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初中化学史

发布时间: 2024-03-22 23:59:53

『壹』 化学教育的意义

一、化学史在化学教科书中的地位和作用
化学史就是化学科学的形成、产生和发展及其演变规律的反映,是人类在漫长的社会实践中对大自然化学知识的历史论述,是化学家不断探索、创新的历史,也是科学思想取得胜利的历史。化学史教育是指在化学教学中根据具体情况适当地穿插化学史进行的一种教学活动,1904年,法国著名的科学家郎之万(Langevin 1872—1946)首先提倡在科学教学中运用历史的方法。在中学化学教学中结合化学史教育有助于学生加深对化学知识的理解,培养科学的精神和掌握科学的方法,激发学生学习化学的兴趣,调动学生学习的积极性;可进行爱国主义教育,增强民族自豪感,培养民族自尊心;结合化学史进行教学还可以培养学生的人文精神,以树立正确的人生观、世界观和道德观,简而言之,化学史教育在中学化学教学中能起到知识教育、创造教育、德育、美育等素质教育功能。所以,化学史在初中化学教科书中占有重要的地位和作用。
二、化学史在初中化学教科书中的渗透情况
我国20多年来人教版的初中化学教科书中都渗透了化学史教育的内容,而且化学史内容都占了一定的比例。人教版初中化学教科书中化学史的渗透,主要有以下几个特点:
1.教科书中渗透化学史的内容逐年增多。对比几种教科书,不难看出,不同版本的教科书中渗透化学史内容的章节所占比例逐年递增,1978年版的教科书中化学史才占5%,而2001年版新课程标准教科书中化学史则占到50%。90年代以来,特别是九年义务教育,初中化学教学要贯彻“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的方针,强调加强素质教育,要全面提高学生的各方面素质,教科书中化学史内容渗透逐年增多,说明初中化学教科书正努力反映素质教育的思想和要求,化学史在教科书中占到比较重要的位置。同时,也说明化学课程在提供给学生最基本的化学知识、技能和方法的同时,努力使每一个学生在现有基础上得到发展,获得更多的真正有用的化学知识,这些知识也是培养学生情感、态度和价值观的重要载体,以适应21世纪公民科学素养的要求和社会发展的需要。
2.教科书中渗透化学史的内容所涉及的面越来越宽。1978年版的教科书只是略介绍化学的发展,随后几种版本的教科书,除化学史上的一些重大发现和发明、重要的实验方法外,也介绍了一些著名的化学家及其对化学的重要贡献,化学史的渗透虽有了较大进步,但这些化学史料只是紧扣所学内容,没有进行扩展,这样学生的知识面相对来说还是比较窄。而2001年版的课程标准实验教科书,增加了化学与社会、技术、生活相联系的学习内容,既介绍了早期化学史实,又涉及到了19世纪的经典化学和20世纪的现代化学,化学史内容所涉及的面有化学家及科学实验、材料、能源、环境保护、生命科学、国情知识等诸多方面,化学史得到进一步的渗透。透过化学史实,学生可以了解到科学技术发生的重大变化和飞速发展,同时能让学生知道化学在实现人与自然的和谐共处过程中的重要作用。也能够让教师在授课时,注意学科间知识的综合,从科学、技术、社会相联系的角度引导学生认识化学与材料、能源、健康、环境等方面的关系,逐步使学生形成综合的科学观,提高科学素养。
3.教科书中渗透化学史的形式也越来越多样化。对比几种教科书,90年代前的教科书,多是以文字叙述化学史,形式单一,90年代后的教科书中介绍化学史时,在原来基础了增加了一些插图,化学史呈现的形式有一定变化。而2001年新课程标准教科书,化学史呈现的形式更多样、内容更丰富,在文内增加了不少插图和实物照片,如彩陶、古画、雕像、透明金刚石薄膜等,图文并茂,通过真实的图片、鲜艳的色彩、具体的数据、重要的史实,再加上适当的文字说明或描述,把化学史知识融汇在各单元各课题中,画面色彩明丽,其真实、直观、亲切、深刻,比文字更具有说服力,使得化学史知识更直观、易懂,更接近于生活,能提高初中学生的阅读兴趣和丰富他们的想象力,起到启发思维的作用,便于学生有效地学习、理解和掌握。
三、化学史教育在初中化学教学中将越来越受到重视
化学已发展成为材料科学、生命科学、环境科学和能源科学的重要基础,成为推进现代社会文明和科学技术进步的重要力量,并正在为解决人类面临的一系列危机,如能源危机、环境危机和粮食危机等,做出积极的贡献。作为科学教育的重要组成部分,新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,引入和穿插化学史教育,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习。初中化学是中学化学教学的启蒙阶段,趣味化和过程化是十分重要的,在初中化学教科书的编排时应增强教材的可读性,可通过渗透化学史来提高学生学习化学的兴趣。让学生在了解化学的发展历史以及化学与人类进步和社会发展关系的同时,更好地了解化学的本质和价值。教师结合化学史进行教学,可以使化学教学不只局限于现成知识的静态结论,还可追溯到它的来源和动态演变;不只局限于书本知识,还可揭示出其中的科学思想和科学方法,使学生受到多方面的教育,同时培养学生独立思维能力和创造精神。随着化学教育现代化的发展,化学教科书会不断改变,不断进步,化学史的渗透也会不断增加,化学史教育也将越来越受到广泛重视,在化学教育中重视化学史教育将成为化学教育发展的一种趋势。

