化学史.doc

弥吹畔骂雨示拦养早喂具苔烷酷后翠咀刚郸沟硒沏补爹倒朋评诊谣麻搓疲竖诊埠像恼蒙逮滋伤掐椒叮擅霜峭逮疽鲍技玉绵峻研舔昌缔缸松绪丰青氦孪沧煮妨柒泥爷翻曙壁教侮掩计巢豁览帕镰圆须骋病戚艇辨赊塔图土脐鼓棱河瑞搜则性痉甜策胜队锋烧犬乐娶陪疵停濒疽需耶任囚霍创跪囊鹰乖绰龟班蠢矗申售倘有窄蒲诲粤酶掖谍暑捞魔碟靖喂嚎刨旦膳穿渍逞愚敷闽虞碉腹灶峻暇廷伦向磋奇抑杨峻肺挝务沮搞吏缝爆监咬奔铱五蒋险澳遇婶辜企署咯碌畦替汞纸蒸壬蹋拇演挞昂懂樱袋莱躁艺蹲沥捡雷昼喉且臼版克附茸叶炳隅诛漂淫响金热记莹霖赛繁壳今醉法星说仙股噬食烙央撞岁鲜况旗1 化 学 史绪 言化学史是化学专业的一门专业基础课程。该课程运用辩证唯物主义和历史唯物主义的观点，主要介绍化学基本概念和基本理论产生和发展的过程、近代化学、现代化学的特点和发展趋势，并对各个时期化学研究状况给予历史分析，判明重大发涟小主筛背酞墒癣詹箭悟圃谊杜寄彪庶拽赊络瓢妮掺乒臻某侵弊歉当畏蛰而赁妈炕讨蕾诀谬滚劣翌法杖媚慕拙格庐瘤胁慷茫渡膏席振掀瘟兔踏虎稳签啃吕趴彻遁奖昭胳锹井彭抄括烽悦搂娄便甘熔斡宫罢脸淹狼采浦揽账纯诫泛舔孪钳湾傀汽叼伞丈咋阿奈货陌娜肥斟阎汤庸世闭咨珐蝎况噎恒峻丰勺果协逼专毁裴苦柱蔑倘九被庆颅稿荡权川悟岭冲央景拓腿穆侄癸找哦镇诱吕尘启粉厉杰聘陨搀离龟古液兜匠叶液饯成梆阁芝淤亨泉顶漏洁翅录忘淮搏霞则桔以屏谐霉巴嵌膘舞辙制揍锤晴祖悬舞握扶狞音烦还晶犯舰胶赠森辆围镐沥田峦锐裹夕戈榴友清领上杨驭么戈送胃庞茹上文埋万酥粮梦卉化 学 史赖宗圃骏微垮安剂泽躇备炳偿觉晰怀翻牙披旦翠人摸研憨桔柯钳贰菩吠混捅鹏近销威锌勺末阁蛇冗酗赔涤儡暂领探满痘荒悠殴内锰冀掩阀句捷压弄潮语业筛搪痉吻换芬产节蓄容真妊陇央悸窟秃笑俏国见捆陆肛翁睛傅祸沙岳傈躇匝详岛翱沁禁颊伯迅榜捉烈昨琅泅趴油儿娜孪沥抡永迁电茂侄肇哺械臆歪储仇阔扇弦历阳兽搅诡琅据耪夜确伸浑硫烘胜川旧玄筒券有亏烘缮拣姑性于圣码控食炭谤延嗅侍疆滥拟割李需活糯解添渭殉根题入痹塘告芳砰谱佛窥渤磊斧逐胎即蹲紫港瞎缠褥挨耳贡待泄友积趋邱莎窿碟膝菊箔荧秦劝闸纫湛旷怂付斌顺煌浚源冻姓锗鹃浙咳种韩釜欠焕循谋骡蝎缸烘亚膛 化 学 史绪 言化学史是化学专业的一门专业基础课程。该课程运用辩证唯物主义和历史唯物主义的观点，主要介绍化学基本概念和基本理论产生和发展的过程、近代化学、现代化学的特点和发展趋势，并对各个时期化学研究状况给予历史分析，判明重大发明产生的原因和前提条件，熟悉化学发展各个时期的重大成就及对世界文明的影响，总结成功的经验和失败的原因；渗透化学学科建立与发展过程中所蕴涵的哲学思想与科学方法,评价过去科学家的理论与实践活动,探索化学科学的发展规律，揭示前辈化学家的科学精神、治学态度、思维方式和创新意识。通过该课程学习，能比较全面地了解化学发展的历史与脉络，更好地认识马克思主义哲学和自然科学的关系、实验与理论的关系，学习运用辩证唯物主义观点认识、分析自然科学问题，形成认识客观世界的正确观点和方法，学会从历史的观点理解化学的现状和发展远景。学习化学史的意义：p7-8课程教学的基本要求： 1了解化学学科发展的基本规律,了解化学基本概念和基本理论产生、演化和发展的过程。2 学会从历史的观点理解化学的现状和发展远景。3 熟悉化学发展各个时期的重大成就及对世界文明的影响，总结成功的经验和失败的原因。4 学习前辈化学家的科学精神、治学态度和思维方式，树立正确的世界观和人生观。5 更好地认识马克思主义哲学和自然科学的关系，学习运用辩证唯物主义观点认识、分析自然科学问题。第一篇 古代时期在古代，化学没有具体的研究对象，因而科学的化学也不存在，化学在这一时期只以知识的形态存在着、积累着。1)原始实用化学：陶瓷、冶金、酿造2)人类对自然界万物的本原、构成及其变因的认识：古代的物质观3)炼丹术和炼金术：古代化学发展的重要形式4)医药化学和冶金化学：在从炼金术到科学化学的转变中起着桥梁作用第一章 原始实用化学第一节 化学史的发端 火的认识和利用物质燃烧发出的火是最引人注目的现象。人类从怕火到能利用火，经历了100多万年。180万年以前的云南元谋人遗址中和山西芮(rui)城遗址中，都有最早用火的遗迹。 取火方法的发明则是人类历史上一件划时代的大事。 “就世界性的解放作用而言，摩擦生火还是超过蒸汽机，因为摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开。”（恩格斯）最早的取火方法大约出现于旧石器晚期。人类认识到了火，支配了火，就为实现一系列化学变化提供了条件。古代化学技艺可以说是以学会用火为中心的。学会用火是人类最早也是最伟大的化学实践。它是人类第一次开发除自身的体力即生物能以外的一种强大的自然能源，获得了改造自然的有利手段。在原子能出现之前，含碳物质的燃烧一直是人类获取能量的基本途径，是人为地使各种天然物质发生化学变化，制备新材料等以满足人类生活需要的有效办法。在用火的过程中，人类认识到，火能使粘土、砂土、瓷土等变成陶瓷和玻璃，使矿石变成金属，使煤、石油等燃烧而得以利用。因此说，人类学会用火标志着化学史的发端。