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化学史化学史1化学给人以知识

化学史给人以智慧

——傅鹰化学给人以知识21、化学史中最让你感兴趣的是什么?2、通过本门课你最想了解哪些内容?3、化学家在你心目中的形象是怎样的?4、中学时期你的化学老师主要介绍了哪些化学史内容?1、化学史中最让你感兴趣的是什么?3绪论一、设课目的

通过对化学史的学习和研究,能使我们对各个时期化学学科的发展状况进行历史地分析;了解重大发明和研究产生的原因和前提;客观分析、评价过去科学家的理论与实践研究;探讨化学学科发展的规律;总结在发展过程中的经验和教训,从而加深对化学知识的理解。绪论一、设课目的4二、进行化学史教育的意义1、化学史教育能加深学生对化学知识的理解2、化学史教育是对学生进行爱国主义教育的重要途径3、化学史教育能帮助学生理解科学思想,掌握科学方法4、通过化学史的学习可以激发学生的学习兴趣,培养学生的科学态度5、化学史教育有利于学生人文精神的养成二、进行化学史教育的意义5认知压力6压力的含义是:

第一、它是源自工作/生活中那些使人感到紧张的事件或环境刺激;

第二、它是一种主观的内部心理状态;

第三、它是人体对需要和威胁的一种生理反应

认知压力6压力的含义是:

第一、它是源自工作/生活中那些使6心理调整技术——挑拆技术挑拆技术基本步骤接受你已经产生的情绪接受拥有这些负面情绪的你确定你需要改变的认知改变你的认知7心理调整技术——挑拆技术挑拆技术基本步骤77三、化学史教育的发展1、化学史教育的提出在国际上,从19世纪开始重视化学史的研究,在20世纪初开始重视化学史在化学教学中的应用。从20世纪20年代开始,美国的大多数大学理科系都开设了科学史课,到60年代后,在世界范围内掀起了学习和研究化学史的热潮,化学史教育由此发展起来。三、化学史教育的发展82、化学史教育的现状

目前,化学史教育在全世界范围内受到重视,许多国家在高校开设了化学史课程,并将其作为大学生的必修课。我国的化学史教育和研究起步比较晚,起始于20世纪30年代,但直到近10年来,化学史教育才真正的被重视起来,许多师范院校开设了化学史选修课。在中学主要是以在教材中结合化学知识穿插化学史实的方式进行化学史教育。2、化学史教育的现状9

在最新颁布的《普通高中化学课程标准》的课程理念部分提到,要“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法,形成科学的世界观。”

10科学史1.研究科学家的观点互相影响领域2.研究重心3.学生观念研究4.相对分析5.研究促使科学家观点改变的实验6.教材设计7.研究促使学生观点改变所设计的工作的评价理科教育8.相对分析理论研究模型科学史1.研究科学家的观点互相影响领域2.研究重心3.学生观11●案例教学模式环节:问题自学历史研究设计实验归纳评价提出问题收集资料启发讨论观点1观点2观点3设计实验科学观点回顾评价科学思维方法主线师生活动环节:问题自学历史研究设计12四、学习和运用化学史应注意的问题1、既要注重“内史”,又要了解“外史”2、要尊重史实,避免把史实“故事化”或“神话化”3、处理好已知与史实的关系4、要有实事求是、认真求证的态度5、要多层次、多角度挖掘史实的价值四、学习和运用化学史应注意的问题13科学知识的价值任何科学知识的获得都是科学家运用一定的科学方法,经历艰难曲折的探索过程而获得的,这个过程倾注了科学家的智慧,体现了科学家的思想和观点。认知价值科学知识的价值迁移价值情意价值科学知识的价值任何科学知识的获得都是科学家运用一定的科学方法14质量守恒定律●认知价值:定量研究的科学方法●迁移价值:化学方程式、计算●情意价值:科学家的探索精神质量守恒定律●认知价值:定量研究的科学方法15五、化学史的分期

根据化学科学发展的特点,人们通常把化学史分成三个历史阶段:1、17世纪以前的古代及中古时期的化学这一阶段主要经历了实用化学、炼金和炼丹、医药化学和冶金化学时期。这一时期的化学具有实用和经验的特点,尚未形成科学的理论体系。五、化学史的分期162、17世纪后半期到19世纪末的化学这一时期的化学经历了元素说、燃素说、氧化说,是化学学科确立和初步发展的时期。3、20世纪以来的现代化学时期这一时期是化学学科逐渐完善和飞速发展的时期。出现于19世纪和20世纪之交的物理学革命掀起了化学科学的革命,化学发展由原子时代进入电子时代。2、17世纪后半期到19世纪末的化学17第一章化学的萌芽早期的化学知识来源于人类的生产和生活实践,从火的发现和使用到冶金化学、医药化学的发展,经历了漫长的岁月,积累了大量零散的、经验性的化学知识。第一节古代的实用化学知识和物质观一、火的利用在不断变化和运动的物质世界中,大自然的许多化学现象都刺激着人类的感观,人类最早有所认识并有意识控制和利用的就是火,对火的使用也可以算作最早的化学实验。第一章化学的萌芽18

恩格斯在《反杜林论》中指出:“就世界性的解放作用而言,摩擦生火还是超过了蒸气机,因为摩擦生火第一次使人类支配了一种自然力,从而最终把人同动物界分开”。在长期使用火的过程中,制作陶瓷、玻璃和冶金技术也陆续出现,并不断得到发展和完善。恩格斯在《反杜林论》中指出:“就世界性的解放作19二、陶器、瓷器、玻璃1、制陶技术的出现和发展人类第一次从事的化学工艺就是制陶。在中国,陶器的制作已经有一万多年的历史,陶器的种类多样,有红陶、黑陶、彩纹硬陶和白陶等。陶器是人类利用火制造出的第一种自然界不存在的新物质,是人类文明史上的一项伟大创举。二、陶器、瓷器、玻璃202、瓷器的出现和发展釉的发明是制陶工艺发展中的一次飞跃,也为瓷器的发明提供了必备的条件和经验。瓷器可分为青瓷、白瓷和彩瓷等。3、玻璃制造技术制造玻璃的技术是古埃及人和美索不达米亚人在公元前3400——2500年发明的。玻璃制品的运用不仅丰富了人们的生活,还为炼金术和制药化学的发展提供了器皿和条件。2、瓷器的出现和发展21

中国的古玻璃制造技术则有独立的发展体系,它不是脱胎于陶瓷的制作,而是发源于冶金技术。正是由于中国制作陶瓷技术发展的比较完善,因而在一定程度上阻碍了玻璃技术的发展。从宋代以后,中国的玻璃制作多是停留在仿造珠宝玉石类的装饰品。中国的古玻璃制造技术则有独立的发展体系,它不是22三、古代的金属冶炼1、铜的冶炼也使用在人类使用的金属中,首先被利用的是天然红铜。在公元前一千多年前的商代,中国出现了青铜。河南安阳出土的司母戊方鼎是已发现的世界上最大的青铜器。2、铁、钢的冶炼和使用人类最早使用的铁都是陨铁。公元前两千年,小亚细亚人首先掌握了冶炼铁的技术,并开始使用铁器工具,人类便进入了铁器时代。中国也是最早生产钢的国家之一,到战国时期炼钢技术已广泛应用于制造兵器和工具。三、古代的金属冶炼233、稀有金属的冶炼

