中國化學(xué)史對(duì)世界化學(xué)史的影響

-.z化學(xué)史期末考核論文題目：中國化學(xué)史對(duì)世界化學(xué)史的影響無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的過渡與聯(lián)系〔化學(xué)系〕摘要：化學(xué)從研究對(duì)象可分為無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)。多少年來,人們?nèi)藶榈匕阉鼈兎譃榻缦耷宄膬砷T學(xué)科。直到維勒從無機(jī)物氰酸銨制得尿素。事實(shí)，世間萬事萬物均由有機(jī)無機(jī)共同組成。且有機(jī)物、無機(jī)物間可相互轉(zhuǎn)換。近年，隨著人們認(rèn)識(shí)水平的提高,科學(xué)的開展,使得這一界限真正已被突破,無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)相結(jié)合出現(xiàn)了一門穿插學(xué)科。金屬有機(jī)化學(xué)正是兩者之間的穿插學(xué)科。有機(jī)化學(xué)與無機(jī)化學(xué)結(jié)合在一起共同造福于人類。關(guān)鍵字：無機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)氰酸銨尿素金屬有機(jī)化學(xué)正文：化學(xué)這門學(xué)科,從研究對(duì)象來分,可分為無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)二大類。過去,一般認(rèn)為無機(jī)化學(xué)是研究無生命物質(zhì)的化學(xué),有機(jī)化學(xué)是研究有生命物質(zhì)的化學(xué)。1828年德意志化學(xué)家維勒從無機(jī)物氰酸銨制得尿素，從而破除了有機(jī)物只能由生命力產(chǎn)生的迷信，明確了這兩類物質(zhì)都是由化學(xué)力結(jié)合而成【1】。1有機(jī)化學(xué)與無機(jī)化學(xué)的過渡維勒在1828年給柏則里的信中寫道："我要告訴閣下，我不用人或狗的腎臟制成尿素。〞在這之前，"生命力論〞認(rèn)為動(dòng)植物體存在著一種生命力，只要依靠這種生命力才能產(chǎn)出有機(jī)化合物，即有機(jī)物最初只能在動(dòng)植物體產(chǎn)生?；瘜W(xué)家在實(shí)驗(yàn)室只能將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的有機(jī)物，而不能用無機(jī)物制作有機(jī)物。自然界的礦物等無機(jī)物千年萬年亙古不變，是沒有生命的。他們之間有不可逾越的鴻溝。維勒道的兩位教師格曼琳和貝采烏斯都是"生命力論〞的維護(hù)者和宣揚(yáng)者。如今，維勒卻用無機(jī)物合成有機(jī)物尿素，強(qiáng)烈的沖擊了形而上學(xué)的生命力論，為辯證唯物主義自然界的誕生提供了科學(xué)依據(jù)。他填補(bǔ)了生命力論制造的無機(jī)物同有機(jī)物之間的溝鴻，在這條鴻溝中架起了橋梁。第一次從無機(jī)物制備了有機(jī)物,溝通了這二大類化學(xué)【2】。但是,多少年來這兩門化學(xué)的界限仍然存在著。"有機(jī)化學(xué)〞這一名詞于1806年首次由貝采利烏斯提出。當(dāng)時(shí)是作為"無機(jī)化學(xué)〞的對(duì)立物而命名的。有機(jī)化學(xué)它是研究有機(jī)化合物的來源、制備、構(gòu)造、性質(zhì)、應(yīng)用以及有關(guān)理論的科學(xué)，又稱碳化合物的化學(xué)。從19世紀(jì)初到1858年提出價(jià)鍵概念之前是有機(jī)化學(xué)的萌芽時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，已經(jīng)別離出許多有機(jī)化合物，制備了一些衍生物，并對(duì)它們作了定性描述。法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)，有機(jī)化合物燃燒后，產(chǎn)生二氧化碳和水。他的研究工作為有機(jī)化合物元素定量分析奠定了根底。