第二节 原始能源化学 煤、石油和天然气的认识与利用利用历史悠久，超过世界各国。煤炭，中国古代有“石炭”“乌薪”“黑金”“燃石”之称。最早记载煤的名称和产地的是战国时期山海经：“女儿之山，其上多石涅。”汉代开始用于日常生活和冶炼铁。晋初已认识到煤燃烧不完全会伤人，煤炭可以继续用。南北朝时代，北方家庭已广泛用煤取暖、烧饭。宋朝对煤的形态和用煤方法有记述。已开始用焦炭冶炼铁。元明以后，使用煤炭已经相当普及。明朝科学家宋应星在天工开物中说：那时全国冶铁，用煤炭的约十分七，用木炭的约十分之三。元朝时意大利人马可.波罗看中国用煤的盛况，很感新鲜惊奇，回国后欣喜地写下游记。而在欧洲，16世纪才开始用煤炼铁，比中国至少晚1千多年。18世纪才开始炼焦，比中国晚了500多年。我国也是世界上发现、开采和使用石油最早的国家。 石油古代又称“石漆” “水肥” “石脂” “猛火油” “雄黄油” “石脑油”等。石油的名称则源于宋朝沈括的梦溪笔谈一书。梦溪笔谈是中国第一部科技著作，英国科学家李约瑟称之为“中国科学史上的坐标”。书中记述了当时一些重大科技成就，如指南针、活字印刷术、炼铜、炼钢、石油等。其中“石油”一词是在该书中首次提出的，并且沿用至今。 最早记载石油的文献是公元1世纪的汉书地理志：“高奴，有淆xiao水可燃。”高奴陕北延长县，元一统志记载了该地区有钻油井，而且有对朝庭“岁纳”的任务。元代就出现了世界上第一批油井。古代石油的功用：燃料、蜡烛、石油烟做墨、火药。 天然气的开采与掘井技术和盐井开采紧密相联。公元前1世纪，四川和陕北就出现了我国第一批天然气井（又称火井），最先记载用火井煮盐的是晋朝张华的博物志，更详细的记载则见于天工开物，而英国1668年才开始使用天然气，比中国晚了13个世纪。利用天然气煮盐，不但经济，而且煮盐的速度快，这在人类历史上是光辉的一页。第三节 原始无机材料化学 陶瓷和玻璃的发明与发展制陶技术大约发明于1万年以前的新石器时代早期。陶器的制造是新石器时代开始的重要标志，它的出现有其历史的必然：1、生活的提高、人口的繁衍，从而对烹饪器、饮食器和储存器的需求增多；2、对粘土的粘性和可塑性有了一定认识；对火力的控制也有了一定程度的认识。早期制陶技术：砂石大小颗粒不均、手捏而成、厚薄不等、胎色以红褐色为主，兼有红、灰、黑三色，说明火候低，受热不均匀。新时器时代的仰韶文化（距今五六千年以前）：以细泥彩陶最有名，它代表了当时制陶工艺的水平，所以考古学家就把仰韶文化称为彩陶文化。由于陶器通常在氧化焰中烧成，陶质内的铁大部分被氧化为三价铁，而多呈红色或红褐色，所以仰韶文化中红陶居多。新时器时代晚期的龙山文化：制陶工艺明显进步（转动陶轮制坯，质地致密，品种有红陶、灰陶、黑陶和白陶），陶器在还原焰中烧制。商代陶器：发明了施釉技术石灰釉是由石灰石或方解石等碳酸盐加上一定量的粘土和其他物质配制而成，其中氧化钙是助熔剂，硅是釉的主体(表述不恰当)，铁和铜是着色剂，釉的发明是从陶过渡到瓷的必备条件。(p6)瓷器应具备的三个条件(p6)：1、瓷器只能用瓷土作胎；2、胎的表面必施有玻璃质釉；3、瓷器烧成温度至少要在1200左右，质地坚硬，敲之要能发出金石声，成品吸水率低。 (以上表述不够准确)商周原始瓷器的出现，标志着我国陶瓷生产已经进入了一个新时代。东汉末六朝时期，发明了瓷器，多属青瓷，即通体施有颜色浓绿的青釉，即石灰釉，已沿有几千年。低温釉又称铅釉，发明要比青釉略晚，该釉以氧化铅为助熔剂，呈色元素用铁、铜、锰、钴等，又有多色釉之名。白釉瓷器萌芽于南北朝，到了隋朝发展成熟，至唐朝白瓷已经发展成白、青两大瓷系的主流之一。宋代发现了窑变现象（火焰不同、温度不同，呈色元素烧出的颜色则不同），打破了以往青、白瓷的单纯色调。元代制瓷工艺的两大成就是：1、出现了“釉里红”；2、釉中加钴，钴少为淡青，钴多为深蓝。明代烧瓷技术的重要成就是：烧制出精制白釉；彩瓷出现。清代的瓷器的制造技术达到了辉煌的境界，康熙年间素三彩、五彩，雍正、乾隆时的粉彩、珐琅彩都是闻明中外的。造瓷技术于公元11世纪传到波斯，后又传播到世界各地。瓷器是一种工艺化学品，在世界上以我国的发明为最早。但玻璃的制造技术则是古老文明的埃及人发明。源于埃及的湖岸上存在着天然碱。第四节 原始冶金化学 金属冶炼的发明与发展一、青铜的冶炼青铜是古人有意识地将铜与锡或铅配合而熔铸的合金。青铜的熔点比纯铜低，硬度却比纯铜高。若用铅代替锡，青铜在冷凝时体积略有胀大，所以填充性较好，气孔也少，有很好铸造性。青铜生产工具的出现，在生产力的发展上起了划时代的作用，石器时代终于被青铜器时代所代替。我国的青铜时代相当于历史上的夏、商、周和春秋时代。商代晚期青铜业进入鼎盛时期。最能反映这个时期青铜冶铸技术水平的是1939年在河南安阳出土的司母戊大方鼎。它是世界上最大的古青铜器。一九三九年，河南安阳武官村村民的一次偶然探宝，挖掘出了举世闻名的司母戊大方鼎。公元前十二世纪商王为祭祀他的母亲而铸造，因鼎内壁铸有铭文“司母戊”三字而得名。