第五章有機化學(xué)的興起

古代，僅僅是對天然有機物的加工和利用。釀酒、做醋、染色、醫(yī)藥等；18世紀(jì)后期，人們才開始有意識地對有機物進行分離提純；有機化合物的人工合成。

1780年，瑞典化學(xué)家貝格曼第一次提出無機物和有機物的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

第一節(jié)有機分析的發(fā)展

一、有機分析的先驅(qū)1．舍勒分離、提純了大量的有機化合物2．拉瓦錫提出適合有機物的分析方法二、有機分析的奠基人1．李比希（J

·Von

·Liebig）德國化學(xué)家貢獻：（1）把有機分析發(fā)展成為精確、系統(tǒng)的定量分析；（2）建立了一個著名的吉森學(xué)派。2．杜馬法國化學(xué)家科學(xué)院院士《化學(xué)與物理年鑒》主編

創(chuàng)立定量測定氮的方法，使有機分析的技巧趨于完善。

第二節(jié)有機合成的發(fā)展

一、生命力論的統(tǒng)治地位1．什么是生命力論動植物有機體內(nèi)具有一種生命力，也稱活力。依靠這種生命力才能制造有機物質(zhì)，因此有機物只能在動植物體內(nèi)產(chǎn)生，在生產(chǎn)上和實驗室里人們只能合成無機物，不能合成有機物，特別是不能從無機物合成有機物質(zhì)。

2．生命力論的影響（1）是主觀臆測的；（2）在有機物和無機物之間人為的制造了一條不可逾越的界限，妨礙了化學(xué)發(fā)展；（3）使很多化學(xué)家放棄了在有機合成方面的進取，延緩了有機合成前進的步伐。二、人工合成尿素的成功

1824年，維勒在無機物氰酸（HCNO）同氨水作用時，

得到一種叫氰酸銨（NH4CNO）=（CO（NH2）2尿素）

的化合物，這是當(dāng)時公認的一種無機化合物，這種物質(zhì)受熱之后變成了一種在性質(zhì)上與尿素完全相同的白色結(jié)晶物質(zhì)。他對這種物質(zhì)進行了4年的細心研究，最后證明它就是動物機體內(nèi)的代謝產(chǎn)物尿素。

1828年，他發(fā)表了論文《論尿素的人工合成》，反響很大。

1845年，德國化學(xué)家柯爾柏（H·Kolbe）用木炭、硫磺、氯水等無機物合成了有機物醋酸。此后人們又用無機物合成了酒精、蟻酸、蘋果酸、檸檬酸等一系列有機物。1861年，俄國化學(xué)家布特列洛夫又合成了糖類物質(zhì)。人工合成尿素成功的意義

（1）是有機化學(xué)發(fā)展中的重大轉(zhuǎn)折，是近代有機化學(xué)確立的重要標(biāo)志；（2）打破了無機界和有機界絕對分明的界限；（3）動搖了生命力論的基礎(chǔ)，推動了當(dāng)時化學(xué)和整個自然科學(xué)的發(fā)展，特別是推動了生命科學(xué)的發(fā)展，打開了形而上學(xué)的缺口；（4）開辟了有機合成化學(xué)的新領(lǐng)域，為有機化學(xué)成為一門獨立的分支學(xué)科奠定了基礎(chǔ)。（從此，有機化學(xué)形成）

第三節(jié)基團說與類型論

一、有機化學(xué)的二元論——基團說

1．貝采里烏斯建立了有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的第一個學(xué)說,最早提出無機電化二元論，

推廣到有機領(lǐng)域中，并運用了拉瓦錫“基”，提出了基團學(xué)說。

貢獻：貝采里烏斯（J·J·Berzelius）被譽為化學(xué)大師，19世紀(jì)前期最杰出的和成就最大的化學(xué)家。他對化學(xué)的貢獻涉及許多重要領(lǐng)域。例如，發(fā)現(xiàn)三種化學(xué)元素（Se、Si、Th），改革了化學(xué)符號，確定了很多化合物的化學(xué)式，測定了大約兩千種化合物的化合量，發(fā)表了三張原子量表，提出同分異構(gòu)概念，創(chuàng)立了電化二元論，第一個提出催化概念。

2．李比希、杜馬

認為：有機化學(xué)是復(fù)合基的化學(xué)李比希給基下了定義：（1）基是化合物經(jīng)過一系列變化仍保持不變的部分；

（2）基可被元素置換；

（3）當(dāng)基與一種元素形成化合物時，這種元素可以分出或被另一種元素代替。

二、取代說和類型論

1.杜馬發(fā)現(xiàn)取代反應(yīng)取代學(xué)說：氯等鹵素能夠置換出有機化合物中的氫原子。2.羅朗（A·Lanrent）的一元論（核團理論）

把有機物視為是具有結(jié)構(gòu)的一個整體，因而當(dāng)它的某些部分被其它元素所取代時，其性質(zhì)大致不變或化學(xué)類型不變。把烴或初始基稱為基本核，所以也叫核團理論。

3．類型論

杜馬在羅朗的理論上提出的，換了名而已，但他自己不承認，他把有機物分為化學(xué)型和機械型。

化學(xué)型：化學(xué)式相似，化學(xué)性質(zhì)也相似（C2H3O2H，C2H3O2Cl）；機械型：化學(xué)式相似，化學(xué)性質(zhì)不相似（蟻酸和氯仿）。

1850年，德國霍夫曼提出氨類型；同年，英國威廉遜提出水類型；1857年，凱庫勒提出沼氣類型；日拉爾使之系統(tǒng)化，叫新類型論。類型論的意義：（1）使有機物分類體系逐步建立起來，為現(xiàn)代官能團分類奠定了基礎(chǔ)，為有機物分類起了積極作用；（2）給出的類型式有些已經(jīng)接近現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)式，引起人們注意原子間的結(jié)構(gòu)關(guān)系是有意義的為原子價概念的建立提供了重要線索。局限：（1）沒有揭示有機物的本質(zhì)，仍然帶有機械類比的色彩；（2）不能很好解釋多官能團的有機物。第六章經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論的建立

經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論包括：化合價理論、苯的結(jié)構(gòu)學(xué)說、化學(xué)結(jié)構(gòu)說、立體化學(xué)經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論的首要內(nèi)容是化合價理論。第一節(jié)化合價理論的建立一、化合價（原子價）概念

1．弗蘭克蘭（EFrankland）英國化學(xué)家李比希的學(xué)生提出飽和能力——化合能力。1850年開始研究，1852年提出的，但概念模糊，沒有引起人們注意。

2．凱庫勒提出用“原子數(shù)”和“親和力單位”來代替“飽和能力”

凱庫勒提出甲烷類型，甲烷經(jīng)氯代甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷到四氯化碳，氯原子數(shù)依次遞增，他推出：CH3是“一原子”或“一價”的；CH2是“二原子”或“二價”的；CH是“三原子”或“三價”的；C是“四原子”或“四價”的。3．德國邁爾

1864年，建議用“原子價”代替“原子數(shù)”。4．威切爾哈烏斯（CWWichelhaus）

1868年，引進了“化合價”概念。二、碳四價和碳鏈學(xué)說

1．1858年，凱庫勒在《化合物的組成和變化以及碳的化學(xué)本質(zhì)》一書中，闡述了碳原子在有機化合物中具有四價的特征，并提出了碳原子自相成鏈的思想。2．英國化學(xué)家?guī)炫粒ˋCouper）

1858年，庫帕當(dāng)時正在巴黎工作，他在1858年發(fā)表的論文《一個新的化學(xué)學(xué)說》中提出了碳原子是四價的，碳原子能夠自相連接成鏈。他還在元素的化學(xué)符號之間畫了一條短線，表示親和力單位和原子之間的鍵。

意義：為有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的建立奠定了基礎(chǔ)。

第二節(jié)苯的結(jié)構(gòu)學(xué)說的演化

一、發(fā)現(xiàn)史1．1825年，法拉第發(fā)現(xiàn)苯，法拉第確定了苯的實驗式CH。2．1834年，德國米希爾里希（貝采里烏斯的學(xué)生）命名了苯。3.日拉爾（提出過同系物的概念）確定苯的分子式C6H6

。二、結(jié)構(gòu)方面

1．瑞士科學(xué)家勞斯密特在1861年首先提出“苯核”的概念。

2．凱庫勒提出苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)學(xué)說。三、意義

苯的結(jié)構(gòu)理論是經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論的最高成果。

第三節(jié)化學(xué)結(jié)構(gòu)說的創(chuàng)立

俄國化學(xué)家布特列洛夫提出的。

一、提出過程1．上課時，布特列洛夫的老師講貝采里烏斯的電化二元論。齊寧讓他注意羅朗和日拉爾的理論，實驗中發(fā)現(xiàn)問題，無法用已有的理論解釋，必須探索新途徑、提出新理論。2．化學(xué)結(jié)構(gòu)說的建立

