李家桥小区二手房出售:化学科学家与科学史

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化学科学家与科学史

 

卡尔·威廉·舍勒1742年12月19日出生于瑞典南部,是18世纪中期到18世纪后期一位相当出名的科学家。

舍勒很早就对化学发生了兴趣,对于当时一些有名的化学书里的实验,他都重复做过。他进行了大量的实验研究,在实验研究中发现了许多新物质。1775年2月4日,舍勒当选为瑞典科学院院士。

舍勒早年曾在哥德堡、马尔默、乌普萨拉、斯德哥尔摩等地的药房短期工作过,大部分时间是在小城镇彻平的药房工作,大量实验研究也是在彻平进行的。舍勒经常处于穷困之中,大量的实验工作是用简陋的仪器在寒冷的实验室中进行的。他还经常在夜里工作,这大大损害了他的健康,得了哮喘病,使他在1786年5月21日过早地病故了,终年仅44岁。

舍勒的生命是短暂的,但他所取得的成果却相当多,他一生发现的新物质有30多种,这在当时是绝无仅有的。在舍勒一生的发现中,最为突出的贡献是发现氧气和氯气。

氧气的发现是在1773年,舍勒分别通过硝酸钾、硝酸镁、碳酸银、碳酸汞、氧化汞等盐的热分解,以及软锰矿与浓硫酸的共热制得了氧气,并对氧气的性质进行了研究。舍勒把自己的研究成果汇集于《论空气和火的化学》一书中,但由于出版商的延误,此书1777年才出版。而英国化学家普利斯特里于1774年制得并研究了氧气后,很快就发表了论文。因此化学史上认为,舍勒和普利斯特里各自独立发现了氧气,他们都是氧气的发现者。

舍勒的很多实验研究成果,生前没有发表。1892年,纪念他诞生150周年之际,化学史学者详细整理了他生前的日记和书信,但并没有正式发表。直到1942年,纪念舍勒诞生200周年的时候,他的全部实验记录经重新整理之后,才正式发表,共有8卷之多。

道尔顿(1766-1844)。 化学是在近代兴起的一门学科,无数的科学先驱者为这门学科奠定了理论基础,英国物理学家、化学家约翰·道尔顿就是其中的一位。道尔顿既具有敏锐的理论思维头脑,又具有卓越的实验才能,尤其是在对原子的研究方面取得了非凡的成果,因而被称为“近代化学之父”,成为近代化学的奠基人。

道尔顿出生在英国坎伯兰的一个贫困的乡村,他的父亲是一个纺织工人。当时正值第一次工业革命的初期,很多破产的农民沦为雇用工人。道尔顿一家的生活十分困顿,道尔顿的一个弟弟和一个妹妹都因为饥饿和疾病而夭折。道尔顿在童年根本没有读书的条件,只是勉强接受了一点点初等教育,十岁时,他就去给一个富有的教士当仆役。也许这也算是命运赐予他的一次机会吧,在教士家里他有读了一些书,增长了很多知识。于是两年后,他被推举为本村小学的教师。

1781年,年仅十五岁的道尔顿随哥哥到外地谋生。不久后,他就成为了肯达耳中学的教师。在教学之余,他一边系统的自学科学知识,一边进行气象观察。在这里他还结识了著名学者豪夫(Johann Hauf),他从豪夫那里学习了很多知识,教学水平迅速提高,四年以后,便成为了肯达耳中学的校长。1793年,在豪夫的推荐下,道尔顿又受聘于曼彻斯特的一所新学院。在这里他出版了自己的第一本科学著作 — 《气象观察与研究》。第二年,他在罗伯特·欧文的推荐下成为曼彻斯特文学哲学会的会员。

1799年,为了把大部分精力投入到科学研究中去,道尔顿离开了学院。他在几个富人家里做私人教师,每天教课时间不超过两小时。这样,既能谋生又保证了他的科研工作。现在,他越来越重视对气体和气体混合物的研究。道尔顿认为,要说明气体的特性就必须知道它的压力。他找到两种很容易分离的气体,分别测量了混合气体和各部分气体的压力。结果很有意思,装在容积一定的容器中的某种气体压力是不变的,引入第二种气体后压力增加,但它等于两种气体的分压之和,两种气体单独的压力没有改变。于是道尔顿得出结论:混合气体的总压等于组成它的各个气体的分压之和。道尔顿发现由此可以做出某些重要的结论,气体在容器中存在的状态与其他气体无关。用气体具有微粒结构来解释就是,一种气体的微粒或原子均匀的分布在另一种气体的原子之间,因而这种气体的微粒所表示出来的性质与容器中没有另一种气体一样。道尔顿开始更多的研究关于原子的问题,他顽强进行研究工作,寻找资料、动手实验、不断的思考……