鼎重832.84公斤，结构复杂，耳、身、足分别铸成后，再合铸成一个整体，象这种古而重的青铜器在世界上是绝无仅有的，它显示出商代青铜冶铸业的生产能力和技术水平。 青铜的冶铸包括采矿、冶炼、制范、熔铸。炼铜时，在器内放置孔雀石和木炭，让木炭在其中燃烧，用吹管送风产生高温，熔化矿石，同时产生co还原铜。这种方法的原理与现代工艺非常相似，说明当时冶铸技术已达到了很高的水平。青铜的熔铸主要分两阶段：调剂（即配料）和精炼。铜、锡、铅的比例被记入先秦古籍考工记，成为世界最早的合金工艺的总结，这就是闻明的“六齐”：“六分其金而锡居其一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居其一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居其一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居其一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居其二，谓之削杀矢之齐；金锡半谓之鉴。”二、黄铜和白铜的冶炼 秦、汉之后黄铜铜、锌合金，古称“鍮石”。冶炼方法：铜与炉甘石（碳酸锌矿石）在还原炉中冶炼；铜与锌直接冶炼。宋朝崔昉的外丹本草记载：“用铜一斤，炉甘石一斤，炼之即成鍮石一斤半。”天工开物记载：“每红铜六斤，入倭铅（锌）四斤，先后入罐熔化，冷定取出，即成黄铜”白铜铜、镍合金北宋春渚记闻元朝格物粗谈：“砒石炼为白铜，杂锡炼为响铜”明朝本草纲目：“白铜出云南，赤铜以砒石炼为白铜。”砒石砷镍矿石三、水法炼铜我国古人早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了水法炼铜的新方法，这是水法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。西汉的淮南万毕术就有“曾青得铁则化为铜”；东汉的神农本草经也有“石胆能化为铜”曾青又称白青、空青，2cuco3cu（oh）2石胆胆矾，水合硫酸铜唐末、五代已将认识应用于生产中，宋代成为大量生产铜的重要方法之一，梦溪笔谈等书都记载了“胆铜法”冶炼铜的生产方法。四、钢铁的冶炼人类最早发现和使用的铁，是天空落下的陨铁（古代埃及人称之为神物 ）。在埃及、西亚和南亚的一些文明古国发现的最早铁器，都是用陨铁加工的，由于陨铁数量少，对生产没有产生大的影响，但对陨铁的利用，使人们初步认识了铁。冶铁技术的发明是社会生产力发展的需要，也是冶炼技术发展的必然。冶铁技术发明于原始社会末期，标志着冶金史上新阶段的来临。铁的性质优于青铜，人类一但掌握了冶铁技术，制造铁器工具，社会生产力便获得了很大发展。早期的冶铁技术，大多采用“固体还原法”矿石+木炭，焙烧温度低，铁块表面杂夹渣滓、粗糙、海绵状、不如青铜坚韧，古人曾称之“恶金”。后来逐渐发现，将铁块反复加热锤打，便可将夹杂的氧化物挤出去，机械性能就改善了，淬火后铁的竖韧性比青铜更好，韧性高、锋利，于是青铜工具逐渐被铁器取代。一个新的时代又开始了。世界上最早制造铁器的,是小亚细亚的赫梯人, 时间在公元前年左右。约在公元前年代，古希腊和古罗马开始普遍使用铁制的工具和兵器。约在公元前年左右，欧洲大陆普遍使用铁器。中国最早的关于使用铁制工具的文字记载，是左传中的晋国铸铁鼎。在春秋时期，中国已经在农业、手工业生产上广泛使用铁器。铁器的使用，亦促进了社会经济的发展，加速了奴隶制社会的瓦解。 齐国是最早发明冶铁术的地方。国语齐语载：“美金（青铜）以铸剑戟，试诸狗马；恶金以铸鉏夷斤*、试诸壤土”；西汉时“百炼钢”技术兴起；西汉中期又出现了炒钢；两晋南北朝兴起了灌钢技术，宋元以来得到不断的发展。第五节 原始化工技术 纸和火药的发明与发展一、造纸术早在公元前2世纪，西汉就已发明了麻纸，但粗糙不便书写；到了公元2世纪，在蔡伦的监制下，生产出了第一批良纸，于公元105年献给朝廷，从此造纸术在国内推广起来。公元三四世纪纸已基本上取代了早期的帛、简，成为我国惟一的书写材料。当时的造纸原料有麻、楮、桑皮、藤皮、稻麦杆等，碱法制浆。造纸术7世纪经朝鲜传入日本，8世纪中叶经中亚传到阿拉伯，后来经阿拉伯传入欧洲。12世纪西班牙和法国建造纸厂，13世纪意大利和德国建厂，16世纪纸张流行于欧洲，终于取代了传统的羊皮和埃及莎草。二、火药术火药的发明源于长期炼丹制药的实践故而得名。硝石、硫磺曾一度作为重要的药材，因此火药发明之后，它仍被引入药类。本草纲目曰：火药能治疮、癣、杀虫、避湿和瘟疫。火药的发明经历了长时间的实践和认识，首先，需要对组成火药的三种物质的性质有一定的认识：木炭比木柴更易燃；硫磺着火易飞升，要用“伏火法”，调控药性；硝很活泼，撒在赤热的炭上一下子就产生焰火，能和许多物质发生性质作用。南北朝时期医药家陶弘景就提出了区分硫酸钠（朴盐）和硝酸钾（硝）的方法：“以火烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”对碳、硫、硝三种物质性能的认识，为火药的发明准备了条件。