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文档简介
诺贝尔化学奖得主简介(1901-2015)阿尔费里德伯恩纳德诺贝尔,1833年10月21日生于瑞典首都斯德哥尔摩。他没有妻子、儿女,连亲兄弟也去世了。诺贝尔发明了炸药,取得了成千上万的科研成果,成功地开办了许多工厂,积聚了巨大的财富。在即将辞世之际,诺贝尔立下了遗嘱:“请将我的财产变做基金,每年用这个基金的利息作为奖金,奖励那些在前一年为人类做出卓越贡献的人。”根据他的这个遗嘱,从1901年开始,具有国际性的诺贝尔创立了。诺贝尔在遗嘱中还写道:“把奖金分为5份:一、奖给在物理学方面有最重要发现或发明的人;二、奖给在化学方面有最重要发现或新改进的人;三、奖给在生理学和医学方面有最重要发现的人;四、奖给在文学方面表现出了理想主义的倾向并有最优秀作品的人;五、奖给为国与国之间的友好、废除使用武力与贡献的人。”为此,诺贝尔分设了5个奖。1968年,诺贝尔新设了第6个奖诺贝尔经济学奖。 以上各奖的评选工作,是这样分工的:由瑞典皇家科学院负责诺贝尔物理学奖、诺贝尔化学奖和诺贝尔经济学奖的评选;由瑞典文学院负责诺贝尔文学奖的评选;由挪威议会选出的5人小组负责诺贝尔和平奖的评选。诺贝尔还在遗嘱中强调:“不分国籍、肤色以及宗教信仰,必须要把奖金授予那些最合格的获奖者。”因此,由各奖的诺贝尔委员会和全世界的主要大学等机构,还有著名专家、科学家独立自主地、秘密地推选出获奖候选人名单,最后的获奖者以从这个名单中产生出来。评选诺贝尔文学奖据说有一些语言上的问题,需要法国国家文学院协助,而且那些曾获得过诺贝尔奖的人以及欧洲的王室成员,他们的意见都对诺贝尔奖的评选工作有一定的影响。这些情况是每一位希望获奖的人所必须知道的。还有一个必须重视的问题以是,你的研究成果要使非专业的人也能理解。诺贝尔奖获得者一旦被确定下来,马上就用电报通知本人,不过在大多数场合,获奖者是从收音机或电视里得知获奖消息的。获奖者名单在每年的10月中旬公布,授奖仪式于诺贝尔的逝世日12月10日在斯德哥尔摩音乐厅举行。瑞典国王亲自出席大会并授奖。授奖仪式后,还要在市政大厅举行晚宴和舞会。诺贝尔和平奖的仪式比较简单,也是和其他奖在同一时间在挪威的奥斯陆大学的讲演厅中举行。诺贝尔奖获得者在授奖仪式上接受奖状、金质奖章和奖金支票,还要在晚宴上作3分钟的即席演讲。1994年,大江健三郎在获奖后的晚宴上作了题为暖昧的日本与我的即席演讲。这个演讲用持一般的语言表达了他自己的文学之根。每个诺贝尔奖可以由两个研究领域的人共同获得,最多可以有3个人共同获得,不过必须是仍活着的人。围绕着获得诺贝尔奖演出了许多人间的悲喜剧。但是从获奖者被确定时开始到授奖仪式结束,获奖者即使逝世或无法出席授奖仪式,也不会失去领奖资格。如果超过一年仍不去领奖,就被视为自动放弃或失去获奖资格。历史上由于德国纳粹的威胁,德国的库恩、布迪南特、多马克曾被放弃诺贝尔奖,到战争结束后才撤回放弃。至今为止真正放弃诺贝尔奖的只有获文学奖的帕斯捷尔纳克和萨特,还有获和平奖的黎德寿。可以说,诺贝尔科学奖对有志者来说是梦寐以求的。由于瑞典和挪威的不断努力,诺贝尔奖已成为世界瞩目的权威的国际大奖。 历年诺贝尔化学奖1901年 J. H. 范得霍夫因发现溶液中化学动力学法则和渗透压规律范得霍夫(Jacobus Henricus Vant hoff,1852.8.30-1911.3.1)生于荷兰鹿特丹市.1874年在乌得勒支获博士学位.18771896年任阿姆斯特丹大学化学、矿物学和地质学教授.1896年接受普鲁士皇家科学院邀请赴柏林.19861905年任柏林大学名誉教授.19世纪,化学进入一个全新的发展时期.世纪之初,道尔顿和阿伏伽德罗创立原子分子学说,把化学推进到了理性认识的阶段.1858年坎尼扎罗以原子分子学说为基础,准确的测定了许多化学元素的相对原子质量.1853年弗兰克兰提出原子价概念,经典化学键理论形成.1858年凯库勒确定碳为四价并提出碳原子能彼此成键形成长链的碳链学说.1869年门捷列夫和迈尔同时提出元素周期律.生活在化学如此发展的时代,从技校毕业的范得霍夫,放弃了技术专家的职位,投身于化学事业,1872年他到波恩随凯库勒工作,1873年又到巴黎师从孚兹,开始酝酿他的第一个科学概念。他在1874年回国后发表的论文中提出了碳的四根原子价踺在空间指向正四面体四个顶点的概念,并指出连接在碳原子上的四个取代基都不相同时会导致旋光性不同的异构体。范得霍夫的这一革命性观念,开创了以有机化合物为研究对象的立体化学。 1877-1896年间, 范得霍夫跨进物理化学领域.在这个崭新的领域里,他的第一个重大贡献是揭示了平衡点移动和化学能的关系。在1884年出版的一本著作中,他首先提出等容条件下,温度上升,化学平衡将向着吸热的方向移动并给出把温度、反应热和平衡常数三个物理量联系起来的数学方程式。范得霍夫还把植物生理学上的渗透概念和物质在溶液中的状态联系起来?提出溶液渗透压的动力学定律.他在1885年指出,分子在极稀溶液中的行为跟分子在气体中的行为完全一样,溶液的渗透压也正比于分子在溶液中的浓度和绝对温度,其比例常数就是气体常数这是继阿伏伽德罗之后对分子理论的重大发展.