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主题：【资料】化学史实，历史的发展。

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2009/10/5 23:24:29 11楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
化学史实——（八）物质不灭定律的发现
物质不灭定律是最早载入化学史册的定律，它是由俄国的罗蒙诺索夫和法国的拉瓦锡各自独立发现的。
1747年，罗蒙诺索夫把金属放在密闭容器里加热，发现无论加热多长时间，金属的质量不起变化，只有打开瓶口加热，金属的质量才会增加。他做了许多次实验后，便于1748年7月5日得出结论：一切发生在自然界里的变化，实际情况总是这样，在一种物体里消耗多少，在另一种物体里就会增加多少。到1758年，罗蒙诺索夫在《论物体的固体性和液体性》论文中更进一步提出：“参加化学变化的物质的总质量，一定跟生成物的总质量相等。”
罗蒙诺索夫的实验用金属加热在定量化方面受到限制，虽然已发现物质不灭定律，但没有引起化学界注意。法国化学家拉瓦锡以精湛的实验技术和严格的定量方法，独立地发现物质不灭定律，并立即为化学界公认。
拉瓦锡做的是糖发酵生成酒精的实验。这是一个复杂的生化反应。他把100磅糖、400磅水和含有7磅水的酵母溶液混合，让它充分地发酵，发酵后定量测定的结果是放出气体含二氧化碳35磅，水蒸气14磅，余下460磅的液体中含水、酒精、醋酸、糖和酵母。此外，拉瓦锡还做了许多化学实验，称量它前后变化的质量，总是恒等的。于是他在他的名著《化学概要》中写道：“无论是人工或是自然的作用，都没有造出什么新东西，物质在每一化学变化前的数量，等于反应后的数量，这可以算是公理。”在书中他还用原始的化学反应式来表达物质不灭定律。
至此，物质不灭定律作为化学家发现的第一个定律载入史册。
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2009/10/5 23:24:46 12楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
化学史实——（九）在论战中诞生的定组成定律
定组成定律可以说是在一场大论战中产生的。
在18世纪末期，欧洲化学界对化合物的组成有两种截然不同的看法。一派以法国化学家贝托莱（C．L．Beth0llet，1748——1822）为代表，认为世界上一切化合物的组成是不固定的，即不同地方不同途径得到的化合物组成可以不一样。另一派以法国年轻化学家普鲁斯特（J．L．Pr0ust，1754——1826）为代表，认为每一种化合物的成分是固定的，在不同地方用不同方法得到的同一化合物，组成必定相同。
贝托莱在当时已很有名望，他的名著《论亲合力》早已问世，被化学界视为权威著作。因此，他在论战中开始处于十分有利的地位，他列举溶液、合金、玻璃以及许多氧化物的实验来证明自己的观点。但是年轻的普鲁斯特决不示弱，也列举各项实验结果来反驳贝托莱的观点。双方各不相让，论战一直持续8个年头。可贵的是论战自始至终都在彬彬有礼地摆事实、讲道理的情况下进行。论战的焦点是：
（1）贝托莱认为化合物的形成不需要有严格的比，化合物能以最高的比和最低的比之间任意化合，例如铅在空气中加热，能吸取氧气而得到一系列化合比渐变的氧化物。
普鲁斯特反驳理由是：几种相同元素化合可以生成几种化合物，它们之间的变化是突变的，而非以任意比混合。他认为贝托莱制得的铅的组成不同的氧化物实际上是铅、氧形成的不同化合物。
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2009/10/5 23:25:05 13楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
（2）贝托莱认为：化合物的组成视生成条件的不同而不同，即参加反应的各组分物质的质量的多少会影响组成。
普鲁斯特反驳无论天然的化合物和人工制造的化合物，组成应是完全相同的。例如，1799年他分析天然碳酸铜和人工合成碳酸铜所含的铜、氧、二氧化碳等组成完全相同。正如他论文《铜的研究》中所说的“100磅铜溶于硝酸中，然后用碳酸钠使它沉淀，总是得到近似180磅的绿色碳酸盐”。
（3）贝托莱用实验证明溶液、合金、汞齐等组成不一定。
普鲁斯特反驳：溶液不是化合物而是混合物，许多合金、汞齐也并非组成固定的化合物。
经过8年的论战，由于普鲁斯特的论据充分，使原先支持贝托莱的化学家纷纷转向普鲁斯特。难能可贵的是，作为有权威的化学家贝托莱在事实面前向普鲁斯特认输。从此，定组成定律——一切化合物有一定组成作为化学基本定律之一截入化学史册。
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2009/10/5 23:25:21 14楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
