化学与社会01绪论.pptx

第,1,讲,绪 论,充满争论和变革化学发展史,1/53,实用技术阶段,50,万年前,17,世纪中叶,19,世纪末,20,世纪初,21,世纪,当代化学阶段,近代化学阶段,2/53,实用技术阶段,50,万年前（主要是公元前,2,世纪起）,17,世纪中叶，是实用技术阶段。,火利用是古代化学开端,西安半坡原始人面鱼纹彩陶盆,3/53,陌上桑,日出东南隅，照我秦氏楼。秦氏有好女，自名为罗敷。,罗敷善蚕桑，采桑城南隅；青丝为笼系，桂枝为笼钩。,头上倭堕髻，耳中,明月珠,；缃绮为下裙，紫绮为上襦。,汉朝,实用技术阶段,4/53,实用技术阶段,“璎琳琅开”、“琉琳”、“流离”、“玻璃”等，见诸于,穆天子传,、尚书禹贡,、,山海经中山经,等，,它是作为天然玉石和人工制造玻璃“统称”,。汉代以后相关史料惯用琉璃（流离、瑁璃）、璧琉璃等称呼，见,盐铁论,、,西京杂记,、,汉书,、,后汉书,、,隋书,等。,明月珠,琉璃珠,古时琉璃指是什么？,5/53,实用技术阶段,自汉以后,西方传入玻璃器皿后，把西方传入玻璃称“玻璃”，中国自制玻璃称“琉璃”，其它还有如药玉、硝子、料器等称呼。,宋代以后,，以低温彩釉陶作砖瓦称之为“琉璃”或“琉璃瓦”，才把玻璃和琉璃逐步分开,。,直到清代康熙年间,宫廷内务府造办处，把制造琉璃瓦地方称“琉璃厂”，而制造玻璃称“玻璃厂”，从而分开称呼”,。,6/53,实用技术阶段,古埃及玻璃制品“钙钠玻璃”,西汉玻璃杯“铅钡玻璃”,古代中西方玻璃差异,7/53,实用技术阶段,冶炼金属,染色,酿酒,造纸,8/53,实用技术阶段,公元前,2-3,世纪起，中外各国先后兴起了炼金术，是近代化学前身，恩格斯称之为,“,化学原始形式,”,。,炼制长生不死仙药,将廉价金属变成贵金属,东西方化学萌芽非常相同,9/53,实用技术阶段,东方炼丹术,炼丹术,又称炼金术，是一个试图从普通药品中炼制出长生不老药,金丹方法。,10/53,实用技术阶段,金石自然进化论,“,铁,受太阳之气，始生于初卤矿焉，一百年而成磁石，二百年孕而成铁，又二百年不经采炼而成铜，铜复化为白金，白金化为黄金，故铁与金银同一根源也土宿真君本草,11/53,实用技术阶段,葛洪,(,公元,284,364,或,343),，晋朝人，道教名家，别号抱朴子，著有,金丹,、,黄白,、,仙药,、,抱朴子,等,13,本传世之作，集汉魏炼丹术之大成。书中云,“,丹砂烧之成水银，积变，又还成丹砂,”,，,“,以曾青涂铁，铁赤色如铜,”,等。,“,夫金丹之为物，烧之愈久改变愈妙，黄金入火百炼不消，埋之毕天不朽。服此二物炼人身体，故能令人不老不死,”,抱朴子,金丹篇,12/53,实用技术阶段,魏伯阳，又名魏翱，道号云牙子，公元,2,世纪左右东汉著名炼丹家，所著,周易参同契,是现存世界讨论炼丹术最早文件，曾被英译。,13/53,实用技术阶段河上姹女，灵而最神，得火则飞，不见尘埃，鬼隐龙匿，莫知所存，将欲制之，黄芽为根”,周易参同契,汞,Hg,硫磺,S,14/53,退之,(,韩愈,),服硫黄，一病讫不痊；,微之,(,元稹,),炼秋石，未老身溘然；,杜子,(,杜牧,),得丹诀，终日断腥膻；,崔君,(,崔元亮,),夸药力，经冬不衣棉；,或疾或暴夭，悉不过中年。,白居易,思归诗,实用技术阶段,服食金丹真能够长生不老么？,15/53,实用技术阶段,西方炼金术怎样起源呢？,中国,阿拉伯,文件：,化学史简明教程,，张德生，中国科学技术大学出版社，,.4,欧洲,公元,7,世纪,到,9,世纪,公元,1144,年，,阿拉伯炼金著作,在西班牙被翻译成拉丁文,16/53,实用技术阶段,西方炼金术,(Alchemy),寻找哲人石,“,炼金术是制备一些灵药科学，把这些灵药移在金属或不完善物体上时，能使后者立刻变成完美之物,”,罗哲,培根,17/53,实用技术阶段,冶炼金属,染色,酿酒,造纸,18/53,这一时期,特点,：,实用性,、,经验性,和,零碎性,。化学作为一门科学还未诞生。,实用技术阶段,19/53,近代化学阶段,17,世纪后半叶至,20,世纪初，是近代化学发展阶段。,近代化学建立,17,世纪后半叶,19,世纪中期,20,世纪早期,近代化学发展成熟时期,20/53,1661,年 英国化学家,R,.,Boyle,(,16271691,),发表了,“,怀疑派化学家,”,第一篇区分化学家和炼金术士著作。,1680,年被选为英国皇家学会主席，恩格斯对他给予了高度评价，指出,“,玻意耳把化学确定为科学,”,。