为表彰范得霍夫的功绩,瑞典皇家科学院把第一个诺贝尔化学奖授予了这位对化学发展作出杰出贡献的荷兰化学家。 1902年EH费歇尔 因合成糖和嘌呤及其衍生物而获奖 EH费歇尔(Emil Hermann Fischer, 1852.10.91919.7.15)生于德国科隆。1871年入波恩大学。1874年在斯特拉斯堡大学获博士学位。1875年任慕尼黑大学有机化学助教。1881年起先后任埃朗根大学、维尔茨堡大学、柏林大学化学教授。 EH费歇尔出生于商人家庭,父亲希望他长大经商,但他热爱自然科学。1871年入波恩大学学化学,但他更喜欢物理学。经堂兄劝说,1872年费歇尔转学斯特拉斯堡大学。在这里,他受著名化学家拜耳的影响,最终下决心献身化学。1874年,他发现了第一个联氨碱苯肼,开始研究苯阱的性质,包括和糖的反应。 1884年,费歇尔着手研究糖的化学性质和结构。通过氧化反应以及葡萄糖酸和甘露糖酸的差向异构化作用,他确定了糖的异构现象和立体化学性质;通过葡萄糖、甘露糖、果糖跟苯阱反应形成同一种脎的性质,他又确定了醛糖和酮糖的关系。他用不对称碳原子学说确定了全部已知单糖的立体化学构型并正确地预言了其他可能的异构体。最终费歇尔按预定的方案成功地用甘油合成了葡萄糖和果糖解决了一道前人试图解决而无法解决的科学难题。 费歇尔还研究了茶叶、咖啡和可可的功能,发现这些物质所含的咖啡因和可可碱能与动物排泄物中的尿酸、鸟嘌呤、腺嘌呤、黄嘌呤等互相转变,由此断定它们是同一个母体嘌呤的衍生物。1898年费歇尔用化学方法合成了嘌呤并获得大量跟天然产物类似的人工合成的衍生物。费歇尔工作的领域很广,包括蛋白质、酶、脂肪。他证明了酶的专一性,提出酶和底物的锁钥关系。他的创造性工作受到各种嘉奖,直至获得科学发现的最高奖诺贝尔化学奖。费歇尔对真理的热爱、对问题的敏锐洞察力、坚持对假设作实验验证的求实态度,表明他是一位真正伟大的科学家。 1903年 阿伦尼乌斯 因提出电离学说而获奖 阿伦尼乌斯(Svante August Arrhenius1859.2.191927.10.2)生于瑞典乌普萨拉附近的维克。1876年进乌普萨拉大学学数学、化学和物理。1881年赴斯德哥尔摩科学院工作。1884年在乌普萨拉大学讲授物理化学。1895年任斯得哥尔摩大学物理学教授18971905年任该校校长。 化学“亲和力”的本质是什么?1800年伏打电堆的发明使人们意识到了电和化学现象的因果关系。1801年,戴维首先把化学亲和力归之为电力。1812年,贝采利乌斯进一步根据电解现象提出“二元的电化基团学说,由于与许多有机化学的事实相悖二元学说在19世纪中叶销声匿迹了。 为理解电解质溶液的导电现象,法拉第、希托夫都用过“离子”的概念,但在溶液中离子是怎样形成的?它们的行为又服从什么规律?阿伦尼乌斯对这些问题发生了兴趣。 1881年,在斯德哥尔摩科学院研究放电现象的阿伦尼乌斯着手研究电解质溶液的导电性。1884年,阿伦尼乌斯在学位论文中阐述了他的研究成果,论文指出:溶解于水的电解质在不同程度上离解为带正、负电荷的离子离解程度决定于物质的本性以及它们在溶液中的浓度,溶液愈稀离解程度愈大,在极稀的溶液中分子完全离解。这一结论立即引起了争议,许多人认为这只是已被抛弃的二元学说的翻版,而斯德哥尔摩大学的皮特逊教授则认为论文有创见。18861888年出国和奥斯特瓦尔德、科尔劳乌施、范得霍夫等著名科学家一起工作期间,阿伦尼乌斯进一步研究电解质的离解对溶液的渗透压、凝固点降低、沸点上升等性质的影响。用电导方法测得的电解质在溶液中离解度的一致性,证实了电离观念的正确。阿伦尼乌斯用实验确定的各种离子的电荷数阐明了酸、碱、盐等电解质的化学组成以及它们在化学反应中的定量关系。电离学说以全新的、定量的形式修正了贝采利乌斯关于化学亲和力的观点。 1903年,瑞典皇家科学院主席在把诺贝尔化学奖授予这位斯德哥尔摩大学的物理学教授时说,物理学研究对化学发展的促进,这一事实闪发着共同目标为解开生命之谜的不同自然科学间亲缘关系的新光辉。 1904年 W . 拉姆赛 因发现惰性气体元素并确定它们在周期表中的位置而获奖 拉姆赛(Sir William Ramsay1852.10.21916.7.23)生于英国苏格兰的格拉斯哥。1870-1872年在蒂宾根的菲蒂格实验室工作。在此获得博士学位。1880年任布里斯托尔大学学院院长和化学教授1887年后任伦敦大学学院无机化学教授。 人类对自然界的认识总是不断发展的,随着认识的提高,任何从经验中摸索出来的规律都会得到充实、甚至修正,这是不可避免的。 1892年,物理学家瑞利发现从空气中获得的氮气密度比氨氧化时制得的氮气密度要高出约0.5。这一发现使拉姆赛回忆起卡文迪什的一个实验:用氧气和氯气的放电反应把空气中的氮气完全除尽后,最终留下一个不能和氧气反应的小气泡。1894年,拉姆赛重复卡文迪什的实验。光谱分析表明,除尽空气中的氮气后,留下的气体有一条很强的谱线出现在未知元素的位置上。拉姆赛和瑞利确信这种化学惰性的气体是一种尚未发现的元素,他们把它命名为氩。在试图进一步从矿石中寻找氩的踪迹的过程中,拉姆赛和助手用硫酸处理钇铀矿获得了另一种化学惰性的气体,意外地发现这种气体的光谱和在太阳光谱中存在的氦的光谱一致,首次发现了在地球上存在的氦。 