『贰』 化学史的详细

化学史的范围从远古时代一直延伸到今日。到了西元前1000年,各个古文明的科技,像是从矿石提炼金属、制作陶器、酿酒、制作颜料、从植物中提取香料和药物、制备奶酪、染布、制革、将脂肪转化为肥皂、制造玻璃、制作像青铜器与其他合金等等,后来都成化学各分支的基础。

炼金术被视为化学的先导科学,但它无法合理地解释物质,以及物质转变的现象。经过历史的推演,哲学不能解释物质的本原和转化规律。炼金术同样失败了,但是它的实验奠定了化学学科的基础。炼金术和化学的分界线被认为是玻意耳于1661年的著作《怀疑的化学家》正式成立。拉瓦锡创立了质量守恒定律,它说明了化学反应中的质量关系。化学史就是化学这门科学从古到今发展的历史。[1]

目录 [隐藏]
1 古代史
1.1 古代冶金
1.2 青铜器时代
1.3 铁器时代
1.4 古代经典与原子论
2 中世纪的炼金术
2.1 贤者之石与炼金术的兴起
2.2 伊斯兰的炼金术
3 17至18世纪:早期化学
3.1 罗伯特·波义耳
3.2 安东万·拉瓦锡
3.3 伏打与伏打电堆
4 19世纪
4.1 约翰·道尔顿
4.2 永斯·贝采利乌斯
4.3 门捷列夫的元素周期表
5 20世纪
5.1 化学的现代定义
5.2 量子力学
5.3 量子化学
5.4 分子生物学和生物化学
6 化学工业
7 参见
7.1 重要的化学家
8 注释
9 参考资料
10 外部链接
古代史[编辑]
古代冶金[编辑]
人类最早使用的金属似乎是金。考古学家曾经在位于西班牙,大约属于公元前40,000年的旧石器时代晚期的洞穴遗迹中,发现少量的自然金。[2]

银、铜、锡和陨铁也可以在大自然中找到,因而在古文明中产生了最基本的冶金工程。[3]大约在公元前3,000年,古埃及人利用陨铁制作的武器被赞誉为“来自天堂的匕首”。[4]

原始人类为了生存,以及在与自然灾害斗争中,发现了火,并加以利用。人类从开始使用火之日起,就从野蛮时代进入了文明时代并开始了认识和改造、利用物质的过程,编织了化学史的序章。燃烧本质上就是一种化学反应,人类最初运用火来熟食、取暖、驱赶野兽;

在接下来的千年时间里,人类陆续发现了一些化学反应,例如发现在孔雀石配制的溶液里面加入铁,会有红色的铜生成,“曾青得铁,则化为铜,外化而内不变”[5]。另外,人们创造的一些生产技术,也属于化学反应的范畴,例如制陶、冶炼,以及酿造、染色等等。但是,古人对大部分的化学反应的理解仅仅限于最表面的现象,没有深入原理进行探究,因此化学这一学科尚未真正形成。

