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化学史读书笔记2世界近代化学第1节 波义耳与元素英国科学家培根提出“知识就是力量”。波义耳1627年生于爱尔兰的利兹莫城一个贵族家庭，父亲是伯爵，家庭环境十分优越。童年时不显得很聪明，很安静，有些口吃。没有哪样游戏使他着迷，但他酷爱读书学习。第一个发现酸碱的定义以及第一个发现指示剂的是波义耳。深紫色的紫罗兰，加热蒸馏制备浓硫酸，大部分花草受酸碱作用都会变色。波义耳还根据实验阐明了气压升降的原理，发现了气体的体积随压强而改变的规律，称为波义耳定律：P1V1=P2V2=定值波义耳最大的贡献是给化学元素提出了科学的定义，把化学确立为科学。在波义耳时代，化学被禁锢在经院哲学之中，化学家把以亚里士多德为首的逍遥派哲学家的观点奉为盛典，认为：冷、热、干、湿是物体的主要性质，这种性质两两结合形成了土、水、气、火“四元素”。1661年波义耳综合分析了前人积累的资料，反复进行实验后指出：元素是组成复杂物质和在分解复杂物质时最后得到的那种简单的物质。建立了元素理论，拜托了“四元素说”的桎梏。是化学史上划时代的转折。化学史家都把波义耳的怀疑派化学家这本书问世的1661年作为近代化学的开始年代。第2节 舍勒与氧气舍勒是瑞典的化学家，氧气的发现人之一，同时对HCl 、CO、CO2、NO2等多种气体都有深入的研究。1742年舍勒出生在瑞典，由于经济困难，只读完小学就到药店当学徒。在老药剂师鲍西的影响下，舍勒工作之余，勤奋自学，看了大量制药化学著作，自己动手做了很多实验。他所做的大量的艰苦的实验使他合成了许多新物质：氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、尿酸、硫化氢、氯化汞、钼酸、乳酸、乙醚等。舍勒发现骨灰中含有磷，发现了氧气的制法，研究了氧气的性质。他发现可燃物在这种气体中燃烧更加剧烈，燃烧后这种气体消失，因此他将氧气叫做“火气”。他将他的发现和观点写成论空气与火的化学。1775年33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。由于经常彻夜工作，加上寒气和有害气体的侵蚀，舍勒患了哮喘病，但他依然经常品尝各种物质的味道他要掌握物质各方面的性质。1786年，最终因为品尝氢氰酸，中毒身亡，年仅44岁。第3节 拉瓦锡与质量守恒定律拉瓦锡法国著名的化学家。他推翻了“燃素说”，发现了“质量守恒定律”。证明了水是氢氧化合物。规范了化学方程表达式定义了元素和元素分类确立了化学的定量研究方法他出版的化学纲要和化学基础讲义被后人奉为现代化学的经典。拉瓦锡1743年生于巴黎一个富裕的律师家庭，从小受到良好的教育，5岁母亲去世，在姨妈的照料下生活，11岁进入当时巴黎的名牌学校马莎兰学校学习，1763年在索尔蓬纳学院法学系毕业，按照家庭的打算继承父业，成为一名律师。但是，大学里拉瓦锡对自然科学产生了浓厚的兴趣，主动拜一些著名学者为师，学习数学，天文，植物学，地址矿物学，化学。他的第一篇化学论文关于石膏成分的研究，他用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此他的老师开始使用“结晶水”这个名词。这次成功使拉瓦锡经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。它曾提出糖转变为酒精的发酵过程：葡萄糖=碳酸+酒精。是现代化学方程式的雏形。1772年，拉瓦锡做白磷燃烧的实验，称量比较燃烧前后的质量，发现质量增加了，他有燃烧硫磺，结果燃烧后质量也增加了。他认为是白磷和硫磺把某种气体吸收了，于是他进一步仔细实验。他把白磷放在水银面上，扣上一个钟罩，加热水银到40，白磷燃烧，之后水银面上升。拉瓦锡认为：这表明部分空气被消耗，剩下的空气不能使白磷燃烧，并可使燃着的蜡烛熄灭。增加的质量和所消耗的1/5容积的空气的重量接近。这说明空气中含有1/5的氧气，其余的拉瓦锡称之为“碳气”。