1804年以后,道尔顿又对甲烷和乙烯的化学成分进行分析实验,他发现,甲烷中碳氢比是4.3:4;而乙烯中碳氢比是4.3:2。他由此推出碳氢化合的比例关系,并发现了倍比定律:相同的两种元素生成两种或两种以上的化合物时,若其中一种元素的质量不变,另一种元素在化合物中的相对重量成简单的整数比。道尔顿认为倍比定律既可以看作是原子论的一个推论,又可以看作是对原子论的一个证明。

1807年,汤姆逊在它的《化学体系》一书中详细的介绍了道尔顿的原子论。第二年道尔顿的主要化学著作《化学哲学的新体系》正式出版。书中详细记载了道尔顿的原子论的主要实验和主要理论。自此道尔顿的原子论才正式问世。

在科学理论上,道尔顿的原子论是继拉瓦锡的氧化学说之后理论化学的又一次重大进步,他揭示出了一切化学现象的本质都是原子运动,明确了化学的研究对象,对化学真正成为一门学科具有重要意义,此后,化学及其相关学科得到了蓬勃发展;在哲学思想上,原子论揭示了化学反应现象与本质的关系,继天体演化学说诞生以后,又一次冲击了当时僵化的自然观,为科学方法论的发展、辩证自然观的形成以及整个哲学认识论的发展具有重要意义。

原子论建立以后,道尔顿名震英国乃至整个欧洲,各种荣誉纷至沓来,1816年,道尔顿被选为法国科学院院士;1817年,道尔顿被选为曼彻斯特文学哲学会会长;1826年,英国政府授予他金质科学勋章;1828年,道尔顿被选为英国皇家学会会员;此后,他又相继被选为柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士、莫斯科科学协会名誉会员,还得到了当时牛津大学授予科学家的最高荣誉 — 法学博士称号。在荣誉面前,道尔顿开始还是冷静的、谦虚的,但是后来荣誉越来越高,他逐渐改变了,变得骄傲、保守,最终走向了思想僵化、固步自封。

1808年,法国化学家吕萨克在原子论的影响下发现了气体反应的体积定律,实际上这一定律也是对道尔顿的原子论的一次论证,后来也得到了其他科学家的证实并应用于测量气体元素的原子量。但是吕萨克定律却遭到了道尔顿本人的拒绝和反对,他不仅怀疑吕萨克的实验基础和理论分析,还对他进行了严厉的抨击。1811年,意大利物理学家阿佛加德罗建立了分子论,使道尔顿的原子论与吕萨克定律在新的理论基础上统一起来。他也遭到了道尔顿无情的反驳。1813年,瑞典化学家贝齐力乌斯创立了用字母表示元素的新方法,这种易写易记的新方法被大多数科学家接受,而道尔顿一直到死都是新元素符号的反对派。

虽然道尔顿的后半生科学贡献不大、甚至阻挠别人的探索,人们还是给予了他深切的怀念。

 

居里 法国物理学家和放射化学家。1867年11月 7日生于波兰华沙,1934年7月4日卒于法国上萨瓦省。1883年中学毕业,并获得金质奖章。由于家中经济困难和当时波兰的大学不接受女生,她担任家庭教师八年。1891年到法国深造,1893年以优异成绩毕业于巴黎大学理学院物理系,1894年毕业于数学系。1895年与P.居里结婚。1904年被巴黎大学聘为助教;1906年P.居里去世后,她接替了丈夫的工作,成为巴黎大学第一位女教授。她是法国科学院第一个女院士,并被15个国家的科学院选为院士。