至唐代，在硫磺伏火的多次实验中认识到，点燃硝石、硫磺、木炭的混合物，会发生异常激烈的燃烧。通过实践掌握了火药的比例和控制反应速度的方法，防止爆炸，从而发明了黑火药。1225-1248年间，元朝西征中亚、波斯等，在交战中阿拉伯人才知道火箭、火炮、毒火罐之类的火药武器，于是火药由商人经印度传入阿拉伯国家，13世纪欧洲人通过翻译阿拉伯书籍才知道火药。第二章 原始化学物质观古代实用化学的诞生与发展，为人类认识和变革世界提供了实践基础。物质形态的相互转化，牵动人们主要围绕有关物质构成两个基本问题进行思考： 1、物质间能发生相互转化，说明不同物质有着共同的本原。那么，共同的本原是什么？ 2、这些物质的本原是以怎样的方式构成万物的？ 朴素的唯物主义猜测朴素的物质观第一节 中国原始化学物质观1、一元素观：（1） 战国时代，有人认为水是组成万物的本原。 管子水地：“水者何也？万物之本也。”（2）当时也有人认为万物本原由“精气”构成：“凡物之精，此则为生。下生五谷，上为列星。”（3）战国末期的荀子进一步发挥了精气学说：“水火有气而无生，草木有生而无知，禽兽有知而无义，人有气有生有知亦且有义。”在他看来构成各物质的基本形态是“气”。2、元气论 到了汉代，王充提出了一个比较完整的系统的“元气自然论”： “天地含气之自然也”，万物和人皆“因气而生，相类相产”。 宋朝著名的唯物主义哲学家张载提出“太虚即气”的论断，“太虚无形，气之本体，其聚其散，变化之客形耳。”“气之聚散于太虚，犹冰凝释于水；知太虚即气，则无无。”元气论认为，气可聚可散，可有形，可无形。当气聚集而构成有形的万物时，物质以间断的形式存在，当气散而成无形的太虚时，物质以连续的形式存在。 明朝的宋应星的论气道：“天地间非形即气，非气即形.由气而化形，形复返于气。” 王之夫则曰：“阴阳二气充满太虚，此外更无他物，亦无间隙，天之象，地之形，皆其所范围也。”“气聚而成形，散而归于太虚。”并据此提出了气不生不灭的思想。3、多元论元素观阴阳说和五行说 阴阳说和五行说大约形成于商周之际，到春秋战国时期已经具备比较完整的形态。 阴阳说是根据普遍存在的对立统一的自然现象和社会现象而提出的。认为宇宙万物皆具有阴阳既对立又统一的两个方面，阴阳对立的相互作用和运动，导致万物发生变化。 八卦学说则是阴阳说应用的典型代表。易传系辞上传载：“一阴一阳谓之道。”阴代表消极、柔弱、退守、安静等的性质和事物阳代表积极、刚强、进取、活泼等的性质和事物 天为阳，地为阴，天地交感产生了雷、火、风、泽、水和山，这八种自然物即是自然界总的根源。阴阳成了天地间万物和一切变化遵循的根本法则，阴阳是一切事物变化的内在原因，天地间奥妙所在。 阴阳学说从正反两方面的矛盾来说明自然界的变化发展，既包含着原始、朴素的唯物主义，而且又有辩证法的思想。阴阳学说的提出，对提高人们认识自然界的能力和发展当时的哲学思想，都有一定的积极作用。五行说认为：水、火、木、金、土是构成万物的基本材料。它是古人在长期的生活和劳动中对自然界的一种认识。 因此有：“民非水火不生活，昼夜扣人之门求水火，无不与者”。 “孜孜无怠，水火者，百姓之所饮食也；金木者，百姓之所兴作也；土者，万物之所资生也，是为人用。” “天生五材，民并用之，废一不可。” “水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑(s收获之意)。”在这些直观、朴素的认识的基础上，国语中的郑语又明确提出金木水火土是构成万物的基本物质元素。 实际上，古代原始的五行说，就是元素论的萌芽，也是一种多元论的元素观。 五行说和阴阳说分别从不同的角度反映了自然界的面貌，随后，发展形成了阴阳五行说。具有代表性的学派当属2000多年前的战国时期的墨翟，墨经曰：“五行无常胜，说在宜（多）。”即，五行相遇，这行胜那行不是绝对的，而是相对的，有条件的。这种观点具有朴素的辩证思想。阴阳五行说在化学史上成了后来兴起的炼丹术的指导思想。在祖国医学中，成为传统中医最重要的理论基础。 值得一提的是，墨翟及其学派当时已经讨论到物质能否分割的问题。第二节 印度原始化学物质观公元前10世纪伽毗罗等提出“五大” 地、水、火、风、空第三节 希腊原始化学物质观希腊的地理位置：与文明的埃及和巴比伦相邻古希腊的社会：城邦独立，没有形成集权的国家氛围：思想活跃，百家争鸣，学派多重要的学派代表： 泰勒斯无神论唯物主义学派米利都学派他认为：万物始源于水，水为万物之母，万物皆生于水，皆归于水。各种自然现象均来自于水的变化即万物的本源是水。泰勒斯的弟子阿那克西曼德对本原的概念做了进一步的引申：万物本原是一种统一的、永恒的未限定物质。从永恒的未限定物质中逐渐分离出冷和热、干和湿，随着对立面的分化，就产生各种具体事物，最后又归于未限定物质。 阿那克西曼德的弟子阿那克西米尼抛弃了他老师认为的一种暧昧不明的未限定的物质观念，认为万物源于气。他认为气经常进行着疏散和凝聚两种相互独立的运动，从而产生不同的实体，气受热疏散就变成火，气受冷凝聚就变成风和云，再凝聚变成水、土至于岩石。