能够想到,没有哪一种新的化学分子是不可以制造出来的。

文告中又称:获奖者所发现的复分解方法已被广泛应用于化学工业,特别是生物制药和生化领域,对最终攻克艾滋病等疾病也会有很大帮助。瑞典皇家科学院认为:烯烃复分解反应是寻找治疗人类主要疾病药物的重要武器;获奖者的发现为研制治疗老年痴呆病、唐氏综合症、艾滋病和癌症的药品奠定了基础。

烯烃复分解反应是非常有用的化学反应,在天然反应的纯合成、高分子化学以及多肽蛋白质的合成等方面都有广泛的用途。以获奖者的发现为基础,近年来学术界和工业界掀起了研究烯烃复分解反应、设计合成新型有机物质的热潮。他们的研究成果在生产、生活领域有着极其广泛的实际应用,并推动了有机化学和高分子化学的发展,每天都在惠及人类。

诺贝尔化学奖评委会主席阿尔伯格赞颂道:本次评奖结果再次表明,科学理论只有同工业结合,创造出改变人类生活、提高生命质量的发明和创造后,才能成为有利于人类的科学理论。本次化学奖获得者对化学工业、制药工业、合成先进塑料材料以及未来“绿色医学”的发展都起着革命性的推动作用。

“绿色、高效”概括了2005年诺贝尔化学奖成就的特点。换位合成法在化学工业中每天都在应用,主要用于研制新型药物和合成先进的塑料材料。在三名获奖者的努力下,换位合成法变得更加有效,反应步骤比以前简化了,不仅大大提高了化工生产中的产量和效率,还使所需要的资源也大大减少,材料浪费也少多了,所产生的主要副产品乙烯还可以再利用;使用起来更加简单,只需要在正常温度和压力下就可以完成;可以用更加智能的方法清除潜在的有害废物,从而对环境的污染也大大降低了。有鉴于此,诺贝尔委员会赞言道:换位合成法使人们向着绿色化学迈出了重要的一步,大大减少了有害废物对人们的危害。瑞典皇家科学院称颂道:这是重要基础科学造福于人类、社会和环境的例证

⑸ 求化学发展史 尽量短小

化 学 发 展 史

( 化工学院 x x x)

摘要:从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。
关键词:燃素化学;量子论;晶体化学

自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?
远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。

一、化学的来由

化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。
中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》启敬一书中。

二、化学的几个发展阶段

远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。
燃素化学时期。从1650年到败茄1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够察旁察燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。
定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。
这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。

三、化学学科在探索中成长

化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。
燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。
1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。
施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:
可燃物==灰烬+燃素

金属==锻灰+燃素

如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。
空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。

富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。
燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。
舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。
到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。
在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。
1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:

2KNO3==2KNO2+O2↑

2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑

2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑

2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑

2HgO==2Hg+O2↑

第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:
2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑
舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。
普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了着名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多着述。
1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。
拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:
葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精
这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。
1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色粉末(P2O5,应该是2.3盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。
1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。
拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。
拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。
拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的着作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。着名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。

四、化学学科的发展前沿

中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。

20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......

⑹ 我国在古代,近代,现代各取得过什么样的化学成就

古代:黑火药、造纸、炼丹、
我国西汉时的炼丹家。他着的《淮南拦喊轮万毕术》中记载着“曾青得铁,则化为铜。”意思是说铜遇到铁时,就有铜生成。实质就是我们现在所说的铁和可溶性的铜盐发生的置换反应。这一发现要比西渗慧方国家早1700多年。在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模,每年炼铜达5×105kg,占当时铜产量的15%—25%。这种炼铜方法在我国最早,是湿法冶金的先驱。
刘安在他的《淮南子》中写到:“老槐生火,久血为磷。”这句话实质说的是磷的自燃现象。刘安在西汉时能发现这一现象,说明他对磷有所了解。而德国的布朗特是在1660年从尿中发现磷的,他的发现比刘安晚1000年。那么磷的最早发现者应该是刘安。

近代:黄鸣龙改良法、侯德榜制碱法
现代:维生素C全合成新工艺简信、人工合成牛胰岛素结晶

⑺ 近代化学界的重要成就有哪些是化学界的

近代化学界的重要成就有哪些是化学界的
(一)化学的萌芽时期:从远古到公元前1500年,人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属,学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色,这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期.
(二)炼丹和医药化学时期:约从公元前1500年到公元1650年,化学被炼丹术、炼金术所控制.为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验,而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现.虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终,但他们在炼制长生不老药的过程中,在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的条件和现象,为化学的发展积累了丰富的实践经验.当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”.但随着炼丹术、炼金术的衰落,人们更多地看到它荒唐的一面,化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥,中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材.

