化学发展史讲义

化学发展史（讲义）

第一章：绪论.....................................................................1

第二章：化学的萌芽..............................................................10

第一节：古代的实用化学..........................................................10

1.I化学史的发端—火的认识和利用............................................10

1.2煤、石油和天然气..........................................................11

1.3陶瓷与玻璃................................................................11

1.4金属冶炼.................................................................12

1.5造纸和火药的发明.........................................................12

第二节：古代的物质观............................................................13

2.1中国古代的物质观..........................................................13

2.2印度古代的物质观.........................................................14

2.3希腊古代的物质观.........................................................14

第三节：炼丹术和炼金术..........................................................25

第四节：本草学与医药化学........................................................28

4.1中国本草学中的化学知识.....................................................28

4.2医药化学.................................................................29

第三章：化学的形成和发展........................................................34

第一节：化学科学的形成及氧化说的建立............................................34

1.1波义耳化学元素概念的建立.................................................34

1.2化学燃素说的建立.........................................................38

1.3舍勒和普里斯特里发现氧气的制法.............................................39

1.4拉瓦锡氧化学说的建立.....................................................41

第二节：化学基本定律的建立及道尔顿原子学说......................................46

2.1质量守恒定律与当量定律的建立..............................................46

2.2定比定律的确立...........................................................47

2.3倍比定律与道尔顿原子学说.................................................47

2.4化学元素符号、名称、化学式...............................................48

第三节：分子学说的建立与早期原子量的测定........................................49

3.1化学领域中的探险者——盖•吕萨克（气体简比定律）.............................49

3.2阿佛加德罗分子假说及电化二元论...........................................50

3.3早期原子量的测定工作（道尔顿）............................................58

3.4康尼查罗的贡献（论证并确立了原子——分子学说）...........................65

第四节：有机化学发展历程简介....................................................69

4.1人类对有机化合物的认识...................................................70

4.2有机经典结构理论的建立...................................................76

4.3生物化学与人类生命.......................................................78

第五节：无机化学的系统化........................................................79

5.1化学元素大发现............................................................79

5.2化学元素周期律...........................................................80

第六节：十九世纪化学工业的兴起和繁荣............................................84

6.1酸碱工业.................................................................84

6.2煤焦油化学工业...........................................................89

6.3化学肥料工业.............................................................92

第七节：物理化学的形成.........................................................120

7.1质量作用定律与动态平衡观念的确立.........................................120

7.2热化学和热力学基本定律的发现.............................................120

7.3相律的导出和溶液理论的形成..............................................122

7.4电解定律的发现和电离理论的产生..........................................130

7.5初期的化学动力学........................................................131

第四章：现代化学...............................................................136

第一节：原子结构与原子周期率的发展.............................................136

1.1化学进入微观领域........................................................136

1.2原子结构理论模型的建立和发展............................................141

1.3莫斯莱定律、现代原子量测定和同位素的发现................................141

1.4现代对化学元素周期律的探索..............................................141

第二节：核化学产生和发展.......................................................154

2.1核化学的产生.............................................................154

2.2核化学的发展............................................................154

2.3原子能的开发和利用......................................................154

2.4核化学各分支的建立和发展................................................154

第三节：分析化学的发展.........................................................157

3.1分析化学的形成和发展....................................................157

3.2光谱分析的产生和发展....................................................163

3.3电化学分析的发展........................................................166

3.4色谱法的兴起............................................................167

第四节：现代有机化学的发展.....................................................168

