元素發(fā)現(xiàn)史.PPT

1、1元素發(fā)現(xiàn)史元素發(fā)現(xiàn)史Discovery of chemical element2010-9-923課程內(nèi)容概要課程內(nèi)容概要第一章第一章 元素概念的發(fā)展元素概念的發(fā)展第二章第二章 古代已知的化學(xué)元素古代已知的化學(xué)元素第三章第三章 空氣元素的發(fā)現(xiàn)空氣元素的發(fā)現(xiàn)第四章第四章 電化學(xué)與元素發(fā)現(xiàn)電化學(xué)與元素發(fā)現(xiàn)第五章第五章 化學(xué)分析法發(fā)現(xiàn)的元素化學(xué)分析法發(fā)現(xiàn)的元素第六章第六章 光譜分析法與元素的發(fā)現(xiàn)光譜分析法與元素的發(fā)現(xiàn)第七章第七章 門(mén)捷列夫的元素周期律門(mén)捷列夫的元素周期律第八章第八章 稀土元素的發(fā)現(xiàn)稀土元素的發(fā)現(xiàn)第九章第九章 惰性元素的發(fā)現(xiàn)惰性元素的發(fā)現(xiàn)第十章第十章 放射性元素的發(fā)現(xiàn)放射性元素的發(fā)現(xiàn)

2、第十一章第十一章 人工合成元素人工合成元素4課程安排課程安排上課時(shí)間上課時(shí)間：1-161-16周周考試時(shí)間考試時(shí)間：1717周課堂時(shí)間，周課堂時(shí)間，90min90min課程成績(jī)課程成績(jī)： 學(xué)期小論文（學(xué)期小論文（40%40%）+ +期末考試（期末考試（60%60%） 學(xué)期論文主題學(xué)期論文主題-有關(guān)化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)有關(guān)化學(xué)元素發(fā)現(xiàn) 5參考書(shū)目參考書(shū)目 化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)，凌永樂(lè)編著，商務(wù)印書(shū)館，凌永樂(lè)編著，商務(wù)印書(shū)館 元素新發(fā)現(xiàn)元素新發(fā)現(xiàn)，（日）桜井，（日）桜井 弘編，科學(xué)出版社弘編，科學(xué)出版社 化學(xué)元素遍覽化學(xué)元素遍覽，艾伯特，艾伯特斯特沃特加著，田曉伍斯特沃特加著，田曉伍 任金霞譯，河

3、南科學(xué)出版社任金霞譯，河南科學(xué)出版社 http:/6第一章 元素概念的發(fā)展第一節(jié)第一節(jié) 古代元素觀古代元素觀第二節(jié)第二節(jié) 中國(guó)古代元素觀中國(guó)古代元素觀第三節(jié)第三節(jié) 十六世紀(jì)元素觀十六世紀(jì)元素觀第四節(jié)第四節(jié) 近代化學(xué)元素觀近代化學(xué)元素觀第五節(jié)第五節(jié) 現(xiàn)代化學(xué)元素觀現(xiàn)代化學(xué)元素觀第六節(jié)第六節(jié) 元素名稱(chēng)的來(lái)源元素名稱(chēng)的來(lái)源7第一節(jié) 古代元素觀 自然界復(fù)雜繁多的萬(wàn)物是否是由少數(shù)基本物質(zhì)自然界復(fù)雜繁多的萬(wàn)物是否是由少數(shù)基本物質(zhì)即元素構(gòu)成的，萬(wàn)物是否統(tǒng)一于少數(shù)幾種元素？即元素構(gòu)成的，萬(wàn)物是否統(tǒng)一于少數(shù)幾種元素？ 元素一元說(shuō)元素一元說(shuō)五元素說(shuō)五元素說(shuō)四元素說(shuō)四元素說(shuō)新四元素說(shuō)新四元素說(shuō)原子論說(shuō)原子論說(shuō)8公元

4、前公元前600600年年：古希臘學(xué)者泰勒斯：古希臘學(xué)者泰勒斯( (Thales)Thales)認(rèn)為組成認(rèn)為組成 自然界萬(wàn)物最基本的元素是自然界萬(wàn)物最基本的元素是水水, ,水乃萬(wàn)水乃萬(wàn) 物之本，水可以組成一切。物之本，水可以組成一切。公元前公元前550550年年：學(xué)者阿那克西米尼：學(xué)者阿那克西米尼( (AnaximenesAnaximenes) )認(rèn)為認(rèn)為 空氣空氣作為萬(wàn)物的本質(zhì)。作為萬(wàn)物的本質(zhì)。公元前公元前540540年年：色諾芬尼：色諾芬尼(Xenophanes)(Xenophanes)則提出則提出土土是萬(wàn)是萬(wàn) 物的本原。物的本原。公元前公元前500500年年：赫拉克利特：赫拉克利特(Her

