化学史论文.doc

化学史简要概述及学习心得 化学的历史渊源，不管是过去、现在还是未来，人类社会的发展都离不开化学，化学与人类生活息息相关。物理学的革命，给化学带来了新时期的曙光，使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。在现代社会，化学与其他学科的关系越来越紧密，化学理论和分析方法也日益完善，随着一些新概念的出现，化学出现了多个分支，形成了不同的分析领域。化学的英文词为Chemistry，它是从一个古字，即拉丁字chemia、希腊字Chamia、阿拉伯字Chema，埃及字Chemi演化而来的。从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的。古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。化学从古代到近代再到现代，经历了几个重要的发展阶段，并对人类社会产生了深远了影响。本文主要是对化学史上的重大事件和化学科学发展过程进行简要的阐述.化学的历史渊源非常古老，可以说从人类学会使用火，就开始了最早的化学实践活动。火是人类的第一个化学发现。火也是最常见、最普通的一种化学现象，是一种发光发热的氧化反应。从远古时代直至今天，人类的每一步前进都离不开化学。人类都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。 17世纪以前的化学史称为古代化学时期。这一时期经历了实用化学、炼丹和炼金、医药化学和冶金化学等时期。早起化学知识来源于人类的生产和生活实践。同时在人类对自然界万物的本原探索过程中，诞生了古代朴素的元素观。古代化学具有实用和经验的特点，但尚未形成一定规模的理论体系，是化学的萌芽时期。在约公元前2 世纪开始产生了炼丹术或炼金术，进而推动化学从萌芽期发展到了炼金术。古代皇帝为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验。当时出现的“化学”一词，其含义便是“炼金术”。炼金术的出现就逐步推动古代化学从实用性的化学工艺活动，转入到带有一定探索性的准实验性质的物质转变活动，使萌芽期实用性的化学得到发展，并为近代化学科学的诞生创造了有利条件。到了16世纪以后，一些炼金术士开始制造医药，用以治疗人们的疾病。这推动了化学发展进入到了新的医药化学时期，它标志着古代的化学从炼金术向科学化学过渡的开始。同时，德国和英国都在大力发展矿冶业，以适应资本主义生产发展的需要，这就推动了一些化学家从事于冶金的实践。炼丹术和冶金术是化学的原始形式。炼丹和冶金对化学的发展做出了一定的贡献。同时也促进化学、医药化学的发展，迎来了近代化学的诞生。远在公元前5世纪，希腊哲学家提出了朴素的原子学说。1661年，罗伯特波义耳在怀疑派化学家文中提出了元素概念，其定义是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。1703年，德国化学家施塔尔提出了“燃素学说”。施塔尔认为，火是一各由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。由这种微粒构成的火的元素称为“燃素”。1777年，拉瓦锡于提出了科学的燃烧学说-氧化学说，彻底推翻了“燃素学说”。开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。1803年，英国化学家道尔顿提出了近代原子学说，标志着近代化学发展的开始。接着在1811年意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念，确立了分子理论。俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论，这些都使化学成为一门系统的科学，也为现代化学的发展奠定了基础。这一时期，不仅从科学实践上，还从思想上为近代化学的发展做了准备，这一时期成为近代化学的孕育时期。现代化学是化学史上又一次革命和飞跃的时代。物理学的革命，给化学带来了新时期的曙光，使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。现代化学主要包括以下几个方面：1无机化学 无机化学是化学学科的起始。人类早期的冶铁、冶金、炼丹等都是与无机化学相关的活动。19世纪中叶形成的元素周期律为现代无机化学奠定了基础。20世纪以来，由于化学工业及其他相关产业的兴起，无机化学又有了更广阔的舞台。在近50年中，人们对于新理论，新材料，高产出和低污染等的追求，促进了无机化学的发展。新兴的无机化学领域有无机材料化学、生物无机化学、理论无机化学等。这些新兴领域的出现，使传统的无机化学再次焕发出勃勃生机。 2有机化学 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经认识了一些有机化合物的性质。