定组成定律的发现，使以前混淆的化合物和混合物的概念得以分清。化合物是组成一定的纯净物，而混合物是各种组分混合一起，相互不保持独立性质的混合体。
现代化学的发展认为定组成定律仍有例外。例如，同一种化合物分子中如果含有同一元素的不同同位素的原子，那么组成成分的质量比就会不同。例如，原子反应堆用来减低中子速度的水，其质量组成百分比是氧79.9％、氢20.1％，而普通水中氧为88.9％、氢为11.1％。又如，钛的氧化物有TiO0.6～1.35，铁有FeO1.06～1.19等贝托莱化合物。所以，《辞海》中对定组成定律释文中说有例外，就是这个原因。这好比牛顿定律在一定范围内适用，而在解释微观世界时就无能为力一样。应该说，在大多数情况下，定组成定律还是符合客观事实的。
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2009/10/5 23:25:36 15楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
化学史实——（十）原子学说的建立
自从我国的墨翟和希腊的德谟克利特独立地提出原子概念后，几乎2000年无多大进展，直到17世纪才有所改观。
公元650年，伟大科学家牛顿才旧事重提说“依我看，有可能在一开始上帝就以实心的、有质量的、坚硬的、不可分割的、可活动的粒子来创造物质——它有大小和外形以及其他属性，并占据一定质量……”。牛顿还进一步假定粒子通过某种力量彼此吸引，当粒子接触时，这种力特别强；粒子间距离小时，这力能使粒子间发生化学反应，距离大时就显不出作用了。
后来的波义耳十分崇拜牛顿，并发展牛顿的看法。他十分注意粒子跟物质构造的关系，认为液体能蒸发，固体会升华、盐溶解后能通过滤布微孔等，这都如牛顿所说，它们是由无数个微粒构成的。
1741年，俄国化学家罗蒙诺索夫在《数学化学原理》一书中说到“一切物质都是由极微小的和感觉不到的粒子组成的，这些粒子在物理上是不可分的，并且具有相互结合的能力，物质的性质就取决于这些微粒的性质”。
1789年，英国化学家息金斯在《燃素说及反燃素说的比较研究》一书中首次提出粒子彼此相互化合的设想，并用图解说明氧和氮的结合。
从牛顿到息金斯，对物质看法可以说一个比一个深入，但是他们始终未上升到系统理论上来，最后，由英国化学家道尔顿完成了这一使命。
（道尔顿（J0hn）Dalt0n，1766——1844）出身工人家庭，家境清贫，全仗自学成才，从小学教师到中学教师以至大学讲师和教授。
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2009/10/5 23:25:54 16楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
年轻时，道尔顿就是一个气象迷，对大气性质感兴趣。在做许多气体实验时不得不假定它们是由同样大小的微粒构成的。
1801年道尔顿发现混合气体的分压定律，接着他又和他的助手兼好友亨利（W．Henry，1775——1836）共同发现气体溶解定律。研究这些规律，使道尔顿得到如下结论：“气体的性质决定于每种气体的粒子数和质量……对粒子本身的相对质量的研究是我的一个课题。”
1803年9月6日道尔顿用别开生面的方式来庆贺自己的生日——系统提出原子说，其要点如下：
（1）元素是由非常微小，不可能再分的微粒即原子组成的。原子在化学变化中不能再分，并保持自己的独特性质。
（2）同一元素所有原子的质量和性质完全相同，不同种元素原子质量和性质各不相同。原子的质量是每一种元素基本特征之一。
（3）不同元素化合时，原子以简单整数比结合。化合物的原子叫复杂原子，复杂原子的质量等于它的组分原子质量的和。
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2009/10/5 23:26:11 17楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
上述要点能完满解释当时一切化学基本定律。例如，由于原子在化学反应中质量不变，能解释化学变化前后的质量恒等。又如一切化合物的复杂原子是由各种简单原子按一定的数量比结合而成的，因此，化合物中各元素间有恒定的质量比也就十分自然了。
此外，道尔顿还选定氢为基准，测定各元素的原子量，开创测定原子量的先例。
尤其值得一提的是，道尔顿以他提出的原子说出发，从理论上推出倍比定律：两种元素可组成多种化合物时，某一元素的质量固定时，另一元素在各化合物中的质量一定成简单的整数比。随后，他用实验证明这一定律。
道尔顿创立的原子说，其功绩正如恩格斯所说的“化学的新时代，是随着原子论才开始的”。
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2009/10/5 23:26:38 18楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
化学史实——（十一）分子学说的确立
正当道尔顿的原子说风行全球、众口皆碑之际，法国化学家盖•吕萨克竟意外地给原子论出一道难题，顿时使原子论陷入困境。