在公元前3000年,埃及人已经能采集金、银,制成饰物。我国在春秋战国时期就出现了鎏金技术。在西汉墓中出土的金缕玉衣所用的金丝直径仅有0.14毫米,说明当时已具有高超的加工工艺。在先秦时代,人们就掌握了用硫化汞提取汞的技术。

四、酿造·染色·造纸·火药

3、稀有金属的冶炼24五、古代物质观

1、中国的阴阳五行学说2、印度的五元素说3、德漠克利特的原子学说4、亚里斯多德的四元素说五、古代物质观25第二节化学原始形式——金丹术的盛行一、中国古代金丹术

1、中国古代炼丹家魏伯阳所著的《周易参同契》是世界上现存的最早、最完整的一部炼丹术理论著作。2、晋代炼丹家葛洪写了《抱朴子内篇》,对炼丹术从理论到实践作了系统、完整的阐述。二、中国金丹术的西传第二节化学原始形式——金丹术的盛行26第三节医药化学和冶金化学的兴起一、医药化学时期

医药化学时期是化学发展史上的一个重大转折,它标志着古代化学从炼金术向化学科学过渡的开始。二、冶金化学时期第三节医药化学和冶金化学的兴起27第二章近代化学的形成

17世纪后半叶到18世纪末的一个半世纪是化学发展向近代化学过渡的阶段。这一时期的化学经历了燃素说、元素说和氧化学说。元素说的诞生标志着化学学科的确立;氧化学说反应了人类在自然观和化学观上的变革。这一时期的化学还经历了化学计量定律的确立,原子——分子学说的建立和元素周期律的发现等阶段,这是化学史上革命的时代。第二章近代化学的形成28第一节近代科学的产生和发展一、经典学说的建立哥白尼学说、血液循环理论和万有引力定律等经典理论的发现和建立标志着近代科学的产生。二、科学团体的成立最早的科学团体是意大利的罗马林切学院。1662年,英国在伦敦成立了皇家学会。1666年,法国创立了巴黎科学院。1700年,普鲁士成立了柏林学院。第一节近代科学的产生和发展29三、科学期刊的创办

1665年1月5日,法国的科学家在巴黎创办了《学者周刊》。同年5月,英国皇家学会创办了非常有名的期刊《皇家学会哲学汇刊》。1778年,第一种专业期刊《化学杂志》在德国创刊。四、大学教学模式的改革

英国哲学大师培根在1620年提出建立新型大学模式,牛津和剑桥大学逐步开设了自然科学课程。1702年,剑桥大学第一个设立了化学教授席位。三、科学期刊的创办30五、近代科学和古代科学的本质区别

古代科学基本上处于现象的描述、经验的总结和猜测性的思辨阶段,主要以直觉和零散的形式出现;而近代科学则把系统地观察和实验同严密的逻辑体系结合起来,形成以实验事实为根据的系统科学理论。五、近代科学和古代科学的本质区别31第二节化学元素概念的提出一、元素概念的提出二、波义耳和他的《怀疑派化学家》

1661年,波义耳出版了《怀疑派化学家》一书,主要研究什么样的物质是元素的问题。他指出:元素是确定的、实在的、可观察到的实物,它们应该是用一般的化学方法不能再分为更简单的某些物质。他在书中还宣告了化学的独立,并强调用观察和实验的方法进行化学研究。

第二节化学元素概念的提出一、元素概念的提出

32

波义耳提出了寻找化学元素的任务,并倡导运用实验和观察的科学方法进行化学研究,他敲响了化学世界黎明的钟声,这以后的化学面貌一新。但他的元素概念并不完全科学。波义耳提出了寻找化学元素的任务,并倡导运用实33第三节从燃素说到氧化学说一、燃素说

从17世纪末到1774年,关于燃烧本质的说明一直是“燃素说”占统治地位。1669年,德国化学家贝歇尓提出了“燃素说”的初步设想。1703年,他的学生施塔尓继承和发展了他的思想,系统地提出“燃素说”。施塔尓认为:燃素是一切化学变化的根本,化学反应是燃素的种种表现。第三节从燃素说到氧化学说一、燃素说34

燃烧与还原的可逆化学过程是燃素说的基础。燃素说的拥护者只关心不可捉摸的、不能测定的燃素在如何转移和作用,忽视了重量方法和定量测定,更不注意物质的内部性质。因此,18世纪化学中的原子论没有什么实质性的进展。但施塔尔在研究物质变化过程中也鉴别出了一些元素,他还是最早进行氧化还原反应试验的化学家,又是冰醋酸的最初制造者。所以后来的许多化学家对他的贡献及燃素说的评价还是比较公正的。如李比希所言:“站在燃素说立场上的气体化学家们在这方面取得了很大成就”

燃烧与还原的可逆化学过程是燃素说的基础。燃素35

门捷列夫曾写道:“燃素说总结了许多氧化反应,这是科学前进道路上非常重要的步骤。”还有人把斯塔尓称为“第一个基于实验观察的结果去系统阐述一个合理体系的人”。门捷列夫曾写道:“燃素说总结了许多氧化反应,这36二、重要气体的发现1、1755年,英国化学家布拉克在加热镁石和石灰石时得到一种有重量的气体,他称之为“固定空气”。他还发现,石灰石燃烧过程中重量的变化以及碱性的得失只与“固定空气”有关,而与燃素无关。2、1766年,英国化学家卡文迪许发现锌、铁等金属与稀硫酸作用可以得到一种可燃气体。但他认为这种“来自金属”的“易燃空气”就是“燃素”。二、重要气体的发现373、瑞典化学家舍勒在加热硝石时得到一种可以助燃的气体,但他认为这是存在于空气中的“火空气”。而火看成是“火空气”与“燃素”的组合。4、英国化学家普利斯特里也独立发现了氧气,并于1744年公开了这一研究成果,比舍勒早些产生了实际影响。但他把氧气叫做“无燃素空气”,同舍勒一样未能揭示出燃烧过程的本质。“真理碰到鼻尖却没有发现”这已成为科学史上一则历史教训。3、瑞典化学家舍勒在加热硝石时得到一种可以助燃的气体,但他认38三、氧化学说的建立

1、1774年,拉瓦锡重做了煅烧金属的实验,结果发现煅烧后金属增重的部分不是来自容器外面的“火素”,而是容器内部金属周围的空气。2、1777年,拉瓦锡发表了《燃烧概论》一文,全面阐述了他的崭新的燃烧学说,科学地揭示了燃烧过程的本质。

三、氧化学说的建立39

氧化学说的建立掀起了一场化学革命,它澄清了元素观念的混乱,奠定了化学元素的科学概念,确立了化学基本定律——质量守恒定律,推动着化学走上了科学发展的道路。氧化学说的建立掀起了一场化学革命,它澄清了元素40第四节化学计量定律的确定一、质量守恒定律1、1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫通过在密闭的玻璃甑中煅烧金属的实验总结出质量守恒定律。2、1774—1789年,拉瓦锡以更精确的实验证明了质量守恒定律。第四节化学计量定律的确定41二、当量定律

1、1766年,卡文迪许发现用不同的碱中和同一重量的某种酸,所用的重量不同,他把碱的这一重量称为当量。2、1791年,德国数学家兼化学师里希特通过大量酸碱中和反应的测定明确提出当量定律。他指出:因为元素的性质总是保持不变的,因此发生化合时,一定量的一种元素总是需要确定量的另一种元素,这种性质是不变的。3、1802年,法国化学家费歇尔总结了里希特的见解,并整理、改进了他的当量表,使得当量定律普遍受到重视。二、当量定律42三、定组成定律