4.1结构有机化学理论的发展..................................................168

4.2分析与合成有机化学的发展................................................168

4.3天然有机化学的发展......................................................168

4.4元素有机化学的发展......................................................168

第五节：高分子化学的建立与发展.................................................169

5.1人类对高分子材料的认识..................................................169

5.2橡胶工业................................................................169

5.3合成纤维工业.............................................................170

5.4合成塑料工业.............................................................171

5.5功能高分子材料...........................................................171

5.6高分子材料的应用.........................................................172

5.7高分子材料的发展前景.....................................................173

第六节：量子化学的诞生.现代化学键理论的建立.....................................174

第七节：现代化学的特点及发展趋势...............................................179

7.1现代化学的特点...........................................................179

7.2现代化学发展的十个代表性学科.............................................180

7.3现代化学的三大关键问题...................................................187

第五章：新世纪的化学...........................................................201

5.1化学科学的危机（简介）..................................................201

5.2著名化学家论化学发展前景（阅读自学）....................................202

5.3化学是21世纪的中心学科.................................................202

5.4化学与其他学科...........................................................202

化学发展史

第一章：绪论

［导言］:“化学”当我们面对这个词语的时候，我们会想到的是什么？假如，我们不是化学

专业的同学，我请同学们告诉我，你能说出一些什么关于“化学”的观点、新闻、时间、启

发，等等。

〈教学活动〉安排学生发言

〈教师活动〉我想了解的第二个问题是：当你作为一名化学专业的学习者，此时此刻，你想

说些什么？

〈教学活动〉安排学生发言

〈教师活动,我想了解的第三个问题是：当你作为一名未来的化学教育者，面对“化学”你

还想到了什么？还有什么要说的？

〈教学活动〉安排学生发言

〈教师活动〉在和同学们进行了三个why的交流后，我想说的是，希望通过我们这门课程的

学习，我们在座的每一位同学当你们再次面对这样的问题时，可以想到的更多、思考得更全

面、凝炼得更精华、收获的更精彩。让我们看看史学家和思想家是如何精炼的回答这个问题。

“化学——人类进步的关键”——西伯格博士（美）

“发现摩擦生活的意义超过发明蒸汽机

“甚至把这种发现看作人类历史的开端。”——恩格斯

一、化学促成了人类社会的形成

1.1人类社会的诞生

［导言］:我们生活的环境，可以分为自然环境和社会环境。自然环境的形成过程包括地球的

形成和演化，岩石圈、水圈、空气圈的形成，包括生命的出现。这些过程实质上都是化学过

程，这已是共识。那么，社会的形成与化学的关系如何呢？

［教师陈述］:什么是社会？马克思说“社会——不管其形式如何——究竟是什么呢？是人们

交互作用的产物……”可见，社会是由一群人组成的，人是生活在社会群体之中的，任何人

都不能离群索居。人们在社会中共同生活，彼此结成一定的社会关系，并发生个各种社会行

为。一个最简单的道理是：人不聚在一起，就不能形成社会。

［教师陈述］:现代社会，我们很容易理解这些事实或者说这些理论。但是，我们不禁要问：

在远古时代，是什么促成人类合群而居？

［教师陈述］:我们的答案是：火。什么是火？我知道，同学们会从各个角度来思考回答这个

小问题。从化学角度，我这样理解这个问题。火是•种发光、发热的氧化反应，是可燃物质

与氧气发生化学反应的过程，在此过程中，由于化学键的改变，化学能被释放出来并产生光

和热。

［教师陈述］:据史学家推测，最初起火的原因应是自然现象，如雷电袭击、火山爆发、陨石

落地及长期干旱引起的山火自燃等等。在几百万年前，森林大火要比今天频繁得多。动物看

到野火——这无比凶猛的怪兽，惊恐万分，四散逃命。原始人开始也怕火，但由于智商比其

它动物高，经过与获得无数次接触，终于感受到火的可爱的一面。火，可以驱赶猛兽；火，

在夜间可以照明；严寒的冬季，靠近或则分外暖和；火烧过的兽肉，比生吃容易嚼烂且味道

鲜美……

［教师陈述］:人类在开始时并未掌握如何生火，而是以自然界的野火为火种，要使火不断地

燃烧下去并不是一件容易的事。要不断地添加易燃物，这需要很多人才能完成。于是，人类

在火堆周围聚集，形成了彼此熟悉、信任、互惠、分工合作的群体结构，建立了早期人类谁

会。考古工作者发现了大量的原始人类的用火遗址，其中最古老的是我国云南元谋猿人遗址,

这里发现了大量的碳屑和被火烧过的动物骨骼。在北京周口店龙骨山北坡的洞穴中，发现了

50万年前山顶洞人的用火遗址，灰层中有木炭，烧过的兽骨、熏黑的石块，灰烬不是散漫

地存在于整个地层，而是有一定部位的一堆堆分布着，表明它不是也火，而是北京猿人有意

识用火的证实。有的灰烬厚约6尺，这不是短时间能形成的，它是早期人类社会在此长期生

活留下的遗迹。

［教师陈述］:以火为中心的“居民点”逐渐增多，文明社会也就从火堆中萌芽。人类认识到

了火，支配了火，就为实现一系列化学转变提供了条件。古代化学技艺可以说是以学会用火

为中心的。即使在今天，控制反应温度认识控制化学反应的关键之一。对于这一点，我们同

学在有机化学实验中有较深刻的体会。

［教师陈述］: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出自身的体

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力手段。在原子能出现之前，

含碳物质的燃烧•直是人们获取能量的基本途径，是人为地使用各种天然物质发生化学变

化，植被新材料等以满足人类生活需要的有效办法。因此也可以说人类学会用火标志着化学

史的发端。具体的内容我们将在下面的陈述中给同学们作介绍。

I.2人类进化的摇篮

［教师陈述］:从以上角度，即人类因为火而聚集在一起，从而促成了社会的形成，还可以从

另一角度审视社会的形成。社会的主体是人，火的利用促进了人类自身的进化，也促进了人

类社会的形成。

［教师陈述］:人类和动物的区别之一，在于动物吃的是自然饮食，二人吃的是调制饮食，人

类利用或对事物进行各种形式的加工，形成了丰富多彩的饮食文化。

［教师陈述］:在早期“未有火化，食草木之食、鸟兽之肉、饮其血，如其毛。”有了火，人

类才结束了茹毛饮血的生活。火的使用，使人类的饮食发生了根本性的变革。

［教师陈述］:首先，火的使用扩大了人类食物的种类和范围，许多过去不能食用之物变成可

食之物，如一些坚硬的植物根茎，经货加工后变软，某些含有毒素的食物经火加工后毒素消

失，从而极大地改善了人类的生存条件和生存能力；其次，火的使用提高了人的消化能力和

对食物的摄取量，在这•过程中熟食对人的免疫能力的提高使得生命周期得以延长，人类自

身的进化得以加速，当然，不能不强调的是：书是促进了大脑的发达，使人类的智力不断发

展。现代医学证明了大脑中某些成分的异常，将会导致诸如恐惧、郁抑、狂躁等精神疾病，

例如：恐惧症病人的大脑中一种有十五种氨基酸组成的肽的组织往往发生了变异。

［教师陈述］:通过这些介绍我们可以整理出这样一条线索：火的使用——促成了食物的发展

——人的身体素质的进化——促进了智力的发展一一智力的发展为人类的文明提供了孕育

的温床。难怪，恩格斯指出：火的使用和动物的驯养，这两种进步就直接成为人的新的解放

手段。（《自然辩证法》）

1.3人类的第一把钥匙

［教师陈述］:借助于火，人类掌握了巨大的能量，并且开始初步地利用它来改造自然界。

［教师陈述］:人类的生活越来越依赖于火，然而，天然野火并不是随时随处可得，引进火种

要受到自然条件的限制，而保存火种就显得格外重要，通常都有最有经验的长者来担任。即

使如此，仍然会由于一些难以抗拒的原因而遭致火种熄灭。这就需要人类总结经验教训，寻

找人工取火的方法。

［教师陈述］:摩擦取火是人类在生产实践中发明的。人类最早的取火方法现在已经难以考证,

但一般认为它大约出现在旧石器时代的晚期。在欧洲的一些遗址中曾发现可以碰击发光的黄

铁矿石和可用于引火的干菌化石，这些都可能与人工取火有关。在我国的典籍中，关于摩擦

取火的记载颇多。《庄子•外物篇》载：“木与木相摩则燃”。《韩非子•五蠹（du）》也有：“钻

燧取火以化星臊，而悦之。”钻木取火在中国、埃及、巴比伦、印度等国家都沿用了很长时

间。

［教师陈述J:取火方法的发明是人类历史上件划时代的大事。恩格斯对此曾给予了很高评

价，他指出“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。”

