《工程化学》课程教学资源_拓展性资源_化学的发展历程

化学史的发展历程 制作人：杨涵材料收集人：王墉璞周虹均信息材料整理人：宋大 方王浩班级：测控2002 1、古代史 ●火的使用 。在古代，人类使用的第一个化学反应 就是火的使用。几干年来，火被视为 一种神秘的力量，它可以通过然烧将 一种物质转化为另一种物质，同时产 生光和热，从化学的角度看，这就是 典型的氧化反应。 ●火的使用，给生活的方方面面带来极 大的改变，极大的促进了人类社会的 发展，除了治炼金属，还有制陶、制 砖和制玻璃等生产都利用火来进行。 化学物语

化学史的发展历程 1、古代史 ⚫ 火的使用 ⚫ 在古代，人类使用的第一个化学反应 就是火的使用。几千年来，火被视为 一种神秘的力量，它可以通过燃烧将 一种物质转化为另一种物质，同时产 生光和热，从化学的角度看，这就是 典型的氧化反应。 ⚫ 火的使用，给生活的方方面面带来极 大的改变，极大的促进了人类社会的 发展，除了冶炼金属，还有制陶、制 砖和制玻璃等生产都利用火来进行。 制作人：杨涵 材料收集人：王墉璞 周虹均 信息材料整理人： 宋大 方 王浩 班级：测控2002

●冶炼矿石 ●古代的人们通过利用火来冶炼矿石，得到各种金属 最具代表性的则是铜和铁的冶炼，其次还有锡和铅 的治炼。将锡和铜进行混合，铸造成青铜，这是一 个重大的技术转变，由此开启人类社会的青铜时代。 ●由于合金具有比普通金属更优良的特性，尤其是利 用合金制备的装甲和武器更坚固，许多国家开始制 造各种各样的高级合金，由此在战争中更有优势。 ●从铁矿石中提炼铁比提炼铜和锡难得多。最早的炼 铁技术似乎是由赫梯人发明的（青铜冶金术也是由赫 梯人首先发明)。人类社会步入铁器时代，开启了黑 色治金的历史，其发展的历史可以从古代所有国家 中找到。铁器的许多应用、实践和有关的炼铁设备 化学物语 是在古代中国发展建立的，比如高炉、铸铁液压杵 锤和双作用活塞风箱，古代中国的炼铁技术可以说 领先于世界。 刘

⚫ 冶炼矿石 ⚫ 古代的人们通过利用火来冶炼矿石，得到各种金属。 最具代表性的则是铜和铁的冶炼，其次还有锡和铅 的冶炼。将锡和铜进行混合，铸造成青铜，这是一 个重大的技术转变，由此开启人类社会的青铜时代。 ⚫ 由于合金具有比普通金属更优良的特性，尤其是利 用合金制备的装甲和武器更坚固，许多国家开始制 造各种各样的高级合金，由此在战争中更有优势。 ⚫ 从铁矿石中提炼铁比提炼铜和锡难得多。最早的炼 铁技术似乎是由赫梯人发明的(青铜冶金术也是由赫 梯人首先发明)。人类社会步入铁器时代，开启了黑 色冶金的历史，其发展的历史可以从古代所有国家 中找到。铁器的许多应用、实践和有关的炼铁设备 是在古代中国发展建立的，比如高炉、铸铁液压杵 锤和双作用活塞风箱，古代中国的炼铁技术可以说 领先于世界

●哲学与科学 ●德谟克利特 ●古代的哲学家试图提出一套理论解释为何 世界有如此多的具有不同特性（如颜色、 气味)和不同状态（气液固三态）的物质， 和各种变化反应，比如为什么能利用火将 一种物质变成另一种物质等问题。其中与 化学相关的哲学理论可以在任何一个古代 文明的历史记录中找到。所有这些哲学家、 思想家和理论家都试图找到构成自然界所 有物质的少数主要的基本元素。古希腊、 古印度、玛雅文明和中国古代哲学都认为 气、水、火和土是要找的主要元素。 ●原子论的早期理论可追溯到古希腊和古印 度。原子论由古希腊哲学家留基伯和其学 生德谟克利特提出，他们认为物质是由不 可分割、不可破坏的原子组成。同一时期 的古印度哲学家伽那陀(Kanada)也提 p第其0C其1TEs 出类似的声明。由于没有科学的证明，亚 里士多德反对原子的存在。 学交 化学物岩

