学习化学的成果

㈠ 化学研究成果

海尔蒙（光合作用的发现）一个结论 2003

此结论不仅证实了海尔蒙脱关于柳树生长过程中合成植物体的物质主要来自水的推论，而且把人们对光合作用本质的

早在两千多年前，人们受古希腊著名哲学家亚里土多德的影响，认为植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。到17世纪上半叶，比利时医生海尔蒙脱设计了一个巧妙的实验：他把一棵称过重的柳树种植在一桶事先称好重量的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质。5年后，他发现这棵柳树的重量竟是刚栽种时的33.8倍，而土壤的重量只减少62.2克。因此，他认为构成植物体的物质来自水，而土壤只供给极少量的物质。这个结论首先提出了水参与植物体有机物质合成的观点，但是没有考虑到空气对植物体物质形成所起的作用。

早在1637年，我国明代科学家宋应星在《论气》一文中，已注意到空气和植物的关系，提出“人所食物皆为气所化，故复于气耳”。可惜因受当时科学技术水平的限制，未能用实验来证明这一精辟的论断。直到1727年，英国植物学家斯蒂芬·黑尔斯才提出植物生长时主要以空气为营养的观点。而最先用实验方法证明绿色植物从空气中吸收养分的是英国著名的化学家约瑟夫·普利斯特利。他还证明植物能“净化”因燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气，使空气变好，这就是后来人们才知道的植物在光合作用中释放出氧气的缘故。然而他却把这种现象归因于植物缓慢的生长过程，而没有认识到光在此过程中的重要作用。由于他的杰出贡献和实验完成于1771年，因此，现在把这一年定为发现光合作用的年份。

随后有人重复普利斯特利的实验，但却得出与他相反的结论，认为植物不仅不能把空气变好，反而会把空气变坏（这是由于植物同样有呼吸作用的缘故）。这种截然不同的结论引起人们的极大关注，导致了1779年荷兰的简·英格豪斯进行一系列实验，他的实验证实了普利斯特利的实验结果，确认植物对污浊的空气有“解毒”能力，同时指出这种能力不是由于植物生长缓慢所致，而是太阳光照射植物的结果，从而证明绿色植物只有在光下，才能把空气变好。同时他发现植物有很强的释放气体的能力（这就是后来人们知道的植物在光下进行光合作用时放出氧气的结果），而且这种能力的活性与天气的晴朗程度尤其与植物受光照的强度成正相关。他还证明植物在暗中不仅不能“净化”空气，反而会像动物一样把好空气变坏（这是后来知道的在暗中植物呼吸会释放出二氧化碳的缘故）。他通过进一步实验发现，只有叶片和绿色的枝条在阳光下才有改善空气的作用，而其他所有器官即使在白天也会使空气变坏。这些实验结果为后来人们认识植物绿色部分和光在植物光合作用中的重要性奠定了基础。

1782年，瑞士的牧师吉恩·森尼别在化学分析的基础上，指出植物“净化”空气的活性，除与光照密切相关外，还取决于所“固定的空气”（即后来知道的二氧化碳）。但是由于受当时气体化学发展水平的限制，对植物在光下和暗中所释放的气体究竟分别属于何种气体仍然不清楚。直到1785年，在弄清空气的组成成分后，人们才明确认识到植物的绿色部分在光下释放出的气体为氧气，而植物各器官（包括绿色部分）在呼吸过程释放的气体是二氧化碳。到此时，人们对植物光合作用与气体间的关系才有较深刻的认识。

关于植物在光下放氧，我们可以用如下的简单实验加以证明：剪取生长旺盛的几枝金鱼藻嫩枝（长度约10厘米左右），置于事先盛有清水的大烧杯中，再在藻体上罩一个大漏斗，烧杯中的水面应高于漏斗柄，在有条件的情况下，可同时注入少量0.2％的碳酸氢钾溶液，目的是增加水中二氧化碳的含量，然后在漏斗柄上，套一支事先已用橡皮塞塞紧上端、用石蜡或凡士林密封好并且装满水的玻璃管。完成上述工作后，把烧杯置于温度较高并且光线充足的地方，便可以观察到有成串气泡（即金鱼藻在光下进行光合作用时释放的氧气）逸入试管中，使试管中的水面下降。