1861年，布特列洛夫在斯佩耶舉行的德國自然科學(xué)家和醫(yī)生代表大會上宣讀了論文《論化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)》，一個分子的本性，取決于組合單元的本性、數(shù)量和化學(xué)結(jié)構(gòu)，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可以推測分子的化學(xué)性質(zhì)，同時又可以根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)推測分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，把化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來了。

化學(xué)結(jié)構(gòu)說的核心（重要思想）：分子中原子間相互影響。二、化學(xué)結(jié)構(gòu)說的意義1．化學(xué)結(jié)構(gòu)說的提出是有機化學(xué)結(jié)構(gòu)觀念的重要發(fā)展；2．把化學(xué)性質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，為現(xiàn)代有機結(jié)構(gòu)理論奠定了基礎(chǔ)。三.肖萊馬對有機化學(xué)的貢獻

肖萊馬(LSchorlemmer)：德國化學(xué)家,革命的化學(xué)家,有機化學(xué)的奠基人之一。貢獻：1.否定了乙烷有異構(gòu)體,排除了假想的烷烴系列；2.肯定了丙醇有兩種異構(gòu)體,正確解釋了烷烴及其衍生物的同分異構(gòu)體；3.把脂肪烴的研究系統(tǒng)化.最簡單,最重要的脂肪烴。

第四節(jié)結(jié)構(gòu)觀念的新突破

一.旋光異構(gòu)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1.比奧(法國)發(fā)現(xiàn)有些天然存在的有機化合物液態(tài)或溶液中具有旋光異構(gòu)現(xiàn)象。2.巴斯德(法國)(杜馬的學(xué)生)發(fā)現(xiàn)晶體有旋光異構(gòu)現(xiàn)象。3.威斯利努斯(德國)解釋為什么分子結(jié)構(gòu)相同,原子連接順序相同,卻有不同性質(zhì)時,認為：原子在空間排布不同。

二、立體結(jié)構(gòu)化學(xué)的開創(chuàng)荷蘭化學(xué)家范霍夫(JHVantHoff)

法國化學(xué)家勒貝爾(JALeBel)

1874年,分別提出碳四面體學(xué)說立體化學(xué)確立的標(biāo)志三、意義1.是對分子平面結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)觀念的一個突破,把人們對化學(xué)結(jié)構(gòu)的認識推進到一個新階段；2.使有機化學(xué)跨進近代科學(xué)發(fā)展階段。第七章無機化學(xué)的飛躍

第一節(jié)新元素的發(fā)現(xiàn)

一、感性直觀階段可追溯到遠古時期、人類發(fā)現(xiàn)的元素有：Au、Ag、Cu、Fe、Sn、Zn、Hg、C、S、Pb10種。煉金術(shù)時期，到1669年，發(fā)現(xiàn)As、Sb、Bi、P四種。二、古典化學(xué)分析階段古典化學(xué)分析是由波義耳、普利斯特里、舍勒、拉瓦錫以及后來的貝采里烏斯等人逐步創(chuàng)立的.這個時期從17世紀(jì)下半葉到19世紀(jì)，經(jīng)歷了一百多年，用傳統(tǒng)方法、玻璃儀器，共發(fā)現(xiàn)13種元素：Co、Ni、Mn、Pt、H、N、O、Cl、Cr、Mo、W、U、Te。

三、電解階段

44年間發(fā)現(xiàn)了31種元素。

關(guān)于元素的發(fā)現(xiàn):特別值得一提的是氟的發(fā)現(xiàn)史，可以說是一篇悲壯的記錄。

氟的發(fā)現(xiàn)史1768年，德國礦物學(xué)家馬格拉夫用螢石加硫酸制得HF：CaF2+H2SO4→HF1771年，瑞典舍勒也研究過，發(fā)現(xiàn)玻璃內(nèi)壁被腐蝕。1810年，戴維用大量實驗證明鹽酸氣和氫氟酸氣中都不含有氧，并證明氯是元素。1813年，戴維和蓋-呂薩克都分別進行過實驗，但都沒有成功，并且都因為吸入了HF而病倒。氟的發(fā)現(xiàn)史英格蘭兩兄弟，愛爾蘭皇家科學(xué)院的院士喬治·諾克斯和托馬斯·諾克斯也因?qū)嶒瀻缀跛土嗣?。比利時的化學(xué)家魯耶特獻出了生命。法國化學(xué)家尼克雷也因此獻身。1805年，法國自然博物館館長、工藝學(xué)院化學(xué)教授弗雷米也做此實驗，但沒成功，擱置起來。氟的發(fā)現(xiàn)史法國化學(xué)家莫瓦桑（Moissan）看到這個課題難到了這么多的化學(xué)家，不但沒有氣餒，相反下決心一定要攻克這一難關(guān)。莫瓦桑生于1852年，法國巴黎人。青年時期家境清貧，18歲時中途輟學(xué)，到一所藥店當(dāng)學(xué)徒，學(xué)到一些化學(xué)知識。1872年，他又到自然博物館依靠半工半讀，向弗雷米和臺赫侖教授學(xué)習(xí)，他喜歡化學(xué)，本想做一名化工技師，但是由于他刻苦好學(xué)，聰明過人，很快被臺赫侖教授看中，建議他致力于化學(xué)的研究，莫瓦桑欣然接受，并更加刻苦，28歲獲得物理學(xué)博士。1884年，莫瓦桑接受制取氟的課題。氟的發(fā)現(xiàn)史1886年，莫瓦桑又總結(jié)了以往的經(jīng)驗，無水氫氟酸熔點很低，但是它不導(dǎo)電，他加入氟氫酸鉀變成了導(dǎo)電體，他用鉑制的U型管做電解容器，用鉑銥合金做電極，用螢石制成的螺旋帽將管口蓋住，再用蟲膠封住，1886年6月26日，莫瓦桑在電解氟化氫的實驗時，在他的U型管的陽極口終于冒出一種氣體，用硅檢驗，立即冒出火來，氟終于被分離出來了，它是一種淡黃綠色的氣體。

四、光譜分析階段有一些元素在地殼中含量少有分散，用通常的化學(xué)分析方法很難發(fā)現(xiàn)。德國化學(xué)家本生和物理學(xué)家基爾霍夫發(fā)明了分光鏡才有了新的突破。1859年10月，經(jīng)過光譜分析，說明太陽中也有H、Na、Fe、Ca、Ni等元素，轟動了世界。后來他們發(fā)現(xiàn)了銫Cs（蘭色）、銣Rb（紅色）。第二節(jié)元素的早期分類

一、萌芽時期1．拉瓦錫第一個對化學(xué)元素分類的人分成：氣體元素、金屬元素、非金屬元素、成鹽元素。沒有探討原子量和元素性質(zhì)的關(guān)系，但奠定了基礎(chǔ)。2．德貝萊納（德國）被稱為對化學(xué)元素和原子量（元素性質(zhì)）研究的先驅(qū)，他已經(jīng)看出某些元素性質(zhì)相似。他列出“三元素組”：中間元素原子量是前后兩元素原子量平均值。如：Ca、Sr、Ba；Cl、Br、I。

3．尚古多（法國）提出了關(guān)于元素性質(zhì)的變化就是數(shù)的變化的論點。設(shè)計出一個螺旋圖。他把當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的62種元素按原子量大小，標(biāo)記在繞著圓柱體上升的螺旋線上，他發(fā)現(xiàn)化學(xué)性質(zhì)相似的元素都出現(xiàn)在同一條母線上，如Li—Na—K，Cl—Br—I等，于是他提出元素的性質(zhì)有周期性重復(fù)出現(xiàn)的規(guī)律，他寫了論文、圖表送交科學(xué)院，但沒有被接納。

二、產(chǎn)生時期4．歐德林（英國）提出空位圖。發(fā)表了《原子量和元素符號表》的分類表，列了49種元素，留了9個空位，帶有預(yù)見性的研究。5．邁爾（德國）提出六元素表，只有29種，加上空格才36種，和門捷列夫幾乎同時提出元素周期律，只注重物理性質(zhì)去研究。6．紐蘭茲（英國）提出八音律。把化學(xué)元素按原子量遞增的順序排列起來，發(fā)現(xiàn)每隔8個元素，元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)就會重復(fù)出現(xiàn)。第三節(jié)元素周期律的發(fā)現(xiàn)和驗證

一、元素周期律的發(fā)現(xiàn)

俄國化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律。1．契機2．化學(xué)獨人紙牌游戲3．完善過程基本觀點：（1）按照原子量的大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)明顯的周期性；（2）原子量的大小決定元素的特征；（3）應(yīng)該預(yù)料到還有許多未被發(fā)現(xiàn)的元素；（4）有時可借此修正該元素的原子量。

