化学革命：拉瓦锡、哈伯、特罗斯特

1、2021/3/111 化学革命：化学革命：拉瓦锡、哈伯、特罗斯特拉瓦锡、哈伯、特罗斯特 2021/3/112 化学史上的几次革命化学史上的几次革命 一般认为，一般认为，近代化学时期近代化学时期发生了五次重大的突破，使发生了五次重大的突破，使 得化学大厦牢固地确立起来。得化学大厦牢固地确立起来。 第一次第一次重大突破是重大突破是17世纪中期，世纪中期，波义耳波义耳提出了科学的提出了科学的 元素概念，把化学确立为科学。元素概念，把化学确立为科学。 第二次第二次是是18世纪下半叶，世纪下半叶，拉瓦锡拉瓦锡提出了燃烧氧化理论，提出了燃烧氧化理论， 建立了科学的化学燃烧理论，促进了化学的迅速发展。建立了

2、科学的化学燃烧理论，促进了化学的迅速发展。 第三次第三次是是19世纪上半叶原子世纪上半叶原子-分子论的建立。分子论的建立。 第四次第四次是是1824年，德国有机化学家年，德国有机化学家维勒维勒首先从无机物首先从无机物 人工合成了有机物人工合成了有机物尿素。尿素。 第五次第五次是是19世纪下半叶，俄国化学家世纪下半叶，俄国化学家门捷列夫门捷列夫在总结在总结 前人的基础上发现了元素周期律。前人的基础上发现了元素周期律。 2021/3/113 化学史上的几次革命化学史上的几次革命 在现代化学时期，革命性的标志人物与事件 也很多，尚未形成一致看法，但是哈伯关于合成 氨的贡献，以及特罗斯特关于原子经济性

3、与绿色 化学的贡献，从科技对人类文明发展进程的重大 影响上看，无疑是继拉瓦锡发起的氧化学说化学 革命之后的两次极为重要的化学革命，它们分别 深远地影响着人类历史的20世纪和21世纪。 2021/3/114 拉瓦锡拉瓦锡 A L Lavoisier（1743-1794） 成名于成名于“化学革命化学革命”， 牺牲于社会牺牲于社会“革命革命”！ 2021/3/115 法国法国律师律师家庭出身家庭出身爱好爱好化学化学20岁大学岁大学法学法学 系系毕业后当律师毕业后当律师“大城市照明大城市照明”征文获奖征文获奖放放 弃弃赚钱赚钱的律师职业的律师职业 一、拉瓦锡生平一、拉瓦锡生平 专攻化学专攻化学25岁岁

4、 法国科学院法国科学院院士院士 谋求谋求科研经费科研经费当征税当征税 官官1794年死于年死于 “法国大革命法国大革命” 自由带领人民 （1830） 2021/3/116 为建立实验室贷款五百万法郎入为建立实验室贷款五百万法郎入“包税公司包税公司”1789年法年法 国爆发革命国爆发革命1793年年革命委员会革命委员会下令逮捕下令逮捕“包税公司包税公司”所有所有 成员成员世界驰名的法国科学院院士拉瓦锡向革命委员会求情世界驰名的法国科学院院士拉瓦锡向革命委员会求情 不成，不成，主动入狱主动入狱 在入狱到被处死的在入狱到被处死的7个月中，他仍个月中，他仍痴迷于化学研究痴迷于化学研究，写了，写了8部部

5、 化学著作，意于将其贡献给后人化学著作，意于将其贡献给后人“情愿被剥夺一切，只要让情愿被剥夺一切，只要让 我当一名药剂师我当一名药剂师”遭新政府的拒绝遭新政府的拒绝 他请求缓刑几日，将正在进行的他请求缓刑几日，将正在进行的“汗汗”分泌研究完成分泌研究完成“ 我只请求给我一点时间，让我为祖国我只请求给我一点时间，让我为祖国多做一点贡献多做一点贡献”遭拒遭拒 绝绝 他主持的法国科学院和他创建的实验研究中心被封闭他主持的法国科学院和他创建的实验研究中心被封闭抗抗 议议以以“对抗新政府对抗新政府”而被罪加一等而被罪加一等 二、拉瓦锡之死二、拉瓦锡之死 2021/3/117 行刑前，律师又一次提醒法官顾

6、惜拉瓦锡的发明创造以及正行刑前，律师又一次提醒法官顾惜拉瓦锡的发明创造以及正 在建立起来的新科学，顽固而冷酷的法官粗鲁地回应：在建立起来的新科学，顽固而冷酷的法官粗鲁地回应：“共和共和 国不需要科学，只需要正义国不需要科学，只需要正义”。 结果，当时的结果，当时的极左政府极左政府也不顾许多著名科学家呼吁赦免他也不顾许多著名科学家呼吁赦免他 的请求，坚持以的请求，坚持以“超过法定数超过法定数4%的收入，谋取的收入，谋取6-10%的利润的利润”的的 罪行在罪行在1794年年5月月8日将拉瓦锡送上日将拉瓦锡送上断头台断头台。 其他原因其他原因学术上的学术上的“个人恩怨个人恩怨”：法国大革命中，第法国