虽然当时人们对光合作用与气体间的关系有较深刻的认识，但是，对植物在光合作用中吸收的二氧化碳和释放的氧气之间的数量关系仍然不清楚。1804年，瑞士学者德·索苏尔研究了植物光合作用过程中吸收的二氧化碳与放出的氧之间的数量关系，结果发现植物制造的有机物和释放出的氧的总量，远远超过它们所吸收的二氧化碳的量。由于实验中只使用植物、空气和水，别无他物，因此，他断定植物在进行光合作用合成有机物时不仅需要二氧化碳，水也必然是光合作用的原料。此结论不仅证实了海尔蒙脱关于柳树生长过程中合成植物体的物质主要来自水的推论，而且把人们对光合作用本质的认识提高到一个崭新的阶段。

1864年，德国科学家朱利叶斯·萨克斯又证明光合作用的产物除氧气外，还有有机物。此时人们对植物在光合作用过程中吸收二氧化碳，释放出氧气并把二氧化碳和水合成有机物已确信无疑了。因此，最终确定了至今人们还在沿用的光合作用总反应式。然而，当时对于氧气是从绿色部分的什么部位释放出来的尚不清楚。1880年，德国学者恩吉尔曼用具有螺旋形叶绿体的水绵（一种绿藻）作实验。当他把放有水绵和嗜氧细菌悬浮液的载玻片置于没有空气的小室里，然后照光，结果发现嗜氧细菌向被光点照射的叶绿体部位附近集中，这便有力地证明了植物光合作用的放氧机构是叶绿体。

从上面提供的资料可以看到，从海尔蒙脱到萨克斯和恩吉尔曼，人们对光合作用是绿色植物的叶绿体利用光能作为原动力，把二氧化碳和水合成为有机物并释放出氧气的认识，经历了两个多世纪。在这个漫长的历史进程中，人们对光合作用本质的认识，是通过不断探索、实验研究而逐步深化的；同时每一个新的发现都是在继承和发展前人研究成果的基础上获得的。这些认识和对光合作用总反应式的确定，为近代对光合作用这个极其复杂的反应过程的机理进行深入研究奠定了基础。

