簡介：古代自然哲學(xué)家把“氣”看成一種構(gòu)成世界的基本元素，西方認(rèn)為世界有四種元素火、氣、水、土，加上純精神的第五元素以太構(gòu)成，東方則有了神秘的氣功等。正是18世紀(jì)隨著氣體化學(xué)的研究才真正使化學(xué)成為現(xiàn)代意義上的科學(xué)，并為現(xiàn)代化學(xué)奠定了第一塊牢固的基石。從氧氣和氮?dú)獍l(fā)現(xiàn)以后，人們對于空氣進(jìn)行了空前絕后的研究，普遍認(rèn)為已經(jīng)對空氣了如指掌，似乎對于科學(xué)家來說已經(jīng)沒有什么事情可做了。這就如同相對論和量子力學(xué)建立的前夜，牛頓力學(xué)已經(jīng)取得了無與倫比的成功，當(dāng)時(shí)在世界物理學(xué)年會(huì)上說除了物理學(xué)天空飄著的兩塊烏云，物理學(xué)家們可以休息了，哪些修修補(bǔ)補(bǔ)的事情留給工程師們?nèi)ソ鉀Q吧。,1、惰氣化學(xué)的建立,1785年英國的卡文迪許利用摩擦起電的方法連續(xù)三天使氮氧化合，氧化氮用苛性堿吸收并用多硫化鉀溶液吸收多余的氧氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)殘留下一個(gè)體積約為原來空氣1/120的不活潑微小氣泡。但是他并沒有深入研究，只是忠實(shí)記錄了現(xiàn)象。1868年法國和英國的天文學(xué)家在印度利用分光鏡觀察日全食，從太陽光譜中發(fā)現(xiàn)了氦，但當(dāng)時(shí)認(rèn)為“此曲只應(yīng)天上有”。18821892年，英國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家瑞利一度利用氣體密度測量的方法計(jì)算原子量，他發(fā)現(xiàn)從空氣中分離出來的氮?dú)饷芏却笥趶幕衔镏蟹蛛x出來的氮?dú)饷芏?，相差雖然只有0006克/升，但對于精確的實(shí)驗(yàn)來講已經(jīng)夠大了。與化學(xué)家拉姆賽合作，用鎂粉燃燒除去氮?dú)庖院螅倮霉庾V分析確定了第一種惰性氣體AR，并且通過各種實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并不能與任何現(xiàn)有的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這已發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是“第三位小數(shù)的勝利”，是精確測量和創(chuàng)新精神的結(jié)合典范。,后來拉姆賽與助手先后發(fā)現(xiàn)了“太陽元素氦”，并通過分餾液態(tài)空氣得到了氖、氪、氙三種氣體，再受盧瑟福等物理學(xué)家和放射化學(xué)家的啟發(fā)，從放射性氣體中得到了氡，至此，元素周期表的零族正式完成了。在零族元素全部發(fā)現(xiàn)以后，人們進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)來尋找或者制造其化合物，結(jié)果均已失敗，所以又成為貴族氣體。在原子結(jié)構(gòu)和相關(guān)理論建立以后，特別是原子核外電子排布以及價(jià)鍵理論的建立和成功，核外八電子排布的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)造成了惰性氣體的惰性被理解和接受。也許是上述理論解釋太成功了，所以在三十年代少數(shù)科學(xué)家試圖通過放電制備惰性氣體元素化合物失敗以后，一直再也沒有人有勇氣去涉足這個(gè)領(lǐng)域。直到1962年，英國年輕化學(xué)家巴特列特在加拿大工作時(shí)制備出XEPTF6六氟合鉑酸氙才真正開始稀有氣體化學(xué)的研究。,他在溫和條件下制備了O2PTF6，這是人類歷史上第一次得到正價(jià)態(tài)氧，說明PTF6是超強(qiáng)氧化劑。他比較了氧氣O2的第一電離能發(fā)現(xiàn)比氙元素11755KJ/MOL還高02KJ/MOL，理論上更能被PTF6氧化。他進(jìn)一步計(jì)算了假如生成了XEPTF6化合物，其晶格能的大小，結(jié)果表明也得到會(huì)穩(wěn)定存在。結(jié)果他將PTF6氣體與氙氣等摩爾混合，在室溫下輕易的到了橙黃色固體，不溶于四氯化碳，真空加熱升華，遇水分解，確證了設(shè)想的結(jié)果。一旦這個(gè)障礙突破以后大量的稀有氣體元素化合物被大量合成出來。