7、大革命中，第 一个揭发攻击他的是雅各宾派领袖一个揭发攻击他的是雅各宾派领袖马拉马拉。马拉在革命前研究过。马拉在革命前研究过 燃烧学说，曾申请加入法国科学院，当时负责人拉瓦锡认定他燃烧学说，曾申请加入法国科学院，当时负责人拉瓦锡认定他 的关于火的特性的研究一书并无科学价值，断送了马拉的的关于火的特性的研究一书并无科学价值，断送了马拉的 科学家美梦。出于个人恩怨，马拉在人民之友上著文抨击科学家美梦。出于个人恩怨，马拉在人民之友上著文抨击 拉瓦锡是品行恶劣的阴谋家。虽然不久马拉被吉伦特派的支持拉瓦锡是品行恶劣的阴谋家。虽然不久马拉被吉伦特派的支持 者所杀，但是拉瓦锡的厄运并没有停止。者所杀，但是拉瓦

8、锡的厄运并没有停止。 二、拉瓦锡之死二、拉瓦锡之死 2021/3/118 除马拉外，拉瓦锡在科学界还有其他的“嫉妒者”他就是化学 家佛克罗伊。他本人也是科学院的院士，曾经是一位很早就同革命党人 的国会有着密切联系，并对科学院进行过迫害的神秘人物。他在危难之际， 也曾在多方面受到过拉瓦锡的保护，但是却反而施展诡计企图解散科学院， 直到最后动用了国会的暴力而达到了目的。 有人认为，拉瓦锡的一个不足之处是他在论文中常常不提或很少提及 别人的研究工作，这一点是与科学精神相违背的。这是否与其个人恩怨 有一定关系呢？ 总之，革命政权逮捕了包括拉瓦锡在内的征税组织成员，以惊人的 速度审判所有人并宣布死刑17

9、94年5月7日开庭审判，24小时内执行。 拉瓦锡对岳父耳语道：“放大胆些，这只不过一刹那的事，然后 就是永恒。” 他第四个登上断头台，泰然受刑而死 二、拉瓦锡之死二、拉瓦锡之死 2021/3/119 拉瓦锡死时仅拉瓦锡死时仅51岁，岁，一死惊天下一死惊天下：“他们可以一瞬间把他他们可以一瞬间把他 的头割下，而他那样的头，百年也许长不出一个来的头割下，而他那样的头，百年也许长不出一个来”（著名数学（著名数学 家家拉格朗日拉格朗日） 历史总是具有历史总是具有愚弄性愚弄性拉瓦锡死后，随着革命政府罗伯斯拉瓦锡死后，随着革命政府罗伯斯 庇尔的失败，法国终于为拉瓦锡举行了庄重和盛大的庇尔的失败，法国终于为

10、拉瓦锡举行了庄重和盛大的追悼会追悼会； 而且，而且，佛克罗伊佛克罗伊反过来对拉瓦锡表示悼念，还在追悼会上做了反过来对拉瓦锡表示悼念，还在追悼会上做了 歌功颂德的演讲。歌功颂德的演讲。 二、拉瓦锡之死二、拉瓦锡之死 就这样，就这样，狂热狂热过后，法国人终于懂得了过后，法国人终于懂得了 拉瓦锡的价值拉瓦锡的价值在他死后不到两年，巴黎在他死后不到两年，巴黎 就竖起了他的就竖起了他的半身塑像半身塑像。 2021/3/1110 科学与财富的关系 科学与政治的关系 科学家人品与学问的关系 拉瓦锡之死的拉瓦锡之死的直接原因直接原因是当过征税官，成为是当过征税官，成为“革命革命”的对的对 象象试想，假如当初不

11、试想，假如当初不放弃放弃富有的律师职业，何来如此杀富有的律师职业，何来如此杀 身之祸？但是，如果不是那个身之祸？但是，如果不是那个果断的放弃果断的放弃，何有化学史上，何有化学史上 的拉瓦锡及其的拉瓦锡及其“一死惊天下一死惊天下”？！？！ 除此之外，人们还对拉瓦锡之死除此之外，人们还对拉瓦锡之死别的因素别的因素进行了许多的进行了许多的 思考思考 二、拉瓦锡之死二、拉瓦锡之死 2021/3/1111 三、三、拉瓦锡化学革命拉瓦锡化学革命 法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为1818世纪科学世纪科学 发展史上最辉煌的成就之一。在这场革命中：发展史上最辉煌的成就

12、之一。在这场革命中： 他以雄辩的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达他以雄辩的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达 百年之久的百年之久的燃素说燃素说，建立了以氧为中心的，建立了以氧为中心的燃烧理论燃烧理论； 针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况，针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况， 拉瓦锡与他人合作制定出化学物质命名原则，创立了拉瓦锡与他人合作制定出化学物质命名原则，创立了化学物化学物 质分类质分类的新体系；的新体系； 根据化学实验的经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了根据化学实验的经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了质质 量守恒定律量守恒定律和它在化学中的运用。和它在化学中的运用。 这