⑻ 近代化学界的重要成就有哪些

这五项化学发明改变了世界
LCD屏幕随处可见——甚至在美术馆。图片来源:Dominic Alves/Flickr, CC BY-SA
不论你是否承认,跟其他学科相比,化学常常是被忽略的那一个。《科学》杂志在Twitter上公布的50位科学大师中,没有一位是化学家;化学新闻往往也不像物理和天文项目那样受关注,即便项目的主要内容是登陆彗星以后在上面进行的化学实验。
英国皇家化学学会调查了人们对化学、化学家和化学品的真实想法,结果表明,大多数人并不十分了解化学家在做什么,也不清楚化学对现代社会有哪些贡献。
化学名人堂。图片来源:Andy Brunning/[Compound Interest], Author provided
这真是太遗憾了,要知道,没有化学就没有现代社会。为此,我挑选了五项最重要的化学发明,正是它们塑造了我们所处的现代世界。
青霉素
这可不是牛棚,而是战时的青霉素生产车间。图片来源:Wellcome Images
青霉素很可能挽救过你的生命。没有它,哪怕是小小刺伤或喉咙痛都可能致命。1928年亚历山大•弗莱明发现培养皿上的霉块能抑制周围细菌的生长,并把发挥抑菌作用的化学物质称为青霉素(又称盘尼西林,penicillin)。
但是,他穷其所能也未曾从霉菌提取出可以使用的青霉素。弗莱明放弃了,他的工作也沉寂了10年之久。直到1939年,澳大利亚药理学家霍华德•弗洛里(Howard Florey)和他的化学家团队才终于找到了一种大量提纯青霉素的方法,使之真正投入使用。
然而,当时正值第二次世界大战爆发,科学仪器非常短缺。该团队只得用浴缸、牛奶搅拌器和书架组装成一个功能齐备的青霉素生产车间。不出意料,媒体被这种神奇的新药震惊了,但弗洛里和他的同事都不喜欢抛头露面,反而是弗莱明出了风头。
图为弗洛里。图片来源:Howard Florey. Wikimedia
青霉素的大规模生产始于1944年,化学工程师玛格丽特•哈钦森•鲁索(Margaret Hutchinson Rousseau)将弗洛里设计的半调子的仪器设备改进为大规模生产车间。
哈伯-博斯(Haber-Bosch)制氨法
氮肥的出现使农业生产发生了翻天覆地的变化。图片来源:eutrophication&hypoxia/Flickr, CCBY-SA
氮元素在每一个生命体的生物化学反应中都扮演着极为重要的角色,氮气还是空气的主要成分。不过氮气通常比较惰性,这意味着植物和动物无法从空气中直接获得氮。因而,氮的来源问题一直是农业生产的主要瓶颈。
1910年,德国化学家弗里茨•哈伯(Fritz Haber)和卡尔•博斯(Carl Bosch)用氮气和氢气制备出氨气,改变了这一切。它可以作为肥料,提高作物产量,最终为人类提供更多的食物。
如今,我们体内80%的氮都来自于哈伯-博斯制氨法,这个化学反应几乎是过去一百年间人口暴涨的最主要原因。
聚乙烯——意外的发明
虽是塑料,但历史悠久,价值斐然。图片来源:Dacidd/Flickr, CC BY-SA
大部分塑料制品,从水管到食品袋和安全帽,都由聚乙烯制成。这种年产量8000万吨、在现代生活中不可或缺的材料,来源于两次意外发现。
第一次发生在1898年,德国化学家汉斯•冯•佩希曼(Hans von Pechmann)发现他的试管底有一些蜡状的奇怪物质。他和同事一道研究了这个物质,发现它是一种长链分子,称之为聚亚甲基(polymethylene)。不过他们的制备方法没有实用价值,因而像青霉素的故事一样,在相当长的一段时间里都毫无进展。
到了1933年,ICI(一家已被收购的化学品公司)的化学家终于发明了一种制造聚乙烯的新方法。他们在一些高压反应中发现了冯•佩希曼曾留意过的蜡状物质。一开始他们没法重复这个反应,后来发现最初的反应中,氧气泄露进了反应体系。两年后ICI将这一偶然发现变成了实用的合成方法,生产出了如今唾手可得的塑料。
从墨西哥山药中提取出的避孕药
美味的墨西哥山药。图片来源:KatjaSchulz/Flickr, CC BY-SA
早在20世纪30年代,医生们便知道激素可以用来治疗癌症和月经失调,也能用于避孕,但相关研究由于缺少高效合成激素的方法而陷入停滞。当时黄体酮价格高达每克1000美元(以今天的物价水平),而如今每克只卖几美元。
宾夕法尼亚州立大学的有机化学教授拉塞尔•马克(Russel Marker)发现了合成黄体酮的捷径,降低了生产成本。他在植物中寻找结构类似黄体酮的分子,最终在墨西哥山药中分离得到一种化合物,只需一步便能转化成黄体酮,制成第一代避孕药。
你面前的液晶显示屏
LCD屏幕在显示摇滚音乐会的场景。图片来源:lan T. McFarland/Flickr, CC BY-SA
你一定想不到,平面彩色显示器的历史居然可以追溯到20世纪60年代晚期:当时英国国防部想要发明一种新的平面显示器,以代替军用车辆装备的笨重且昂贵的阴极管显示器。研究人员立即想到可以利用液晶材料来实现,当时已经有人提出了液晶显示器(LCD)的概念,但问题是它们只能在高温下工作。除非你把它们安装在烤箱中,否则没什么实用价值。
1970年,英国国防部委托赫尔大学(University of Hull)的乔治•格雷(George Gray),让他想办法使LCD能在更实用的温度下工作。他合成出了一种新的分子叫做5CB,终于实现了这一点。20世纪70年代晚期到80年代早期,全世界90%的LCD设备都使用了5CB,直到现在,便宜的手表和计算器中仍在使用它。同时,5CB的衍生物也直接促进了手机、电脑、电视的诞生。