实验测定氦和氩的相对原子质量分别为4和40。但在门捷列夫元素周期表中却没有容纳这些元素的位置,拉姆赛坚信在元素周期表的卤素和碱金届之间应当存在着一族化合价为零的惰性元素。经过无数次试验,拉姆赛和他的助手终于在1898年通过分馏液态空气找到另外三个化学惰性的稀有气体元素氖、氪和氙,完善了元素周期表。 空气中氙的摩尔分数只有8.710-8,再加上这些元素缺乏化学活性,分离这些元素的艰难程度可想而知。整整一族稀有气体元素的发现使人类增长了许多新的化学知识,其深远意义远远超出在元素周期表中加进五个元素。 1905年 拜耳 因在有机染料和氢化芳香族化合物方面的工作促进了有机化学和化学工业的发展而获奖 拜耳(Adolf von Baeyer1835.10.311917.8.20)生于德国柏林.1853年进柏林大学。曾在海德堡本生实验室和凯库勒私人实验室工作。1858年在柏林接受博士学位。1860年在柏林贸易专科学校任教。1871年始,先后任斯特拉斯堡大学、慕尼黑大学教授. 19世纪,在原子分子学说基础上发展起来的化学,已经能分析天然染料的组成并推测它们的分子结构。按天然染料的组成和结构,用化学方法合成它们成为可能一个用合成染料代替天然染料的时代随之来临。 拜耳自幼喜欢化学,12岁时他就发现一种铜的复盐。在柏林大学拜耳主修的是物理学和数学,然而童年对化学的爱好驱使他到本生实验室去学习分析技术,到凯库勒实验室去研究分子结构理论,他的毕生事业就致力于用结构理论去解决实际问题。获得博士学位后,在凯库勒实验室继续工作的拜耳在研究尿酸过程中发现了巴比妥酸。 l865年,拜耳着手研究年青时代强烈吸引着他的蓝色染科靛蓝。不久他发现吲哚并实现了靛蓝的部分合成。拜耳的学生格雷贝和利伯曼也借助于他的实验方法澄清了茜素的结构,人工合成了第一个天然染料茜素,制定了适用于工业的合成路线。1882年,拜耳确定了靛蓝的结构,完成了靛蓝的全合成,并提出三条从煤焦油生产靛蓝的合成路线。用人工合成染料代替天然产物,促进了德国染料工业的迅速发展。 18711873年在斯特拉斯堡大学工作期间,拜耳还研究了另一类染料酞类染料的性质,并指出这是一类三苯甲烷的衍生物。在慕尼黑大学,他还从实验和理论上研究了一类称为氢化芳香烃的化合物,主要对象是环萜烯以及天然存在的樟脑品种。通过大量研究,他提出了碳环张力理论以及颜色和结构联系的观点,他还发现了用过氧酸氧化酮类的反应。拜耳的研究工作是多方面的、许多具有开拓性,极大地推动了有机化学的进展。他具有令人钦佩的洞察力和杰出的实验技能。他坚韧不拔又充满活力。正值他70华诞的时候,拜耳荣膺诺贝尔化学奖桂冠,但他因病未能出席颁奖典礼。 1906年 莫瓦桑 因离析出元素氟并改进电炉而获奖 莫瓦桑(Henri Moissan,1852.9.28-1907.2.20)生于法国巴黎;早期在德莫学院接受高等教育。1880年获农艺研究院博士学位。18861889年任药物学校毒物学和无机化学教授。1900年任巴黎大学无机化学教授。19世纪80年代,天然存在的化学元素大部分已经被发现,并且获得了游离态的元素;但氟是一个例外.1772年谢利首次制得氢氟酸。1810年开始,戴维和安培试图用电解氢氟酸的方法制取游离态元素,没有成功,他们在1813年把萤石和氢氟酸中存在的新元素命名为氟。随后两年,为获得游离态氟,两人采用了多种办法,毫无结果。戴维因从事氟化物的研究患了严重疾病,研制工作被迫终止。氢氟酸的毒性太强了此后20年,没有人敢碰这个问题。 1830-1870年间,英国的法拉第和戈尔、爱尔兰的诺克斯兄弟、比利时的拉叶特、法国的尼克斯莱斯和弗雷密都为获得游离态氟而努力过,但都没有结果。R诺克斯还因此丧命。莫瓦桑早期研究氧和二氧化碳在树叶上的转化,但很快放弃生物学转向无机化学。1884年莫瓦桑开始研究氟化学。他发现把氟化钾溶于液态氢氟酸所得的溶液有良好的导电性,可以用这种无水的溶液作为电解制氟的电解液。采用合适的电极和容器材料,经过精心设计,莫瓦桑终于在1886年通过低温(-25)电解氟化钾的氢氟酸溶液获得了游离态的氟,并进而研究了这个极为活泼的游离态氟的性质,解决了前人70多年没有解决的难题。氟的性质边的明朗了。 为了做系列的无机合成实验,莫瓦桑还设计了用电弧加热的高温电炉。他用含碳的高温铁熔体急剧冷却的方法制得了小粒金刚石,并用这种温度高达3000多度的电炉合成了大量碳化物、硅化物和硼化物,并考察了这些化合物的性质。他还用电炉分离和制备了许多高熔点金属。高温电炉的应用是莫瓦桑在合成技术上的创举,对技术发展的影响相当深远。 这位对化学发展作了重大贡献的法国科学家在接受诺贝尔化学奖以后不久,于1907年2月20日与世长辞。 1907年,布希纳 因发现非细胞发酵作用而获奖布希纳(Eduard Buchner;1806.5.20一1917.8.27)生于德国慕尼黑.1884年进慕尼黑植物专科学校.1888年于慕尼黑大学获博士学位.1895年任基尔大学教授.1896年任蒂宾根大学分析和药物化学教授1898年任柏林农学院普通化学教授。1909年转至布雷斯劳大学,1911年到维尔茨堡大学任教. 