13、些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，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。为近代化学的发展奠定了重要的基础。 2021/3/1112 1669年，燃素说创始人年，燃素说创始人贝歇尔贝歇尔 提出：提出： 可燃物可燃物 - 油土油土 = 石土石土 1703年，贝歇尔学生年，贝歇尔学生施塔尔施塔尔完完 善燃素说，善燃素说，改改“油土油土” 为为“燃素燃素” 化学革命的背景化学革命的背景 2021/3/1113 燃素说燃素说实例实例：（A）金属）金属 - 燃素燃素 = 煅灰；煅灰； （B）酒精）酒精 - 燃素燃素 = 水水 燃素说的燃素说的作

14、用作用：取代了炼金术：取代了炼金术燃素说整个十八世纪统燃素说整个十八世纪统 治了化学界治了化学界“兴是必要，衰是必然兴是必要，衰是必然” 燃素说的燃素说的矛盾矛盾： （A）式）式中燃素增重（即中燃素增重（即“负重量负重量”） （B）式）式中燃素减重（即中燃素减重（即“正重量正重量”） 化学革命的背景化学革命的背景 量的概念量的概念是拉瓦锡的是拉瓦锡的突破点突破点！ 2021/3/1114 利用利用天平天平进行研究是他突破燃素说的关键之一。进行研究是他突破燃素说的关键之一。 拉瓦锡的第一篇化学论文是关于拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏石膏成分的研究，成分的研究， 他用硫酸和石灰合成了石膏。他用硫

15、酸和石灰合成了石膏。 这次实验成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总这次实验成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总 结出了结出了质量守恒定律质量守恒定律。 质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实 验、思维和计算的基础。验、思维和计算的基础。 化学革命的基础化学革命的基础质量守恒定律质量守恒定律 2021/3/1115 舍勒舍勒（右图，资料见课本（右图，资料见课本人名索引人名索引）：1772年发现氧年发现氧 气，称之为气，称之为“火空气火空气”，不认为是一种元素。，不认为是一种元素。 普利斯特里普利斯特里：1774年发现氧气，受年发现氧气，受“燃素说燃素说”

16、 影响称之影响称之“脱燃素空气脱燃素空气”。 拉瓦锡拉瓦锡：1774年年10月月重复重复普利斯特里的实验普利斯特里的实验 （2HgO = 2Hg + O2），认为产生的气体是一种），认为产生的气体是一种 成酸的素成酸的素，命名为，命名为氧（氧（Oxygen）推翻了推翻了 “燃素说燃素说”，对燃烧作出了正确的解释，创立，对燃烧作出了正确的解释，创立 了了氧化学说氧化学说恩格斯恩格斯还是还是称他为称他为“真正真正发现发现 氧气的人氧气的人”。 拉瓦锡化学革命的武器拉瓦锡化学革命的武器燃烧氧化学说燃烧氧化学说 2021/3/1116 普利斯特里普利斯特里、瓦特瓦特、 卡文迪许卡文迪许、拉瓦锡都进行、

17、拉瓦锡都进行 了水的合成和分解实验，卡了水的合成和分解实验，卡 文迪许的实验最出色，但最文迪许的实验最出色，但最 正确解释的是正确解释的是拉瓦锡拉瓦锡。 水不是一种元素，是水不是一种元素，是“易易 燃空气燃空气”同氧的化合物；易同氧的化合物；易 燃空气也根本不是燃空气也根本不是“燃素燃素”， 是一种组成水的素，拉瓦锡是一种组成水的素，拉瓦锡 将其命名为将其命名为氢（成水元素，氢（成水元素， Hydrogen）。 空气、水的成分研究空气、水的成分研究 蒸汽机发明家 瓦特（J Watt， 1736-1819） （上、左） 教材P213 2021/3/1117 拉瓦锡的论著拉瓦锡的论著 1777年年

18、9月月5日日，拉瓦锡向法国科学院提交了，拉瓦锡向法国科学院提交了 划时代的划时代的燃烧概论燃烧概论，系统地阐述了燃烧的氧，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。化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。 化学革命的表达形式化学革命的表达形式！ 1785年，拉瓦锡和他的同行戴莫维、贝托雷、年，拉瓦锡和他的同行戴莫维、贝托雷、 佛克罗伊佛克罗伊合作编写了合作编写了化学命名法化学命名法。 这本专著强调指出，每种物质必须有一固定这本专著强调指出，每种物质必须有一固定 名称，单质命名尽可能表达出它的特性，化合物名称，单质命名尽可能表达出它的特性，化合物 的命名尽可能反映出它的组成。的命名尽

19、可能反映出它的组成。 2021/3/1118 拉瓦锡的名著拉瓦锡的名著化学纲要化学纲要 1789年，拉瓦锡出版了他的名著年，拉瓦锡出版了他的名著化学纲要化学纲要有人认有人认 为，这是为，这是第一部真正意义的第一部真正意义的化学教科书化学教科书。 在在化学纲要化学纲要中，拉瓦锡有意识地把质量不变的规律作中，拉瓦锡有意识地把质量不变的规律作 为他思维推理的前提，对质量守恒思想作了清楚的阐述，这是为他思维推理的前提，对质量守恒思想作了清楚的阐述，这是 他对近代化学发展的又一突出的贡献。他对近代化学发展的又一突出的贡献。 也就在也就在化学纲要化学纲要这部名著中，拉瓦锡总结了他化学研这部名著中，拉瓦锡总

