阿累尼烏斯（1）（2）

1、阿累尼烏斯（1）教學目標：知道阿累尼烏斯的生平 了解其電離理論的研究過程重點難點：電離理論的研究過程教學過程：化學家姓名：阿累尼烏斯(Svante August Arrhenins)國籍/朝代：瑞典化學家生平：斯范特·奧古斯特·阿累尼烏斯（Svante August Arrhenins）是近代化學史上的一位著名的化學家，又是一位物理學家和天文學家。阿累尼烏斯1859年2月19日出生在瑞典烏普薩拉附近的維克。他的父親名叫斯范特·古斯培夫，母親名叫卡羅利娜·克利斯蒂娜·通貝格。父親早年畢業(yè)于烏普薩拉大學，曾在

2、維克經(jīng)營過地產(chǎn)。1860年，舉家遷往烏普薩拉城，古斯塔夫出任烏普薩拉大學的總務長。父母共有口個子女，阿累尼烏斯是他們的次子。      阿累尼烏斯從小聰明出眾，3歲的時候就能認字。哥哥約翰寫作業(yè)時，他經(jīng)常在旁邊仔細地看著。他憑著個人特有的天賦，從算術(shù)書上看懂了一些簡單的算法。6歲那年他竟然能夠坐在父親的身邊，協(xié)助父親算起帳來。小學里的課程，遠遠滿足不了他的求知欲望，他要求父親早日把他送進中學。在烏普薩拉城一所教會辦的中學里，阿累尼烏斯對數(shù)學、物理、生物和化學產(chǎn)生了特殊的興趣，成績優(yōu)異。 1876年， 17歲的阿累尼烏斯中學畢

3、業(yè)，考取了烏普薩拉大學。他最喜歡選讀數(shù)學、物理、化學等理科課程，只用兩年他就通過了學士學位的考試。1878年開始專門攻讀物理學的博士學位。他的導師塔倫教授（T.R.Thalen）是一位光譜分析專家。在導師的指導下，阿累尼烏斯學習了光譜分析。但他認為，作為一個物理學家還應該掌握與物理有關的其它各科知識。因此，他常常去聽一些教授們講授的數(shù)學與化學課程。漸漸地，他對電學產(chǎn)生的濃厚興趣，遠遠超過了對光譜分析的研究，他確信“電的能量是無窮無盡的”，他熱衷于研究電流現(xiàn)象和導電性。這引起了導師塔倫教授的不滿，他要求阿累尼烏斯要務正業(yè)，多研究一些與光譜分析有關的課題。俗話說，“人各有志，不可強留”。目標不同，

4、使阿累尼烏斯只好告別這位導師。1881年，他來到了首都斯德哥爾摩以求深造。在瑞典科學院物理學家埃德倫德（E.Edlund）教授的指導下，進行電學方面的研究。不久，阿累尼烏斯就成了埃德倫德教授的得力助手。每當教授講課時，他就協(xié)助導師進行復雜的實驗，在從事科學研究時，他就配合教授進行某些測量工作。因此，他的才干很得教授的賞識。幾乎所有的空閑時間，他都在埋頭從事自己的獨立研究，在電學領域中，他對把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵睾苡醒芯颗d趣。 年輕的阿累尼烏斯刻苦鉆研，具有很強的實驗能力，長期的實驗室工作，養(yǎng)成了他對任何問題都一絲不茍、追根究底的鉆研習慣。因而他對所研究的課題，往往都能提出一些具有重

5、大意義的假說，創(chuàng)立新穎獨特的理論。他發(fā)現(xiàn)在電池中，除了由化學反應產(chǎn)生的化學能轉(zhuǎn)化為電能外，還存在一些引起電極極化的因素，而這會降低電流回路的電壓。于是，他著手研究能夠減少甚至防止發(fā)生極化作用的添加物。他堅持反復實驗，終于明白極化效應取決于添加物去極劑的數(shù)量。電離理論的創(chuàng)建，是阿累尼烏斯在化學領域最重要的貢獻。 在19世紀上半葉，已經(jīng)有人提出了電解質(zhì)在溶液中產(chǎn)生離子的觀點，但在較長時期內(nèi)，科學界普遍贊同法拉第的觀點，認為溶液中“離子是在電流的作用下產(chǎn)生的”。阿累尼烏斯在研究電解質(zhì)溶液的導電性時發(fā)現(xiàn)，濃度影響著許多稀溶液的導電性。阿累尼烏斯對這一發(fā)現(xiàn)非常感興趣，特地向?qū)熣埥?，埃德倫德教授很欣賞他

6、的敏銳的觀察能力，為他指出了進一步做好實驗、深入探索是關鍵所在。阿累尼烏斯在實驗中對教授設計的儀器做了大膽的改進，幾個月的時間過去了，他得到了一大堆實驗測量的結(jié)果。處理、計算這些結(jié)果又用去了好長時間。此間他又發(fā)現(xiàn)了一些更有趣的事實。例如，氣態(tài)的氨是根本不導電的，但氨的水溶液卻能導電，而且溶液越稀導電性越好。大量的實驗事實表明，氫鹵酸溶液也有類似的情況。多少個不眠之夜過去了，阿累尼烏斯緊緊地抓住稀溶液的導電問題不放。他的獨到之處就是，把電導率這一電學屬性，始終同溶液的化學性質(zhì)聯(lián)系起來，力圖以化學觀點來說明溶液的電學性質(zhì)。1883年5月，他終于形成了電離理論的基本觀點。他認為，當溶液稀釋時，由于水

