化學(xué)的確立和長(zhǎng)足進(jìn)步

一、科學(xué)化學(xué)的形成

1.從煉金術(shù)向化學(xué)的過渡赫爾蒙特（1577－1644），比利時(shí)貴族出身，醫(yī)學(xué)博士，自稱“火術(shù)哲學(xué)家”（1）區(qū)分了“空氣”(air)與“氣體”（gas)給出粗略的氣體分類。（2）用實(shí)驗(yàn)證明“土源于水”。燒瓶實(shí)驗(yàn)。（3）用實(shí)驗(yàn)證明“木源于水”。（4）開辟了定量研究的思路2.波義爾把化學(xué)確立為科學(xué)波義爾（1627－1691），愛爾蘭貴族后代，周游列國(guó)，1644年回到英國(guó)，接受一大筆遺產(chǎn)1668年移居倫敦，建立了一家私人實(shí)驗(yàn)室1661年《懷疑的化學(xué)家》，開始了近代化學(xué)的歷程波義爾2.波義爾把化學(xué)確立為科學(xué)

化學(xué)元素概念：“我所說的元素是指某些原初的和單純的即絲毫沒混合過的物體，它們不由別的物體組成，而一切物體由它們所組成，而且最終分解成它們。燃燒研究。在真空中做燃燒實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)空氣而且只是一部分空氣對(duì)于燃燒是必要的。3.燃素說

近代化學(xué)是從研究燃燒現(xiàn)象開始的。波義耳等英國(guó)化學(xué)家進(jìn)行了大量的燃燒、焙燒實(shí)驗(yàn)，積累了大量實(shí)驗(yàn)資料。但是對(duì)燃燒現(xiàn)象的解釋還不夠成功。3.燃素說

燃素說對(duì)燃燒現(xiàn)象的解釋：一切可燃物質(zhì)都包含一種可燃元素，它在燃燒、焙燒和呼吸過程中被釋放出，并為周圍空氣吸收。燃素說的持有者奠基人：德國(guó)化學(xué)家柏克爾和斯塔耳支持者：舍勒、普利斯特列、馬凱、卡文迪許、邁耶爾布萊克也曾一度相信燃素說燃素說解釋金屬的焙燒和冶煉當(dāng)金屬焙燒時(shí)，它們釋出所包含的燃素，被周圍空氣吸收。當(dāng)用木炭加熱礦石使之變?yōu)榻饘贂r(shí)，它們吸收木炭所釋出的燃素。木炭被認(rèn)為是幾乎純粹的燃素。自由空氣的作用為進(jìn)行燃燒過程，必須導(dǎo)入自由空氣但空氣只是為了吸收燃燒過程中釋出的燃素因?yàn)椴慌懦妓?，就不可能進(jìn)行燃燒過程，而沒有自由空氣來吸收燃素，燃素就不可能離開物體。燃素具有負(fù)重量？問題：在焙燒過程中燃素?fù)p失了，可為什么事實(shí)上金屬灰比原來的金屬還重？一些化學(xué)家給出解釋說，因?yàn)槿妓鼐哂胸?fù)重量。凡是包含燃素的物質(zhì)重量都會(huì)減輕，當(dāng)燃素由于加熱而被排出時(shí)，這種物質(zhì)變重了。但是這種解釋也是含糊不清的，不能對(duì)所有的燃燒現(xiàn)象作出一致的解釋。英國(guó)化學(xué)家普利斯特列（1733－1804）青年時(shí)期是位自由主義人文學(xué)者，1766年遇富蘭克林之后，對(duì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)發(fā)生興趣。1767年出版《電學(xué)史》1774年，普利斯特列收集到一種新的氣體，它使火焰劇烈燃燒，使老鼠活得更長(zhǎng)，使人吸入后感到舒暢。但他相信燃素說，將該氣體命名為“脫燃素空氣”。4.氧化燃燒學(xué)說