20、结了他化学研 究的实践经验，发展了波义耳提出的元素概念，提出元素是化究的实践经验，发展了波义耳提出的元素概念，提出元素是化 学分析到达的终点，即在当时用任何化学手段都不能分解的物学分析到达的终点，即在当时用任何化学手段都不能分解的物 质可称为元素。质可称为元素。 据此，他还列出了一张包括据此，他还列出了一张包括33种元素的分类表种元素的分类表现在看现在看 来，这张表虽然存在一些错误，但是世界公认这是来，这张表虽然存在一些错误，但是世界公认这是第一张真正第一张真正 的化学元素表的化学元素表。 2021/3/1119 拉瓦锡的革命性功绩拉瓦锡的革命性功绩 拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批拉瓦

21、锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批 判是无情和激烈的，这使他在创建判是无情和激烈的，这使他在创建科学勋绩科学勋绩的同的同 时时得罪得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。了一大批同时代和老一辈的科学家。 在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中，在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中， 作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低 调的描述和评价，指责他在调的描述和评价，指责他在化学纲要化学纲要里没有里没有 提起提起舍勒舍勒、卡文迪许卡文迪许、普里斯特里普里斯特里等对他的启示等对他的启示 和帮助。和帮助。 但必须看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞但必须看到，拉瓦

22、锡确实具有非凡的科学洞 察力和勇往直前的察力和勇往直前的无畏精神无畏精神，因此虽然不是他最，因此虽然不是他最 先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空 气的组成，赋予了氧气不同于其它气体的非凡的气的组成，赋予了氧气不同于其它气体的非凡的 科学意义，建立了燃烧的氧化学说，科学意义，建立了燃烧的氧化学说，开创化学发开创化学发 展新纪元展新纪元。 卡文迪许卡文迪许 （下面详述）（下面详述） 2021/3/1120 v 18世纪英国世纪英国“有学问人中有学问人中最富者最富者， 有钱人中有钱人中最有学问者最有学问者”。 v 出生出生贵族贵族（父亲是（父亲是德文

23、郡公爵德文郡公爵二世的二世的 第五个儿子，母亲是第五个儿子，母亲是肯特郡公爵肯特郡公爵的第四的第四 个女儿。早年，卡文迪许从叔伯那里承接个女儿。早年，卡文迪许从叔伯那里承接 了大宗遗赠。了大宗遗赠。1783年他父亲逝世，又给他年他父亲逝世，又给他 留下大笔遗产。这样他的资产超过了留下大笔遗产。这样他的资产超过了130 万英镑，成为英国的万英镑，成为英国的巨富巨富之一。尽管家之一。尽管家 资万贯，他的生活却非常资万贯，他的生活却非常俭朴俭朴他身他身 上穿的，永远是几套过时陈旧的绅士服。上穿的，永远是几套过时陈旧的绅士服。 他吃的也很简单，就是在家待客，照样是他吃的也很简单，就是在家待客，照样是

24、羊腿一只。这些钱该怎么用，卡文迪许从羊腿一只。这些钱该怎么用，卡文迪许从 不考虑不考虑整理图书老翁的整理图书老翁的报酬报酬） 插曲插曲1 1：卡文迪许卡文迪许“富人富人”传奇传奇 卡文迪许 （H Cavendish，1731-1810） 2021/3/1121 v 性情性情孤僻孤僻参加参加皇家学会皇家学会（“与卡文迪许与卡文迪许交谈交谈，千万不要看他，千万不要看他， 而要把头仰起，两眼望着天，就象对空谈话一样，这样才能听到他的一些而要把头仰起，两眼望着天，就象对空谈话一样，这样才能听到他的一些 见解。见解。”这种怪僻性格的形成与他从小生长的环境有一定关系。他两这种怪僻性格的形成与他从小生长的环

25、境有一定关系。他两 岁时，母亲因生育他弟弟而病逝，从此他失去了岁时，母亲因生育他弟弟而病逝，从此他失去了母爱母爱。他父亲忙于社交活。他父亲忙于社交活 动，撇下他交由保姆看管，与外界极少往来。直到动，撇下他交由保姆看管，与外界极少往来。直到11岁才被送入一所专收岁才被送入一所专收 贵族子弟的学校，在学校里他仍然很少与别人交往贵族子弟的学校，在学校里他仍然很少与别人交往） v 扎实的数理基础、高超的实验技巧扎实的数理基础、高超的实验技巧科研科研思路开阔思路开阔（由于这由于这 种古怪的性格，卡文迪许长期深居独处，整天埋头在他科学研究的小天地。种古怪的性格，卡文迪许长期深居独处，整天埋头在他科学研究的