1799年,法国化学家普鲁斯特发表了十几篇文章阐述了定组成定律。他指出:“化合物生成时有一双看不见的手握着天平,化合物就是造物主指定了固定比例的物质。”四、倍比定律1、1800年,英国化学家戴维测定了三种氮的氧化物(N2O、NO、NO2),但他没有进一步考察与同一重量的某种元素相化合的另一种元素的重量比例关系。三、定组成定律432、英国化学家道尔顿分析了CO、CO2,CH4、C2H4的组成后,结合自己提出的原子论,总结出了倍比定律。他指出:当两种元素可以生成两种或两种以上的化合物时,若其中一种元素的重量恒定,则另一种元素在个化合物中的重量比为简单整数比。2、英国化学家道尔顿分析了CO、CO2,CH4、C2H4的组44第三章原子——分子论的建立第一节近代化学原子论一、道尔顿原子论的基本内容1803年10月18日,道尔顿在曼彻斯特的文哲学会上第一次宣读了他的原子学说和原子量计算的论文,他的原子论主要包括三点:1、元素的最终组成称为简单原子,他们是不可见的,是既不能创造,也不能毁灭和不可再分割的。他们在一切化学变化中保持其基本性不变。第三章原子——分子论的建立第一节近代化452、同一元素的原子,其形状、质量及各种性质都是相同的,不同元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同。每一种元素都以其原子的质量为其最基本的特征。3、不同元素的原子以简单数目的比例相结合,就形成化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素的原子质量之总和。同一化合物的复杂原子,其形状、质量和性质也必然相同。2、同一元素的原子,其形状、质量及各种性质都是相同的,不同元46二、道尔顿原子学说的意义1、阐明了质量守恒定律的内在涵义。2、把元素学说与原子学说统一起来,使化学元素有了空前明确、清晰的概念。3、使化学研究从收集资料走向整理资料的道路。“似乎是用他的手开始做实验,然而却是用他的头脑来结束实验”4、提出了测定原子量的历史任务。二、道尔顿原子学说的意义47

事实证明,如果没有科学的原子论,化学仍将是杂乱无章的观察材料和实验的配料记录。所以,恩格斯评价说:“在化学中,特别是道尔顿发现了原子量,现已达到的各种结果都具有秩序和相对的可靠性,已经能够有系统地、差不多是有计划地向还没有被征服的领域进攻,就像计划周密地进攻一个堡垒一样。”事实证明,如果没有科学的原子论,化学仍将是杂乱无48三、道尔顿原子学说的不足1、忽视了原子和分子的区别,认为单质在分割过程中不存在分子阶段。2、把构成化合物的分子也看成了复杂原子。3、过渡排斥其他理论,使自身的理论发展受阻。三、道尔顿原子学说的不足49第二节原子——分子学说的建立一、盖·吕萨克假说1808年,盖·吕萨克在实验的基础上提出:各种气体在相互化合时常以简单整数比相结合。后来,他又结合原子学说提出了一个假说:在同温同压下,相同体积的不同气体,含有相同数目的原子。第二节原子——分子学说的建立50二、阿佛加德罗分子假说1811年,阿佛加德罗把原子学说与盖·吕萨克假说相结合,提出了分子假说,他指出:原子是参加化学反应的最小质点,而单质和化合物中能独立存在的最小质点则是分子。分子由原子组成,单质分子由相同元素的原子组成。不同种物质的分子间各原子发生重新组合则产生化学变化。二、阿佛加德罗分子假说51三、康尼查罗与原子——分子学说的确立1860年,意大利化学家康尼查罗在德国召开的首届国际化学家代表大会上就原子和分子的定义作了一次演说,他指出:原子是组成分子的最小微粒,而分子是物质性质的体现者,它是在理化性质方面与其他类似的粒子相比较最小的微粒。

三、康尼查罗与原子——分子学说的确立52第三节原子量的测定一、原子量的测定1、道尔顿的原子学说提出了测定原子量的基本任务。道尔顿是第一个测定原子量的人,他发表了世界上第一张原子量表。2、在1810—1830年的二十年间,贝采里乌斯对两千多种化合物合矿物进行了准确的分析,为原子量的测定作了突出的贡献。3、康尼查罗在1860年国际化学家大会上散发的《化学哲学教学大纲》小册子中介绍了测定分子量和原子量的方法,并指出:应用第三节原子量的测定53阿佛加德罗假说,可以在物质组成未知的情况下根据它的蒸气密度测定出它的分子量。二、化学元素符号的演化1、早在古代化学时期,许多炼丹家就用一些图画符号来表示元素和化合物,这算是最早的元素符号。2、1808年,道尔顿设计了一套符号来表示原子。例如用圆圈表示元素,用多个圆圈组合在一起表示“复杂原子”。3、1813年,贝采里乌斯首创了用字母为化学元素符号,这种符号体系一直沿用至今。阿佛加德罗假说,可以在物质组成未知的情况下根据它的蒸气密度测54第四节原子价和化学式一、原子价1、弗兰克兰初步提出原子价的概念2C2H5+Zn=C4H10+ZnI2(主反应)2C2H5+2Zn=(C2H5)2Zn+ZnI2(副反应)2、凯库勒和库帕的理论为原子价学说奠定了基础他们把各种元素的化合力以“原子数”或“亲和力单位”来表示。并指出,不同元素的原子相化合时总是遵循亲和力单位是等价的原则。第四节原子价和化学式553、原子价学说的建立1864年德国化学家迈尔建议以“原子价”代替“原子数”和“原子亲和力”,标志着原子价学说的正式建立。二、化学式1、1813年,贝采里乌斯提出化学元素字母符号体系,并建议化合物的化学式用元素符号来表示。1826年,他简化了化学式的书写方法,把化合物组成中表示某原子数目的数字写在右上角,如CO2、H2O等。3、原子价学说的建立562、1860年国际化学家代表大会以后,确立了原子—分子学说,有了统一的原子量值,化合物的化学组成得以正确判断,贝氏的化学元素字母符号体系被采用。康尼查罗确立了书写化学式的原则:写化学式时,右上角数字表示一个分子中含有几个这种原子,而化学式前面的系数则表示这种分子的个数,如2H2不能写成H4。2、1860年国际化学家代表大会以后,确立了原子—分子学说,57他还提出,用化学式表示化学反应时,化学反应方程式两边的原子数一定要相等,以体现质量守恒原则。他还提出,用化学式表示化学反应时,化学反应方程式两边的原子数58原子理论和原子模型的发展史及其对中学教学的启示。原子理论和原子模型的发展史及其对中学教学的启示。59第四章近代无机化学发展第一节化学元素的发现一、波义耳提出元素的概念二、大量化学元素的发现1、波义耳发现磷。2、1789年拉瓦锡列出第一张化学元素表,包括33种元素,但其中不少是假元素。3、新的实验方法和手段导致大量化学元素被发现。到1869年,已经发现的元素就达63种之多。第四章近代无机化学发展60第二节化学元素周期律的发现一、德贝莱纳和三元素组1829年,德国化学家德贝莱纳对元素的原子量和化学性质的关系进行研究,发现几个性质相似的元素组,每组包括三种元素:锂、钠、钾;钙、锶、钡;氯、溴、碘;锰、铬、铁。第二节化学元素周期律的发现61二、尚古多和螺旋线图