也因此使得現(xiàn)有的一些理論解釋這些化合物時(shí)遇到了困難，至今還不能找到滿意的答案。,（1）沒有任何東西是人類全部明了的，只是認(rèn)識邊界的擴(kuò)大更增加了未知的范圍（2）任何實(shí)驗(yàn)結(jié)果中間都可能隱藏著重大發(fā)現(xiàn)，在商業(yè)、軍事、政治領(lǐng)域都一樣（3）不要輕易的下結(jié)論，更不要認(rèn)為是迷信，也許沒有什么不可能（4）精確測量是科學(xué)必備的素養(yǎng)（5）最簡單的也許是最有效的，不要忽視常規(guī)的東西而一味去追求高檔前沿（6）任何的成功都離不開艱苦卓絕的工作，其他例子還有居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳（7）理論總是從少數(shù)事實(shí)歸納出來的，所以總是片面的，任何時(shí)候都不會(huì)完美（8）理論對實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)既是積極地又是消極的，要大膽猜想小心實(shí)踐。,2、富勒烯族的光輝,有機(jī)化學(xué)的建立和成就使得人們對于炭元素的認(rèn)識達(dá)到了一個(gè)特別地高度，炭單質(zhì)的三種形態(tài)，金剛石、石墨、無定形炭似乎已經(jīng)是人們在自然界中所能找到的和制備的唯一三種形態(tài)了。而在1985年C60分子的發(fā)現(xiàn)再一次創(chuàng)造了奇跡。60年代美國科學(xué)家瓊斯利用量子力學(xué)原理計(jì)算出石墨片卷曲成為空心籠狀碳分子的可能性。70年代日本化學(xué)家預(yù)言了C60H60的存在，俄羅斯科學(xué)家通過分子軌道理論也預(yù)言了碳多面體的存在。但是限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平并沒有得到重視。,1983年美德兩國物理學(xué)家霍夫曼和克拉奇在研究星際塵埃時(shí)，利用氦氣氛中石墨電極放電的辦法制造原子簇，并利用紫外和拉曼光譜研究結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)了碳灰樣品種的特殊吸收帶，實(shí)際上就是C60和C70的吸收，當(dāng)時(shí)并未特別注意也未深入研究。1984年美國另一個(gè)天體物理研究小組用激光器照射石墨并用質(zhì)譜儀研究產(chǎn)物時(shí)也發(fā)現(xiàn)了C60和C70兩個(gè)特征峰，遺憾的是這個(gè)小組只看實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不愿意深入分析和研究，錯(cuò)過了這一重大的發(fā)現(xiàn)。1984年美國化學(xué)家莫利和英國物理學(xué)家克羅托合作用類似的方法實(shí)驗(yàn)再次得到了C60和C70，然而他們沒有輕易放過這個(gè)怪現(xiàn)象，開始推測為什么可以穩(wěn)定存在，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么。最終從美國建筑大師富勒設(shè)計(jì)的圓頂建筑中得到啟發(fā)給出了初步的模型，當(dāng)克羅托向美國數(shù)學(xué)家維奇描述這種結(jié)構(gòu)時(shí)，維奇說這是一個(gè)足球。所以后來有了富勒烯和足球烯兩種名字。,前述的霍夫曼和克拉奇在看到有關(guān)C60的報(bào)道以后重新檢查1983做過的實(shí)驗(yàn)，證明了C60的存在并給出了大量制備的方法于1990年發(fā)表相關(guān)文章。由于可以輕松的得到大量樣品從此掀起了研究熱潮，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量分子和碳納米管、碳納米洋蔥等不同分子量和不同形狀的富勒烯家族分子。其完美的對稱性吸引了人們的目光。雖然物理學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了足球烯，但是其后化學(xué)家們做了更多的工作。一是進(jìn)行修飾合成，一是開發(fā)材料中的應(yīng)用。這個(gè)不深入敘述，感興趣的自己去看。,（1）偶然與必然（2）理論的力量（3）敏銳的眼光（4）獨(dú)特的思維（5）技術(shù)的力量（6）團(tuán)結(jié)與協(xié)作,3、超導(dǎo)材料的前景,1911年荷蘭物理學(xué)家昂納斯發(fā)現(xiàn)汞在42K的超導(dǎo)性，并于1913年獲得NOBEL物理獎(jiǎng)。