1768年拉瓦锡为了谋取科研经费，曾贷款500万法郎到“包税公司”，当包税官。1793年国民议会下令逮捕“包税公司”所有成员。拉瓦锡在入狱的7个月间他仍痴迷于化学研究，最后被判死刑。当他向人民法庭要求宽限几天执行，已整理他最后的化学实验结果时，得到的回答是200多年后仍然让人毛骨悚然的断喝：“共和国不需要学者！”把拉瓦锡送上断头台的是法国革命史上声名显赫的马拉医生。马拉在1780年以他对火焰的研究申请法国科学院院士时，得到拉瓦锡的评价是“乏善可陈”，马拉终于在借“革命”之手把宿敌置于死地。1794年5月8日下午，在断头台上，拉瓦锡亲自做了平生最后一个实验。死时年仅51岁。法国新革命政府失败，法国为拉瓦锡举行了庄严盛大的追悼会，狂热过后，法国人终于认识到了拉瓦锡的价值，他死后不到两年，在巴黎竖起了他的半身塑像。第4节 戴维与多种新元素戴维著名的英国化学家。出身寒微，天资甚高，发奋自学后终成为爵士挤进贵族行列，但晚年客死他乡，留给后人无尽的感慨与遗憾。1778年出生于英国。家境贫寒，幼年活泼好动，爱好讲故事和朗诵诗歌。时常编些歪诗取消小伙伴和老师。非常喜爱钓鱼和远足，有时玩儿的高兴，忘记上学。幸好母亲对他的学习非常重视，也很有耐心，使他较好的完成学业。他就读于18世纪末英国较好的中学，他学到了多方面的知识。1794年，父亲去世，生活难以维持，戴维不得不到一个药店当学徒。学徒只管饭不给工钱。但戴维不知，发工资时，他伸手去要，被店主和其他伙计羞辱取笑，16岁的戴维撕下衣襟，咬破手指，用血写下“莫笑我无知，还有男儿气，现在从头学，三年见高低。”自此，他发奋读书，利用药房的条件研究化学，自学拉瓦锡的化学纲要等著作。那段时间，发明家瓦特的儿子格勒哥里.瓦特来此地考察，戴维登门求教，格勒哥里.瓦特为他答疑解惑，也十分喜欢这位聪明勤奋的年轻人。于是介绍戴维到一所气体疗病研究室当管理员。不久研究室的负责人贝多斯教授发现了他精湛的实验技术，是个有前途的人才。戴维在研究所研究的第一种气体是N2O。美国化学家米切尔认为：N2O对人体有害，吸入会造成致命的伤害。但是戴维不盲从，反复进行试验，最终发现N2O对人体无害，吸入后产生令人陶醉的感觉，可做麻醉剂。（还有一个喜剧笑气）1801年戴维被选入英国皇家学院，担任学院的讲师，他是一位卓越的演说家，成功吸引了广大的学生、科学家和科学爱好者。戴维把化学元素分为正电性和负电性，只有带不同电性的元素才能化和形成中性物质。代为一次生病出院后，在一家疗养院疗养时收到一封信和一本精装但是是手写版戴维爵士讲演录。信中写道：“我是印刷厂装订书的学徒，热爱科学，听过您四次演讲。现将笔记整理呈上，作为圣诞礼物。如能蒙您提携，改变我目前的处境，将不胜感激法拉第。”戴维看了感慨万千，联想自己身世，不久接见了法拉第，并安排他在自己的实验室做助理。1816年法拉第开始在英国皇家学院举办一系列的讲演，取得成功。1825年接替戴维当了实验室主任。人们常说“戴维最伟大的发现是发现了法拉第。”代为在化学方面的贡献是多方面的，但是最卓越的成就是对电化学的研究，是电化学的创始人之一。他用电解法发现了钾、纳、镁、钙、锶、钡等多种金属元素。1826年，戴维因健康原因退出学术研究领域，1829年卒于瑞士日内瓦，客死他乡，年仅51岁。第5节 法拉第与电解当量定律法拉第是英国物理学家、化学家。1791年生于伦敦附近一个小村庄。父亲是铁匠，体弱多病，收入微薄。由于贫困法拉第只读了2年小学。12岁那年他上街当了报童，第二年，到一个订书铺里当学徒。一年试用期后，签订了7年的合同，安排他负责装订科学书籍。由于他的工作经常接触图书，他发现书里有无尽的知识。他非常喜欢读书，对于读不懂的书也能一遍一遍的读下去。他把每周很少的零用钱节省下来，购买简单的化学实验仪器，看不懂书时，他就做实验。1810年法拉第看到每晚6时将有关于自然哲学方面的演讲，听讲费每次一先令。但是实验仪器用去了他所有的零用钱。他的哥哥知道了他的苦恼后，拿出钱鼓励他去听讲座。