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化学史

发布时间: 2020-11-20 06:39:27

1. 化学史的概述


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。

2. 化学的发展历程

1、萌芽时期

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。

3、燃素时期

这个时期从1650年到1775年,是近代化学的孕育时期。随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,进行化学变化的理论研究,使化学成为自然科学的一个分支。

这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。继之,化学又借燃素说从炼金术中解放出来。燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素。

燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程,尽管这个理论是错误的,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了许多化学现象。

4、发展期

这个时期从1775年到1900年,是近代化学发展的时期。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,使化学沿着正确的轨道发展。

19世纪初,英国化学家道尔顿提出近代原子学说,突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。

近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释,成为说明化学现象的统一理论。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。这一时期,建立了不少化学基本定律。俄国化学家门捷列夫发现元素周期律。

德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论,这些都使化学成为一门系统的科学,也为现代化学的发展奠定了基础。

5、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。

(2)化学史扩展阅读:

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。

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。

3. 中国近代化学史

近代化学的孕育过程
近代自然科学革命
化学元素概念
燃素说
重要气体的发现
分析化学的进展
近代化学的创建
氧化学说
第一张元素表
最早的化学基本定律
原子-分子学说
电化学的兴起
伏打电堆
电解
电化当量
19世纪的分析化学
定性分析
定量分析
重量分析
容量分析
光学分析
比色分析
光谱分析
有机化学的兴起
有机化合物元素分析
有机合成
有机化学结构理论的探讨
基团论
取代学说
类型说的产生
核团学说
类型说的发展
原子价概念
碳链学说
化学键概念
原子价学说
化学结构概念
碳四价等同性
环状结构
立体化学
无机化学的系统化
三元素组
螺旋图
元素表
八音律表
周期表
有机合成化学的兴起
合成染料
其他有机合成
合成药品
合成香料
糖精
合成炸药
电石化学
物理化学的建立
热化学
反应热
盖斯定律
基尔霍夫定律
化学热力学
质量作用定律和化学平衡
勒夏忒列原理
吉布斯方程
相律
逸度和活度
溶液理论
溶液性质的依数性
电离理论
胶体和表面化学
化学动力学
反应速率浓度的关系
反应速率与温度的关系
反应级数
催化
催化本质
催化机理
催化反应的吸附理论
催化的应用

