化學發(fā)展簡史與人類文明

化學發(fā)展簡史與人類文明化學發(fā)展歷程中的重要發(fā)現(xiàn)化學發(fā)展史的五個時期古代和近代化學史大事記化學實驗發(fā)展史概述物理化學發(fā)展史化學與社會的密切關系以及化學的明天

概述化學發(fā)展史的五個時期

概述化學發(fā)展史的五個時期自從有了人類，化學便與人類結下了不解之緣。鉆木取火，用火燒煮食物，燒制陶器，冶煉青銅器和鐵器，都是化學技術的應用。正是這些應用，極大地促進了當時社會生產(chǎn)力的發(fā)展，成為人類進步的標志。今天，化學作為一門基礎學科，在科學技術和社會生活的方方面面正起看越來越大的作用?；瘜W史大致分為：遠古的工藝化學時期。這時人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝主要是在實踐經(jīng)驗的直接啟發(fā)下經(jīng)過多少萬年摸索而來的，化學知識還沒有形成。這是化學的萌芽時期。概述化學發(fā)展史的五個時期煉丹術和醫(yī)藥化學時期。從公元前1500年到公元1650年，煉丹術士和煉金術士們，在皇宮、在教堂、在自己的家里、在深山老林的煙熏火燎中，為求得長生不老的仙丹，為求得榮華富責的黃金，開始了最早的化學實驗。記載、總結煉丹術的書藉，在中國、阿拉伯、埃及、希臘都有不少。這一時期積累了許多物質(zhì)間的化學變化，為化學的進一步發(fā)展準備了豐富的素材。這是化學史上令我們驚嘆的雄渾的一幕。后來，煉丹術、煉金術幾經(jīng)盛衰，使人們更多地看到了它荒唐的一面?；瘜W方法轉而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當發(fā)揮。在歐洲文藝復興時期，出版了一些有關化學的書耕，第一次有了“化學”這個名詞。英語的chemistry起源于alchemy，即煉金術。chemist至今還保留昔兩個相關的含義：化學家和藥劑師。這些可以說是化學脫胎于煉金術和制藥業(yè)的文化遺跡了。概述化學發(fā)展史的五個時期

