我们身边的化学.doc

我们身边的化学校本课程纲要随着科学技术的发展，化学作为自然科学与生物、材料、能源等从多学科交叉、渗透、融合，促使化学研究领域极大地拓展，化学新成就不断涌现，已成为高科技发展的强大支柱，化学作为高中科学教育的重要领域之一，进行校本课程开发，具有深厚的物质基础，可以扩大学生知识面，拓展学生视野，提高学生化学素养。因此，开发化学校本课程已势在必行。一、课程说明本课程名为我们身边的化学，设置本课程旨在拓宽学生的知识面，关注我们身边的生活，关注我们身边的环境，提高学生的学习素养、本课程为任意选修课，适合高中一年级下学期或二年级学生选修。本课程需用18课时完成教学任务。修满并考核合格获1学分。二、课程目标以课程改革纲要为指导，结合我校课程改革实际，充分发掘学生的个性潜能，促进学生个性全面、和谐地发展，为学生的终身发展奠定基础。学会交流，在合作中学习；学会探究，培养学生的创新意识；学会生活，培养学生良好的生活习惯，懂得生活，成为生活的主人。努力构建具有特色的校本课程体系。1、着重培养学生探究性学习及创造性学习的能力，主要是通过情感体验和探究实践，对知识的掌握与运用永不满足、追求卓越的学习态度；发现、提出问题，研究、解决问题的过程，问题的创新意识与学习能力。其中最重要的是研究、解决问题的过程，问题能否解决倒是其次，关键是在探究过程中帮助学生养成基本的研究态度与技能。2、培养学生自主学习、独立思考及解决问题的素质和能力，在查阅资料、实际研究的过程中不断探索，不断研究，不断创新，体味其中的乐趣3、开阔学生的视野，提高学生学习化学的兴趣，丰富学生的知识，发展学生的思维，促进学生学习化学的主动性。4、培养学生学会生活、保护环境、保护地球的社会责任心和使命感。三、课程的主要内容1、化学史诺贝尔 蔡伦 侯德榜 居里夫人 门捷列夫 2、化学与生活 波尔多液的杀菌机理 肥皂的历史 馒头、饼干里的小洞洞 浅谈健康饮水 日用洗涤剂与人类健康 烧柴和烧气 铜锅、铁锅、铝锅 洗去污迹要“对症下药” 3、化学与环境大气污染 臭氧层破坏 水污染 塑料污染 铅污染及无铅汽油、乙醇汽油4、化学与科技材料 电池 化学武器 化学与生物考古 晶莹多彩的玻璃 能源四、教学建议（1）面向全体学生，为学生的终身发展奠定基础教师是课程的组织者和引导者，在教学过程中教师努力营造良好的探究氛围，我们身边的化学每一章后都罗列出了一系列的研究性学习课题，鼓励学生根据自己的兴趣和爱好出发，学生自主选择课题进行研究，培养学生的好奇心和自信心；鼓励学生自主选择课题进行研究，培养学生的思辩能力和求异精神；鼓励学生通过合作、体验、实践、讨论等方式，发展综合能力；创造条件让学生能够自主解决问题。（2）关注学生的情感，营造宽松民主的育人氛围积极的情感是学生参与研究的源动力，学生只有产生积极的情感，才能保持对课题研究长久的兴趣，消极的情感则会影响学生长远的发展。因此，在我们身边的化学课程开展研究学习过程中，教师要努力营造宽松、民主、和谐的氛围。要做到：尊重每一个学生，积极鼓励他们勇于尝试，保护他们的积极性；特别关注内向的学生，尽可能为他们创造展示自己的机会。同时做一些必要性的指导工作。（3）加强对学习策略的指导，为学生终身学习奠定基础使学生养成良好的学习习惯和开展有效的学习策略，转变学习方式是校本课程的重要任务之一。教师在有意识地对学生进行学习策略的指导，让学生逐步掌握进行研究的方法和技能。教师应做到：积极创设条件，让学生自主选择课题，参与课题研究目标、方案的制定和研究方法的选择；设计探究式的学习活动，让每个学生的创新能力得到发展；引导学生运用观察法、实验法、调查法等进行研究，在研究过程中不断调整自已的学习目标和学习策略。（4）利用现代化技术，拓展学生的视野信息时代的到来，学会快速收集、利用、处理信息是改进学生的学习方式，提高学生的学习效果，拓宽学生视野的有效途径。在条件允许的情况下，我们身边的化学的开设应做到：利用网络资源如图片、视频录相、网络文摘等，探究新的教学模式，丰富教学效果；同时指导学生对广播电视、报刊、网络等资源进行开发，为学生学会学习打好基础。（5）不断更新知识结构，深层次开发课程教师要不断更新知识结构，适应现代社会发展对课程开发的要求。为此教师要做到：准确把握课程标准的理念、目标、内容，运用教育学和心理学理论，研究教育学规律，根据学的心理特点及社会动态进行课题研究的指导：掌握现代化信息技术，并能灵活运用；自觉学习，进行知识面的拓宽；根据当地资源，合理开发课程，不断进行反思。因此，在我们身边的化学开设过程中可以根据学生情况删减或增加一些内容。努力使自己成为具有创新精神和研究型教师。五、学习建议 本课程建议教师讲授与学生自学结合起来实施教学活动。考虑到学生由于平常忙于学习，对很多化学知识了解不多，建议先做常识性介绍，然后给学生观看一系列视频录像，最后与学生一道通过网络查找有关资料，然后分组讨论，并进行一些相关实验。六、课程的评价评价是课程的重要组成部分。科学的评价体系是实现课程目标的重要保障。化学校本课程的评价应根据课程目标和要求，实施对研究全过程的有效督导。通过评价，使学生在研究学习中不断体验进步与成功，认识自我，建立自信，促进学生综合能力的发展；使教师获取教学的反馈信息，对自己的行为进行反思，及时了解课程标准的执行情况，不断发展和完善自我。