㈡ 近代化学界的重要成就有哪些

这五项化学发明改变了世界
LCD屏幕随处可见——甚至在美术馆。图片来源：Dominic Alves/Flickr, CC BY-SA
不论你是否承认，跟其他学科相比，化学常常是被忽略的那一个。《科学》杂志在Twitter上公布的50位科学大师中，没有一位是化学家；化学新闻往往也不像物理和天文项目那样受关注，即便项目的主要内容是登陆彗星以后在上面进行的化学实验。
英国皇家化学学会调查了人们对化学、化学家和化学品的真实想法，结果表明，大多数人并不十分了解化学家在做什么，也不清楚化学对现代社会有哪些贡献。
化学名人堂。图片来源：Andy Brunning/[Compound Interest], Author provided
这真是太遗憾了，要知道，没有化学就没有现代社会。为此，我挑选了五项最重要的化学发明，正是它们塑造了我们所处的现代世界。
青霉素
这可不是牛棚，而是战时的青霉素生产车间。图片来源：Wellcome Images
青霉素很可能挽救过你的生命。没有它，哪怕是小小刺伤或喉咙痛都可能致命。1928年亚历山大•弗莱明发现培养皿上的霉块能抑制周围细菌的生长，并把发挥抑菌作用的化学物质称为青霉素（又称盘尼西林，penicillin）。
但是，他穷其所能也未曾从霉菌提取出可以使用的青霉素。弗莱明放弃了，他的工作也沉寂了10年之久。直到1939年，澳大利亚药理学家霍华德•弗洛里（Howard Florey）和他的化学家团队才终于找到了一种大量提纯青霉素的方法，使之真正投入使用。
然而，当时正值第二次世界大战爆发，科学仪器非常短缺。该团队只得用浴缸、牛奶搅拌器和书架组装成一个功能齐备的青霉素生产车间。不出意料，媒体被这种神奇的新药震惊了，但弗洛里和他的同事都不喜欢抛头露面，反而是弗莱明出了风头。
图为弗洛里。图片来源：Howard Florey. Wikimedia
青霉素的大规模生产始于1944年，化学工程师玛格丽特•哈钦森•鲁索（Margaret Hutchinson Rousseau）将弗洛里设计的半调子的仪器设备改进为大规模生产车间。
哈伯-博斯（Haber-Bosch）制氨法
氮肥的出现使农业生产发生了翻天覆地的变化。图片来源：eutrophication&hypoxia/Flickr, CCBY-SA
氮元素在每一个生命体的生物化学反应中都扮演着极为重要的角色，氮气还是空气的主要成分。不过氮气通常比较惰性，这意味着植物和动物无法从空气中直接获得氮。因而，氮的来源问题一直是农业生产的主要瓶颈。
1910年，德国化学家弗里茨•哈伯（Fritz Haber）和卡尔•博斯（Carl Bosch）用氮气和氢气制备出氨气，改变了这一切。它可以作为肥料，提高作物产量，最终为人类提供更多的食物。
如今，我们体内80%的氮都来自于哈伯-博斯制氨法，这个化学反应几乎是过去一百年间人口暴涨的最主要原因。
聚乙烯——意外的发明
虽是塑料，但历史悠久，价值斐然。图片来源：Dacidd/Flickr, CC BY-SA
大部分塑料制品，从水管到食品袋和安全帽，都由聚乙烯制成。这种年产量8000万吨、在现代生活中不可或缺的材料，来源于两次意外发现。
第一次发生在1898年，德国化学家汉斯•冯•佩希曼（Hans von Pechmann）发现他的试管底有一些蜡状的奇怪物质。他和同事一道研究了这个物质，发现它是一种长链分子，称之为聚亚甲基（polymethylene）。不过他们的制备方法没有实用价值，因而像青霉素的故事一样，在相当长的一段时间里都毫无进展。
到了1933年，ICI（一家已被收购的化学品公司）的化学家终于发明了一种制造聚乙烯的新方法。他们在一些高压反应中发现了冯•佩希曼曾留意过的蜡状物质。一开始他们没法重复这个反应，后来发现最初的反应中，氧气泄露进了反应体系。两年后ICI将这一偶然发现变成了实用的合成方法，生产出了如今唾手可得的塑料。
从墨西哥山药中提取出的避孕药
美味的墨西哥山药。图片来源：KatjaSchulz/Flickr, CC BY-SA
早在20世纪30年代，医生们便知道激素可以用来治疗癌症和月经失调，也能用于避孕，但相关研究由于缺少高效合成激素的方法而陷入停滞。当时黄体酮价格高达每克1000美元（以今天的物价水平），而如今每克只卖几美元。
宾夕法尼亚州立大学的有机化学教授拉塞尔•马克（Russel Marker）发现了合成黄体酮的捷径，降低了生产成本。他在植物中寻找结构类似黄体酮的分子，最终在墨西哥山药中分离得到一种化合物，只需一步便能转化成黄体酮，制成第一代避孕药。
你面前的液晶显示屏
LCD屏幕在显示摇滚音乐会的场景。图片来源：lan T. McFarland/Flickr, CC BY-SA
你一定想不到，平面彩色显示器的历史居然可以追溯到20世纪60年代晚期：当时英国国防部想要发明一种新的平面显示器，以代替军用车辆装备的笨重且昂贵的阴极管显示器。研究人员立即想到可以利用液晶材料来实现，当时已经有人提出了液晶显示器（LCD）的概念，但问题是它们只能在高温下工作。除非你把它们安装在烤箱中，否则没什么实用价值。
1970年，英国国防部委托赫尔大学（University of Hull）的乔治•格雷（George Gray），让他想办法使LCD能在更实用的温度下工作。他合成出了一种新的分子叫做5CB，终于实现了这一点。20世纪70年代晚期到80年代早期，全世界90%的LCD设备都使用了5CB，直到现在，便宜的手表和计算器中仍在使用它。同时，5CB的衍生物也直接促进了手机、电脑、电视的诞生。