1862年,法国地质学家尚古多把元素按原子量大小,顺序地标在圆柱体表面的螺旋线上,这样就可以清楚地看到某些性质相近的元素出现在同一条母线上,如锂、钠、钾等,于是他提出元素性质随原子量的变化具有周期性。二、尚古多和螺旋线图62三、纽兰兹与原子的“八音律”

1866年,英国化学家纽兰兹发表了题为《八音律与原子量数字关系的起因》的论文,他按原子量的大小给元素编上序号,再把它们的序号一次排列,他看出了有类似于音乐中八音阶的规律。三、纽兰兹与原子的“八音律”63四、迈尔与元素周期律

1、迈尔的原子体积周期图2、1869年,迈尔制作了一张元素周期表,表中不但按原子量的递增顺序排列元素,而且也留下一些空格表示未知元素,但他的研究侧重于元素的物理性质。四、迈尔与元素周期律64五、门捷列夫与元素周期律1、1869年2月,门捷列夫发表了《元素性质和原子量的关系》的论文,同时公布了他的第一张化学元素周期表,把已发现的63种元素全列入表中。2、1871年12月,他在汲取了迈尔周期表的的长处后发表了他的论文《化学元素周期性依赖关系》,同时公布了第二张元素周期表。五、门捷列夫与元素周期律653、门捷列夫提出的元素周期律的要点①若把元素按原子量的大小排列,明显地呈现出性质上的周期性变化。②化学性质相似的元素的原子量有些在有规律的增大,如钾、铷、铯;有些则近于相等,如锇、铱、铂。③元素的族的顺序与其化合价相当。④原子量较小的几种元素,它们在性质上差异较大,分散在个族里,是各族有代表意义的元素。3、门捷列夫提出的元素周期律的要点66⑤原子量的大小决定元素的特征。⑥元素的原子量可借与其相邻各元素的性质及原子量进行校正,碲的原子量不应是128,而应介于123—126之间。⑦可以预测尚未发现的元素,例如“类铝”和“类硅:的原子量应介于65—75之间。4、门捷列夫简介⑤原子量的大小决定元素的特征。67第三节元素周期律的验证和意义一、周期律的验证1、1875年,法国化学家瓦博德朗发现元素镓。2、1879年,瑞典人尼尔森发现了“类硼”,并命名为钪。3、1886年,德国化学家文克勒发现了“类硅”,并命名为锗。第三节元素周期律的验证和意义68二、周期律的意义1、揭示了化学元素之间存在的自然关系,把所有元素纳入一个完整的体系,使化学走上科学发展的道路。2、具有较强的解释和预见功能,成为化学家探索发现新元素的指导。3、具有丰富的哲学含义,证明了辩证唯物主义的正确性。二、周期律的意义69第四节惰性气体元素族的发现一、莱姆塞与零族二、元素周期表被丰富1、1902年捷克化学家布劳纳发表了一张元素周期表,他把稀土元素排进周期表的一个格子里。2、1905年,瑞士化学家维尔纳改变了门捷列夫周期表的形式,在他的长式周期表中,把12种镧系元素排在一起,在周期表下单独列一行,以表示它们在周期表中占一个位置。3、周期表的远景第四节惰性气体元素族的发现70第五节无机化学工业的发展一、硫酸工业二、纯碱工业1、1779年,法国医生路布兰经过四年努力提出以食盐为原料制碱,并设计出一套完整的工艺流程。2、1861年,比利时人索尔维发明了氨碱法。3、1943年,我国化学家侯德榜发明了联合制碱法。

第五节无机化学工业的发展714、氮的固定与合成氨工业A、哈伯固氮B、合成氨工业4、氮的固定与合成氨工业72第五章有机化学的确立和发展第一节有机物提纯和有机元素分析一、有机物提纯18世纪下半叶,有机化合物的提纯分离技术有了长足的进步。瑞典化学家舍勒在这方面取得突出的成果。二、有机元素分析1、1781年,拉瓦锡首先把他的燃烧理论用在有机化合物的分析上。2、1810年,盖·吕萨克和泰纳对糖、淀粉、蜡进行了分析,得到了有机化合物元素分析的第一批令人满意的结果。第五章有机化学的确立和发展733、1830年,德国化学家李比希在前人基础上,对碳氢化合物的燃烧分析法进行了重大改革,使有机分析发展为精确和系统的定量分析技术。4、1830年,法国化学家杜马首创定量测定氮的方法,扩大了有机元素分析的范围。5、1912年,奥地利化学家普列格尔系统地发展了有机化合物的微量定量分析方法,大大地促进了有机化学的发展。

3、1830年,德国化学家李比希在前人基础上,对碳氢化合物的74第二节有机合成的发展和生命力论的破产一、“生命力论”的破产1、1824年,德国化学家维勒首次从无机物人工合成尿素,跨越了无机物和有机物之间的鸿沟,动摇了“生命力论”。2、1844年,德国化学家柯尔柏用木炭、硫磺、氯气、水等无机物合成了有机醋酸,第一个从单质出发实现了有机合成。第二节有机合成的发展75C+2SCS2CS2+3Cl2CCl4+S2Cl22CCl4C2Cl4+2Cl2C2Cl4+2H20+Cl2CCl3COOH+3HClCCl3COOH+3H2CH3COOH+3HClFe水解还原C+2SCS2Fe水解还原763、1854年和1861年,法国化学家贝特罗和俄国化学家布特列洛夫分别合成了在生命过程中有重要作用的油脂和糖类,充分证实了人工合成有机物的真实可能性,使得“生命力论”彻底破产。3、1854年和1861年,法国化学家贝特罗和俄国化学家布特77二、有机合成的发展1、1854—1855年,贝特罗用硫酸水合法从乙烯制成了乙醇。2、1856年,贝特罗完成了烷烃类的合成。3、1857年,贝特罗从甲烷制成了甲醇和丙烯。4、1860年,贝特罗发表了他的专著《有机化学合成》。5、1866年,贝特罗从氢气出发合成了苯。二、有机合成的发展78第三节有机化合物结构理论的兴起和发展一、早期的有机化学理论1、基团学说2、取代学说A、1833年发生的“蜡烛冒烟”事件促使法国化学家杜马提出了取代学说。B、杜马的学生罗朗修正和发展了取代学说,并于1836年提出“核团学说”。第三节有机化合物结构理论793、类型论A、1839年,杜马在一元论的基础上提出了类型论。1840年,他又把类型区分为“化学型”和“机械型”。B、1849年,霍夫曼把甲胺、乙胺等胺类化合物与氨比较,提出“氨型”有机化合物。

HHC2H5NHNHNHCH3H氨甲胺乙胺3、类型论80C、1850年,英国化学家威廉逊把醚、醇与水比较,提出了“水型”有机化合物。

HC2H5C2H5C2H5OOOOHCH3C2H5H

水甲醚乙醚乙醇C、1850年,英国化学家威廉逊把醚、醇与水比较,提出了“水81D、1852年,法国化学家日拉尔又提出了“氢型”和“氯化氢型”有机化合物。

HC2H5HC2H5HHClCl氢乙烷氯化氢氯乙烷D、1852年,法国化学家日拉尔又提出了“氢型”和“氯化氢型82E、1857年,德国有机化学家凯库勒又补充提出了“沼气型”有机化合物。