4. 化学史:拉瓦锡

安托万-洛朗·德·拉瓦锡(法语:Antoine-Laurent de Lavoisier,1743年8月26日-1794年5月8日),法国贵族,著名化学家、生物学家,被后世尊称为"近代化学之父"。他使化学从定性转为定量,给出了氧与氢的命名,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。拉瓦锡的贡献促使18世纪的化学更加物理及数学化。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。
拉瓦锡在学校是一个天才男孩。20岁时因出色地撰写了巴黎街道照明的设计文章而获得法国科学院的嘉奖。几年之后,即1768年,他被评选为法国科学院的“名誉院士”。
他为后人留下的杰作是《化学概要》,这篇论文标志着现代化学的诞生。在这篇论文中,拉瓦锡除了正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外,在历史上还第一次开列出化学元素的准确名称。名称的确立建立在物质是由化学元素组成的这个基础之上。而在此之前,这些元素有着不同的称谓。在书中,拉瓦锡将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整理得有条有理。
化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位,并且获律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师,家境富有。所以拉瓦锡没有马上去做律师,那时他对植物学发生了兴趣,经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下,拉瓦锡师从巴黎著名的化学鲁伊勒教授。从此,拉瓦锡就和化学结下不解之缘。
拉瓦锡的对化学的第一个贡献便是从实验的角度验证并总结了质量守恒定律。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。
拉瓦锡用硫酸和石灰合成了石膏,当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细称量了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。他的导师鲁伊勒把失去水蒸气称为“结晶水”,从此就多了一个化学名词——结晶水。这次意外的成功使拉瓦锡养成了经常使用天平的习惯。由此,他总结出质量守恒定律,并成为他进行实验、思维和计算的基础。为了表明守恒的思想,用等号而不用箭头表示变化过程。如糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:
葡萄糖(C6H12O6)=二氧化碳(CO2)+酒精(C2H5OH)
这正是现代化学方程式的雏形。为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,拉瓦锡又撰文写到:
拉瓦锡的实验室,收藏于法国工艺博物馆
“可以设想,参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式,再假定方程式中的某一项是未知数,然后通过实验,算出它们的值。这样,就可以用计算来检验实验,再用实验来验证计算。我就经常用这种方法修正实验初步结果,使我能通过正确的途径改进实验,直到获得成功。”
拉瓦锡最重要的发现:燃烧原理,是他对化学研究的第二大贡献。伟大的科学家描述了最重要的气体:氧、氮和氢的作用。拉瓦锡最重要的发现是关于燃烧的原理。之所以能够有此发现,是因为他第一次准确地识别出了氧气的作用。事实上,科学家确认燃烧是氧化的化学反应,即燃烧是物质同某种气体的一种结合。拉瓦锡为这种气体确立了名称,即氧气,事实上就是“成酸元素”的意思。
拉瓦锡最终排除了当时流行极广的关于“燃素”的错误看法。按照那种理论,在燃烧期间,任何被燃烧的物质同一种被称为“燃素”的物质相分离。“燃素”被认为是整个燃烧过程的主导者。
拉瓦锡还识别出了氮气。这种气体早在1772年就被发现了,但却被命名了一个错误的名称——“废气”(意思是“用过的气”,也就是没有燃素的气,因此不会再被用作燃烧的气)。拉瓦锡则发现这种“气体”实际上是由一种被称为氮的气体构成的,因为它“无活力”(来源于希腊语azofe)。后来,他又识别出了氢气,这个名称的意思是“成水的元素”。拉瓦锡还研究过生命的过程。他认为,从化学的观点看,物质燃烧和动物的呼吸同属于空气中氧所参与的氧化作用。
1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了定量的红磷,使之燃烧、冷却后又称量灰烬(五氧化二磷,P2O5)的质量,发现质量竟然增加了!他又燃烧硫磺,同样发现灰烬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。于是他又改进实验的方法:将白磷放入一个钟罩,钟罩里留有一部分空气,钟罩里的空气用管子连接一个水银柱(注:测定空气的压力)。加热到40℃时白磷就迅速燃烧,水银柱上升。拉瓦锡还发现“1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色灰烬(P2O5)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量基本接近”。他还用汞做了类似实验测得的数据也是增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量基本接近
拉瓦锡的发现和当时的燃素学说是相悖的,许多人都质疑他。燃素学说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。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,但都被驳回。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”。
1777年,拉瓦锡批判燃素学说:“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。”
1777年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。化学自此切断与古代炼丹术的联系,揭掉神秘和臆测的面纱,取而代之的是科学实验和定量研究。化学由此也进入定量化学(即近代化学)时期。
拉瓦锡对化学的第三大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,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:
1.简单物质,光、热、氧、氮、氢等物质元素。
2.简单的非金属物质,硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等,其氧化物为酸。
3.简单的金属物质,锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等,被氧化后生成可以中和酸的盐基。
4.简单物质,石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。
5.其他:以太。

5. 化学史上的中国名人你知道哪些

一、墨翟

墨翟(公元前479—381),先秦时期墨派思想的创始人,著有《墨经》。在该书中说到:“非半不昔斤则不动,说在端。……昔斤必半,毋与非半,不可昔斤也。……端,是无间也。”意思是说物质到一半的时候,就不能斫开它了。物质如果没有可分的条件,那就不能再分了。墨子的“端”即为物质的最小单位,有现代原子的意义,意味着他对物质非连续性的认识。他的这一认识和古希腊哲学家德漠克利特所提出的原子(不能再分)基本上是同时代的,所以说原子概念的最提出不能抹煞墨子的功劳。

二、刘安

我国西汉时的炼丹家。他著的《淮南万毕术》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。

三、魏伯阳

我国东汉时期炼丹家。生卒年代不详。会稽上虞(今浙江上虞县)人。撰有《周易参同契》,此书是现存世界上最早的一部炼丹术专著。其中化学知识丰富。记载着“丹鼎”这一化学反应装置,记述了汞易挥发的特性以及汞和硫化合为丹砂(硫化汞)、汞和铅汞齐(汞铅合金)等化学知识。