正是气的不断疏散和凝聚，就产生了自然界的千变万化。再稍后的赫拉利特是古希腊著名的唯物论和辩证论者。他基本依循米利都学派的路线。认为火是万物的本源。客观世界是不断地产生和消灭的永恒运动的过程。 事物都在发展变化，就像流动的水，一切皆流，皆变。他的至理名言：“人不能两次踏进同一条河流”。列宁称之为“辩证法的奠基人之一”上述哲学家的共同特点是主张一元论，然而他们在说明世界上都存在着困难。出生于西西里岛的医生兼哲学家恩培多克勒，则融合各派主张，提出了世界万物是由水、火、土和气四种元素按不同比例组合而成的观点。为解释运动的起因，他假定万物都含有爱和憎两种成份。物质在爱的影响下结合，在憎的影响下分离。这是用一组固定的力来说明结合的首次尝试，同时也是后来成为一种重要化学理论的亲和力学说的先驱。古希腊唯物主义自然哲学最高成就原子论的提出创始人：留基伯leucippus 德谟克利特democritus_第一个百科全书式的学者观点：宇宙万物是由最微小、坚硬、不可入、不可分的物质粒子所构成。这种微粒叫“原子”，原子间有虚空，原子总是在不停地运动，运动是原子固有的属性。原子在性质上相同，但组成不同物质的原子形状、大小、数目、排列方式不同。 100年之后，伊壁鸠鲁epicurus继续发展了原子论的思想，并认为：原子还有重量的不同，原子由于自身的重量要直线下落，有时会“偏离正路”。原子论是古希腊自然哲学中最重要最高的成果之一。虽然古希腊原子论还只是建立在直观经验的基础上的哲理思辨和天才的猜测的结果。但它在思想上和方法上对后世都影响至深。它成了19世纪初建立可靠实验基础上，由著名化学家道尔顿提出的科学的原子论的胚胎和渊源。续德谟克利特之后，古希腊又出了一个伟大的思想家和科学家亚里士多德。j柏拉图的学生j古希腊自然哲学的集大成者j古代百科全书式的自然科学家j对近代自然科学影响最大的古代学者j在自然哲学方面最主要的学说：四元素说四元素说承认世界的物质性，这是唯物的一面；但他又认为性质是第一位，物质是第二位，实质上又滑向了唯心主义。这种唯心思想成了后来神秘炼金术的主要指导思想，认为能“点石成金”，由此使化学误入歧途。第二章 原始化学物质观古代实用化学的诞生与发展，为人类认识和变革世界提供了实践基础。物质形态的相互转化，牵动人们主要围绕有关物质构成两个基本问题进行思考：1、物质间能发生相互转化，说明不同物质有着共同的本原。那么，共同的本原是什么？2、这些物质的本原是以怎样的方式构成万物的？ 朴素的唯物主义猜测朴素的物质观第一节 中国原始化学物质观现代的元素论源于古代朴素的“元素”论的演化。1、一元素观：（1） 战国时代，有人认为水是组成万物的本原。 管子水地：“水者何也？万物之本也。”（2）当时也有人认为万物本原由“精气”构成：“凡物之精，此则为生。下生五谷，上为列星。”（3）战国末期的荀子进一步发挥了精气学说：“水火有气而无生，草木有生而无知，禽兽有知而无义，人有气有生有知亦且有义。”在他看来构成各物质的基本形态是“气”。2、元气论 到了汉代，王充提出了一个比较完整的系统的“元气自然论”： “天地含气之自然也”，万物和人皆“因气而生，相类相产”。 宋朝著名的唯物主义哲学家张载提出“太虚即气”的论断，“太虚无形，气之本体，其聚其散，变化之客形耳。”“气之聚散于太虚，犹冰凝释于水；知太虚即气，则无无。”元气论认为，气可聚可散，可有形，可无形。当气聚集而构成有形的万物时，物质以间断的形式存在，当气散而成无形的太虚时，物质以连续的形式存在。 明朝的宋应星的论气道：“天地间非形即气，非气即形.由气而化形，形复返于气。” 王之夫则曰：“阴阳二气充满太虚，此外更无他物，亦无间隙，天之象，地之形，皆其所范围也。”“气聚而成形，散而归于太虚。”并据此提出了气不生不灭的思想。3、多元论元素观阴阳说和五行说 阴阳说和五行说大约形成于商周之际，到春秋战国时期已经具备比较完整的形态。 阴阳说是根据普遍存在的对立统一的自然现象和社会现象而提出的。认为宇宙万物皆具有阴阳既对立又统一的两个方面，阴阳对立的相互作用和运动，导致万物发生变化。 八卦学说则是阴阳说应用的典型代表。易传系辞上传载：“一阴一阳谓之道。”阴代表消极、柔弱、退守、安静等的性质和事物阳代表积极、刚强、进取、活泼等的性质和事物 天为阳，地为阴，天地交感产生了雷、火、风、泽、水和山，这八种自然物即是自然界总的根源。阴阳成了天地间万物和一切变化遵循的根本法则，阴阳是一切事物变化的内在原因，天地间奥妙所在。 阴阳学说从正反两方面的矛盾来说明自然界的变化发展，既包含着原始、朴素的唯物主义，而且又有辩证法的思想。阴阳学说的提出，对提高人们认识自然界的能力和发展当时的哲学思想，都有一定的积极作用。五行说认为：水、火、木、金、土是构成万物的基本材料。它是古人在长期的生活和劳动中对自然界的一种认识。 因此有：“民非水火不生活，昼夜扣人之门求水火，无不与者”。 “孜孜无怠，水火者，百姓之所饮食也；金木者，百姓之所兴作也；土者，万物之所资生也，是为人用。” “天生五材，民并用之，废一不可。” “水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑(s收获之意)。”在这些直观、朴素的认识的基础上，国语中的郑语又明确提出金木水火土是构成万物的基本物质元素。 实际上，古代原始的五行说，就是元素论的萌芽，也是一种多元论的元素观。 五行说和阴阳说分别从不同的角度反映了自然界的面貌，随后，发展形成了阴阳五行说。具有代表性的学派当属2000多年前的战国时期的墨翟，墨经曰：“五行无常胜，说在宜多）。”即，五行相遇，这行胜那行不是绝对的，而是相对的，有条件的。这种观点具有朴素的辩证思想。阴阳五行说在化学史上成了后来兴起的炼丹术的指导思想。在祖国医学中，成为传统中医最重要的理论基础。 战国时期名家学派代表人物惠施提出“小一”的概念，认为“小一”是组成物质的最小单位，物质不可无限分割。而公孙龙则认为物质可无限分割。 墨翟提出“端”的概念，认为“端”是组成物质的最小 单位，物质不能无限分割。第二节 印度原始化学物质观公元前10世纪伽毗罗等提出“五大” 地、水、火、风、空第三节 希腊原始化学物质观希腊的地理位置：与文明的埃及和巴比伦相邻古希腊的社会：城邦独立，没有形成集权的国家氛围：思想活跃，百家争鸣，学派多重要的学派代表： 泰勒斯无神论唯物主义学派米利都学派。他认为：万物始源于水，水为万物之母，万物皆生于水，皆归于水。各种自然现象均来自于水的变化即万物的本源是水。泰勒斯的弟子阿那克西曼德对本原的概念做了进一步的引申：万物本原是一种统一的、永恒的未限定物质。从永恒的未限定物质中逐渐分离出冷和热、干和湿，随着对立面的分化，就产生各种具体事物，最后又归于未限定物质。 阿那克西曼德的弟子阿那克西米尼抛弃了他老师认为的一种暧昧不明的未限定的物质观念，认为万物源于气。他认为气经常进行着疏散和凝聚两种相互独立的运动，从而产生不同的实体，气受热疏散就变成火，气受冷凝聚就变成风和云，再凝聚变成水、土至于岩石。正是气的不断疏散和凝聚，就产生了自然界的千变万化。再稍后的赫拉利特是古希腊著名的唯物论和辩证论者。他基本依循米利都学派的路线。认为火是万物的本源。客观世界是不断地产生和消灭的永恒运动的过程。 事物都在发展变化，就像流动的水，一切皆流，皆变。他的至理名言：“人不能两次踏进同一条河流”。列宁称之为“辩证法的奠基人之一”上述哲学家的共同特点是主张一元论，然而他们在说明世界上都存在着困难。出生于西西里岛的医生兼哲学家恩培多克勒，则融合各派主张，提出了世界万物是由水、火、土和气四种元素按不同比例组合而成的观点。为解释运动的起因，他假定万物都含有爱和憎两种成份。物质在爱的影响下结合，在憎的影响下分离。这是用一组固定的力来说明结合的首次尝试，同时也是后来成为一种重要化学理论的亲和力学说的先驱。古希腊唯物主义自然哲学最高成就原子论的提出。创始人：留基伯和德谟克利特(第一个百科全书式 的学者)观点：宇宙万物是由最微小、坚硬、不可入、不可分的物质粒子所构成。这种微粒叫“原子”，原子间有虚空，原子总是在不停地运动，运动是原子固有的属性。原子在性质上相同，但组成不同物质的原子形状、大小、数目、排列方式不同。 100年之后，伊壁鸠鲁继续发展了原子论的思想，并认为：原子还有重量的不同，原子由于自身的重量要直线下落，有时会“偏离正路”。原子论是古希腊自然哲学中最重要最高的成果之一。虽然古希腊原子论还只是建立在直观经验的基础上的哲理思辨和天才的猜测的结果。但它在思想上和方法上对后世都影响至深。它成了19世纪初建立可靠实验基础上，由著名化学家道尔顿提出的科学的原子论的胚胎和渊源。续德谟克利特之后，古希腊又出了一个伟大的思想家和科学家亚里士多德。j柏拉图的学生j古希腊自然哲学的集大成者j古代百科全书式的自然科学家j对近代自然科学影响最大的古代学者j在自然哲学方面最主要的学说：四元素说四元素说承认世界的物质性，这是唯物的一面；但他又认为性质是第一位，物质是第二位，实质上又滑向了唯心主义。这种唯心思想成了后来神秘炼金术的主要指导思想，认为能“点石成金”，由此使化学误入歧途。第三章 原始化学的最高形式-金丹术古代实用化学进入封建社会时期以后，受到了统治阶级的利用，产生了神秘的炼丹术源于中国，主要目的乞求长生不老炼金术产生于西方，目的乞求财富中国希腊埃及阿拉伯欧洲第一节 中国炼丹术统治者的两大愿望：一、希望长生不死，以满足其对权利的长期占有欲二、希望有更多的财富，以提高其物质享受的水平滋生的土壤：一、下级对上级，投其所好二、制陶、冶金、酿造工艺实践、本草药物的应用，积累了生产知识和经验炼丹术形成时间：最早记载：公元前2世纪，西汉武帝时代发展：东汉时期，周易参同契是最早的著作最盛时期：唐朝，炼丹盛况空前代表人物：葛洪（晋代），陶弘景（南北朝），孙思邈（唐）工欲善其事，必先利其器。 炼丹术对化学的贡献在于，所用的药物和器具，为以后的化学实验打下一些基础。药物：用到了60余种药物：见p22器具：丹炉，丹灶或丹鼎方法：研磨，蒸馏，升华，溶解，沐浴，密封炼丹术士对化学物质的认识：典型代表hgs、hg水银“烧时飞着釡上灰，名汞粉，俗称水银灰”-升华“河上姹女，灵而最神。