LiBCBeNOF原子量

7111213.5141619化合價

+1+3+4+2+5-3-2-1

Be9

前人測錯了，確實是9，而不是13.5。

二、驗證

理論的提出，要接受實驗事實的檢驗，要看預(yù)言能否實現(xiàn)？

類硼、類鋁、類硅1．布瓦博德郎，法國化學(xué)家，1875年發(fā)現(xiàn)鎵（類鋁）2．尼爾森（瑞典）1879年發(fā)現(xiàn)鈧（類硼）3．溫克爾（德國）1885年發(fā)現(xiàn)鍺（類硅）三、周期律在化學(xué)史上的意義

科學(xué)意義：（1）周期律的發(fā)現(xiàn)是繼原子價理論以后對龐雜的化學(xué)實驗資料的又一次大規(guī)模的綜合，把有關(guān)化學(xué)知識納入到一個比較完整的自然體系，形成一門系統(tǒng)的科學(xué)，有利地推動了化學(xué)和其它學(xué)科的發(fā)展。（2）元素周期律的建立深刻地揭示了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，表明元素并不是孤立的，而是處于一個具有內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一體中，有著系統(tǒng)的分類體系；（3）元素周期律的建立把看來是龐雜混亂的元素知識聯(lián)系綜合起來，并加以系統(tǒng)化，使人們對元素概念的認識產(chǎn)生了新的飛躍和深化，有利地推動了化學(xué)的發(fā)展。

實踐意義：（1）有利地指導(dǎo)著化學(xué)實踐，使人們擺脫了尋找元素的盲目性，促進了新元素的迅速發(fā)現(xiàn)。（2）周期律又成了人類探尋自然界周期發(fā)展的鑰匙。哲學(xué)意義：證明了辯證唯物主義中的質(zhì)量互變規(guī)律，表明化學(xué)元素發(fā)展的趨勢是從肯定到否定，再到否定之否定的波浪式、螺旋式、周期性向前發(fā)展的。

恩格斯對門捷列夫周期律的發(fā)現(xiàn)給予很高的評價，他指出“門捷列夫不自覺地應(yīng)用黑格爾的量轉(zhuǎn)化為質(zhì)的規(guī)律，完成了科學(xué)上的一個勛業(yè)，這個勛業(yè)恐怕可以和勒維列計算尚未知道的行星海王星的軌道的勛業(yè)居于同等地位。”門捷列夫晚年局限：（1）認為自然界沒有飛躍，是連續(xù)的，否認電子的存在和原子可分性。（2）預(yù)言有比氫更輕的元素，至今沒發(fā)現(xiàn)。第八章物理化學(xué)的崛起

物理化學(xué)是自然科學(xué)中形成的第一門邊緣學(xué)科，是物理和化學(xué)的交叉學(xué)科。

“物理化學(xué)”這個術(shù)語是18世紀(jì)中葉俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫（先驅(qū)）首先提出的。

作為一門獨立的學(xué)科，通常認為是在1887年德國化學(xué)家奧斯特瓦爾德（W·Ostwald）和荷蘭的范霍夫共同創(chuàng)辦《物理化學(xué)雜志》時才真正建立起來的（物理化學(xué)確立的標(biāo)志）。

物理化學(xué)三劍客第一節(jié)電解定律的發(fā)現(xiàn)

一、定性研究階段

尼科爾森（WNicholson）電解水成功，戴維用電解法發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素定性地研究了電和物質(zhì)，電運動以及化學(xué)運動之間的關(guān)系，為電化學(xué)

的創(chuàng)建開拓了道路。二、定量研究階段戴維的助手、實驗物理學(xué)家法拉第，電化學(xué)的開拓者、奠基人，電解定律的發(fā)現(xiàn)者，把電化學(xué)建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上。

1834年，《關(guān)于電的實驗研究》提出了很多重要概念，首次明確地定義了“電解質(zhì)”、“陽極”、“陰極”、“離子”、“陽離子”、“陰離子”等概念。第二節(jié)電離理論的建立

對溶液性質(zhì)及其規(guī)律性的研究，推動了溶液理論的發(fā)展。1886—1890年，法國化學(xué)家拉烏爾總結(jié)出了稀溶液的拉烏爾定律。1748年，諾勒用膀胱做半透膜發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象。1827年，法國生理學(xué)家杜特羅夏首先定量測定了滲透壓。1877年，德國植物學(xué)家浦菲弗在實驗中發(fā)現(xiàn)pV=kT

在研究溶液性質(zhì)的同時，人們不斷的探討著說明這些性質(zhì)的理論根據(jù)。

爭論：離子是自動產(chǎn)生的還是通電以后產(chǎn)生的？1883年，25歲的阿侖尼烏斯在博士論文中提出自動離解的思想。問題：為什么帶有相反電荷的離子不能成對的結(jié)合？

為什么液體蒸發(fā)時，蒸發(fā)出來的是液體分子，而不是離子？等等。

阿侖尼烏斯不斷地實驗充實自己的理論，強調(diào)離子和原子的不同。

1887年發(fā)表了《關(guān)于溶質(zhì)在水中的離解》，文中提出了電離度，凡不遵守范霍夫公式的溶液都是能導(dǎo)電的酸、堿、鹽，因為這些溶液中，分子可以離解為離子，使粒子數(shù)增加了，所以要乘上校正系數(shù)i，通過實驗得到的i值與公式中的i值非常符合，這非常有力地說明電離理論的正確，使人們看到了電離理論的巨大成功。

阿侖尼烏斯得到了范霍夫和奧斯特瓦爾德為代表的少數(shù)人但卻強有力的支持。奧斯特瓦爾德和范霍夫創(chuàng)辦了《物理化學(xué)雜志》宣傳電離理論等新理論，范霍夫還把電離理論譽為物理化學(xué)中的一次革命。致使奧斯特瓦爾德、范霍夫和阿侖尼烏斯被稱為當(dāng)時物理化學(xué)上的“三劍客”。

克列維坦白地承認，他當(dāng)時缺乏認識，他說：“這個新理論也曾遭到不幸，無人知道該把它們置于何地，化學(xué)家不認為這些是化學(xué)，物理學(xué)家也不認為他們是物理學(xué)，事實上，它們是物理學(xué)和化學(xué)之間的一座橋梁?！?/p>

第三節(jié)化學(xué)過程的研究

一、質(zhì)量作用定律與化學(xué)平衡1775年,瑞典化學(xué)家貝格曼曾列出一個化學(xué)親和力表,認識到試劑的數(shù)量對反應(yīng)結(jié)果的影響。1801年，法國貝托雷指出化學(xué)可以達到平衡狀態(tài)，已經(jīng)看出是一種動態(tài)平衡。1850年，法國化學(xué)家威廉米用旋光儀研究蔗糖水解問題，發(fā)現(xiàn)酸量、糖量及溫度對反應(yīng)速率的影響。1861—1863年，法國化學(xué)家貝特羅和圣·吉爾研究醋酸和乙醇的酯化反應(yīng)和逆反應(yīng)——皂化（水解）反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)正、逆反應(yīng)都不完全，得出了反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)式。1864年挪威應(yīng)用數(shù)學(xué)家古德貝格和化學(xué)家瓦格在前人工作的基礎(chǔ)上，大量實驗，提出質(zhì)量作用定律。二、化學(xué)與熱力學(xué)的結(jié)合

1869年，由霍斯特曼（德國）開始，化學(xué)家們逐步把熱力學(xué)的成果引入化學(xué)研究中。1873年，霍斯特曼把熵的概念引入化學(xué)。1882年，赫姆霍茲引入自由能的概念。1884年，范霍夫提出動態(tài)平衡原理，同年，法國勒·夏特列在更普遍的意義上提出了這一原理。在化學(xué)熱力學(xué)形成過程中，吉布斯（J·W·Gibbs）做出了突出貢獻。三、化學(xué)動力學(xué)

1884年，范霍夫把化學(xué)動力學(xué)和熱力學(xué)區(qū)別開來，這是物理化學(xué)在不斷完善過程中的一個進步。范霍夫區(qū)別了反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)的不同。阿侖尼烏斯提出了溫度對反應(yīng)速率影響的阿侖尼烏斯公式。1881年，奧斯特瓦爾德開始研究催化，對催化作用和催化劑提出了解釋，由于對催化研究成果卓著獲1909年的諾貝爾獎。物理化學(xué)的崛起在科學(xué)上的意義（1）對傳統(tǒng)化學(xué)研究方法的一次沖擊，暴露了近代化學(xué)家在研究方法和思維方式上的局限性；（2）為物理學(xué)的原理和方法引入化學(xué)研究建立了良好開端；（3）為克服化學(xué)家在研究方法和思維方式上的局限性起了積極作用?；瘜W(xué)家和物理學(xué)家的區(qū)別