四、葛洪

我国晋代炼丹家、医学家,自号抱朴子,丹阳句容(江苏句容县)人。著有《抱朴子》一书,所含化学知识丰富。他曾谈到:“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂。”这句话所指的化学反应是:①红色硫化汞(丹砂)在空气中加热生成汞:HgS+O2======Hg+SO2↑②汞和硫在一起研磨生成黑色HgS:Hg+S======HgS③黑色HgS隔绝空气加热(升华)变成红色晶体HgS:HgSHgS

这一事实说明葛洪对化学反应的可逆性初步有所了解,这一了解在当时化学还处于萌芽时期是很了不起的。

五、蔡伦

我国东汉和帝时曾任主管制造御用器物的尚方令。宦官。桂阳人(今湖南来阳县人)。他总结了西汉以来的造纸经验,改用便宜的材料:树皮、碎布、破鱼网为原料,经过精工细作,造出优质纸,被称为“蔡伦纸”。后世人们将蔡伦称为造纸技术的发明人。1000多年来,我国的造纸材料大致都是依照蔡伦的办法加以推广的。

公元751年,唐军与阿拉伯人打仗,唐军败,士兵被俘,俘虏中有造纸工人,将造纸技术传给阿拉伯。然后相继传给了埃及、摩洛哥、西班牙,直到欧洲。

六、陶弘景

我国南北朝(公元5世纪末)时期有名的医学家和炼丹家。他著的《本草经集注》就有焰色反应的记载。书中这样写到:“先时有得一种物,其色理与朴消大同小异,月出月出如握不冰,强烧之,紫青烟起,云是真消石也”。朴消指的是硫酸钠,消石指的是硝酸钾(当时的“消”和“硝”混用)。所以说陶弘景是最早运用焰色反应的人。德国化学家本生是在1854年才发现焰色反应的,比陶弘景的发现晚1000年。

七、马和

我国唐朝的炼丹家,是世界上最早发现氧气的人。马和写的一本书叫做《平龙认》,书中谈到:空气的成分复杂,主要由阳气(N2)和阴气(O2)组成,其中的阳气比阴气多得多……马和还进一步指出:阴气还存在于青石(氧化物)、火硝(硝酸盐)等物质中。如果用火加热它们,阴气就会放出。他认为水中也有大量阴气,不过常难把它取出来。

马和的《平龙认》一直流传清代,后来被德国侵略者乘战乱抢走,我国现无保存。不过,在1807年俄国彼得堡科学院的一次学术讨论会上,德国汉学家朱利斯·克拉普罗兹(Klaproth)宣布了一篇论文,文中说他见过《平龙认》的中文手抄本。近代一些国外专著也提到了马和及《平龙认》。如英国梅勒的《无机化学大全》,苏联湿克拉索夫的《普通化学》教程。湿克拉索夫写到:“在8世纪时,中国学者马和的著作中就明确指出了空气组成的复杂性,提出了制备氧气(阴气)的方法,并发展了燃烧的假设。

瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里发现氧气是18世纪70年代,比马和的发现要晚1000年。

八、孙思邈

我国唐代医学家。京兆华原(陕西耀县)人。最早记录了黑火药的配方。他写的《丹经内伏硫磺法》载于孟要甫的《诸家神品丹法》第五卷中,对黑火药的配方就有记载。到宋朝时黑火药的生产和应用就很熟练了,火药武器就很先进。公元1225年—1248年由商人将黑火药传入阿拉伯等国家。

九、沈括

北宋仁宗进士,杭州钱塘人。是我国历史上一位卓越的科学家。晚年退居润州(今江苏镇江)梦溪园。写的《梦溪笔谈》一书是世界上科技史上一本重要著作,反映了我国北宋时期自然科学达到的高度。为了纪念他,1979年国际上曾以沈括的名字命了一颗新星

沈括在《梦溪笔谈》这本书中最早记载了石油的用途,并预言“此物后必大行于世”。我国古代称石油为“石漆”、唐代叫“石脂水”、五代时叫“猛火油”。沈括第一个提出了“石油”这个科学的命名,后来世界各国也基本上采用了“石油”这一名称,沿用至今。