学生是学习的主体，在教学中教师应以学生的发展为出发点，突出学生自我评价作用。因为学生的自我评价有益于学生的认识自我、树立自信、应有助于学生反思和调控自已的学习过程。因此，在我们身边的化学开展的过程当中作业有部分是当天反馈的书面作业；有部分适宜采用开放型作业形式，学生学习结束后可完成一份小论文，以小论文的质量，学生在班上开展作品展示交流的效果评定成绩；有部分是实验操作题，考查学生对化学原理的掌握、实验方案的设计、实验操作能力的考察。另外学生对待学习的态度；学生参与活动的表现；学生探究学习、合作学习、创造学习的能力；学生分析问题、解决问题的能力及结果等作好详细记录，将资料的跟踪管理，跟踪分析是化学校本课程评价的重要方面。七、课时的具体安排教学内容总课时课型上课时间授课对象考核方式上课教师化学史4课时讲座待定待定小论文李洁化学与生活5课时讲座、实验待定待定笔试、实验操作周慧化学与环境5课时讲座、实践待定待定笔试、小论文、实践操作张丽萍化学与科技4课时讲座、研讨待定待定小论文薛磊第 一 章 化 学 史通过化学史的讲解、科学家事迹的介绍和创新的社会功能与历史价值的宣讲，使同学们认识到科学的发展需要付出艰辛的劳动，科学家们为人类进步勇于牺牲的精神激励我们为科学、为祖国的繁荣富强努力学习、积极拼搏，早日实现自己的人生梦想。第 一 节 诺 贝 尔化学家诺贝尔（Nobel,A,1833年1896年），生于瑞典的斯德哥尔摩。父亲是一位颇有才能的机械师、发明家。在诺贝尔出生的前一年，他家遭火灾，烧毁了全家家产，生活陷入困境。由于他父亲的一些发明受到俄国的欢迎，在1843年，诺贝尔全家迁到俄国的彼得堡。在俄国由于语言不通，他和两个哥哥都没有进学校，请教师到家里教俄、英、德、法等语言，然后才跟着俄国教师学习自然科学和工程技术。虽然诺贝尔身体很弱，由于他能发愤学习，不仅得到老师的赞扬，也受到父兄的喜爱。1848年回到瑞典，诺贝尔在父亲办的工厂里当助手。为了进一步扩展眼界，学到更多的东西，1850年诺贝尔出国旅游学习，先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、分析，凡是耳闻、目睹的物质现象、变化规律、前人的创造发明，都成为他学习研究的对象，因而知识益丰，能力益强。当他两年后回到俄国时，已经成为精通几国语言的化学家了。诺贝尔回家后立即投入他父亲办的“诺贝尔父子机械铸造工厂”工作。他在生产开口的实践过程中研究了地雷、水雷、炸药的生产流程，以及大炮和蒸气机的设计。在这里他不仅学到了许多适用的工艺技术，还学到了怎样生产和管理工厂。克里米亚战争结束，军火工厂开始倒闭，1859年诺贝尔全家迁回了瑞典。此后，诺贝尔专稿创造发明，据不完全统计，他一生中共获得专利达355项，其中有关炸药的约127项。在炸药中有几项特别有意义，也是十分艰险的。硝化甘油对震动十分敏感，容易爆炸，储存、运输都很困难。诺贝尔的父亲对此进行了研究，但未解决问题。他经过50多次的实验，到1862年，才有较大的进展。他先将硝化甘油装在玻璃管里，再把玻璃管放进装满火药的锡管内，然后装上导火线。装好后，将导火线点燃，抛入水中，轰的一声火花四溅，爆炸力比黑火药大得多。这就是诺贝尔专利的雷管。初步的成功表明他弄清楚了引爆硝化甘油的办法，但这次爆炸的主体仍然是黑火药，对硝化甘油的敏感性滑改变，储存和运输的困难问题还是没有解决。1864年9月3日，是诺贝尔研究炸药极不幸的一天。在试验中发生了硝化甘油的爆炸，他们的实验室被炸成一片废墟，诺贝尔的五位助手，包括他的弟弟埃米尔都当场被炸死。诺贝尔因当时不在实验室而幸免于难。他的父亲也因这一沉痛打击，悲伤过度，得中风病而半身不遂。这次爆炸事故吓坏了附近的居民，因而纷纷向政府要求，不准诺贝尔在市内做实验，查封实验室。诺贝尔面临这样严峻的问题，就这样下马不干吗或者继续搞下去呢？挫折和不幸并没有动摇他的决心，仍然不屈不挠地决定继续研究下去。对这样困难问题怎么办呢？于是他把实验室搬到郊外马拉湖中一艘平底船上。经过一百多次的实验，他发现运用雷酸汞可以引爆硝化甘油。雷酸汞对震动非常敏感，稍微受到冲击或摩擦能立即引起爆炸。发明了装有雷酸汞的雷管可以引起炸药的爆炸。这一难题的解决，是研究爆炸的一个重大的突破。19世纪下半叶，欧洲的许多国家正处于工业革命的高潮，开发矿山，挖掘河道、修建铁路、开凿隧道都需要大量的烈性炸药，硝化甘油的上市受到了普遍的欢迎。诺贝尔及时在瑞典、英国、挪威等申请了专利，并在瑞典建成了世界第一座硝化甘油厂，随后又在德国建立了国外的生产硝化甘油的合资公司。由于硝化甘油存放的时间一长就会分解，强烈的震动也会引起爆炸，这就成为运输和储存的隐患。果然不久，在美国旧金山发生运输硝化甘油的大爆炸，整列火车被炸得粉身碎骨。德国的一家工厂因搬运时发生冲撞，引起爆炸把工厂变成废墟。一艘满载硝化甘油的轮船行使在大西洋，由大风浪颠簸引起的爆炸，使船和人都沉入海底。针对这此惨状，瑞典政府和其他国家先后下令禁止运输诺贝尔的炸药，并言要追究法律责任。这些问题虽然非常严重，但诺贝尔并没有被吓倒，决心要生产出安全的炸药。经过反复实验，他终于找一种合适的肥料，把适量的硅藻土掺合在硝化甘油中，得到一种安全的黄色炸药。