后来他结识了戴维，21岁的法拉第开始在皇家学院做实验室助理。他勤奋努力，很受戴维器重。1825年在英国皇家学会举行的一次学术会议上，法拉第宣读了他关于发现苯的论文，叙述他是怎样从一种复杂的混合物中分离出这种碳氢化合物，介绍了这种化合物的性质和测定组成的方法结果。当时只有34岁。1831年，法拉第发现电解当量定律，一系列电解实验使他意识到：“电解出的物质量与通过电流之间存在正比关系。”后来，人们计算出通过1mol电子流过的电量为96500C，常数96500C/mol被称为法拉第常数，以此表达对他的崇敬与纪念。法拉第第一次使用了“阳极”“阴极”“电解”“电解质”，沿用至今。第6节 卡文迪许与空气的组成他1783年研究了空气的组成，做了很多实验，发表论文的题目是空气实验，他发现普通空气中氮约占4/5,氧约占1/5。也是这个时候他发现水是由氢氧两种元素组成的，确定了水的成分，肯定了水不是元素而是化合物。1731年卡文迪许生于英国贵族家庭，早年卡文迪许从叔伯那里继承了大宗遗产，1783年父亲逝世又留下一大笔财产，资产超过130万英镑，成为英国的巨富之一。卡文迪许，生活简朴，陈旧的绅士服，吃的也很简单。一次经朋友介绍一老翁帮他整理旧书，老翁穷困可怜，朋友希望卡文迪许给他丰厚的酬金2万英镑够吗？他性格孤僻，从小生长环境影响很大，2岁母亲去世，父亲忙于社交，保姆照顾他，很少与外界接触，11岁进入一所贵族学校，学校里也很少与人交流。一所公馆改为实验室，一处住宅改为公用图书馆，把自家丰富的藏书提供给大家使用。1733年父亲去世后，他将他的实验基地搬到乡下别墅。将富丽堂皇的装饰全部拆去，大厅变成实验室，楼上卧室变成观象台，甚至宅前的草地上也竖起了一个架子，以便爬上大树观测星象。贵族的社交生活花天酒地，卡文迪许从不涉足，只参加一种聚会英国皇家学会的科学家聚会。他朋友很少，化学家武拉斯顿是一个，他总结：与卡文迪许交谈，你永远都不要看着他，你必须要两眼望天，像是对空气讲话，才能听到他的一些见解。1753年卡文迪许因为不赞成剑桥大学的宗教考试，没有取得学位就离开了大学。为了纪念他，他的后代赠款给英国剑桥大学，在1871年建立了一座实验室卡文迪许实验室，其中关键性的设备都提倡自制。这就是剑桥大学著名的卡文迪许实验室。第7节 道尔顿与原子论英国著名的化学家。1766年道尔顿出生在英国西北部贫困落后的农村。父亲是手工业者，养活子女六人。家庭贫困，道尔顿只读了几年私塾。12岁起边教私塾边种地，15岁应表兄邀请到一个城市寄宿制初中做助理教员，在这里道尔顿努力自学拉丁语，希腊语，法语，数学，自然哲学。12年里读的书比之后的50年读的书还多。他经常向一位双目失明的学者豪夫请教。道尔顿开始对自然界进行观察，搜集动植物标本，每天详细记录气候变化，50年来如一日坚持记录气象数据。1793年道尔顿出版了气象观测论文集，这年他27岁。后来道尔顿在一所专科学校担任讲师，但是这所学校借道尔顿之名，但是无意培养他，繁重的教学任务，且没有实验室，使他不能从事研究。1799年，他辞职后，租了几间房，自己建了个实验室，一边学习研究，一边招收几个学生，他除了每周四下午到郊外的草地上打几个小时的曲棍球，其他时间都花在实验研究上。道尔顿认为物质的微粒结构是存在的，这些质点太小了，用显微镜也无法看到，他想起“公元前古希腊哲学家提出的原子假设”，于是他选择“原子”来称呼这些微粒。他以氢原子量为基准，利用一些化学家对一些物质的分析结果，换算出一批原子的相对质量。这就是世界上第一张原子相对质量表，记载在1803年9月6日的日记中，这一天恰好是道尔顿37岁的生日。1803年，在曼彻斯特的“文学与哲学会上”，他第一次阐述了他关于原子论及原子质量计算的见解，公布了他的第一张包含21个数据的原子量表。他根据气体体积或压强随温度的升高而增大这一事实，把气体间的排斥作用解释为热的作用，并形象明确的描述了气体微粒原子。道尔顿认为同种物质的原子形状，大小，质量都相同，不同物质的原子形状，大小，质量都不同。道尔顿原子学说的建立具有重大的科学意义：1在理论上统一解释了一些化学基本定律和化学实验事实。