从诺贝尔化学奖看20世纪化学的发展.pdf

! ! ! ! 化学史 从诺贝尔化学奖看 ! 世纪化学的发展 纪念诺贝尔奖颁发 ! 周年 彭万华 （北京大学科学与社会研究中心北京!#$!） 彭万华%,） ， 最小年龄 %9 岁 （?,;A6B(:C06.） ， 获 奖的平均年龄 99,* 岁。奖项覆盖了从理论化学到生物化学以及应用化学等基础化学科学的各分 支领域。从学科分布来看， 有机化学最为突出， 共 9 次获奖， 超过颁奖总数的四分之一。这是不奇 怪的， 因为碳的特殊化合价性质导致了有机化合物结构上的无限变化。此外， 有机化学中的大部分 奖授予给越来越复杂的天然产物化学研究， 因此它又与生物化学交叉。! 次化学奖授予生物化学 的发现， 生物化学中的第一个奖早在 !)$ 年就由 D,EC4F.0 获得， 但 世纪上半叶仅只有三次获 奖， !)$!)$ 年有 $ 次获奖， 这正好说明近二十多年生物化学的爆炸性发展。在化学奖中另一个 突出的领域是包括化学热力学和化学动力学的物理化学， 共有 !% 次获奖。理论化学也有 ,-,G3HB -II （!#9 1 !)!） 因 溶液的渗透压和化学动力学方面的研究获得第一个化学奖。!)% 年 J,+00F.6C= （!#9) 1 !)$） 因发 展了电解质溶液的电离理论获得化学奖。!) 年 K,L=BM3A8 （!#9% 1 !)%） 因催化作用、 化学平衡条 件和化学反应速率的研究获得化学奖。这三人被看作是物理化学的奠基人。物理化学中固(液两 相表面的化学反应在技术过程和生理过程中都有重要的应用。N,O3/7C60（!#! 1 !)9$） 详细研究 了在两相表面的吸收， 因此获得 !)% 年的化学奖， 成为第一个获得此项殊荣的工业科学家。光谱 9%$FBBP： QQ4F63,4F.76=B0R73/,0/化学通报! 年 第 ! 期 研究已获得三次诺贝尔物理学奖， 但近来又有两次化学奖授予光谱方法在化学上应用的基础工作。 !#! 年 $%3, 年的化学奖。他的这项研究由 ?4 进一步发展。?4 提出的第三定律的新公式被他的学生 7% A% $） 证实。!66 年， 运用绝热退磁的方法， $B=C= 将实验温度降到了几乎绝对零度， 因此提供了非常精确的熵值， 他还证明了从光谱数据确定熵值是可能的， 因此获得 !- 年的化学奖。!98 年， 因对不可逆过程 热力学的研究，?%E34B+( （!,6 . !#9） 获得化学奖。经典热力学处理的是平衡体系， 其中化学反应 被看作是可逆的， 但许多化学体系， 如所有体系中最复杂的活的生物体， 是远离平衡态的， 它们的反 应被看作是不可逆的。运用统计力学， E34B+( 在 !6! 年发展了它的可逆关系， 描述了这类体系的 物质流和能量流。非平衡态热力学的进一步发展是由 F%G(+H+3 （!# . ） 做出的， 他因提出耗散结 构理论获得 !# 年的化学奖。 获得关于化学反应机理信息的主要方法是化学动力学。IB3 5 3 . ） 、 李远哲 （!69 . ） 和 U% L% GHMB3K . ） 获得 !89 年的化学奖。 *BT; 和李远哲利用交叉的分子束研究了非常短的时间内分子之间反应的详细过程。研究反 应详细过程的另一种重要方法是 GHMB3K# 年 7% 55X： YY%T;P8（!-./ 0 !） 因在糖和 嘌呤合成方面的研究获得化学奖， 他的工作是有机化学家对生物学上重要物质研究兴趣正在增长 的一个例子， 因此奠定了生物化学发展的基础。为有机化学及化学工业的发展做出了重要贡献的 另一个化学家是 O8 （!-:. 0 !1） 。他是 ;)*678 的老师， 他于 !#. 年因在包括有机染料 （靛蓝、 曙红） 的结构确定和芳香族化合物 （萜烯） 的研究方面的贡献获得化学奖。!