这种炸药使诺贝尔重新获得信誉，生产黄色炸药的工厂很快获得了发展。诺贝尔认为，黄色炸药虽然解决了不安全的问题，但是不活泼硅藻降低了硝化甘油的爆炸力，有必要继续研究下去。他想火棉是一种炸药，能否将它与硝化甘油混合，诺贝尔决心试试。1875年的一天，诺贝尔在试验中不慎划破了手，他顺手用火药棉敷了伤口。夜里伤口疼痛不能入睡，于是他想，怎样才能使火棉与硝化甘油混合呢？可能使用含氮低的火棉会有更好的效果？他立即起床做试验，当天亮时，一种新型的胶质炸药试制出来了。胶质炸药不仅有高度的爆炸力，而且很安全，可以用热滚子碾磨，也可以在热蒸气下压成细条。这种炸药的发明在科技界引起了极大的反响，事实证明它是一种安全可靠、爆炸力强的新炸药。胶质炸药的发明，充分表明诺贝尔在这一领域里是出类拔萃的，然而他并没有就此裹足不前，又投入混合无烟火药的研制。诺贝尔有丰富的想象力，研究内容不限于炸药，还研究过合成橡胶、人造丝，改进过唱片、电话、电池。诺贝尔除了沉浸于钻研炸药外，在创建企业方面也显示无比的才华。当硝化甘油炸药试制成功后，立即组织了几场壮观的表演实验，以取得企业家对硝化甘油炸药信任。同时联络有远见的企业家合资创办生产硝化甘油炸药的公司。他亲自出任公司的经理，还负责工程技术、公关、广告和财务等工作。为了发展他们的企业，不知疲倦地到处奔走，用各种方式广泛宣传，使新型炸药在许多企业中大显身手。例如，美国修建中太平洋铁路，使用硝化甘油炸药节省了几百万美元。黄色炸药的销量从1867年的11吨，到1874年已达到3120吨。诺贝尔公司到19世纪80年代已成为世界性的企业，他的几百座工厂和公司遍布于德国、挪威、英国、法国、美国、意大利、奥地利等20多个国家。由此可见，诺贝尔不仅是一位杰出的科学家、发明家，而且是一位有远见的、组织能力极强的企业家。诺贝尔之所以令人崇敬，不仅因为他是发明家、企业家，而在于他有一个伟大的胸怀和崇高的思想。他跟许多富翁不一样，既善于创造财富，又善于把财产用在最有意义的地方。当他母亲去世时，他把母亲留给他的全部财产捐给瑞典的慈善事业，只留下母亲的照片作纪念。他认为：“金钱这种东西，只要能够解决个人的生活就行，若是过多了，它会成为遏制人类才能的祸害。”诺贝尔本着这样的思想，在临终时立了名世的遗嘱。遗嘱的内容为：“请把我的全部财产作为基金，以基金的利息作为奖金，并且把奖金分为五等分，作为下记的五种奖的奖金，它在每年奖给为人类作出了最有卓著贡献的人。（一）物理学奖：奖给这个领域有最重要发现或发明的人。（二）化学奖：奖给在这个领域有最重要发现或最要改良的人。（三）生物学和医学奖：奖给在这个领域有最重要发现的人。（四）文学奖：奖给在这个领域表明了理想主义的倾向，有最优秀作品的人。（五）和平奖：奖给为国与国之间的友好，撤除或裁减军备，召开和平会议以及实施和平会议的原则作出了最大努力的人。各奖的获奖人由下述各委员会确定：物理学奖、化学奖由瑞典科学院确定；生物学和医学奖由斯德哥尔摩洛林研究所确定；文学奖由斯德哥尔摩科学院确定；和平奖由挪威议会选出的五人委员会确定。不论世界上哪个国家的人都可以获奖。我衷心希望世界上最有成就的人获奖。1895年11月27日艾尔弗雷诺贝尔”1901年，在诺贝尔逝世后五年的12月10日，在斯德哥尔摩举行了第一次诺贝尔奖金的授奖仪式。1969年，瑞典的银行又捐了一笔款，仍用诺贝尔的名义，增加了经济学奖。为纪念他对发展科学事业所作出的贡献，第102号元素被命名为锘（符号No）。诺贝尔科学奖的精神光芒四射，诺贝尔芳名永垂不朽。第 二 节 蔡 伦蔡伦，字敬仲，湖南来阳县人。东汉明帝刘庄年（公元58一75）未，开始在宫掖做事。到汉和帝刘肇即位时，他做了皇帝的侍从宫官，传达诏令，掌管文书，参与军政机密大事。 蔡伦很有才学，敦厚慎重，曾多次“直谏皇帝，指出其过失。后加位尚方令，在汉和帝年间即公元97年，掌管皇宫用的刀、剑等器械，这些器械无不精密、坚固，为后世所效仿。古时的书是相互间用绳子连接的可记载文字的竹片，纸则采用细薄的丝织品，纸贵书重，很不方便。蔡伦便动脑筋想办法，用树皮、麻头、破布、鱼网等材料制造纸张。公元105年，蔡伦将自造的纸呈给和帝，皇帝很重视。从此，世人部使用这种纸，称之为“蔡侯纸”。安帝年间（公元114年），和帝的皇后邓太后因蔡伦久侍宫中，封他为龙亭侯。以后，蔡伦在长乐宫中专管皇帝的车马事。公元118年，皇帝见经传文章多不正规，就命刘珍和良史校订经文经书中的谬误，指定蔡伦监管他们的工作。蔡伦受窦后（汉章帝刘旭后）的微辞授意，诬陷安帝祖母宋贵人。太后死后，安帝亲自处理政务，命令蔡伦自己到廷尉处接受处罚。蔡伦蒙受耻辱，遂洗净身体整戴衣冠，自杀而死。造纸都是我国的伟大发明，是我国人民对世界文明的伟大贡献，这一历史定论是无可非议的。由于蔡伦的努力，人们掌握了用树皮、麻头、破麻布、旧鱼网等廉价的原料，生产出适于书写的植物纤维纸，并使这种生产技术推广流传开来，这是勿容置疑的蔡伦的重要贡献。后来人们沿用蔡伦生产纸的工艺，采用竹、藤、稻杆等其它原料，生产出形形色色的手抄纸，这是历史的事实。蔡伦总括出来的造纸工艺很快地随着纸张一齐外传了。至迟在公元285年传到了朝鲜，后又传到了日本。