2标志着人类对物质结构的认识前进了一大步，为以后的物理学，化学，生物学发展奠定了理论基础。第8节 贝采里乌斯与同分异构瑞典化学家、伯爵，现代化学命名体系的建立者，硅、硒、钍和铈元素的发现者，与道尔顿和拉瓦锡并称为近代化学之父。贝采里乌斯父母都是农民，在他四岁时父亲因病去世，母亲带着他和妹妹改嫁一个牧师，两年后母亲去世。他成了孤儿，好在继父对他和妹妹像亲生二女一样，对他们进行培养教育。牧师并不富有，但还是请家庭教师对这7个孩子们进行教育，继父还带着他们出去郊游。贝采里乌斯很喜欢这种旅行，尤其继父对他观察到的事物加以指点和帮助。一次继父说：“贝采里乌斯，你有足够的天赋去追随林奈的足迹！”林奈是瑞典植物学家，冒险家。中学时他就对自然科学表现出了极大的兴趣。后来他考入乌普萨拉大学医学院，他申请了助学金。他改革了化学元素符号，创造用拉丁文表示元素符号。测定相对原子质量发明了定性滤纸，发现了很多新元素，硅、硒、钍和铈第一个提出“催化剂”的概念创立了电化学说，提出的“电化二元论”几乎解释了当时已知的所有无机物的结构。发现同分异构现象，明确指出组成相同的两种化合物性质之所以不同，是由于其内部原子的排列方式不同。他编辑出版了文摘性国际学术刊物物理、化学进展年报第9节 阿伏伽德罗与分子学说他出生在意大利都灵市一个世袭的著名律师家庭。按照父亲的愿望，他16岁获得法学学士学位，20岁获得宗教法博士学位，此后他做了3年律师，喋喋不休的争吵和尔虞我诈的斗争使他对律师生活感到厌倦。1800年他开始研究数学，物理，化学，哲学，发现那才是他的兴趣。1799年意大利物理学家伏打发明了伏打电堆，阿伏伽德罗开始集中探究电的本性，1803年向都灵学院提交了一篇电的论文，受到好评，第二年做了都灵学院的通讯院士，从此他下定决心开始科学研究。阿伏伽德罗在化学上的主要贡献是“分子学说”，指出物质是由分子组成，分子是由原子组成。并提出了阿伏伽德罗假说“同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子。” 后被称为“阿伏伽德罗定律”。但是分子论提出后的50年里，不被科学界普遍接受，由于受到当时化学权威道尔顿和贝采里乌斯的“原子不能结合”理论的反对，还有当时科学界还不能区分分子和原子，同时由于有些分子发生了分解，出现了阿伏伽德罗假说难以解释的情况。直到1864年阿伏伽德罗假说才被普遍接受，那时他已经去世8年，为了纪念他，将1mol任何物质的分子数6.02*1023称为“阿伏伽德罗常数”。第10节 贝托雷与氯酸钾法国化学家贝托雷，用氯气和苛性钾反应时，发现比和水反应更容易，得到两种盐，一种是氯化钾，另一种不知是什么。他决定把它研磨一次，研钵没有洗净，残留有硫磺，刚研了几下，就发生了爆炸。他的脸被烧伤，整理好现场后，转惊为喜，研制成了用硫磺、碳粉、氯酸钾混合制成的炸药。第11节 盖吕萨克与气体定律盖吕萨克法国物理学家，化学家。他发现了以他名字命名的盖吕萨克气体反应定律。他的工作始于对空气组成的研究。为了考察不同高度的空气组成，它曾两次冒险乘坐热气球升入高空进行观察，采样，和实验。他在研究金属钾的用途时，把钾作用于融化的硼酸中，得到了一种橄榄灰色的新物质，取名为“硼”。他对各种氰化物进行实验，最后得出结论：证明氢氰酸不含氧，证明了酸是可以不含氧的，据此人们得出氢是酸中的主要成分。第12节 本生与光谱分析德国化学家发现金属的砷酸盐不溶于水，他实验用新制的氢氧化铁和亚砷酸反应，制得了既不溶于水也不溶于人体体液的砷酸亚铁。基尔霍夫是本生的好朋友，应本生的邀请，基尔霍夫也来到海德堡大学任教。一次散步时，本生向基尔霍夫他用火焰颜色来鉴别各种金属，但有些金属火焰颜色很相近，他就透过有色玻璃来鉴别，基尔霍夫说：“如果我是你我就用棱镜来观察火焰的颜色。”第二天基尔霍夫就带着棱镜和其他光学仪器来到本生的实验室，他们制作了分光镜，通过各种棱镜，金属灼烧时发出的各种光变成了明亮的谱线。每种金属对应一种它特有的谱线。共同发明了光谱分析法。第13节