盖•吕萨克长期从事气体分析工作，在偶然的一次实验中，他发现用2体积氢气跟1体积氧气作用，得到的水蒸气不是3体积而是2体积。开始他还以为自己实验做错了。他反复验证结果仍是如此。接着，他又测定一系列气体反应的体积比，结果都十分意外：
100体积一氧化碳+50体积氧气=100体积二氧化碳
100体积氮气+49.5体积氧气=100体积氧化亚氮
100体积氮气+300体积氢气=200体积氨气
于是，盖•吕萨克在1809年发表著名论文《论气体物质彼此化合》中提出一条定律：当气体相互化合时，各气体的体积成简单的整数比。
盖•吕萨克的这一定律给道尔顿的原子论无情打击。下面以氧气和氢气化合为例，用下图表示。
由此可见，原子在这个化学反应中必须一分为二。这是违背道尔顿的原子论的。因此，当这个推论传到道尔顿那里时，道尔顿竟大发雷霆：“原子怎可分裂呢？”
为了解决这一难题，意大利化学家阿伏加德罗提出分子论。
1811年，阿伏加德罗详细研究道尔顿原子论和盖•吕萨克的气体反应定律后提出分子学说。他首先肯定原子论和气体反应定律都是正确的，关键是原子论忽略了一个重要事实，那就是分子的存在。于是他提出分子假说如下：
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2009/10/5 23:26:54 19楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
（1）元素的最小单元是原子，但气体的最小单元并非原子，而是由几个原子组成的分子。也就是说，气体由分子组成，而分子由原子构成。例如，氧气、氢气都是由双原子分子组成的。气态化合物则是由分子组成，而化合物的分子是由不同原子构成的。例如，氨气由氨分子组成，而氨分子由3个氢原子和1个氮原子构成。
（2）在同温同压下，同体积的任何气体含有相同数目的分子。有了这两条分子假说，道尔顿原子论和盖•吕萨克的气体反应体积定律就得到圆满解释。下面以氢气和氧气化合为例，用下图表示。
这就使气体反应定律和原子论完全一致了。
按理阿伏加德罗为道尔顿原子论释疑应受到人们欢迎才对，可是这竟遭到大多数化学家包括道尔顿本人在内的反对，使阿伏加德罗的分子论被埋没达50年之久。
直到1858年，阿伏加德罗死后3年，他的学生意大利年轻化学家康尼查罗（Cannizzar0，1826——1910）在德国卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表会议上散发《化学哲学教程概要》的论文，把阿伏加德罗的分子学说用通俗语言阐明，才得到许多化学家赞同。不久康尼查罗又用分子学说原理测定许多物质分子量，用实验事实证明分子的存在，至此才使原子学说和分子学说统一成原子-分子学说。
（1）一切物质都是由分子构成的，分子是保持物质化学性质的最小微粒。
（2）分子不能用物理方法分割，但是用化学方法能使它分解。分子由原子构成，原子是用化学方法不能分割的微粒。
（3）原子和分子都在不断运动。原子和分子的种类不同，它们的大小、质量和性质也各不相同。
化学家们在通力合作下，几乎经历半个世纪的努力，化学界才确认原子-分子学说，它为近代化学的发展提供扎实的理论基础，也是化学发展史上的又一里程碑。
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2009/10/5 23:27:12 20楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
化学史实——（十二）原子量和分子量的测定
道尔顿的原子论问世后，率先把氢的原子量定为1，然后测定各种元素的相对原子量（简称原子量），并发表第一张原子量表。此举得到欧洲化学家的热烈响应，顿时掀起一股测定原子量的热潮。化学家们各显神通地测定原子量，因为各自所用的基准不一样，测定方法不同，原子量数值当然不同，这竟带来混乱，因此急需统一。
面对这样的局面，瑞典化学家贝采利乌斯（J．J．Berzelius，1779——1848）一马当先，立足于实验，分析了2000多种化合物的组成，并对许多物质的氧化、还原、分解、取代等反应作了精心研究，在1826年发表有40几种元素的原子量表。他测定的原子量跟现代数据十分接近，非常了不起。正如贝采利乌斯自己说的“借助新的实验，我很快相信道尔顿的数字（指原子量）缺乏实验依据，应用他的学说必须精确。我明白首先应以最大精确度测定尽可能多的元素原子量……不这样，化学理论望眼欲穿的光明白昼就不会紧跟它的朝霞而出现，这是当时化学研究最重要的任务。所以我完全献身于它。这是多么令人感动的豪言壮语啊！
在历史上，分子量的测定比原子量起步稍晚，它也是独立进行的。早在1811年，阿佛加德罗就指出能利用气体密度和体积关系，求出气态物质的分子量。
1826年，只有26岁的法国化学家杜马（Dumas，1800——1884），设计一种测定低沸点液态物质分子量的方法，迄今还保留在高等学校化学的实验教科书中。
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