大约在唐朝，我国的造纸术传到了阿拉伯，再由阿拉伯传至欧洲，在造纸木的外传中，世界人民都承认这是中国的伟大发明，他们也都知道中国有一个蔡伦在其中作出了卓越的贡献。第 三 节 候 德 榜许多工业部门，尤其是纺织、肥皂、造纸。玻璃、火药等行业都 需要大量用碱。古代那种从草木灰中提取碱液，从盐湖水中取得天然碱的方法是远远不能满足需求的。为此，1775年法国科学院用10万法郎的悬赏征求可工业化的制碱方法。1788年，勒布兰提出了以氯化钠为原料的制碱法，经过4年的努力，得到了一套完整的生产流程。勒布兰制碱流程虽然在推广应用中不断地被完善，但是因为这方法主要是利用固相反应，又是高温操作，存在许多缺陷，生产不能连续，劳动强度大，煤耗量大，产品质量不高。面对这些问题，许多人有意改革它。到了1862年，比利时化学家索尔维实现了氨碱法的工业化。由于这种新方法能连续生产，产量大，质量高，省劳动力。废物容易处理，成本低廉，它很快取代了勒布兰法。掌握索尔维制碱法的资本家为了独享此项技术成果，他们采取了严密的保密措施，使外人对此新技术一无所知。一些技术专家想探索此项技术秘密，大都以失败告终。不料这一秘密竞被一个中国人运用智慧摸索出来了。这个人就是侯德榜。一、披露索尔维制碱法的秘密。侯德榜， 1890年8月9日生于福建闽侯农村。少年时他学习十分刻苦，就是伏在水车上双脚不停地车水时，仍能捧着书本认真读书。后来在姑母的资助下，他单身来到福州英华书院和闽皖路矿学堂读书。毕业后曾在津浦铁路符离集车站做过工程练习生。在工作之余，他抓紧时间学习，1911年考人清华留美预备学校。经过3年的努力，他以10门功课1000分的优异成绩被保送到美国留学。8年中，他先后在麻省理工学院、柏拉图学院、哥伦比亚大学攻读化学工程，1921年取得博士学位。 在国外留学时，他时刻怀念祖国，惦记着处于水深火热中的苦难同胞。这时候，在纽约他遇到了赴美考察的陈调甫先生。陈受爱国实业家范旭东委托，为在中国兴办碱业特地到美国来物色人才。当陈先生介绍帝国主义国家不仅对我国采取技术封锁，而且利用我国缺碱而卡我国民族工业的脖子的情况时，具有强烈爱国心的侯德榜马上表示，“可以放弃在美国的舒适生活，立即返回祖国，用自己的知识报效祖国。” 1921年10月侯德榜回国后，出任范旭东创办的永利碱业公司的技师长（即总工程师）。他深刻地体会到创业之艰难。要创业首先需要实干的精神。他脱下了白领西服，换上了蓝布工作服和胶鞋，身先士卒，同工人们一起操作。哪里出现问题，他就出现在哪里，经常于得浑身汗臭，衣服中散发出酸味、氨味。他这种埋头苦干的作风赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下，技师、工人们团结一心，为建成中国自己的碱厂而奋战。 虽然索尔维制碱法的原理很简单：先把氨气通入食盐水，然后向氨盐水中通二氧化碳，生产溶解度较小的碳酸氢钠。再将碳酸氢钠过滤出来，经焙烧得到纯净洁白的碳酸钠。但是具体的生产工艺却为外国公司所垄断，所以侯德榜要掌握此法制碱，得完全靠自己进行摸索，困难是很多的。且不说工艺设计、材料选择、设备的挑选和安装等经过了一个又一个难关，仅从试生产的过程也可略见一斑。例如干燥锅结疤了，浑圆的铁锅在高温下停止了转动，时间长了后果是很严重的。技师们都急得团团转，这时候侯德榜果敢地拿起玉米棒子粗的大铁杆往下捅，操起10一15公斤重的铁杆上下捅可不比举重运动员举杠铃轻松，累得他双眼直冒金星，汗水湿透了工装。不久他觉得单靠力气难于解决这一技术问题，经过大家商量，他们采用加干碱的办法终于使锅底上的碱疤脱水掉下来，总算克服了困难。 侯德榜奋不顾身地把全部身心都扑到了生产上，从调换炉塔的水管，另行设计分解炉，到多次加强冷却设备，改造过滤机以及处理不断发生的生产故障，他都以探索者的勇气、生产者的细心和科学家的严谨来对待。经过紧张而又辛苦的几个寒暑的奋战，侯德榜终于掌握了索尔维制碱法的各项技术要领。1924年8月13日，永利碱厂正式投产。正当大家兴高彩烈地等待雪白的纯碱从烘烧干燥炉中出来时，出现在眼前的却是暗红色的纯碱。怎么回事？这无形给大家泼了一盆冰水。作为总工程师的侯德榜冷静地去寻找事故的原因。经过分析他很快就发现纯碱变成暗红色是由于铁锈污染所致。随后他们以少量硫化钠和铁塔接触，致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜。再生产时纯碱变成纯白色了。日产180吨纯碱的永利碱厂终于矗立在中国大地上。1926年，永利碱厂生产的“红三角”牌纯减在美国费城举办的万国博览会上荣获了金质奖章。这一袋袋的纯碱是中华民族的骄做，它象征着中国人民的志气和智慧。 摸索到素尔维制碱法的奥秘，本可以高价出售其专利而大发其财，但是和范旭东一样，侯德榜主张把这一奥秘公布于众，让世界各国人民共享这一科技成果。为此侯德榜继续努力工作，把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著制碱于1932年在美国以英文出版。一个有骨气的中国人就是这样披露了素尔维制碱法的奥秘。二、拼命为之的中国化学工业三酸二碱是化学工业的基本原料，仅能生产纯碱显然是不行的。在永利碱厂投入正常运行后，永利公司计划筹建永利硫酸铵厂。这个厂可以同时生产氨、硫酸、硝酸和硫酸铵。