雖然發(fā)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)現(xiàn)象，但一直沒有任何進(jìn)展。1957年美國三位科學(xué)家提出了BCS理論首次證明了超導(dǎo)的存在并給出了研究方向，但是從理論上推演的結(jié)果是最高臨界超導(dǎo)溫度不超過30K，這個(gè)理論證明不但無助于超導(dǎo)的研究反而判了死刑，因?yàn)檫@樣的低溫對于人類沒有任何實(shí)際意義。1986年瑞士和美國科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)了臨界溫度35K的金屬陶瓷氧化物超導(dǎo)體，沖破了BCS的理論預(yù)言，并第一次證明了陶瓷也可以導(dǎo)電，才又開始引起人們的興趣，現(xiàn)在已經(jīng)尋找到134K的超導(dǎo)材料。,低溫技術(shù)的最初發(fā)展純粹是一些科學(xué)家單純的追求而已，并沒有為了什么目標(biāo)和社會(huì)需要。但當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)了一些物質(zhì)在低溫下的特殊性質(zhì)后，低溫的追求和在低溫下研究物質(zhì)性質(zhì)就成了有目標(biāo)的追求。例如白錫在零下132度會(huì)變成粉末狀的灰錫，首先是在俄羅斯發(fā)現(xiàn)的。兩個(gè)故事，軍隊(duì)衣服的紐扣用錫制作作為獎(jiǎng)勵(lì)，白錫的汽油桶。其他的實(shí)例如橡皮低溫下失去彈性，水銀低溫下變成堅(jiān)硬的固體，金屬的低溫脆性，超低粘度和超流動(dòng)性。昂納斯得到了液態(tài)氦以后就研究金屬在液氦中的性質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)現(xiàn)象。后來發(fā)現(xiàn)一定低溫下的超導(dǎo)體的電阻雖然可以為零，但是當(dāng)電流增大到一定程度時(shí)或者加足夠強(qiáng)的外磁場時(shí)，超導(dǎo)性被破壞，恢復(fù)正常電阻。因此真正的超導(dǎo)體還要具有完全的抗磁性。,1958年巴丁、庫伯、施瑞夫三者提出的BCS理論獲得1972年的NOBEL物理獎(jiǎng)。1961年美籍挪威人賈埃瓦觀察到超導(dǎo)能隙，1962年英國約瑟芬發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)隧道效應(yīng)，兩人分享了1973年NOBEL物理獎(jiǎng)。1986年美國商用機(jī)器公司IBM的繆勒和貝德諾茨合成了第一個(gè)高溫氧化物超導(dǎo)體鑭鋇銅氧化物，并與1987年獲NOBEL物理獎(jiǎng)，這是唯一一次如此短時(shí)間就得獎(jiǎng)。1988年達(dá)到了世界范圍那超導(dǎo)研究的最高潮，中國科學(xué)家的工作站在了前沿，與美國日本瑞士并駕齊驅(qū)，這是中國科研領(lǐng)域非常少見的。盡管已經(jīng)達(dá)到134K，但是真正的應(yīng)用仍然不現(xiàn)實(shí)。目前看來最有效的應(yīng)用應(yīng)該在宇航、核聚變、超高速計(jì)算機(jī)、磁懸浮等方面。,（1）要敢于嘗試（2）道路很曲折（3）理論與實(shí)驗(yàn)（4）無盡的未來,4、聚合水事件始末,POLYWATER60－70年代歷時(shí)11年，卷入的科學(xué)家和創(chuàng)造出來的論文無法統(tǒng)計(jì)。中國處在文革幸好沒有卷入，但是水變油和氣功改變水結(jié)構(gòu)如出一轍。水的特性4度時(shí)純水密度達(dá)到最大為1G/CM3；04度時(shí)間隨溫度升高密度降低；低于零度時(shí)體積隨溫度降低而增加，若完全純凈并沒有震動(dòng)可以冷卻到零下70度不結(jié)冰，若有微擾則過冷水會(huì)在瞬間完全結(jié)冰，并回升到零度；同樣的過熱狀態(tài)可達(dá)150度，微擾后瞬間氣化沸騰回復(fù)到100度；水在零度凍結(jié)或冰在零度融化時(shí)體積變化可達(dá)11％；水結(jié)冰時(shí)可產(chǎn)生25E5千帕的過剩壓力；升高壓力使水的冰點(diǎn)降低，22E5千帕的壓力時(shí)冰點(diǎn)為零下22度，因此深海底部也不會(huì)結(jié)冰。這些性質(zhì)在其他物質(zhì)中非常罕見即使比較與氧元素附近的氫化物的性質(zhì)也可看出其特別地不同。