㈢ 化学最新成果

这种技术有。叫做变压吸附法，这是目前气体分离的主要方法了。利用在一定高压下吸附剂对不同气体的吸附能力不同，先将某些气体吸附在吸附剂上，然后再减压，使各中气体逐解除吸附而逐一分离出来。这项技术比较成熟的国家有美国德国和中国。中国主要是四川的西南化工研究院及其上市公司天一科技股份有限公司掌握这项技术。

㈣ 学习化学有什么用

学习化学的用处：

1、保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。化学作为自然科学的基础学科，与人类日常生活息息相关。可以利用化学生产化肥和农药，以增加粮食产量；利用化学开发新能源、新材料，以改善人类的生存条件；利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好。

2、化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展等问题。

3、化学与其他学科的交叉与渗透，学习化学可以为其他边缘学科打下良好基础，如生物化学、地球化学等等，更能使知识充分理解，融会贯通。

4、培养不断进取、发现、探索、好奇的心理，激发人类对理解自然，了解自然的渴望，丰富人的精神世界。

(4)学习化学的成果扩展阅读：

研究对象

化学对我们认识和利用物质具有重要的作用。宇宙是由物质组成的，化学则是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，与人类进步和社会发展的关系非常密切，它的成就是社会文明的重要标志。

从开始用火的原始社会，到使用各种人造物质的现代社会，人类都在享用化学成果。人类的生活能够不断提高和改善，化学的贡献在其中起了重要的作用。

研究方法

对各种星体的化学成分的分析，得出了元素分布的规律，发现了星际空间有简单化合物的存在，为天体演化和现代宇宙学提供了实验数据，还丰富了自然辩证法的内容。

㈤ 说说化学方面的科学成就有哪些（10个例子）

门捷抄列夫，他对化学的最重要贡献是： 建立了元素周期分类法
戴维一生最大的贡献是在电化学领域。
1807年，戴维电解熔融的苛性钾和苛性苏打，得到碱金属钾和钠。同年，他还用电解硼酸或用金属钾还原硼酸的方法制备硼。1808年，戴维给用电解法制备的汞齐加热（蒸馏法提取汞）制得钙、锶、钡和镁等碱土金属。
拉瓦锡是法国化学家。他证明了物质燃烧和动物的呼吸都属于空气中氧所参与的氧化作用。
拉瓦锡在化学上的第一个贡献，是通过周密的实验，首先发现了物质不灭定律。
道尔顿， 提出原子论：化学中的新时代是随着原子论开始的。
发现混合气体中，各气体的分压定律。
莫桑德尔，他对发现和研究稀土元素作出了重大贡献。
鲍林鲍林的主要成就有：对化学键本质提出独特见解。首先提出化学键有混合特征，即既有共价键又有离子键。创立杂化轨道理论
居里，对放射性研究的贡献
泡利 提出泡利原理
洪特 提出洪特规则
汤姆孙提出了核式电子结构