建厂的重担自然又落在侯德榜的肩上。 建造硫酸铵厂与当年永利碱厂的开创不一样，不存在技术保密的问题，面临的问题关键是怎么引进国外技术、选购设备，争取投资少而见效快。为此侯德榜不辞辛苦对整个计划作了周密的调查研究。 铵厂的设计，应该自成系统，完整合理，引进技术要完全立足于国情，而不是照搬外国的成套设备。在采购设备中，侯德榜精打细算。凡是国内能够保证质量的，就自己动手在国内解决。进口外国设备时，他巧妙地利用了各国厂商之间的竞争，选择适用又价廉的设备，对若干关键设备；更是力主择优。在与外商谈判和选购设备时，侯德榜相当机智，例如制硫酸的全套设备是从美国买的，在买下这套设备的同时，侯德榜顺便索要了硫酸铵的生产工艺图纸。掉过头来，他又从另一家工厂以废钢铁的价格买下一套硫酸铵生产设备（时至今日还在运转）。这种精明能干连美国的许多经理都佩服。 硫酸铵厂的设备来自英、美、德、瑞士等国的许多厂家，还有些是本国造的，最后竟能全部成龙配套，这是很不容易的。它充分显示了侯德榜的学识才干和潜心经营，表现出他高度的事业心和可贵的献身精神。侯德榜能这样出色地指挥完成这项巨大工程，还在于他精通业务、知识广博。正如他自己说的：“要当一员称职的化学工程师，至少对机电、建筑要内行。”这也是他的座右铭。在他给友人伪一封信中他曾写道：这些事，“无一不令人烦闷，设非隐忍顺应，将一切办好，万一功亏一蒉，使国人从此不敢再谈化学工程，则吾等成为中国之罪人。吾人今日只有前进，赴汤蹈火，亦所弗顾，其实目前一切困难，在事前早已见及，故向来未抱丝毫乐观，只知责任所在，拼命为之而已。“这就是侯德榜事业心的生动写照。 1937年之丹，在侯德榜、范旭东及全厂员工的努力下，硫酸铵厂首次试车成功。侯德榜“拼命为之”的又一事业成功了。三、侯氏联合制碱法的发明1937年。日本侵华的战火伸向上海、南京。位于南京的硫酸铵厂作为亚洲第一流的化工厂，令日本侵略者垂涎三尺，日本侵略者看到永利公司的军事价值，年产一万吨硝酸，可以制造几万吨烈性炸药。他们派人企图收买范旭东和侯德榜。范、侯明确地表示：“宁肯给工厂开追悼会，也决不与侵略者合作”侵略者加大压力。甚至派飞机对碱厂进行狂轰滥炸。在战火逼近的情况下，侯德榜当机立断，布置技术骨干和老工人转移，组织重要机件设备拆运西迁。 1938年，侯德榜率西迁的全部员工在四川岷江岸边的五通桥建设永利川西化工厂。新厂采取什么工艺是首先要考虑的。制碱的主要原料食盐，在川西只能来源于深井中的盐卤浓缩。盐卤浓度低，所以食盐的成本很高。加上索尔维法的食盐转化率不高（只有70），这就进一步提高了制碱的成本。固此继续采用索尔维制碱法，生产就难以维持。 侯德榜经过调查，决定改进索尔维法开创制碱新路，他总结了索尔维法的优缺点，认为这方法的主要缺点在于，两种原料组分只利用了一半，即食盐（NaC1）中的钠和石灰（CaCO3）中的碳酸根结合成纯碱（Na2CO3）另一半组分食盐中的氯和石灰中的钙结合成了CaCl2，却没有用途。 针对以上生产中不可克服的种种缺陷，侯德榜创造性地设计了联合制碱新工艺。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产。由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。 为了实现这一设计，在1941年一1943年抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过了500多次循环试验，分析了2000多个样品后，才把具体工艺流程定下来，这个新工艺使食盐利用率从70一下子提高到96，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。 新中国即将成立的1949年初，侯德榜还在印度指导工作，当他得到友人转来的周恩来给他的信后，他立即克服了种种阻挠，于1949年7月回到了气象更新的祖国，作为科学家的代表参加了全国政治协商会议。从此他开始投入恢复、发展新中国化学工业的崭新工作。为了祖国的化工事业，他走遍大江南北、长城内外。1960年前后，为适应我国农业生产的需要，侯德榜不顾自己已是70高龄，和技术人员一道共同设计了碳化法制造碳酸氢铵的新工艺，为我国的化肥工业发展作出了巨大贡献。 侯德榜先生对科学的态度一贯是严肃认真的。在研究联合制碱的过程中，他要求每个试验都得做30多遍才行。开始时有些人不理解，以为这是浪费时间和耗费精力，多此一举。后来的事实证明，多数试验在进行了20多次以后，数据才稳定下来，这样得到的数据资料才是可靠的，人们这才真正认识到侯德榜这种细致周密、一丝不苟的的科学态度是多么难能可贵。 侯德榜一生谦虚谨慎，平易近人。在创造永利碱厂时是这样，在以后的长期工作中也是这样。他和技术人员、工人及晚辈们在一起，从来不把自己放在权威或高人一等的位置，讨论问题，他总是认真地听取别人的意见，善于从大家的智慧中吸取积极的因素来充实、完善自己的设想。大家都觉得跟他一起工作，心情特别舒畅，能从他身上学到不少东西。 侯德榜先生象一名辛勤的园了，为我国化学工业的发展培养了一批又一批的技术骨干。这些骨干现在大都仍活跃在中国化工领域的各个部门，相当多的骨干已成为厂长、总工程师。