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慧正資訊:每個化學人都知道俄羅斯的門捷列夫是“化圣”,但國人忘記中華大地一個偉大的人物,他就是徐壽。
金木水火土是化學的起源:科學家也許就是當年的道士!
1、化學的萌芽
始人類從用火之時開始,由野蠻進入文明,同時也就開始了用化學方法認識和改造天然物質。燃燒就是一種化學現象。掌握了火以后,人類開始熟食;逐步學會了制陶、冶煉;以后又懂得了釀造、染色等等。這些有天然物質加工改造而成的制品,成為古代文明的標志。在這些生產實踐的基礎上,萌發了古代化學知識。
1.古人曾根據物質的某些性質對物質進行分類,并企圖追溯其本原及其變化規律。
公元前4世紀或更早,中國提出了陰陽五行學說,認為萬物是由金、木、水、火、土五種基本物質組合而成的,而五行則是由陰陽二氣相互作用而成的。此說法是樸素的唯物主義自然觀,用“陰陽”這個概念來解釋自然界兩種對立和相互消長的物質勢力,認為二者的相互作用是一切自然現象變化的根源。此說為中國煉丹術的理論基礎之一。
2.公元前4世紀,希臘也提出了與五行學說類似的火、風、土、水四元素說和古代原子論。
這些樸素的元素思想,即為物質結構及其變化理論的萌芽。后來在中國出現了煉丹術,到了公元前2世紀的秦漢時代,煉丹術以頗為盛行,大致在公元7世紀傳到阿拉伯國家,與古希臘哲學相融合而形成阿拉伯煉丹術,阿拉伯煉金術與中世紀傳入歐洲,形成歐洲煉金術,后逐步演進為近代的化學。
3.煉丹術的指導思想是深信物質能轉化,試圖在煉丹爐中人工合成金銀或修煉長生不老之藥;他們有目的的將各類物質搭配燒煉,進行實驗。
為此涉及了研究物質變化用的各類器皿,如升華器、蒸餾器、研缽等,也創造了各種實驗方法,如研磨、混合、溶解、潔凈、灼燒、熔融、升華、密封等。
4.與此同時,進一步分類研究了各種物質的性質,特別是相互反應的性能,這些都為近代化學的產生奠定了基礎,許多器具和方法經過改進后,仍然在今天的化學實驗中沿用。
煉丹家在實驗過程中發明了火藥,發現了若干元素,制成了某些合金,還制出和提純了許多化合物,這些成果我們至今仍在利用。
2、化學的中興
1.16世紀開始,歐洲工業生產蓬勃興起,推動了醫藥化學和冶金化學的創立和發展,使煉金術轉向生活和實際應用,繼而更加注意物質化學變化本身的研究。
在元素的科學概念建立后,通過對燃燒現象的精密實驗研究,建立了科學的氧化理論和質量守恒定律,隨后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律,為化學進一步科學的發展奠定了基礎。
2.19世紀初,建立了近代原子論,突出地強調了各種元素的原子的質量為其最基本的特征,其中量的概念的引入,是與古代原子論的一個主要區別;近代原子論使當時的化學知識和理論得到了合理的解釋,成為說明化學現象的統一理論。分子假說提出了,建立了原子分子學說,為物質結構的研究奠定了基礎。
門捷列夫發現元素周期律后,不僅初步形成了無機化學的體系,并且與原子分子學說一起形成化學理論體系。
3、化學的學科分類
化學在發展過程中,依照所研究的分子類別和研究手段、目的、任務的不同,派生出不同層次的許多分支。在20世紀20年代以前,化學傳統地分為無機化學、有機化學、物理化學和分析化學四個分支。20年代以后,由于世界經濟的高速發展,化學鍵的電子理論和量子力學的誕生、電子技術和計算機技術的興起,化學研究在理論上和實驗技術上都獲得了新的手段,導致這門學科從30年代以來飛躍發展,出現了嶄新的面貌,現在把化學內容一般分為:
1.生物化學
2.有機化學
3.高分子化學
4.應用化學和化學工程學
5物理化學
6無機化學等
六大類超過80項,實際包括了七大分支學科。
4、化學史上的中國人
在中華民族5000千年的文明史上,有許多可歌可泣的科學家,他們的發明和發現在世界科學史上都占有重要位置,在世界化學史上我們的炎黃子孫也是成果輝煌,業績閃爍,給5000年的文明史添光爭彩,為此我們感到自豪和驕傲!現將在化學史上有重大發現的我國學者作一摘要介紹。