,近代化学建立,21/53,近代化学建立,怀疑派化学家：或化学,物理怀疑和悖论，包括炼金家普遍推崇并为之辩护而又为化学家通常认为实在种种要素,(,The Sceptical Chymist:or Chymico-physical Doubts&Paradoxes,Touching the Spagyrists Principles commonly calld Hypostatical,as they are wont to be Proposd and Defended by the Generality of Alchymists,),22/53,近代化学建立,给元素下了一个清楚定义,Boyle,主要贡献：,“我说元素,.,，是指某种原始、简单、一点儿也没有掺杂物体。元素不能用任何其它物体造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所谓完全混合物成份，也是完全混合物最终分解成要素。”,他将化学确立为一门科学,23/53,近代化学建立,他将严密试验方法引入了化学研究中,Boyle,主要贡献：,他率领助手做了,物质燃烧试验,(,铁和盐酸反应制氢气，氢气燃烧,),，,金属焙烧试验,(,金属锡在敞口瓶中加热,),，酸碱性质试验,(,酸与植物染料作用，使其变色，颜色可被碱复原,),等等。,24/53,近代化学建立,燃素学说,J.J.Becher,，,1669,年出版,地下自然哲学,提出物体组成是空气、水及三种土，一个是可燃,(,油状土,),G.E.Stahl,，,1703,年在,化学基础,中修正了贝歇尔观点，把油状土更名为,燃素,25/53,近代化学建立,燃素学说认为,，燃素是“火质和火素而非火本身”，物质燃烧时失去燃素，燃素包含在全部可燃物体中，也包含在金属里面。烧过产物可复原为原来物质，只需任何含燃素物质提供给它燃素。,施塔尔经过试验“证实”硫是硫酸,(,一个元素,),和燃素化合物。,26/53,近代化学建立,硫磺,燃素,硫酸,燃烧,产生火焰,预防酸挥发，用钾碱固定,硫酸钾,暗褐色,“酸酐”,与钾碱共熔，制取酸酐,与木炭共热，添加燃素,27/53,近代化学建立,施塔尔燃素学说，理论联络了大量事实，首尾一贯，条理井然，并提议了新试验，引导了新发觉。,不过它完全是错误理论！,亨利,卡文迪许,(1731-1810):,发觉氢气,卡尔,威廉,舍勒,(1742-1786):,发觉氯气，是氧气最早发觉者，命名为“火气”,约瑟夫,普利斯特里,(1733-1804):,发觉氧气，称之为“脱燃素空气”,28/53,拉瓦锡,(1743-1794),，法国化学家，英国皇家科学院主要组员，写有,化学概论,，拥有当初最好私人试验室，,13000,只烧杯，,提出质量守恒定律，发觉氧化燃烧原理,，陨于法国大革命。,近代化学建立,29/53,近代化学建立,在化学研究中采取定量方法，使用天平,Lavoisier,主要贡献：,证实锡、铅燃烧时重量增加，相等重量空气被吸收，磷燃烧时也发觉一样结果。,明确提出“反燃素学说”,与其它人一起发表,化学命名法,“燃烧氧化学说把过去建筑在燃素学说基础上倒立着全部化学正立过来了。”,恩格斯,30/53,约翰,道尔顿,(,John,Dalton，17661844,),，英国皇家科学院组员，,提出气体分压定律，创建原子学说,，代表作为,1808,年发表：,化学哲学新体系,。,近代化学建立,今后大批科学家纷纷投入到原子量测定中，推进了化学学科快速发展。,原子学说,31/53,道尔顿,原子论,：元素是由不能再分割原子所组成，一定元素原子是等同，质量也相同，不一样元素原子质量不一样，原子不能创造也不能毁灭，每种元素与其它元素化合时都是以原子为代表最小单位一份一份地进行。,近代化学建立,32/53,约瑟夫,路易,盖,-,吕萨克,Joseph Louis Gay-Lussac(1778,1850),，法国下院、上院议员，,提出盖吕萨克定律。,近代化学建立,33/53,近代化学建立,压强不变时，一定质量气体体积跟热力学温度成正比,“,在同温同压下，相同体积不一样气体，含有相同数目标原子盖,-,吕萨克定律,新假说,元素原子大小不一样，质量也不一样，因而相同体积不一样气体不可能含有相同数目标原子,道尔顿观点,O,N,2NO,半个原子困难,34/53,阿佛加德罗,(A.Amedeo Avogadro 1776,1856),，意大利化学家，,引入了,“,分子,”,概念，研究了测定原子量和分子量方法，提出阿佛加德罗定律。,近代化学建立,分子假说,：气体分子能够由多个原子组成，比如,H,2,、,O,2,、,Cl,2,都是双原子分子，而且同温同压下，同体积气体所含分子数目相等。