㈥ 化学教育中成果名称是指什么

一、教师要明确教学目标和教学目的的区别
传统的课堂将教学目的与教学目标混为一谈，这是非常不正确的。作为一名优秀的教师，必须明确教学目标和教学目的是不同的。这是确定教学活动进行的指导性标准，因此，必须严格区分二者的不同。以新的理念和方法来进行教学活动，指导课堂教学，使化学课堂教学活动顺利展开，取得良好的效果。
教学目的从某一方面来说具有很强的功利性色彩，对于素质教育阶段的教学来说具有非常不好的影响。新课标要求培养的学生与传统课堂教学中的有着本质的区别。在新课标的指导下，要培养的学生是有素质、有文化、有思想、有能力的四有学生。新课标下的教学目标明确指出教师在教学中的目标有三个，即认知性学习目标、技能性学习目标和体验性学习目标。在进行教学设计时，一定要严格遵循这三个教学目标来组织课堂教学活动，将学生的思维和能力结合起来得到一定程度的训练。新课标在设计时吸取了知识分类方面的理论成果，把高中阶段学生学习的知识分成认知性知识、技能性知识以及体验性知识。尤其是将策略性知识作为知识体系中的重要组成部分提出来，肯定了高中化学教学中对学生能力培养，重视学生在学习过程中的个人体验，成为教学中必须注意的新导向。新课标指导下的教学目标的设计保留了知识教学要求的等级分类并有了进一步的发展，使教学目标具有了可操作性，对于教师的教学和学生的学习都有了一定的指导意义，因此，要在新课标的指导下进行教学目标的设计，为教学提供一个新的平台，使化学课堂教学活动更加受学生的欢迎。

㈦ 化学方面的最新成果

1、 高性能聚合物纳米复合材料
采用插层复合法成功地制备了具有自主知识产权的聚合物/无机纳米复合材料，如：聚酰胺、聚酯（PET和PBT）、聚苯乙烯和超高分子量聚乙烯等系列纳米复合材料，大幅度提高了材料的性能，具有强度高、耐热性好、密度低和加工性能良好的特性，可广泛应用于包装薄膜、各类管材和其它结构材料等。2、 纳米功能表面材料
基于二元协同概念，研究对水相和油相具有超双亲或超双疏特性的纳米功能表面材料，具有重要的理论意义，同时在建筑、纺织等领域具有广泛的应用前景。 3、 超大特大规模集成电路用环氧塑封料
"九五"期间研制出的5个产品性能达到国际先进水平。自行研究设计建成了年产2000吨规模的生产线，已试车成功。
"八五"期间研制生产的20多个产品已在国内30多个半导体厂使用。累积创产值8500多万元，利税1700多万元。是电子材料国产化的成功范例。荣获国家专利优秀奖。
4、 有机光导鼓
采用自行研制的高性能电荷传输及电荷产生材料，借助独特的小计量涂布技术，研制开发系列激光打印技术中的核心部件用OPC鼓。正与两个企业合作，建立年产50-60万支光导鼓生产线。
5、 聚丙烯CS系列高效催化剂
通过对烯烃聚合高效催化剂体系的体统研究，如载体作用本质、活性中心结构和聚合反应机理等，开发了CS-1和CS-2型（球形）丙烯聚合高效催化剂，具有催化效率高、聚合动力学行为好、聚合物性能优异等特点。在辽宁省营口向阳化工厂（化学所联营厂）实现产业化，目前国内市场占有率在50%以上，并有部分出口。年产值达亿元，利税3500万元。共获国家发明专利4项，国家科技进步三等奖1项，中科院科技进步一等奖2项，自然科学二等奖1项。
6、 高效羰基合成新型催化剂
从催化原理和分子设计出发，研制出系列新型高效催化剂，以煤炭、天然气为原料生产国家急需的醋酸、酸酐等重要的基本化工原料，综合指标比国际上通用BP催化剂高三倍。已申请专利9项，正与有关国有企业合作，完成具有自主知识产权的20万吨级生产工艺。
7、 杜仲胶
立足于我国丰富的杜仲绿色资源，开发了对杜仲胶的深入研究，创立了国际公认的杜仲胶材料工程学的理论体系，在其指导下开发出杜仲胶医用功能、形状记忆、硫化弹性橡胶等热塑性、热弹性及橡胶三大类材料，成为国际关注的高性能"绿色"轮胎的材料之一。已申请专利11项，授权8项。