,由于氫和氧都有同位素，組合起來可以有18種，天然水中“輕水”占9975％。1962年前蘇聯(lián)的費(fèi)得亞金首次發(fā)現(xiàn)了聚合水，前蘇聯(lián)莫斯科物理化學(xué)研究所的德爾亞今生于1902年是蘇聯(lián)科學(xué)院院士，資深教授。1966年的一次會(huì)議上他提供了幾十篇關(guān)于聚合水的論文一下子掀起了軒然大波。他認(rèn)為聚合水是水的一種穩(wěn)定狀態(tài)，可以在一定條件下自發(fā)形成，只是速度緩慢。1969年美國利平科特在SCIENCE上發(fā)表了關(guān)于聚合水的紅外和拉曼光譜的文章是科學(xué)界的熱情達(dá)到了高潮。媒體得連篇累牘得報(bào)道起了推波助瀾得作用。,眾說紛紜得科學(xué)界。并沒有很多科研小組同時(shí)發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象和結(jié)果，這是與其他研究熱點(diǎn)非常不同得特點(diǎn)。而且這樣得實(shí)驗(yàn)是不同重復(fù)得。盡管不能重復(fù)，當(dāng)時(shí)人們更感興趣得是解釋他，從理論上（包括使用及其復(fù)雜得量子力學(xué)理論和數(shù)學(xué)推演）證明其存在得可能性和合理性，以及預(yù)測其具有得性質(zhì)，并沒有或者說很少有人懷疑過其真實(shí)性，即使有人懷疑也被熱浪所淹沒。雖然也有些報(bào)告說一些特殊性質(zhì)可能是由于雜質(zhì)所引起，但都被有意無意的忽略了。當(dāng)然更多得科學(xué)家保持了沉默1973年德爾亞今向NATURE雜志發(fā)表聲明撤回自己過去關(guān)于聚合水的研究結(jié)果，承認(rèn)在應(yīng)用更靈敏和精確得實(shí)驗(yàn)分析之后證明是雜質(zhì)所引起得古怪現(xiàn)象。,（1）實(shí)驗(yàn)事實(shí)不一定是真實(shí)得（2）盲目跟風(fēng)得惡果（3）不負(fù)責(zé)任得宣傳（4）用于承認(rèn)錯(cuò)誤,5、低溫核聚變事件,1989年3月美國得弗萊系曼和英國得彭斯兩位電化學(xué)家宣布在電解重水時(shí)有超額得熱效應(yīng)，一定是核反應(yīng)得結(jié)果。同期一位核物理學(xué)家瓊斯也宣布了類似結(jié)果，這一消息對于飽受能源危機(jī)和石化污染之苦得人們來說猶如一直興奮劑。原先的理論是1E8度下聚變才能發(fā)生。高溫超導(dǎo)和低溫核聚變相得益彰。按照核聚變反應(yīng)來說不但有熱效應(yīng)還應(yīng)該有氦、中子、射線的產(chǎn)生，能夠檢測到比背景高的結(jié)果。1926年代德國科學(xué)家報(bào)道過，自己撤銷,1927和1932瑞士人申請專利1951年阿根廷宣布成功，次年宣布失敗并逮捕了相關(guān)科學(xué)家1956年美國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家阿瓦兒列茲得氣泡室實(shí)驗(yàn)證明了介子得存在，獲得1968年得NOBEL物理獎(jiǎng)。他第一次觀察到介子催化核聚變反應(yīng)得現(xiàn)象。這里結(jié)論至今仍然是正確的，只是實(shí)業(yè)化還要遙無期。當(dāng)然這一結(jié)論最早已經(jīng)有英國得和前蘇聯(lián)科學(xué)家證明過。只是那時(shí)候信息不夠通暢發(fā)達(dá)。,1958年英國也宣布過成功其實(shí)1989年得實(shí)驗(yàn)非常簡單，隨便一個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室都可以完成。它們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)裝置非常粗糙，而卻用來測量如此精確得數(shù)據(jù)。作為電化學(xué)家對于量熱技術(shù)不精通可以理解，但是從事這方面的工作以后仍然不精通就不原諒了。1994年核物理學(xué)家瓊斯撤銷自己得工作并承認(rèn)測量中子射線的儀器不夠精確和靈敏，數(shù)據(jù)不可靠。并且懷疑其他報(bào)道的數(shù)據(jù)很多都存在類似的問題。另外關(guān)于氦的問題后來被證明是電極鈀材料有關(guān)。,（1）知識就是力量（2）歷史是一面鏡子（3）真理越辯越明，光的本質(zhì)的200年?duì)幷摻Y(jié)果是二象性的統(tǒng)一。