他们以侯先生作为自己的榜样，为发展我国的化工事业鞠躬尽瘁。1974年8月26日，侯德榜先生因病与世长辞，享年84岁。第 四 节 居 里 夫 人 玛丽.居里是第一个荣获诺贝尔科学奖的女科学家，也是第一个两次荣获诺贝尔科学奖的科学家。自从1897年居里夫妇发现放射性元素镭之后， 80多年来，称颂他们的文章、书籍从未间断，可见她所建立的勋业和她所具有的品质深深地留在后人的印象中，成为科学家和广大青少年学习的楷模。 一、贫苦而又奋发的学生玛丽斯可罗多夫斯卡1867年生于波兰华沙的一个正直、爱国的教师家庭。她自小就勤奋好学， 16岁时以金奖毕业于中学。因为当时俄国沙皇统治下的华沙不允许女子人大学，加上家庭经济困难，玛丽只好只身来到华沙西北的乡村作家庭教师。 3年的家庭教师生活中，她除了教育主人的几个孩子外，还挤出时间教当地农民子女读书，并坚持了自学。她以俭朴生活所节省下来的工资帮助姊姊去巴黎求学。 1889年她回到了华沙，继续作家庭教师，有一次她的一个朋友领她来到博物馆和实验室，在这里她发现了一个新天地，实验室使她着了迷。以后只要有时间，她就来实验室，沉醉在各种物理和化学的实验中。她对实验的特殊爱好和基本的实验技巧，就是在这里培养起来的。 1891年，在她父亲和姊姊的帮助下，她渴望到巴黎求学的愿望实现了。来到巴黎大学理学院，她决心学到真本领，因而学习非常勤奋用功。每天她乘坐1个小时马车早早地来到教室，选一个离讲台最近的座位，便清楚地听到教授所讲授的全部知识。为了节省时间和集中精力，也为了省下乘马车的费用，入学4个月后，她从她姊姊家搬出，迁入学校附近一住房的顶阁。这阁楼间没有火，没有灯，没有水，只在屋顶上开了一个小天窗，依靠它屋里才有一点光明。一个月仅有40卢布的她，对这种居住条件已很满足。她一心扑在学习上，虽然清贫艰苦的生活日益削弱她的体质，然而丰富的知识使她心灵日趋充实。1893年，她终于以第一名的成绩毕业于物理系。第二年又以第二名的成绩毕业于该校的数学系。二、艰苦的条件，出色的工作玛丽的勤勉、好学和聪慧，使她赢得了李普曼教授的器重。在荣获物理学硕士学位后，她来到了李普曼教授的实验室，开始了她的科研活动。就在这里，她结识了年轻的物理学家皮埃尔居里。 皮埃尔居里1859年生于巴黎一个医生的家庭，16岁通过了中学的毕业考试，18岁通过了大学毕业考试并获得了理科硕士学位。19岁被聘任为巴黎大学理学院德山教授的助手。他和他那同是理学硕士的哥哥雅克一起研究，1880年发现了电解质晶体的压电效应。1883年青的彼埃尔被任命为新成立的巴黎市理化学校的实验室主任。当他与玛丽相识时，他已是一位有作为的物理学家了。 由于志趣相投、相互敬慕，玛丽和彼埃尔之间的友谊发展成爱情。1895年他们结为伉俪，组成一个志同道合、和睦相亲的幸福家庭。繁忙的家务及1897年出生的女儿并没有阻碍这对热爱科学的夫妇，特别是作为母亲和主妇的玛丽，她一直坚持着学习和科研。 1896年法国物理学家贝克勒尔发现一种铀盐能自动地放射出一种性质不明的射线。这一发现引起居里夫妇的极大兴趣，这是一个极好的研究领域。在一间原来用作贮藏室的闭塞潮湿的房子里、玛丽利用极其简单的装置，开始向这个新领域进军。仅仅几个星期，她便取得可喜的成果。她证明铀盐的这种惊人的放射强度与化合物中所含的铀量成正比，而不受化合物状况或外界环境（光线、温度）的影响。她还认为，这种不可知的放射性是一种元素的特征。难道只有铀元素才有这种特性？遵循这一思路，她决定检查所有已知的化学物质。通过繁重而又艰巨的普查，她发现了另一种元素钍的化合物也能自动地发出与铀射线相似的射线，由此她深信具有放射现象决不只是铀的特性，而是一种自然现象。对此她提议把这种现象叫作放射性，把铀、钍等具有这种特性的物质叫作放射性物质。 她的调查很快从盐和氧化物扩展到一切矿物。她毫不厌倦地用同一方法去研究大量的材料，终于有了新的发现：有些矿物的放射性强度比其单纯由所含铀或钍所产生的放射性强度要大得多。开始她还不敢确信这一测定，但是经过一二十次重复测量，不得不承认这是事实。这事实表明这些矿物中含有放射性比铀、钍强得多的某种未知元素。这是一个十分重要而吸引人的推断。尽管一些同行劝她谨慎些，她还是深信自己的试验没有错，并下定决心把这一新元素找出来。 玛丽的研究工作太重要了，使得不仅是丈夫、而且是战友的；彼埃尔决定暂时停止他在晶体方面的研究，协助妻子共同寻找这一未知元素。彼埃尔的参加，对于玛丽来说无疑是一个极大的鼓励和支持。从此，在那间潮湿的实验室里，有着两个头脑、四只手在忙碌。这种通力合作，持续了8年，直到一次意外事故夺去了彼埃尔的生命。 这种未知元素存在于铀沥青矿中，但是他们根本没有想到这种新元素在矿石中的含量只不过百万分之一。他们废寝忘食，夜以继日，接着化学分析的程序，分析矿石所含有的各种元素及其放射性，几经淘汰，逐渐得知那种制造反常的放射性的未知元素隐藏在矿石的两个化学部分里。经过不懈的努力，1898年7月，他们从其中一个部分寻找到一种新元素，它的化学性质与铅相似，放射性比铀强400倍。彼埃尔请玛丽给这一新元素命名，她安静地想了一会，回答说：“我们可否叫它为钋”。玛丽以此纪念她念念不忘的祖国，那个在世界地图上已被俄、德、奥瓜分掉的国家波兰，为了表示对祖国的热爱，玛丽在论文交给理科博士学院的同时，把论文原稿寄回祖国，所以她的论文差不多在巴黎和华沙同时发表。