㈧ 现代化学的重大成就有什么以及什么

合成氨氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

㈨ 学习化学发展简史和20世纪化学所取得的伟大成就对你有何启发

有了火，原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进
了健康，智力也有所发展，提高了生存能力。

后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携
带了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。

火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各
样化学反应这个特点，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广
阔的生产、生活天地。

2．历史悠久的工艺——制陶
陶器是什么时候产生的，已很难考证。对陶器的由来，说法不一，
有人推测：人类最原始的生活用容器是用树枝编成的，为了使它耐火和
致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中，
偶尔会被火烧着，其中的树枝都被烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧
保留下来，而且变得更坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们
很大启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣
碎，用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放在太阳光底
下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。

大约距今
1
万年以前，中国开始出现烧制陶器的窑，成为最早生产
陶器的国家。陶器的发明，在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程
改变了粘土的性质，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、
氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化，使陶器具备了防
水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义，而且有新的经济意
又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法，陶制的纺轮、陶刀、陶挫
等工具也在生产中发挥了重要的作用，同时陶制储存器可以使谷物和水
便于存放。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，特别是定居
下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。

3．冶金化学的兴起

在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得
最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金
属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800
年，伊朗就开始将铜矿
石(孔雀石)和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，
用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了
青铜器。

到了公元前3000～前2500
年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡(xī)
和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800℃左
右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也
含有铅)，它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，
青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸
造青铜器上有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼
器，是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟，称得上古代在音
乐上的伟大创造。因此，青铜器的出现，推动了当时农业、兵器、金融、
艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。

世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋
时代晚期(公元前
6
世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼
铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属
铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁
鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8～前
7
世纪，欧洲等才相
继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，
在绝大部分地方，铁器代替了青铜器。

4．中国的重大贡献——火药和造纸
黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？
这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木
炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑色的，叫黑火药。火药的
性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎样理
解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，黑火药便可理
解为黑色的会着火的药。

火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生
不老的药，在炼丹的原料中，就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和
硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中，曾出现
过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多次试验终于找到了配制火
药的方法。

黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系，一直被用在军事上。古代人
打仗，近距离时用刀枪，远距离时用弓箭。有了黑火药以后，从宋朝开
始，便出现了各种新式武器，例如用弓发射的火药包。火药包有火球和

火蒺藜两种，用火将药线点着，把火药包抛出去，利用燃烧和爆炸杀伤
对方。

大约在公元
8
世纪，中国的炼丹术传到了阿拉伯，火药的配制方法
也传了过去，后来又传到了欧洲。这样，中国的火药成了现代炸药的“老
祖宗”。这是中国的伟大发明之一。

纸是人类保存知识和传播文化的工具，是中华民族对人类文明的重
大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前，中国古代传播文字的方法主要
有：在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字，即所谓的甲骨文；甲骨数量有
限，后来改在竹简或木简上刻字。可是，孔子写的《论语》所用的竹简
之多，份量之重是可想而知的；另外，用丝织成帛(bó)，也可以用来写
字，但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸，
一直流传到今天。

1957
年
5
月，中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代
墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造，其
年代不会晚于汉武帝(公元前156～公元前87
年)，这是现存的世界上最
早的植物纤维纸。

提起纸的发明，人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看
到当时写字用的竹简太笨重，便总结了前人造纸的经验，带领工匠用树
皮、麻头、破布、破鱼网等做原料，先把它们剪碎或切断，放在水里长
时间浸泡，再捣烂成为浆状物，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下
晒干，便制成了纸。它质薄体轻，适合写字，很受欢迎。

造纸是一个极其复杂的化学工艺，它是广大劳动人民智慧的产物。
实际上，蔡伦之前已经有纸了，因此，蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。