1830年，德國化學(xué)家比希開展了碳、氫分析法，1833年法國化學(xué)家杜馬建立了氮的分析法。這些有機(jī)定量分析法的建立使化學(xué)家能夠求得一個(gè)化合物的實(shí)驗(yàn)式。當(dāng)時(shí)在解決有機(jī)化合物分子中各原子是如何排列和結(jié)合的問題上，遇到了很大的困難。最初，有機(jī)化學(xué)用二元說來解決有機(jī)化合物的構(gòu)造問題。二元說認(rèn)為一個(gè)化合物的分子可分為帶正電荷的局部和帶負(fù)電荷的局部，二者靠靜電力結(jié)合在一起。早期的化學(xué)家根據(jù)*些化學(xué)反響認(rèn)為，有機(jī)化合物分子由在反響中保持不變的基團(tuán)和在反響中起變化的基團(tuán)按異性電荷的靜電力結(jié)合。但這個(gè)學(xué)說本身有很大的矛盾。類型說由法國化學(xué)家熱拉爾和洛朗建立。此說否認(rèn)有機(jī)化合物是由帶正電荷和帶負(fù)電荷的基團(tuán)組成，而認(rèn)為有機(jī)化合物是由一些可以發(fā)生取代的母體化合物衍生的，因而可以按這些母體化合物來分類。類型說把眾多有機(jī)化合物按不同類型分類，根據(jù)它們的類型不僅可以解釋化合物的一些性質(zhì)，而且能夠預(yù)言一些新化合物。但類型說未能答復(fù)有機(jī)化合物的構(gòu)造問題。有機(jī)化合物按不同類型分類，根據(jù)它們的類型不僅可以解釋化合物的一些性質(zhì)，而且能夠預(yù)言一些新化合物。但類型說未能答復(fù)有機(jī)化合物的構(gòu)造問題。從1858年價(jià)鍵學(xué)說的建立，到1916年價(jià)鍵的電子理論的引入，是經(jīng)典有機(jī)化學(xué)時(shí)期。1858年，德國化學(xué)家凱庫勒和英國化學(xué)家?guī)扃甑忍岢鰞r(jià)鍵的概念，并第一次用短劃"-〞表示"鍵〞。他們認(rèn)為有機(jī)化合物分子是由其組成的原子通過鍵結(jié)合而成的。由于在所有的化合物中，一個(gè)氫原子只能與一個(gè)別的元素的原子結(jié)合，氫就選作價(jià)的單位。一種元素的價(jià)數(shù)就是能夠與這種元素的一個(gè)原子結(jié)合的氫原子的個(gè)數(shù)。凱庫勒還提出，在一個(gè)分子中碳原子之間可以互相結(jié)合這一重要的概念。1848年巴斯德別離到兩種酒石酸結(jié)晶，一種半面晶向左，一種半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋轉(zhuǎn)，后者則使之向右旋轉(zhuǎn)，角度一樣。在對(duì)乳酸的研究中也遇到類似現(xiàn)象。為此，1874年法國化學(xué)家勒貝爾和荷蘭化學(xué)家托夫分別提出一個(gè)新的概念，圓滿地解釋了這種異構(gòu)現(xiàn)象。他們認(rèn)為：分子是個(gè)三維實(shí)體，碳的四個(gè)價(jià)鍵在空間是對(duì)稱的，分別指向一個(gè)正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，碳原子則位于正四面體的中心。當(dāng)碳原子與四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接時(shí)，就產(chǎn)生一對(duì)異構(gòu)體，它們互為實(shí)物和鏡像，或左手和右手的手性關(guān)系，這一對(duì)化合物互為旋光異構(gòu)體。勒貝爾和托夫的學(xué)說，是有機(jī)化學(xué)中立體化學(xué)的根底。1900年第一個(gè)自由基，三苯甲基自由基被發(fā)現(xiàn)，這是個(gè)長(zhǎng)壽命的自由基。不穩(wěn)定自由基的存在也于1929年得到了證實(shí)。在這個(gè)時(shí)期，有機(jī)化合物在構(gòu)造測(cè)定以及反響和分類方面都取得很大進(jìn)展。但價(jià)鍵只是化學(xué)家從實(shí)踐經(jīng)歷得出的一種概念，價(jià)鍵的本質(zhì)尚未解決?，F(xiàn)代有機(jī)化學(xué)時(shí)期在物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)電子，并說明原子構(gòu)造的根底上，美國物理化學(xué)家路易斯等人于1916年提出價(jià)鍵的電子理論。