⚫ 哲学与科学 ⚫ 德谟克利特 ⚫ 古代的哲学家试图提出一套理论解释为何 世界有如此多的具有不同特性（如颜色、 气味）和不同状态（气液固三态）的物质， 和各种变化反应，比如为什么能利用火将 一种物质变成另一种物质等问题。其中与 化学相关的哲学理论可以在任何一个古代 文明的历史记录中找到。所有这些哲学家、 思想家和理论家都试图找到构成自然界所 有物质的少数主要的基本元素。古希腊、 古印度、玛雅文明和中国古代哲学都认为 气、水、火和土是要找的主要元素。 ⚫ 原子论的早期理论可追溯到古希腊和古印 度。原子论由古希腊哲学家留基伯和其学 生德谟克利特提出，他们认为物质是由不 可分割、不可破坏的原子组成。同一时期 的古印度哲学家伽那陀（Kanada）也提 出类似的声明。由于没有科学的证明，亚 里士多德反对原子的存在

中世纪的炼金 ●炼金术 ●炼金术士一哈扬 术 ●早期的炼金术士的生活时代是从公元一世纪到五世纪。西方炼金术士认 为金属都是活的有机体，会逐渐发展成为十全十美的黄金。这种发展可 以由炼金术士加以促进，又或者直接炼出来。其方法就是把黄金的形式 或灵魂隔离开来，使其转入贱金属，这样贱金属就会具有黄金的形式或 特征。金属的灵魂或形式被看作是一种灵气，主要表现在金属的颜色上。 因此贱金属的表面镀上金银就被当作是炼金术士所促成的转化， ●阿拉伯炼金术士阿布穆萨.贾比尔伊本·哈扬(AbuMūsa Jabir ibn Hayyan)提出炼金术的基本系统，不仅包括了亚里士多德提出的四素 说中的土、气、水、火，而且加入了两种不同的实在物质，疏和汞。他 认为用这两种元素以适当的比例化合就能形成各种金属。所以铅能分离 成硫和汞，用新的比例就可再化合成黄金。这使得后来的阿拉伯人不断 寻找一种神秘的物质，就可以将贱金属变成黄金，并认为它能治疗一切 疾病，使人长生不老。哈扬被认为是“化学之父”，他提出化学系统的 实验方法，并发明了蒸馏器，化学地分析了许多化学物质，制造了数以 百计的化学药物

中世纪的炼金 术 ⚫ 炼金术 ⚫ 炼金术士—哈扬 ⚫ 早期的炼金术士的生活时代是从公元一世纪到五世纪。西方炼金术士认 为金属都是活的有机体，会逐渐发展成为十全十美的黄金。这种发展可 以由炼金术士加以促进，又或者直接炼出来。其方法就是把黄金的形式 或灵魂隔离开来，使其转入贱金属，这样贱金属就会具有黄金的形式或 特征。金属的灵魂或形式被看作是一种灵气，主要表现在金属的颜色上。 因此贱金属的表面镀上金银就被当作是炼金术士所促成的转化。 ⚫ 阿拉伯炼金术士阿布·穆萨·贾比尔·伊本·哈扬（Abu Mūsā Jābir ibn Hayyān）提出炼金术的基本系统，不仅包括了亚里士多德提出的四素 说中的土、气、水、火，而且加入了两种不同的实在物质，硫和汞。他 认为用这两种元素以适当的比例化合就能形成各种金属。所以铅能分离 成硫和汞，用新的比例就可再化合成黄金。这使得后来的阿拉伯人不断 寻找一种神秘的物质，就可以将贱金属变成黄金，并认为它能治疗一切 疾病，使人长生不老。哈扬被认为是“化学之父”，他提出化学系统的 实验方法，并发明了蒸馏器，化学地分析了许多化学物质，制造了数以 百计的化学药物