5．炼丹术与炼金术
当封建社会发展到一定的阶段，生产力有了较大提高的时候，统治
阶级对物质享受的要求也越来越高，皇帝和贵族自然而然地产生了两种
奢望：第一是希望掌握更多的财富，供他们享乐；第二，当他们有了巨
大的财富以后，总希望永远享用下去。于是，便有了长生不老的愿望。
例如，秦始皇统一中国以后，便迫不及待地寻求长生不老药，不但让徐
福等人出海寻找，还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂
——长生不老药。

炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为，可以通
过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊
的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金，然后把它放入多硫化钙
溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄
金(现在，金黄色的硫化锡被称为金粉，可用作古建筑等的金色涂料)。
这祥，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，这种仅从表面

颜色而不从本质来判断物质变化的方法，是自欺欺人。他们从未达到过
“点石成金”的目的。

虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他们辛勤的劳动
并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化
学实验室”中，应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学
家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训，甚
至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提
出：“丹砂(硫化汞)烧之成水银，积变(把硫和水银二者放在一起)又还
成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结，即“物质之间可以用
人工的方法互相转变”。

炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验，必定需要
大批实验器具，于是，他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过
滤装置等。他们还根据当时的需要，制造出很多化学药剂、有用的合金
或治病的药，其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法
和经过记录下来，他们还创造了许多技术名词，写下了许多著作。正是
这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作，开挖了化学
这门科学的先河。

从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩
的，后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们，
应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此，在英语中化学家(chemist)
与炼金家(alchemist)两个名词极为相近，其真正的含义是“化学源于炼
金术”。

二、创建近代化学理论

——探索物质结构

世界是由物质构成的，但是，物质又是由什么组成的呢？最早尝试
解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140
年)，他认为：
“易有太极，易生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”以阴阳八卦来解
释物质的组成。

约公元前1400
年，西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的
泰立斯认为水是万物之母；黑拉克里特斯认为，万物是由火生成的；亚
里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时，以四种“原性”作
为自然界最原始的性质，它们是热、冷、干、湿，把它们成对地组合起
来，便形成了四种“元素”，即火、气、水、土，然后构成了各种物质。

上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上，
是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出：“元素是

构成物质的基本，它可以与其他元素相结合，形成化合物。但是，如果
把元素从化合物中分离出来以后，它便不能再被分解为任何比它更简单
的东西了。”

波义耳还主张，不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从
事工艺的经验性技艺，而应把它看成一门科学。因此，波义耳被认为是
将化学确立为科学的人。

人类对物质结构的认识是永无止境的，物质是由元素构成的，那么，
元素又是由什么构成的呢？1803
年，英国化学家道尔顿创立的原子学说
进一步解答了这个问题。

原子学说的主要内容有三点：1．一切元素都是由不能再分割和不能
毁灭的微粒所组成，这种微粒称为原子；2．同一种元素的原子的性质和
质量都相同，不同元素的原子的性质和质量不同；3．一定数目的两种不
同元素化合以后，便形成化合物。

原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德
罗又于1811
年提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学
说。他认为，许多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式
存在，例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子，而化合物实际上都是分
子。从此以后，化学由宏观进入到微观的层次，使化学研究建立在原子
和分子水平的基础上。

三、现代化学的兴起

19
世纪末，物理学上出现了三大发现，即
x
射线、放射性和电子。
这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了
原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。

热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概
念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理
化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。

在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结
合力)理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了
化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。

化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和
思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源危机、
粮食问题、环境污染等。

化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物
化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电
子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。

化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善

人民生活，提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。

现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为
多分支学科的科学，开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物
理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”
将运用善变之手，为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。

2．元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究
陕西省渭南师范专科学校化学系张文根

化学发展史上，从个人发现新元素的数量方面讲，出现过两次奇迹。
值得研究的是，两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。