他們認(rèn)為：各原子外層電子的相互作用是使各原子結(jié)合在一起的原因。相互作用的外層電子如從—個(gè)原了轉(zhuǎn)移到另一個(gè)原子，則形成離子鍵；兩個(gè)原子如果共用外層電子，則形成共價(jià)鍵。通過電子的轉(zhuǎn)移或共用，使相互作用的原子的外層電子都獲得惰性氣體的電子構(gòu)型。這樣，價(jià)鍵的圖象表示法中用來表示價(jià)鍵的短劃"-〞，實(shí)際上是兩個(gè)原子共用的一對(duì)電子。1927年以后，海特勒和倫敦等用量子力學(xué)，處理分子構(gòu)造問題，建立了價(jià)鍵理論，為化學(xué)鍵提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型。后來馬利肯用分子軌道理論處理分子構(gòu)造，其結(jié)果與價(jià)鍵的電子理論所得的大體一致，由于計(jì)算簡(jiǎn)便，解決了許多當(dāng)時(shí)不能答復(fù)的問題【3】【4】。無機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的鼻祖。它是研究無機(jī)物質(zhì)的組成、性質(zhì)、構(gòu)造和反響的科學(xué)，是化學(xué)中最古老的分支學(xué)科。無機(jī)物質(zhì)包括所有化學(xué)元素和它們的化合物，不過大局部的碳化合物除外。(除二氧化碳、一氧化碳、二硫化碳、碳酸鹽等簡(jiǎn)單的碳化合物仍屬無機(jī)物質(zhì)外，其余均屬于有機(jī)物質(zhì)?！吃缭诠?000年人類就開場(chǎng)了制、煉銅、冶鐵等與無機(jī)化學(xué)相關(guān)的活動(dòng)。中國古代的黃帝為了尋求長(zhǎng)生不老之藥，令術(shù)士煉制仙丹。東晉的洪(公元284－364年)即是煉丹家中的代表，洪經(jīng)反復(fù)研究，得到了物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并記入他的著作"抱樸子"："丹砂燒之成水銀，積變又成丹砂〞。即對(duì)丹砂加熱可煉出水銀，水銀和硫磺化合又變成丹砂。事實(shí)上，這就是化學(xué)上的可逆反響：HgS-Hg＋S。他還記載了用鐵復(fù)原硫酸銅中的銅的反響："以曾青涂鐵，鐵赤色如銅〞。曾青就是膽礬，主要成分是五水硫酸銅(CuSO4·5H2O)。到18世紀(jì)末，由于冶金工業(yè)的開展，人們逐步掌握了無機(jī)礦物的冶煉、提取和合成技術(shù)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了很多新元素。到19世紀(jì)中葉，已經(jīng)有了統(tǒng)一的原子量數(shù)據(jù)，從而完畢了原子量的混亂局面。元素周期律的發(fā)現(xiàn)奠定了現(xiàn)代無機(jī)化學(xué)的根底。目前的元素元素共109種，其中94種存在于然界中。元素的周期性質(zhì)是人們?cè)陂L(zhǎng)期科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)過大量的感性材料積累總結(jié)出來的自然規(guī)律，它把自然界的化學(xué)元素看做一個(gè)有在聯(lián)系的整體。20世紀(jì)以來，由于化學(xué)工業(yè)及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的興起，無機(jī)化學(xué)又有了更廣闊的舞臺(tái)。如航空航天、能源石化、信息科學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域的出現(xiàn)和開展，推動(dòng)了無機(jī)化學(xué)的革新步伐。在過去的近50年中，人們對(duì)于新方法，新理論，新領(lǐng)域(如金屬在生物體中的作用)，新材料，新催化劑，高產(chǎn)出和低污染等的追求，強(qiáng)力促進(jìn)了無機(jī)化學(xué)的開展【5】【6】。新興的無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域有無機(jī)材料化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)、有機(jī)金屬化學(xué)、理論無機(jī)化學(xué)等等。