化学史第四章.ppt

1、第四章化学元素概念的提出和科学燃烧学说的建立,化学元素概念 燃素论 气体化学的突破 科学燃烧理论的建立,第一次科学革命,伽利略创立了力学 托里切利发现了大气压力 惠更斯创立了光的波动学 牛顿对力学及天文学做出极大贡献 并和莱布尼兹创立了微积分,十七世纪罗马智慧科学院 1652德国自然科学院 1657意大利实验科学院 1662英国伦敦皇家学会 1666法国巴黎科学院,科学化学产生的背景,只有事实，还不能做出结论。反对经院哲学，要求建立“实用的”哲学，也就是立足于研究自然本身的哲学。 恩格斯写道：“资产阶级为了发展它的工业生产，需要有探察自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学。而在此之前，科学

2、只是教会的恭顺的婢女，它不得超越宗教信仰所规定的界限，现在科学起来反叛教会了。资产阶级没有科学是不行的，所以也不得不参加这一反叛。”,哲学思想,F培根认为，认识的基础是科学实验 只有实验才能使假说变成科学理论 进行有组织，有计划的实验研究是科学研究的基本方法,弗兰西斯培根，英 （15611626）,笛卡儿强调科学的目的在于造福人类，使人成为自然界的主人和统治者。他反对经院哲学和神学，提出怀疑一切的“系统怀疑的方法”。 从自明的直观公理出发，运用数学的逻辑演绎，推出结论 演绎法,笛卡尔（Rene Descartes） 1596 1650，法,寻找各种实验的定量关系，希望给每一概念准确的、清楚的定

3、义，给每一定律以精确的表达形式，研究新的更多的精细实验方法以及将数学和力学概念越来越多地应用到自然科学和哲学中去 当时思想界和学术界的特点,波义耳,R. Boyle(1627-1691), 出身贵族，科学活动领域十分广阔，涉及物理学、化学、生物学、医学、哲学、神学等许多方面。 崇尚培根的“知识就是力量” 更欣赏培根的“应该像蜜蜂一样，搜集事实，并靠思维把它们酿成蜜。”,波义耳（R. Boyle），英国化学和物理学家,波义耳的主要贡献,波义耳的化学观 怀疑派化学家 波义耳的元素观 波义耳是分析化学奠基人之一 波义耳的局限性,波义耳的化学观,“化学，到目前为止，还是认为只在制造医药和工业品方面具有

4、价值。但是，我们所学的化学，绝不是医学或药学的婢女，也不应甘当工业和冶金的奴仆。化学本身作为自然科学的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方面。化学，必须是为真理而追求真理的化学。”,波义耳的元素观,波义耳所说的微粒都是由同一初始物质构成的，具有三种基本性质：大小、形状和运动(或静止)。1661年他谈到，化学相互作用是通过最小微粒进行的，一切元素都是由这样的最小微粒组成的。 元素是指使“混合物”经过分解以后得到的最后不能再分解的原始物质。,分析化学奠基人,借助于特有的反应来分解物质并鉴定产物的过程“分析”（analysis） 加石灰生成白色沉淀来鉴定硫酸； 加硝酸银生成沉淀来鉴定盐酸； 与氨作用

5、生成蓝色溶液来鉴定铜盐。 指示剂，如石蕊、紫罗兰花、矢车菊等。 石蕊试纸,波义耳的局限性,相信水能变成土(水蒸发后留余残渣)，并拥护金属具有复杂性质的学说，相信金属可能互变。 波义耳的原始粒子或所谓普遍物质，始终未脱离作为假说的抽象范畴 波义耳的燃烧实验,认识燃烧,1630年法国医生兼化学家雷伊 “金属煅烧时重量增加是由于空气的缘故。空气在容器中浓聚、变重，由于炉火的强烈持续加热，空气变得似乎有了粘性，这时它与金属作用，粘到金属极小微粒上，就象把沙子抛入水中，水就使沙子重量增加了一样。”,波义耳 1673年 燃烧作用不是分解的过程而是化合的过程 氧化物的密度比金属密度小。 金属+火微粒=煅灰