HClClHHClHHClHHH

沼气氯甲烷氯仿CCCE、1857年,德国有机化学家凯库勒又补充提出了“沼气型”有83二、有机化合物结构理论的建立1、碳四价和碳成键学说1857年,凯库勒提出了碳四价学说。1858年,他进一步提出了碳原子间可以连接成键的学说。1858年,英国化学家库帕也独立地提出了碳是四价和碳可以相互连接成链的学说。2、苯分子的结构1864年冬,凯库勒提出了苯具有环状结构的构思。二、有机化合物结构理论的建立841865年,凯库勒首次用正六边形表示苯环结构式(Ⅰ),1886年,他从碳四价的概念出发提出单、双键交替结构式(Ⅱ),他最后简化的结构式(Ⅲ)被人们称为凯库勒式。1865年,凯库勒首次用正六边形表示苯环结构式(Ⅰ),1853、化学结构学说1861年,俄国化学家特列洛夫在一次题为《论物质的化学结构》的报告中首次提出了“化学结构”这一术语。并指出:一个分子的本性取决于组合单元的本性、数量和化学结构。三、有机立体化学1、有机化合物的旋光异构现象2、碳的四面体构型和旋光异构1874年,荷兰化学家范霍夫和法国化学家勒贝尔分别提出碳四面体构型学说,成功地3、化学结构学说86解释了有机化合物的旋光异构现象,开创了有机立体化学。3、从张力学说到无张力环理论1885年,德国化学家拜耶尔在大量研究脂环化合物后,根据碳四面体构型的观点提出了张力学说:对于碳环化合物,其稳定性取决于它们的价键角偏离四面体正常价键角的程度,偏离越大,产生的张力越大,则越不稳定。化学史(三)课件87

1890年,德国化学家萨赫斯提出无张力环概念,认为环己烷可以保持正常的键角而不出现张力,他还预言环己烷可以出现“椅式”和“船式”两种空间构型。1890年,德国化学家萨赫斯提出无张力环概念,88第六章分析化学

第一节分析化学的形成一、早期的分析化学(16世纪前)早期的分析化学产生于日常的生产和生活实践,主要通过物理特性来鉴别物质。二、中期的分析化学(16—18世纪)这一时期的分析化学已经发展到以分析物质的化学性质为主,为近代分析化学的诞生作了准备。第六章分析化学89

1、波义耳:1685年,他发表了《天然矿泉水实验史简编》一书,总结了当时已知的关于水溶液的化学检验知识。他还发明和使用了酸碱指示剂以及石蕊试纸。2、马格拉夫:他系统的研究了各种金属溶液与碱的反应,1745年独立地合成黄血盐试剂,并进行了广泛的试验。他利用颜色反应鉴别了碳酸钾和碳酸钠。他也是第一个显微镜来鉴别物质的化学家。3、贝格曼:1779年,他系统地总结了当时的分析化学成就,发表了一系列著作。1799年,他在《金属沉淀》一书中发表了他对许多1、波义耳:1685年,他发表了《天然矿泉水实验史简编》90金属沉淀化合物组成的测定结果,大大推动了分析化学的发展。三、近代的分析化学(19世纪)1、德国化学家蒲法夫在他1821年出版的《分析化学教程》中提出:为了使湿法定性检验更简化和减少盲目性,应进行初步试验。2、1829年,德国化学家罗塞首次明确提出了系统定性分析法,提出了一个简明的系统分析图表。3、1841年,德国吉森大学的伏累森纽斯提出对金属混合溶液系统定性分析法的修订方案,并把经过选择的比较重要的金属元素分成六组。金属沉淀化合物组成的测定结果,大大推动了分析化学的发展。91第二节传统分析方法及其改进一、重量分析法1、18世纪中叶,罗蒙诺索夫和拉瓦锡各自独立地利用天平对化学反应进行定量研究。2、德国化学家克拉普罗特在分析研究中自觉地采用了定组成定律。3、贝采里乌斯在从事原子量的测定工作中,把许多新的分析方法、新的试剂和仪器引进到分析化学中来,使定量分析的精确性达到空前的高度。第二节传统分析方法及其改进924、1846年,伏累森纽斯编写了一本定量分析教材,介绍了许多分析化验的新方法,把分析天平灵敏度有1毫克提高到0.1毫克。二、滴定分析法(一)滴定分析方法的发展1、1729年,法国化学家日夫鲁瓦第一次把中和反应用于分析化学。2、1758年,英国人霍姆首次使用苏打标准溶液滴定硬水,为沉淀滴定法奠定了基础。3、1795年,德克劳西以靛蓝的硫酸溶液滴定次氯酸,直到溶液变绿为止,这是最早的氧化还原滴定法。4、1846年,伏累森纽斯编写了一本定量分析教材,介绍了许多93(二)滴定分析仪器和试剂的发展1、1846年,法国药物学家亨利发明了带有铜制活塞的玻璃滴定管。1855年,德国化学家莫尔发明了用剪式夹控制流速的滴定管。2、1877年,勒克首次人工合成酸碱指示剂—酚酞。到1909年,对大约100种酸碱指示剂都有相关的研究报告。3、1894年,德国物理化学家奥斯特瓦尔德首次以电离平衡理论为基础,对酸碱指示剂的变色机理进行了解释。(二)滴定分析仪器和试剂的发展94三、光谱检验法的建立1、1666年,牛顿发现白光通过棱镜后会展开一条美丽的光谱,从此,光谱学作为一门新的学科诞生了。2、1802年,英国化学家武拉斯顿发现太阳光谱是不连续的,其中还夹杂着暗线。1814年,德国物理学家弗朗和斐发现太阳光谱的暗线有576条,并用字母A、B等标明,后来这些谱线被命名为“弗朗和斐线”3、1825年,英国物理学家塔尔波特设计了一台研究火焰光谱的仪器,并把某一特征的谱线与某种元素联系起来。三、光谱检验法的建立954、1859年,德国化学家本生和基尔霍夫制造了一台看谱仪。他们通过光谱分析不但鉴定了许多已知元素,还发现了新元素铷和铯。5、1868年,法国天文学家让桑和英国天文学家洛基尔观测日食时发现了一条格外明亮的黄线,经查对,这条线只能属于未知元素。后来,法国科学院给它命名为“氦”,意思是“太阳的元素”。4、1859年,德国化学家本生和基尔霍夫制造了一台看谱仪。他96第三节仪器分析的兴起一、光化学分析法光谱法:发射、吸收和散射光谱法光化学分析法非光谱法:折射法、比浊法、旋光法1、发射光谱分析法的发展A、1874年,洛基尔在进行大量实验后得出结论:光谱定量分析只能基于某些谱线的出现和谱线的强度。第三节仪器分析的兴起97B、1924—1928年,德国光谱学家革拉赫和施伐策尔根据经验提出了“匀称线对法”定量光谱分析原则,使光谱分析进入半定量阶段。C、1930年,苏联光谱学家罗马金在弄清了谱线强度与浓度之间的关系后,提出了“黑度差分析线对法”。2、吸收光度分析法的发展A、1852年,德国数学家比耳提出了比耳定律,为吸收光度分析法提供了理论基础。B、1870年,法国人杜包斯克在前人研究的基础上制造了杜包斯克比色计。B、1924—1928年,德国光谱学家革拉赫和施伐策尔根据经98C、1873年,德国化学家维洛尔特研制了用分光镜取得单色光的目视分光光度计。D、1953年,澳大利亚物理学家沃尔什正式提出利用原子吸收建立新的吸收光度法,并于1954年制造出第一台简单的原子吸收分光光度计。三、色谱分析法1、1850年,医生龙格发现燃料混合物在吸墨纸上的层吸现象。从1906年开始,俄国植物学家茨维特系统地研究了100多种吸附剂和它们的分离效果,奠定了吸附色谱法的基础。C、1873年,德国化学家维洛尔特研制了用分光镜取得单色光的992、1931—1933年,奥地利化学家库恩用这种方法提取、分离了胡萝卜素、维生素A、叶黄素和维生素B2等。3、离子交换分离法始于19世纪中叶,到20世纪30年代得到迅速发展。4、1941年,英国生物化学家马丁和辛格发明了分配层析色谱法,并用于复杂有机物的分离和提纯上。四、质谱分析法1、1912年,英国物理学家汤姆逊改进了他测量电子荷质比的仪器,并用它发现了Ne有质量为22的稳定同位素。2、1931—1933年,奥地利化学家库恩用这种方法提取、分1002、1919年,物理学家阿斯顿制造了世界上第一台质谱仪,并发现了其他惰性元素的同位素,并证明了原子质量亏损。2、1919年,物理学家阿斯顿制造了世界上第一台质谱仪,并发101第七章物理化学

