化學(xué)史第五章

化學(xué)史第五章第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)計(jì)量定律的發(fā)現(xiàn)道爾頓的原子論阿伏加德羅假說貝采里烏斯十九世紀(jì)初的其他研究與發(fā)現(xiàn)第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)親和力的測量1656年格勞伯硫酸能取代硝酸；硝酸溶解金屬順序：銀、汞、銅、鐵、鉛。1720年施塔爾銀在銀鹽溶液中為銅所取代，銅為鉛所取代，鉛為鋅所取代。第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一法國皇家學(xué)院日夫魯瓦(étienneFrancoisGeoffroy1672—1731)

1718年硫酸硝酸堿燃素鐵硫酸苛性堿銅硝酸氨鉛鹽酸堿土汞醋酸鐵銀銅銀不同物質(zhì)親和力比較第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一酸堿中和反應(yīng)的能力表示親和力1700年，祖籍德國，卻在法國長期工作的化學(xué)家荷伯格（W.L.Honmberg,1652-1715）試圖測量中和同一重量某種堿所需幾種酸的重量1777年瑞典的文策爾曾測過酸中金屬的溶解率1781年英國化學(xué)家基爾萬(R.Kirwan,1735-1812)提出用中和一定重量的某種酸所需的堿的重量作為這種酸對堿的親合力尺度。1783年他測出飽和三種無機(jī)酸各100份所需各種金屬和堿的量，并制成表第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一卡文迪什1766年發(fā)現(xiàn)中和同一重量的某種酸，不同的堿須用不同的重量。他把堿的這一重量稱之為當(dāng)量。1788年他又發(fā)現(xiàn)中和同一重量鉀堿所用的硫酸和硝酸重量之比，和中和同重量大理石的硫酸，硝酸重量之比是一個(gè)常數(shù)。

第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)量定律的發(fā)現(xiàn)德國數(shù)學(xué)家兼化學(xué)家李希特(J.B.Richter,1762-1807)《數(shù)學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用》“化學(xué)是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)分支”

化學(xué)計(jì)算法（stoichiometry）第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一李希特的酸堿當(dāng)量表（1792）堿類酸類Al2O3525HF427MgO615H2CO3577NH3672脂肪酸706Na2CO3859HCl712CaCO3793H2C2O4755SrO1329H3PO4979K2CO31605H2SO41000BaO2222HNO31405HAc1480第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一關(guān)于定比定律的爭論定比定律：每種化合物都有固定組成，在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物與生成物之間也存在某種確定的比例關(guān)系

貝托雷與普魯斯特的論戰(zhàn)

1804~1806年第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一論戰(zhàn)觀點(diǎn)貝托雷認(rèn)為，原則上對化合物的組成不需要有嚴(yán)格的比例限制，參加化合的各組分可在最高、最低比例之間任意化合

普魯斯特回復(fù)：這幾種化合物之間，化合比例變動(dòng)是猛烈的，明顯的……貝托雷設(shè)想的一系列氧化物，實(shí)際上是兩種氧化物的混合物區(qū)分純凈物和混合物第一人第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一論戰(zhàn)觀點(diǎn)貝托雷認(rèn)為，化合物的組成視生成時(shí)的物理?xiàng)l件不同而不同。普魯斯特反駁：通過人造化合物和天然化合物的比較，它們的組成是相同的。這正好說明無論是地球深處礦物中的化合物，還是實(shí)驗(yàn)室制備的化合物，盡管生成的物理?xiàng)l件多么不同，化合物的組成卻是相同的第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一論戰(zhàn)觀點(diǎn)貝托雷認(rèn)為，化學(xué)變化可以產(chǎn)生確定比例的化合物，這只是一系列生成物中的一種?；现校哂凶钚∪芙舛?、最大密度或最強(qiáng)彈性力的化合物優(yōu)先生成。金屬彈性力越大，越容易與空氣中氧結(jié)合，有利于生成高價(jià)氧化物。普魯斯特舉反例證明貝托雷觀點(diǎn)與事實(shí)不符。如砷和銻的低價(jià)氧化物比金屬本身輕。As5.727As2O34.15Sb6.691Sb2O35.67第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一論戰(zhàn)觀點(diǎn)貝托雷還列舉了溶液，合金，汞齊和玻璃等物作為自己的論據(jù)普魯斯特感到為難，他不認(rèn)為溶液是化合物，對溶液的認(rèn)識，他主張留待以后作進(jìn)一步研究。第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一1806年，普魯斯特明確宣布：“化合物是特有的產(chǎn)物，自然給了它固定的組成，自然界有時(shí)也通過人，在任何時(shí)候都不制作出重量和大小方面不同的化合物，就象手中握著天平一樣，從南極到北極，化合物都有同樣的組成，它們的外表可能因它們產(chǎn)生的方法不同而有所區(qū)別，但它們的性質(zhì)任何時(shí)候都不會兩樣……分析總是支持這個(gè)事實(shí)?！钡?6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一計(jì)量定律的作用任何一門科學(xué)技術(shù)，如果不借助于數(shù)學(xué)，不與數(shù)學(xué)發(fā)生關(guān)系，就不可能達(dá)到應(yīng)有的精確性和可靠性。也就難以深入和獲得發(fā)展。馬克思明確指出，“一種科學(xué)只有在成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)時(shí)，才達(dá)到了真正完善的地步?！?/p>