我们的祖先早就掌握了用粮食发酵造酒的技术.巴斯德最早研究发酵作用,他在显微镜下观察到发酵的酒液里存在很小的酵母生物,并通过实验证明酒精的发酵作用离不开酵母菌.长期以来,化学家也十分重视酒精的发酵作用,并认识到发酵作用是糖在酵母菌作用下分解为乙醇和二氧化碳的复杂化学过程.为什么发酵作用离不开酵母菌,就有人认为是“生命现象”(一种新形式的“生命力”论). 布希纳幼年丧父,在长兄扶持下接受教育在工艺学校学习的许多化学问题强列地吸引着他1884年他到慕尼黑植物专科学校学习化学和植物学,1885年他的第一本著作氧气对发酵作用的影响问世。1889年他被派到拜耳的有机化学实验室担任助理讲师。在拜耳的资助下,他有了一间小实验室做化学发酵的实验。1893年,在他准备做第一次没有酵母细胞存在下蔗糖发酵实验时,由于实验室管理人员持“无济于事”的态度,导致他对酵母细胞的研究延误了三年。1896年布希纳开始在慕尼黑卫生专科学校从事他的研究工作,于1897年成功地实现了无活细胞直接参与的酵母细胞滤液对蔗糖的发酵作用布希纳的成功,否定了酒精发酵作用必须有活酵母细胞直接参与的观念,否定了发酵作用是“生命现象”的观念,推动了对发酵作用化学过程的深入研究。 尽管很多问题没有得到根本解决,瑞典皇家科学院还是决定把诺贝尔化学奖授予这位以实验事实打破传统观念的德国科学家。万里征程迈开了第一步,生物化学研究颁域从此兴起时值瑞典国王奥斯卡二世逝世,1907年诺贝尔奖颁奖仪式取消。 1908年 卢瑟福 因研究元素的蜕变及放射性物质化学而获奖卢瑟福(Ernest Rutherford, l871.8.30一1937.10.19)生于新西兰纳尔逊。1889年就读于惠灵顿新西兰大学。1894年获剑桥大学三一学院奖学金赴英国留学。1898年任加拿大麦吉尔大学物理学教援。1907年任曼彻斯特维多利亚大学物理学教授。1911年任剑桥大学物理学教授。 19世纪和20世纪之交,电子及物质放射性两大发现,表明原子还有更深入的结构。自道尔顿以来,化学家认为原子牢不可破、不可改变的观念从此打破。1896年,法国的贝克勒尔在研究铀盐的磷光现象时,意外地发现铀盐的放射现象。1898年,居里夫妇发现新的放射性元素镭和钋,并指出钍也有放射性。1897年,英国的汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,测得电子的电荷质量比,证实电子的存在。这些重大发现都获得了诺贝尔物理学奖。卢瑟福在新西兰时研究物质的磁性。到剑桥后在卡文迪什实验室和汤姆孙一起研究气态离子的行为。1898年在研究铀的放射线时发现了射线和射线两种性质完全不同的射线。到加拿大后,卢瑟福继续研究两种射线的性质,证明射线是带正电的氦离子,射线是近乎光速的电子流。从此他就以放射性物质为研究对象。1899年他首先在研究钍的放射性时发现了放射性元素“钍射气”(氡的同位素220Rn),1902年又和来自牛津的索迪发现钍的另一个放射产物ThX(镭的放射性同位素224Ra)。由此卢瑟福断定“钍射气”是ThX的放射产物。他把一种放射性元素转变为另一种放射性元素的现象称为放射性元素的蜕变,并断定这种变化发生在原子内部。1903年,他提出放射性元素的“蜕变理论。,指出由ThX蜕变为“钍射气”的过程是ThX原子发射射线的过程(224Ra220Rn+4He)。他的这一结论马上被拉姆赛和索迪用实验证明。按照“蜕变理论”,放射性元素都可以通过发射射线或射线蜕变为另一种放射性元素,已经发现的放射性元素都互有联系,这就导致三个天然放射系的发现。卢瑟福是物理学家,瑞典皇家科学院决定把1908年诺贝尔化学奖授予一位物理学家,其意义极其深远。 1909年 奥斯特瓦尔德 因在催化作用方面的工作以及研究化学平衡和反应速率的基本原理而获奖.奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald,1853.9.21932.4.4)生于德国拉脱维亚的里加。1872年人多尔佩特大学学化学。1881年任里加多种工艺学校化学教授。1887年接受菜比锡大学邀请任该校物理化学教授直至退休。 19世纪下半叶,一个专门研究化学平衡相反应速率的物理化学领域开始形成,许多化学家在这个领域里做了大量工作,其中包括范得霍夫、阿伦尼乌斯和奥斯特瓦尔德。早在19世纪上半叶已经发现某些化学反应会在外来物质存在时被加速,贝采利乌斯际这种现象为催化。由于有不同的观点,催化这个概念随后被人们遗忘了。奥期待瓦尔德早期研究水的质量作用定律以及酸碱在水溶液中的相对强度,他采用不同的实验方法取得了一致的结果。研究过程中他发现酸碱对脂类水解以及蔗糖转化等反应的反应速率的影响可以用于测定酸碱的相对强度,并确立研究反应速率全过程的实验方法和理论基础。阿伦尼乌斯提出电离学说后,奥斯特瓦尔德用电导法测定了自己过去研究过的酸碱水溶液的氢离子和氢氧根离子浓度,实验结果和他研究的酸碱相对强度一致,证实了电离学说的正确性。把这一研究结果同酸碱对一些反应的反应速率的影响联系起来,奥斯特瓦尔德认为是酸的氢离子和碱的氢氧根离子对这些反应起了催化作用。1888年奥斯特瓦尔德提出弱酸的稀释定律。奥期待瓦尔德把催化概念推广到其他催化反应和催化剂的领域。