26、小天地。 他把他家的部分房子进行了改造，一所公馆改为他把他家的部分房子进行了改造，一所公馆改为实验室实验室，一处住宅改为，一处住宅改为公公 用图书馆用图书馆，把自家丰富的藏书供大家使用。，把自家丰富的藏书供大家使用。1733年他父亲死后，他又将年他父亲死后，他又将 他的他的实验基地实验基地搬到乡下的别墅。将别墅富丽堂皇的装饰全部拆去，大客厅搬到乡下的别墅。将别墅富丽堂皇的装饰全部拆去，大客厅 变成实验室，楼上卧室变成变成实验室，楼上卧室变成观象台观象台。甚至宅前的草地上也竖起一个架子，。甚至宅前的草地上也竖起一个架子， 以便攀上大树去观测星象。至于践踏了那些名贵的花草，他毫不在乎。这以便攀上大

27、树去观测星象。至于践踏了那些名贵的花草，他毫不在乎。这 些都表明，对于些都表明，对于科学研究科学研究简直像着了魔一样简直像着了魔一样） 插曲插曲1 1：卡文迪许卡文迪许“富人富人”传奇传奇 2021/3/1122 v 研究空气和水研究空气和水卓有成效卓有成效 v 卡文迪许从事科研卡文迪许从事科研不图名不图名、不不 图利图利当许多人推崇他发现氢当许多人推崇他发现氢 气时，他气时，他谦逊谦逊地说：地说：“这事早有这事早有 别人注意到了。别人注意到了。”他的许多论文他的许多论文 和实验报告，没有急于发表和实验报告，没有急于发表 手稿大部没有发表手稿大部没有发表近近50年的年的 科研生涯中没有写一本书

28、科研生涯中没有写一本书 v 一生一生独居独居，科研，科研情趣情趣虽然他虽然他 自小身体虚弱，以自小身体虚弱，以79岁的岁的高龄高龄与与 世永别世永别 v 剑桥大学剑桥大学卡文迪许实验室卡文迪许实验室 插曲插曲1 1：卡文迪许卡文迪许“富人富人”传奇传奇 卡文迪许 （H Cavendish，1731-1810） 2021/3/1123 v 舍勒和舍勒和普里斯特里普里斯特里先于拉瓦锡发现氧先于拉瓦锡发现氧 气，思维不够广阔，没有充分利用天平，气，思维不够广阔，没有充分利用天平， 没有能冲破燃素说的束缚，与没有能冲破燃素说的束缚，与真理真理擦肩擦肩 而过。而过。 v恩格斯恩格斯：舍勒和普利斯特里是：

29、舍勒和普利斯特里是“当真理当真理 碰到碰到鼻尖鼻尖上的时候还是没有得到真理上的时候还是没有得到真理”。 v 美国美国科学史家科学史家韦克思说：韦克思说：“普利斯特普利斯特 里是里是氧的父亲氧的父亲，但他至死也不承认自，但他至死也不承认自 己的亲生女儿。己的亲生女儿。” v 但这并不意味着但这并不意味着化学化学“反革命反革命”普利普利 斯特里的成就不突出，相反因气体研究斯特里的成就不突出，相反因气体研究 的杰出成就而誉为的杰出成就而誉为“气体化学之父气体化学之父”。 插曲插曲2 2：化学化学“反革命反革命”普利斯特里普利斯特里 普利斯特里 （J Priestley， 1733-1804） 202

30、1/3/1124 v他他1733年年3月月13日生于一个收入微薄的小农庄里日生于一个收入微薄的小农庄里 家中长子，由于家中长子，由于家境艰难家境艰难，同外公、外婆一起度过，同外公、外婆一起度过 了大部分童年。了大部分童年。 v1739年，母亲去世后又被送到姑母家里居住。年，母亲去世后又被送到姑母家里居住。 v姑母家大农庄姑母家大农庄不用干活，唯一任务就是学习不用干活，唯一任务就是学习 姑夫突然病逝后，为了减轻经济负担，她把普利斯特姑夫突然病逝后，为了减轻经济负担，她把普利斯特 里送进了教会学校，后来又把他送到离利兹城不远的里送进了教会学校，后来又把他送到离利兹城不远的 布莱克先生家中布莱克先生

31、家中自幼漂泊不定自幼漂泊不定的生活，养成了的生活，养成了 普利斯特里善于普利斯特里善于独立思考独立思考的性格。的性格。 v18岁那年，由于经常与基督教的牧师来往，他遭到岁那年，由于经常与基督教的牧师来往，他遭到 了姑母的激烈责备。从此，他成了家庭的了姑母的激烈责备。从此，他成了家庭的叛逆者叛逆者。 插曲插曲2 2：化学化学“反革命反革命”普利斯特里普利斯特里 2021/3/1125 v 普利斯特里普利斯特里刻苦好学刻苦好学，兴趣广泛，兴趣广泛，多才多艺多才多艺在沃灵顿的在沃灵顿的 非国教高等专科学校里，他讲授过非国教高等专科学校里，他讲授过语言学语言学、文学文学、现代史现代史、 法律法律、口才