7、的作用，它的導電性增加，為什么呢？他指出：“要解釋電解質(zhì)水溶液在稀釋時導電性的增強，必須假定電解質(zhì)在溶液中具有兩種不同的形態(tài)，非活性的一分子形態(tài)，活性的離子形態(tài)。實際上，稀釋時電解質(zhì)的部分分子就分解為離子，這是活性的形態(tài)；而另一部分則不變，這是非活性的形態(tài)”他又說：“當溶液稀釋時，活性形態(tài)的數(shù)量增加，所以溶液導電性增強”。偉大的發(fā)現(xiàn)！阿累尼烏斯的這些想法，終于突破了法拉第的傳統(tǒng)觀念，提出了電解質(zhì)自動電離的新觀點。為了從理論上概括和闡明自己的研究成果和新的創(chuàng)見，他寫成了二篇論文。第一篇是敘述和總結(jié)實驗測量和計算的結(jié)果。題為“電解質(zhì)的電導率研究”，第二篇是在實驗結(jié)果的基礎上，對于水溶液中物質(zhì)形態(tài)的

8、理論總結(jié)，題名為：“電解質(zhì)的化學理論”，專門闡述電離理論的基本思想。阿累尼烏斯把這兩篇論文，送到瑞典科學院請求專家們審議。1883年6月6日經(jīng)過斯德哥爾摩的瑞典科學院討論后，被推薦予以發(fā)表，刊登在1884年初出版的皇家科學院論著雜志的第十一期上。  1883年底，當阿累尼烏斯收到上述雜志關于這兩篇論文的校樣后，他又產(chǎn)生了一個想法。他把其中的主要內(nèi)容集中起來，寫成電解質(zhì)的導電性研究作為學位論文送交烏普薩拉大學。該校學術(shù)委員會接受了他的申請，決定在1884年5月進行公開的論文答辯。答辯會爭論得非常激烈。阿累尼烏斯以大量無可辯駁的實驗事實，說明電解質(zhì)在水中的離解，精辟地闡述了自己

9、的新見解，受到多數(shù)委員和與會者的贊許。但是，阿累尼烏斯的導師塔倫教授表示，他對實驗事實無任何異議，只是對電解質(zhì)在水溶液中自動電離的觀點不能理解。另一位導師克萊夫教授則提出，他對阿累尼烏斯的實驗事實持懷疑態(tài)度，認為電解質(zhì)在水溶液中自動電離的觀點是十分荒唐的。阿累尼烏斯反復列舉出大量實驗事實來支持自己的觀點，他引證了早在1857年德國科學家魯?shù)婪?#183;克勞晉斯提出的電解質(zhì)在水溶液中不用通過電流就會產(chǎn)生離子的假設，也引用了德國化學家奧斯特瓦爾德的研究成果來為自己的觀點辯解。但最后，由于委員會支持教授們的意見，阿累尼烏斯的答辯成績只得了3分。    一場激

10、烈的辯論過去了，阿累尼烏斯并未因成績不佳而灰心。相反，他堅信自己的觀點是正確的。為了尋求更加廣泛而公正的評價，答辯后第二夭，他就把自己的論文分別寄給了歐洲的一些著名科學家。不久，他收到了來自波恩的克勞晉斯的復信。住在杜賓根的L.邁爾，長居俄國里加的W.奧斯特瓦爾德，以及荷蘭的青年化學家范霍夫也都先后給他寫來了評價很高的支持信件。其中，奧斯特瓦爾德對阿累尼烏斯的工作表現(xiàn)出特殊的興趣。他不僅充分肯定了這位青年人的實驗成果，而且信中還提出了許多有關研究酸的催化作用的問題，建議同他一起研討共同感興趣的課題。這封信成了他們后來長期合作的開端。1884年8月，奧斯特瓦爾德專程來到烏普薩拉會見這位青年學者。

11、共同的志趣，相同的學術(shù)觀點，使他們結(jié)下了深厚的友誼。奧斯特瓦爾德肯定阿累尼烏斯的電離學說新觀點從理論上說明了酸起催化作用的根本原因。一位歐洲著名學者的來訪，轟動了暑假中寧靜的烏普薩拉大學的校園。克萊夫等教授，對阿累尼烏斯受到如此特別器重，都感到十分驚奇。在國內(nèi)，斯德哥爾摩的埃德倫德教授、彼得松教授等少數(shù)知名科學家也表示支持阿累尼烏斯的新見解。大學當局決定，再次為阿累尼烏斯舉行論文答辯：當年冬天的這次答辯進行得異常順利，論文被通過。不久，阿累尼烏斯被任命為物理化學副教授。只有固執(zhí)的克萊夫教授及其支持者們，仍然拼命地反對新生的電離理論。因此，阿累尼烏斯只好離開烏普薩拉城，重新回到斯德哥爾摩在埃德倫

