来源:潘敏琪 2023-05-16 17:49
慧正资讯:每个化学人都知道俄罗斯的门捷列夫是“化圣”,但国人忘记中华大地一个伟大的人物,他就是徐寿。
金木水火土是化学的起源:科学家也许就是当年的道士!
1、化学的萌芽
始人类从用火之时开始,由野蛮进入文明,同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后,人类开始熟食;逐步学会了制陶、冶炼;以后又懂得了酿造、染色等等。这些有天然物质加工改造而成的制品,成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上,萌发了古代化学知识。
1.古人曾根据物质的某些性质对物质进行分类,并企图追溯其本原及其变化规律。
公元前4世纪或更早,中国提出了阴阳五行学说,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。此说法是朴素的唯物主义自然观,用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说为中国炼丹术的理论基础之一。
2.公元前4世纪,希腊也提出了与五行学说类似的火、风、土、水四元素说和古代原子论。
这些朴素的元素思想,即为物质结构及其变化理论的萌芽。后来在中国出现了炼丹术,到了公元前2世纪的秦汉时代,炼丹术以颇为盛行,大致在公元7世纪传到阿拉伯国家,与古希腊哲学相融合而形成阿拉伯炼丹术,阿拉伯炼金术与中世纪传入欧洲,形成欧洲炼金术,后逐步演进为近代的化学。
3.炼丹术的指导思想是深信物质能转化,试图在炼丹炉中人工合成金银或修炼长生不老之药;他们有目的的将各类物质搭配烧炼,进行实验。
为此涉及了研究物质变化用的各类器皿,如升华器、蒸馏器、研钵等,也创造了各种实验方法,如研磨、混合、溶解、洁净、灼烧、熔融、升华、密封等。
4.与此同时,进一步分类研究了各种物质的性质,特别是相互反应的性能,这些都为近代化学的产生奠定了基础,许多器具和方法经过改进后,仍然在今天的化学实验中沿用。
炼丹家在实验过程中发明了火药,发现了若干元素,制成了某些合金,还制出和提纯了许多化合物,这些成果我们至今仍在利用。
2、化学的中兴
1.16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,使炼金术转向生活和实际应用,继而更加注意物质化学变化本身的研究。
在元素的科学概念建立后,通过对燃烧现象的精密实验研究,建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,随后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律,为化学进一步科学的发展奠定了基础。
2.19世纪初,建立了近代原子论,突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别;近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释,成为说明化学现象的统一理论。分子假说提出了,建立了原子分子学说,为物质结构的研究奠定了基础。
门捷列夫发现元素周期律后,不仅初步形成了无机化学的体系,并且与原子分子学说一起形成化学理论体系。
3、化学的学科分类
化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,派生出不同层次的许多分支。在20世纪20年代以前,化学传统地分为无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个分支。20年代以后,由于世界经济的高速发展,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,导致这门学科从30年代以来飞跃发展,出现了崭新的面貌,现在把化学内容一般分为:
1.生物化学
2.有机化学
3.高分子化学
4.应用化学和化学工程学
5物理化学
6无机化学等
六大类超过80项,实际包括了七大分支学科。
4、化学史上的中国人