32、学口才学及及辩论学辩论学等，甚至教过等，甚至教过解剖学解剖学。 v 他曾编著出版过他曾编著出版过基础英语语法基础英语语法和和语言学原理语言学原理，写过，写过 口才学和辩论学讲义口才学和辩论学讲义。 v 1764年，爱丁堡大学授予他法学博士年，爱丁堡大学授予他法学博士著有著有电学史电学史一一 书，书，1766年他被推荐为年他被推荐为英国皇家学会英国皇家学会的会员。的会员。1762年，普利年，普利 斯特里与玛丽斯特里与玛丽维尔金逊结了婚。他的妻子是当时英格兰维尔金逊结了婚。他的妻子是当时英格兰最大最大 的铁器制造商的铁器制造商艾萨克的女儿。婚后，普利斯特里仍然专心地艾萨克的女儿。婚后，普利斯特里仍

33、然专心地 埋头科学研究。埋头科学研究。 v 普利斯特里一生主要靠普利斯特里一生主要靠自学自学成为一位化学成为一位化学大师大师，其刻苦奋勉，其刻苦奋勉 精神，堪称今人之精神，堪称今人之典范典范。 插曲插曲2 2：化学化学“反革命反革命”普利斯特里普利斯特里 2021/3/1126 v正直正直的普里斯特里的普里斯特里同情法国大革命同情法国大革命，曾在英国公开做了几次，曾在英国公开做了几次 演讲。因此，英国一批反对法国大革命的人演讲。因此，英国一批反对法国大革命的人烧毁烧毁了他的住宅和了他的住宅和 实验室。实验室。 v 1794年，六十一岁的普里斯特里不得已年，六十一岁的普里斯特里不得已移居美国移居

34、美国，在宾夕法，在宾夕法 尼亚大学任化学教授。尼亚大学任化学教授。1804年年2月月6日，普利斯特里死于美国宾日，普利斯特里死于美国宾 夕法尼亚州的诺赞巴兰镇，终年夕法尼亚州的诺赞巴兰镇，终年71岁。岁。 插曲插曲2 2：化学化学“反革命反革命”普利斯特里普利斯特里 美国化学会美国化学会认为他是美国最早研究化认为他是美国最早研究化 学的学者之一。他住过的房子现在已建成学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪纪 念馆念馆， 以他的名字命名的以他的名字命名的普里斯特里奖章普里斯特里奖章 已成为美国化学界的最高荣誉。已成为美国化学界的最高荣誉。 2021/3/1127 1、金刚石成分、金刚石成分 拉瓦

35、锡用聚光镜向拉瓦锡用聚光镜向富翁富翁（一说是（一说是戴维戴维烧的）烧的）证明证明金刚石的金刚石的 成分是成分是C的同素异形体的同素异形体人造金刚石人造金刚石已经成为可能已经成为可能 莫瓦桑莫瓦桑（1906年诺贝尔化学奖得主）与人造金刚石年诺贝尔化学奖得主）与人造金刚石 四、拉瓦锡的其他贡献四、拉瓦锡的其他贡献 莫瓦桑（H Moissan， 1852-1907） 2021/3/1128 2、 早期酸碱学说早期酸碱学说 拉瓦锡拉瓦锡提出了酸中必含提出了酸中必含O的的含氧学说含氧学说戴维戴维电解盐酸电解盐酸 发现发现“氯气氯气”中不含中不含O，指出氯元素的存在，指出氯元素的存在戴维、戴维、李比希李比

36、希 提出酸的提出酸的含氢学说含氢学说阿累尼乌斯阿累尼乌斯提出提出酸的质子学说酸的质子学说 路易斯路易斯提出提出酸的电子理论酸的电子理论超强酸理论超强酸理论 四、拉瓦锡的其他贡献四、拉瓦锡的其他贡献 阿累尼乌斯 （S A Arrhennius， 1859-1927） 路易斯 （G N Lewis， 1875-1946） 2021/3/1129 一、生平一、生平 二、最大贡献二、最大贡献 三、其它贡献三、其它贡献 固氮功臣哈伯是非多固氮功臣哈伯是非多 F Haber （1868-1934） 这是一位充满了争议的化学家，他虽早已长 眠地下，却给世人留下过关于他的功过是非的激 烈争论。 赞扬他的人说：

37、他是天使，为人类带来丰收 和喜悦，是用空气制造面包的圣人；诅咒他的人 说：他是魔鬼，给人类带来灾难、痛苦和死亡。 他就是本世纪初世界闻名的德国物理化学家、 合成氨的发明者弗里茨哈伯。 2021/3/1130 德国德国犹太犹太富商家庭出身富商家庭出身（父亲是犹太染料商人，染料业和化学（父亲是犹太染料商人，染料业和化学 关系密切，所以家庭环境的熏陶使哈伯从小就获得了许多化学知识）关系密切，所以家庭环境的熏陶使哈伯从小就获得了许多化学知识） 天资天资聪颖聪颖（在学习上更是无人能比）（在学习上更是无人能比） 高中毕业后，哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上高中毕业后，哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上 大学