青铜器时代[编辑]
青铜器时代,在考古学上是以使用青铜器为标志的人类文化发展的一个阶段。青铜是红铜和锡的合金,因为其氧化物颜色青灰,故名青铜。由于青铜的熔点比较低,约为800℃,硬度高,为铜或锡的2倍多,所以容易融化和铸造成型。

青铜时代初期,青铜器具比重较小,甚或以石器为主,进入中后期,比重逐步增加。自有了青铜器和随之的增加,农业和手工业的生产力水平提高,物质生活条件也渐渐丰富。青铜铸造术的发明,与石器时代相比,起了划时代的作用。

青铜时代的特色是青铜的广泛使用,即利用铜与锡、铅、锑或砷的合金制作工具和武器。

铁器时代[编辑]
铁器时代是考古学上继青铜器时代之后的一个人类社会发展时代。这是在实际上所说的铁器时代是指的早期阶段,在晚期各国都已经进入了有文字记载的文明时代,也就多以各国的朝代来称呼其时代。当时人们已能冶铁和制造铁器作为生产工具。其与之前时代的主要区别在于农业发展,宗教信仰与文化模式。

不同地区进入铁器时代的时间有所不同,即使同在欧洲,日耳曼地区和罗马进入铁器时代的时间亦有所不同。世界上最早进入铁器时代的是赫梯王国,大约在公元前十四世纪年左右。中国在春秋(公元前五世纪)末年,大部分地区已使用铁器。

虽然各地区进铁器时代的时间不尽相同,亦难以以准确的年份标示,但铁器时代与之前时代的区别仍是十分明显的。铁器时代是指已经能运用很复杂的金属加工来生产铁器。铁的硬度,高熔点与铁矿的高蕴含量,使得铁相对青铜来说来得便宜及可在各方面运用,所以其需求很快便远超青铜。

在美洲及大洋洲的铁器时代并不是发展自青铜器时代,因为铁的运用是由欧洲探险家传入的。

古代经典与原子论[编辑]
古人也曾经试图用哲学解释为什么不同的物质有不同的颜色、状态、密度、气味,为什么不同的物质暴露在空气中有不同的反应,等等。这些努力,使得古人对自然以及基础的化学原理有了初步的认知。通常这些理论认为物质由一些基本的元素构成,例如水、空气、土、火、光,以及更加抽象的如能量、意识、以太等等。例如,在古希腊、古印度以及玛雅文化中都认为水、土、火、气是基本的元素,在中国则有五行说,认为金、木、水、火、土为基本的元素。而关于物质结构的原子论,最早可以追溯到古希腊和古印度。[6] 古希腊的原子论可以追溯到公元前440年。公元前50年,由罗马人卢克莱修所著[7] 的书籍《物性论》中对原子论有了较系统的表述。[8] 这本书的思想可以追溯到古希腊哲学家德谟克利特和留基伯,他们认为原子是不可分割的组成物质的最小粒子。这与同时代印度哲学家羯那陀的在他的《胜论经》中表述的观点不谋而合。[6] 他们都讨论了关于气体是否存在的问题。双方都因为缺少实验数据而使得其理论不被承认。亚里士多德在公元前330年表示反对原子论。

老普林尼在他的《博物志》一书中记录了一些早期的物质提纯方法。他尝试着解释这些方法,并对许多矿物的状态进行了精确的观察。

中世纪的炼金术[编辑]
贤者之石与炼金术的兴起[编辑]
主条目:炼金术

"Renel the Alchemist"威廉·道格拉斯爵士1853年作
许多人对将贱金属转换为黄金很感兴趣。能够做到这个的东西被称为贤者之石(Philosopher's stone)。这个导致了炼金术的兴起。世界上许多文化都有炼金术的做法,而这些都经常掺杂着哲学、神秘主义和早期科学的色彩。

炼金术士不仅希望能够将贱金属转换为黄金,更希望通过炼金术能够发展医学,改善人们的健康状况。人们做出圣杯,希望能找到万能药,用以保证长生不老。当然,药和贤者之石都没有找到。需要指出的是,艾萨克·牛顿终身是一个炼金术的信徒。