（1）化學(xué)家強調(diào)有機化學(xué)的非定量推理方法，輕視數(shù)學(xué)方法的廣泛運用，而物理學(xué)家則十分注重數(shù)學(xué)的應(yīng)用，這恰恰是精密科學(xué)的顯著特征；（2）化學(xué)家比較注重具體物質(zhì)的研究，而不注重理想條件下物質(zhì)一般規(guī)律的研究，而物理學(xué)家千方百計把具體物質(zhì)抽象為各種理想的模型，然后再加以研究（他們意識到理想狀態(tài)下的物質(zhì)的特性及其規(guī)律性更有普適性）;（3）近代化學(xué)家重視和推崇基于化學(xué)實驗的經(jīng)驗歸納法，而不太重視和不善于運用演繹法，而物理學(xué)家則相反。第九章化學(xué)工業(yè)的繁榮

第一節(jié)近代化學(xué)工業(yè)的興起一、近代化學(xué)工業(yè)的初建時期——無機化學(xué)工業(yè)

無機化學(xué)工業(yè)，18世紀(jì)中葉開始發(fā)展起來的，與英國紡織工業(yè)相關(guān)，需要漂白、染色技術(shù)。主要標(biāo)志：三個重大技術(shù)（1）1746年，英國羅巴克（J·Roebuck）的鉛室硫酸法。（2）1788年，法國勒布蘭（N·Leblanc）的制堿法。1841年在英國工業(yè)化。（3）1798年，泰昂特的漂白粉法。二、近代化學(xué)工業(yè)的形成時期

——合成化學(xué)工業(yè)

（4）英國菲利浦斯（Philips）提出接觸法生產(chǎn)硫酸的方法，把物理化學(xué)的方法應(yīng)用于實際。（5）比利時索爾維（E·Solvay）（工業(yè)化學(xué)家）發(fā)明氨堿法，1862年工業(yè)化。（6）李比希

1840年后，提出合成肥料理論，1842年，英國建磷肥廠。1855年，德國建磷肥廠。1860年以后，N、P、K三種肥料的生產(chǎn)技術(shù)大發(fā)展。第二節(jié)合成化學(xué)工業(yè)的到來

1870年以后，以德國為中心建立起來了有機合成工業(yè)。一、采用經(jīng)驗方法合成階段此階段不能定向合成，沒有化學(xué)結(jié)構(gòu)知識，方向盲目，通過實驗摸索合成。

AW霍夫曼，從煤焦油中提取苯胺，成為向化學(xué)工業(yè)過渡的橋梁。

帕金要合成奎寧沒有成功卻意外地得到苯胺紫染料

1875年，帕金又發(fā)現(xiàn)合成香豆素的方法，這是香料工業(yè)的開始。

1858年，霍夫曼研究成功叫“堿性品紅”的紅色染料；

1860年，霍夫曼研究成功藍色染料——苯胺藍。

二、理論指導(dǎo)下的合成

在經(jīng)典有機結(jié)構(gòu)理論建立以后，有了理論指導(dǎo)和根據(jù)。德國合成染料工業(yè)雖然起步比英國晚10年，但是因為有一批人才（李比?！S勒、凱庫勒—霍夫曼），僅用了不到5年的時間就趕上并超過了英國。1885年前后，德國成立了拜爾染料公司等6家企業(yè)。1869年，合成茜素，1882年合成靛藍等。拜爾因?qū)τ袡C染料和芳香族化合物的研究而獲得1905年諾貝爾化學(xué)獎。

1886—1900年，6家德國公司共取得946項專利。1800年，德國染料生產(chǎn)占世界一半，1896年占世界70%，1900年達80—90%，在19世紀(jì)與20世紀(jì)之交，德國完全壟斷了世界染料市場，為國家賺取了大量外匯。由于德國化學(xué)工業(yè)在經(jīng)濟上做出了巨大貢獻，使19世紀(jì)70年代的德國成為化學(xué)工業(yè)中心。到1895年，在經(jīng)濟上已超過英國而成為資本主義國家中的后起之秀。是什么原因使英國落后于德國？

（1）英國素有保守傾向，過分抓住舊有的無機化學(xué)工業(yè)不放，對新興的有機合成工業(yè)重視不足，而德國非常重視；（2）研究隊伍小，后繼無人，使帕金找不到合適的助手而放棄研究，退休。而德國有李比?！S勒、凱庫勒—霍夫曼為代表的有機化學(xué)研究隊伍，不僅在理論研究上占有領(lǐng)先地位，又與生產(chǎn)中急需解決的問題緊密結(jié)合，搶占了有機化學(xué)領(lǐng)域，使其迅速變?yōu)樯a(chǎn)力。（3）一些社會因素。1871年德意志帝國統(tǒng)一，加強擴軍備戰(zhàn)，促使化學(xué)工業(yè)研制加強。

1890年，德國化學(xué)家有101人，而英國只有51人；

1920年，德國化學(xué)家有4000人，大學(xué)畢業(yè)占84%；而英國只有1500人，大學(xué)畢業(yè)的只占34%，其中一半還是在國外上的大學(xué)，可見英國教育的落后給經(jīng)濟發(fā)展帶來致命的打擊。

三、炸藥的研制

在煤化學(xué)工業(yè)興起的同時，瑞典化學(xué)家諾貝爾經(jīng)過長期苦心研究發(fā)明了炸藥，后來又發(fā)明了安全無煙火藥。

諾貝爾，瑞典化學(xué)家，一生發(fā)明很多，共獲255種專利，獲利30億瑞典幣。（貝爾塔評價）“知無不能，能無不精。始終得不到別人了解和同情。”

四、化學(xué)肥料工業(yè)

合成氨的意義：（1）理論對實踐的指導(dǎo)，理論對實踐的推動作用；（2）催化技術(shù)的應(yīng)用，顯示了催化劑的巨大威力，為催化劑的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；（3）開創(chuàng)了化工高壓技術(shù)，為開辟其它化學(xué)新工藝提供了范例。

第三節(jié)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的飛躍

一、塑料工業(yè)1909年，美國貝克蘭（L·Beakeland）制成塑料，被命名為“貝克蘭塑料”（酚醛塑料），1910年建廠，正式投產(chǎn)。30—50年代，是塑料工業(yè)迅速發(fā)展的時期。50—60年代，特種塑料形成規(guī)模。二、合成纖維1935年，美國青年化學(xué)家卡羅瑟斯（留德）制成聚酰胺長纖維，卡羅瑟稱它為“聚合66”，并定名為“尼龍”。各種新合成的纖維不斷出現(xiàn)，其中特種合成纖維具有重要意義。如，光導(dǎo)纖維。

三、合成橡膠1925年，硫化橡膠。30年代發(fā)展起來的。四、功能高分子材料工業(yè)利用無機材料的光、電、聲、磁等性能，70年代開始發(fā)展，成為化學(xué)工業(yè)的一個重要領(lǐng)域。日本學(xué)者：松田逞詮曾描繪“新化學(xué)工業(yè)”、“新化學(xué)化文明”21世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)社會的圖景：新化學(xué)社會。

第十章化學(xué)的電子時代

此時期是現(xiàn)代化學(xué)時期?；瘜W(xué)是借助于物理學(xué)進入到現(xiàn)代的。標(biāo)志：量子化學(xué)的建立是化學(xué)進入到現(xiàn)代的標(biāo)志。19世紀(jì)末20世紀(jì)初發(fā)生的物理學(xué)革命，將整個自然科學(xué)推進到一個新的歷史階段——現(xiàn)代科學(xué)階段。（背景）：一、技術(shù)進入了電器時代在人類歷史上第二次技術(shù)革命，以電機為標(biāo)志，電話、電報、電機等廣泛使用。第一次技術(shù)革命，蒸氣機為標(biāo)志。

二、科學(xué)進入了綜合時代（科學(xué)進入了全面發(fā)展、繁榮時代）科學(xué)的發(fā)展從搜集整理材料到綜合材料，物理學(xué)已形成完整的理論體系，力學(xué)、電磁學(xué)都如此。到二十世紀(jì)40年代，信息論、控制論產(chǎn)生。三、社會進入了管理時代西方壟斷資本主義的產(chǎn)生，黑格和摩爾根集團設(shè)立研究部門，將心理學(xué)引入企業(yè)，形成管理科學(xué)。科學(xué)的社會化，社會的科學(xué)化。建立貝爾實驗室、愛迪生研究所，政府過問科學(xué)。個人、小部門的研究已經(jīng)不可能。

自然科學(xué)領(lǐng)域，物理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)新三大發(fā)現(xiàn)：