。三原素说 ●帕拉塞尔斯 ●瑞士炼金术士帕拉塞尔斯确立三原素 理论，除了传统炼金术认为的硫和汞， 他加入了新的元素，盐原素。三原素 认为，硫、汞和盐以一定的比例组成 世间万物。硫对应着易燃或燃烧，汞 对应着挥发性和稳定性，盐对应着固 体或灰烬。他认为人类、动植物等有 机体由三原素组成，以燃烧的木头为 例，因为汞具有稳定和粘性的特性， 当汞离开木头进入烟雾中，木头就会 散架；烟雾描述了挥发性（汞原素)， 光和热描述了可燃性（硫原素），烧 尽的残余物描述了固体灰烬（盐原 素)。 色化学物

⚫ 三原素说 ⚫ 帕拉塞尔斯 ⚫ 瑞士炼金术士帕拉塞尔斯确立三原素 理论，除了传统炼金术认为的硫和汞， 他加入了新的元素，盐原素。三原素 认为，硫、汞和盐以一定的比例组成 世间万物。硫对应着易燃或燃烧，汞 对应着挥发性和稳定性，盐对应着固 体或灰烬。他认为人类、动植物等有 机体由三原素组成，以燃烧的木头为 例，因为汞具有稳定和粘性的特性， 当汞离开木头进入烟雾中，木头就会 散架；烟雾描述了挥发性（汞原素）， 光和热描述了可燃性（硫原素），烧 尽的残余物描述了固体灰烬（盐原 素）

七节 。炼金术与化学 ●在古代中国，有不少帝王追求着能有一种长生不老药，命令不少炼丹师去制 造这种药，以达到自己长生不老，永久延续霸业的愿望。尽管在今天看来， 炼金师和炼丹师都是荒唐的，但他们记录了许多物质的变化，为化学的发展 贡献了丰富的素材。如今英语的“chemistry”(化学)一词便是起源于 “alchemy”(炼金术)，炼金师就是早期的化学家

⚫ 炼金术与化学 ⚫ 在古代中国，有不少帝王追求着能有一种长生不老药，命令不少炼丹师去制 造这种药，以达到自己长生不老，永久延续霸业的愿望。尽管在今天看来， 炼金师和炼丹师都是荒唐的，但他们记录了许多物质的变化，为化学的发展 贡献了丰富的素材。如今英语的“chemistr y”（化学）一词便是起源于 “alchemy”（炼金术），炼金师就是早期的化学家

17、18世纪的早期 ●范海尔蒙特 化学 ● 比利时化学家范·海尔蒙特是将化学从 炼金术转向近代化学的代表人物。 1648年，海尔蒙特死后出版的《医学 的源头》，对后来的罗伯特·波义耳产 生重要的影响，书中包含了许多实验记 录和方法，和早期版本的质量守恒定律。 海尔蒙特是第一个将空气和其他气体区 分开来的人，其他气体命名为”gas” 来源于希腊语中的"chaos"。海尔蒙 特还做过著名的柳树实验，是气体化学 图化宇物语 的第一人

17、18世纪的早期 化学 ⚫ 范·海尔蒙特 ⚫ 比利时化学家范·海尔蒙特是将化学从 炼金术转向近代化学的代表人物。 1648年，海尔蒙特死后出版的《医学 的源头》，对后来的罗伯特·波义耳产 生重要的影响，书中包含了许多实验记 录和方法，和早期版本的质量守恒定律。 海尔蒙特是第一个将空气和其他气体区 分开来的人，其他气体命名为”gas” 来源于希腊语中的“chaos“。海尔蒙 特还做过著名的柳树实验，是气体化学 的第一人