在H.贝可勒尔发现铀的放射现象以后,M.居里和P.居里首先对各种物质进行放射性考察,发现元素钍也具有放射性,铀矿物则有着比纯铀高得多的放射性;依靠科学推测和精巧实验技术,1898年在铀矿物中发现了放射性元素钋和镭,开创了一门新的科学──放射化学。按照传统的概念,确证一个元素的发现应该提供可以目睹的该元素的足够纯的化合物或单质样品。他们在十分困难的条件下,从数以吨计的铀矿物废渣中提取少量的纯镭盐。最终经光谱分析和原子量测定,证实了元素镭的存在。因对放射性研究的贡献,他们和贝可勒尔共同获得1903年诺贝尔物理学奖。1910年 9月在比利时布鲁塞尔召开的放射学大会上,她和一些专家提出建立镭的放射性标准的建议,这对放射性研究和辐射治疗都是必需的。大会通过镭的放射性单位为居里,以纪念P.居里,并决定由M.居里负责制备镭的标准。M.居里因发现元素镭和钋、分离出镭和对镭的性质及其化合物的研究,又获得1911年诺贝尔化学奖。在第一次世界大战期间,她和她的长女I.约里奥-居里一起参加战地医疗服务,担负伤员的 X射线透视工作。她积极提倡把镭用于医疗方面,使辐射治疗(早期也称为居里治疗)得到推广和提高,使核能造福于人类。

M.居里一生中担任25个国家的104个荣誉职位,接受过 7个国家的24次奖金或奖章。主要著作有《同位素及其组成》、《论放射性》、《放射性物质及其辐射的研究》。

阿佛加德罗在物理学和化学中,有一个重要的常数叫阿佛加德罗常数。NA=6.02205xl023/摩尔。它表示1摩尔的任何物质所含的分子数。

在物理学和化学中,还有一常见的定律叫阿佛加德罗定律。它的内容是在同一温度、同一压强下,体积相同的任何气体所含的分子数都相等,这一定律是意大利物理学家阿佛加德多于1811年提出的,在19世纪,当它没有被科学界所确认和得到科学实验的验证之前,人们通常把它称为阿佛加德罗的分子假说。假说得到科学的验证,被确认为科学的真理后,人们才称它为阿佛加德罗定律。在验证中,人们证实在温度、压强都相同的情况下,1摩尔的任何气体所占的体积都相等。例如在0℃、压强为760mmHg时,1摩尔任何气体的体积都接近于22.4升,人们由此换算出:1摩尔任何物质都含有6.02205 x l023个分子,这一常数被人们命名为阿佛加德罗常数,以纪念这位杰出的科学家。

诺贝尔瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔(1833一1896)出生于瑞典一个贫穷的家庭里。他父亲不得不带领全家到国外去谋生,最后流落到美国。漂泊的生活,使诺贝尔没有机会受到正规的学校教育,只在学校读过一年书,受过几年家庭教育。诺贝尔童年时,在父亲劳作的工厂里打杂,多少接触到一点化学知识。从16岁起,父亲送他到美国一家工厂当学徒,在那里他艰苦学习了五年。诺贝尔目睹了劳工开山凿矿、修筑公路和铁路,都是用手工进行的,体力劳动强度大,效率低。年轻的带贝尔想:要是有一种威力很大的东西,一下子能劈开山岭,减轻工人们繁重的体力劳动那该多好啊!于是他开始研究炸药。

诺贝尔的一生是光荣而伟大的一生,是不疲倦、勇于奉献、努力学习和工作的一生。他终身末娶,把毕生的精力都献给了科学事业。他不仅在化学方面研究发明了硝化甘油引爆剂、雷管、硝化甘油固体炸药和胶水炸药而被世人誉为“炸药大王”,而且他对光学、电学、枪炮学、机械学、生物学和生理学等方面也都很有研究。他一生共获得200多项技术发明专利。他在欧洲、北美洲和南美洲等五大洲明专利。他在欧洲、北美洲和南美洲等五大洲的20多个国家建立了100多个公司和工厂,积累了3500万瑞典克郎的资金,是个赫赫有名的大工业家。

诺贝尔研制炸药的本来目的是为和平建设服务,为民造福。可是,反动统治者把它用作屠杀人民的武器,加重了战争的灾难。因此,诺贝尔感到很痛心,在他去世的前一年,即1895年11月27日,他本着科学造福人类的思想立下遗嘱,将他的所有财产存人银行,把每年得来的利息平均分成五份,奖励世界上在物理学、化学、生理或医学、文学与和平事业“给人类造福最大的个人和机构”,不管这些人属于哪个国家,哪个民族。他还注明,物理和化学由瑞典皇家学院颁发;文学奖由瑞典文学院颁发;生理或医学奖由瑞典斯德哥尔摩加罗林医学院颁发;和平奖委托挪威议会选出五人委员会负责颁发。