5、aclitus)(Heraclitus)認(rèn)為認(rèn)為火火是萬(wàn)是萬(wàn) 物的本質(zhì)。物的本質(zhì)。9公元前七世紀(jì)公元前七世紀(jì)：古印度的學(xué)者卡皮拉：古印度的學(xué)者卡皮拉(Kapila)(Kapila)認(rèn)認(rèn) 為，世界上所有的物質(zhì)是由土、火為，世界上所有的物質(zhì)是由土、火 水、風(fēng)、空氣水、風(fēng)、空氣五種元素五種元素組成的。組成的。公元前四世紀(jì)公元前四世紀(jì)：古希臘哲學(xué)家亞里士多德：古希臘哲學(xué)家亞里士多德(Aristot-(Aristot- eles) eles)在恩培多克勒在恩培多克勒“四元素說(shuō)四元素說(shuō)”基基礎(chǔ)礎(chǔ) 上創(chuàng)立了上創(chuàng)立了“新四元素說(shuō)新四元素說(shuō)”。公元前五世紀(jì)公元前五世紀(jì)：古希臘哲學(xué)家恩培多克勒：古希臘哲學(xué)家恩培多

6、克勒(Empedo-(Empedo- kles) kles)，他擺脫了，他擺脫了“一元說(shuō)一元說(shuō)”的影的影 響，認(rèn)為在宇宙間存在響，認(rèn)為在宇宙間存在四種元素四種元素， 火、氣、水、土?；稹?、水、土?；鸹?氣氣水水 土土10新四元素說(shuō)四種元素：水、氣、土、火四種元素：水、氣、土、火1、四種元素并非孤立不變,而是相互可以轉(zhuǎn)化;2、有四種基本性質(zhì)是萬(wàn)物各種性質(zhì)的基礎(chǔ),其依照不同的比例相互混合就構(gòu)成了具有各種不同性質(zhì)的萬(wàn)物；3、四種特性是冷、熱、干、濕。新 “四元素說(shuō)”支配著科學(xué)界達(dá)兩千年之久Aristoteles前384前322年 11古希臘唯物主義哲學(xué)家古希臘唯物主義哲學(xué)家 德謨克利特（公元前德謨

7、克利特（公元前460-370460-370年）年）古代原子論古代原子論： 萬(wàn)物的本原是原子與虛空，原子是一種最后的萬(wàn)物的本原是原子與虛空，原子是一種最后的不可分的物質(zhì)微粒。不可分的物質(zhì)微粒。 古原子論為現(xiàn)代原子科學(xué)的發(fā)展奠定了基石。古原子論為現(xiàn)代原子科學(xué)的發(fā)展奠定了基石。 12第二節(jié)第二節(jié) 中國(guó)古代元素觀中國(guó)古代元素觀陰陽(yáng)五行說(shuō)陰陽(yáng)五行說(shuō)“易有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦?！?-周易周易 “道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物，萬(wàn)物負(fù)陰而抱陽(yáng)，沖氣以為和?！?-老子老子“水者，何也？萬(wàn)物之本原也?！?-管子管子 13五行學(xué)說(shuō)五行學(xué)說(shuō)尚書(shū)尚書(shū)： “ “五行：一曰五行：一曰水水，二曰，二曰火

8、火，三曰，三曰木木，四曰，四曰金金，五曰，五曰土土。水曰潤(rùn)下，火曰炎上，木曰曲直，金曰從。水曰潤(rùn)下，火曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土曰稼穡。革，土曰稼穡。” ” 國(guó)語(yǔ)國(guó)語(yǔ) ：“夫和實(shí)生物，同則不繼。以他平他謂之和，夫和實(shí)生物，同則不繼。以他平他謂之和，故能豐長(zhǎng)而物生之。若以同稗同，盡乃棄矣。故先王以故能豐長(zhǎng)而物生之。若以同稗同，盡乃棄矣。故先王以土與金、木、水、火雜以成百物。土與金、木、水、火雜以成百物。” 陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)陰陽(yáng)學(xué)說(shuō) 以對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律認(rèn)識(shí)宇宙一切事物運(yùn)動(dòng)變化，以對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律認(rèn)識(shí)宇宙一切事物運(yùn)動(dòng)變化，包括陰陽(yáng)對(duì)立、包括陰陽(yáng)對(duì)立、陰陽(yáng)互根、陰陽(yáng)消長(zhǎng)和陰陽(yáng)轉(zhuǎn)化四個(gè)方面。陰陽(yáng)互根、陰陽(yáng)消長(zhǎng)和陰陽(yáng)