一、墨翟
墨翟(公元前479-381),先秦時期墨派思想的創始人,著有《墨經》。在該書中說到:“非半不昔斤則不動,說在端,昔斤必半,毋與非半,不可昔斤也。端,是無間也”意思是說物質到一半的時候,就不能斫開它了,物質如果沒有可分的條件,那就不能再分了。
墨子的“端”即為物質的最小單位,有現代原子的意義,意味著他對物質非連續性的認識,他的這一認識和古希臘哲學家德漠克利特所提出的原子(不能再分)基本上是同時代的,所以說原子概念的最提出不能抹煞墨子的功勞。
二、劉安
我國西漢時的煉丹家,他著的《淮南萬畢術》中記載著“曾青得鐵,則化為銅”意思是說銅遇到鐵時,就有銅生成,實質就是我們現在所說的鐵和可溶性的銅鹽發生的置換反應;這一發現要比西方國家早1700多年;在宋朝時采用這一方法煉銅已有相當規模,每年煉銅達5x105kg,占當時銅產量的15%~25%,這種煉銅方法在我國最早,是濕法冶金的先驅;
劉安在他的《淮南子》中寫到:“老槐生火,久血為磷”這句話實質說的是磷的自燃現象。劉安在西漢時能發現這一現象,說明他對磷有所了解,而德國的布朗特是在1660年從尿中發現磷的,他的發現比劉安晚1000年,那么磷的最早發現者應該是劉安。
三、魏伯陽
我國東漢時期煉丹家,生卒年代不詳,會稽上虞(今浙江上虞縣)人。撰有《周易參同契》,此書是現存世界上最早的一部煉丹術專著,其中化學知識豐富。記載著“丹鼎”這一化學反應裝置,記述了汞易揮發的特性以及汞和硫化合為丹砂(Hgs)、汞和鉛汞齊(汞鉛合金)等化學知識。
四、葛洪
我國晉代煉丹家、醫學家,自號抱樸子,丹陽句容(江蘇句容縣)人;著有《抱樸子》一書,所含化學知識豐富。他曾談到:“丹砂燒之成水銀,積變又還成丹砂”這句話所指的化學反應是:
①紅色Hgs(丹砂)在空氣中加熱生成汞:
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隔絕空氣加熱(升華)變成紅色晶體HgS
這一事實說明葛洪對化學反應的可逆性初步有所了解,這一了解在當時化學還處于萌芽時期是很了不起的;
五、蔡倫
我國東漢和帝時曾任主管制造御用器物的尚方令,宦官;桂陽人(今湖南來陽縣人),他總結了西漢以來的造紙經驗,改用便宜的材料:樹皮、碎布、破魚網為原料,經過精工細作,造出優質紙,被稱為“蔡倫紙”;
后世人們將蔡倫稱為造紙技術的發明人;1000多年來,我國的造紙材料大致都是依照蔡倫的辦法加以推廣的;公元751年,唐軍與阿拉伯人打仗,唐軍敗,士兵被俘,俘虜中有造紙工人,將造紙技術傳給阿拉伯,然后相繼傳給了埃及、摩洛哥、西班牙,直到歐洲。
六、陶弘景
我國南北朝(公元5世紀末)時期有名的醫學家和煉丹家,他著的《本草經集注》就有焰色反應的記載,書中這樣寫到:“先時有得一種物,其色理與樸消大同小異,月出月出如握不冰,強燒之,紫青煙起,云是真消石也”。樸消指的是硫酸鈉,消石指的是硝酸鉀(當時“消”和“硝”混用),所以說陶弘景是最早運用焰色反應的人,德國化學家本生是在1854年才發現焰色反應的,比陶弘景的發現晚1000年。
七、馬和
我國唐朝的煉丹家,是世界上最早發現氧氣的人,馬和寫的一本書叫做《平龍認》,書中談到:空氣的成分復雜,主要由陽氣(N2)和陰氣(O2)組成,其中的陽氣比陰氣多得多。馬和還進一步指出:陰氣還存在于青石(氧化物)、火硝(硝酸鹽)等物質中,如果用火加熱它們,陰氣就會放出,他認為水中也有大量陰氣,不過常難把它取出來。
馬和的《平龍認》一直流傳清代,后來被德國侵略者乘戰亂搶走,我國現無保存。不過,在1807年俄國彼得堡科學院的一次學術討論會上,德國漢學家朱利斯•克拉普羅茲(klaproth)宣布了一篇論文,文中說他見過《平龍認》的中文手抄本,近代一些國外專著也提到了馬和及《平龍認》,如英國梅勒的《無機化學大全》、蘇聯濕克拉索夫的《普通化學》教程。濕克拉索夫寫到:“在8世紀時,中國學者馬和的著作中就明確指出了空氣組成的復雜性,提出了制備氧氣(陰氣)的方法,并發展了燃燒的假設,瑞典化學家舍勒和英國化學家普利斯特里發現氧氣是18世紀70年代,比馬和的發現要晚1000年。