她的成就为祖国人民争得了骄做和光荣。 发现钋元素之后，居里夫妇以孜孜不倦的精神，继续对放射性比纯铀强900倍的含钡部分进行分析。经过浓缩，分部结晶，终于在同年12月得到少量的不很纯净的白色粉未。这种自色粉未在黑暗中闪烁着白光，据此居里夫妇把它命名为镭，它的拉丁语原意是“放射”。钋和镭的发现，给科学界带来极大的不安。一些物理学家保持谨慎的态度，要等研究得到进一步成果，才愿表示意见。一些化学家则明确地表示，测不出原子量，就无法表示镭的存在。把镭指给我何看，我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭或钋，井把它们的原子量测出来，这对于当时既无完好和足够的实验设备，又无购买矿石资金和足够的实验费用的居里夫妇，显然比从铀矿中发现外、镭难得多。为了克服这一困难，他们四处奔波，争取有关部门的帮助和支援。在他们的努力下，奥地利惠赠1吨铀矿残渣。他们又在理化学校借到一个破漏棚屋，开始了更为艰辛的工作。这个棚屋，夏天燥热得象一间烤炉，冬天却冻得可以结冰，不通风的环境还迫使他们把许多炼制操作放在院子里露天下进行。没有一个工人愿意在这种条件下工作，居里夫妇却在这一环境中奋斗了4年。 4年中，不论寒冬还是酷暑，繁重的劳动，毒烟的熏烤，他们从不叫苦。对科学事业的执着追求使艰辛的工作变成了生活的真正乐趣，百折不挠的毅力使他们终于在1902年，即发现镭后的第45个月，从数吨沥青铀矿的炼渣中提炼出01克的纯净的氯化镭，并测得镭的原子量为225。镭元素是存在的，那些持怀疑态度的科学家不得不在事实面前低下了头。这么一点点镭盐，这一简单的数字，凝聚了居里夫妇多少辛勤劳动的心血！夜间，当他们来到棚屋，不开灯而欣赏那闪烁着荧光的氯化镭时，他们完全沉醉在幸福而又神奇的幻境中。每当居里夫人回忆起这段生活，都认为这是“过着他们夫妇一生中最有意义的年代”。三、在金钱和荣誉面前 居里夫妇是一对将自己的一切都无私地奉献给科学事业的伟大科学家，然而法国有关部门对待他们的工作所给予的待遇是不公平的，对于他们的科研成果反应是迟钝的。首先承认居里夫妇的才干并提议给他们安排一个相应职务的是瑞士政府，1900年，当时居里还只能为着每个月500法郎而在缺乏设备的实验室工作时，瑞士的日内瓦大学愿以年薪1万法郎和教授的待遇聘请他开设物理学讲座。但是为了提炼出纯净的镭而从不考虑金钱和待遇的居里夫妇谢绝了。他们的第一枚奖章是英国赠与的，由于他们发现了放射性新元素钋和镭，开辟了放射化学这一新领域， 1903年英国皇家学会邀请他们夫妇到伦敦讲学，并授予皇家学会最高的荣誉戴维奖章。1903年底，居里夫妇和贝克勒尔一起被授予诺贝尔物理学奖。 在聘书、荣誉接瞳而来的情况下，法国巴黎大学才于1903年授予居里夫人以物理学博士学位。1904年巴黎大学理学院才为彼埃尔开设了讲座。1905年彼埃尔才被推举为法兰西科学院的院士，只讲奉献不求素取的居里夫妇并不计较这些在他们看来是没有价值的问题。伴随着荣誉而来的是繁忙的社交活动和频频的记者采访。他们的工作和生活，以及他们的女儿都成为新闻，成为时髦酒馆的谈话资料。对此他们感到烦恼和不安，他们需要的是安静，是继续工作，而不是骚挠。为此他们不得不象逃难者一样，化了装，躲到偏避的乡村去。当一个美国记者机警地找到他们后，玛丽很坦率地告诉他：“在科学上，我们应该注意事，不应该注意人。”一些要在美国创立制镭业的技师要居里夫妇申请这项发明的专利时，他们夫妇商议后作出决定：“不想由于我们的发现而取得物质上的利益，因此我们不去领取专利执照，并且将毫无保留地发表我们的研究成果，包括制取镭的技术。若有人对镭感兴趣而向我们请求指导，我们将详细地给以介绍，这样做，对于制镭业的发展将有很大好处，它可以在法国和其他国家自由地发展，并以其产品供给需要镭的学者和医生应用。”如此声明可见居里夫妇所具有的无私、宽阔的胸怀，他们把自己的科研成果看作全人类的共同财富。四、沉重的担子，献身的精神 1899一1904年之间，居里夫妇共发表了32篇学术论文，集中反映了他们在开拓放射学这个新的科学领域的贡献。当他们正以倍增的热情继续前进时，一件不幸的事情发生了。1906年4月19日，彼埃尔在参加了一次科学家聚会后，步行回家横穿马路时，被辆奔驰的载货马车撞倒，当场失去了宝贵的生命。对于居里夫人，这一打击大沉重了，一度几乎使她成为一个毫无生气、孤独可怜的妇人。但是对科学事业的热爱，居里生前的嘱咐：“无论发生什么事，即使一个人成了没有灵魂的身体，他都应该照常工作。”激励着她。她勇敢地接替了居里生前的教职，成为法国巴黎大学的第一个女教授。当她作为物理学教授作第一次讲演时，听课的人们挤满了那个梯形教室，塞满了理学院的走廊，甚至因挤不进理学院而站到索尔本的广场上。这些听众除学生外，还有许多与玛丽素不相识的社会活动家、记者、艺术家及家庭妇女。他们赶来听课，更重要的是为了向这位伟大的女性表示敬意。 居里去世后的玛丽，不仅生活上要养老抚幼，更重要的是要继承居里的事业，把放射学这门课教得更好，要建设起一个对得起居里的实验室，使更多的青年科学家在这里成长，共同发展科学。为此她接过了居里的所有担子，继续贡献出她全部的才智和心血。 