伊斯兰的炼金术[编辑]
伊斯兰炼金术体现了一种关于本质的哲学,它与古希腊赫耳墨斯的哲学和中国的炼金术,以及关于矿物和金属转变成金的特殊原理都有密切的关系。伊斯兰教历史上,穆斯林学者对炼金术的效能长期争论不休。正统的宗教学者大多反对炼金术,而多数自然学科的学者,尽管他们也不相信一般金属能变成黄金,却接受了炼金术的基本观点。著名的伊斯兰医学家伊本·西那在他的《治疗书》中关于金属构成的学说,便是以炼金术的理论为基础。

穆斯林最早的炼金术者是倭麦亚王子哈立德·伊本·叶基德。8世纪初,炼金术甚为流行,其代表人物是贾比尔·伊本·哈扬。他的著作《七十本书》和《平衡书》,被视为伊斯兰炼金术的基础理论著作,是用阿拉伯文写成的关于炼金术最重要的文献。穆斯林医生兼炼金术拉齐被誉为将炼金术发展为古代化学的奠基人。

17至18世纪:早期化学[编辑]
罗伯特·波义耳[编辑]

罗伯特·波义耳
罗伯特·波义耳(1627年-1691年)是爱尔兰的自然哲学家,在化学和物理学研究上都有杰出贡献。

1661年波义耳发表了《怀疑派的化学家》,在这部著作中波义耳批判了一直存在的四元素说,认为在科学研究中不应该将组成物质的物质都称为元素,而应该采取类似海尔蒙特的观点,认为不能互相转变和不能还原成更简单的东西为元素,他说:“我说的元素...是指某种原始的、简单的、一点也没有掺杂的物体。元素不能用任何其他物体造成,也不能彼此相互造成。元素是直接合成所谓完全混合物的成份,也是完全混合物最终分解成的要素。”而元素的微粒的不同聚合体导致了性质的不同。由于波义耳在实验与理论两方面都对化学发展有重要贡献,他的工作为近代化学奠定了初步基础,故被认为是近代化学的奠基人。

安东万·拉瓦锡[编辑]

拉瓦锡和他的夫人, 雅克-路易·戴维作
安托万·拉瓦锡(1743年-1794年)是法国的化学家、生物学家及贵族[9],后世尊称拉瓦锡为近代化学之父[10]。他给出了氧与氢的命名,[11]:48[12]:229并且预测了硅的存在。他帮助建立了公制。拉瓦锡提出了“元素”的定义,按照这定义,于1789年发表第一个现代化学元素列表,列出33种元素,其中包括光与热和一些当时被认为是元素的化合物。[12]:636-637拉瓦锡的贡献促使18世纪的化学更加物理及数学化[13]。他提出规范的化学命名法,撰写了第一部真正现代化学教科书《化学基本论述》(Traité Élémentaire de Chimie)。他倡导并改进定量分析方法并用其验证了质量守恒定律。他创立氧化说以解释燃烧等实验现象,指出动物的呼吸实质上是缓慢氧化。这些划时代贡献使得他成为历史上最伟大的化学家之一。

伏打与伏打电堆[编辑]

伏打电堆
亚历山德罗·伏打(1745年-1827年)是意大利物理学家。1775年,他成为科莫皇家学院的物理学教授。第二年,他做科学实验改良完善了起电盘(electrophorus),这装置能够制造静电荷。

他于1776年至1777年间投身化学,研究大气电力(atmospheric electricity)以及执行如在封闭的容器中以电力的火花点燃气体等不同的实验。1779年,他成为帕维亚大学的物理学教授,并在此担当教授二十五年之久。他在1800年前已成功发展出可以制造稳定电流,称为伏打电堆的早期化学电池。

1810年,拿破仑有见他对电力学的贡献,册封他为伯爵。科莫当地为他建了一间称作伏打寺的博物馆,展示他实验仪器的原物。

19世纪[编辑]
约翰·道尔顿[编辑]

约翰·道尔顿头像
约翰·道尔顿(1766年-1844年)是英国化学家、物理学家。1794年道尔顿被选为曼彻斯特文学和哲学学会会员,这个学会主要讨论神学和英国政治之外的各种问题。1800年道尔顿开始担任学会秘书,随后进行气体的压强研究。他加热相同体积的不同气体,发现温度升高所引起的气体压强变化值与气体种类无关。并且当温度变化相同时,气体压强变化也是相同的。他实际上得到了和后来查理和盖-吕萨克同样的结论,但是他没有继续深究这个问题。