［教师陈述］:自从发明了人工取火的方法，人类就得到了用火的自由。火使人类可以实现许

多有用物质的变化。在熊熊的烈火中，可是粘土、砂土、瓷土烧制成可用的陶瓷和玻璃，也

可使矿石放在火中燃炼出有用的金属，通过火也可使天然能源煤、石油、天然气得以利用。

后来，化学家所用的重要方法，如燃烧、燃烧、煮沸、蒸镭、升华、蒸发等等，无不都是建

筑在火的使用的基础上。火的发现和利用，成了物质发生化学变化的重要条件，由此可见，

获得发现和利用在化学发展史上占有多么重要的地位。因此我们可以这样来形容火，它是人

类打开化学大门的第一把钥匙，也是人类利用能源的第•步。从陶器时代、青铜时代、铁器

时代、蒸汽机时代……人类每前进一步，都与火有着密切的联系。直至今天，人类，仍然离

不开火，仍生活在火的世界中。

［教师陈述］:在人类的信仰、宗教、文学、艺术等领域里，都闪烁着火的光芒。火是胜利、

光明、吉祥和幸福的象征，是驱邪伐恶、降魔伏妖的武器，是生命和力量的化身。请同学们

从我们的记忆中搜索出•些实例来证明以上关于火的魅力所在。

［教师陈述］：1949年，国际纯粹和应用化学联合会（IUPA）正式命名了元素周期表中的第

61号元素铜（Pm）,其英文名称为：Promethium.如此命名是为了纪念希腊神话中的火神：

普罗米修斯（Promethus）o当然在中国古代也有着同样美丽的关于火的起源的传说。一是女

娟用神火炼出五彩石补天以后，就把火中留在人间；另一种是燧人氏钻木取火。总之，人类

对火，这一化学反应的利用，促进了人类自身的进化和促成了人类社会的形成。

二、化学促进了人类社会的发展

2.1陶器

［教师陈述］:在漫长的用火的实践中，人们发现火坑周围原本可塑性很强的粘土往往被烧得

十分坚硬，即使泡在水中也不会变软和变形。由此得到启示，人们逐渐有意识地把黏土捣碎,

用水调匀，揉捏成型，再以火焙烧，经过不断实践，终于掌握了烧制粗陶器的技术。

［教师陈述］:陶器的出现，给人类的生活带来了革命性的变化。有了陶制的烹饪器和饮食器,

人们不必只吃烧烤的食物了，还可以采用煮食的方法。同时陶器还可以用于储存食物。

〈教师活动〉启发学生讨论陶器出现后对人类社会的影响。

［教师陈述］：在一番讨论之后，我们将陶器对人类社会的影响归结为这样一条脉络：

——饮食结构的改变

粗陶的出现——生活质量的提升（储存器、陶瓦）——城市的兴起

——陶制农具的出现——生产力的发展

——制陶业的发展——商业的发展——城市的繁荣

2.2青铜时代

［教师陈述］:陶器之后，是什么和火一起走进的人类发展的历史长河，并推动着人类文明的

发展和进步。考古学和历史学告诉我们它的名字叫青铜器。

［教师陈述］:青铜器的发明与使用，标志着人类物质文明发展是进入到了一个新的时代——

金属时代。火堆，不仅启发人类制陶，也启迪他们冶炼金属。六七千年前，古人发现某些“石

头”经火燃烧后可得到坚硬而且可以铸造的材料，最早发现的是铜、锡、铅等。

［教师陈述］:人们从烧陶工艺中，掌握了高温技术，并把它用于冶炼铜矿石、铁矿石凳而出

现了冶金技术。人们开始使用金属代替石器和陶器，实现了生产工具的革命。于是，在人类

历史上继新石器时代以后，相继出现了青铜器时代和铁器时代。首先我们一起回顾一下青铜

器文明。对于金属的应用，人类最早使用的是天然铜一一红铜。由于人们已长期用火，以及

制陶的丰富经验，不难将红铜熔化，再倒入特制的容器，冷却后就得到了各种形状的器物，

这就是熔铸。

［教师陈述］:青铜，是人类有意识地将铜与锡或铅配合而熔铸的合金。因以铜为主要成分，

颜色呈青色，故称为青铜。因是合金，青铜的熔点降低，硬度提高。前者有利于铸造，后者

提高了功用。因此青铜逐步代替石器、木器、骨器、陶器和红铜器，成为主要的生产工具，

在生产力的发展上起了里程碑式的作用。考古学发现，西亚是世界上最早掌握连同技术的地

区，伊朗、以色列•代的炼铜遗址距今有六七千年。我国早在四五千年前也已开始使用青铜

器，并成为世界上连同技术最发达的国家。青铜器广泛地应用于武器、盔甲、生产工具、祭

祀用具、雕塑、货币等许多器物的制造，成为一个时代的象征。自青铜器出现后，奴隶们的

劳动具有极大地改善，在殷墟已发现有青铜铲，并普遍用牛犁田。在商代出现了铜币，战国

时期又出现了大型编钟和铜鼓乐器。这说明，铜器的出现有力地推进了农业、商业、金融和

文化艺术等社会各领域的发展，把整个人类文明向前推进了一大步。

［教师陈述］:一些史学家认为，随着青铜器的应用，人类社会有原始社会迈入了奴隶社会。

2.3铁——社会形态变化的催化剂

［教师陈述］:铁在自然界分布极广，是地壳的重要组成元素之­»天然的纯铁在自然界几乎

不存在，考古学研究表明：人类最早使用的铁，来自天外来客——陨石。铁质陨石的含铁量