38、大学（上学期间，他还在几个工厂中实习，得到了许多实践经验。他喜爱（上学期间，他还在几个工厂中实习，得到了许多实践经验。他喜爱 德国农业化学之父李比希德国农业化学之父李比希的伟大职业的伟大职业化学工业）化学工业） 读大学期间，哈伯在柏林大学读大学期间，哈伯在柏林大学霍夫曼霍夫曼教授的指导下，写了一教授的指导下，写了一 篇关于有机化学的论文，并因此获得博士学位篇关于有机化学的论文，并因此获得博士学位 1906年起，哈伯任年起，哈伯任卡尔斯鲁厄工业大学卡尔斯鲁厄工业大学物理化物理化 学和电化学教授。学和电化学教授。 一、哈伯生平一、哈伯生平 2021/3/1131 二、一举成名二、一举成名 19世纪

39、末化肥工业的出现和发展推动了农业生产的发展。但是世界人 口增长对粮食的需求也日趋增大，再加上工业发展和军事上的迫切需要， 氮元素的固定成了一个日益严峻的化学问题。一些有远见的化学家考虑到将 来的粮食问题，为了使子孙后代免于饥饿，开始了探索大气固氮的漫长道路。 19世纪下半叶，科学家们就成功地在实验室里进行了由氮、氢合成氨的 反应，在高温高压下利用氮和氢是能够合成氨的。但是，法国同行在进行实 验时，却发生了巨大的爆炸，这次事故吓走了不少科学家，但是哈伯留下来 了，是从事合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一，他决心攻克这 一令人生畏的难题。 1909年7月2日哈伯在实验室采用600、200个

40、大气压和用金属铁做催化剂 的条件下，人工固氮成功，平衡后氨的浓度达到6%，首次取得突破，经过计 算，用哈伯的方法，合成氨的产率约为8%。8%的转化率已经是一个重大 的突破了，但是要工业化生产还不行，必须进一步提高！ 2021/3/1132 二、一举成名二、一举成名 哈伯想出一个妙计，他认为：如果能使原料反应气体在高压下循环加工， 同时并从循环的气体中不断地把反应生成的氨分离出来，那么氮气和氢气的 混和气体在高温高压的条件下就会继续反应生成氨气，产率就不会是8%了！ 经过证明，这个工艺过程就是可行的! 这个方法后来被称为就是合成氨 的哈伯法。哈伯将他设计的工艺流程交给了德国的巴登苯胺和纯碱制造公

41、司 负责生产，该公司是当时最大的化工企业，对哈伯这一流程深信不疑。 1913年底，哈伯合成氨的梦想得以实现，巴登公司在德国奥堡建成世界第 一座日产30吨合成氨的工厂。 哈伯的发明震憾了全球化学界，并产生划时代效应他的发明使大气 中的氮变成生产氮肥的、永不枯竭的廉价来源，从而使农业生产依赖土壤的 程度减弱。哈伯因此被称作解救世界粮食危机的化学天才。 这是具有世界意义的人工固氮技术的重大成就，是化工生产实现高温、 高压、催化反应的第一个里程碑。 2021/3/1133 二、一举成名二、一举成名 合成氨的原料来自空气、煤和水，因此是最经济的人工固氮法，从而结束 了人类完全依靠天然氮肥的历史，给世界农

42、业发展带来了福音；为工业生 产、军工需要的大量硝酸、炸药解决了原料问题。 在化工生产上推动了高温、高压、催化剂等一系列的技术进步。 合成氨的成功也为德国节省了巨额经费支出，哈伯一举成名。 哈伯也从此成了世界闻名的大科学家。为表彰哈伯的这一贡献，瑞典皇家 科学院把1918年的诺贝尔化学奖颁给了哈伯。这样伟大的成绩获得诺贝 尔奖是当之无愧的，但是哈伯获奖，受到最为广泛的争议。 一些科学家，尤其是英法两国的科学家认为，哈伯没有资格获取诺贝 尔奖，甚至当时获得诺贝尔奖其他奖项的科学家拒绝与哈伯同台领奖，原因 何在呢？其原因在于哈伯在第一次世界大战中的表现。 2021/3/1134 三、科学与爱国、人性

43、与战争之争三、科学与爱国、人性与战争之争 作为合成氨工业的奠基人，哈伯深受当时德国统治者的青睐，他数次被 德皇召见，委以重任。第一次世界大战爆发后德皇为了征服欧洲，要哈伯全 力为他研制最新式的化学武器，哈伯首先研制出军用毒气氯气罐。 1915年4月，根据哈伯的建议，德军把装盛氯气（Cl2）的钢瓶放在阵地 前沿，借助风力把氯气吹向敌阵。这股毒浪使英法军队士兵感到鼻腔、咽喉 普遍不适，紧接着就是一些人窒息死亡。 这样的战斗英法士兵从来没有见过，他们被吓得惊慌逃跑，大败而归。据 估计，15000人在这次战斗中受害。 不仅如此，在第一次世界大战期间，哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研 制、生产氯气、芥子气

