化學的確立和長足進步課件VIP

化學的確立和長足進步

一、科學化學的形成

1.從煉金術向化學的過渡赫爾蒙特（1577－1644），比利時貴族出身，醫(yī)學博士，自稱“火術哲學家”（1）區(qū)分了“空氣”(air)與“氣體”（gas)給出粗略的氣體分類。（2）用實驗證明“土源于水”。燒瓶實驗。（3）用實驗證明“木源于水”。（4）開辟了定量研究的思路2.波義爾把化學確立為科學波義爾（1627－1691），愛爾蘭貴族后代，周游列國，1644年回到英國，接受一大筆遺產(chǎn)1668年移居倫敦，建立了一家私人實驗室1661年《懷疑的化學家》，開始了近代化學的歷程波義爾2.波義爾把化學確立為科學

化學元素概念：“我所說的元素是指某些原初的和單純的即絲毫沒混合過的物體，它們不由別的物體組成，而一切物體由它們所組成，而且最終分解成它們。燃燒研究。在真空中做燃燒實驗，發(fā)現(xiàn)空氣而且只是一部分空氣對于燃燒是必要的。3.燃素說

近代化學是從研究燃燒現(xiàn)象開始的。波義耳等英國化學家進行了大量的燃燒、焙燒實驗，積累了大量實驗資料。但是對燃燒現(xiàn)象的解釋還不夠成功。3.燃素說

燃素說對燃燒現(xiàn)象的解釋：一切可燃物質(zhì)都包含一種可燃元素，它在燃燒、焙燒和呼吸過程中被釋放出，并為周圍空氣吸收。燃素說的持有者奠基人：德國化學家柏克爾和斯塔耳支持者：舍勒、普利斯特列、馬凱、卡文迪許、邁耶爾布萊克也曾一度相信燃素說燃素說解釋金屬的焙燒和冶煉當金屬焙燒時，它們釋出所包含的燃素，被周圍空氣吸收。當用木炭加熱礦石使之變?yōu)榻饘贂r，它們吸收木炭所釋出的燃素。木炭被認為是幾乎純粹的燃素。自由空氣的作用為進行燃燒過程，必須導入自由空氣但空氣只是為了吸收燃燒過程中釋出的燃素因為不排除燃素，就不可能進行燃燒過程，而沒有自由空氣來吸收燃素，燃素就不可能離開物體。燃素具有負重量？問題：在焙燒過程中燃素損失了，可為什么事實上金屬灰比原來的金屬還重？一些化學家給出解釋說，因為燃素具有負重量。凡是包含燃素的物質(zhì)重量都會減輕，當燃素由于加熱而被排出時，這種物質(zhì)變重了。但是這種解釋也是含糊不清的，不能對所有的燃燒現(xiàn)象作出一致的解釋。英國化學家普利斯特列（1733－1804）青年時期是位自由主義人文學者，1766年遇富蘭克林之后，對實驗科學發(fā)生興趣。1767年出版《電學史》1774年，普利斯特列收集到一種新的氣體，它使火焰劇烈燃燒，使老鼠活得更長，使人吸入后感到舒暢。但他相信燃素說，將該氣體命名為“脫燃素空氣”。4.氧化燃燒學說