后来法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。在有机化学运用方面，随着电子计算机的引入，使有机化合物的分离、分析方法向自动化、超微量化方向又前进了一大步。核磁共振谱仪、x射线结构分析、电子衍射光谱分析等已能用于测定微克级样品的化学结构。用电子计算机设计合成路线的研究也已取得某些进展。未来有机化学的发展首先是研究能源和资源的开发利用问题。3物理化学 物理化学是在1877年形成的学科。到20世纪初时，物理化学以化学热力学的蓬勃发展为其特征。吉布斯对多相平衡体系的研究、范托夫对化学平衡的研究、阿伦尼乌斯提出电离学说、能斯特的热定理等都对化学热力学的重要贡献。现代电子学、高真空和计算机等技术的突飞猛进，不但使物理化学的传统实验方法和测量技术的准确度、精密度和时间分辨率有很大提高，而且还出现了许多新的谱学技术。物理化学的研究对象开始进入各种激发态的研究领域。 分析化学在古代冶炼、酿造等工艺的发展过程中得到了高度的发展，那个时期是与鉴定、分析、制作过程的控制等手段密切联系在一起的。炼丹术、炼金术等都可视为分析化学的前驱。18世纪的瑞典化学家贝格曼可称为无机定性、定量分析的奠基人。 近来分析化学中的新技术有激光在分析化学中的应用、流动注射法等。分析化学有极高的实用价值，对人类的物质文明做出了重要贡献，广泛应用于化学工业、能源、医药、临床化验、环境保护等领域。由于化学键的电子理论和量子力学的诞生、电子技术和计算机技术的兴起，化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段，使这门学科飞跃发展。现在一般把化学内容分为生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等五大类。 近年来，化学与其他学科的关系越来越紧密，化学理论和分析方法也日益完善，随着一些新概念的出现，化学出现了多个分支，形成了不同的分析领域，运用比较广泛的有：1计算机与化学 借助于计算机技术的发展，大大提高了用量子力学处理问题的能力，量子力学的应用研究也蓬勃发展起来了。化学技术的改革，正在继续向着高灵敏度、高分辨率、快速、自动的方向发展2生物与化学 化学研究扩展到生命研究的领域后，在蛋白质和核酸两大类生命基础物质的研究中，取得了重大突破。化学是一门基础学科，它与社会多方面的需要有关，要为全人类的衣、食、住、行，要为日益减少和稀缺的材料提供替代用品。开发能源、保护环境等都要靠化学作为强有力的助手. 3新材料与化学 在21世纪，材料和能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，材料化学是从化学的角度研究材料设计、制备、组成、结构等的一门学科。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异 4能源与化学 能源是人类赖以生存与发展的基础。能源工业在很大程度上依赖于化学过程，能源消费的90%以上依靠化学技术。未来可再生能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展。5环境与化学 目前，人类环境问题、能源资源问题摆在化学的面前，要求化学全力以赴加以解决：运用现代仪器技术和现代化学理论协调控制化学反应速率的因子，开辟合成反应的新途径，寻找新材料，降低反应过程中能量的损耗，提高反应效率。化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。化学是重要的基础科学之一，在与物理学、生物学、自然地理学、天文学等学科的相互渗透中，得到了迅速的发展，也推动了其他学科和技术的发展。通过半个学期的化学史学习，认识的更多的化学家，让我感触很深，给了我很多的启发。其中给我印象最深刻的是迈克尔法拉第。迈克尔法拉第(Michael Faraday)1791年9月22日出生在英国伦敦的一个贫困的铁匠家庭。由于家境贫寒,他年幼便失去了接受教育的机会,开始了长达7年的装订图书的学徒生涯。然而,也正是这份工作让从没有进过学校的法拉第有机会接触了很多书,如大英百科全书、化学漫谈。这时的法拉第并没有表现出超人的天资,如果说他有什么奇特的地方,那就是他非常喜欢读书,而且对于他根本读不懂的书,却能够一遍又一遍的不厌其烦地读下去,一本化学漫谈他就看了7遍,书里描述的化学界的奥秘,让法拉第对化学产生了浓厚的兴趣。终于,一个偶然的机会让他遇到一个对他人生起转折作用的人汉弗里戴维。法拉第生活的艰辛和求知的渴望,使戴维对法拉第更是爱惜有加,法拉第终于结束了7年装订工的学徒生活,踏上一条通往科学殿堂的光明道路。说到法拉第的贡献,很多人都会想到他在电学方面的突出贡献。在物理课本中,他是第一个利用磁场产生电流的人。的确,我们现在生活在一个电气的时代,电动机在工厂里轰鸣,电车在飞驰,电灯照亮了千家万户,许多令人神往的幻想因为有了电都变成了现实。或许是法拉第在物理方面的光芒更易吸引世人的眼球,使得多数人都记得法拉第是一位物理学家而非化学家。