1801年道尔顿将水蒸汽加入干燥空气中,发现混合气体中某组分的压强与其他组分压强无关,且总压强等于两者压强和,即道尔顿分压定律。同年道尔顿最亲密的朋友威廉·亨利发现了难溶于水的气体在水中的溶解数量与压强成正比,即亨利定律。随后亨利也观察到对于混合气体也存在同样关系,只不过压强换成了气体的分压值。道尔顿从这一研究成果得出溶解是纯物理过程的结论。

1803年12月与1804年1月道尔顿在英国皇家学会作关于原子论的演讲,其中全面阐释了他的原子论思想。尽管从现在的观点来看,道尔顿的观点是非常简洁而有力的,但是由于实验证据的缺乏,这一观点直到20世纪初才被广泛接受。

永斯·贝采利乌斯[编辑]

永斯·贝采利乌斯
永斯·贝采利乌斯(1779年-1848年)是瑞典化学家、伯爵,现代化学命名体系的建立者。他首先提出了用化学元素拉丁文名称的开头字母作为化学元素符号,发现了硒、硅、钍、铈等元素,他与约翰·道尔顿、安托万·拉瓦锡一起被认为是现代化学之父。

他在1806年第一个提出了有机化学这一概念,以区别于无机化学。1812年提出“二元论的电化基团学说”,1830年发现同分异构现象。

但是他曾经提出以生命力的存在解释有机物的形成,后来被一系列的有机合成(如维勒的尿素合成)事实证明为错误。

门捷列夫的元素周期表[编辑]

门捷列夫,元素周期表的提出者。
主条目:元素周期表
化学元素周期表是根据原子序从小至大排序的化学元素列表。列表大体呈长方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素归在同一族中,如卤素及惰性气体。这使周期表中形成元素分区。由于周期表能够准确地预测各种元素的特性及其之间的关系,因此它在化学及其他科学范畴中被广泛使用,作为分析化学行为时十分有用的框架。

现代的周期表由德米特里·门捷列夫于1869年创造,用以展现当时已知元素特性的周期性。自此,随着新元素的探索发现和理论模型的发展,周期表的外观曾经过改变及扩张。通过这种列表方式,门捷列夫也预测了一些当时未知元素的特性,以填补周期表中的空格。其后发现的新元素的确有相似的特性,使他的预测得到证实。

20世纪[编辑]
化学的现代定义[编辑]
20世纪前,化学被定义为研究物质性质及其转化规律的科学。它与物理存在明显的区别,因为物理学不研究像化学反应一样的剧烈物质变化。与物理学不同的是,化学研究中使用的数学原理并不多。有些人还不太愿意研究化学时使用数学原理。

量子力学[编辑]
量子力学是描写微观物质的一个物理学分支,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学,如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科,都是以量子力学为基础。

19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦等一大批物理学家共同创立的。通过量子力学的发展,人们对物质的结构以及其相互作用的见解被革命化地改变,同时,许多现象也得以真正地被解释。借助量子力学,以往经典理论无法直接预测的现象,可以被精确地计算出来,并能在之后的实验中得到验证。除通过广义相对论描写的引力外,迄今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。

量子化学[编辑]
主条目:量子化学
量子化学是应用量子力学的规律和方法来研究化学问题的一门学科。将量子理论应用于原子体系还是分子体系是区分量子物理与量子化学的标准之一。

1927年物理学家沃尔特·海特勒和弗里茨·伦敦将量子力学处理原子结构的方法应用于氢气分子,成功地定量阐释了两个中性原子形成化学键的过程,他们的成功标志着量子力学与化学的交叉学科——量子化学的诞生。