十、宋应星

我国明代著明的科学家。江西奉新人,出身官僚。一生著作很多,在自然科学方面的代表作是《开工天物》。该书发表的初期轰动全欧洲,在日本兴起“开物之学”。就在科学技术突飞猛进的今天,仍有许多学者对《开工天物》很感兴趣。《开工天物》成为世界科学技术的名著。

《开工天物》中的化学知识是相当丰富的。像该书中叙述的连续鼓风的活塞木风箱比欧洲早100多年。记述的锌的冶炼和铜锌技术是世界上首次文献记载。所以说宋应星是锌元素的发现者。

《开工天物》中有对磷火的记述:“暮夜鬼火游烧……孤野墓坟……直待日黄昏,此火中隙而出……”说明宋应星生前已发现磷的自燃现象。这一发现要比德国的布朗特发现的早。因为布朗特是1669年从尿中发现的,而宋应星已于1661年(历史辞典中)去世。他的《开工天物》在1661年以前早已完成。所以说宋应星发现磷的自燃现象比布朗特发现磷早。

十一、徐寿

我国清末科学家。江苏无锡人。我国近代化学史上一位重要人物。他一生著作很多,在化学方面主要有《化学鉴原补编》、《化学考质》、《化学求数》等书籍。他的著作系统地介绍了19世纪七八十年代化学知识的主要内容。此外他于1875年在上海创立了“格致书院”(格致即格物致知,清末时对物理、化学的总称)公开讲演自然科学知识,还进行化学演示实验,对我国近代化学的发展起了重要的促进作用。

氧气的名称就是徐寿命名的。他认为人的生存离不开氧气,所以就命名为“养气”即“养气之质”,后来为了统一就用“氧”代替了“养”字,便叫这“氧气”。

十二、侯德榜

侯德榜(1890—1974),福建闽侯人。早年留学美国。1920年获哥伦比亚大学研究院化学工程博士学位。1921年回国。为我国的制碱工业做出了卓越的贡献。是世界著名的制碱专家。他与范旭东创办了我国第一家民族制碱企业。1925年国产“红三角”牌纯碱在美国费城博览会上荣获金质奖章。他写的《制碱》一书1932年在美国出版,这是世界上第一部有关纯碱工业生产的专著。

1939年侯德榜首先提出联合制碱的连续工程,在世界上被称为“侯氏制碱法”,该法的特点是将制碱厂、合成氨厂、石灰厂联合了起来,降低了成本,提高了利用率,制碱的同时生产化肥(NH4Cl)。这是世界制碱工艺上的重大突破,对制碱和化肥工业做出了杰出贡献。

6. 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.

7. 化学史上的故事

化学领域中的探险者——盖

8. 什么是化学史化学史的历史分期分为哪三个时期

1、什么是化学史?
答:化学史是人类在长期的社会实践过程中,对大自然的化 学知识的系统的历史的描述。因此,化学史不是纯自然科学,而是自 然科学与历史科学相互交叉的一门特殊的历史科学。
2、化学史的历史分期分为哪三个时期?
答: 一般划分为古代时期、 近代时期和现代时期等三个大的时期。
(1) 从化学的萌芽至十七世纪中期为古代化学时期;
(2)从十七世纪后半 期, 波义耳把化学确立为科学至十九世纪九十年代中期为近代化学时 期;
(3)从十九世纪九十年代末至二十世纪以来为现代化学时期。

9. 谁是化学史的奠基人

一种说法:波义耳是化学史上的第一位伟人,他第一次为化学元素下了明确的定义,使化学发展有了新的起点。恩格斯曾对此评价道:“波义耳把化学确立为科学。”
另一种说法:“近代化学之父”指法国著名化学家拉瓦锡(1743——1794)。拉瓦锡,法国化学家,近代化学的奠基人 之一。拉瓦锡与他人合作制定出化学物种命名 原则,创立了化学物种分类新体系。拉瓦锡根 据化学实验的经验,用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作,特 别是他所提出的新观念、新理论、新思想,为 近代化学的发展奠定了重要的基础,因而后人 称拉瓦锡为近代化学之父。他为后人留下的杰 作是《化学概要》,这篇论文标志着现代化学的 诞生。拉瓦锡最重要的发现:燃烧原理,因为 他第一次准确地识别出了氧气的作用。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。

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