然而,任何人没有理由因为他在物理方面贡献突出而遗忘这位物理精英在化学方面的贡献。法拉第是最早研究气体液化的科学家之一。如果没有法拉第的实验也许到现在为止“气体是一种永恒体”还是一句真理。1810年戴维实验时发现氯气在饱和溶液中可以形成水合氯晶体(Cl28H2O),1823年法拉第在此基础上对氯气的化学性质进行了研究,研究过程中他意外地获得了液态氯。法拉第的实验装置很简单:一个封闭的“V”形玻璃管。他在管的一端放入能够产生氯气的水合氯晶体,把另一端浸在致冷混合液体中,当管的一端产生氯气时,他发现管的另一端竟有液态物质生成,后来明白这是因为产生的气体使管内的压力增大致使气体液化。在此基础上法拉第又重复实验,发现不仅Cl2如此而且其他气体如SO2、H2S、CO2、N2O、NH3、HCl等都可以液化。他的这些工作虽然当时没有带来明显的影响,但却消除了根植于人脑多年的永久性气体的概念,使人们对物质的气态和液态的关系有了正确的理解,冷冻也因此变得可能,这对当时的人来说是思维上的一个飞跃。它为后来临界温度的发现和空气液化等技术的开发开辟了道路。今天当我们享受用厨房里的液化气做出的饭菜时,当以液态氢和液态氧作为燃料和助燃剂的长征3号给国人带来骄傲时,是否会想到法拉第的贡献呢?从17世纪末开始,人们在制药和进行一系列科学实验的过程中,对各种类型的化学反应进行了定量研究,人们已经意识到反应物与产物之间有确定的重量比例关系。18世纪末,随着第一个真正的电池组伏打电堆的出现,化学家们开始动手使用伏打电堆引发化学反应。1800年,尼科尔森和卡里斯尔用电解堆电解了水。1807年汉弗里戴维电解了熔融的苛性碱,得到了钙、镁、锶、钡等碱土金属。这些工作虽然并没有对电解反应的本质进行研究但却为电化学打下了牢固的实验基础。1832年,法拉第通过实验证明了“普通电”(指摩擦产生的静电)与伏特电、生物电、温差电、磁电等等都是本质相同的电现象,澄清了过去人们对电现象的混乱认识。法拉第在前人的基础上对电化学进行了更广泛的研究。他是这样进行研究的:在2块金属电极上放上被KI溶液浸泡过的滤纸,在电流的作用下KI被分解,纸的一端出现了许多棕色的斑点,随着电流的供给,棕色斑点逐渐扩大。法拉第就是靠这种简陋的测量方法,经过无数次缜密的观察、记录与总结,他指出在电解的过程中,电解质的析出量与电流强度和时间成正比,沉积物的重量与该物质的化学当量成正比6,这就是著名的“法拉第电解定律”。法拉第在1834年以题为关于电的实验报告的论文将这一结论发表。该文中他首次明确定义了“电解质”、“电极”、“阳极”、“阴极”、“离子”、“阳离子”、“阴离子”等概念。从现在的角度看,获得电解定律是不困难的,但是在160多年前的环境下要发现电解定律需要艰苦的劳动和开拓性的思维。他的工作使化学家们的思想由单纯定性地认识这些化学反应扭转到定量地认识这些反应。电解定律的建立对于化学的发展起了显著的作用,它被应用于分析化学中进行物质的定量分析,也被用于测定一些重要的常数,例如当量、阿伏加德罗常数等。此外,1887年瑞典化学家阿伦尼乌斯(Svante August Arrhenius)建立的电离学说,就发展了“离子”的思想,创立了电离学说,并因此获得1903年诺贝尔化学奖。法拉第电解定律的发现使电学从静电学步入了动电学的阶段,并迅速在工业、交通、通讯等方面得到广泛应用。随后开始出现电动机、电报、电话、电镀等。不仅如此,法拉第在化学领域还有许多其他鲜为人知的发现。1826年前后,法拉第曾研究过天然橡胶,指出了橡胶的主要成分。1857年,法拉第以实验证明胶体有“丁达尔效应”。19世纪30年代,法拉第在研究真空放电实验中发现在稀薄空气中放电会产生辉光。法拉第曾经比较早的冶炼出不锈钢镍钢和铬钢。此外在有机化学早期的发展过程中,罗朗(ALaurent,1808-1853)“一元学说”的提出是源于对蜡烛燃烧释放刺激性气味这种现象的研究,而其实早在1821年法拉第就发现过这种现象,不过当时并未引起人们的注意。法拉第所有的化学贡献中大部分在当时并不受人注意,很多发现都是多年后才得到人们的理解与赞扬的。其实法拉第在物理方面最突出的贡献电磁感应定律与他早年研究化学是分不开的。法拉第把热、电磁看成是化学现象,其本质是化学中的“能”的作用结果,只是表现不同而已。正是基于这种思想,法拉第开创了电磁学的新领域。除了是一名科学巨匠外,迈克尔法拉第更有他独特的人格魅力。莎士比亚说:“人的生命短促,只有美德将它传到辽远的后世”。法拉第之所以至今被人们赞颂传扬,除了他的科学业绩外,还有他的心口如一、不计个人恩怨、谦虚谨慎、淡薄名利的美德。众所周知,如果没有戴维,法拉第可能一生都只能是个小书店的装订工,偶尔在自己的小阁楼里做一些极其简单的实验,是戴维发现他并使他进入了皇家学院这座科学的殿堂。但使法拉第近十年不能进入自己喜欢的电磁学,诬陷他剽窃他人成果,将法拉第“氯气液化”成功的实验据为己有,竭尽心力阻止法拉第当选皇家学会会员的人也是戴维。法拉第面对这样的“蒙难”却毫无怨恨之情:戴维逝世时,法拉第指着戴维的画像用充满感情的发抖的声音对同事们说:“我的朋友,这是一位