在中华民族5000千年的文明史上,有许多可歌可泣的科学家,他们的发明和发现在世界科学史上都占有重要位置,在世界化学史上我们的炎黄子孙也是成果辉煌,业绩闪烁,给5000年的文明史添光争彩,为此我们感到自豪和骄傲!现将在化学史上有重大发现的我国学者作一摘要介绍。
一、墨翟
墨翟(公元前479-381),先秦时期墨派思想的创始人,著有《墨经》。在该书中说到:“非半不昔斤则不动,说在端,昔斤必半,毋与非半,不可昔斤也。端,是无间也”意思是说物质到一半的时候,就不能斫开它了,物质如果没有可分的条件,那就不能再分了。
墨子的“端”即为物质的最小单位,有现代原子的意义,意味着他对物质非连续性的认识,他的这一认识和古希腊哲学家德漠克利特所提出的原子(不能再分)基本上是同时代的,所以说原子概念的最提出不能抹煞墨子的功劳。
二、刘安
我国西汉时的炼丹家,他著的《淮南万毕术》中记载着“曾青得铁,则化为铜”意思是说铜遇到铁时,就有铜生成,实质就是我们现在所说的铁和可溶性的铜盐发生的置换反应;这一发现要比西方国家早1700多年;在宋朝时采用这一方法炼铜已有相当规模,每年炼铜达5x105kg,占当时铜产量的15%~25%,这种炼铜方法在我国最早,是湿法冶金的先驱;
刘安在他的《淮南子》中写到:“老槐生火,久血为磷”这句话实质说的是磷的自燃现象。刘安在西汉时能发现这一现象,说明他对磷有所了解,而德国的布朗特是在1660年从尿中发现磷的,他的发现比刘安晚1000年,那么磷的最早发现者应该是刘安。
三、魏伯阳
我国东汉时期炼丹家,生卒年代不详,会稽上虞(今浙江上虞县)人。撰有《周易参同契》,此书是现存世界上最早的一部炼丹术专著,其中化学知识丰富。记载着“丹鼎”这一化学反应装置,记述了汞易挥发的特性以及汞和硫化合为丹砂(Hgs)、汞和铅汞齐(汞铅合金)等化学知识。
四、葛洪
我国晋代炼丹家、医学家,自号抱朴子,丹阳句容(江苏句容县)人;著有《抱朴子》一书,所含化学知识丰富。他曾谈到:“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”这句话所指的化学反应是:
①红色Hgs(丹砂)在空气中加热生成汞:
HgS+O2=Hg+SO2↑
②汞和硫在一起研磨生成黑色
HgS:Hg+S=HgS
③黑色HgS隔绝空气加热(升华)变成红色晶体HgS
这一事实说明葛洪对化学反应的可逆性初步有所了解,这一了解在当时化学还处于萌芽时期是很了不起的;
五、蔡伦
我国东汉和帝时曾任主管制造御用器物的尚方令,宦官;桂阳人(今湖南来阳县人),他总结了西汉以来的造纸经验,改用便宜的材料:树皮、碎布、破鱼网为原料,经过精工细作,造出优质纸,被称为“蔡伦纸”;
后世人们将蔡伦称为造纸技术的发明人;1000多年来,我国的造纸材料大致都是依照蔡伦的办法加以推广的;公元751年,唐军与阿拉伯人打仗,唐军败,士兵被俘,俘虏中有造纸工人,将造纸技术传给阿拉伯,然后相继传给了埃及、摩洛哥、西班牙,直到欧洲。
六、陶弘景
我国南北朝(公元5世纪末)时期有名的医学家和炼丹家,他著的《本草经集注》就有焰色反应的记载,书中这样写到:“先时有得一种物,其色理与朴消大同小异,月出月出如握不冰,强烧之,紫青烟起,云是真消石也”。朴消指的是硫酸钠,消石指的是硝酸钾(当时“消”和“硝”混用),所以说陶弘景是最早运用焰色反应的人,德国化学家本生是在1854年才发现焰色反应的,比陶弘景的发现晚1000年。
七、马和
我国唐朝的炼丹家,是世界上最早发现氧气的人,马和写的一本书叫做《平龙认》,书中谈到:空气的成分复杂,主要由阳气(N2)和阴气(O2)组成,其中的阳气比阴气多得多。马和还进一步指出:阴气还存在于青石(氧化物)、火硝(硝酸盐)等物质中,如果用火加热它们,阴气就会放出,他认为水中也有大量阴气,不过常难把它取出来。