6、英国化学家梅猷（Mayow, 1641-1679） 空气中某一组分是燃烧和呼吸所必需的 “生命和呼吸的主要源泉”,燃素论,火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体，这种活动微粒既能同其它元素结合后而形成化合物，也能以游离形式存在。烟火中、以及其他燃烧后没有残留物的物质中，含有最纯净的燃素。在这些物质中，燃素具有“物质形式”。但一般说来燃素经常与其他物质结合在一起，因此本身不可能被研究。,金属-燃素=煅灰 煅灰+木炭=金属 硫磺-燃素=硫酸 硫酸+松节油=硫磺 金属与酸反应：夺取其中的燃素,施塔尔（G.E.Stahl, 1660-1734),德国医生兼化学家,燃素论的评价,主要功绩 它完全承认金

7、属是可燃物质，金属变为氧化物是燃烧过程； 它确定了在一定条件下燃烧能够从一种物质转移到另一种物质上。 第一次基于实验事实给出一个理论体系,气体化学的突破,从十八世纪60年代始，开始了一个短暂的、但对化学发展极为重要的气体化学发展阶段 碳酸气的发现 氢气的发现 氮的发现 氧气的发现,1755年英国化学家布拉克 对镁石、石灰石和其碱性物的实验,石灰石（CaCO3） CaO 重量减少44% 石灰水 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 与石灰石性质相同 CaCO3 + 酸 CO2 布拉克称其为“固定空气”,back,氢气的发现,英国，凯文迪许， （Caverdish,1731-1810） 1766

8、年，关于人造空气的试验 可燃空气 精确测定了氢气的密度：0.09；研究了氢气的多种制法，物理化学性质，确定了同空气产生爆鸣的体积比例 测定了“固定空气”密度为1.57，使人们可以第一次客观地区别气体,凯文迪许 英国化学家 氢的发现人,水是化合物？元素？,普里斯特里，英国（J.Priestley,1733-1804） 1781年， 可燃空气+空气 放电露珠 凯文迪许确定生成的露珠是水 1784年，纯氧+可燃空气进行试验，确定两种气体化合体积比为1:2,back,普里斯特里 英国化学家 氧的发现人,氮气的发现,1772年，卢瑟福（D. Rutherford，1749-1819） 苏格兰医生和化学家

9、 固定空气和浊气导论 “毒气” “浊气” 舍勒第一个认识到氮气是空气组分之一,氧气的发现,普里斯特利， 1774年 瑞典，舍勒，（C.W.Scheel，17421786） 1772年实验，1777年发表 关于空气与火的化学,舍勒，瑞典化学家，氧、氯的发现人,氧化学说的建立,法国化学家拉瓦锡（A. L. Lavoisieer, 1743-1794） 1775年，使金属煅烧增重元素的性质 1777年，燃烧理论 恩格斯：它“使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来” 马克思：使燃烧学说乃至这个化学“用脚而不是用手” 站立起来,法国化学家拉瓦锡,化学革命,1787，新的化学命名法 1789，划时代

10、意义名著化学纲要 建立了氧化学说 确立的新的元素观 确立了化学基本定律质量守恒定律 局限性,拉瓦锡给化学的定义为：化学研究自然界多种物体，其目的是分解这些物体，并能够分别研究进入其组成的多种物质。 化学纲要的内容包括了以下三部分： 气体的形成与分解，简单物体的燃烧与酸的获得 酸与盐基化合物和中性盐的形成 对外化学仪器及实验方法的记述,拉瓦锡还富有远见卓识地指出：“我们不能断言，今天被认为是简单的物质，它就真正是简单的物质。我们只能够说，某种物质只是化学分析法不能再分的极限，我们现代化学知识已不能进一步把它再分开。”,拉瓦锡的元素表(1789),俄国化学家罗蒙诺索夫,罗蒙诺索夫（M.B.Lomonosov, 1711-1765） 热是物质本身微粒的运动 论热和冷的原因（1740年写