這些新興領(lǐng)域的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)再次煥發(fā)出勃勃生機(jī)【7】。2無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)在自然界中本質(zhì)聯(lián)系本來我們生存的地球上的所有東西是由無機(jī)物和有機(jī)物共同構(gòu)成，她們構(gòu)成了大自然的多樣性。土壤圈作為一連接無機(jī)界和有機(jī)界的樞紐，它并不是專為植物生長(zhǎng)而設(shè)的。由于它位于大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈的交換地帶，因此它連接無機(jī)界和有機(jī)界具有極為重要的作用。無機(jī)物可由元素周期表的所有元素組成，而有機(jī)物必須要有碳〔除CO2,CO和碳酸根〕。有機(jī)物和無機(jī)物的根本構(gòu)成原素一樣，都是元素周期表的元素。但無機(jī)物中包含的元素在有機(jī)物中不一定有。而有機(jī)物中包含的元素都可在無機(jī)物中找到。它們之間可以進(jìn)展轉(zhuǎn)化。如：CH4+2O2=點(diǎn)燃=CO2+2H2O這是有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)物。

6CO2+6H2O=光合作用=C6H12O6+6O2C6H12O6為葡萄糖。這是無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物。另外還有，有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)物的：酒精、油燃燒變成二氧化碳和水。無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物：樹葉的光合作用使二氧化碳和水變成最后的淀粉。存在于體和食物中的礦物質(zhì)營養(yǎng)素—無機(jī)鹽，是由有機(jī)物和無機(jī)物綜合組成。

再者，有機(jī)化合物和無機(jī)化合物之間沒有絕對(duì)的分界。有機(jī)化學(xué)之所以成為化學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立學(xué)科，是因?yàn)橛袡C(jī)化合物確有其在的聯(lián)系和特性。位于周期表當(dāng)中的碳元素，一般是通過與別的元素的原子共用外層電子而到達(dá)穩(wěn)定的電子構(gòu)型的。這種共價(jià)鍵的結(jié)合方式?jīng)Q定了有機(jī)化合物的特性。大多數(shù)有機(jī)化合物由碳、氫、氮、氧幾種元素構(gòu)成，少數(shù)還含有鹵素和硫、磷等元素。因而大多數(shù)有機(jī)化合物具有熔點(diǎn)較低、可以燃燒、易溶于有機(jī)溶劑等性質(zhì)，這與無機(jī)化合物的性質(zhì)有很大不同。

3現(xiàn)代有機(jī)、無機(jī)學(xué)科的穿插隨著人類認(rèn)識(shí)的開展,近年來這一界限已被突破,例如,過去作為無機(jī)化學(xué)研究對(duì)象的少數(shù)稀有金屬,如鐵、鈷、鎂、鉬等,它們?cè)谏矬w的新代中起著極為重要的作用,因此,機(jī)械地、人為地劃分無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué),已無可能。而且,近年來在化學(xué)反響的研究方面,無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的相互滲透,更是層出不窮，使無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的相結(jié)合。金屬有機(jī)化學(xué)正是兩者之間的穿插學(xué)科，隨著科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的提高，金屬有機(jī)化學(xué)已成為當(dāng)今最活潑的化學(xué)學(xué)科之一。

