化学发展史简介 - 图文

化学发展史 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。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。 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放出热的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期，即近代化学时期。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，即现代化学时期。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、酶的结构问题得到整理： 李儒梅 了逐步的解决。 化学发展史 §我国有了青铜器； 春秋晚期能炼铁；战国晚期能炼钢；唐代有了火药。 §十八世纪七十年代，瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯里分别发现并制得了氧气；法国化学家锡最早用天平和为研究化学的工具，并推翻了燃素学说；英国化学家卡文迪许。雷利等陆续从空气中发现了惰性气体。 §1748年俄国化学家罗蒙诺索夫建立了质量守恒定律。 §1808年英国科学家道尔顿提出了近代原子学说。 §1811年意大利科学家阿佛加德罗提出了分子的概念。 §1828年；德国化学家维勒第一次证明有机物可用普通的无机物制得。 §1869年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。 §1888年法国化学家勒沙特列提出了化学平衡移动原理 §1890年德国化学家凯库提出了苯分子的结构式。 §十九世纪荷兰物理学家范德华首先研究了分子间作用力。 §十九世纪英国物理学家丁达尔和植物学家布朗分别提出了胶体的“丁达尔现象”与“布朗运动”。 §二十世纪奥地利和德国物理学家泡利。洪特分别提出了核外电子排布的“泡利不相容原理”、“洪特规则”。 整理： 李儒梅 化学发展史 一、化学实验的萌芽：人类最初对火的利用距今大概已有100多万年了。火是人类最早使用的化学实验手段。烧制成型的粘土可获得陶器；烧炼矿石可得到金属。陶器的发明使人类有了贮水器以及贮藏粮食和液体食物的器皿，从而为酿酒工艺的形成和发展创造了条件。 二、原始化学实验：古代的炼丹术，是早期化学实验的主要和典型的代表。炼丹的主要目的一是希望得到能使人长生不死的“仙药”二是想把一些廉价的金属借助于“仙药”的点化，转变为贵重的黄金和白银。由于炼丹活动符合帝王、永世霸业的愿望，因而受到他们的大力推崇，于是从古代到中古时代，这种活动很快地得到开展并兴盛起来。 三、向化学科学实验的过渡: 到了十五六世纪，炼丹术由于缺乏科学基础，屡遭失败而变得声名狼藉。化学实验则开始在医学和冶金等一些实用工艺中发挥作用，并不断得到发展。 四、早期化学实验的特点:的早期化学实验的工匠和炼丹术士们是化学实验的先驱和开拓者。他们发明了焙烧、溶解、结晶、蒸馏、过滤和冷凝等化学实验操作方法；烧杯、平底蒸发皿、沙浴、焙烧炉等化学实验仪器和装置；发现和制取了铜、金、银、汞、铅等金属，酒精、硝酸、硫酸、盐酸整理： 李儒梅 化学发展史 等化学溶剂和试剂，以及许多酸、碱、盐，甚至意识到了一些粗浅的化学反应规律。 17—19世纪，是近代化学实验时期。在这一时期，随着欧洲资本主义生产方式的诞生和工业革命的进行，以及天文学、物理学等学科的重大突破，化学实验终于冲破了炼丹术的桎梏，走上了科学的康庄大道。为此做出巨大贡献的化学实验家当推波义耳(R.Boyle，1627 —1691)和拉瓦锡(A.L.Lavoisier，1743—1794)。 一、化学科学实验的奠基人——波义耳 “波义耳把化学确立为科学”。作为近代化学科学的确立者，波义耳也是化学科学实验的重要奠基人。只有运用严密的和科学的实验方法才能够把化学确立为科学。他明确指出：“化学，为了完成其光荣而庄严的使命，就不能认为到目前为止的研究方法是正确的。而必须抛弃古代传统的思想方法”，只有这样，化学才能 “已经觉醒了的天文学和物理学那样，立足于严密的实验基础之上”；“不应该把理性放在高于一切的位置，知识应该从实验中来，实验是最好的老师”，“没有实验，任何新的东西都不能深知”，“空谈无济于事，实验决定一切”，“人之所以能效力于世界者，莫过于勤在实验上做功夫”。他的这些观点和主张，奠定了化学实验方法论的基础。 二、定量化学实验方法论的创立者——拉瓦锡 拉瓦锡“是明确提出把量作为衡量尺度对化学现象进行实验证明的第一位化学家”，他把近代化学实验推进到定量研究的水平还通过对硫和磷等一些物质燃烧现象的定量实验研究，否定了统治化学长达百年之久的“燃素整理： 李儒梅 化学发展史

说”，建立了氧化学说，并确立了“质量守恒定律”。

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行。私人实验室的规模比较小，除实验室的主人外，最多只能容纳1—2个助手或1—2名学生。李比希就曾在盖〃吕萨克的私人实验室里当过助手。这个时期的化学实验基本上属于个体式研究，个别的科学家独居楼阁，摆弄着烧瓶、量筒、天平等仪器，其规模和形式近似于手工业作坊。 第一个公共化学实验室是1817年英国化学家T.汤姆生(T.Thomson，1773—1852)在格拉斯哥大学建立的供教学用的实验室。自此之后，欧洲各大学都纷纷仿效，建立了自己的化学实验室。这些实验室的建立，不仅改变了化学教育的面貌，使实验成为培养和提高学生素质的重要内容，而且使大学不再是单纯传授化学知识的场所，还是进行化学科学研究的重要基地。在19世纪的公共实验室中，最著名的是1824年李比希在吉森大学建立的化学实验室，它可以同时容纳22名学生进行化学实验。在那里，李比希培养了许多优秀的化学家，以他为核心的“吉森学派”是近代化学史上公认的一大学派。他们这种集体式的合作研究，取得了惊人的成就。在1901—1910年最早的10位诺贝尔化学奖获得者当中，李比希的学生竟然占了7位。这一成就在化学史上首屈一指。