通过进一步的研究后,他在1901年得出结论:催化剂是改变反应速率的物质,而不出现在反应的最终产物中。他还认为所有反应都能被催化,并指出了催化作用在理论和实践上的重要性。由于奥斯特瓦尔德的先驱工作,很快就发现了各种不同的催化剂对许多无机反应、有机反应以及在生命有机体内进行的反应过程的催比作用。1887年奥斯特瓦尔德创办了第一本物理化学杂志。瑞典皇家科学院把1909年诺贝尔化学奖授予这位物理化学的创始人。 1910年 瓦拉赫 因在脂环族化合物方面的开拓性工作而获奖瓦拉赫(Otto Wallach,l847.3.271931.2.26)生于德国寇尼克斯堡。1867年入格丁根大学学化学.1869年获博士学位。普法战争期间参军。1876年任波恩大学教授。1889年任格丁根大学教授。 碳原子间的不同键合方式造就了一个绚丽多彩的生命世界。到19世纪末,人们基本上清楚了简单的脂肪烃及其衍生物的结构和性能关系,对以苯为核心的芳香烃及其衍生物的结构和性能关系也有了长足了解,但对脂环族化合物还缺乏充分认识。远在古代,人们已经从植物中提取出可以用作香精的成分,称为精油。后来又从精油中分离出特殊的碳氢化合物,称为萜烯。这些化合物的化学组成和分子量几乎相同,沸点也很接近但气味、光学性质和化学行为不完全一样。又由于分子不稳定,结研究工作带来极大的困难,使其成为一个神秘的领域。瓦拉赫童年喜爱历史和文学,大学时主修化学,1870年曾到波恩跟凯库勒一起工作。l 884年他开始对萜烯进行研究。按萜烯、莰烯、白千层萜、香芹烯、苎烯、柠檬萜烯、桉树烯、橙皮碱等俗名把组成为C10H16的各种化合物分类、并用氯化氢、溴化氢等常规试剂处理,成功地确定了这些化合物在结构上的差异。1901年他指出,萜烯的种类不多但由于它们遇到最一般的试剂也会互相转变,就使得对萜烯化学性质的研究变得特别困难和微妙。他在原则上确定了排除异构化作用的条件,并创立起从事萜烯化学研究的普遍技术。天然脂环族化合物中、萜烯和樟脑以及它们的衍生物有重要作用,因而引起各国化学家的重视。瓦拉赫以他的先驱工作开创了一个新的有机化学研究领域,在生物学和化学工业发展史上作出了重要贡献。瓦拉赫本人还研究并科学地表征了大量已知和新发现的由萜烯衍生的天然产物,包括醇、酮、倍半萜烯和多萜。瑞典皇家科学院十分赞赏瓦拉赫的工作。其周密的计划、熟练的技能、强大的毅力,以及在研究过程中不断加深、综合对研究对象的认识,使瓦拉赫成功征服了脂环化学领域。 1911年 居里夫人 因发现元素镭和钋,对擂的分离及其性质和化合物的研究而获奖居里夫人(Marie Curie.1867.11. 7-1934. 7.4)生于波兰华沙。1891年到巴黎大学学习1893年获物理学硕士学位 1894年获数学硕士学位1903年获科学博士学位。1906年任巴黎大学教授。居里夫人出生在华沙的教师家庭,父母即是知识分子,童年在地方学校接受教育并受到父亲的科学训导。因俄国入侵波兰,其父母的活动受到限制,她也只能做家庭教师。1891年,她到巴黎大学继续学业。随后在李普曼实验室工作时结识物理学教授皮埃尔居里,两人在1895年结婚。居里夫人早期和皮埃尔居里一起研究回火钢的磁性,1896年获悉贝可勒尔发现了放射性,她的博士论文就以铀的放射性为主题。在实验中,她发现沥青铀矿的放射性比铀的化合物强4倍,由此断言矿石中存在放射性更强的未被发现的元素。1898年4月居里夫妇开始分离新元素的实验,同年7月在分离所得的硫化铋沉淀中发现了放射性比铀强400倍的新元素钋。12月又在留下的浓缩液中发现了呈现新谱线的、放射性比铀强一百多万倍的另一种新元素镭。因为没有分离出游离态的元素镭,有人对结果表示怀疑。为消除疑虑居里夫妇决定从矿石中提取元素。在极其简陋的条件下,他们做了一万多次分步结晶,通过四年努力最终从几吨铀矿渣中获得了0.12克氯化镭。1902年2月居里夫人宣布镭的相对原子质量为22645,随后又通过电解氯化镭制得银白色的金属镭。镭和水剧烈反应,能使许多有机物碳化。镭盐水溶液有气泡逸出,居里夫妇和拉姆赛、索迪一起证明这是水在镭辐射作用下分解的氢气和氧气。镭的特性是它能持续地发射一种在冷却时能凝结为液体的气体镭射气,德国的多恩证明镭射气是一种新的稀有气体氡。镭的发现、分离以及对它的性质和化合物的研究是化学史上的重大事件。由于皮埃尔居里在1906年不幸逝世,瑞典皇家科学院决定把1911年的诺贝尔化学奖授予在这一领域作出贡献的杰出女科学家居里夫人。 1912年 格利雅,萨巴蒂埃 格利雅 因发现格利雅试剂而获奖 萨巴蒂埃 因发现金属粉末存在下有机物的氢化作用而获奖 格利稚(Victor Grignard1871.5.61935.12.13)生于法国瑟堡。1891年进里昂大学1894年获硕士学位.1901年获博士学位。1906年任里昂大学普通化学教授。19091918年任南锡大学有机化学教授。1919年任里昂大学普通化学教授。1929年任理学院院长。 萨巴蒂埃(Paul Sabatier.l854.11.51941.8.14)生于法国卡尔卡松。1877年毕业于图卢兹高等师范学院。1878年进法兰西学院.1880年获博士学位。1882年在波尔多理学院执教。