八、孫思邈
我國唐代醫學家,京兆華原(陜西耀縣)人。最早記錄了黑火藥的配方,他寫的《丹經內伏硫磺法》載于孟要甫的《諸家神品丹法》第五卷中,對黑火藥的配方就有記載。到宋朝時黑火藥的生產和應用就很熟練了,火藥武器就很先進,公元1225年-1248年由商人將黑火藥傳入阿拉伯等國家。
九、沈括
北宋仁宗進士,杭州錢塘人,是我國歷史上一位卓越的科學家。晚年退居潤州(今江蘇鎮江)夢溪園,寫的《夢溪筆談》一書是世界上科技史上一本重要著作,反映了我國北宋時期自然科學達到的高度,為了紀念他,1979年國際上曾以沈括的名字命了一顆新星。
沈括在《夢溪筆談》這本書中最早記載了石油的用途,并預言“此物后必大行于世”。我國古代稱石油為“石漆”、唐代叫“石脂水”、五代時叫“猛火油”。沈括第一個提出了“石油”這個科學的命名,后來世界各國也基本上采用了“石油”這一名稱,沿用至今。
十、宋應星
我國明代著明的科學家,江西奉新人,出身官僚。一生著作很多,在自然科學方面的代表作是《開工天物》,該書發表的初期轟動全歐洲,在日本興起“開物之學”,就在科學技術突飛猛進的今天,仍有許多學者對《開工天物》很感興趣。《開工天物》成為世界科學技術的名著;《開工天物》中的化學知識是相當豐富的,像該書中敘述的連續鼓風的活塞木風箱比歐洲早100多年,記述的鋅的冶煉和銅鋅技術是世界上首次文獻記載,所以說宋應星是鋅元素的發現。《開工天物》中有對磷火的記述:“暮夜鬼火游燒,孤野墓墳,直待日黃昏,此火中隙而出。”說明宋應星生前已發現磷的自燃現象,這一發現要比德國的布朗特發現的早,因為布朗特是1669年從尿中發現的,而宋應星已于1661年(歷史辭典中)去世。他的《開工天物》在1661年以前早已完成,所以說宋應星發現磷的自燃現象比布朗特發現磷早。
十一、徐壽
我國清末科學家,江蘇無錫人,我國近代化學史上一位重要人物。他一生著作很多,在化學方面主要有《化學鑒原補編》、《化學考質》、《化學求數》(最杰出的貢獻,他把門捷列夫的元素周期表翻譯成漢語用各種偏旁及諧音)等書籍;他的著作系統地介紹了19世紀七八十年代化學知識的主要內容,此外他于1875年在上海創立了“格致書院”(格致即格物致知,清末時對物理、化學的總稱)公開講演自然科學知識,還進行化學演示實驗,對我國近代化學的發展起了重要的促進作用。
氧氣的名稱就是徐壽命名的。他認為人的生存離不開氧氣,所以就命名為“養氣”即“養氣之質”,后來為了統一就用“氧”代替了“養”字,便叫這“氧氣”。
十二、侯德榜
侯德榜(1890-1974),福建閩侯人,早年留學美國。1920年獲哥倫比亞大學研究院化學工程博士學位,1921年回國;為我國的制堿工業做出了卓越的貢獻,是世界著名的制堿專家。他與范旭東創辦了我國第一家民族制堿企業,1925年國產“紅三角”牌純堿在美國費城博覽會上榮獲金質獎章。他寫的《制堿》一書1932年在美國出版,這是世界上第一部有關純堿工業生產的專著。
1939年侯德榜首先提出聯合制堿的連續工程,在世界上被稱為“侯氏制堿法”,該法的特點是將制堿廠、合成氨廠、石灰廠聯合了起來,降低了成本,提高了利用率,制堿的同時生產化肥(NH4Cl)。這是世界制堿工藝上的重大突破,對制堿和化肥工業做出了杰出貢獻。
最新點評分析
對化學及化學工業的獨特理解:假如沒有化學的話?
1.我們將沒有很多著名的藝術大師,例如達芬奇和文藝復興時代,因為當時化學家們發現和發明了顏料。
2.我們將沒有今天的航天、飛機、計算機、汽車和電器,因為化學家們發現和發明了高性能的合成材料。
3.我們將沒有華美的衣服、美味的食品、優雅的住宅。
4.化學=藝術+幻想+歷史+邏輯+美妙,但≠破壞環境。
5.沒有化學家會有傳世至今遠古的陶瓷、字畫?甚至引領現代科技的宇航事業?
我們熱愛化學:因為,化學也許是人類最美好的科學!
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