拉瓦錫1743年出生在一個富裕的家庭，從小就是才華出眾的學生。父親是律師，原本希望兒子繼承他的職業(yè)，但年青的拉瓦錫在聽了一堂天文學課程后對科學產(chǎn)生了興趣。拉瓦錫把錢用于化學研究拉瓦錫把錢用于化學研究，他建立起一座規(guī)模宏大的私人實驗室，法國科學界的精英們常在他的實驗室聚會。然而拉瓦錫為了賺錢用于化學研究，于1768年在“包稅局”投資了50萬法郎，作為稅農(nóng)每年從中賺取100,000法郎。稅農(nóng)們敲詐勒索無不用其極，有人稱在十八世紀沒有別的集團比這些稅農(nóng)們更可恨了。水與土當時一些人認為水和土是兩種元素，并且可以相互轉化。原因是長時間加熱水之后，水可以變成土。1768年拉瓦錫用精確測量的實驗證實水不會轉變成土。在密閉容器中加熱金屬1774年拉瓦錫為了證實上述想法，進行一系列實驗。他在有一定限量空氣的密閉容器中加熱錫和鉛。是空氣失去了重量兩種金屬的表面都生長了一層金屬灰。人們已經(jīng)知道這些金屬灰比它們所置換的金屬重。容器的總重量在加熱前后并沒有變化。這就意味著，金屬如果獲得重量，容器里的別處必然失去重量。拉瓦錫證明,金屬灰雖然重量增加了，但空氣重量減少了。普利斯特列訪問巴黎報告發(fā)現(xiàn)“脫燃素空氣”。拉瓦錫發(fā)現(xiàn)正是它加入了反應過程，稱“最宜于呼吸的空氣”。英國普利斯特列和瑞典舍勒痛失發(fā)現(xiàn)氧化學說的重大機遇；燃素說被推翻，一門真正現(xiàn)代意義上的化學學科建立了。質(zhì)量守恒定律拉瓦錫還證明在化學變化過程中，質(zhì)量不會增加和消失，只是從一個地方轉移到另一個地方。這就是質(zhì)量守恒定律，是整個十九世紀化學的基石?？諝庥蓛煞N氣體組成1778年拉瓦錫第一個宣告空氣由兩種氣體組成，其中一種氣體能維持燃燒，而另一種不能。1779年他將前者稱為“氧”（希臘語是“產(chǎn)生酸”的意思），后者為“硝”，1790年夏普塔爾改為氮，即現(xiàn)用名?！痘瘜W命名法》1787年拉瓦錫和另外幾位化學家合作出版了《化學命名法》確立了對每一種物質(zhì)用組成它們的元素而定名的原則其宗旨是名稱應該表明其成分這個命名體系是如此清晰和具有邏輯性，很快就被接受了，并一直成為化學命名法的基礎?！冻醯然瘜W概論》1789年拉瓦錫出版《初等化學概論》，Traité

élémentairedechemie這是第一本現(xiàn)代化學教科書。書中拉敘述了質(zhì)量守恒定律列出了當時已知的所有元素的表。這個表的大部分是正確的，但拉瓦錫把熱和光也列為元素拉瓦錫的貢獻(1)建立化學研究中準確測量的規(guī)范(2)推翻燃素說(3)發(fā)現(xiàn)化學變化中質(zhì)量守恒(4)確立化學命名法“共和國不需要科學家”的犧牲品

1789年法國大革命爆發(fā)，革命法庭宣稱：“共和國不需要科學家！”拉瓦錫在1794年5月8日被推上斷頭臺，時年49歲。拉格朗日哀悼說：“砍掉他的頭只要眨眼的工夫，可是生出一個象他這樣的頭大概一百年也不夠?！痹印肿訉W說的誕生1.道爾頓原子論英國化學家道爾頓（1766－1844）在前人的定組成定律、當量定律和他自己發(fā)現(xiàn)的倍比定律的基礎上，于1803年公布了《原子論和原子量計算》一文，提出了原子論思想。道爾頓原子論

道爾頓在1808年出版的《化學哲學新體系》中進一步系統(tǒng)地闡述原子論：

(1)化學元素由原子組成

(2)原子不可改變

(3)化合物由分子組成，分子由原子化合而成

(4)同一元素的原子相同，不同元素的原子重量不同

(5)只有以整數(shù)比的元素的原子相結合時，才會化合

(6)在化學反應中，原子只是重新排列，不會生滅

(7)明確地提出了原子量是元素的本質(zhì)特征，開創(chuàng)了近代化學發(fā)展的新時代。分子學說的建立

道爾頓原子論的最主要缺陷是沒有分清原子和分子，由此引發(fā)了與提出氣體定律的法國化學家蓋·呂薩克之間的爭論。分子學說的創(chuàng)立者：阿伏加德羅

意大利化學家阿伏加德羅于1811年提出分子學說使問題得以解決，但分子學說在道爾頓的壓制下被埋沒，直到1860年經(jīng)意大利化學家康尼查羅的努力才得以重見天日。三、有機化學與結構化學的起步