⑼ 元素周期律的发现者是谁

在化学教科书中,一般都附有一张“元素周期表”。这张表把一些看起来似乎互不相关的元素统一起来,组成了一个完整的自然体系。这一发明,促进了近代化学的发展,是化学史上的一个伟大创举。这张表的最早发明者就是俄国化学家门捷列夫。

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫1834年1月生于西伯利亚,在有十七个子女的庞大家庭中,门捷列夫排行十四。他出生刚数月,父亲便因双目失明而丢掉了中学校长的职务。微薄的退休金难以维持生计,父亲不得已举家搬进了附近的一个村子,在那里的一个小型玻璃厂工作。玻璃厂里面熔炼和加工的场景,对日后门捷列夫从事化学研究产生了很大的影响。在母亲的帮助下门捷列夫于1854年大学毕业,并荣获学院的金质奖章,23岁成为副教授,31岁成为教授。

门捷列夫是一位极富才华的科学家,足以称得上是俄罗斯民族的骄子。1860年,在考虑《化学原理》的写作计划时,门捷列夫发现无机化学缺乏系统性并深为这种混乱所干扰。为此他开始搜集每一个已知元素的性质资料和相关数据,把能找到的全都搜集在一起。在前人研究的基础上,他发现一些元素除有特性之外还有共性。

于是,门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后,他惊奇地发现元素的性质随着原子量的递增而呈周期性的变化,即元素周期律。

根据元素周期律,门捷列夫将当时已知的63种元素列成一个周期表,从而初步完成了元素系统化的任务。他还在表中留下空位,预言了类似硼、铝、硅等未知元素的性质,并指出当时测定的某些元素原子量的数值有错误。

若干年后,他的预言都得到了证实。门捷列夫工作的成功,引起了整个科学界的震惊。好多外国科学院纷纷聘请他为名誉院士。一次,有个记者问他是怎样想出周期律的,门捷列夫听了大笑:“这个问题我考虑了20年之久,而您却认为我坐着不动,5个戈比1行、5个戈比1行地排列着,突然就成功了?”