第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓——近代化學(xué)之父如果我比我周圍的人獲得更多的成就的話，那主要——不，我可以說，幾乎單純地——是由于不懈的努力。一些人比另外一些人獲得更多的成就，主要是由于他們對放在他們面前的問題比起一般人能夠更加專注和堅(jiān)持，而不是由于他的天賦比別人高多少。道爾頓（J.Dalton，1760-1844）英國化學(xué)家第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的工作色盲癥的科學(xué)研究考察了大氣、水蒸氣等多種氣體和蒸發(fā)、壓縮、膨脹等物理現(xiàn)象，還對大氣的組成、混和氣體的狀態(tài)、氣體的擴(kuò)散、氣體在水中的溶解等問題作了實(shí)驗(yàn)研究從1801年起，陸續(xù)發(fā)表了《關(guān)于極光》、《關(guān)于氣壓計(jì)》、《論降雨》、《關(guān)于溫度計(jì)》、《混和氣體的組成》、《論水蒸氣的力》、《論蒸發(fā)》、《論氣體受熱膨脹》等論文《化學(xué)哲學(xué)新體系》第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的原子論元素（單質(zhì)）的最終粒子稱為簡單原子，它們極其微小，是看不見的；是既不能創(chuàng)造，也不能毀滅和不可分割的。它們在一切化學(xué)變化中保持其本性不變。第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的原子論同一種元素的原子，其形狀、質(zhì)量及各種性質(zhì)（如親合力）都是相同的，不同元素的原子在這些性質(zhì)方面各不相同。每一種元素以其原子的質(zhì)量為最基本的特征。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的原子論不同元素的原子以簡單數(shù)目的比例相結(jié)合，形成了化學(xué)中的化合現(xiàn)象?；衔锏脑臃Q為復(fù)雜原子，復(fù)雜原子的質(zhì)量為所含各種元素原子質(zhì)量之總和。同一化合物的復(fù)雜原子，其組成、形狀、質(zhì)量和性質(zhì)也必然相同。第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的第一張?jiān)恿勘砻Q組成相對重量名稱組成相對重量簡單原子氫氮氧碳硫磷化合物原子水氨磷化氫氫1氧1氮1氫1磷1氫11.04.25.54.314.47.26.55.28.2一氧化氮油氣亞硫酸硫化氫乙醚笑氣硝酸氣碳酸氣煤氣甲烷硫酸酒精氮1氧1碳1氫1硫1氧1氫1硫2氮2氧1氮1氧2碳1氧2碳1氧1碳1氫2硫1氧2碳2氧1氫19.35.319.915.49.613.715.215.39.86.325.415.3第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的原子符號第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的原子符號第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一道爾頓的一些假設(shè)兩元素A和B化合時(shí)，遵循簡單原則，如果只獲得一種產(chǎn)物，則必為A1B1若化合成兩種化合物，則應(yīng)為A2B1或A1B2若有三種化合物，應(yīng)為A1B1、