1895年，德國物理學(xué)家倫琴（W·K·Rontgen）發(fā)現(xiàn)X射線；

1897年，英國物理學(xué)家湯姆遜（J·J·Thomson）發(fā)現(xiàn)電子；1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性(1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素)。新三大發(fā)現(xiàn)揭開了現(xiàn)代物理學(xué)的序幕。

觀念變化：（1）最小的質(zhì)點（原子不可分）；（2）不變的質(zhì)量；（3）絕對時空；（4）運動的連續(xù)性（量子的）；（5）機械運動是唯一的；（6）決定論的觀點（幾率解釋）。

機械論的自然觀完全被打破。遠離人們的直接經(jīng)驗。

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)理論的演化一、西瓜模型

1904年湯姆遜提出的，也叫面包加葡萄干模型。二、有核模型（行星式模型）

1911年盧瑟福提出的。三、半量子化模型

1913年波爾提出的。四、波動力學(xué)模型

1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤提出的。

1927年，海特勒和倫敦把量子力學(xué)引入化學(xué)用于解釋氫光譜——量子化學(xué)誕生的標(biāo)志。（1927年）原子結(jié)構(gòu)模型的提出經(jīng)歷了四個階段，每一個階段都更接近客觀真理。第二節(jié)元素周期律的新探索

門捷列夫所建立的化學(xué)元素周期律存在著四處顯著的矛盾：（1）稀有氣體的位置問題；（2）元素周期表中三個“倒置”問題

K（39）——Ar（40）、Ni（58.69）——Co（58.93）、

I（126.9）——Te（127.6））；（3）鑭系元素和錒系元素的排列問題；（4）原子量的小數(shù)問題。

門捷列夫的元素周期表沒給稀有氣體留位置。拉姆塞圓滿地解決了這個問題，

把稀有氣體作為一族，

完整地插入周期表中典型金屬元素和典型非金屬元素之間。

英國青年物理學(xué)家莫斯萊從研究X射線入手，發(fā)現(xiàn)不同元素所產(chǎn)生的X射線的波長不同，發(fā)現(xiàn)：把各種元素按所產(chǎn)生的特征X射線的波長排列起來。其排列次序和元素在周期表中的排列次序完全一致，這個排列序數(shù)叫元素的原子序數(shù)。說明化學(xué)元素周期表不是按原子量由小到大排列的結(jié)果，而是按原子序數(shù)的遞增排列的結(jié)果。1920年，查德威克證實，元素的原子序數(shù)在數(shù)值上恰好等于它的核電荷數(shù)。闡明了周期律的本質(zhì)。

1905年，維爾納把當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的12個鑭系元素排列在一起，讓它們在周期表的下面排成一行，表示在周期表中共占一個位置。同時還留了三個空位，表示鑭系共有15個元素。至此，鑭系元素的位置就初步確定了。1946年，美國物理學(xué)家西伯格（G·T·Seaberg）提出了錒系理論，使錒系元素的位置確定下來。盧瑟福的助手索迪發(fā)現(xiàn)了同位素（獲1921年諾貝爾化學(xué)獎），每一種元素都有比例不同的兩種以上的同位素，把它們的不同比例加以平均時原子量出現(xiàn)了小數(shù)。第三節(jié)核化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展

一、核化學(xué)的產(chǎn)生

法國物理學(xué)家貝克勒爾（A·H·Becquerel）發(fā)現(xiàn)鈾的放射性。天然放射性。

居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素Po、Ra。

盧瑟福才是核化學(xué)的真正始祖。1919年，他用α粒子轟擊氮核：

24He+714N→817O+11H

這是人類歷史上第一次人工核反應(yīng)，化學(xué)向更深層次發(fā)展的里程碑，標(biāo)志核化學(xué)的真正誕生。

盧瑟福寫了《現(xiàn)代煉金術(shù)》。盧瑟福認為：氫是原子核的組成單位，稱為“質(zhì)子”、“第一個”、“最重要”的意思。1920年，盧瑟福講演提出了可能存在一種中性粒子的假說。盧瑟福發(fā)現(xiàn)了原子核、質(zhì)子，預(yù)言了中子，第一個實現(xiàn)了人工核反應(yīng)，被人們稱為“核化學(xué)之父”。

二、核化學(xué)的發(fā)展

1．輕核聚變

約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊B、Al、Mg：

1327Al+24He——1530P+01n（中子）

1530P——1430Si+e+

（正β射線）

1530P的半衰期只有3分15秒，自然界不存在。它是第一次利用外部的影響引起某些原子核的放射性——人工放射性。從而，開拓了人工獲得放射性元素的新途徑。

2．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

約里奧—居里搞清鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機理，在鈾核分裂的同時還放出1—3個中子，這些中子又能引起其它鈾核的裂變，使鈾核裂變反應(yīng)具有鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的特點，可以釋放出巨大的能量。

三、原子能的開發(fā)和利用

原子能早期利用主要是在軍事上，制軍事武器。匈牙利物理學(xué)家西拉德1933年就認識到這個問題。1942年12月，在費米領(lǐng)導(dǎo)下建造了世界上第一座反應(yīng)堆，首次實現(xiàn)了受控的的核反應(yīng)。這是人類真正進入原子能時代的標(biāo)志。1945年美制成三顆原子彈，1945年7月16日，在美國本土上試爆了第一顆原子彈，代號“瘦子”（4噸）。1945年8月3日，是《波茨坦公告》敦促日本投降的日子。8月6日，在廣島投下了“小男孩”。8月9日，在長崎（第二目標(biāo)，第一目標(biāo)：小倉）投下了“胖子”。造成了人類戰(zhàn)爭史上最大的慘案。

1949年蘇聯(lián)、1952年英國、1964年中國制成原子彈。1991年秦山核電站建成。1986年切爾諾貝利核電站管理混亂。核電站：共440座。在建核電站：107座。法國核電占79%，比利時60%，日本30%。核化學(xué)發(fā)展及應(yīng)用的啟示（1）核化學(xué)的產(chǎn)生是人類對物質(zhì)層次認識史上的一次偉大革命,它徹底摧毀了原子不可分的傳統(tǒng)觀念；（2）科學(xué)的權(quán)威也只是人類認識歷史長河中的一個“關(guān)節(jié)點”，它并不結(jié)束認識，而總是通向更高權(quán)威的階梯；（3）標(biāo)志著人類認識客觀世界的新層次，因此豐富了辯證唯物主義關(guān)于物質(zhì)無限可分的思想，更進一步解放了人們的思想觀念?？茖W(xué)與人類進步

核武器的發(fā)明與使用又說明，科學(xué)的進步推動了人類的進步，但是在一定歷史條件下，它也對人類構(gòu)成了威脅，而戰(zhàn)爭威脅著人類的生存，在一定社會條件下，它又促進了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。我們應(yīng)該歷史地辨證地看待科學(xué)發(fā)展中的一切。第十一章量子化學(xué)的新篇章

量子化學(xué)的誕生是半經(jīng)驗、半描述性化學(xué)向理論化學(xué)過渡的標(biāo)志。（1）是量子力學(xué)應(yīng)用于化學(xué)的結(jié)果（邊緣學(xué)科）；（2）是現(xiàn)代化學(xué)理論的重大突破；（3）是現(xiàn)代化學(xué)重要的理論工具；（4）是現(xiàn)代化學(xué)的標(biāo)志。

量子化學(xué)：理論部分和應(yīng)用部分。量子化學(xué)是物理化學(xué)的一個分支。它包括：基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究?；A(chǔ)研究包括：多體理論和計算方法。多體理論包括：密度矩陣?yán)碚摗⒒瘜W(xué)鍵理論、群論、多級微擾理論。計算方法指：休克爾分子軌道計算方法。應(yīng)用研究包括：分子結(jié)構(gòu)及性能、催化機理和表面化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)的分子的動力學(xué)。

第一節(jié)化學(xué)鍵電子理論的演化

一、電子發(fā)現(xiàn)前1．貝采里烏斯提出電化二元論，通過靜電吸引原子結(jié)合成分子。2．弗蘭克蘭1852年，提出化合價的概念。3．凱庫勒、布特列洛夫、范霍夫把化合價的概念推廣到有機化學(xué)中。4．庫帕建議在原子間放一短線表示鍵。5．范霍夫、勒貝爾提出空間結(jié)構(gòu)理論。

6．維爾納（瑞士化學(xué)家）1893年，在《無機化合物的組成》一文中，提出配位理論。提出了很多新的概念：主價、副價、內(nèi)界、外界、中心原子、配位原子等，解釋了配合物的性質(zhì)。提出配位理論時，維爾納僅26歲，所以他的理論和他的人一樣沒有受到重視。為無機化學(xué)的研究開辟了新的領(lǐng)域，獲得1913年的諾貝爾化學(xué)獎，“近代無機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的奠基人”，是“無機化學(xué)中的凱庫勒”。二、電子發(fā)現(xiàn)后1．阿培格