,35/53,汉弗莱,戴维,(,Humphry Davy，17781829,),，曾任英国皇家学会会长，,创造了电解技术,，借此发觉钾、钠、锰、钙、锶、铝等,12,种元素，发觉笑气有麻醉作用。,近代化学建立,36/53,J.J.,贝采利乌斯,(1779,1848),，瑞典化学家、伯爵。首先提出了,用化学元素拉丁文名称开头字母作为化学元素符号,，发觉了硒、硅、钍、铈等元素。与约翰,道尔顿、安托万,拉瓦锡一起被认为是,当代化学之父,。,近代化学建立,37/53,化学符号应用与表示方法上极为混乱，如,HO,即可代表水，也可代表过氧化氢，,C,2,H,2,即可代表乙烯，也可代表沼气；醋酸有,19,种表示式；,原子量标准不统一，有人把氧原子量作为,8,，有作为,16,，对碳原子量，有人用,6,，有人用,12许多化学家对原子量失去信心，甚至有些人对原子学说也发生了动摇。,近代化学建立,“,混乱,”,化学界,38/53,近代化学建立,康尼查罗,(S.Cannizzaro,1826,1910),，意大利化学家。,1860,年,9,月,3,日在德国卡尔斯鲁厄召开第一次国际化学会议。会上,康尼查罗论证原子,-,分子学说，把,原子,-,分子论整理为一个协调系统。,原子分子学说,主要内容：不一样元素代表不一样原子，原子按一定方式或结构结合成份子，分子结构直接决定其性能，分子深入组成物质。,39/53,近代化学发展,J.L.Meyer(1830-1895),，德国化学家，,1868,年编制出元素周期表,门捷列夫,(1834-1907),，俄国化学家，,1869,年发表元素周期表,40/53,门捷列夫,1869年发表了元素周期律,，并成功预测,15,种以上未知元素，为纪念他卓越工作，第,101,号新元素命名为,Mendelevium,，即,“,钔,”,。,近代化学发展,41/53,近代化学发展,出现了,无机化学,、,分析化学,、,有机化学,、,物理化学,四大主要分支，涌现了门捷列夫、凯库勒、范德霍夫等著名科学家。,42/53,近代化学阶段,近代化学阶段是一个大发展时期，化学实现了从经验到理论重大飞跃，化学真正被确立为一门独立学科，,并出现了无机化学、分析化学、有机化学、物理化学四大主要分支，涌现了如道尔顿、拉瓦锡、贝采利乌斯、门捷列夫,、,凯库勒、范德霍夫等著名科学家。,43/53,19世纪末，物理学中电子、放射性和,X,射线等重大发觉，打开了原子和原子核大门，使化学家经过研究电子在分子、原子中分布和运动规律，更深刻地认识化学改变本质。,当代化学阶段,当代原子结构理论,建立在电子发觉和放射性各种事实基础上,44/53,安东尼,亨利,贝克勒尔,，（,1852-1908,），法国人，法国科学院院士，,1896,年，经过铀盐试验发觉放射性现象，被授予诺贝尔物理学奖。,当代化学阶段,45/53,1898,年,，,玛丽,居里与丈夫皮埃尔合作，,发觉岩石放射作用，并发觉钋和铀；,1899,年，居里夫人提出假设：,放射性原子是不稳定，蜕变时放出能量,。,1903,年居里夫妇与,贝克勒尔,同获诺贝尔物理学奖。,当代化学阶段,46/53,欧内斯特,卢瑟福，,1871-1937,，汤姆森硕士，曾任卡文迪许试验室主任，英国皇家学会主席，主要成就：放射性研究、依据,粒子散射试验现象提出原子核式结构模型、发觉质子等。,当代化学阶段,47/53,尼尔斯,亨利克,大卫,玻尔（,Niels Henrik David Bohr,，,1885,1962),丹麦人，提出了原子,电子分层排布模型,，即玻尔理论，创建了哥本哈根学派。,当代化学阶段,48/53,当代化学阶段,路易,维克多,德布罗意,(1892-1987),，法国物理学家，,1924,年将运动着电子与波联络起来,埃尔温,薛定谔,(1887-1961),，奥地利物理学家，,1926,年提出薛定谔方程,49/53,当代化学阶段,薛定谔波动理论认为,：原子核外电子云密度是有方向性,50/53,当代化学阶段,原子结构,Dalton,原子学说,(1803,年,),Thomson“,西瓜式”模型,(1904,年,),Rutherford,核式模型,(1911,年,),Bohr,电子分层排布模型,(1913,年,),量子力学模型,(1926,年,),51/53,当代化学阶段,化学研究进入了,“,量子时代,”,化学学科研究结果改变了我们生活，也改变了我们世界！,52/53,主要参考书,化学进程,，,(Progress in chemistry),，麦克米伦出版集团，外语教学与研究出版社,化学简史,，,J.R.Partington,，中国人民大学出版社,化学史简明教程,，张德生，中国科学技术大学出版社,万物简史,，,美,比尔,.,布莱森著，严维明等译，接力出版社,53/53,