一般將含有金屬-碳鍵〔M-C〕的化合物稱為有機(jī)金屬化合物或金屬有機(jī)化合物。兩者名稱之間并無嚴(yán)格界限，研究有機(jī)金屬化合物的化學(xué)為有機(jī)金屬化學(xué)，也有觀點(diǎn)認(rèn)為研究含有金屬的有機(jī)化合物的化學(xué)是有機(jī)金屬化學(xué)，這樣的化合物也稱為有機(jī)金屬化合物，顯然后者的圍更廣一些，例如Fe(CO)5等。1827年問世的ZeiseKPtCl3(CH2=CH2)是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的具有不飽和有機(jī)分子與金屬鍵鏈的有機(jī)金屬化合物。此后，有機(jī)硅、有機(jī)鈉、有機(jī)鋅等相繼問世并得到應(yīng)用。著名的格氏試劑及其催化反響極推動(dòng)了有機(jī)化學(xué)的開展，Ziegler-Natta催化劑也給工業(yè)帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益。1951年具有特殊構(gòu)造和類似芳烴的二茂鐵得到了制備和構(gòu)造確證，為有機(jī)過渡金屬開辟了一大類新型的有機(jī)金屬配合物【8】。近三十年來,無機(jī)化學(xué)有了復(fù)興,人們已制得了許多復(fù)雜的配合物和原子簇化合物。這些化合物的分子包括兩局部,過渡金屬和配體局部,即Mlo【9】。近十年來,很夫曼(Roa!dHoffmann)等用群論和擴(kuò)展的休克爾分子軌道法進(jìn)展近似處理,建立了構(gòu)成這些分子的金屬配體ML"碎片〞(fragment)的前線軌道。找出與有機(jī)分子中一些基團(tuán)的前線軌道的相似之處,架起無機(jī)與有機(jī)化學(xué)之間的橋梁。碎片，即為組成分子的局部基團(tuán).正象CH,·CH,·CH基團(tuán)及碳原子是構(gòu)成碳?xì)浠衔锏幕?鏈節(jié)、環(huán)、取代基是現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)的基石一樣,過渡金屬配合物分子片(fmgment)ML。是組成金屬有機(jī)化合物的構(gòu)造單元。如M(Co);、M(CO),、M(Cp)(Cp為環(huán)戊二烯基)等【10】?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，周期表中幾乎所有金屬元素都能和碳結(jié)合，形成不同形式的金屬有機(jī)化合物。迄今已先后有10位科學(xué)家因在有機(jī)金屬化學(xué)領(lǐng)域做出的巨大奉獻(xiàn)而榮獲Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。金屬有機(jī)化合物可以成功地為價(jià)鍵理論的研究工作提供大量新穎物種，特別是用作試劑或催化劑在有機(jī)合成化學(xué)上取得了巨大的成就。此外，在塑料添加劑、抗震劑、殺菌劑等方面也有著廣泛應(yīng)用。如果沒有金屬有機(jī)化合物作為催化劑，精細(xì)有機(jī)化工如制藥工業(yè)、香料工業(yè)的開展簡(jiǎn)直不可想象。還有，油漆促進(jìn)了無機(jī)與有機(jī)之間的聯(lián)系。油漆銘鋁la俄聯(lián)荊分子中含有鋁酸皓，且主鏈上有兩種有機(jī)配位基團(tuán):一種配位基團(tuán)使它具有很好的徑基往定性和水解份定性.另一種配位基團(tuán)使它具有很好的與有機(jī)物反響的性能。所以它不僅而且還改善了舔加體系的性能，如陣低體系貓度等.同時(shí)它的價(jià)格也較硅烷麟聯(lián)加廉價(jià)。如炕權(quán)鑒二異丙膠恰鋁、烷權(quán)荃乙酸丙側(cè)酸傳侶等?？傊?，有機(jī)化學(xué)與無機(jī)化學(xué)是沒有明顯的區(qū)別的。有機(jī)化學(xué)與無機(jī)有機(jī)是相互滲透，相互兼容。隨著科技的不斷開展，將更好地結(jié)合在一起，共同造福于人類。【參考文獻(xiàn)】[1]J.R，柏廷頓"化學(xué)簡(jiǎn)史"，**大學(xué)2003：:120-135[2]郭保章著."中國化學(xué)史".教育，2006年[3]軍著"有機(jī)化學(xué)"化工工業(yè)20050701[4]黃耀曾，錢長(zhǎng)濤，徐元耀"有機(jī)化學(xué)"198701期[5]宏孝主編"無