拉瓦錫1743年出生在一個(gè)富裕的家庭，從小就是才華出眾的學(xué)生。父親是律師，原本希望兒子繼承他的職業(yè)，但年青的拉瓦錫在聽了一堂天文學(xué)課程后對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了興趣。拉瓦錫把錢用于化學(xué)研究拉瓦錫把錢用于化學(xué)研究，他建立起一座規(guī)模宏大的私人實(shí)驗(yàn)室，法國(guó)科學(xué)界的精英們常在他的實(shí)驗(yàn)室聚會(huì)。然而拉瓦錫為了賺錢用于化學(xué)研究，于1768年在“包稅局”投資了50萬法郎，作為稅農(nóng)每年從中賺取100,000法郎。稅農(nóng)們敲詐勒索無不用其極，有人稱在十八世紀(jì)沒有別的集團(tuán)比這些稅農(nóng)們更可恨了。水與土當(dāng)時(shí)一些人認(rèn)為水和土是兩種元素，并且可以相互轉(zhuǎn)化。原因是長(zhǎng)時(shí)間加熱水之后，水可以變成土。1768年拉瓦錫用精確測(cè)量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)水不會(huì)轉(zhuǎn)變成土。在密閉容器中加熱金屬1774年拉瓦錫為了證實(shí)上述想法，進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)。他在有一定限量空氣的密閉容器中加熱錫和鉛。是空氣失去了重量?jī)煞N金屬的表面都生長(zhǎng)了一層金屬灰。人們已經(jīng)知道這些金屬灰比它們所置換的金屬重。容器的總重量在加熱前后并沒有變化。這就意味著，金屬如果獲得重量，容器里的別處必然失去重量。拉瓦錫證明,金屬灰雖然重量增加了，但空氣重量減少了。普利斯特列訪問巴黎報(bào)告發(fā)現(xiàn)“脫燃素空氣”。拉瓦錫發(fā)現(xiàn)正是它加入了反應(yīng)過程，稱“最宜于呼吸的空氣”。英國(guó)普利斯特列和瑞典舍勒痛失發(fā)現(xiàn)氧化學(xué)說的重大機(jī)遇；燃素說被推翻，一門真正現(xiàn)代意義上的化學(xué)學(xué)科建立了。質(zhì)量守恒定律拉瓦錫還證明在化學(xué)變化過程中，質(zhì)量不會(huì)增加和消失，只是從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方。這就是質(zhì)量守恒定律，是整個(gè)十九世紀(jì)化學(xué)的基石?？諝庥蓛煞N氣體組成1778年拉瓦錫第一個(gè)宣告空氣由兩種氣體組成，其中一種氣體能維持燃燒，而另一種不能。1779年他將前者稱為“氧”（希臘語是“產(chǎn)生酸”的意思），后者為“硝”，1790年夏普塔爾改為氮，即現(xiàn)用名?！痘瘜W(xué)命名法》1787年拉瓦錫和另外幾位化學(xué)家合作出版了《化學(xué)命名法》確立了對(duì)每一種物質(zhì)用組成它們的元素而定名的原則其宗旨是名稱應(yīng)該表明其成分這個(gè)命名體系是如此清晰和具有邏輯性，很快就被接受了，并一直成為化學(xué)命名法的基礎(chǔ)。《初等化學(xué)概論》1789年拉瓦錫出版《初等化學(xué)概論》，Traité

élémentairedechemie這是第一本現(xiàn)代化學(xué)教科書。書中拉敘述了質(zhì)量守恒定律列出了當(dāng)時(shí)已知的所有元素的表。這個(gè)表的大部分是正確的，但拉瓦錫把熱和光也列為元素拉瓦錫的貢獻(xiàn)(1)建立化學(xué)研究中準(zhǔn)確測(cè)量的規(guī)范(2)推翻燃素說(3)發(fā)現(xiàn)化學(xué)變化中質(zhì)量守恒(4)確立化學(xué)命名法“共和國(guó)不需要科學(xué)家”的犧牲品

1789年法國(guó)大革命爆發(fā)，革命法庭宣稱：“共和國(guó)不需要科學(xué)家！”拉瓦錫在1794年5月8日被推上斷頭臺(tái)，時(shí)年49歲。拉格朗日哀悼說：“砍掉他的頭只要眨眼的工夫，可是生出一個(gè)象他這樣的頭大概一百年也不夠。”原子——分子學(xué)說的誕生1.道爾頓原子論英國(guó)化學(xué)家道爾頓（1766－1844）在前人的定組成定律、當(dāng)量定律和他自己發(fā)現(xiàn)的倍比定律的基礎(chǔ)上，于1803年公布了《原子論和原子量計(jì)算》一文，提出了原子論思想。道爾頓原子論

道爾頓在1808年出版的《化學(xué)哲學(xué)新體系》中進(jìn)一步系統(tǒng)地闡述原子論：

(1)化學(xué)元素由原子組成

(2)原子不可改變

(3)化合物由分子組成，分子由原子化合而成

(4)同一元素的原子相同，不同元素的原子重量不同

(5)只有以整數(shù)比的元素的原子相結(jié)合時(shí)，才會(huì)化合

(6)在化學(xué)反應(yīng)中，原子只是重新排列，不會(huì)生滅

(7)明確地提出了原子量是元素的本質(zhì)特征，開創(chuàng)了近代化學(xué)發(fā)展的新時(shí)代。分子學(xué)說的建立

道爾頓原子論的最主要缺陷是沒有分清原子和分子，由此引發(fā)了與提出氣體定律的法國(guó)化學(xué)家蓋·呂薩克之間的爭(zhēng)論。分子學(xué)說的創(chuàng)立者：阿伏加德羅

意大利化學(xué)家阿伏加德羅于1811年提出分子學(xué)說使問題得以解決，但分子學(xué)說在道爾頓的壓制下被埋沒，直到1860年經(jīng)意大利化學(xué)家康尼查羅的努力才得以重見天日。三、有機(jī)化學(xué)與結(jié)構(gòu)化學(xué)的起步