（4）要敢于突破已有的理論和經(jīng)驗(yàn)（5）偽科學(xué)（氣功，辟谷，人體科學(xué)）（6）蓄意作偽（7）實(shí)驗(yàn)的精益求精,如何處理與已有理論或事實(shí)偏離太遠(yuǎn)的想法或報(bào)道即可能是突破也可能是偽科學(xué)；敢于接受新東西，要用足夠精確的實(shí)驗(yàn)檢測和重復(fù)，要在理論推導(dǎo)演繹上找不到瑕疵和漏洞假說同行討論驗(yàn)證新聞媒體不應(yīng)介入前沿的研究行政干預(yù)往往有害無利當(dāng)前中國存在的科研問題。,氧氣的發(fā)現(xiàn)古代到現(xiàn)代的分子和原子理論的建立,燃素學(xué)說對化學(xué)的影響,古中國“五行說”的“金、木、水、火、土”中有火；古希臘“四元論”的“水、土、火、氣”中有火；古印度“四大說”的“地、水、火、風(fēng)”中也有火。這些學(xué)說的建立者都認(rèn)為火是構(gòu)成萬物本源的一種元素。英國化學(xué)家波義耳認(rèn)為火應(yīng)該是一種實(shí)實(shí)在在的，由具有重量的“火微?！彼鶚?gòu)成的物質(zhì)元素。德國化學(xué)家施塔爾（SATHLGE16601734）于1703年系統(tǒng)地闡述了他提出的燃素學(xué)說。施塔爾認(rèn)為，燃素充塞于天地之間，植物能從空氣中吸收燃素，動(dòng)物又從植物中取得燃素，所以動(dòng)植物中都含有大量的燃素。一切與燃燒有關(guān)的化學(xué)變化，都是由于物體吸收燃素和釋放燃素的過程。,普利斯特里發(fā)現(xiàn)氧而不認(rèn)識氧,17世紀(jì)中葉以前，人們認(rèn)為只有一種氣體，空氣是唯一的氣體元素。18世紀(jì)通過對燃燒和呼吸的研究，才開始認(rèn)識到氣體是多種多樣的，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了CO2、H2、CL2、N2和O2等。英國著名化學(xué)家普利斯特里（PRIESTLY,J17331804）制出了NO、SO2、HCL、NH3，第一次分離出CO，并對許多有機(jī)酸也進(jìn)行了研究，被化學(xué)界稱為“氣體化學(xué)之父”。1774年他用一個(gè)大凸透鏡聚光對汞鍛灰（HGO）加熱，并用排水集氣法收集了產(chǎn)生的氣體，蠟燭在它里面能劇烈燃燒，并作了實(shí)驗(yàn)記錄“我把老鼠放在‘脫燃素氣’里，發(fā)現(xiàn)它們過得非常舒服后，又親自加以實(shí)驗(yàn)，我想讀者是不會(huì)覺得驚異的。我自己實(shí)驗(yàn)時(shí)，是用玻璃吸管從放滿這種氣體的大瓶里吸取的。當(dāng)時(shí)我的肺部所得的感覺，和平時(shí)吸入普通空氣一樣；但自從吸過這種氣體以后經(jīng)過很多時(shí)候，身心一直覺得十分輕快適暢。有誰能說這種氣體將來不會(huì)變成通用品呢不過現(xiàn)在只有兩只老鼠和我，才有享受呼吸這種氣體的權(quán)利罷了?！逼鋵?shí)他所發(fā)現(xiàn)的就是重要的化學(xué)元素氧。遺憾的是，由于他深信燃素學(xué)說，因而認(rèn)為這種氣體不會(huì)燃燒，所以有特別強(qiáng)的吸收燃素的能力，只能夠助燃。因此，他把這種氣體稱為“脫燃素空氣”，把氮?dú)夥Q為“被燃素飽和了的空氣”。,舍勒制得了氧氣卻不能認(rèn)識氧氣,1773年左右，瑞典化學(xué)家舍勒（SCHEELE,CW17421786），用兩種不同的方法制得了他稱之為“火氣”的氣體，并用實(shí)驗(yàn)證明空氣中也存在著“火氣”。他所制取的火氣實(shí)際就是氧氣，發(fā)現(xiàn)時(shí)間比普利斯特里發(fā)現(xiàn)氧還早一年。同樣令人遺憾的，舍勒也是燃素學(xué)說的堅(jiān)信者，他認(rèn)為火是火氣與燃素生成的化合物?？梢娖绽固乩锖蜕崂针m然都獨(dú)立地制得了氧氣，卻不能認(rèn)識氧氣。正如恩格斯所指出的，由于他們被傳統(tǒng)的燃素學(xué)說所束縛，“從歪曲的、片面的、錯(cuò)誤的前提出發(fā)，循著錯(cuò)誤的、彎曲的、不可靠的途徑進(jìn)行探索，往往當(dāng)正確的東西碰到他鼻尖上的時(shí)候他還是沒有得到正確的東西”。,化學(xué)革命家──拉瓦錫,法國化學(xué)家拉瓦錫（LAROISIER,AL），1743年出生于法國巴黎富裕的律師家庭。５歲喪母，在姨母照料下生活，11歲進(jìn)入當(dāng)時(shí)巴黎著名的馬沙蘭學(xué)校，以后升入法政大學(xué)，21歲取得律師資格。