1883年到图卢兹大学教物理.1884年任固卢兹大学化学教授直至退休。20世纪,自然科学的发展非常迅速,人们经常面临许多新的更为复杂的问题。哪里有古老技术解决不了的问题,哪里就有合适的其他方法被发明。瑞典皇家科学院把1912年诺贝尔化学奖同时授予两位在不同领域里工作的法国有机化学家,体现了20世纪科学发展的新特征。格利雅早期研究不饱和烃的衍生物,1899年他的老师巴比尔建议他研究有机镁化合物。1900年5月,莫瓦桑首先把格利雅发现的烷基卤化镁的制备方法通报给科学院。随后,格利雅开始迅速开发这种试剂的直接应用。他把烷基卤化镁用于制备和研究一些异乎寻常的醇、酮、酮酯以及萜烯类化合物,并提出了富烯的合成方法。格氏试剂对有机化学的重要性在于它的过程具有简单、省时间、原料便宜、产率高等本质特点.更重要的是它的应用范围广,能用于有机化学的任何领域。在当时,没有一种有机合成方法能超越格利雅方法。人工合成在医药上十分重要的生物碱一度相当困难代价极高,最终只能借助于格氏试剂。萨巴蒂埃早期研究硫和硫酸盐的热化学性质以及硫化物、氯化物、铬酸盐等无机化合物的物理化学性质。在他开始研究催化现象后,就从理论上假设催比作用是由于反应物和催化剂形成了不稳定的中间产物。通过艰苦的工作他发现了适用于植物油氢化制人造黄油以及甲醇合成工业的粉末金属催化剂。萨巴蒂埃对许多有机物的催化加氢和脱氢反应作了系统的考察,还考察了不同的金属粉末对特定反应的选择性。20世纪初有机合成这个领域还很年轻格利雅和萨巴蒂埃从不同的途径,用不同的方法实现了许多用老办法无法实现的有机合成反应。这些方法过程简单,产率高,容易推广。他们对科学和人类生活作出的贡献是不可估量的。 1913年 维尔纳 因从事分子内原子化合价的研究、分子中原子的配位,提出配位理论分子中原子成键的工作而获奖维尔纳(Alfred Werner1866.12.121919.11.15)生于法国阿尔萨斯的牟罗兹。1886年进苏黎世高等技术学校。1890年获苏黎世大学学位。1891年赴巴黎法兰西学院。1893年任苏黎世大学副教授.1895年任教授。先后讲授有机化学及无机化学等课程。 早在18世纪末已经发现一种由一份三氯化钴和六份氨结合形成的稳定化合物,这些原子价已经饱和的分子何以还会那么稳定地结合在一起?由于说不出道理,人们就把由简单分子结合形成的化合物称为复杂化合物,即络合物。维尔纳出生在法国东北部的阿尔萨斯省,普法战争后这块地方割给了德国,所以他算是德国人,但他一生大部分的时间是在瑞士度过的。维尔纳童年喜欢化学,18岁就独立做化学研究。1891年,他发表一篇涉及亲和力和原子价理论的文章,不赞同把原子的结合力分为确定的亲合力单位的观念。他认为亲合力是一种发自原子中心的吸引力,应当分布在整个原子表面、而不是集中在某些方向的几条线。1893年,他进一步指出,一个核心原子可能吸引以一定几何方式排列的为数不等的其他原子、基团或分子。排列在核心原子周围的其他原子数称为核心原子的配位数,其值可以是3、4、6、8,最常见的是4和6。他还指出,在第一配位层中,以离子形式存在的原子或原子团用主价(即寻常的原子价)和核心原子结合;不带电的分子就以副价和核心原子结合。副价不比主价弱。处于第一配位层的离子和分子统称为配位体。维尔纳的理论就叫配位理论。他用配位理论阐明了大量当时已知的络合物的组成和性质。按不同配位体在空间的排列方式,一种组成一定的络合物可能形成性质不同的几何异构体和光学异构体。维尔纳不仅用配位理论阐明了许多钴和铂的已知六配位八面体络合物的立体异构现象,还预言了不少未知的异构体并通过实验证明了它们的存在。到20世纪,维尔纳的配位理论已经被普通接受开创了无机配位化学的新领域。维尔纳的革命性概念和首创性工作使他当之无愧地荣膺1913年诺贝尔化学奖桂冠。 1914年 理查兹 因精确测定大量化学元素的相对原子质量而获奖理查兹(Theodore William Richards1868.1.311928.4.2)生于美国宾夕法尼亚州的日耳曼敦。1885年进哈佛大学1888年获硕士和博土学位。18881889年间赴德国。1889年被指派为哈佛大学化学助教.1901年任教授.1903年成为化学系主任。 测定化学元素的相对原子质量是化学的一项基础工作。理查兹的早期工作就涉及相对原子质量的测定。1886年他开始从事氧和铜的研究工作1887年协助库克重新测定水的氢氧比,中间曾到德国向迈耶等学习测量技术。回国后他提出一种测量卤素比的新技术并对重量法作了许多改进。他发明比浊计证明了吸留在气体和固体中的潮气的隐伏效应。通过四分之一个世纪的持续工作,到1913年理查兹以极高的精确度用化学方法重新测定了60多种元素的相对原子质量。1835年,比利时的斯塔斯较为精确地测定了许多元素的相对原子质量后来用的都是斯塔斯提供的测量值。理查兹首先测定镁、钙、锶、钡、锌、铜、镍、钴、铁、铀、铯等斯塔斯没有测定过的相对原子质量,而后又逐个校正斯塔斯的测量值。他用大量的事实说明在斯塔斯的测量值中钠的相对原子质量偏高而氯的相对原子质量又偏低,并通过自己的正确测量加以证明。斯塔斯测得银的相对原子质量为107.938,在他那个年代能精确到小数点后三位数是够精确的了。