从立志做这项探索工作时起,门捷列夫就不怕指责,不怕嘲讽,花了20年的时间,才把化学元素从杂乱无章的迷宫中分门别类地理出了一个头绪。人们为了纪念他的功绩,就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。

门捷列夫是一位精力充沛、成绩卓着的科学家。除化学外,他还研究过气体定律、气象学、石油工业、农业化学、无烟火药、度量衡等。由于他总是日以继夜地顽强地工作,在他研究过的领域中,都在不同程度上取得了成就。这位享有世界盛誉的科学家,因心肌梗塞与世长辞了。但他给世界留下的宝贵财产,永远存留在人类的史册上。

⑽ 简述近代化学革命

自然科学发展史是研究自然科学发展过程及其规律的科学。它依据历史事实,通过对科学发展历史过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。在漫长的自然科学发展史上,近代曾出现了三次严重的危机,并由此也带来了三次重大的突破,从而推动自然科学向前进一步发展。

近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。天文学是一门最古老的科学。在西方,通过毕达哥拉斯、柏拉图、 喜帕恰斯、托勒密等人的研究,已经提出了几种不同的理论体系,成为一门最具理论色彩,又是提出理论模型最多的一门学科。同时,天文学与人们的生产和生活密切相关,人们种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天,这就必然会有力推动天文学的发展。然而,天文学在当时又是一门十分敏感的学科。在天文学领域,两种宇宙观,新旧思想的斗争十分激烈。特别是到了中世纪后期,天主教会还别有用心地为托勒密的地心说披上了一层神密的面纱。硬燃郑说地球处于宇宙中心,证明了上帝的智慧,上帝把人派到地上来统治万物,就一定让人类的住所??地球处于宇宙中心。这种荒唐说法被当作权威加以崇信之后,托勒密的学说就成为不可怀疑的结果而严重阻碍着天文科学的进步。然而,地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教的历法后,它的微小误差经过长时间的积累已经到了不可忽视的地步,同观测资料大相径庭。葡萄牙一位亲王的船长曾说:“尽管我们对有名的托勒密十分敬仰,但我们发现,事事都和他说的相反。”托勒密体系的错误日益暴露,人们急需建立新的理论体系。当时,文艺复兴正蓬勃开展,它不仅大大解放了人们的思想,同时也推动了近代自然科学的产生。波兰天文学家哥白尼适应时代要求,他从1506年开始,在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年,从而创立了一种天文学的新理论--日心说。1543年,哥白尼公开发表《天体运行论》,这是近代自然科学诞生的主要标志。日心说的提出恢复了地球普通行星的本来面貌,猛烈地震撼了科学界和思想界,动摇了封建神学的理论基础,是天文学发展史上一个重要的里敏行程碑。

这一时期,自然科学的发展成就辉煌,取得了一系列重大成果。但从宏观上看,科学发展是落在生产技术的后面。例如,钟表在实践中已广泛应用,但人们并不懂得由哪些因素决定着钟表运动的周期;在战争发射了无数的子弹和炮弹,却搞不清怎样才能把弹道计算出来,命中率如何提高。从微观上看,古典力学的发展比较完善。在天体力学中,开普勒发现了行星运动的三大定律(椭圆定律、面积定律、周期定律);1632年,伽利略发现了自由落体定律;1687年,牛顿发表《自然哲学的数学原理》,系统论述了牛顿力学三定律(惯性定律、作用力反作用力定律、加速度定律)和万有引力定律。这些定律构成一个统一的体系,把天上的和地上的物体运动概括在一个理论之中。这是人类认识史上对自然规律的第一次理论性的概括和综合。但这一时期其他学科还很落后,主要是在收集材料,积累经验,进行分门别类的初步整理。例如,18世纪,瑞典生物学家林耐就曾致力于对植物的分类,他写了《自然系统》一书,使杂乱无章的关于植物方面的知识形成了完整的系统。在化学领域,英国科学家波义耳把严密的实验方法引入化学,皮拿颂他被称为近代化学的创始人。德国科学家斯塔尔提提出燃素说来解释化学反应,燃素说作为化学的理论成果统治了化学界近100年。