于1768年受命為法國皇家科學(xué)院的副會(huì)員，10年后成為18名正式會(huì)員之一，又任７年科學(xué)院的秘書長，實(shí)際上是科學(xué)院的負(fù)責(zé)人。很不幸，因包稅事件，51歲被判處死刑。1794年８月８日法國把自己偉大的化學(xué)家拉瓦錫處死了，世界失去了一位人類最杰出的科學(xué)家。1789年，拉瓦錫出版了他的名著化學(xué)綱要，以大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)，系統(tǒng)全面地批判了燃素學(xué)說，并闡明了燃燒的氧化學(xué)說。氧化學(xué)說的要點(diǎn)（１）物質(zhì)燃燒時(shí)放出光和熱；（２）物質(zhì)在氧存在時(shí)才能燃燒；（３）物質(zhì)在空氣中燃燒時(shí)吸收其中的氧，燃燒后增加的重量恰等于吸收的氧；（４）一般可燃物（非金屬）燃燒后變?yōu)樗?，金屬燃燒后變?yōu)榛以唇饘傺趸?。這個(gè)以氧為中心的理論簡明地把燃素學(xué)說所不能解決的問題解決了，把燃素學(xué)說誤解的問題也糾正了，使人們能夠按照燃燒的本來面目掌握燃燒的規(guī)律。燃燒的氧化學(xué)說的建立，著名化學(xué)家武茲和貝特羅都把它稱為一場全面的化學(xué)革命。拉瓦錫著的化學(xué)綱要、牛頓著的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理和達(dá)爾文著的物種起源被人們稱為世界自然科學(xué)的三大名著。,拉瓦錫的科學(xué)方法,重視實(shí)驗(yàn)而且作了定量要求。正是由于拉瓦錫采用了定量實(shí)驗(yàn)，才能“把以前人們所做的一切實(shí)驗(yàn)看作只是建議性質(zhì)的”。善于應(yīng)用科學(xué)史的分析方法?！爱?dāng)我研究所有從物質(zhì)中所析出或與物質(zhì)結(jié)合的空氣的全部歷史時(shí)，一些不同的解釋全部呈現(xiàn)。由于這項(xiàng)研究結(jié)果的重要性促使我擔(dān)任這項(xiàng)工作，這項(xiàng)研究最后可能導(dǎo)致物理學(xué)和化學(xué)的革命。我認(rèn)為過去做的實(shí)驗(yàn)僅供參考，有人建議我用新的方法重做這些實(shí)驗(yàn)以便將空氣從物體中析出或與物體結(jié)合的知識同其他知識融合，以形成一項(xiàng)新的理論?！睉?yīng)用以量求質(zhì)的研究方法。拉瓦錫是一個(gè)明確提出把量作為衡量尺度對化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明的第一個(gè)化學(xué)家，“必須用天平進(jìn)行精確測定來確定真理”。以量求質(zhì)的研究方法是推動(dòng)化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要的科學(xué)方法。,氮?dú)夂拖∮袣怏w的發(fā)現(xiàn),氮?dú)庠谡J(rèn)識氧氣之后才被認(rèn)識，不過它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國化學(xué)家布拉克發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣，即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來。后來他的學(xué)生Ｄ盧瑟福把老鼠放進(jìn)封閉的玻璃罩里直至其死后，發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10；若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收，則會(huì)繼續(xù)減少１/11的體積。在同一年，普利斯特里作類似的燃燒實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使１/5的空氣變?yōu)樘妓釟?，用石灰水吸收后的氣體不助燃也不助呼吸。由于他同Ｄ盧瑟福都是深信燃素學(xué)說的，因此他們把剩下來的氣體叫做“被燃素飽和了的空氣”。1772年化學(xué)家舍勒用硫酸與鐵粉的混合物吸收空氣中的助燃?xì)舛〉昧说獨(dú)?，是第一個(gè)認(rèn)為氮?dú)馐强諝獬蔀橹坏娜?。只要把空氣中的助燃?xì)馕?，就能制得較純的氮?dú)??！暗边@個(gè)名字，是后來拉瓦錫給它取的，意思是無益于生命。