1904年，提出八數(shù)規(guī)則：任何一個元素一般都可以既有正價又有副價，最高正副價的絕對值之和為8，為后來的研究奠定了基礎(chǔ)。

特魯?shù)聫碾娮拥慕嵌日f明得失電子的規(guī)則，但沒有說明為什么是8。2．莫斯萊

1913年，提出原子序數(shù)，揭示了周期律的本質(zhì)。同年，波爾提出原子的量子模型，提出原子的電子層結(jié)構(gòu)，為量子力學(xué)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。3．柯塞爾

德國化學(xué)家

1916年，提出離子鍵的電子理論（化合價的電子理論）。路易斯

美國化學(xué)家（諾伊斯、海爾、加州理工學(xué)院）

1916年，提出共價鍵的電子理論。

朗繆爾，美國物理化學(xué)家。1919年，用波爾的動態(tài)原子模型發(fā)展了路易斯的理論。提出共享電子對“運動論”，原子可以單方面提供電子對，“授受鍵”或“配位鍵”。意義：（1）是對當(dāng)時化學(xué)經(jīng)驗性理論與原子結(jié)構(gòu)學(xué)說緊密結(jié)合取得的重大成果；（2）從電子層次上對無機化合物或有機化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)給予了協(xié)調(diào)一致的說明（把無機和有機統(tǒng)一起來）;（3）加速和促進了經(jīng)典化學(xué)向現(xiàn)代化學(xué)飛躍，是產(chǎn)生量子化學(xué)的必要準(zhǔn)備，為化學(xué)上物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，結(jié)構(gòu)化學(xué)的建立開辟了道路，為化學(xué)理論向縱深發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，并提供了可貴的思想材料。

第二節(jié)量子化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展

一、量子化學(xué)的創(chuàng)建時期

1927年，德國化學(xué)家海特勒和德籍英國化學(xué)家倫敦運用量子力學(xué)方法研究氫分子獲得成功，創(chuàng)立了量子化學(xué)，以后，人們試圖解釋復(fù)雜原子結(jié)構(gòu)。1．現(xiàn)代價鍵理論試圖揭示共價鍵本質(zhì)。

鮑林、斯萊特20世紀(jì)30年代提出雜化軌道理論。鮑林的工作（貢獻）

鮑林美國化學(xué)家（1）首先提出化學(xué)鍵可能有一種混合特性，即既含有離子性和共價性；（2）第一個提出電負性概念，并確定了元素的電負性值；（3）把“共振”這個術(shù)語用于化學(xué)鍵理論（4）首先提出氫鍵在本質(zhì)上和程度上與共價鍵以及范德華力不同；（5）第一個提出蛋白質(zhì)分子具有螺旋結(jié)構(gòu)。

鮑林，獲得1954年諾貝爾化學(xué)獎，并于1962年獲諾貝爾和平獎。1955年他與愛因斯坦等人呼吁科學(xué)家反對毀滅性武器。1957年他起草了“科學(xué)家反對核試驗宣言”，有49個國家11000余名科學(xué)家簽了名。同年他又發(fā)表《不要再有戰(zhàn)爭》一文。特點：（1）重視實驗，強調(diào)經(jīng)驗知識，但他又深信理論的作用，重視理論思維；（2）努力以自己的專長來選擇課題,開展研究。

2．分子軌道理論

1928年，德國化學(xué)家洪特、美國化學(xué)家密立根用量子力學(xué)原理解釋分子光譜實驗資料發(fā)展起來的。把分子看成是一個整體。提出一些概念：成鍵軌道、反鍵軌道等。二、量子化學(xué)的發(fā)展時期

50年代后發(fā)展起來的。

主要特點：從靜態(tài)到動態(tài)，從研究分子的靜態(tài)到研究分子的動態(tài)。福井謙一（日本）提出前線軌道理論，標(biāo)志著人類從認識原子軌道的行為進而認識分子軌道的行為。RH霍夫曼（德國）和伍德沃德（美國）提出分子軌道對稱守恒原理。

福井謙一與霍夫曼共同獲得1981年的諾貝爾化學(xué)獎。

伍德沃德美國化學(xué)家，有機化學(xué)大師，1965年諾貝爾化學(xué)獎得主。(1)合成了皮質(zhì)酮、馬錢子堿、利血平、葉綠素等許多有機物；(2)確定了金霉素、土霉素、河豚毒素等化合物的結(jié)構(gòu)；(3)發(fā)現(xiàn)了以他名字命名的伍德沃德反應(yīng)和伍德沃德試劑；(4)獨立提出二茂鐵的夾心結(jié)構(gòu)。(5)與瑞士學(xué)者埃申莫塞合作，領(lǐng)導(dǎo)19個國家的100多位化學(xué)家歷時11年，完成了維生素B12的全合成；(6)與霍夫曼共同提出分子軌道對稱守恒原理。

理論與實驗（實踐）的關(guān)系理論與實驗是密切不可分割的，實驗要以理論作為基礎(chǔ)和指導(dǎo)，實驗的成果又豐富和發(fā)展了理論。如果離開實驗，理論就缺乏生命力；如果離開理論指導(dǎo)，實驗就會陷入盲目的摸索。只有理論和實驗密切配合，才能促進科學(xué)的發(fā)展。

1929年建立了晶體場理論。1952年建立了配位場理論。關(guān)于量子化學(xué)的應(yīng)用研究，目前在下面幾個方面表現(xiàn)比較突出：（1）研究分子結(jié)構(gòu)及性能，目前已發(fā)展到對分子的激發(fā)態(tài)和不穩(wěn)定分子進行量子化學(xué)計算；（2）研究化學(xué)反應(yīng)的分子的動力學(xué)，主要是計算位能面，探索反應(yīng)途徑，研究微觀反應(yīng)幾率，計算反應(yīng)速率等；（3）研究表面化學(xué)和催化機理；（4）研究各種新型化合物的結(jié)構(gòu)；（5）研究藥物與生物分子的結(jié)構(gòu)與性能。

第十二章現(xiàn)代化學(xué)的全面發(fā)展

第一節(jié)無機化學(xué)的新領(lǐng)域

無機化學(xué)的主要學(xué)科分支：元素?zé)o機化學(xué)（稀有元素化學(xué)、稀土元素化學(xué)、多酸化學(xué)）、固體無機化學(xué)、配位化學(xué)、生物無機化學(xué)、物理無機化學(xué)（物理理論指導(dǎo)無機合成）。

一、稀有元素方面

分為三類：稀有高熔點金屬、稀有分散金屬、稀土金屬（鑭系元素）：稀土元素包括鈧、釔和鑭系元素共17種。分離困難，從發(fā)現(xiàn)第一個稀土元素釔（1794年）算起，共經(jīng)歷了150年，留下了幾千位化學(xué)家的足跡，才完成稀土元素的發(fā)現(xiàn)。

二、無機（非金屬）材料

傳統(tǒng)的無機（非金屬）材料是陶瓷、玻璃、水泥和石棉等。由于這些材料中都含有二氧化硅的化合物，一般又稱硅酸鹽材料。無機材料是基本建設(shè)、冶金、化工、水電等部門不可缺少的物資，另外，石墨、金剛石等在原子能、鉆探等技術(shù)中也有應(yīng)用。當(dāng)前，無機材料的發(fā)展可以概括為二個方向：其一,是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料更新?lián)Q代，例如，以氮化硅、碳化硅為基礎(chǔ)的非氧化物材料，比金屬耐磨，且比金屬材料耐熱。其二，是利用無機材料的光、電、聲、磁等性能，發(fā)展功能和信息材料。第二節(jié)有機化學(xué)的新時代

19世紀(jì)末以來，有機化學(xué)的發(fā)展速度是空前的，規(guī)模是前所未有的，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)有機化學(xué)、分析有機化學(xué)、天然有機化學(xué)、元素有機化學(xué)、金屬有機化學(xué)、和物理有機化學(xué)等有機化學(xué)的分支，還有與有機化學(xué)相關(guān)的或是以有機化學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科，如，分子生物學(xué)、生物化學(xué)、石油化學(xué)、有機高分子化學(xué)等。有機化學(xué)的分支發(fā)展迅速金屬有機化學(xué)：1912年，法國化學(xué)家格利雅因發(fā)現(xiàn)格利雅試劑和格利雅反應(yīng)而榮獲諾貝爾化學(xué)獎，薩巴蒂因發(fā)現(xiàn)不飽和有機物金屬催化氫化反應(yīng)而分享了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎。元素有機化學(xué)：德國化學(xué)家齊格勒和意大利化學(xué)家納塔因發(fā)現(xiàn)金屬有機催化烯烴定向聚合而分享了1963年的諾貝爾化學(xué)獎。德國化學(xué)家恩斯特·費歇爾和英國化學(xué)家威爾金森由于各自獨立闡明夾心金屬有機化合物的結(jié)構(gòu)而分享了1973年的諾貝爾化學(xué)獎。