第一节物理化学的建立一、物理化学的提出罗蒙诺索夫在研究过程中明确认识到物理学与化学研究方法相结合的必要性,首次提出“物理化学”一词。他指出:物理化学是一门学科,它根据物理学的原理和实验来说明在复杂物质中经化学处理后所发生的各种变化。1752年—1753年间,他专门为学生讲授他编著的《物理化学教程》。第七章物理化学

第一节物理化学的建立102二、“物理化学三剑客”与物理化学的建立1、荷兰的范霍夫他把化学动力学、热力学和物理测定统一起来,建立了物理化学的基础,并于1901年获得世界第一个诺贝尔化学奖。2、瑞典的阿累尼乌斯他提出了溶液的电离学说,研究了温度对反应速率的影响,并利用范霍夫的公式得出了反应速率的指数定律,获得了1903年的诺贝尔化学奖。

二、“物理化学三剑客”与物理化学的建立

1033、德国的奥斯特瓦尔德他因研究催化作用,化学平衡和化学反应速率的成绩卓著而获得1909年的诺贝尔化学奖。4、三者成功的关键能从自然科学的总体来观察问题;既重视实验和观察,又很注意对已有的经验材料进行理论概括和数学处理;善于运用类比、科学抽象、模型等科学方法。

能冲出国界,结成化学史上的一个新型联盟。

3、德国的奥斯特瓦尔德

104第二节化学热力学一、热化学1、瑞士化学家盖斯于1836年提出了盖斯定律:在任何一个化学过程中,不论该化学过程是立即完成或是经过几个阶段,它所放出的总热量是相同的。2、1858年,基尔霍夫提出了基尔霍夫定律,解决了由已知温度下反应的等压热效应来求该反应在另一温度下的等压热效应问题。第二节化学热力学105二、热力学第一定律1、定律内容:在隔离体系中,能量的形式可以转化,但能量的总量不变。2、1840年,英国物理学家焦耳发现了焦耳定律,1849年,他他宣布了他测量的热功当量测定结果。3、1842年,法国人迈厄尔提出了机械能与热相互转化的原理,并公布了热功当量的计算结果。二、热力学第一定律106三、热力学第二定律1、1842年,法国的卡诺提出了著名的卡诺循环和卡诺原理。2、1848年,英国的科学家开尔文研究了卡诺原理,提出了绝对温度的标度。3、1850年,德国数学物理学家克劳休斯研究了卡诺的工作后发现了热力学第二定律:一个自行动作的机器不可能把热从低温物体传到高温物体上去。

三、热力学第二定律

107四、质量作用定律1、1777年,瑞典化学家文策尔在物质间亲和力的学说中提出了化学反应的变化率与酸的“有效质量”成正比,这是质量作用定律的思想萌芽。2、1850年,法国化学家威廉米用旋光仪测量蔗糖的水解速度时发现,单位时间内蔗糖的变化量与蔗糖总量成正比。3、1861年—1863,法国的贝特罗和圣吉尔研究了醋酸和酒精的脂化反应及逆向的皂化反应,发现两者都反应不完全,而最后达到了平衡。四、质量作用定律1084、1862年—1879年,挪威人古德贝格和瓦格在贝特罗工作的基础上,发展和确立了质量作用定律。五、化学平衡1、美国理论物理学家吉布斯对前人的工作做了批判和继承,并由孤立体系的熵增原理基础上的平衡观念出发,建立了热力学基本方程,定义了吉布斯函数G,引出了平衡的判据。

4、1862年—1879年,挪威人古德贝格和瓦格在贝特罗工作1092、1887年,法国物理化学家勒沙特列总结出勒沙特列原理。3、1906年,德国物理化学家能斯特提出了热力学第三定律:如果在绝对零度时,纯粹的晶体之间出现化学变化,那么熵的变化等于零。

2、1887年,法国物理化学家勒沙特列总结出勒沙特列原理。110作业:请你根据近一百年来诺贝尔化学奖的获奖情况总结出20世纪以来化学科学发展呈现出哪些趋势或特点?作业:111化学史(三)课件112化学史(三)课件113化学史(三)课件114化学史(三)课件115化学史(三)课件116干湿火水空气土冷热干湿火水空气土冷热117化学史(三)课件118波义耳波义耳119化学史(三)课件120舍勒舍勒121拉瓦锡拉瓦锡122化学史(三)课件123道尔顿(1766——1844)道尔顿(1766——1844)124阿佛加德罗阿佛加德罗125康尼查罗康尼查罗126化学史(三)课件127德贝莱纳列出的三元素组德贝莱纳列出的三元素组128尚古多的螺旋线图尚古多的螺旋线图129纽兰兹与他发现的八音律组纽兰兹与他发现的八音律组130迈尔(德国化学家)迈尔(德国化学家)131迈尔绘制的原子体积周期图迈尔绘制的原子体积周期图132门捷列夫的第一张元素周期表(1869)门捷列夫的第一张元素周期表(1869)133门捷列夫的第二张元素周期表(1871)门捷列夫的第二张元素周期表(1871)134化学史(三)课件135周期表的远景图周期表的远景图136侯德榜(1890-1974)英文版的《制碱》侯德榜英文版的《制碱》137德国化工专家——哈伯德国化工专家——哈伯138德国化学家李比希(1803-1873)德国化学家李比希(1803-1873)139李比希的实验室李比希的实验室140化学史(三)课件141化学史(三)课件142化学史(三)课件143范霍夫范霍夫144

阿累尼乌斯

145化学史(三)课件146卡诺卡诺147吉布斯吉布斯148化学史(三)课件149化学史化学史150化学给人以知识

化学史给人以智慧

——傅鹰化学给人以知识1511、化学史中最让你感兴趣的是什么?2、通过本门课你最想了解哪些内容?3、化学家在你心目中的形象是怎样的?4、中学时期你的化学老师主要介绍了哪些化学史内容?1、化学史中最让你感兴趣的是什么?152绪论一、设课目的