从本世纪30年代起，出现了国家规模的大型化学科学研究机构和庞大的实验基地；到了70年代，实验的规模则扩大到国际间相互合作的新阶段。许多尖端实验决不是任何个人、一般科研组织所能胜任的，而必须由国家统一规划、组织协调各学科科学家来共同攻关。实验用人广、花费多、规模大、组织周密和协调，已成为现代化学实验的又一重要特点。

第二节 物理化学发展史

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一般认为，物理化学作为一门学科的正式形成，是从1877年德国化学家 Ostwald和荷兰化学家 Van't Hoff创刊的《物理化学杂志》开始的。从这一时期到20世纪初，物理化学以化学热力学的蓬勃发展为其特征。 热力学第一定律和热力学第二定律被广泛应用于各种化学体系，特别是溶液体系的研究。Gibbs对多相平衡体系的研究和Van't Hoff对化学平衡的研究，Arrehnius提出电离学说，Nernst发现热定理都是对化学热力学的重要贡献。1906年，Lewis提出处理非理想体系的逸度和活度概念以及测定方法，化学热力学的全部基础已经具备。劳厄和Brag对X射线晶体结构分析的创造性研究，为经典的晶体学向近代结晶化学的发展奠定了基础。Arrehnius关于化学反应活化能的概念，以及bodenstein和Nernst关于链反应的概念，对后来化学动力学的发展也都作出了重要贡献 20世纪20～40年代是结构化学领先发展的时期，这时的物理化学研究已深入到微观的原子和分子世界，改变了对分子内部结构的复杂性茫然无知的状况。 1926年，量子力学研究的兴起，不但在物理学中掀起了高潮，对物理化学研究也给以很大的冲击。尤其是在1927年，海特勒和伦敦对氢分子问题的量子力学处理，为1916年Lewis提出的共享电子对的共价键概念提供了理论基础。1931年Pauling和Slater把这种处理方法推广到其他双原子分子和多原子分子，形成了化学键的价键方法。1932年，Muliken和Hond在处理氢分子的问题时根据不同的物理模型，采用不同的试探波函数，从而发展了分子轨道方法。

价键法和分子轨道法已成为近代化学键理论的基础。Pauling等提出的轨道杂化法以及氢键和电负性等概念对结构化学的发展也起了重要作用。

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在这个时期，物理化学的其他分支也都或多或少地带有微观的色彩，例如由Hinshelwood和谢苗诺夫两个学派所发展的自由基链式反应动力学，Debye和Huckel的强电解质离子的互吸理论，以及电化学中电极过程研究的进展——氢超电压理论。

第二次世界大战后到60年代期间，物理化学以实验研究手段和测量技术，特别是各种谱学技术的飞跃发展和由此而产生的丰硕成果为其特点。 电子学、高真空和计算机技术的突飞猛进，不但使物理化学的传统实验方法和测量技术的准确度、精密度和时间分辨率有很大提高，而且还出现了许多新的谱学技术。光谱学和其他谱学的时间分辨率和自控、记录手段的不断提高，使物理化学的研究对象超出了基态稳定分子而开始进入各种激发态的研究领域。

光化学首先获得了长足的进步，因为光谱的研究弄清楚了光化学初步过程的实质，促进了对各种化学反应机理的研究。这些快速灵敏的检测手段能够发现反应过程中出现的暂态中间产物，使反应机理不再只是从反应速率方程凭猜测而得出的结论。这些检测手段对化学动力学的发展也有很大的推动作用。

先进的仪器设备和检测手段也大大缩短了测定结构的时间，使结晶化学在测定复杂的生物大分子晶体结构方面有了重大突破，青霉素、维生素B12、蛋白质、胰岛索的结构测定和脱氧核糖核酸的螺旋体构型的测定都获得成功。电子能谱的出现更使结构化学研究能够从物体的体相转到表面相，对于固体表面和催化剂而言，这是一个得力的新的研究方法。

20世纪60年代，激光器的发明和不断改进的激光技术。大容量高速

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电子计算机的出现，以及微弱信号检测手段的发明孕育着物理化学中新的生长点的诞生。

20世纪70年代以来，分子反应动力学、激光化学和表面结构化学代表着物理化学的前沿阵地。研究对象从一般键合分子扩展到准键合分子、范德瓦耳斯分子、原子簇、分子簇和非化学计量化合物。在实验中不但能控制化学反应的温度和压力等条件，进而对反应物分子的内部量子态、能量和空间取向实行控制。

在理论研究方面，快速大型电子计算机加速了量子化学在定量计算方面的发展。对于许多化学体系来说，薛定谔方程已不再是可望而不可解的了。福井谦一提出的前线轨道理论以及伍德沃德和霍夫曼提出的分子轨道对称守恒原理的建立是量子化学的重要发展。

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