科学的发展不是凭空进行,而是必须以已有的科学成果为发展的起点。当时已有的天文学数学知识为力学的发展创造了前提,而力学发展较完善的状况又促成了哲学史上机械自然观的形成。因为,从人的认识规律来看,人类对客观事物的认识总是从认识简单事物进而深化认识复杂事物的,认识机械运动是科学认识的第一任务。在科学认识第一阶段,暂时把事物看成彼此无关的固定不变的东西进行研究是可以理解的,一旦科学家们把一切高级复杂运动都简单类比为机械运动,并且把力学中的外力照搬过来,就变成了否认事物内部矛盾的机械外因论。他们认为,自然界绝对不变,自然界只是在空间上扩张,展现其多样性,而在时间上没有变化,没有发展的历史。不变的行星一定始终不变地绕着不变的太阳运行,由于它不承认物质的发展,不能回答自然界的一切从何而来,最后只能搬用神的创造力来解释,自然科学又回到了神学之中。

1755年,德国着名哲学家康德出版了《宇宙发展史概论》,书中提出了着名的星云假说。康德的星云假说能较好解释太阳系的某些现象。他认为,太阳系以及一切恒星都是由原始星云在引力和斥力的作用下逐渐聚集而成的。宇宙中的万事万物有生有死,而发展是永无止境的。恩格斯1875年为《自然辩证法》写的一篇导言中,给予康德的星云假说极高的评价。说它“包含着一切继续前进的起点。”因为既然地球是随着太阳系的形成而逐渐形成和发展起来的,那么,地球上的万物山川、动物和植物,自然也有它逐渐形成和发展的历史。“如果立即沿着这个方向坚决地继续研究下去,那么,自然科学现在就会进步得多。”康德的星云假说有力冲击了形而上学的机械自然观,是继哥白尼天文学革命后的又一次科学革命。

18世纪60年代,英国开始了工业革命,这也是近代以来的第一次技术革命。不过,在第一次工业革命期间,许多技术发明大都来源于工匠的实践经验,科学和技术尚未真正结合。总之,在18世纪中叶以前,自然科学研究主要是运用观察、实验、分析、归纳等经验方法达到记录、分类,积累现象知识的目的。在18世纪中叶以后,由于启蒙运动的发展,“自然科学便走进了理论的领域而在这里经验的方法就不中用了,在这里只有理性思维才能有所帮助。”理性思维就是对感性材料进行抽象和概括,建立概念,并运用概念进行判断和推理,提出科学假说,进而建立理论或理论体系。19世纪道尔顿的原子论,阿佛加德罗的分子学说,门捷列夫的元素周期律以及康德的星云假说开始都是以假说形式出现的。不过,康德的星云假说一开始没有得到人们的重视,直到19世纪,由于自然科学不断揭示出自然过程的辨证性质,才最终在哲学领域敲响了形而上学的丧钟。

19世纪是科学时代的开始。在天文学领域,科学家们开始论及太阳系的起源和演化。在地质学领域,英国的地质学家赖尔提出地质渐变理论。在生物学领域,细胞学说、生物进化论,孟德尔的遗传规律相继被发现。在化学领域,原子-分子论被科学肯定;拉瓦锡推翻了燃素说,并成为发现质量守恒定律的第一人;1869年,俄国化学家门捷列夫发表了元素周期律的图表和《元素属性和原子量的关系》的论文。在文中,门捷列夫预言了十一种未知元素的存在,并在以后被一一证实。十九世纪最重大的科学成就是电磁学理论的建立和发展。

在19世纪之前,人们基本上认为电与磁是两种不同现象,但人们也发现两者之间可能会存在某种联系,因为水手们不止一次看到,打雷时罗盘上的磁针会发生偏转。1820年7月,丹麦教授奥斯特通过实验证实了电与磁的相互作用,他指出磁针的指向同电流的方向有关。这说明自然界除了沿物体中心线起作用的力以外,还存在着旋转力,而这种旋转力是牛顿力学所无法解释的,这样,一门新学科??电磁学诞生了。