通过对化学史的学习和研究,能使我们对各个时期化学学科的发展状况进行历史地分析;了解重大发明和研究产生的原因和前提;客观分析、评价过去科学家的理论与实践研究;探讨化学学科发展的规律;总结在发展过程中的经验和教训,从而加深对化学知识的理解。绪论一、设课目的153二、进行化学史教育的意义1、化学史教育能加深学生对化学知识的理解2、化学史教育是对学生进行爱国主义教育的重要途径3、化学史教育能帮助学生理解科学思想,掌握科学方法4、通过化学史的学习可以激发学生的学习兴趣,培养学生的科学态度5、化学史教育有利于学生人文精神的养成二、进行化学史教育的意义154认知压力155压力的含义是:

第一、它是源自工作/生活中那些使人感到紧张的事件或环境刺激;

第二、它是一种主观的内部心理状态;

第三、它是人体对需要和威胁的一种生理反应

认知压力6压力的含义是:

第一、它是源自工作/生活中那些使155心理调整技术——挑拆技术挑拆技术基本步骤接受你已经产生的情绪接受拥有这些负面情绪的你确定你需要改变的认知改变你的认知156心理调整技术——挑拆技术挑拆技术基本步骤7156三、化学史教育的发展1、化学史教育的提出在国际上,从19世纪开始重视化学史的研究,在20世纪初开始重视化学史在化学教学中的应用。从20世纪20年代开始,美国的大多数大学理科系都开设了科学史课,到60年代后,在世界范围内掀起了学习和研究化学史的热潮,化学史教育由此发展起来。三、化学史教育的发展1572、化学史教育的现状

目前,化学史教育在全世界范围内受到重视,许多国家在高校开设了化学史课程,并将其作为大学生的必修课。我国的化学史教育和研究起步比较晚,起始于20世纪30年代,但直到近10年来,化学史教育才真正的被重视起来,许多师范院校开设了化学史选修课。在中学主要是以在教材中结合化学知识穿插化学史实的方式进行化学史教育。2、化学史教育的现状158

在最新颁布的《普通高中化学课程标准》的课程理念部分提到,要“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法,形成科学的世界观。”

159科学史1.研究科学家的观点互相影响领域2.研究重心3.学生观念研究4.相对分析5.研究促使科学家观点改变的实验6.教材设计7.研究促使学生观点改变所设计的工作的评价理科教育8.相对分析理论研究模型科学史1.研究科学家的观点互相影响领域2.研究重心3.学生观160●案例教学模式环节:问题自学历史研究设计实验归纳评价提出问题收集资料启发讨论观点1观点2观点3设计实验科学观点回顾评价科学思维方法主线师生活动环节:问题自学历史研究设计161四、学习和运用化学史应注意的问题1、既要注重“内史”,又要了解“外史”2、要尊重史实,避免把史实“故事化”或“神话化”3、处理好已知与史实的关系4、要有实事求是、认真求证的态度5、要多层次、多角度挖掘史实的价值四、学习和运用化学史应注意的问题162科学知识的价值任何科学知识的获得都是科学家运用一定的科学方法,经历艰难曲折的探索过程而获得的,这个过程倾注了科学家的智慧,体现了科学家的思想和观点。认知价值科学知识的价值迁移价值情意价值科学知识的价值任何科学知识的获得都是科学家运用一定的科学方法163质量守恒定律●认知价值:定量研究的科学方法●迁移价值:化学方程式、计算●情意价值:科学家的探索精神质量守恒定律●认知价值:定量研究的科学方法164五、化学史的分期

根据化学科学发展的特点,人们通常把化学史分成三个历史阶段:1、17世纪以前的古代及中古时期的化学这一阶段主要经历了实用化学、炼金和炼丹、医药化学和冶金化学时期。这一时期的化学具有实用和经验的特点,尚未形成科学的理论体系。五、化学史的分期1652、17世纪后半期到19世纪末的化学这一时期的化学经历了元素说、燃素说、氧化说,是化学学科确立和初步发展的时期。3、20世纪以来的现代化学时期这一时期是化学学科逐渐完善和飞速发展的时期。出现于19世纪和20世纪之交的物理学革命掀起了化学科学的革命,化学发展由原子时代进入电子时代。2、17世纪后半期到19世纪末的化学166第一章化学的萌芽早期的化学知识来源于人类的生产和生活实践,从火的发现和使用到冶金化学、医药化学的发展,经历了漫长的岁月,积累了大量零散的、经验性的化学知识。第一节古代的实用化学知识和物质观一、火的利用在不断变化和运动的物质世界中,大自然的许多化学现象都刺激着人类的感观,人类最早有所认识并有意识控制和利用的就是火,对火的使用也可以算作最早的化学实验。第一章化学的萌芽167

恩格斯在《反杜林论》中指出:“就世界性的解放作用而言,摩擦生火还是超过了蒸气机,因为摩擦生火第一次使人类支配了一种自然力,从而最终把人同动物界分开”。在长期使用火的过程中,制作陶瓷、玻璃和冶金技术也陆续出现,并不断得到发展和完善。恩格斯在《反杜林论》中指出:“就世界性的解放作168二、陶器、瓷器、玻璃1、制陶技术的出现和发展人类第一次从事的化学工艺就是制陶。在中国,陶器的制作已经有一万多年的历史,陶器的种类多样,有红陶、黑陶、彩纹硬陶和白陶等。陶器是人类利用火制造出的第一种自然界不存在的新物质,是人类文明史上的一项伟大创举。二、陶器、瓷器、玻璃1692、瓷器的出现和发展釉的发明是制陶工艺发展中的一次飞跃,也为瓷器的发明提供了必备的条件和经验。瓷器可分为青瓷、白瓷和彩瓷等。3、玻璃制造技术制造玻璃的技术是古埃及人和美索不达米亚人在公元前3400——2500年发明的。玻璃制品的运用不仅丰富了人们的生活,还为炼金术和制药化学的发展提供了器皿和条件。2、瓷器的出现和发展170

中国的古玻璃制造技术则有独立的发展体系,它不是脱胎于陶瓷的制作,而是发源于冶金技术。正是由于中国制作陶瓷技术发展的比较完善,因而在一定程度上阻碍了玻璃技术的发展。从宋代以后,中国的玻璃制作多是停留在仿造珠宝玉石类的装饰品。中国的古玻璃制造技术则有独立的发展体系,它不是171三、古代的金属冶炼1、铜的冶炼也使用在人类使用的金属中,首先被利用的是天然红铜。在公元前一千多年前的商代,中国出现了青铜。河南安阳出土的司母戊方鼎是已发现的世界上最大的青铜器。2、铁、钢的冶炼和使用人类最早使用的铁都是陨铁。公元前两千年,小亚细亚人首先掌握了冶炼铁的技术,并开始使用铁器工具,人类便进入了铁器时代。中国也是最早生产钢的国家之一,到战国时期炼钢技术已广泛应用于制造兵器和工具。三、古代的金属冶炼1723、稀有金属的冶炼

在公元前3000年,埃及人已经能采集金、银,制成饰物。我国在春秋战国时期就出现了鎏金技术。在西汉墓中出土的金缕玉衣所用的金丝直径仅有0.14毫米,说明当时已具有高超的加工工艺。在先秦时代,人们就掌握了用硫化汞提取汞的技术。