1908年，彼埃尔居里的遗作由玛丽整理修订后出版。1910年，玛丽自己的学术专著放射性专论问世。经过深入而细致的研究，玛丽在助手们帮助下，制备和分析金属镭获得成功，再一次精确地测定了镭元素的原子量。她还精确地测定了氧的半衰期，由此确定了镭、铀镭系以及铀镭系中许多元素的放射性半衰期，研究了镭的放射化学性质。在这些研究基础上，玛丽又按照门捷列夫周期律整理了这些放射性元素的蜕变转化关系。1910年9月，在比利时布鲁塞尔举行的国际放射学会议上，为了寻求一个国际通用的放射性强度单位和镭的标准，组织了包括玛丽在内的10人委员会。委员会建议以1克纯镭的放射强度作为放射性强度单位，并以居里来命名。1912年该委员会又在巴黎开会，选择了玛丽居里亲手制备的镭管作为镭的国际标准，直到现在它还放置在巴黎的国际衡度局内，作为世界上镭的第一个标 样。由于玛丽居里在分离金属镭和研究它的性质上所作的杰出贡献， 1911年她又荣获了诺贝尔化学奖。长期的劳累，特别是放射性物质对她身体的损害，使她身体日渐虚弱。科学的事业心支撑着她，使她藐视了疾病对她的侵扰，当她对病情有所确察后，她却是更狂热地投身于工作。只要是身体还可以动，她就要到实验室去，当她感到实在体力不支时，就坚持在家里写书，抓紧生命的最后一刻作出最后的奉献。 1934年7月4日，长期积蓄体内的放射性物质所造成的恶性贫血即白血病终于夺去了居里夫人宝贵的生命。她虽然离开了人世，但是她为人类所作的贡献以及她的崇高品行将永远铭记在人们的心里。第 五 节 门 捷 列 夫到1869年止，已有63种元素被人们所认识。进一步寻找新元素成为当时化学家最热门的课题。但是地球上究竟有多少元素？怎样去寻找新的元素？却没有人能作比较科学的回答。寻找新元素的工作也因缺乏正确的理论指导，而带有很大的盲目性，常常白白地耗费了许多精力。在对物质、元素的广泛研究中，关于各种元素的性质的资料积累日愈丰富，但是这些资料却是繁杂纷乱的，人们很难从中获得清晰的认识。整理这些资料，概括这些感性知识，从中摸索总结出规律，这是摆在当对化学家面前一个急待解决的课题，同时也是科学和生产发展的必然要求。在这样的科学背景下，从事元素分类工作和寻找元素之间内在联系的许多化学家，经过长期的共同努力，取得了一系列研究成果，其中最辉煌的成就是俄国化学家门捷列夫和德国化学家迈尔先后发现的化学元素周期律。 一、化学元素周期律的发现 道尔顿提出了科学的原子论后，许多化学家都把测定各种元素的原子量当作一项重要工作，这样就使元素原子量与性质之间存在的联系逐渐展露出来、1829年德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”观点，把当时已知的44种元素中的15种，分成5组，指出每组的三元素性质相似，而且中间元素的原子量等于较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。例如钙、锡、钡，性质相似，铬的原子量大约是钙和钡的原子量之和的一半。氯、溴、碘以及银、钠、钾等元素也有类似的关系。然而只要认真一点，就会发现这样分类有许多不能令人满意的地方，所以并没有引起化学家们的重视。 1862年，法国化学家尚古多提出一个“螺旋图”的分类方法。他将已知的62种元素按原子量的大小顺序标记在绕着圆柱体上升的螺旋线上，这样某些性质相近的元素恰好出现在同一母线上。因此他第一个指出了元素性质的周期性变化。可是他的报告照样无人理睬。1864年，德国化学家迈尔在他的现代化学理论一书中刊出一个“六元素表”。可惜他的表中只列出了已知元素的一半，但他已明确地指出：“在原子量的数值上具有一种规律性，这是毫无疑义的”。1865年，英国化学家纽兰兹提出了“八音律”一说。他把当时已知的元素按原子量递增顺序排列在表中，发现元素的性质有周期住的重复，第八个元素与第一个元素性质相近，就好象音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样。纽兰兹的工作同样被否定，当时的一些学者把八音律斥之为幼稚的滑稽戏，有人甚至挖苦说：“为什么不按元素的字母顺序排列呢？那样，也许会得到更加意想不到的美妙效果。”“六元素表”、“八音律”是存在许多错误，但是应该看到，从三元素组”到“八音律”都从不同的角度，逐步深入地探讨了各元素间的某些联系，使人们一步步逼近了科学的真理。以前人工作所提供的借鉴为基础，门捷列夫通过顽强努力的探索，于1869年2月先后发表了关于元素周期律的图表和论文。在论文中，他指出： （1）按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性。 （2）原子量的大小决定元素的特征。 （3）应该预料到许多未知元素的发现，例如类似铝和硅的，原子量位于65一75之间的元素。 （4）当我们知道了某些元素的同类元素后，有时可以修正该元素的原子量。这就是门捷列夫提出的周期律的最初内容。 门捷列夫深信自己的工作很重要，经过继续努力，1871年他发表了关于周期律的新的论文。文中他果断地修正了1869年发表的元素周期表。例如在前一表中，性质类似的各族是横排，周期是竖排；而在新表中，族是竖排，周期是横排，这样各族