●罗伯特·波义耳 ●英国化学家罗伯特·波义耳被认为是 确立近代化学的人，被誉为把化学 确立为科学的人，也是现代科学实 验方法的先驱者。他提出著名的波 义耳定律，在一个温度不变的封闭 系统中，气体的绝对压力和体积之 间具有反比例关系。化学史家把 1661年作为近代化学的开始年代， 因为这一年波义耳出版了化学史上 里程碑式的著作，《怀疑派的化学 家》(The Sceptical Chymist)。最为重要的是，波义 耳认为科学都应以实验作为基础， 对科学实验采取严格的态度，所有 理论必须经过实验才能被证明是正 确的。著作中包含了一些最早的关 于原子、分子和化学反应的现代思 想。 ●燃素说 化学物语

⚫ 罗伯特·波义耳 ⚫ 英国化学家罗伯特·波义耳被认为是 确立近代化学的人，被誉为把化学 确立为科学的人，也是现代科学实 验方法的先驱者。他提出著名的波 义耳定律，在一个温度不变的封闭 系统中，气体的绝对压力和体积之 间具有反比例关系。化学史家把 1661年作为近代化学的开始年代， 因为这一年波义耳出版了化学史上 里程碑式的著作，《怀疑派的化学 家》（The Sceptical Chymist）。最为重要的是，波义 耳认为科学都应以实验作为基础， 对科学实验采取严格的态度，所有 理论必须经过实验才能被证明是正 确的。著作中包含了一些最早的关 于原子、分子和化学反应的现代思 想。 ⚫ 燃素说

●燃素说 ●1702年，德国化学家奥尔格恩斯特·斯塔尔提出燃素概念，认为在燃烧的过 程中会释放燃素。燃素说认为，可燃的要素是一种气态的物质，存在于一切 EARTH(Phlogiston Poor) 可燃物质中，这种要素就是燃素(phlogiston);燃素在燃烧过程中从可 METAL(Phlogiston Rich) 燃物中飞散出来，与空气结合，从而发光发热，这就是火；油脂、蜡、木炭 等都是极富燃素的物质，所以它们燃烧起来非常猛烈：而石头、木灰、黄金 等都不含燃素，所以不能燃烧。物质发生化学变化，也可以归结为物质释放 燃素或吸收燃素的过程。例如，煅烧锌或铅，燃素从中逸出，便生成了白色 FRE (Phlogiston) 的锌灰和红色的铅灰；而将锌灰和铅灰与木炭一起焙烧时，锌灰和铅灰从木 炭中吸收了燃素，金属便又重生了出来。酒精是水和燃素的结合物，酒精燃 烧后，便剩下了水：金属溶于酸是燃素被酸夺去的过程。 ●到1740年，燃素理论在法国被普遍接受：十年以后，这种观点成为化学的 公认理论。但燃素学说有很多漏洞，所以遭到一些质疑，在1756年罗蒙诺 索夫用实验证明燃素学是错的。但人们到十九世纪后期还多半相信燃素说， 到1890年左右罗蒙诺索夫的试验和观点才得到承认，燃素说从此灭亡

⚫ 燃素说 ⚫ 1702年，德国化学家奥尔格·恩斯特·斯塔尔提出燃素概念，认为在燃烧的过 程中会释放燃素。燃素说认为，可燃的要素是一种气态的物质，存在于一切 可燃物质中，这种要素就是燃素（phlogiston）；燃素在燃烧过程中从可 燃物中飞散出来，与空气结合，从而发光发热，这就是火；油脂、蜡、木炭 等都是极富燃素的物质，所以它们燃烧起来非常猛烈；而石头、木灰、黄金 等都不含燃素，所以不能燃烧。物质发生化学变化，也可以归结为物质释放 燃素或吸收燃素的过程。例如，煅烧锌或铅，燃素从中逸出，便生成了白色 的锌灰和红色的铅灰；而将锌灰和铅灰与木炭一起焙烧时，锌灰和铅灰从木 炭中吸收了燃素，金属便又重生了出来。酒精是水和燃素的结合物，酒精燃 烧后，便剩下了水；金属溶于酸是燃素被酸夺去的过程。 ⚫ 到1740年，燃素理论在法国被普遍接受；十年以后，这种观点成为化学的 公认理论。但燃素学说有很多漏洞，所以遭到一些质疑，在1756年罗蒙诺 索夫用实验证明燃素学是错的。但人们到十九世纪后期还多半相信燃素说， 到1890年左右罗蒙诺索夫的试验和观点才得到承认，燃素说从此灭亡