# 年 S 金属键的有机分子， 是 .50#50 的无机配位化合物的有机 对应物。()+-?AB150（()(: 2 ） 和 C-.6D#A（-./ 1 -24/） 和 1 -242） 。他们在甾族化合物结构方面做了紧密相关的工作。()$*:; 主要研究了胆 汁酸， 而 ():;=+ 主要研究了胆固醇并证明了维生素 ? 的甾族化合物性质。在获奖之前， ()$*:; 已提出了生物氧化的主要过程是氢的移去而不是与氧的反应。-2/ 年和 -2. 年 A5BC%,8（-. 1 -24D） 、 EF%$% （-.2 1 -2/-） 和 = L)M:$=;（-2D/ 1 -22/） 因合成了后叶加 （血） 压素和后叶催产素这两个激素获得化学奖。; （-2D/ 1 -22/） 因在核苷酸和核苷酸辅酶方面的研究获得 -24/ 年的化学奖， 他合成了活细胞中的主 要能量载体 /） 因发明和发展了极谱分析法获得分析化学中的第二个 化学奖。活的有机体中大分子成分的分析需要特别的分离方法， N5 Q RP$;*K$%M （-.3 1 -2/-） 发 展了高速离心分离法。他的学生 年 FT)$M*$% （-.2. 1 -2/） 和 U A,（-2D 1 -2/2） 分别因证明一些有机金属化合物 （T)$M*$% 催化剂） 能引发聚合反应和证明 T)$M*$% 催化剂能产生高度规整的三维结构高分子而获化学奖。由于在高分子物理化学的基础理论和实验 研究方面的重要贡献，EO6*C%#（-2-D 1 -2.4） 获得 -2/3 年的化学奖， 他的工作导致了尼龙和合成 橡胶等重要高分子的诞生。0DDD 年 5$M$%、 S7?)%V); 和白川英树又由导电高分子的研究分享了 D3/化学通报0DD- 年 第 - 期8,W： XXBBB78$V)+,%#VMC%M 高分子领域里的化学奖。 !胶体化学 溶液中的生物高分子物质， 包括生命的组成成分蛋白质和多糖， 是以胶体的状态存在的。一个 被大量研究的例子是金原子的胶体。因证明了这种胶体的多相本质 !#$%588%)（,-2） 因发展 了胶体溶液的平衡沉降法获得物理学奖。后来 345*6758588%) 的方法。 345*675858DE 结晶学研究的先决条件。 生物化学 ,-1 年 F:GH)58（,-.= 0 ,1,. 年 9:3)58（,- 0 ,1/） 、 9JP(8DH8(M （,-1, 0 ,1- 0 ,1/ 年 他没能得到病毒蛋白的晶体， 而这使得证明病毒是蛋白质和核酸的络合物成为可能。他们开创性 的研究形成了 2= 世纪下半叶发表的无数生物大分子的新的晶体结构的基础。 活的有机体能量新陈代谢中的两个主要过程， 即光合成和呼吸方面的研究工作方面也获得了 三次化学奖。,1., 年 RLA64%) （,1, 0 ,11 证明了二氧化碳被固定在几种酶的循环过 程中从而解释了植物中二氧化碳的吸收作用而获得化学奖。R%DGH56 因提出化学渗透理论获得 ,1, 0 ） 与首次发现了离子迁移酶的 93T( （,1,- 0 ） 获得了 ,11 年的化学奖。QA6T58 已确定了 I?; 合酶的结晶结构， 而这种结构证明了更早由 :(+58 主要在同位素研究基础上提出的机理。 UVU56(%8 （,1=. 0 ,1-） 因发现了糖核苷酸及其在碳水化合物生物合成中的作用获得 ,1HDDM： XXGH%)AGH5%$D8+A($ 7 ） 和 .?3 E/T： UUOOO3&,=*3)*UDE*()/-SU(&P*V3E/ $ 9,=* *W+H)*H3 E/T： UUOOO3&,=* 4?-X?& 8 G3 :?/E*- 9*-&)/ ?&P /E* A-?&)(/(,& (& +,P*-& 2ES)(D? )D(*&D*，C?=-(P5* R&(Y*-)(/S 2-*)，Q,&P,&，!3