可高达90%以上。在我国、埃及和伊朗等地出土的最早铁器都是用陨铁打制。陨铁虽好，

数量极其有限，地球上的铁多于铜，但铁器时代为什么落在铜器时代之后呢？其关键就在于

炼铁比炼铜更难一些。铁矿石的熔点较高，又不易还原，因此铁的利用比铜、锡、铅、金要

晚。公元前两千年，亚述人和小亚细亚的赫梯人首先掌握了冶炼铁的技术。（电视剧：汉武

大帝中有这样一段情节，汉武帝刘彻排除张骞出使西域在大月氏找到了最好的冶铁方法。）

开始使用铁器工具后，生产力有发展到了一个新的水平。人类进入了铁器时代。

［教师陈述］:冶铁块炼铁的温度较低，只需1200℃。这种铁状若海绵，质地疏松，需要反复

加热锻打，除去其中的夹杂物，改善其机械性能，方可使用。冶炼这种铁费工时，产量低。

但工艺简单，产品韧性强，可以锻打成型，宜作兵器。人们经历了长期的实践，当加高炉身，

强化鼓风设备后，炉温得到了显著提高，可将被还原的铁融化成液态，这样炼出的铁，含硫、

磷杂质较多，性脆质硬，不能锻打成型，只能铸造器物，所以也叫铸铁，宜做农具。在今天,

在我们身边仍然有许多铁质的农具在农业生产中发挥着作用。请同学们做一个回顾：

锄头、镰刀、铁锹、犁、镐……

铁制农具的发明及广泛使用极大地促进了生产力的发展，为人类历史从奴隶制社会迈向

封建社会奠定了物质基础。

［教师陈述］:中国在春秋战国时期，几乎同时掌握了冶铁块炼铁和生铁的两种技术。人们在

冶铁过程中逐步认识到铁的性能与冶炼温度和处理技术密切相关，当人们掌握和运用这些关

系后，为社会提供了大量的铁制品，促进了社会生产力的迅速发展。中国长沙出土的春秋晚

期古剑，判明是由含碳0.5%的中碳钢锻打而成。

［教师陈述］:铁质的武器无论从重量还是从质量方面都比青铜器有较强的优势，因此在奴隶

社会包括封建社会早期，谁掌握了高超的冶铁锻造技术，谁就在战场中占有优势。（电视剧：

汉武大帝中有这样一段情节，汉武帝刘彻排除张骞出使西域在大月氏找到了最好的冶铁方

法。冶炼和锻造技术的改进为汉武帝在对匈奴的战役中做出了较大的贡献。）我们可以这样

说，又有了冶炼于锻造技术的部族、国家就具备了对内维持社会秩序、对外开展军事竞争的

基本社会职能。兵器、粮草、战马历来都是一场战役中最重要的物资保障。所以在兵书中有

这样的描述：兵马未动，粮草先行；厉兵秣马方可运筹帷幄。

（电视剧：汉武大帝中有这样一段情节，汉武帝刘彻排除张骞出使西域在大月氏找到了

最好的冶铁方法。）马克思恩格斯选集：“铁师大面积的农田耕作，开垦广阔的森林地区成为

可能,他给手工业工人提供•种极其坚固和锐利的非石头或当时所知道的其他金属所不能低

档的工具”铁制工具的大量使用，是社会生产力显著提高，以致形成了新的生产关系，对人

类社会的发展产生了巨大的影响。有些民族因此而迅速地有原始公社渡过到奴隶社会，古希

腊和罗马的奴隶社会的产生，就是由于铁质工具的广泛使用，促使生产力提高的结果。而在

古代中国、埃及等文明古国，因为有适合农业耕作的冲积平原，又便利的人工灌溉，所以在

用于青铜生产工具后，就已经进入奴隶社会，而当铁质工具取代了青铜工具，生产获得飞速

发展，便要求生产关系随之变革，奴隶主不得不顺应潮流，让奴隶耕种自己的土地，该用地

租的形式剥削他们。这样，过去奴隶对奴隶主的人身依附关系，就转化为出租土地的地主和

靠自己劳动谋生的佃农之间的关系，奴隶社会就这样逐渐解体，以地租为纽带的新的生产关

系逐渐建立和发展起来，人类社会逐渐进入封建社会。

［教师陈述］:伴随着冶铁炉中的氧化还原反应不断地进行，奴隶社会一天天瓦解，封建社会

随之建立。化学和其他学科学技术一起，又一次成为社会发展的重要动力。18世纪前后，

迅速兴起的化学工业是当时世界上最主要的产、业之一。他对近代城市的发展，对资产阶级的

出现，对于手工业工人和部分农民转变为产业工人，从而造就宏大的无产阶级队伍等等，都

做出了巨大的贡献。在18世纪到20世纪中期，化学家，博士用有着较高的社会地位。当然

在经济上也有较高的优势。（举例：诺贝尔）

2.4化学与产业革命

［教师陈述］:产业革命造就了现代文明社会。从近代到现代，每一次产业革命都是人们的生

活方式发生巨大的变化，每•次产业革命都是社会得到极大的发展。这•次次的产业革命能

够得以实现，除其它因素以外，都离不开化学的支撑。化学是现代社会更加丰富多彩。

［教师陈述］：第一次产业革命以蒸汽机的广泛使用为标志。而蒸汽机的广泛使用时有条件的：

第一，需要能使燃气及工作的能源；第二，最初蒸汽机主要是作为火车的机车，而火车是要

行驶在铁轨上的，铁轨世界上是钢轨，这就依赖于钢铁工业的发展。总之，就是需要能源和

材料，这就必须依赖化学。

［教师陈述］:除了蒸汽机之外，在第诙产业革命时代，还有着其他一些重要特征，比如说:

煤的大量使用；转炉炼钢（用碱性的氧化钙和氧化镁做炉膛的衬里，可以有效地除去有害的

磷）等等。这些都离不开化学的支撑。除此之外，20世纪初的第二次产业革命以电力、汽

车和高分子为标志的，这些都离不开化学的支撑。汽车必须有燃料才能开动，而传统的燃料

一汽油，就来自石油化工生产。从此，以石油为代表的化石能源成为了战略资源。为了争

夺和控制它，甚至可以爆发战争。例如历时两百年的普鲁士战役是德法两国为争夺煤铁资源

爆发的。上个世纪九十年代的美伊战役（沙漠风暴被誉为半次世界大战）烟花到今天的中东

灾难。再看以信息技术为代表的第三次产业革命将人类带入了信息（数字）时代。信息需要

传输和处理，信息传输的理想材料是光纤，信息处理的重要工具是计算机。光纤——硅酸盐;

计算机的物质基质——单晶硅。这些物质基质的活得无法离开化学科学的温床。所以我们可

以这样说产业革命的发起离不开化学科学的发展。化学科学对产业革命，对现代文明的进程

有着重要的贡献。

三、社会发展对化学发展的反作用

3.1生产发展推动化学发展

［教师陈述］:恩格斯指出“社会••旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更可能把

科学推向前进马克思也指出“经济上的需要曾经是，而且越来越是对自然界的认识进展

的主要动力”社会需求对化学发展的作用主要是通过发展化工生产和化学科学技术而实现

的。纵观化学发展史，化学和其他科学一样来源于生产，它的发生和发展已开始就是由生产

决定的，从最初的制陶、金属冶炼以及酿造、染色、油漆、造纸、火药、药物等等，可以看

出化学的产生和发展是与人类最基本的生产活动紧密联系在一起。

［教师陈述］:化学发展史上有：实用和手工艺化学时期、炼金术时期、医药化学时期、染诉

说时期、分析化学和气体化学时期、化学革命时期、原子分子学说形成时期、有机化学诞生

和发展时期、物理化学时期等等。这些发展时期都是和一定的社会经济条件对应的，是与各

种社会现象及过程的相互作用中进行的，巨大的政治和经济事件如社会革命、战争、科学与

工业革命等等，都对化学的发展产生了极大的作用。

［教师陈述］:化学虽然源远流长，但它真正发展成为一门独立的科学，实现从经验到理论的

重大飞跃，只有两百多年的历史。

一、1440年，意大利开始了文艺复兴运动——产生了资产阶级新思想，极大地推动了商品

生产，扩大了商品流通的市场。采矿、冶金、化学制造业等开始以比较快的速度发展。

二、18世纪末的资本主义产业革命，极大地解放了社会生产力，是社会生产水平达到了前

所未有的高度。纺织、冶金、机械等工业的大发展同时促进了化学工业的发展，，给化学科

学提供了日益广阔研究领域和日益丰富物质技术条件。例如：

a.采矿、冶金工'业的需要推动了无机、分析化学的发展

b.纺织、印染工业促进了漂白剂、有机燃料等方面的化学研究；

c.煤的综合利用以及后来的石油化学工业是有机化学得到了极大的发展；

d.蒸汽机的广泛使用时热机效率的研究成为迫切需要研究的课题，促进了物理化学中许多中

的理论研究的基础。

［教师陈述］:回顾历史，是社会生产的需要推动了化学科学的产生和迅速发展，同时也给化

学研究提供了必需的条件，如实验设备和丰富的时间材料等。而且，生产实践还是化学知识

的基本源泉，是检验化学理论的重要标准。

3.2军事竞争刺激化学发展

［教师陈述］:物质基础是人类发展、社会进步乃至历史演变的基本元素，物质财富的累积，

资源的占有，当达到矛盾白热化的程度时就以战争的形式演化出来。因此，任何一个部族、

国家、社会在发展经济建设的同时都在建立强大的军事保障系统，其一在于对内稳定社会秩

序，维持统治权威；其二在于对外扩张，巩固国际影响与地位•军事上的需要，往往与国家、

民族的生死存亡有关，因而其需求就更为急切。许多高科技产品都是首先用于军事目的，例

如：隐形飞机上与“石墨”有关的复合材料，现在也用于高档高尔夫球棍和网球拍上了。再

如互联网，也是“先军后民”的典型例子。

［教师陈述］:谈及军事与化学的关系，人们最容易联想到的是化学武器。的确，化学武器和

核武器一样，被列为大规模杀伤性武器。从广义上来说，几乎所有的武器都与化学有关。例

如：子弹与冶金化学；地雷与火药等等。

（-）军事竞争的一个重要方面是装备竞争、科技竞争。军事竞争大量地依赖现代化的高新

技术。

（二）军事竞争对高科技的大量需求反过来也强烈地刺激着科技的发展，包括了对化学的刺

激，成为历史上化学科学发展的重要动力。