在避免斯塔斯操作过程中可能引入的误差后,理查兹测量出银的相对原于质量的正确值为107.8760.001。由于理查兹对整个测量过程的周密安排,所采用的巧妙技术以及他本人的熟练操作,他的工作最终得到国际学术界的承认,1909年以后的国际相对原子质量表开始采用理查兹的测量数据。瑞典皇家科学院也决定把1914年的诺贝尔化学奖授予这位美国化学家。因第一次世界大战爆发,理查兹未能亲自出席颁奖仪式。 1915年 威尔施泰特 因对植物色素特别是叶绿素的研究而获奖 威尔施泰特(Richard Martin Willstatter. 1872. 8. 131942. 8. 3)生于德国巴登符腾堡州的卡尔斯鲁厄。1890年进慕尼黑大学学化学1896年任讲师.1902年任教授。1905年到苏黎世任联合技术学院教授。1912年返德.先后任柏林大学、慕尼黑大学教授。由于叶绿素具有在光能作用下使二氧化碳在植物的绿色部分转变为有机物质的特性,使得它具有极其重要的生物学意义,在自然经济中也起着重要的作用。阐明叶绿素的性质、揭示光合作用的机理,一直是一个重大的科学问题。首先对叶绿素的研究作出贡献的是德国的威尔施泰特和他的学生。威尔施泰特早期研究阿托品、柯卡因等生物碱的合成和结构然后又研究苯醌和苯醌类化合物,为后来从事动植物色素的研究打下了良好的基础. 在第一次世界大战爆发前的几年里,他着手植物色素和叶绿素的研究。前人已经发现叶绿素含镁,但威尔施泰特首先指出镁不是杂质而是叶绿素的固有组成部分,其地位犹如血红素中的铁.它不能被强碱沉淀但可以用酸把镁取出而不破坏叶绿素分子的其余部分。在制得足量纯叶绿素后,通过研究,他指出叶绿素是一种由叶绿醇和含镁的叶绿酸所形成的酯。通过对叶绿酸的单独研究.威尔施泰特指出可以由叶绿素和血红素这两种色素制得同一种母体卟啉本卟啉。这就从根本上揭示了两种最重要的天然色素叶绿素和血红素在结构上的相似性。威尔施泰特还成功地研究了另一类植物色素花色素。通过研究大量花和果实所含色素的化学性质,他发现不同颜色的花色素都能分裂为糖和一种有色成分花青素。威尔施泰特最终从栎精中分离出花青素,并通过化学合成制得天生葵色素的花青素。他还证明玫瑰和矢车菊的花色素相同,玫瑰中的花色素因与植物酸结合显红色,矢车菊中同一种花色素与植物碱结合而显蓝色。威尔施泰待因对植物色素的研究特别是在叶绿素研究中所作的创造性贡献而荣获1915年诺贝尔化学奖。 1918年 哈伯 因合成氨而获奖哈伯(Fritz Haber. l868.1.291934.1.29)生于德国布雷斯劳。18861891年先后在海德堡大学、柏林大学和夏洛滕贝里技术学校学习。1906年在卡尔斯鲁厄工业大学任教授。1911一1933年任柏林德累姆专科学校物理和电化学教授。 发展农业生产需要肥料,其中消耗量最大的是氮肥。人们早就知道氨是氮和氢的化合物,也知道氮和氢的混合气体在放电时能生成少量氨。用空气中的氮气跟氢气反应直接合成氨无疑是一条最理想的途径。氮气和氢气合成氨的反应是放热反应、从热力学看,高温不利于氨的形成;从动力学看,低温下反应速度又太慢。1884年有人试图用铁做催化剂加速反应,但得不到确定的结果。所以要从氮和氢直接合成氨面临着巨大的技术困难。哈伯很早就想研究自然科学,但研究物理还是研究化学,一直拿不定主意。26岁后在卡尔斯鲁厄工业大学工作时期,受邦特和恩格勒两位化学家的影响,他最终决定研究化学。哈伯最早研究热化学和电化学,1904年开始研究合成氨的反应。他在常压下,用铁作催化剂,使氮和氢的混合气体在l000反应,获得了少量氨。这一结果燃起了他的希望。从热力学分析,加压有利于平衡点向着形成氦的方向移动他决定进行高压试验。与当时在巴迪氏苯胺一苏打化工厂(BASF)工作的博施合作,他们采用了500和约1.51072.0107帕斯卡的实验条件,以铁为催化剂,终于成功地实现了由元素直接合成氨的试验,并在1913年建立日产30吨氨的合成氨工厂。合成氨试验的成功也是物理化学理论研究的巨大成功。哈伯的合成氨技术和奥斯特瓦尔德的氨氧化法生产硝酸的技术相结合从根本上解决了含氮化合物的大规模生产问题。尽管这些产品既可以用于制氮肥也可以用于造炸弹,但这是不以哈伯的主观意志为转移的。哈伯的工作对化学的进步,以及对农业发展和人类生活所作的贡献是不可磨灭的。 1920年 能斯特 因从事电化学和热动力学方面的研究,提出热力学第三定律能斯特(Walther Hermannnernst. 1864.6.251941.11.18)生于德国西普鲁士.学生时代在苏黎世大学、伯林大学、格拉茨大学学习物理学和数学。1887年毕业于维尔茨堡大学。毕业后在莱比锡大学工作。1894年任格丁根大学物理化学教授。1905年始,先后任柏林大学化学、物理学教授.直至退休. 燃烧树枝可以取暖,这是我们祖先早有的经验。许多物质的燃烧反应都要释放大量热量。19世纪初已经形成了一个称为热化学的研究领域,专门研究各种反应所释放的热量。1865年,克劳修斯指出一切自然过程都受热和熵两种力量的推动。将克劳修斯的观点运用于化学反应,1876年吉布斯把等温等压条件下的反应热扣除温度和反应熵的乘积称为反应的自由能变化并指出可以根据自由能变化判断反应的方向和确定反应的平衡常数。