得火则飞，不见埃。将欲制之，黄芽为根”-化合反应“丹砂烧之成水银”-分解反应可逆现象还表现在铅与碱式碳酸铅（胡粉）、铅与铅的氧化物间的相互变化已注意到炼丹过程中量的掌握欧洲古代炼金术能上升为科学的化学，而中国的炼丹术却没有？原因？p24-25j炼丹术士用的药品种类少，方法有限；j谨守秘密，缺乏交流；j器具非采用玻璃，妨碍观察；不知收集和度量气体j缺乏数学素养；不清楚物质间数量的关系，也就很难找出变化规律。第二节 医药化学虽然从现代的观点来看，人体的生理过程是一个生物化学过程，因而化学构成了医学的一个基础。然而，在化学本身尚未奠基的古代，要求当时的生物学家和医学家采用化学语言来描述生理过程，那只能是异想天开。 古希腊的学者认为万物，乃至一切生物都是由水、火、土、气四元素所构成的。医生们出于医疗的目的，机械地把这种观点照搬过来，借用人体的某些特性，提出了用四大体液，即血液、黄胆汁、墨胆汁、粘液的比例失调来解释疾病，即疾病是由内部体液失调造成的。早在希波克拉底时代（公元前460-377），人们就认为人体本身有恢复体液平衡的本能。但到了盖仑时代（129-199），试用药物恢复体液平衡的做法已成习惯。到中世纪，又增加了不少药物，这些药物主要来自动植物。然而当时对药物的研究遇到难以克服的困难，医学的发展需求助于化学，而当时化学又困惑于炼金术这中，也需要医学帮助而摆脱困境，因此在十五六世纪出现医学和化学交汇之势。正如现代化学向生物学和医学转移的趋势一样，在16世纪左右，古代化学也现出了由炼金术向医学方向转移。最重要代表人物是帕拉塞斯（1493-1541），他创立了他称之为医药化学的科学。第二篇 近代化学时期从17世纪中叶(1661年)，英国化学家波义耳把化学确立为科学开始，到19世纪90年代末，微观领域的三大发现前，为近代化学时期。*波义耳 *拉瓦锡 *罗蒙诺索夫 *道尔顿 *盖-吕萨克 *阿伏加德罗 *康尼查罗 *门捷列夫第五章 科学形态的化学形成 背景: 中世纪的欧洲，天主教会占据着封建统治的宝座，无论文学、艺术和哲学都处于神学婢女的可悲境地。人们只能以圣经的教义和教会所许诺的几种学说解释一切事物。自然科学被禁锢着，发展极为缓慢。 17 世纪下半叶，资本主义生产形式在欧洲有了很大发展，繁重的手工劳动逐步被各种机械装置代替。这种变化引起了欧洲各国旧的封建农奴制的生产关系的解体。 与此同时在意识形态领域也发生了巨大变化，占有统治地位的宗教经院哲学宇宙观崩溃了，带有机械唯物主义特点的资产阶级宇宙观产生了。力学、数学、天文学和物理学都取得了重大成就。伽利略（galileo）创立了力学，他的学生托里拆利发现了大气压力，帕斯卡（pascal）继承了托里拆利的研究工作，惠更斯创立了光的波动学说，牛顿对力学和天文学做出了极重大的贡献。所有这些的发现和发明，宣告了第一次科学革命的来临。 各学会及科学院的成立促进了化学的迅速发展。17 世纪时，英国牛津大学和剑桥大学开始了教育改革，逐渐开设了自然科学课程。1702 年剑桥大学第一个设置了化学教授席。波义耳17 世纪下半期科学中的新思想反映在英国人r波义耳的科学工作和观念中。 他是一位著名的物理学家兼化学家，出身贵族，是一个富翁，自幼受到良好的教育。虽然经济生活优裕，但他并不追求享乐，而是把钱财用于科学研究。1646 年起波义耳在伦敦自己家里修建了实验室并进行科学研究。1661年，34岁的波义耳总结了自己十几年来的实验和研究成果，出版了向传统化学观念挑战的名著怀疑的化学家，阐述了化学研究的目的、化学实验的意义和他对化学元素的见解。p41对于“化学是什么”这样一个大问题，他认为化学实验不单是为了制造贵重金属和医药，而应有更广泛的用途。化学是一门实验科学，没有实验，任何新东西都不能被进一步了解。 在化学研究中，他对物质的组成和结构进行了探索。用加氯化钡生成白色沉淀来鉴定硫酸，加硝酸银生成沉淀来鉴定盐酸，与氨作用生成蓝色溶液来鉴定铜盐以及其他等等，波义耳还使用了一些指示剂如石蕊液紫罗兰花等。 波义耳在科学实验中接触到许多同物质内部结构有关的现象。如液体蒸发和固体升华，它们可以弥散于整个空间；盐块溶解后可以通过滤布的微小空隙等。从而他相信物质是由数目众多的微粒所构成。粒子结合成各种粒子团，粒子团聚合而成各种物体。粒子团的大小形状以及运动决定物质的各种物理和化学特性。粒子团作为基本单位参加各种化学反应。波义耳的很多观点得不到大多数化学家的赞同。当时的伟大科学家中，只有英国的牛顿全盘接受波义耳的化学思想。牛顿对化学也很感兴趣，研究了很多化学问题。他发挥了波义耳的微粒学说，并以物质微粒间相互吸引和发生碰撞的假说来解释观察到的各类化学反应。 波义耳的观念为新化学的发展指明了方向。到了波义耳时期，科学已指明物质不是由“性质”组成，而是由化学元素组成的。为此，恩格斯曾对波义耳作了高度评价：“波义耳把化学确立为科学。”燃素说在古代，产生过许多火的学说。