［教师陈述］:留给同学们第一个作业：查阅相关文献，从自己的视角出发论述化学与军事竞

争之间的关系。

作业要求：1.题目自拟；

2.500字以上；

3.列出所用参考文献。（介绍参考文献的引用方法。）

4.格式要求字体：4.1题目：宋体四号；姓名学号：宋体五号（加黑）；正文：宋体小四号r

参考文献：宋体五号。4.2行距：1.5倍行间距

5.提交：第三周上课前交给学习委员

（三）化学武器的分类：

1）第一类化学武器，主要包括“窒息性毒剂”氯气和光气（C0C12）——呼吸系统损伤，

肺水肿；"糜烂性毒剂”——有机氯毒物（芥子气〈日本留在东北的大多数毒气炸弹〉、

氮芥气、路易斯气等）引起机体组织坏死和血液中毒；“全身中毒性毒剂”氢氟酸等。

2）第二类化学武器（有机磷神经毒剂）；其目的是啥上任的神经系统，其毒性作用机理在

于通过抑制人体神经传导介质中的重要物质胆碱酯酶的活性来破坏神经冲动正常传导，

直至造成呼吸中枢麻痹和心跳停止而死亡。塔崩“GA”沙林“GB”梭曼“GC”。

3）第三类化学武器：刺激剂：作用于人体皮肤和粘膜的感觉神经末梢，使人产生疼痛、流

泪、流涕、咳嗽等症状，属症状性伤害，但严重时也会致死。催泪弹，高效喷嚏粉；超

级刺激剂。

4）第四类：植物杀伤剂。蓝色剂、白色剂、紫色剂、橙色剂等脱叶剂。

5）第五类：由动植物体内的天然毒素制成的化学毒剂（生化毒剂）

［教师陈述］:化学武器不仅仅对人体有巨大的伤害，对人类赖以生存的自然生态环境也有着

巨大的破坏性作用，从长远来看，化学武器经危及人类的存亡，因此，我们必须提高对化学

武器防护的技术水平。发展对化学武器的预测、预警技术，发展对化学武器的监测与防护技

术和装备，发展对未来新类型化学武器的防护技术。这对我们每•个化学的学习者、研究者

来说都是不可推卸的责任。

3.3现代文明要求化学发展

［教师陈述］:人类社会进入20世纪下半叶，尤其是70年代以后，大量的全球性、综合性问

题不断出现，如环境问题、能源问题等等。一方面，这些问题是找在全人类面前的，并且必

须解决的紧迫问题；另一方面，这些问题涉及多个学科，甚至涵盖整个自然科学和社会科学;

因此必须组建全新的、综合性的学科，针对人类面临的问题，综合利用多学科的理论、方法、

知识和手段进行多方位的综合研究。近30年来，新兴的环境科学、能源科学、生命科学、

材料科学等等都是以化学为基础形成的综合性学科。社会为化学的发展提供了空间、动力和

机会。现代文明的进程中化学的发展是必不可少的动力源泉。

四、化学史与化学人

［教师陈述］:对于化学史的研究来说，收集化学发展材料的时期基本上己经过去，弄清化学

发展史上的某些细节也没有太大的意义。重要的是，发现化学科学进步发展的内在规律，阐

明化学与社会发展的相互制约和因果关系，建立起能够预见今后化学和社会的发展规律的科

学原理。

［教师陈述］:在了解了，化学与社会的关系之后，让我们来解决本门课程的几个基本概念。

4.1化学史的定义

1）科学史：科学史是人类在长期社会实践活动中，关于自然知识的系统和历史的描述。

2）化学史：化学史是科学史的一个分支；是人类在长期社会实践过程中，对大自然的化学

知识的系统的历史的描述；化学史也是化学科学的一个分支学科。化学史不是纯自然科

学，而是自然科学与历史科学相互交叉的TJ特殊的历史科学。

4.2化学史的内涵

1）化学史与化学学科：化学的其他分支学科以讲授知识的理论和现状为目的，随着学科的

不断发展更新其内容；化学史从化学发展的历史角度，从纵的方向上，系统阐述化学的

产生、发展和繁荣的全过程。

2）化学史的体裁：编年、分类、断代史；古代、西欧；专题、传记；通史等等。

3)化学史的分段：化学的发展既有连续性，又有阶段性；化学史家的分歧也不尽相同。我

国化学家丁绪贤(1885-1978)的分期分为上古时代、中古时代、近世时代。英国化学

家，J.R.柏廷顿则是财权时代结合化学发展中个阶段的代表性成就为标志进行划分的。

《化学发展简史》划分为：古代及中古时代，近代化学的孕育与发展时期，现代化学时

期。张家治划分为古代时期、近代时期和现代时期等三个大的时期。从化学的萌芽至十

七世纪中期为古代化学时期；从十七世纪后半叶波义耳把化学确立为科学至十九世纪九

十年代为近代化学时期；从十九世纪九十年代末至二十一世纪以来为现代化学时期。

4)化学史的内容：化学史的内容随着这种分期方法展开。(具体的内容我们在后面的内容

中给同学们作详细的介绍)