奥斯特的发现震动了物理学界,科学家们纷纷做各种实验,力求搞清电与磁的关系。法国的安培提出了电动力学理论。英国化学家、物理学家? ɡ�苡?831年总结出电磁感应定律,1845年他还发现了“磁光效应”,播下了电、磁、光统一理论的种子。但法拉弟的学说都是用直观的形式表达的,缺少精确的数学语言。后来,英国物理学家麦克斯韦克服了这一缺点,他于1865年根据库仑定律、安培力公式、电磁感应定律等经验规律,运用矢量分析的数学手段,提出了真空中的电磁场方程。以后,麦克斯韦又推导出电磁场的波动方程,还从波动方程中推论出电磁波的传播速度刚好等于光速,并预言光也是一种电磁波。这就把电、磁、光统一起来了,这是继牛顿力学以后又一次对自然规律的理论性概括和综合。

1888年,德国科学家赫兹证实了麦克斯韦电磁波的存在。利用赫兹的发现,意大利物理学家马可尼、俄国的波波夫先后分别实现了无线电的传播和接受,使有线电报逐渐发展成为无线电通讯。所有这些电器设备都需要大量的电,这远远不是微弱的电池所能提供的。1866年,第一台自激式发电机问世使电流强度大大提高。70年代,欧洲开始进入电力时代。80年代还建成了中心发电站,并解决了远距离输电问题。电力的广泛应用是继蒸汽机之后近代史上的第二次科技革命。电磁学的发展为这次科技革命提供了重要的理论准备。由于自然科学的新发现被迅速应用于生产,第二次工业革命在欧美国家蓬勃兴起。

19世纪,自然科学在多个领域取得了辉煌的成就。物理学中一切基本问题在牛顿力学的基础上都已基本上得到解决,科学家们给牛顿力学本来解释不了的电磁现象虚构了一个物质承担者--以太。把电磁现象归结为以太的机械运动,他们认为整个物理世界都可以归结为绝对不可分的原子和绝对禁止的以太这两种物质始原。

正当古典物理学达到顶峰,人们陶醉于“尽善尽美”的境界时,却出人意料发生了一系列震惊整个物理学界的重大事件。首先是迈克耳逊和莫雷为了寻找地球相对于绝对静止的以太运动进行了着名的以太漂移实验,但实验结果却同古典理论的预测相反;在对比热和热辐射的研究中又出现了“紫外灾难”等古典理论不可克服的矛盾。古典物理学再次受到严重的挑战,第三次面临重大的危机。

十九世纪未,德国物理学家伦琴发现了一种能穿透金属板使底片感光的X射线。不久,贝克勒尔发现了放射性现象。居里夫妇受贝克勒尔启发,发现了钋、镭的放射性,并在艰苦的条件下提炼出辐射强度比铀强200万倍的镭元素。1897年,汤姆生发现了电子,打破了原子不可分的传统观念,电子和元素放射性的发现,打开了原子的大门,使人们的认识得以深入到原子的内部,这就为量子论的创立奠定了基础。量子论是反映微观粒子结构及其运动规律的科学。与此同时,在对电磁效应和时空关系的研究中相对论产生了。相对论将力学和电磁学理论以及时间、空间和物质的运动联系了起来。这是继牛顿力学、麦克斯韦电磁学以后的又一次物理学史上的大综合。量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,是促成20世纪科学技术飞跃发展的理论基础。

20世纪四五十年代,第三次科技革命兴起。电子计算机的发明和应用是科技发展史上一项划时代的成就。蒸汽时代和电气时代的技术发明大都是延长人的四肢与感官功能,解放人的体力,而电子计算机却是延长了人的脑的功能。它开始替代人的部分脑力劳动,在一定程度上物化并放大了人类的智力,极大地增强了人类认识和改造世界的能力,现在更是广泛渗透和影响到人类社会的各个领域。

当今时代,科技的发展日新月异,群体化、社会化、高速化的趋势和特征异常明显,我们随时可能面临新的危机,新的挑战,只要我们不断开拓、不断创新,科学的明天一定会更加美好。

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