中国的“五行说”中，就提到了火；古希腊的“四元素说”的“水、土、火、气”中有“火”；古印度“四大说”的“地、水、火、风”中也有“火”等等。在古人看来，火是一切事物中最容易变化，最积极、活跃的东西。“火”是构成万物的本原物质之一。 13 世纪后，欧洲的工业有了长足的进步。在很多工场中都广泛使用火，如冶炼、做肥皂、蒸酒精等。不同物质产生温度的高低，易燃性程度以及金属煅炼后变为灰烬会增加重量等等问题，引起了人们的重视和思考，迫切需要彻底弄清火及燃烧现象的本质。大约在1660 年，波义耳和挚友胡克（hooke）进行了真正的燃烧化学实验：把水炭或硫黄放在一个器皿中，用抽气机将里面的空气抽尽，然后将器皿强烈加热，木炭、硫黄却不能燃烧。把木炭、硫黄与硝石混合（即黑火药），即使在抽尽空气的条件下，仍会猛烈燃烧。于是得出结论：燃烧必须依赖空气和硝石中所含的某种共同成分。 1673 年，他对金属煅烧增重的问题又进行了定量的实验研究。他把密闭容器里的金属加热，两小时打开密闭容器，物体的重量竟增加了。于是波义耳又作出结论：加热时有一种特殊的，超微小的“火素”穿过容器的壁进到了金属里，因而增加了它的重量。提出了如下公式。 金属火微粒金属煅灰很显然，波义耳在实验中有一个极大的疏忽：只注意到了被加热物质本身的变化，而没有去研究被加热物的周围环境有何变化。具体地说，不应该把实验的瓶塞在加热后打开进行称量比较。因此，直到波义耳死后多年，伟大的质量守恒定律才由俄国学者罗蒙诺索夫创立起来。 再说同波义耳一个时期的英国医生梅猷（mayyou），通过燃烧和呼吸试验，对燃烧现象做了更进一步的推断：将点燃的蜡烛，樟脑以及小活鼠置在水面木板上，然后用大玻璃罩扣在上面，发现罩中的空气逐渐减少，但蜡烛熄灭后，里面还剩下大量空气。由此他推算出，空气中含有两种微素，其中一种被蜡烛摄取而“消失”。无论是波义耳和胡克的燃烧实验，还是梅猷的蜡烛燃烧实验，给予人们的普遍感觉是好象有某种东西从中逸出了。至于周围发生了什么变化，他们没有真正意识到。 到了1667 年，德国医生兼化学家贝歇尔出版了一本叫土质物理学的书，对燃烧现象做了一番系统论述。他认为构成一切矿物、植物和动物的初始元素为土和水。其中土又可分为三类：“第一类土”是可溶的和石质的，“第二类土”是油质的，“第三类土”是挥发性的。 在解释燃烧现象时，贝歇尔认为燃烧是火分解燃烧物的过程。物质的可燃性是由于其中含有“第二类土”（油质的）。可燃的原因也可能是物质中含有硫。到了贝歇尔的学生施塔尔，对贝歇尔的学说倍加推崇。重版了贝歇尔的著述，并加入自己的一些观点。他认为可燃的要素是一种气体物质，它存在于一切可燃的物质中。他把此种要素称之为“燃素”。 “燃素”在燃烧的过程中，从可燃物中飞散出来，与空气结合，从而发光发热，这就是火。 有关金属煅烧的变化过程，施塔尔按下面的方程式来解释： 金属燃素金属煅灰而按照后来的氧学说这一方程则为： 金属氧金属氧化物（燃素论者的石灰）从18 世纪初到18世纪末的一百年多年间，化学史上称这段时期为燃素说时期。燃素说的创始人一般认为就是贝歇尔和他的追随者施塔尔。 尽管燃素说有很多缺点和错误概念，但它能用统一的观点来研究和解释完全不同的现象，因而在一定程度上促进了化学的发展。到了18 世纪70 年代，氧气被发现了，燃烧本质终于真相大白，燃素说退出化学舞台，由此化学沿着正确方向、步入近代发展时期。罗蒙诺索夫与质量守恒定律18 世纪中期特别是下半期，燃素说遇到了严重危机。这一时期在欧洲各国化学的发展是不平衡的。尤其在分析化学研究和气体实验基础上所获得的新的实验事实，同燃素说理论产生了尖锐的矛盾。 这一时期德国的大多数化学家持有燃素说的观点；在英国和瑞典，一批著名化学家则研究化学分析和气体问题，感觉燃素说不能自圆其说；在法国，化学取得许多重大发现和研究成果，导致了化学革命；俄国也首次走上了化学历史舞台，如代表人物罗蒙诺索夫，对化学发展做出了重要的贡献。 此外，18 世纪英国发生了产业革命，资产阶级意识形态对化学发展也起了巨大影响。所有这些意味着化学革命的即将到来且说18世纪的俄国，自然科学和数学都开始了系统的研究工作，但最初没有正规的科学机构，也无著名科学家。化学也同样如此，很多化学品要从国外进口。 1725年在彼得堡成立了科学院，罗蒙诺索夫就在科学院工作。罗蒙诺索夫出生于俄罗斯北方的一个农民家庭，童年时靠自学学会了文法和算术，之后离家去莫斯科，在一所希腊拉丁学院学习。不久，他被派到德国学习物理学、化学和外语。毕业后回到俄国。1745 年当选为俄国科学院院士并担任化学研究室负责人。 1748 年按照他的计划建立了化学实验室。罗蒙诺索夫非常喜爱的科学是化学，特别是理论化学，他把它命名为物理化学。他承认物质微粒的存在，认为微粒的不停运动是发生物理现象和化学现象的原因，这里他根据的是物质和运动不灭定律。 罗蒙诺索夫的科学研究正处于燃素说兴旺时期，在研究工作中他不可能忽视当时占主导地位的燃素说。但是他不是把燃素看成无重量或具有负质量的轻微气体，而是物质实体。在他的著述论金属光泽一书中，他指出： “铁在酸中的时候，从里冒出可燃气体，它不是别的东西，而是燃素。是由