9、轉(zhuǎn)化四個(gè)方面。 14 世界是物質(zhì)的，物質(zhì)世界是在陰陽(yáng)二氣作用的推動(dòng)世界是物質(zhì)的，物質(zhì)世界是在陰陽(yáng)二氣作用的推動(dòng) 下滋生、發(fā)展和變化；下滋生、發(fā)展和變化；2 2、木、火、土、金、水五種最基本的物質(zhì)是構(gòu)成世界木、火、土、金、水五種最基本的物質(zhì)是構(gòu)成世界 不可缺少的元素；不可缺少的元素；3 3、這五種物質(zhì)相互滋生、相互制約，處于不斷的運(yùn)動(dòng)這五種物質(zhì)相互滋生、相互制約，處于不斷的運(yùn)動(dòng) 變化之中。變化之中。陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)15第三節(jié) 十六世紀(jì)元素觀 三本原三本原 水銀 (金屬性質(zhì))硫磺 (可燃性和非金屬性質(zhì))鹽 (溶解性) 三元素三元素16世紀(jì) 瑞士醫(yī)生 巴拉塞爾士 硫具有可燃性，代表“靈魂”汞

10、具有揮發(fā)性，代表“精神”鹽具有固體性，代表“肉體”13-14世紀(jì) 煉金/丹術(shù)士16第四節(jié) 近代化學(xué)元素觀 到了到了1717世紀(jì)中葉，由于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興起，積累了一世紀(jì)中葉，由于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興起，積累了一些物質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)資料，才初步從化學(xué)分析的結(jié)果去解些物質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)資料，才初步從化學(xué)分析的結(jié)果去解決關(guān)于元素的概念決關(guān)于元素的概念. .玻義耳的科學(xué)元素論玻義耳的科學(xué)元素論 拉瓦錫的元素概念拉瓦錫的元素概念 17近代化學(xué)奠基者波義耳的元素近代化學(xué)奠基者波義耳的元素觀觀（Robert Boyle,1627-1691,Robert Boyle,1627-1691,英國(guó)化學(xué)家）英國(guó)化學(xué)家） 波義耳在波義耳在

11、16611661年出版了年出版了懷疑派化懷疑派化學(xué)家學(xué)家，把化學(xué)樹(shù)立為科學(xué)。，把化學(xué)樹(shù)立為科學(xué)。第一次提出科學(xué)的元素觀點(diǎn)第一次提出科學(xué)的元素觀點(diǎn)： “元素是具有一定確定的、實(shí)在的、可覺(jué)察到的實(shí)物，元素是具有一定確定的、實(shí)在的、可覺(jué)察到的實(shí)物，它們應(yīng)該是用一般化學(xué)方法不能再分解為更簡(jiǎn)單的某些實(shí)它們應(yīng)該是用一般化學(xué)方法不能再分解為更簡(jiǎn)單的某些實(shí)物。物。”18近代化學(xué)之父拉瓦錫的元素概念近代化學(xué)之父拉瓦錫的元素概念Lavoisier,Lavoisier,174317431794,1794,法國(guó)化學(xué)家法國(guó)化學(xué)家1818世紀(jì)近代元素概念應(yīng)運(yùn)而生：世紀(jì)近代元素概念應(yīng)運(yùn)而生：1) 1) 通過(guò)礦物分析和冶金實(shí)

12、踐的確制出了不通過(guò)礦物分析和冶金實(shí)踐的確制出了不 少單質(zhì)；少單質(zhì)；2) H22) H2、N2N2、Cl2Cl2、O2O2等多種氣體單質(zhì)發(fā)現(xiàn)；等多種氣體單質(zhì)發(fā)現(xiàn)；3) 3) 水是氫氧兩種元素的化合物；水是氫氧兩種元素的化合物；4)4)以元素氧為核心的燃燒氧化理學(xué)說(shuō)發(fā)表。以元素氧為核心的燃燒氧化理學(xué)說(shuō)發(fā)表。 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的“四元素說(shuō)四元素說(shuō)”和和“三要素三要素說(shuō)說(shuō)” 徹底宣告破產(chǎn)！徹底宣告破產(chǎn)！191787年論改革和完善化學(xué)革命的必要性中明確定義：“元素是任何方法都不能分解的物質(zhì)。”拉瓦錫的定義具有明確的科學(xué)性： 元素的性質(zhì)和數(shù)目只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，因而它是元素的性質(zhì)和數(shù)目只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，因而它