马和的《平龙认》一直流传清代,后来被德国侵略者乘战乱抢走,我国现无保存。不过,在1807年俄国彼得堡科学院的一次学术讨论会上,德国汉学家朱利斯•克拉普罗兹(klaproth)宣布了一篇论文,文中说他见过《平龙认》的中文手抄本,近代一些国外专著也提到了马和及《平龙认》,如英国梅勒的《无机化学大全》、苏联湿克拉索夫的《普通化学》教程。湿克拉索夫写到:“在8世纪时,中国学者马和的著作中就明确指出了空气组成的复杂性,提出了制备氧气(阴气)的方法,并发展了燃烧的假设,瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里发现氧气是18世纪70年代,比马和的发现要晚1000年。
八、孙思邈
我国唐代医学家,京兆华原(陕西耀县)人。最早记录了黑火药的配方,他写的《丹经内伏硫磺法》载于孟要甫的《诸家神品丹法》第五卷中,对黑火药的配方就有记载。到宋朝时黑火药的生产和应用就很熟练了,火药武器就很先进,公元1225年-1248年由商人将黑火药传入阿拉伯等国家。
九、沈括
北宋仁宗进士,杭州钱塘人,是我国历史上一位卓越的科学家。晚年退居润州(今江苏镇江)梦溪园,写的《梦溪笔谈》一书是世界上科技史上一本重要著作,反映了我国北宋时期自然科学达到的高度,为了纪念他,1979年国际上曾以沈括的名字命了一颗新星。
沈括在《梦溪笔谈》这本书中最早记载了石油的用途,并预言“此物后必大行于世”。我国古代称石油为“石漆”、唐代叫“石脂水”、五代时叫“猛火油”。沈括第一个提出了“石油”这个科学的命名,后来世界各国也基本上采用了“石油”这一名称,沿用至今。
十、宋应星
我国明代著明的科学家,江西奉新人,出身官僚。一生著作很多,在自然科学方面的代表作是《开工天物》,该书发表的初期轰动全欧洲,在日本兴起“开物之学”,就在科学技术突飞猛进的今天,仍有许多学者对《开工天物》很感兴趣。《开工天物》成为世界科学技术的名著;《开工天物》中的化学知识是相当丰富的,像该书中叙述的连续鼓风的活塞木风箱比欧洲早100多年,记述的锌的冶炼和铜锌技术是世界上首次文献记载,所以说宋应星是锌元素的发现。《开工天物》中有对磷火的记述:“暮夜鬼火游烧,孤野墓坟,直待日黄昏,此火中隙而出。”说明宋应星生前已发现磷的自燃现象,这一发现要比德国的布朗特发现的早,因为布朗特是1669年从尿中发现的,而宋应星已于1661年(历史辞典中)去世。他的《开工天物》在1661年以前早已完成,所以说宋应星发现磷的自燃现象比布朗特发现磷早。
十一、徐寿
我国清末科学家,江苏无锡人,我国近代化学史上一位重要人物。他一生著作很多,在化学方面主要有《化学鉴原补编》、《化学考质》、《化学求数》(最杰出的贡献,他把门捷列夫的元素周期表翻译成汉语用各种偏旁及谐音)等书籍;他的著作系统地介绍了19世纪七八十年代化学知识的主要内容,此外他于1875年在上海创立了“格致书院”(格致即格物致知,清末时对物理、化学的总称)公开讲演自然科学知识,还进行化学演示实验,对我国近代化学的发展起了重要的促进作用。
氧气的名称就是徐寿命名的。他认为人的生存离不开氧气,所以就命名为“养气”即“养气之质”,后来为了统一就用“氧”代替了“养”字,便叫这“氧气”。
十二、侯德榜
侯德榜(1890-1974),福建闽侯人,早年留学美国。1920年获哥伦比亚大学研究院化学工程博士学位,1921年回国;为我国的制碱工业做出了卓越的贡献,是世界著名的制碱专家。他与范旭东创办了我国第一家民族制碱企业,1925年国产“红三角”牌纯碱在美国费城博览会上荣获金质奖章。他写的《制碱》一书1932年在美国出版,这是世界上第一部有关纯碱工业生产的专著。
1939年侯德榜首先提出联合制碱的连续工程,在世界上被称为“侯氏制碱法”,该法的特点是将制碱厂、合成氨厂、石灰厂联合了起来,降低了成本,提高了利用率,制碱的同时生产化肥(NH4Cl)。这是世界制碱工艺上的重大突破,对制碱和化肥工业做出了杰出贡献。
最新点评分析
对化学及化学工业的独特理解:假如没有化学的话?
1.我们将没有很多著名的艺术大师,例如达芬奇和文艺复兴时代,因为当时化学家们发现和发明了颜料。
2.我们将没有今天的航天、飞机、计算机、汽车和电器,因为化学家们发现和发明了高性能的合成材料。
3.我们将没有华美的衣服、美味的食品、优雅的住宅。
4.化学=艺术+幻想+历史+逻辑+美妙,但≠破坏环境。
5.没有化学家会有传世至今远古的陶瓷、字画?甚至引领现代科技的宇航事业?
我们热爱化学:因为,化学也许是人类最美好的科学!