44、等毒气，并使用于战争之中。 由于战争双双都使用化学武器，共造成近百万人伤亡。这样，哈伯的建 议和行为拉开了军事史上使用杀伤性化学毒剂的序幕，此后化学战就成为战 争的一种。 2021/3/1135 三、科学与爱国、人性与战争之争三、科学与爱国、人性与战争之争 使用化学武器是一种杀伤性极强而且极其不人道的行为，应该受到 禁止。 虽然按照他自己的说法，这是“为了尽早结束战争”，但哈伯这一行 径，仍然遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责，受到世界各国爱好和 平的人们的一致谴责。 由于哈伯亲自指点德军施放毒气等行为，而且不听妻子劝阻，令妻子伊 美娃愤懑而绝望自杀身亡，以示抗议。 哈伯受到世人的强烈谴责

45、，其功绩也因此蒙羞。尽管如此，1919年，瑞 典科学院考虑到哈伯发明的合成氨对全球经济巨大的推动作用，决定给哈伯 颁发1918年唯一的诺贝尔化学奖。 消息传来，全球哗然。一些科学家指责这一决定玷污了科学界。但也 有一些科学家认为，科学总是受制于政治，科学史上许多发明既可用来造福 人类，也可用于毁灭人类文明；哈伯发明合成氨，可以将功抵过。 2021/3/1136 三、科学与爱国、人性与战争之争三、科学与爱国、人性与战争之争 鉴于此，哈伯在精神上受到很大的震动，战争结束不久，他害怕被当作战 犯而逃到乡下约半年。哈伯自己也曾经说：“我是罪人，无权申辩什么，我 能做的就是尽力弥补我的罪行。” 1919

46、年第一次世界大战以德国失败而告终。战后的一段时间里，哈伯曾设 计了一种从海水中提取黄金的方案。希望能借此来支付协约国要求的战争 赔款。遗憾的是海水中的含金量远比当时人们想象的要少得多，他的努力只 能付诸东流。 此后，通过对战争的反省，他把全部精力都投入到科学研究中。在他卓有 成效的领导下，威廉物理化学研究所成为世界上化学研究的学术中心之 一。 为了改变大战中给人留下的不光彩印象，他积极致力于加强各国科研机构 的联系和各国科学家的友好往来。他的实验室里将近有一半成员来自世界各 国。友好的接待、热情的指导，不仅得到了科学界对他的谅解，同时使他的 威望日益增高。 2021/3/1137 三、科学与爱

47、国、人性与战争之争三、科学与爱国、人性与战争之争 然而，不久悲剧再次降落在他身上1933年希特勒篡夺了德国的政权， 建立了法西斯统治后，开始推行以消灭“犹太科学”为已任的所谓“雅利安 科学”的闹剧，尽管哈伯是著名的科学家，但是因为他是犹太人，和其他犹 太人同样遭到残酷的迫害。 法西斯当局命令在科学和教育部门解雇一切犹太人。弗里茨哈伯这个伟 大的化学家被改名为“犹太人哈伯”，他所领导的威廉研究所也被改组。 哈伯于1933年4月30日庄严地声明：“40多年来，我一直是以知识和品德 为标准去选择我的合作者，而不是考虑他们的国籍和民族，在我的余生，要 我改变认为是如此完好的方法，则是我无法做到的。”

48、随后，哈伯被迫离开了为他热诚服务几十年的祖国，流落他乡。首先他 应英国剑桥大学的邀请，到鲍波实验室工作。4个月后，以色列的希夫研究 所聘任他到那里领导物理化学的研究工作。但是在去希夫研究所的途中，哈 伯的心脏病发作，于1934年1月29日在瑞士逝世。 2021/3/1138 三、科学与爱国、人性与战争之争三、科学与爱国、人性与战争之争 哈伯虽然被迫离开了德国，但是德国科学界和人民并没有忘却他，就在 他逝世一周年的那一天，德国的许多学会和学者，不顾纳粹的阻挠，纷纷组 织集会，缅怀这位伟大的科学家。 事实上，在世界人口膨胀的今天，无论哈伯的过去如何，我们的粮食 问题都是得益于哈伯的杰出贡献的，但其

49、一生也的确给人们无限的思考。 2021/3/1139 四、哈伯的其它贡献四、哈伯的其它贡献 提出提出热化学热化学循环中求晶体点阵能的方法，该方法在热化循环中求晶体点阵能的方法，该方法在热化 学中称为学中称为哈伯循环哈伯循环。 在在电化学电化学上，他发明玻璃电极来测定玻璃薄膜两边酸碱上，他发明玻璃电极来测定玻璃薄膜两边酸碱 的电位差，这一发现为以后发明的电位差，这一发现为以后发明 pH 计打下了基础，此外还计打下了基础，此外还 最先发明最先发明燃料电池燃料电池。 用实验测定：在芳香族化台物中，用实验测定：在芳香族化台物中，碳碳-碳键稳定性碳键稳定性比碳比碳 -氢键强；而在脂肪族中碳氢键强；而在脂肪族中碳-碳键的稳定性比碳碳键的稳定性比碳-氢键弱。氢键弱。 研究硝基苯的电氧化研究硝基苯的电氧化还原反应，开创了还原反应，开创了有机物电解有机物电解 的研究。的研究。 2021/3/1140 绿色化学革命的先驱绿色化学革命的先驱特罗斯特特罗斯特 20世纪末，针对人类面