合成尿素

1828年德國(guó)化學(xué)家沃勒（Fredrich

W?hler1800-1882）首次用無機(jī)物合成了一種有機(jī)物尿素后，人們認(rèn)識(shí)到形形式式的有機(jī)物質(zhì)與無機(jī)物質(zhì)并沒有本質(zhì)上的差別。有機(jī)化學(xué)與結(jié)構(gòu)化學(xué)的起步

有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的建立

19世紀(jì)初德國(guó)李比希和維勒提出“基團(tuán)論”；法國(guó)化學(xué)家杜馬1834年提出“類型論”；德國(guó)化學(xué)家凱庫勒1857年提出“原子價(jià)”的概念和苯的六邊形環(huán)式結(jié)構(gòu)學(xué)說；俄國(guó)化學(xué)家布特列諾夫1861年提出了系統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)理論。布特列諾夫李比希JustusvonLiebig1803-1873

被稱為有機(jī)化學(xué)之父的李比希確立了一套卓有成效的有機(jī)化合物的分析法，使得有機(jī)化學(xué)迅速發(fā)展。四、元素周期律的發(fā)現(xiàn)1789年拉瓦錫制定最初的元素表。1815年英國(guó)人普勞特提出氫是基本元素的觀點(diǎn)。他注意到很多元素的原子量都是氫原子的整數(shù)倍。這是最早試圖把所有的元素用一定的秩序統(tǒng)一起來。三兄弟元素說1829年德國(guó)人杜伯萊納提出元素組學(xué)說他的三兄弟元素說，如氯、溴、碘；鋰、鈉、鉀；鈣、鍶、鋇等等；指出性質(zhì)十分相近的三個(gè)元素的原子量之間，存在以下關(guān)系式：1/2（Cl+I）=Br等等?！奥菪龍D”、“八音律”1850年培吞柯菲爾指出相似元素的原子量具有算術(shù)級(jí)數(shù)的關(guān)系。1862年法國(guó)人尚庫圖瓦提出“螺旋圖”，在圓柱的螺旋形上排列元素。1864年英國(guó)人紐蘭茲提出元素的八音律。從某一個(gè)元素開始數(shù)到第八個(gè)元素，它與最初的元素具有相同的性質(zhì)。依次他制成8個(gè)豎列7個(gè)橫列的周期表。門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)1869年俄國(guó)人門捷列夫（Dimitri

Ivanovitch

Mendeleev1834-1907）發(fā)表《元素屬性和原子量的關(guān)系》的論文，1871年提出元素周期律。把已知的63種元素排列為8個(gè)豎列12個(gè)橫列。門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)

門捷列夫在1869年發(fā)表的《元素屬性和原子量的關(guān)系》一文中，抓住原子量這個(gè)化學(xué)元素的基本特征，將元素按原子量大小順序排列，闡明了元素周期律的基本觀點(diǎn)，在元素周期律的確立上作出了決定性的貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)，把原先彼此孤立的各種化學(xué)元素的知識(shí)綜合起來，形成為有內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一體系，完成了人類關(guān)于自然界知識(shí)的一次偉大綜合?？崭裨禺?dāng)時(shí)人們?cè)噲D從雜亂無章的元素中理出個(gè)頭緒來，但這種嘗試普遍受到懷疑。門捷列夫發(fā)表了他的元素周期表后，也沒有引起人們的重視。他的周期表跟前人不同的地方是，在他的表中留有一些空格，門捷列夫宣稱這些空格代表沒有發(fā)現(xiàn)的元素。三個(gè)空格

門捷列夫挑選了其中三個(gè)空格，根據(jù)它們?cè)诒碇猩舷路皆氐奶匦詠硗茢嗪兔枋隽诉@些暫告缺如的元素應(yīng)有的特性。這一預(yù)言也受到相當(dāng)大的懷疑。預(yù)言的證實(shí)(1)1875年法國(guó)化學(xué)家布瓦博德蘭發(fā)現(xiàn)一種新元素（鎵），其性質(zhì)完全與門捷列夫預(yù)言中的一種空格元素相同；(2)1879年瑞典化學(xué)家尼爾森發(fā)現(xiàn)的一種元素（鈧）與門捷列夫的另一種空格元素的性質(zhì)相同；(3)1885年德國(guó)化學(xué)家溫克勒爾發(fā)現(xiàn)的一種新元素（鍺）再次填補(bǔ)了門捷列夫預(yù)言的第三個(gè)空格。鍆門捷列夫在政治上是個(gè)自由派，他反對(duì)政府迫害學(xué)生，因此不止一次受到申斥。并因而未能當(dāng)選為俄羅斯帝國(guó)科學(xué)院院士。1906年他以一票之差沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。1955年新發(fā)現(xiàn)的第101號(hào)元素被命名為鍆，就是追認(rèn)