合成尿素

1828年德國化學家沃勒（Fredrich

W?hler1800-1882）首次用無機物合成了一種有機物尿素后，人們認識到形形式式的有機物質(zhì)與無機物質(zhì)并沒有本質(zhì)上的差別。有機化學與結構化學的起步

有機結構理論的建立

19世紀初德國李比希和維勒提出“基團論”；法國化學家杜馬1834年提出“類型論”；德國化學家凱庫勒1857年提出“原子價”的概念和苯的六邊形環(huán)式結構學說；俄國化學家布特列諾夫1861年提出了系統(tǒng)的有機化學理論。布特列諾夫李比希JustusvonLiebig1803-1873

被稱為有機化學之父的李比希確立了一套卓有成效的有機化合物的分析法，使得有機化學迅速發(fā)展。四、元素周期律的發(fā)現(xiàn)1789年拉瓦錫制定最初的元素表。1815年英國人普勞特提出氫是基本元素的觀點。他注意到很多元素的原子量都是氫原子的整數(shù)倍。這是最早試圖把所有的元素用一定的秩序統(tǒng)一起來。三兄弟元素說1829年德國人杜伯萊納提出元素組學說他的三兄弟元素說，如氯、溴、碘；鋰、鈉、鉀；鈣、鍶、鋇等等；指出性質(zhì)十分相近的三個元素的原子量之間，存在以下關系式：1/2（Cl+I）=Br等等。“螺旋圖”、“八音律”1850年培吞柯菲爾指出相似元素的原子量具有算術級數(shù)的關系。1862年法國人尚庫圖瓦提出“螺旋圖”，在圓柱的螺旋形上排列元素。1864年英國人紐蘭茲提出元素的八音律。從某一個元素開始數(shù)到第八個元素，它與最初的元素具有相同的性質(zhì)。依次他制成8個豎列7個橫列的周期表。門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)1869年俄國人門捷列夫（Dimitri

Ivanovitch

Mendeleev1834-1907）發(fā)表《元素屬性和原子量的關系》的論文，1871年提出元素周期律。把已知的63種元素排列為8個豎列12個橫列。門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)

門捷列夫在1869年發(fā)表的《元素屬性和原子量的關系》一文中，抓住原子量這個化學元素的基本特征，將元素按原子量大小順序排列，闡明了元素周期律的基本觀點，在元素周期律的確立上作出了決定性的貢獻?；瘜W元素周期律的發(fā)現(xiàn)，把原先彼此孤立的各種化學元素的知識綜合起來，形成為有內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一體系，完成了人類關于自然界知識的一次偉大綜合?？崭裨禺敃r人們試圖從雜亂無章的元素中理出個頭緒來，但這種嘗試普遍受到懷疑。門捷列夫發(fā)表了他的元素周期表后，也沒有引起人們的重視。他的周期表跟前人不同的地方是，在他的表中留有一些空格，門捷列夫宣稱這些空格代表沒有發(fā)現(xiàn)的元素。三個空格

門捷列夫挑選了其中三個空格，根據(jù)它們在表中上下方元素的特性來推斷和描述了這些暫告缺如的元素應有的特性。這一預言也受到相當大的懷疑。預言的證實(1)1875年法國化學家布瓦博德蘭發(fā)現(xiàn)一種新元素（鎵），其性質(zhì)完全與門捷列夫預言中的一種空格元素相同；(2)1879年瑞典化學家尼爾森發(fā)現(xiàn)的一種元素（鈧）與門捷列夫的另一種空格元素的性質(zhì)相同；(3)1885年德國化學家溫克勒爾發(fā)現(xiàn)的一種新元素（鍺）再次填補了門捷列夫預言的第三個空格。鍆門捷列夫在政治上是個自由派，他反對政府迫害學生，因此不止一次受到申斥。并因而未能當選為俄羅斯帝國科學院院士。1906年他以一票之差沒有獲得諾貝爾獎。1955年新發(fā)現(xiàn)的第101號元素被命名為鍆，就是追認