四、酿造·染色·造纸·火药

3、稀有金属的冶炼173五、古代物质观

1、中国的阴阳五行学说2、印度的五元素说3、德漠克利特的原子学说4、亚里斯多德的四元素说五、古代物质观174第二节化学原始形式——金丹术的盛行一、中国古代金丹术

1、中国古代炼丹家魏伯阳所著的《周易参同契》是世界上现存的最早、最完整的一部炼丹术理论著作。2、晋代炼丹家葛洪写了《抱朴子内篇》,对炼丹术从理论到实践作了系统、完整的阐述。二、中国金丹术的西传第二节化学原始形式——金丹术的盛行175第三节医药化学和冶金化学的兴起一、医药化学时期

医药化学时期是化学发展史上的一个重大转折,它标志着古代化学从炼金术向化学科学过渡的开始。二、冶金化学时期第三节医药化学和冶金化学的兴起176第二章近代化学的形成

17世纪后半叶到18世纪末的一个半世纪是化学发展向近代化学过渡的阶段。这一时期的化学经历了燃素说、元素说和氧化学说。元素说的诞生标志着化学学科的确立;氧化学说反应了人类在自然观和化学观上的变革。这一时期的化学还经历了化学计量定律的确立,原子——分子学说的建立和元素周期律的发现等阶段,这是化学史上革命的时代。第二章近代化学的形成177第一节近代科学的产生和发展一、经典学说的建立哥白尼学说、血液循环理论和万有引力定律等经典理论的发现和建立标志着近代科学的产生。二、科学团体的成立最早的科学团体是意大利的罗马林切学院。1662年,英国在伦敦成立了皇家学会。1666年,法国创立了巴黎科学院。1700年,普鲁士成立了柏林学院。第一节近代科学的产生和发展178三、科学期刊的创办

1665年1月5日,法国的科学家在巴黎创办了《学者周刊》。同年5月,英国皇家学会创办了非常有名的期刊《皇家学会哲学汇刊》。1778年,第一种专业期刊《化学杂志》在德国创刊。四、大学教学模式的改革

英国哲学大师培根在1620年提出建立新型大学模式,牛津和剑桥大学逐步开设了自然科学课程。1702年,剑桥大学第一个设立了化学教授席位。三、科学期刊的创办179五、近代科学和古代科学的本质区别

古代科学基本上处于现象的描述、经验的总结和猜测性的思辨阶段,主要以直觉和零散的形式出现;而近代科学则把系统地观察和实验同严密的逻辑体系结合起来,形成以实验事实为根据的系统科学理论。五、近代科学和古代科学的本质区别180第二节化学元素概念的提出一、元素概念的提出二、波义耳和他的《怀疑派化学家》

1661年,波义耳出版了《怀疑派化学家》一书,主要研究什么样的物质是元素的问题。他指出:元素是确定的、实在的、可观察到的实物,它们应该是用一般的化学方法不能再分为更简单的某些物质。他在书中还宣告了化学的独立,并强调用观察和实验的方法进行化学研究。

第二节化学元素概念的提出一、元素概念的提出

181

波义耳提出了寻找化学元素的任务,并倡导运用实验和观察的科学方法进行化学研究,他敲响了化学世界黎明的钟声,这以后的化学面貌一新。但他的元素概念并不完全科学。波义耳提出了寻找化学元素的任务,并倡导运用实182第三节从燃素说到氧化学说一、燃素说

从17世纪末到1774年,关于燃烧本质的说明一直是“燃素说”占统治地位。1669年,德国化学家贝歇尓提出了“燃素说”的初步设想。1703年,他的学生施塔尓继承和发展了他的思想,系统地提出“燃素说”。施塔尓认为:燃素是一切化学变化的根本,化学反应是燃素的种种表现。第三节从燃素说到氧化学说一、燃素说183

燃烧与还原的可逆化学过程是燃素说的基础。燃素说的拥护者只关心不可捉摸的、不能测定的燃素在如何转移和作用,忽视了重量方法和定量测定,更不注意物质的内部性质。因此,18世纪化学中的原子论没有什么实质性的进展。但施塔尔在研究物质变化过程中也鉴别出了一些元素,他还是最早进行氧化还原反应试验的化学家,又是冰醋酸的最初制造者。所以后来的许多化学家对他的贡献及燃素说的评价还是比较公正的。如李比希所言:“站在燃素说立场上的气体化学家们在这方面取得了很大成就”

燃烧与还原的可逆化学过程是燃素说的基础。燃素184

门捷列夫曾写道:“燃素说总结了许多氧化反应,这是科学前进道路上非常重要的步骤。”还有人把斯塔尓称为“第一个基于实验观察的结果去系统阐述一个合理体系的人”。门捷列夫曾写道:“燃素说总结了许多氧化反应,这185二、重要气体的发现1、1755年,英国化学家布拉克在加热镁石和石灰石时得到一种有重量的气体,他称之为“固定空气”。他还发现,石灰石燃烧过程中重量的变化以及碱性的得失只与“固定空气”有关,而与燃素无关。2、1766年,英国化学家卡文迪许发现锌、铁等金属与稀硫酸作用可以得到一种可燃气体。但他认为这种“来自金属”的“易燃空气”就是“燃素”。二、重要气体的发现1863、瑞典化学家舍勒在加热硝石时得到一种可以助燃的气体,但他认为这是存在于空气中的“火空气”。而火看成是“火空气”与“燃素”的组合。4、英国化学家普利斯特里也独立发现了氧气,并于1744年公开了这一研究成果,比舍勒早些产生了实际影响。但他把氧气叫做“无燃素空气”,同舍勒一样未能揭示出燃烧过程的本质。“真理碰到鼻尖却没有发现”这已成为科学史上一则历史教训。3、瑞典化学家舍勒在加热硝石时得到一种可以助燃的气体,但他认187三、氧化学说的建立

1、1774年,拉瓦锡重做了煅烧金属的实验,结果发现煅烧后金属增重的部分不是来自容器外面的“火素”,而是容器内部金属周围的空气。2、1777年,拉瓦锡发表了《燃烧概论》一文,全面阐述了他的崭新的燃烧学说,科学地揭示了燃烧过程的本质。

三、氧化学说的建立188

氧化学说的建立掀起了一场化学革命,它澄清了元素观念的混乱,奠定了化学元素的科学概念,确立了化学基本定律——质量守恒定律,推动着化学走上了科学发展的道路。氧化学说的建立掀起了一场化学革命,它澄清了元素189第四节化学计量定律的确定一、质量守恒定律1、1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫通过在密闭的玻璃甑中煅烧金属的实验总结出质量守恒定律。2、1774—1789年,拉瓦锡以更精确的实验证明了质量守恒定律。第四节化学计量定律的确定190二、当量定律

1、1766年,卡文迪许发现用不同的碱中和同一重量的某种酸,所用的重量不同,他把碱的这一重量称为当量。2、1791年,德国数学家兼化学师里希特通过大量酸碱中和反应的测定明确提出当量定律。他指出:因为元素的性质总是保持不变的,因此发生化合时,一定量的一种元素总是需要确定量的另一种元素,这种性质是不变的。3、1802年,法国化学家费歇尔总结了里希特的见解,并整理、改进了他的当量表,使得当量定律普遍受到重视。二、当量定律191三、定组成定律

1799年,法国化学家普鲁斯特发表了十几篇文章阐述了定组成定律。他指出:“化合物生成时有一双看不见的手握着天平,化合物就是造物主指定了固定比例的物质。”四、倍比定律1

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