1．戴维与新元素的发现
英国化学家戴维(h·davy，1778～1829)出生于木刻匠家庭，从小就
喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性，发
现其麻醉性，使医学外科手术发生了重大改途；他还发明了安全矿灯，
解决了因火焰引起的瓦斯爆炸，对19
世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有
益的贡献。但是，他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。

1799
年，意大利物理学家伏特(a·volta)发现了金属活动顺序，并
应用其发明了伏特电池。次年，英国化学家尼科尔森(w．nicholson)和
卡里斯尔(a·carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此，电在化学
研究中的应用引起了科学家的广泛关注。

1806
年，戴维对前人有关电的研究进行了总结，预言这种手段除可
以把水分解为氢气和氧气外，还可能分解其他物质，这一科学思想使他
把电与物质组成联系起来，从而导致了一系列新元素的发现。

1777
年之前，对于碱类和碱土类物质的化学成分，人们普遍认为具
有元素性质，是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(a·l·lavoisier)创
立氧化理论之后，则认为这两类物质都可能是氧化物。1807
年，戴维决
心用实验来证实拉瓦锡的见解，同时也想验证一下自己预言的正确性。

最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验，发现碱没有变化，只和
水电解结果一样。通过分析，他认为应该排除水这个干扰因素。于是改
用熔融苛性钾，结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰，说明
由于加热温度过高，分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾
并通以强电流，但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后，他
总结教训，在密闭坩埚内电解熔融苛性钾，终于拿到了一种银白色金属，
并进行性质实验，发现在水中能剧烈反应，出现淡紫色火焰，显然是该
金属与水作用放出氢气的结果。山此，戴维判断这是一种新金属，取名
为钾。不久，他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年，用同样方法，

他从苦土(mgo)、石灰、菱锶矿(srco3)和重晶石(baco3)中分别又发现了
新元素镁、钙、锶和钡。

1807
年12
月，尽管当时英法两国正进行着战争，法国皇帝拿破仑仍
然颁发勋章，以嘉奖戴维的卓越成就。但是，戴维并没有因此骄傲起来。
金属钾被发现以后，他由该金属可从水中分解出氢气受到后发，认为钾
也应该能够分解其他物质。于是在1808
年，他将钾与无水硼酸混合，在
铜管中加热，得到了青灰色的非金属硼。这样，不到两年，戴维就发现
了
7
种新元素。如果加上他1810
年和1813
年确定的氯元素和碘元素，
戴维一生发现和确认的元素就有
9
种。这一成就在他去逝之前的52
个元
素发现史上，无人能与其媲美。

2．西博格与新元素的合成
美国化学家西博格(g．t．seeborg，1912～)的家庭境况和戴维差不
多。依靠打工，他读完了高中和大学，并以出色的学习成绩，获得了著
名科学家路易斯的赏识，随后便成为路易斯的得力助手和合作者，完成
了许多重要研究。他热爱化学和物理学，决心在核化学领域做出非凡成
绩。

本世纪初，电子、
x
射线和放射性的发现，打开了原子不可分的大门。
1929
年，美国物理学家劳伦斯(e．o．lawrence)在加利福尼亚大学发明

■计出了回旋粒子加速器，从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段，
使新元素不断被发现和合成，仅1934
年至1937
年就有二百多种人工放
射性同位素出现。到1939
年，在92
号铀元素之前，只剩下61
号和85
号两个空位了。所以，人们已不在关心元素周期表中的空格补缺，而将
精力转移到铀后面元素的发现和合成上。
3．金刚石的老知识和新知识
吴国庆

㈩ 初中化学的各项成果和它的发现者

舍勒在1774年发现氯气；1807年英国化学家戴维发现金属钾；1869年门捷列夫在继承和分析了前人的工作基础上，制了第一张元素周期表；
1939年鲍林发表了<<化学键的本质>>;碲(一种稀有元素)有德国化学家克拉普罗特在1797年在分析碲金矿时发现.