5)学习化学史的意义：学习和研究化学史的重要意义已为化学家和化学史家所重视，化学

系的学生学习化学史不失为史而学，而是史为今用，为了更好地学习和研究现代化学。

i.掌握化学的产生和发展的全过程的系统历史知识，有利于培养化学人才的良好素

质。

ii.使学生正确处理化学中实验与理论二者的辩证关系，他们是具体的历史的统一，二

者相辅相成，不可偏废。

iii.学习化学史，有利于提高化学人才的独立工作能力。

iv.学习化学史，更加有利于通过贲门业务培养学生自觉地辩证唯物主义观点。

V.有利于培养化学专业学生严谨的治学态度。

Vi.有利于培养学生奋发图强的爱国主义精神。

我国著名化学家付鹰(1902-1979)曾说过“化学可以给人以知识，化学史可以给人以

智慧”知识与智慧相结合起来，必将对化学学习者有莫大裨益。

［教师陈述］:新版的化学课程在教学中融入了大量的化学史实的介绍，并且例如考纲当

中；这就要求我们的化学教师在介绍化学基本知识的同时承担起化学史教育的任务。因

此对于化学专业的同学，尤其是将来有可能从事具体教学工作的同学来说，系统地学习

化学发展简史不仅可以指导在大学阶段的专业学习，也可以为将来的教学工作奠定一定

的基础。

结束语：课程安排与考核

一、教学进度

第一周3.9第一章绪论第十周：5.11第四章：第3节

第二周3.16第二章化学的萌芽：1-2节第H^一周5.18第四章：第4节

第三周3.23第二章：第3节第1-:同5.25第四章：第5节

第四周3.3()第二章：第4节第十三周6.1第四章：第6节

第五周4,6第三章：1-2节第十四周6.8第四章：第7节

第六周4,13第三章：第3节第十五周6.15第五章新世纪的化学

第七周4.20第三章：第4节第十六周6.22第六章：化学史与中学化学教育

第八周4,27第三章：5-7节第十七周6.29

第九周5.3第四章：1-2节第十八周7.6

二、考核方式与评价

1.平时考核：以讨论与评述的方式对学生的学习效果进行考察。安排2-3次讨论活动，每

章结束后根据教学撰写评述一份，每份10分，共40分。出勤率占总评成绩的10%。

2.期末考核：开卷考，占总评成绩的50%。

三、教学资料

1.参考书目：

1）化学发展简史.科学出版社

2）化学史教程.山西教育出版社

3）化学的历史背景.商务印书馆

4）化学史教育的基础化学.科学出版社

5）社会化学简明教程.高等教育出版社

6）中国历史全书——中国古代化学.

7）

2.教辅系统：

1）电子教案

2）辅助阅读材料

3）网络资源

第二章：化学的萌芽

第一节：古代的实用化学

1.1化学史的发端——火的认识和利用

（参见第一章人类进化的摇篮）

人类化学知识的发展，无论中国、埃及、希腊或印度等文明古国，都是从一

些自然的化学现象开始的。动植物的腐烂、空气和水对物质的浸蚀，人们饮食在

体内的变化等现象，不断地刺激着人们的感官，年复一年地印入人们的大脑。但

是在各种各样的化学现象中，使人们印象最深、影响最大的不过于火。火山爆发、

陨石落地、物质摩擦、雷电轰击、植物发酵都能产生火，人们在熊熊烈火的面前,

或避而远逃、或祈祷神灵、或与之对抗，久而久之通过观察、接触、试探，遂逐

渐认识到火不单是对人施加暴虐，同时可以给人以福泽。火可以从寒冷中给人以

温暖，从黑暗中给人以光明，烧过的食物其味更鲜美，还可以驱逐野善保护人们

的安全。于是，人类就进而把自然界中的野火引来作火种，带到自己的洞穴中加

以保存。原始人学会了保存火种，是了不起的进步。从此，火就成了人类生活不

可分离的伴侣。然而，天然火种不是到处都有，要受到自然条件的限制，而保留

火种就显得特别重要了，即使非常注意保留火种，仍然会有一些难以抗拒的原因

而使火种熄灭，这就需要寻找人工取火的方法。

我们祖先用火的历史是极其悠久的。在一百八十万年以前，云南元谋人遗址

和山西芮城西候度遗址中，发现有大量的炭屑、烧过的哺乳动物的骨骼。据考古

学家的分析研究，认为这都是人类用火遗迹的证明。北京周口店北京人住过的洞

穴里，上、中下部的灰烬层中都发现草木灰和木炭，还有烧过的石头和骨头。这

证明大约五十万年前北京人已开始用火了。西安半坡村原始社会遗址中发现室内

有火炕、室外有大火沟以及采陶盘等，证明六、七千年前的半坡村人不仅在生活

中已充分用火，而且在工艺生产中用了高温炉火。中国的古籍中有钻木取火的记

载，如“木与木相摩则燃”。还有燧人氏取火的传说：“民食果（草字头+瓜+

瓜）、（虫+奉）蛤，腥臊恶味，而伤害腹胃，民多疾病。有圣人作，钻燧取火

以化腥臊，而民悦之，使王天下，号之日燧人氏”。人类掌握了火，可以用火烧

烤兽肉和植茎，从而结束了原始人茹毛饮血的时代。吃熟食不但减少疾病，缩短

了消化过程，同时也为脑髓的发展提供了丰富的营养，使人类大脑发育一代比…

代完善。

发现摩擦起火，是“人类对自然界的第一个伟大胜利”恩格斯说：“就世界

性的解放作用而言，摩擦生火还是超过了蒸汽机，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分开。”从这时起，火遂成为人类改造自然