燃素化學時期。從1650年到1775年，隨著冶金工業(yè)和實驗室經(jīng)驗的積累，人們總結感性知識，認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素，燃燒的過程是可燃物中燃素放出的過程，可燃物放出燃素后成為灰燼。定量化學時期，即近代化學時期。1775年前后，拉瓦錫用定量化學實驗闡述了燃燒的氧化學說，開創(chuàng)了定量化學時期。這一時期建立了不少化學基本定律，提出了原子學說，發(fā)現(xiàn)了元素周期律，發(fā)展了有機結構理論。所有這一切都為現(xiàn)代化學的發(fā)展奠定了堅實的基礎?？茖W相互滲透時期，即現(xiàn)代化學時期。二十世紀初，量子論的發(fā)展使化學和物理學有了共同的語言，解決了化學上許多懸而未決的問題；另一方面，化學又向生物學和地質(zhì)學等學科滲透，使蛋白質(zhì)、酶的結構問題得到了逐步的解決。古代和近代化學史大事記古代和近代化學史大事記古代和近代化學史大事記§我國有了青銅器；春秋晚期能煉鐵；戰(zhàn)國晚期能煉鋼；唐代有了火藥?！焓耸兰o七十年代，瑞典化學家舍勒和英國化學家普利斯里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣；法國化學家拉瓦錫最早用天平和為研究化學的工具，并推翻了燃素學說；英國化學家卡文迪許、雷利等陸續(xù)從空氣中發(fā)現(xiàn)了惰性氣體?！?748年俄國化學家羅蒙諾索夫建立了質(zhì)量守恒定律?！?808年英國科學家道爾頓提出了近代原子學說?！?811年意大利科學家阿佛加德羅提出了分子的概念?！?828年；德國化學家維勒第一次證明有機物可用普通的無機物制得。§1869年俄國化學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律?！?888年法國化學家勒沙特列提出了化學平衡移動原理§1890年德國化學家凱庫蔓提出了苯分子的結構式?！焓攀兰o荷蘭物理學家范德華首先研究了分子間作用力?！焓攀兰o英國物理學家丁達爾和植物學家布朗分別提出了膠體的“丁達爾現(xiàn)象”與“布朗運動”。§二十世紀奧地利和德國物理學家泡利、洪特分別提出了核外電子排布的“泡利不相容原理”、“洪特規(guī)則”。化學實驗發(fā)展史概述化學實驗發(fā)展史概述化學實驗是化學科學賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎，從其發(fā)展過程來看，大致經(jīng)過了早期化學實驗、近代化學實驗和現(xiàn)代化學實驗等三個發(fā)展時期?；瘜W實驗發(fā)展史概述早期化學實驗從遠古時代開始到17世紀，化學實驗在向科學道路邁進的過程中，經(jīng)歷了一段漫長的發(fā)展時期。近代化學實驗17—19世紀，是近代化學實驗時期。在這一時期，隨著歐洲資本主義生產(chǎn)方式的誕生和工業(yè)革命的進行，以及天文學、物理學等學科的重大突破，化學實驗終于沖破了煉丹術的桎梏，走上了科學的康莊大道。為此做出巨大貢獻的化學實驗家當推波義耳(R.Boyle，1627—1691)和拉瓦錫(A.L.Lavoisier，1743—1794)?，F(xiàn)代化學實驗19世紀末20世紀初，以震驚整個自然科學的電子、X射線與放射性等三大發(fā)現(xiàn)為標志，化學實驗進入了現(xiàn)代發(fā)展階段。

早期化學實驗早期化學實驗一化學實驗的萌芽人類最初對火的利用距今大概已有100多萬年了。火是人類最早使用的化學實驗手段。人類最早從事的制陶、冶金、釀酒等化學工藝，都與火有直接或間接的聯(lián)系。在熊熊烈火中，燒制成型的粘土可獲得陶器；燒煉礦石可得到金屬。陶器的發(fā)明使人類有了貯水器以及貯藏糧食和液體食物的器皿，從而為釀酒工藝的形成和發(fā)展創(chuàng)造了條件。制陶、冶金和釀酒等化學工藝，已孕育了化學實驗的萌芽。例如，在燒制灰、黑陶的化學工藝中，工匠們在焙燒后期便封閉窯頂和窯門，再從窯頂徐徐噴水，致使陶土中的鐵質(zhì)生成四氧化三鐵，又使表面覆上一層炭黑，因此里外黑灰。這表明當時已初步懂得了焙燒氣氛的控制和利用。早期化學實驗二原始化學實驗古代的煉丹術，是早期化學實驗的主要和典型的代表。煉丹的主要目的一是希望得到能使人長生不死的“仙藥”；二是想把一些廉價的金屬借助于“仙藥”的點化，轉變?yōu)橘F重的黃金和白銀。由于煉丹活動符合帝王、貴族長生不死、永世霸業(yè)的愿望，因而受到他們的大力推崇，于是從古代到中古時代，這種活動很快地得到開展并興盛起來。蒸餾是早期化學實驗中最完整的一種重要實驗操作方法。到了16世紀，出現(xiàn)了大批有關蒸餾方法方面的書籍，如希羅尼姆·布倫契威格(HieronymusBrunschwygk，1450—1513年)1500年出版的《蒸餾術簡明手段》及其增訂版《蒸餾術大全》(1512年出版)等。這些著作對蒸餾方法作了較詳細的敘述。蒸餾在早期化學實驗發(fā)展史上占有重要地位，它至今還在基礎化學實驗中被經(jīng)常運用。