门捷列夫(1834-1907)。在化学教科书中,都附有一张“元素周期表”。这张表揭示了物质世界的秘密,把一些看来似乎互不相关的元素统一起来,组成了一个完整的自然体系。它的发明,是近代化学史上的一个创举,对于促进化学的发展,起了巨大的作用。看到这张表,人们便会想到它的最早发明者——门捷列夫。

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫生于一八三四年二月七日俄国西伯利亚的托波尔斯克市。这个时代,正是欧洲资本主义迅速发展时期。生产的飞速发展,不断地对科学技术提出新的要求。化学也同其它科学一样,取得了惊人的进展。门捷列夫正是在这样一个时代,诞生到人间。门捷列夫从小就热爱劳动,热爱学习。他认为只有劳动,才能使人们得到快乐、美满的生活;只有学习,才能使人变得聪明。

门捷列夫在学校读书的时候,一位很有名的化学教师,经常给他们讲课。热情地向他们介绍当时由英国科学家道尔顿始创的新原子论。由于道尔顿新原于学说的问世,促进了化学的发展速度,一个一个的新元素被发现了。化学这一门科学正激动着人们的心。这位教师的讲授,使门捷列夫的思想更加开阔了,决心为化学这门科学献出一生。

由于门捷列夫学习刻苦和在学习期间进行了一些创造性的研究工作,一八五五年,他以优异成绩从学院毕业。毕业后,他先后到过辛菲罗波尔、敖德萨担任中学教师。这期间,他一边教书,一边在极其简陋的条件下进行研究,写出了《论比容》的论文。文中指出了根据比容进行化合物的自然分组的途径。一八五七年一月,他被批准为彼得堡大学化学教研室副教授,当时年仅二十三岁。

在门捷列夫编制的周期表中,还留有很多空格,这些空格应由尚未发现的元素来填满。门捷列夫从理论上计算出这些尚未发现的元素的最重要性质,断定它们介于邻近元素的性质之间。例如,在锌与砷之间的两个空格中,他预言这两个未知元素的性质分别为类铝和类硅。就在他预言后的四年,法国化学家布阿勃朗用光谱分析法,从门锌矿中发现了镓。实验证明,镓的性质非常象铝,也就是门捷列夫预言的类铝。镓的发现,具有重大的意义,它充分说明元素周期律是自然界的一条客观规律;为以后元素的研究,新元素的探索,新物资、新材料的寻找,提供了一个可遵循的规律。元素周期律象重炮一样,在世界上空轰响了!

门捷列夫发现了元素周期律,在世界上留下了不朽的光荣,人们给他以很高的评价。恩格斯在《自然辩证法》一书中曾经指出。“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业,这个勋业可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业居于同等地位。”   

由于时代的局限性,门捷列夫的元素周期律并不是完整无缺的。一八九四年,惰性气体氛的发现,对周期律是一次考验和补充。一九一三年,英国物理学家莫塞莱在研究各种元素的伦琴射线波长与原子序数的关系后,证实原子序数在数量上等于原子核所带的阳电荷,进而明确作为周期律的基础不是原子量而是原子序数。在周期律指导下产生的原于结构学说,不仅赋予元素周期律以新的说明,并且进一步阐明了周期律的本质,把周期律这一自然法则放在更严格更科学的基础上。元素周期律经过后人的不断完善和发展,在人们认识自然,改造自然,征服自然的斗争中,发挥着越来越大的作用。   门捷列夫除了完成周期律这个勋业外,还研究过气体定律、气象学、石油工业、农业化学、无烟火药、度量衡等。由于他总是日以继夜地顽强地劳动着,在他研究过的这些领域中,都在不同程度上取得了成就。  

一九0七年二月二日,这位享有世界盛誉的科学家,因心肌梗塞与世长辞了。但他给世界留下的宝贵财产,永远存留在人类的史册上。

范特霍夫雅可比·亨利克·范特霍夫(Jacobus Hendricus Van’t Hoff)荷兰化学家,1852年8月30日生于荷兰。因为在化学动力学和化学热力学研究上的贡献,获得1901年的诺贝尔化学奖,成为第一位获得诺贝尔化学奖的科学家。