的强大武器。火使人类实现许多工业生产。在熊熊的烈火中，可使粘土、砂土、

瓷土烧制成陶瓷和玻璃，可以使矿石冶炼成多种金属，可以使天然的煤、石油、

天然气得到利用，可以为后来的科学家研究科学、医生研究医学创造条件，可见,

火的发明和利用对社会的发展起了多么重要的作用。

1.2煤、石油和天然气

［教师陈述］:人工取火方法的发明，为利用能源提供了必备条件。而能源开发利用由于人类

生产、生活密切相关，能源问题自然成了人类首先要解决的问题。人类最早使用的燃料主要

是树枝、柴草，后来还学会了烧制木炭。以后又逐步利用了煤、石油和天然气这三大能源。

一、煤

［教师陈述］:古代在中国，对煤炭有：石炭、乌薪、黑金、燃石等异称。最早记载煤的名称

和产地的是战国时期的著作《山海经》。考古学还发现，我国早在汉代就已经用煤冶炼了，

元朝时，马可.波罗来到中国时，将煤称为黑石头；欧洲人用煤炼铁到16世纪才开始。宋

朝时我国已经掌握了用焦炭冶炼铁的生产技术。而欧洲到十八世纪才开始练脚，比中国晚了

五百多年。

二、石油

［教师陈述］：石油是现代工业中最重要的燃料和原料，我国是世界上石油蕴藏较丰富的国家

之一，也是发现、开采和使用时有最早的国家。石油古代又称为石漆、水肥、石脂、猛火油、

雄黄油、石脑油等名称。在我国古代典籍中最早记载石油的文献是：公元一世纪的《汉书.地

理志》“高奴，有淆水可燃”高奴即今天陕北延长县•带，现在仍是石油的产地。宋朝著名

科学家沈括（1031-1095）发明了用石油烟做墨，开创了石油作为化工原料的新篇章。并在

《梦溪笔谈》中第一次明确地提出了“石油”的称谓并被沿用到今天。

三、天然气

［教师陈述］:在我国古代，天然气的开采与掘井技术和盐井开采紧密相联。四川是我国开凿

眼睛最早的地方，经过从战国到秦汉这段时间的发展，积累了许多的掘井经验。当盐井开到

一定的深度时，如果刚好碰上了浅层含天然气的地层，则盐井同时也产天然气，古代人就把

天然气井叫做火井。在公元前一世纪，陕北鸿门出现了我国第一批天然气井。最早记载我国

用火井煮盐的是晋朝张华所著《博物志》，更详细地记载则是在《天工开物》中。

1.3陶瓷与玻璃

1.3.1陶瓷

1.3.1.1陶器（参见第一章化学促进了人类社会的发展）

1.3.1.2瓷器

瓷器的条件：

1）瓷器只能瓷土（即高岭土）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摄氏度左右，焙烧后胎体要达到烧结，器皿质地坚硬，敲

之要能发出金石声，成品的吸水率很低。

［教师陈述］:我国东汉末年到六朝时期，已经发明了瓷器。这•时期多属青瓷。青釉即石灰

粕I，是我国传统的磁釉。白釉瓷萌芽于南北朝，到了隋朝，则发展到成熟阶段。宋代的钧窑

最早发现了窑变现象。元朝制瓷上有两大成就，“釉里红”“深蓝釉”。明代白釉的烧制更加

成熟，并且出现了彩瓷。而清代的瓷器则使造瓷技术达到了辉煌的境界。

［教师陈述J：瓷器是•种工艺化学产品，远在唐代，我国的瓷器和茶叶、丝绸都大量地经过

海上和“丝绸之路”运销国外，此后历代都有瓷器向国外销售。公元十一世纪，我国造瓷技

术传到了波斯，后来乂传到了阿拉伯、土耳其和埃及。1470年乂传播到意大利和威尼斯，

欧洲才开始生产瓷器。

1.3.2玻璃

［教师陈述］:中国虽然最早发明了陶瓷，可是制造玻璃技术却是古老文明的埃及人发明的。

玻璃制品的应用不仅丰富了人类的物质文化生活，还对中古时代欧洲炼金术，只要化学的发

展起到了促进作用。玻璃仪器及其器皿也为近代化学实验所必需，是化学科学发展的有力工

具。

1.4金属冶炼

（参见第一章化学促进了人类社会的发展）

在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这

种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元

前3800年，伊朗就开始将铜矿石（孔雀石）和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜

的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜

器。

到了公元前3000年〜公元前2500年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡和铅两种金属。往

纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800c左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和

锡的合金称为青铜（有时也含有铅），它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬

而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上

有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器，是世界上最大的出土青铜器。

又如战国时的编钟，称得上古代在音乐上的伟大创造。因此，青铜器的出现，推动了当时农

业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。

世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋时代晚期（公元前6

世纪）已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把

铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁钟、铁钟（一种锄草工具）、铁铸等

农具以及铁鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8世纪〜公元前7世纪，欧洲等才

相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，在绝大部分地方,

铁器代替了青铜器。

1.5造纸和火药的发明

1.5.1造纸

［教师陈述］:造纸术、指南针、火药和印刷术并成为我国古代科学技术的四大发明，是我国

人民对世界科学文化的发展所作出的卓越贡献。公元前•世纪，我国已经出现了较为原始的

造纸术——西汉麻纸；公元二世纪，改良后的汉代麻纸制造技术在国内得到推广；到三、四

世纪，指已经基本上取代了帛、简称为我国唯•的书写材料，有力地促进了我国科学文化的

传播和发展。后来，造纸技术不断革新，原料使用种类更加丰富，设备方面有了许多改良与

创新，提高了功效；在加工制造技术上，加强了碱液蒸煮和舂捣，改进了纸的质量。

［教师陈述］:造纸术在七世纪经过朝鲜传入日本，八世纪中叶经中亚传到阿拉伯，之后传入

欧洲。十二世纪，欧洲最早在西班牙和法国设立了纸厂，到十六世纪，纸张已经流行于全欧

洲，终于彻底取代了传统的羊皮和埃及莎草等书写工具。纸的广泛使用，为世界的物质文明

和精神文明的传播和发展提供了必要的技术条件。

纸是人类保存知识和传播文化的工具，是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤

维制造的纸以前，中国古代传播文字的方法主要有：在甲骨（乌龟的腹甲和牛骨）上刻字，

即所谓的甲骨文；甲骨数量有限，后来改在竹简或木简上刻字。可是，孔子写的《论语》所

用的竹简之多，份量之重是可想而知的；另外，用丝织成帛，也可以用来写字，但大量生产

帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸，一直流传到今天。

1957年5月，中国考古工作者在陕西省西安市满桥的•座古代墓葬中发现一些米黄色的

古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造，其年代不会晚于汉武帝（公元前156年〜公元前

87年），这是现存的世界上最早的植物纤维纸。

提起纸的发明，人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简

太笨重，便总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料，先把

它们剪碎或切断，放在水里长时间浸泡，再捣烂成为浆状物，然后在席子上摊成薄片，放在

太阳底下晒干，便制成了纸。它质薄体轻，适合写字，很受欢迎。

造纸是一个极其复杂的化学工艺，它是广大劳动人民智慧的产物。实际上，蔡伦之前已

经有纸了，因此，蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。

1.5.2火药

黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？这还要从它所用的

原料谈起。火药的三种原料是硫黄、硝石和木炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑

色的，叫黑火药。火药的性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎

样理解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，黑火药便可理解为黑色的会着

火的药。

火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生不老的药，在炼丹的

原料中，就有硫磺和硝石，炼丹的方法是把硫黄和硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。

在许多次炼丹过程中，曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多次试验终于找到

了配制火药的方法。

黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系，一直被用在军事上。古代