早期化學實驗三向化學科學實驗的過渡到了十五六世紀，煉丹術由于缺乏科學基礎，屢遭失敗而變得聲名狼藉。化學實驗則開始在醫(yī)學和冶金等一些實用工藝中發(fā)揮作用，并不斷得到發(fā)展。在醫(yī)藥化學時期，最具代表性的人物是瑞士的醫(yī)生、醫(yī)藥化學家帕拉塞斯(P.A.Paracelsus，1493-1541)。他強調(diào)化學研究的目的不應在于點金，而應該把化學知識應用于醫(yī)療實踐，制取藥物。他和他的弟子們通過對礦物藥劑的性質(zhì)和療效的研究，以及在制備新藥劑的過程中，探討了許多無機物的分離、提純方法，進行了一些合成實驗，并總結出這些物質(zhì)的性質(zhì)。因此，有人認為帕拉塞斯“從根本上改變了醫(yī)療和化學的發(fā)展道路”早期化學實驗安德雷·李巴烏(AndreasLibavius，約1540-1616)是德國的醫(yī)生、醫(yī)藥化學家，他極力強調(diào)化學的實用意義，為推進化學成為一門獨立科學做出了重要貢獻。他編著的《工藝化學大全》(1611—1613年問世)，總結了他多年的實驗經(jīng)驗。書中敘述了硫酸和王水的制備方法；證明了焙燒硝石和硫黃所得到的硫酸與干餾膽礬所得到的完全是同一種物質(zhì)；首次提出將食鹽與膽礬一起在泥坩堝中焙燒制取鹽酸的方法；講解了用金屬錫與氯化汞一起加熱、蒸餾獲得四氯化錫(后來被稱為“李巴烏發(fā)煙液”)的方法；描述了含銅的溶液遇氨水變?yōu)榇渌{的現(xiàn)象，并建議用這種方法檢驗水中的氨。這部著作的問世，使化學終于有了真正的教科書。他還設計過一所實驗室的建筑詳圖，但直到1683年，這所實驗室才在阿爾特多夫(Altderf)修建起來。早期化學實驗繼帕拉塞斯、李巴烏之后，對后世影響較大、對化學實驗的發(fā)展貢獻卓著的醫(yī)藥化學家還有赫爾蒙特(J.B.vanHelmont，1597-1644)。他工作的最大特點是對化學進行定量研究，廣泛使用了天平，并萌生了初始的物質(zhì)不滅的思想。他所做的“柳樹實驗”和“沙子實驗”，是早期化學實驗發(fā)展史上著名的兩個定量實驗①。此外，他在無機物制備方面取得過空前的成果，曾對燃燒現(xiàn)象提出過頗有獨到之處的見解。因此，他常被尊為從煉丹術到化學的過渡階段的代表。早期化學實驗四早期化學實驗的特點早期的化學實驗還只能算做是化學“試驗”，具有很大的盲目性；還沒有從生產(chǎn)、生活實踐中分化出來，成為獨立的科學實踐。最早的制陶、冶金和釀酒等活動，是低級的、缺乏理論指導的、不自覺的實踐活動；作為化學實驗原始形式的煉丹術，其實驗目的也只是追求長生不老藥或點金之術，變賤金屬為貴金屬。早期化學實驗盡管如此，還應該肯定從事早期化學實驗的工匠和煉丹術士們是化學實驗的先驅(qū)和開拓者。他們發(fā)明了焙燒、溶解、結晶、蒸餾、過濾和冷凝等化學實驗操作方法；制造了風箱、坩堝、鐵剪、燒杯、平底蒸發(fā)皿、沙浴、焙燒爐等化學實驗儀器和裝置；發(fā)現(xiàn)和制取了銅、金、銀、汞、鉛等金屬，酒精、硝酸、硫酸、鹽酸等化學溶劑和試劑，以及許多酸、堿、鹽，甚至意識到了一些粗淺的化學反應規(guī)律。后人正是從他們的經(jīng)驗教訓中，才找到了化學實驗的真歷史使命，建立了化學實驗科學。近代化學實驗近代化學實驗一化學科學實驗的奠基人——波義耳