A2B1、A1B2二元化合物的比重，應(yīng)比A和B的混合物大第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一倍比定律當(dāng)相同之兩元素可生成兩種或兩種以上的化合物時(shí)，若其中一元素之重量恒定，則另一元素在各化合物中之相對重量有簡單倍數(shù)之比。

COCO2CH4C2H4第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一蓋呂薩克實(shí)驗(yàn)氣體化合體積定律：各種氣體在反應(yīng)時(shí)，常以簡單的體積比化合化學(xué)反應(yīng)中各種原子以簡單數(shù)目比化合同樣體積內(nèi)各種氣體中包含相同數(shù)量的原子

2體積氫＋1體積氧→2體積水

2粒子氫＋1粒子氧→2粒子水蓋呂薩克(J.L.Gay-lussac,1778-1850),法國化學(xué)家第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一阿佛加德羅假說1811年“論測定物體中原子相對質(zhì)量及其進(jìn)入化合物中數(shù)目比例的一種方法”所謂原子是參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)的最小質(zhì)點(diǎn)，所謂分子是在游離狀態(tài)下單質(zhì)或化合物能獨(dú)立存在的最小質(zhì)點(diǎn)。

2體積氫＋1體積氧→2體積水

2分子氫＋1分子氧→2分子水A.Avogadro,1776-1856，意大利的物理學(xué)家第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一阿佛加德羅的新概念

無論化合物還是單質(zhì)，在不斷分割的過程中都有一個(gè)分子階段（創(chuàng)造性的大膽假設(shè)）。分子是具有一定特性的物質(zhì)組成的最小單位；單質(zhì)的分子可以由多個(gè)原子組成；在同溫同壓下，同體積氣體，無論是單質(zhì)還是化合物，都含有同樣數(shù)目的分子。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一貝采里烏斯

電化二元論Ba+O-S+O3-C+O2-Ba+O-SO3-ZnO++CO2-

硫酸氧化鋇碳酸氧化鋅最早采用了元素符號對約2000種單質(zhì)和化合物進(jìn)行了分析，準(zhǔn)確地測定了四十多種化學(xué)元素的原子量

發(fā)現(xiàn)硅、釷、鈰、鋯等化學(xué)元素

最先引入了“有機(jī)化學(xué)”的概念

第一個(gè)提出“催化劑”概念第一位提出同分異構(gòu)現(xiàn)象的化學(xué)家貝采里烏斯（J.J.Beraelius，1779-1848），瑞典化學(xué)家第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一電化學(xué)的創(chuàng)立者——戴維伏打電堆戴維的電解實(shí)驗(yàn)

1807年，把金屬鈉和鉀從熔融的堿鹽中分離出來，隨后又通過電解陸續(xù)將金屬鋇、鎂、鈣、鍶等從化合物中析出安全礦燈：1816年倫福德勛章1820年，英國皇家學(xué)會主席戴維（Davy.H.1778-1828）英國化學(xué)家，鉀、鈉、鈣、鍶、鋇的發(fā)現(xiàn)人第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一十九世紀(jì)初的其他研究與發(fā)現(xiàn)酸中含氧理論的拋棄戴維《化學(xué)原理》：

“氯氧酸不是化合物，而是單質(zhì)，和氧一樣能夠助燃?？梢姡紵⒉幌罄咤a所說的那樣非有氧氣不可。另外，鹽酸并不含有氧，這表明可以有無氧酸。因此，拉瓦錫關(guān)于酸中必定含氧的說法是沒有道理的?！钡?3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一十九世紀(jì)初的其他研究與發(fā)現(xiàn)杜?。盏俣?第一個(gè)真正的原子量定律

單質(zhì)固體原子量與比熱（即原子熱容）的乘積為一常數(shù)。米希爾里希同晶型定律

同數(shù)目的原子以相同方式相結(jié)合即得同晶型

杜馬蒸汽密度法測定原子量第34頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一杜隆-普蒂的原子熱容表元素比熱原子量O=1原子量×比熱元素比熱原子量O=1原子量×比熱Bi0.028813.300.3830Te0.09124.030.3675Pb0.029312.950.3794Cu0.09493.9570.3755Au0.029812.130.3704Ni0.10353.690.3819Pt0.031411.160.3740Fe0.11003.3920.3731Sn0.05147.350.3779