美國化學(xué)家利普斯科姆因?qū)τ袡C硼化合物結(jié)構(gòu)的研究而獲1976年的諾貝爾化學(xué)獎。美國化學(xué)家布朗和德國化學(xué)家維蒂希由于分別發(fā)展了硼化合物和硼氫化反應(yīng)以及有機磷化合物和維蒂希反應(yīng)而共享了1979年的諾貝爾化學(xué)獎。美國化學(xué)家陶布因為在金屬配合物電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)機理研究方面的貢獻而榮獲1983年的諾貝爾化學(xué)獎。

20年8位在同一個三級學(xué)科獲獎。

元素有機化學(xué)與理論化學(xué)、合成化學(xué)、催化、配位化學(xué)、生物無機化學(xué)、高分子化學(xué)交織在一起。

20世紀(jì)以來有機合成的發(fā)展有三大特點：

一是原料來源多樣化，二是有機合成范圍在不斷擴大，三是合成的方法、途徑和技術(shù)有了較大的發(fā)展。這些特點使有機合成發(fā)展得相當(dāng)迅速，以至于達到了只要需要，大多數(shù)就能生產(chǎn)出來的水平。第三節(jié)分析化學(xué)的現(xiàn)代化

分析化學(xué)的起源可追溯到煉金術(shù)時期。16世紀(jì)出現(xiàn)了第一個使用天平的試金實驗室，使分析化學(xué)開始賦有科學(xué)的內(nèi)涵。19世紀(jì)末，分析化學(xué)基本上由鑒定物質(zhì)組成的定性手段和定量技術(shù)所組成，主要使用化學(xué)方法。

分析化學(xué)是在19世紀(jì)才真正成為一門科學(xué)。拉瓦錫的氧化學(xué)說確立以后，近代原子論等各種新學(xué)說及化學(xué)基本定律紛紛提出，爭論激烈。在這樣的歷史條件下，分析化學(xué)肩負起兩個重要的歷史使命：一是為生產(chǎn)的需要提供更可靠的分析方法，另一個是完善新學(xué)說。20世紀(jì)后分析化學(xué)的三次巨大變革

第一次在20世紀(jì)初，由于物理化學(xué)溶液理論的發(fā)展為分析化學(xué)提供了理論基礎(chǔ)，建立了溶液中四大平衡理論，使分析化學(xué)從一門技術(shù)進一步地發(fā)展成為一門科學(xué)；

第二次變革發(fā)生在二次大戰(zhàn)前后，物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，促進了分析化學(xué)中物理方法的發(fā)展，分析化學(xué)從以化學(xué)分析為主的經(jīng)典分析化學(xué)發(fā)展到儀器分析為主的現(xiàn)代分析化學(xué)；

從20世紀(jì)70年代末到現(xiàn)在，以計算機應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時代的來臨，給科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來巨大的沖擊，分析化學(xué)正處于第三次大變革時期。現(xiàn)代分析化學(xué)的特點

從傳統(tǒng)化學(xué)分析到物理化學(xué)分析；從單組分的分步分析到多組分的同步分析；從組成分析到結(jié)構(gòu)分析；從常量分析到超微量分析；從靜態(tài)分析到動態(tài)分析；從間接分析到直接分析；從近距離分析到遠距離分析；從破壞性分析到保護性分析；從單一手段到多種手段配合的多功能分析；從手工到自動化分析和數(shù)據(jù)處理等。

第四節(jié)物理化學(xué)的新進展

一、熱力學(xué)的發(fā)展20世紀(jì)，熱力學(xué)得到了兩方面的發(fā)展：一是把宏觀的經(jīng)典熱力學(xué)推進到完善階段，二是研究對象從可逆過程進入到不可逆過程，形成了不可逆過程熱力學(xué)。第一方面，熱力學(xué)第三定律得到證實，完善了經(jīng)典熱力學(xué)。第二方面，不可逆熱力學(xué)的發(fā)展，分為兩個階段：第一階段是線性不可逆熱力學(xué)。線性不可逆熱力學(xué)的奠基人盎薩格（Onsager）提出倒易關(guān)系，獲1968年諾貝爾化學(xué)獎。盎薩格是美籍挪威物理學(xué)家、化學(xué)家，耶魯大學(xué)理論化學(xué)教授。第二階段是非線性不可逆熱力學(xué)。普里高津（Prigogine）創(chuàng)立了耗散結(jié)構(gòu)理論，這是非線性不可逆過程熱力學(xué)的重要標(biāo)志。

二、溶液理論產(chǎn)生了多種理論，尚未統(tǒng)一。如，似晶格模型理論，半經(jīng)驗、定性的，適用于非電解質(zhì)溶液。離子互吸學(xué)說，半經(jīng)驗，適用于強電解質(zhì)溶液。三、電化學(xué)方面理論方面：1、形成了電極電位理論，2、雙電層結(jié)構(gòu)的提出。應(yīng)用方面：1、1954年用半導(dǎo)體硅制成了第一個太陽能電池，現(xiàn)用于宇宙飛行。2、用電化學(xué)方法進行有機合成，可得到高質(zhì)量的聚合物。四、膠體化學(xué)和表面化學(xué)的重大發(fā)展第五節(jié)生物化學(xué)的新突破

生物化學(xué)是一個重要的交叉科學(xué)。它的產(chǎn)生和發(fā)展可劃分為四個階段：第一個階段是零散知識的積累時期，第二個階段是生理化學(xué)時期，第三個階段是生物化學(xué)誕生并從整體水平上的研究時期，第四個階段是分子水平時期。

18世紀(jì)前，關(guān)于生命機體，人們只獲得了一些零散知識，這就是零散知識的積累階段。18世紀(jì)后期到19世紀(jì)前期，化學(xué)已形成比較系統(tǒng)的體系，生理學(xué)也發(fā)展成為獨立的學(xué)科，把生理問題和化學(xué)思想結(jié)合在一起，用化學(xué)來解釋生理現(xiàn)象，生理化學(xué)階段為生物化學(xué)的形成做了準(zhǔn)備。人們發(fā)現(xiàn)食物中含有糖、脂肪、蛋白質(zhì)，1836年，貝采里烏斯提出“蛋白質(zhì)”一詞。1842年，李比希出版了《生物化學(xué)》，他用化學(xué)理論闡述了動物生理和人體生理問題，對生物化學(xué)的形成起了巨大的作用。

19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，主要的科學(xué)成就是：1、科學(xué)家對酶有了進一步認識；2、提出了維生素的名稱，命名了維生素A、B、C、D；3、提取出了激素；4、發(fā)現(xiàn)了胰島素；5、提出抗生素學(xué)說。

這個階段的生物化學(xué)實際是用化學(xué)的觀點研究生物的生理問題。

20世紀(jì)初，E·費歇爾在蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究中做出了巨大的貢獻，他研究氨基酸，提出了蛋白質(zhì)的多肽結(jié)構(gòu)理論。20世紀(jì)20年代，美國化學(xué)工作者搞清了核酸的化學(xué)成分及其最簡單的基本結(jié)構(gòu)，弄清了核酸由四種不同的堿基所構(gòu)成，即腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。1929年，又確立了核酸有兩種：DNA、RNA。1953年，美國的沃森（Watson）和英國克里克（Crick）發(fā)表了《核酸的分子結(jié)構(gòu)》論文，提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立，是生物化學(xué)進入分子水平的標(biāo)志，奠定了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。1965年9月，我國首次合成了結(jié)晶牛胰島素。第十三章現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展趨勢

第一節(jié)現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的特點

化學(xué)從19世紀(jì)末到現(xiàn)在的發(fā)展，大體上經(jīng)歷了三個階段：第一階段是從19世紀(jì)末到20世紀(jì)20年代，科學(xué)家們提出了一些重要的先行理論；第二階段是從20年代到50年代，人們奠定和完善了許多基礎(chǔ)理論；第三階段是50年代后，化學(xué)越來越向微觀深入和橫向綜合的方向發(fā)展，并逐步實現(xiàn)了精確化和定量化?，F(xiàn)代化學(xué)的主要特點

一、實驗水平空前提高二、微觀領(lǐng)域研究深入開展三、數(shù)學(xué)化程度大大加強四、邊緣學(xué)科日益增多五、化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域異?；钴S

近代化學(xué)特點：描述性的、定性的、靜態(tài)的、宏觀的經(jīng)驗科學(xué)?，F(xiàn)代化學(xué)特點：微觀的、定量的、動態(tài)的理論科學(xué)。第二節(jié)現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的動力