大約氮?dú)獍l(fā)現(xiàn)的百年之后，英國化學(xué)家瑞利，一方面從空氣中除掉氧氣、二氧化碳、水蒸氣得到氮?dú)?；另一方面從氮化物分解制得氮?dú)?。他把這兩種來源不同的氮?dú)膺M(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在正常狀態(tài)下前者的密度是12572克／升，后者的密度是12508克／升。英國化學(xué)家萊姆塞（18521916）用燃燒的鎂與空氣中的氮?dú)庾饔茫猿タ諝庵械牡?，結(jié)果剩下少量的稀有氣體。經(jīng)光譜檢驗(yàn)，證明是一種新的氣體元素叫做氬。后幾年他用分級蒸餾法，從粗制的氬中分離出其它三種稀有氣體──氖、氪、氙。1895年，萊姆塞用硫酸處理瀝青油礦，產(chǎn)生一種氣體，用光譜鑒定為氦。由于他先后發(fā)現(xiàn)氦、氖、氪、氬、氙，獲得了1904年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。,從原子的哲學(xué)觀念到科學(xué)概念,古希臘唯物主義哲學(xué)家留基伯（公元前500－400年）和他的學(xué)生德謨克利特（公元前460－370年），共同創(chuàng)立了哲學(xué)的原子論。自然界所有的物質(zhì)都是由極小的粒子構(gòu)成的（水滴石穿、銅手變小、戒指變薄、鐵犁磨損等）。構(gòu)成物質(zhì)的粒子不是靜止的而是運(yùn)動(dòng)的（丁達(dá)爾現(xiàn)象，時(shí)空尺度）。近代化學(xué)之父──道爾頓。英國化學(xué)家道爾頓（17661844），出生于英國西部一個(gè)文化極其落后的農(nóng)村，父親務(wù)農(nóng)，子女６人，家境相當(dāng)貧困，12歲開始辦私塾，15歲應(yīng)附近城市寄宿學(xué)校之約擔(dān)任助理教員。從此，他走上了邊教學(xué)、邊自學(xué)、邊研究、邊寫作的道路，一直走了60年。道爾頓終身過著單身生活，沒有結(jié)婚。他自己說沒有時(shí)間交女友、談戀愛。他不僅幼年時(shí)過著貧窮的日子，在享有盛名后經(jīng)濟(jì)仍不富裕。到1833年，由于科學(xué)界的呼吁，英國政府才給他養(yǎng)老金。1853年曼切斯特市舉行了一次市政集會(huì)，捐了一大筆錢，在曼徹斯特大學(xué)設(shè)立了道爾頓獎(jiǎng)學(xué)金，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)化學(xué)成績優(yōu)秀的青年。,道爾頓從氣象研究開始，進(jìn)而研究空氣的性質(zhì)和組成、蒸汽壓、混合氣體的分壓、氣體擴(kuò)散等問題。氣體分壓定律混合氣體的總壓等于組成它的各種氣體的分壓之和。推論出空氣是由不同的顆?；旌铣傻模⒆C明了各地的空氣都是由氧氣、氮?dú)狻⒍趸己退羝囊镔|(zhì)的無數(shù)個(gè)小顆?；旌掀饋淼?。他應(yīng)用希臘哲學(xué)上的名詞，叫這些小顆粒為原子。由于當(dāng)時(shí)他還不理解原子和分子的區(qū)別，所以無論元素的小顆?；蚧衔锏男☆w粒，都一律叫做原子。1803年10月道爾頓在曼徹斯特學(xué)會(huì)上所作的關(guān)于原子學(xué)說報(bào)告的幾個(gè)論點(diǎn)。,“在我之前的各種關(guān)于微粒的學(xué)說，其共同點(diǎn)在于都認(rèn)為微粒乃是一些不相同的小球。而我認(rèn)為，同一種元素的原子彼此之間是相同的，但它們不同于別種元素的原子。目前對原子的大小還一無所知，那么，關(guān)于它們的基本物理性質(zhì)卻是可以說明的──原子是具有重量的。為了證明這一點(diǎn)，請?jiān)试S我宣讀一下我的第二篇論文第一張關(guān)于物體的最小質(zhì)點(diǎn)的相對重量表。原子不可再分，也無法稱量。如果認(rèn)為原子是按照最簡單的比例關(guān)系互相化合的，并對一些復(fù)雜的物質(zhì)進(jìn)行分析之后，再將其中最輕的元素的重量百分?jǐn)?shù)同其它元素的重量百分?jǐn)?shù)比較一下，就可以得出很有趣的數(shù)值。這些數(shù)據(jù)表明，一種元素的原子總是比最輕的元素的原子要重多少倍。請注意一下原子相對重量表，現(xiàn)在這張表正放在你們的前面。最輕的元素顯然就是氫。這就意味著，應(yīng)當(dāng)把氫的原子量相對地規(guī)定為１”道爾頓作為原子學(xué)說的奠基人，恩格斯贊美道爾頓說“化學(xué)中的新時(shí)代是隨著原子論開始的（所以，近代化學(xué)之父不是拉瓦錫，而是道爾頓）?！?