13、是建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上而不是籠統(tǒng)的憑空猜想；建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上而不是籠統(tǒng)的憑空猜想； 他通過(guò)實(shí)驗(yàn)抓住了一般元素在通常情況下不能分解他通過(guò)實(shí)驗(yàn)抓住了一般元素在通常情況下不能分解的客觀性質(zhì)，把分析的極限作為判別元素的標(biāo)準(zhǔn)。的客觀性質(zhì)，把分析的極限作為判別元素的標(biāo)準(zhǔn)。 20在1789年發(fā)表的化學(xué)基礎(chǔ)論說(shuō)中，拉瓦錫列出了第一張化學(xué)元素表，一共列舉了33種化學(xué)元素，分為4類(lèi)： I I 欄欄：簡(jiǎn)單物質(zhì)簡(jiǎn)單物質(zhì) 光、熱質(zhì)、氧、氮、氫光、熱質(zhì)、氧、氮、氫II II 欄欄：非金屬簡(jiǎn)單物質(zhì)非金屬簡(jiǎn)單物質(zhì) 硫、磷、碳、鹽酸基、氟酸基、硫、磷、碳、鹽酸基、氟酸基、硼酸基硼酸基IIIIII欄欄：金屬簡(jiǎn)單物質(zhì)金屬簡(jiǎn)單物

14、質(zhì) 銻、銀、砷、鉍、鈷、銅、錫、銻、銀、砷、鉍、鈷、銅、錫、鐵、錳、汞、鉬、鎳、金、鉑、鉛、鎢、鋅鐵、錳、汞、鉬、鎳、金、鉑、鉛、鎢、鋅IV IV 欄欄：土類(lèi)簡(jiǎn)單物質(zhì)土類(lèi)簡(jiǎn)單物質(zhì) 石灰、鎂土、鋇土、鋁土、硅土石灰、鎂土、鋇土、鋁土、硅土拉瓦錫是近代化學(xué)元素學(xué)說(shuō)的奠定者。 21第五節(jié) 現(xiàn)代化學(xué)元素觀英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家 1803 1803年年, ,道爾頓創(chuàng)立了道爾頓創(chuàng)立了科學(xué)原子論科學(xué)原子論, ,開(kāi)辟了化學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元開(kāi)辟了化學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元. .第一次揭示了元素和原子的內(nèi)在聯(lián)系，元素是具有一定重量的同類(lèi)原子。元素是由非常微小，不可再分的微粒原子組成，原子在一切化學(xué)變化中不再分

15、;同一元素所有原子的質(zhì)量、性質(zhì)都完全相同，原子質(zhì)量是每一種元素的基本特征之一。22 19世紀(jì)末，物理學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)（x射線，放射性和電子）徹底打破了原子不可分的傳統(tǒng)觀念，摧毀了原子理論的元素概念理論基礎(chǔ)。 1902年，盧瑟福和索迪通過(guò)天然放射性研究，提出了具有革命意義的元素蛻變學(xué)說(shuō)，打破了元素不能分解和轉(zhuǎn)化的陳舊觀念。 1910年，索迪基于對(duì)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析，提出了同位素假說(shuō)，并很快得到了證實(shí)，否定了自道爾頓以來(lái)一種元素一種原子的觀點(diǎn)。 1913年，莫斯萊在x射線的研究中，原子序數(shù)的實(shí)質(zhì)是核電荷數(shù)。 1919年，盧瑟福第一次實(shí)現(xiàn)了人工核反應(yīng)，用人工的方法使一種元素變成另一種元素。 23現(xiàn)代化

16、學(xué)元素定義（Element） 19231923年，國(guó)際原子量委員會(huì)作出決定：年，國(guó)際原子量委員會(huì)作出決定： 把核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）相同的一類(lèi)原子把核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）相同的一類(lèi)原子稱(chēng)為一種元素稱(chēng)為一種元素。 24第六節(jié) 化學(xué)元素的名稱(chēng)和符號(hào) 1）元素的名稱(chēng)用一字表示，以部首來(lái)表示常溫常元素的名稱(chēng)用一字表示，以部首來(lái)表示常溫常壓時(shí)之物態(tài)壓時(shí)之物態(tài). .“钅钅”為固體金屬為固體金屬 例：銅、銠例：銅、銠“石石”為固體非金屬為固體非金屬 例：硅、碳例：硅、碳 “氣氣”為氣體為氣體 例：氧、氟例：氧、氟 “氵氵”和和“水水”為液體為液體 例：汞、溴例：汞、溴252 2）元素名稱(chēng)諧聲、會(huì)意造字）元素名稱(chēng)諧聲、會(huì)意造字. .諧聲為主：從國(guó)際間通用的拉丁名稱(chēng)音譯而來(lái)諧聲為主：從國(guó)際間通用的拉丁名稱(chēng)音譯而來(lái)如如 LiLithium thium 譯成譯