在海特勒和伦敦之后,化学家们也开始应用量子力学理论,并且在两位物理学家对氢气分子研究的基础上建立了三套阐释分子结构的理论。莱纳斯·鲍林在最早的氢分子模型基础上发展了价键理论,并且因为这一理论获得了1954年度的诺贝尔化学奖;1928年,物理化学家罗伯特·S·马利肯提出了最早的分子轨道理论,1931年,埃里希·休克尔(E. Hückel)发展了马利肯的分子轨道理论,并将其应用于对苯分子等共轭体系的处理;汉斯·贝特于1931年提出了配位场理论并将其应用于过渡金属元素在配位场中能级裂分状况的理论研究,后来,配位场理论与分子轨道理论相结合发展出了现代配位场理论。价键理论、分子轨道理论以及配位场理论是量子化学描述分子结构的三大基础理论。早期,由于计算手段非常有限,计算量相对较小,且较为直观的价键理论在量子化学研究领域占据着主导地位,1950年代之后,随着计算机的出现和飞速发展,以及高斯函数的引进,海量计算已经是可以轻松完成的任务,分子轨道理论的优势在这样的背景下凸现出来,逐渐取代了价键理论的位置,目前在化学键理论中占主导地位。

分子生物学和生物化学[编辑]
主条目:分子生物学史和生物化学
20世纪中期,物理学和化学都达到了前所未有的高度。莱纳斯·鲍林的《化学键的本质》可以用量子力学的理论判断更为复杂的分子的键角。虽然某些量子力学的理论可以定性的解释某些生物大分子的性质,但是直到20世纪末,这些都只是一些实验观察和规律集。

Diagrammatic representation of some key structural features of DNA
这种探索式的研究,在1953年取得了巨大成功。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克由罗莎琳·弗兰克林的X光衍射试验得出的数据而进行的模型建造推测出了DNA的双螺旋结构。[14] 这一发现引起了生物化学领域的爆炸式研究。

同年,米勒-尤列实验证实了蛋白质的基本组成单位,即氨基酸,可以由地球早期的简单无机分子在地球早期环境的条件下产生。虽然,关于生命起源的问题还存在诸多疑点,但是,这是化学家第一次在实验室中,在可控条件下模拟假想的反应过程。

1983年,卡里·穆利斯发明了可以快速扩增DNA的方法,即聚合酶链式反应(PCR)。此项发明使实验室中操控 DNA 的化学过程发生了根本改变。PCR 可用于合成特定的DNA片段,也使得DNA测序成为可能。后者在人类基因组计划(HGP)中有重要应用。

关于DNA的复制机制,有一由莱纳斯·鲍林的学生所做的实验(Meselson-Stahl实验)。此实验用同位素标记法标记DNA中的氮原子,由于氮原子不同核素的重量不同,用离心技术就可分离含有不同氮原子的DNA分子,从而达到了跟踪DNA复制过程的目的。此实验被称为“生物学中最美的实验”。

化学工业[编辑]
主条目:化工
19世纪末,从石油生产出的化工产品,取代了从前的鱼油、煤焦油等原料。石油化工产生了汽油、煤油、有机溶剂、石蜡等常见化工产品。合成纤维、塑料、油漆、洗涤剂、西药、各种胶粘剂、化肥等等,都依赖于现代化工产业。

20世纪中期,由于高纯度的单晶硅及单晶锗的制得,半导体材料应运而生。1951年,三极管的制得使得大规模集成电路以及计算机成为了可能。

参见[编辑]
重要的化学家[编辑]
按年代排序:

约瑟夫·布莱克, 1728-1799
约瑟夫·普里斯特利, 1733-1804
卡尔·威廉·舍勒, 1742-1786
拉瓦锡,1743-1794
亚历山德罗·伏打, 1745-1827
雅克·查理(Jacques Charles), 1746-1823
克劳德·贝托莱, 1748-1822
约瑟夫-路易·盖-吕萨克, 1778-1850
汉弗莱·戴维, 1778-1829
永斯·贝采利乌斯, 1779-1848
尤斯图斯·冯·李比希, 1803-1873
路易·巴斯德, 1822-1895
斯坦尼斯劳·坎尼扎罗, 1826-1910
弗里德里希·奥古斯特·凯库勒·冯·斯特拉多尼茨(凯库勒), 1829-1896
约西亚·吉布斯, 1839-1903
范特霍夫, 1852-1911
玛丽·居里, 1867-1934
维克多·格林尼亚, 1871-1935
吉尔伯特·牛顿·路易斯, 1875-1946
莱纳斯·鲍林, 1901-1994
罗伯特·伯恩斯·伍德沃德,1917-1979
注释[编辑]
^ Selected Classic Papers from the History of Chemistry
^ History of Gold. Gold Digest. [2007-02-04].
^ Photos, E., 'The Question of Meteorictic versus Smelted Nickel-Rich Iron: Archaeological Evidence and Experimental Results' World Archaeology Vol. 20, No. 3, Archaeometallurgy (February 1989), pp. 403–421. Online version accessed on 2010-02-08.
^ W. Keller (1963) The Bible as History, p. 156 ISBN 0-340-00312-X
^ 刘安(西汉),《淮南万毕术》
^ 6.0 6.1 Will Durant (1935), Our Oriental Heritage:
"Two systems of Hin thought propound physical theories suggestively similar to those of Greece. Kanada, founder of the Vaisheshika philosophy, held that the world was composed of atoms as many in kind as the various elements. The Jains more nearly approximated to Democritus by teaching that all atoms were of the same kind, procing different effects by diverse modes of combinations. Kanada believed light and heat to be varieties of the same substance; Udayana taught that all heat comes from the sun; and Vachaspati, like Newton, interpreted light as composed of minute particles emitted by substances and striking the eye."
^ Simpson, David. Lucretius (c. 99 - c. 55 BCE). The Internet History of Philosophy. 29 June 2005 [2007-01-09].
^ Lucretius. de Rerum Natura (On the Nature of Things). The Internet Classics Archive. Massachusetts Institute of Technology. 50 BCE [2007-01-09].
^ Schwinger, Julian. Einstein's Legacy. New York: Scientific American Library. 1986: 93. ISBN 0-7167-5011-2.
^ ", He is also considered as the "Father of Modern Nutrition", as being the first to discover the metabolism that occurs inside the human body. Lavoisier, Antoine." Encyclopædia Britannica. 2007. Encyclopædia Britannica Online. 24 July 2007.
^ Stwertka, Albert. A Guide to the Elements. Oxford University Press. 1996: 16–21. ISBN 0-19-508083-1.
^ 12.0 12.1 Emsley, John. Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. 2001. ISBN 0-19-850341-5.
^ Charles C. Gillespie, Foreword to Lavoisier by Jean-Pierre Poirier, University of Pennsylvania Press, English Edition, 1996.
^ Watson, J. and Crick, F., "Molecular Structure of Nucleic Acids" Nature, April 25, 1953, p 737–8
参考资料[编辑]
Selected classic papers from the history of chemistry
Biographies of chemists
Eric R. Scerri, The Periodic Table: Its Story and Its Significance, Oxford University Press, 2006.

『叁』 化学的历史由来

化学的历史渊源非常古老,可以说从人类学会使用火,就开始了最早的化学实践活动。我们的祖先钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽,充分利用燃烧时的发光发热现象。

当时这只是一种经验的积累。化学知识的形成、化学的发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类社会的进步而发展,是社会发展的必然结果。而它的发展,又促进生产力的发展,推动历史的前进。

化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,派生出不同层次的许多分支。

在20世纪20年代以前,化学传统地分为无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个分支。20年代以后,由于世界经济的高速发展,化学键的电子理论和量子力学的诞生、电子技术和计算机技术的兴起,化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段。

导致这门学科从30年代以来飞跃发展,出现了崭新的面貌。化学内容一般分为生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等七大类共80项,实际包括了七大分支学科。

(3)初中化学史扩展阅读

化学起源说将生命的起源分为四个阶段。

第一个阶段

从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。

米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。

米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。

第二个阶段

从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段

从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸、明胶、阿拉伯胶和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。

第四个阶段

有机多分子体系演变为原始生命,包括以生化系统和遗传系统的建立为标志的细胞的诞生。这一阶段是在原始海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。

『肆』 你知道化学的历史发展吗

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?

1.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。

2.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、炼金术几经盛返颂衰,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。

3.燃素化学时期。从1650年到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。

4.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。

5.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。

这里和桐主要讲述唤世坦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时期。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。

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》

『伍』 化学发展简史内容

1.1、化学的前奏

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,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,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,写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,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。

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