但是化学反应的反应热会随着温度变化而变化,这种变化决定于反应物和产物的比热。所以在一段漫长的时期内反应热和反应自由能之间的严格定量关系仍难以确定。受阿比尼乌斯电离学说的影响,能斯特早期研究的是电化学。1902年,有人发现温度愈低,电池反应的自由能变化和它的等压反应热愈接近这一发现促使能斯特开始研究热化学。他测量了许多物质在接近绝对零度条件下的比热发现各种物质在接近绝对零度时的比热都接近于零。这说明在绝对零度附近等压反应热已不再受温度的影响。1906年,能斯特提出一条热定理,按这条定理,在绝对零度时,一切反应的反应嫡等于零,等压反应热和自由能变化相等,这条定理也叫热力学第三定律。有了这条定律,使可以直接根据各种热化学数据,计算化学反应在不同温度下的平衡常数,以及在不同压强和浓度条件下的完全程度。这条定律很快就在实验中被许多反应证实并被用于计算和工业生产有关的各类实际问题,其中也包括哈伯对合成氨反应的计算。能斯特热定理的提出解决了化学反应理论中一个重大的热力学问题,其现实意义也是相当深远的。由于热定理对化学发展的巨大推动,能斯特荣获1920年诺贝尔化学奖。 1921 索迪 因对放射性物质化学知识的贡献以及对同位素起源和性质的研究而获奖索迪(Frederick Soddy.l877.9.2-1956.9.22)生于英格兰萨塞克斯的伊斯特本。1895年进牛津大学1898年毕业。1900-1902年间在加拿大麦吉尔大学工作。回国后在伦敦大学学院工作。1904年任格拉斯哥大学讲师。1914年任阿伯丁大学化学教授。1919年任牛津大学教授,直至退休。 1898年居里夫妇发现了在周期表中空缺的钋和镭。继居里夫妇之后,许多新的放射性元素陆续在各种矿物中被发现。按元素周期律,周期表的每一个空格只能容纳一种元素。然而新发现的放射性元素之多,使得元素周期表无法再按相对原子质量增加的顺序合理地容纳它们。元素周期律面临新的考验。 1900年到加拿大麦吉尔大学工作的索迪,和卢瑟福一起发现一种放射性元素可以通过发射粒子或粒子转变为另一种放射性元素。1902年索迪在伦敦大学学院和拉姆赛一起用光谱证明元素氦可以由溴化镭通过放射性衰变产生,而且氦和放射性物质的衰变有关。 1904-1914年在格拉斯哥大学工作期间,索迪进一步从事物质放射性的研究。就在这10年内,他发现放射性元素发射一个粒子能变成在周期表中向左移两位的新元素,发射一个粒子则变为在周期表中向右移一位的新元素。照此推论,有些相对原子质量不同而化学性质相似的放射性元素可能占有元素周期表的同一个位置.1910年,索迪提出同位素假设,随后又公布放射性元素“位移法则”,把大量放射性元素归结为少数化学元素的同位素,多种相对原于质量不同的元素能同时占有周期表的同一个位置,这一结论和元素周期律是矛盾的但愈来愈多的事实支持素迪的同位素假设。1912年汤姆孙和阿斯顿首次发现非放射性元素氖的同位素.当人们认识到是原子的核电荷而不是相对原子质量决定元素在周期表中排列顺序的时候,核电荷相同而相对原子质量不同的元素能占有周期夫同一个位置的事实就不难理解了。同位素的发现是化学史上的重大历史事件,它使元素周期律呈现新的光彩,其意义不可估量。创立同位素理论的索迪无可非议地获得了1921年诺贝尔化学奖。 1922 年 阿斯顿 因利用质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素以及阐明整数定律而获奖阿斯顿(Francis William Aston1877.9.1-1945.11.20)生于英格兰伯明翰的哈邦尼。1894年进伯明翰梅森学院.毕业后一度在酿酒厂的实验室工作。1903年获伯明翰大学奖学金并在该校工作。1909年到剑桥大学卡文迪什实验室工作。第一次世界大战后。于1919年返回卡文迪什实验室。 同位素是在研究放射性元素的过程中首先被发现的。放射性元素有同位素,非放射性元素是否也是各种同位素的混合物呢?这个问题就十分自然地摆在了物理学家和化学家面前。首先在这方面展开研究的是1906年诺贝尔物理学奖获得者汤姆孙他试图通过考察在电场中被加速的气态正离子的电荷-质量比,观察同一种元素的气态正离子是否会有不同的质量。1909年被汤姆孙聘请为助手的阿斯顿参与了这项研究当他们在观察中初步断定稀有气体氖存在着两种同位素的时候,研究工作因为第一次世界大战爆发而被迫中断了。1919年,阿斯顿返回卡文迪什实验室、重新研究氖的同位素分离问题。在研究过程中他发明了质谱仪;用感光片摄录因质量不同而在磁场中被分离的各离子束,只要选择一个相对质量标准,便能根据感光片上各条谱线的位置方便地确定各种气态离子的相对质量。借助这种质谱仪阿斯顿发现了各种非放射性元素的同位素将近二百多种。这些发现对化学发展来说无疑是十分重要的。更重要的是,阿斯顿还发现:如果把氧的同位素,16O的相对原子质量定为16整,所有其他元素同位素的相对原子质量几乎都接近于一个整数,这一法则叫“整数定律”。1919年,卢瑟福用粒子从氮的原子核中打出了质子,即氢的原子核。如果氢原子核在各种原子的构成中占有特殊地位,那么同位素质量的“整数定律”就不是偶然
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