一、來自社會發(fā)展的動力社會發(fā)展的需要不僅成了化學(xué)科學(xué)的產(chǎn)生和形成，而且推動著現(xiàn)代化學(xué)不斷發(fā)展。例如，鈾元素早在1841年就被發(fā)現(xiàn)了，可是直到20世紀(jì)40年代，在發(fā)現(xiàn)了鈾核裂變現(xiàn)象并確定其有可能成為巨大能源時，才形成了以鈾為主要對象的一個現(xiàn)代化學(xué)領(lǐng)域—核燃料化學(xué)。二、來自化學(xué)本身的動力化學(xué)學(xué)科新領(lǐng)域的開拓是推動現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的動力之一。第三節(jié)現(xiàn)代化學(xué)的前沿領(lǐng)域

一、現(xiàn)代化學(xué)的前沿領(lǐng)域

現(xiàn)代化學(xué)前沿可以分為基礎(chǔ)化學(xué)前沿和應(yīng)用化學(xué)前沿兩個方面。二、化學(xué)是推進社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素

化學(xué)的特點能夠使物質(zhì)變賤為貴，甚至變廢為寶。例如，19世紀(jì)的德國，依靠煤的化學(xué)加工技術(shù)，從當(dāng)時“一文不值”的“廢物”煤焦油中制出了染料、香料和藥物等幾十種貴重產(chǎn)品，使德國很快擺脫了貧窮境地，一躍而成為歐洲科學(xué)技術(shù)的中心和經(jīng)濟強國。又如，二次大戰(zhàn)后的日本，依賴于化學(xué)加工廉價而豐富的煤、水、空氣和石油等原料，制得了價格高昂的合成纖維等化工產(chǎn)品。

三、化學(xué)領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題

1、化學(xué)反應(yīng)性能

2、化學(xué)催化劑

3、生命過程的化學(xué)

化學(xué)領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題現(xiàn)代許多新化學(xué)材料的研制及加工方法，都依賴于對化學(xué)反應(yīng)性能的詳細了解和控制。化學(xué)催化劑在研制擴大新能源、能量轉(zhuǎn)化、環(huán)保和食品等方面的需要中起首要作用。當(dāng)前具有革命意義的一些生物問題，只有依靠化學(xué)才能提供分子水平的說明。很多重要問題要用化學(xué)的理論和方法說明和解決。這三個關(guān)鍵問題既是基礎(chǔ)理論問題，又是直接與應(yīng)用有關(guān)的重要問題，它們可以聯(lián)系并帶動現(xiàn)代化學(xué)前沿的發(fā)展，對化學(xué)未來的前景關(guān)系甚大。第十四章近代和現(xiàn)代的中國化學(xué)

一、歐洲近代化學(xué)的傳入

歐洲近代化學(xué)傳入中國，是在十九世紀(jì)中葉，那時鴉片戰(zhàn)爭剛失敗。一些先進的人們向西方學(xué)習(xí)，翻譯和介紹西方科學(xué)技術(shù)的書籍。

1855年在上海出版了一部英國人合信（Hobson）著的《博物新編》里面介紹了化學(xué)科學(xué)。我國化學(xué)家徐壽在1867—1844年間，譯出了好幾部化學(xué)書，有《化學(xué)鑒原》（無機及有機化學(xué)）六卷；《化學(xué)求數(shù)》（定量分析）八卷。他并在“格致書院”里建立化學(xué)實驗室。

《博物新編》共三集，內(nèi)容龐雜，包括天文、氣象、物理、動物各方面的內(nèi)容?；瘜W(xué)知識載于《博物新編》第一集，說“天下之物，元質(zhì)（即化學(xué)元素）五十有六，萬類皆有之而生”。這大概反映了西方十九世紀(jì)初期的水平。書中沒有引入西方的化學(xué)符號，內(nèi)容比較淺陋，沒有系統(tǒng)。書中介紹了氧（書中用“養(yǎng)氣”或“生氣”。氫氣（“輕氣”或“水母氣”），氮（淡氣），一氧化碳（“炭氣”）以及硫酸（“磺強水”或“火磺油”），硝酸（“硝強酸”或名“水硝油”），鹽酸（“鹽強水”）等的性質(zhì)和制備方法。除《博物新編》外，1866年京師同文館出版的《格致入門》中也有化學(xué)知識的介紹。

據(jù)現(xiàn)有資料，首先對西方化學(xué)知識作系統(tǒng)介紹的是我國化學(xué)家徐壽。徐壽，江蘇無錫人，他從合信的《博物新編》中學(xué)到一些化學(xué)知識，并且做了一些化學(xué)實驗。1861年由于他“能曉制造與格致”而被吸收到曾國藩手下作幕僚。1867年徐壽入上海江南制造局，對“船炮、槍彈多所發(fā)明，自制強水、棉花（即硝棉）、藥汞（雷汞）、炸藥”等等。但徐壽對近代中國技術(shù)發(fā)展的貢獻乃在于譯書，前后達十七年之久。徐壽編譯的書籍共13種，其中大多數(shù)是化學(xué)著作。《化學(xué)鑒原》（1817年）影響較廣，書中概述了一些化學(xué)基本原理和重要元素的性質(zhì)，對西方近代化學(xué)知識在我國的傳播起了很大的作用。

二、解放前舊中國的化學(xué)

我國于1916年建立了“地質(zhì)調(diào)查所“進行了廣泛的化學(xué)分析工作；

1923年建立了“黃?；瘜W(xué)研究所”，偏重化工方面，特別是海鹽利用的研究；

1928年“中央研究院”成立，設(shè)立化學(xué)研究所；1929年又成立了“北京研究院”設(shè)有化學(xué)研究所和藥物研究所。同時在二十世紀(jì)二十年代，大學(xué)開始建立，不少大學(xué)中設(shè)有化學(xué)系。在研究所和一大部分大學(xué)中進行著研究工作，其中不少是曾經(jīng)留學(xué)歐美的化學(xué)家。在二十世紀(jì)三十年代，中國化學(xué)學(xué)科有了一些發(fā)展，為我國化學(xué)打下一點基礎(chǔ)，與當(dāng)時的中國化學(xué)家的辛勤勞動分不開的。

中國化學(xué)會于1932年8月成立于南京，當(dāng)時的教育部為討論化學(xué)譯名、國防化學(xué)和大中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，召集丁緒賢等化學(xué)家45人在南京開會，會上發(fā)起籌組中國化學(xué)會，推舉王琎等三人起草組織選舉了陳裕光為中國化學(xué)會第一任會長。這個學(xué)會在大約廿年中，發(fā)表雜志（《中國化學(xué)會會志》、《化學(xué)》、《化學(xué)通訊》）和進行其他學(xué)術(shù)活動，對于中國的化學(xué)起了一定的作用。

1937年日本帝國主義者向我國發(fā)動全面進攻，我國的化學(xué)機構(gòu)大部分受到嚴(yán)重損失，遷往西南內(nèi)陸的部分勉強維持，沒有什么大的成就可言。在這時候，獨放異彩的要推1942年侯德榜的聯(lián)合制堿法的成功。

三、新中國成立后的中國化學(xué)

1949年中華人民共和國成立，同年成立“中國科學(xué)院”，作為全國科學(xué)事業(yè)的學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)核心。中國科學(xué)院在短短的八年期間由接管時不到二十個機構(gòu)增長到六十幾個機構(gòu)。在化學(xué)部門中有北京化學(xué)研究所，長春應(yīng)用化學(xué)研究所、上海有機化學(xué)研究所、上海藥物研究所和大連石油研究所，以后又增加了許多研究所，后又成立了環(huán)境保護研究所。如今由中國科學(xué)院直屬的與化學(xué)有關(guān)的研究所有幾十個。

四、中國的化學(xué)家侯德榜，莊長恭，曾昭倫黃子卿、傅鷹、趙承嘏、黃鳴龍、王琎、張子高、丁緒賢朱子清、袁翰清、戴安邦、高濟宇、孫承諤、蔣鳴謙、張青蓮、邢其毅

中國化學(xué)家侯德榜（1890—1974）福建閩侯人，1911年考入清華學(xué)堂，1913年赴美留學(xué)入麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)化工，其后在哥倫比亞大學(xué)研究院學(xué)習(xí)，并獲得博士學(xué)位。1921年回國應(yīng)范旭東邀請籌建永利堿廠，后任總工程師。解放前夕回國。1959年任化工部副部長。曾任全國科協(xié)副主席，中國化工學(xué)會理事長，主要論著有：《制堿》（1931）侯德榜常以“勤能補拙”勉勵青年。他認為外國人能做到的中國人也能做到。

中國化學(xué)家莊長恭教授（1894—1962）為我國有機化學(xué)的先驅(qū)，生于福建泉州，1921年畢業(yè)于美國芝加哥大學(xué)，19