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● 安托万 · 洛 朗 · 拉瓦锡 ● 近代化学学科真正繁荣是在法国化学家安托万 · 洛 朗· 拉 瓦锡 之 后， 拉 瓦锡 被 认为 是人类历史上最伟大的化学家，称为“现代化学之父”。根据燃素说，拉瓦锡尝 试将水长时间加热从而将其变成土，但他发现不可能，但确实有微量沉淀从中产 生，最后确定沉淀来自于容器而不是水。他还将磷和硫在空气中燃烧，发现燃烧 后质量都增加了，与燃素说矛盾，并证明了燃烧后增加的质量来自于空气减少的 质量。 1789 年 ， 他 建 立 了质 量 守恒 定 律， 又 或叫 做 拉瓦 锡 定律 。 ● 拉瓦锡重复普里斯特利的实验，发现空气由两种气体组成，其中一种便是在金属 燃 烧 后 和金 属 结合 形 成灰 烬 ，从 而 解释 了 金属 燃 烧后 质 量增 加 的问 题 。 1778 年， 在《酸性概论》中，他表明空气中的某种成分参与了燃烧过程，并且这种成分是 存在于酸性溶液中。次年，他将这种成分气体命名为o x y g e n （ 氧 气 ）， 另 外 一种气体命名为 a z o t e （ 氮气 ） 。因 为 氧气 是 由拉 瓦 锡命 名 的， 所 以他 认 为他 和普里斯特利和舍勒共同发现氧气。他还研究并命名了由卡文迪许首先发现的氢 气 。 拉 瓦锡 在 《燃 烧 概论 》 中阐 明 了他 的 氧化 学 说， 认 为燃 烧 过程 需 要氧 气 存在 ， 金属燃烧后变成氧化物，增加的质量就是参与反应的氧气质量；非金属物质燃烧 后 ， 吸 收了 氧 ，就 变 成了 酸 ，认 为 一切 酸 中都 含 有氧 。 他还 通 过精 确 的定 量 实验 ， 证明在化学反应过程中，总质量保持不变，于是有了后来的质量守恒定律。拉瓦 锡的氧化学说推翻了燃素说，使化学得以正确的发展。 ● 《化学基本论述》 ● 1789 年，拉瓦锡出版了第一本现代化学教科书，《化学基本论述》，书中统一 了化学中的各种概念和理论，包含清晰准确的质量守恒定律，并且正式宣告燃素 说 的 终 结。 另 外书 中 还列 举 了基 本 元素 ， 其中 有 氧、 氮 、氢 、 磷、 硫 、锌 和 汞等 ， 但是还包括了光和能量，拉瓦锡认为光和能量也是一种物质。在书中，拉瓦锡将 很多实验结果通过自己的氧化说和质量守恒定律的理论体系进行了圆满的解释。 这部书和波义耳的《怀疑派的化学家》一样，被列入了化学史上划时代的作品。 令 人 惋 惜的 是 ，在 法 国大 革 命中 ， 拉瓦 锡 被送 上 断头 台 。法 国 数学 家 拉格 朗 日说 ： “ 他 们 可以 一 眨眼 把 他的 脑 袋砍 下 来， 但 像他 那 样的 脑 袋一 百 年也 长 不出 来 一个