12、德教授的領導下工作。在那里，他繼續(xù)深入研究電解質(zhì)的導電性。    埃德倫德非常器重阿累尼烏斯的知識和敏銳的觀察能力，特別贊賞他那敢于沖破傳統(tǒng)觀念、追求真理的精神，對他的工作予以全面支持和熱心指導。在教授的幫助下，他的科學成果受到了普遍重視。1885年底，阿累尼烏斯獲得瑞典科學院的一筆獎金，從而使他有了出國深造的條件。    1886年，他首先來到俄國，在里加工學院奧斯特瓦爾德的實驗室里，完成了他們早已確定的合作計劃。接著他去武爾茨堡，在電學家科爾勞什教授的實驗室里，研究氣體的導電性，還研究了作為溶劑的水，在電離過程

13、中所起的作用。隨著研究工作的進展，阿累尼烏斯的學術(shù)水平提高很快。但他同時越發(fā)感到自己的知識不足，他需要學習更多、更廣泛的知識。為了不斷擴大自己的知識面，他必須向更多的具有不同學術(shù)風格和特長的專家去求教。于是，在18871年他又去了格拉茨，在玻爾茲曼的實驗室里工作。1888年初，他到了荷蘭的阿姆斯特丹。他同范霍夫合作，進行了一系列與電解質(zhì)洛液冰點降低有關的測定。他們根據(jù)實驗結(jié)果，計算了范霍夫關于稀溶液滲透壓公式中的等滲系數(shù)之值以及電離度等數(shù)據(jù)，并以電離理論加以解釋。這種合作使雙方都得到啟迪，感到收益巨大。此后，阿累尼烏斯趕到萊比錫，在奧斯特瓦爾德領導的物理化學研究所從事新的實驗研究，進一步豐富與

14、完善了電離理論。 阿累尼烏斯（2） 1888年夏天，阿累尼烏斯結(jié)束了對歐洲各國的周游，興沖沖地返口自己的祖國。他熱愛瑞典，渴望長期工作在家鄉(xiāng)的土地上。然而現(xiàn)實又令他失望，在國內(nèi)，他的科學成就仍然得不到科學界的普遍承認。就連一貫支持他的埃德倫德老教授，不久也與世長辭。他想回烏普薩拉，但由于克萊夫教授的反對，烏普薩拉大學連一個化學助教的職位也不能給他安排，他只好去給生理學家漢馬爾斯騰教授當助手。直到1891年，在奧斯特瓦爾德的推薦下，阿累尼烏斯收到了德國吉森大學聘他為物理化學教授的邀請。這件事引起了國內(nèi)學術(shù)界對他的關注，人們前來挽留他。出于對祖國的熱愛，阿累尼烏斯毅然謝絕了這一

15、聘任，寧愿留在斯德哥爾摩工學院任物理學副教授。從此，他在國內(nèi)的學術(shù)地位受到了普遍的確認，國際上的威望也越來越高。1895年他成為德國電化學學會會員，次年他出任斯德哥爾摩大學校長。    阿累尼烏斯在物理化學方面造詣很深，他所創(chuàng)立的電離理論留芳于世，直到今天仍常青不衰。他是一位多才多藝的學者，除了化學外，在物理學方面他致力于電學研究，在天文學方面，他從事天體物理學和氣象學研究。他在1896年發(fā)表了“大氣中的二氧化碳對地球溫度的影響”的論文，還著有天體物理學教科書在生物學研究中他寫作出版了兔疫化學及生物化學中的定量定律等書。作為物理學家，他對祖國的經(jīng)濟發(fā)展也

16、做出了重要貢獻。他親自參與了對國內(nèi)水利資源和瀑布水能的研究與開發(fā)，使水力發(fā)電網(wǎng)遍布于瑞典。他的智慧和豐碩成果，得到了國內(nèi)廣泛的認可與贊揚，就連一貫反對他的克萊夫教授，自1898年以后也轉(zhuǎn)變成為電離理論的支持者和阿累尼烏斯的擁護者。那年，在紀念瑞典著名化學家貝采里烏斯逝世50周年集會上，克萊夫教授在其長篇演說中提到：“貝采里烏斯逝世后，從他手中落下的旗幟，今天又被另一位卓越的科學家阿累尼烏斯舉起?！彼€提議選舉阿累尼烏斯為瑞典科學院院士。由于阿累尼烏斯在化學領域的卓越成就，1903年他榮獲了諾貝爾化學獎，戌為瑞典第一位獲此科學大獎的科學家。1905年以后，他一直擔任瑞典諾貝爾研究所所長，直到生命的最后一刻。他還多次榮獲國外的其它科學獎章和榮譽稱號。      晚年的阿累尼烏斯，體弱多病，但他仍不肯放下自己的研究。他抱病堅持修改完成了世界起源一書的第二卷。1927年10月2日，這位68歲的科學巨匠與世長辭。