范特霍夫首先提出了碳的四面体结构学说。过去的有机结构理论认为有机分子中的原子都处在一个平面内,这与很多现象是矛盾的。范特霍夫的理论纠正了过去的错误。

  但是这一新的理论却遭到了一些权威人士的反对,当时德国有机化学家哈曼·柯尔比就是其中一个。这位老科学家倚老卖老,根本不愿学习新的东西。在没有认真研究的情况下,就毫无根据地把范特霍夫斥责了一顿。范特霍夫对这位老先生的高论嗤之以鼻,不与其辩论。这一下可气坏了老柯尔比,他跳着脚非要与范特霍夫一比高低。

  范特霍夫本来就想与这些化学界的权威们争一高低,因为事实是迟早会说话的。既然柯尔比不远千里从德国来到荷兰,那也只好以礼相见了。毕竟范特霍夫是晚辈,当柯尔比气势汹汹地冲进范特霍夫的办公室时,范特霍夫已经恭恭敬敬地等候他了。待柯尔比的火气稍稍减退之后,范特霍夫平心静气地向他陈述了自己的观点,并请柯尔比用事实来批评自己的理论。

  这位老权威暗暗地吃了一惊,眼前的年轻人非同小可,讲述观点时条理清楚,论证有据,不可不服呀。柯尔比毕竟还是要讲道理、讲事实的。平心而论,范特霍夫的理论是正确的,他刚来时的火气完全消失了,并邀请范特霍夫去普鲁士科学院工作。范特霍夫实事求是、谦虚谨慎的态度使很多人都能心悦诚服地接受他的理论。

1901年,瑞典皇家科学院收到的20份诺贝尔化学奖候选人提案中,有11份提名范特霍夫。这一年的诺贝尔化学奖颁发给范特霍夫,他当之无愧。

  1901年12月10日,对于范特霍夫来说是一个值得纪念的日子,对于人类也是一个值得纪念的日子,这一天,首次颁发诺贝尔奖,范特霍夫是第一位诺贝尔化学奖的获奖者。非常有趣的是,范特霍夫创立的碳的四面体结构学说并不是获奖原因,而是他的另外两篇著名论文《化学动力学研究》和《气体体系或稀溶液中的化学平衡》使他获得首届诺贝尔化学奖。

  1911年3月1日,范特霍夫在柏林附近的斯特利茨逝世。终年59岁。

李远哲对化学动力学、动态学、雷射化学等物理化学领域里有卓越成就。目前为中央研究院、美国人文与科学学院、美国国家科学院,以及德国哥廷根科学院等之院士。  

曾获得美国化学学会的哈里逊豪奖、彼得·德拜物理化学奖、美源都的劳伦斯奖、美国国家科学奖、英国皇家化学佰法拉第奖和1986年诺贝尔化学奖等。此外,李远哲获得各国学术团体、大学授予之荣誉博士、荣誉教授、荣誉讲座、杰出校友、杰出学人等荣誉名衔数十项。并发表科学著作两百多篇。同时也参与国际学术团体、美国联邦政府、加州州政府、加州大学和一些私人学术组织中各种委员会谘询工作。    

近十年来每年回国多次,奔波於海峡两岸,主持学术讲习,参加学术会议,尤其对中央研究院原子分子研究所的筹建,注入大量心血。1994年元月,李远哲回国接受中研院院长之重担,同时决定放美国国籍,全力投入推动国内科研的发展,并担任教育改革审议委员会召集人,推动台湾教育改革。

 

附近年诺贝尔化学奖获奖名单及主要成就

2000年,美国科学家艾伦·黑格、艾伦·马克迪尔米德以及日本科学家白川英树。他们在导电聚合物领域作出了开创性贡献.

2001年,诺贝尔化学奖奖金一半授予美国科学家威廉·诺尔斯与日本科学家野依良治,以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所作出的贡献;另一半授予美国科学家巴里·夏普莱斯,以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就.

2002年,美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希。他们发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法.

2003年,美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农。他们因为在细胞膜通道领域作出了“开创性贡献”而获奖.

2004年,以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯。他们发现了泛素调节的蛋白质降解.

2005年三位获奖者分别是法国石油研究所的伊夫·肖万、美国加州理工学院的罗伯特·格拉布和麻省理工学院的理查德·施罗克。他们获奖的原因是在有机化学的烯烃复分解反应研究方面作出了贡献。烯烃复分解反应广泛用于生产药品和先进塑料等材料,使得生产效率更高,产品更稳定,而且产生的有害废物较少.