測定原子量的艱巨任務(wù),道爾頓提出的倍比定律法國化學(xué)家蓋呂克研究氣體反應(yīng)的容積關(guān)系，而發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律（即蓋呂薩克定律）。瑞典化學(xué)家貝采里烏斯（BERZELIUS,JJ17791848），使氣體體積化合的相對數(shù)量與原子的相對數(shù)量相等。應(yīng)用蓋呂薩克定律測定原子量并在1813年制出１個(gè)原子量表。1819年法國化學(xué)家杜?。―ULONG,PL17851838）和培蒂（PETIT,AT17911820）測定各種單質(zhì)的比熱時(shí)，發(fā)現(xiàn)許多固體單質(zhì)的比熱常與它的原子量成反比，即比熱與原子量的乘積近似于一個(gè)常數(shù)（64）。這就是他們所提出來的原子熱容定律。他們根據(jù)原子熱容定律，修正了貝采里烏斯所測定的一些原子量。貝采里烏斯的學(xué)生德國化學(xué)家米希爾里希（MITSCHERLICH,EE17741863），1818年提出同晶形定律“如果相同數(shù)目的原子以相同的格局結(jié)合，其結(jié)晶形狀應(yīng)相同。原子的化學(xué)性質(zhì)對結(jié)晶形狀不是起決定作用的，但結(jié)晶形狀卻為原子的數(shù)目和結(jié)合方式所支配”。由于貝采里烏斯能采納各家之長，因而能在1826年發(fā)表比較正確的原子量表，而為化學(xué)的發(fā)展建立了不朽的功勛。,比利時(shí)的斯達(dá)（STAS,JS18131891）是最早對原子量進(jìn)行精確測定的化學(xué)家。斯達(dá)在1857－1882年的25年時(shí)間內(nèi)從事測定原子量的工作，得出了一些元素原子的相當(dāng)精確的原子量，這些原子量值與現(xiàn)在的原子量相當(dāng)接近。而以氧的原子量等于16為原子量基準(zhǔn)，也是斯達(dá)于1860年提出來的。這個(gè)基準(zhǔn)獲得了大家的贊同，使幾十年原子量測定中的各種主張，獲得了統(tǒng)一，為化學(xué)發(fā)展建立了量的基礎(chǔ)。美國化學(xué)家查茲（RICHARDS,TW18681928）發(fā)現(xiàn)，斯達(dá)所測定的原子量值并不十分精確。于是他和他的學(xué)生，從1904年開始做了大量的分析工作，修正了斯達(dá)的原子量值，例如將銀的原子量從10793修正為10788，氮的原子量從14055修正為140085，與現(xiàn)在的原子量（銀為1078682，氮為1400674）更為接近。由于他在測定精確的原子量上作出了重大的貢獻(xiàn)，因而獲得了1914年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。,化學(xué)領(lǐng)域中的探險(xiǎn)者──蓋呂薩克,法國的物理學(xué)、化學(xué)家蓋呂薩克（GAYLUSSAC,JL17781850）的父親是檢察官，家境比較富裕，在巴黎工業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)就非常熱愛化學(xué)專業(yè)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，深得該校著名化學(xué)家貝托雷（BERTHOLLET,CL17481822）的賞識。1880年畢業(yè)后，當(dāng)貝托雷的助手。當(dāng)時(shí)貝托雷正在同化學(xué)家普羅斯（PROUST,JL17541826）爭論有關(guān)普羅斯1799年提出來的定比定律問題，貝托雷對此結(jié)論堅(jiān)決反對。蓋呂薩克經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析研究，所記錄的事實(shí)和所得的結(jié)論都證明貝托雷的反對是錯(cuò)誤的。貝托雷看了蓋呂薩克的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，深感失望，但他畢竟是大科學(xué)家，真理總是比自尊心更為可貴。他想，做出這一成果的不是別人，而是剛剛踏上科學(xué)道路的年輕人蓋呂薩克的。這時(shí)貝托雷陰沉的臉上露出了笑容，
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