“波義耳把化學確立為科學”。作為近代化學科學的確立者，波義耳也是化學科學實驗的重要奠基人。他認為，只有運用嚴密的和科學的實驗方法才能夠把化學確立為科學。他明確指出：“化學，為了完成其光榮而莊嚴的使命，就不能認為到目前為止的研究方法是正確的。而必須拋棄古代傳統(tǒng)的思辯方法”，只有這樣，化學才能象“已經(jīng)覺醒了的天文學和物理學那樣，立足于嚴密的實驗基礎之上”“不應該把理性放在高于一切的位置，知識應該從實驗中來，實驗是最好的老師”；“沒有實驗，任何新的東西都不能深知”；“空談無濟于事，實驗決定一切”；“人之所以能效力于世界者，莫過于勤在實驗上做功夫”。他的這些觀點和主張，奠定了化學實驗方法論的基礎。近代化學實驗波義耳是一位技術精湛的化學實驗家。他一生做過大量的化學實驗，獲得了許多重要的發(fā)現(xiàn)。他是第一個發(fā)明指示劑的化學家，他把各種天然植物的汁液或配成溶液，或做成試紙(“石蕊試紙”就是波義耳發(fā)明的)，并根據(jù)指示劑顏色的變化來檢驗酸和堿；他還發(fā)現(xiàn)了銅鹽和銀鹽、鹽酸和硫酸的化學檢驗方法，并在1685年發(fā)表的“礦泉水的實驗研究史的簡單回顧”一文中，描述了一套鑒定物質(zhì)的方法。因此，他還常被尊為定性分析化學的奠基者。近代化學實驗二定量化學實驗方法論的創(chuàng)立者——拉瓦錫拉瓦錫“是明確提出把量做為衡量尺度對化學現(xiàn)象進行實驗證明的第一位化學家”，他把近代化學實驗推進到定量研究的水平。拉瓦錫從一開始從事化學科學研究，就非常善于發(fā)揮天平在化學研究中的作用，重視對物質(zhì)及其變化進行定量測定。他21歲時所做的第一個化學實驗，就是定量地測定石膏在加熱和冷卻過程中水分的變化。他一生做過很多定量化學實驗，并依據(jù)實驗事實揭示了“水變成土”以及“火粒子”學說、“燃素說”的謬誤。近代化學實驗“水變成土”是赫爾蒙特根據(jù)他著名的“柳樹實驗”提出來的，后來又得到波義耳和牛頓(J.Newton，1642—1727)的贊同。為了檢驗這一觀點的科學性，拉瓦錫進行了如下實驗：將收集到的被認為是最純凈的雨水連續(xù)蒸餾了8次；然后將這些水倒入一個特制的玻璃蒸餾器中，加熱驅(qū)去其中的空氣，并加以密封；用沙浴在60—70℃之間加熱101天。結果發(fā)現(xiàn)其中確有懸浮的小片固體物出現(xiàn)。這似乎是水變成了土的證據(jù)。然而，拉瓦錫仔細稱量了加熱前后水的重量、容器的重量、以及水和容器的總重量，終于查明，水和容器的總重量在加熱前后并沒有變化，而且密封在瓶中的水的重量也沒起變化，只是玻璃容器本身變輕了，而減輕的重量又恰好與固體懸浮物的重量相當。這樣，拉瓦錫查明了那些懸浮物來自玻璃容器，從而以堅實的實驗數(shù)據(jù)否定了“水變成土”的錯誤觀點。近代化學實驗“火粒子”學說，是波義耳為解釋金屬煅燒后重量增加的原因而提出來的。為了檢驗這一假說，拉瓦錫重復了波義耳在密閉的燒瓶中煅燒金屬錫的實驗。他與波義耳不同之處在于，在打開燒瓶之前對整個密閉體系進行了稱量，結果發(fā)現(xiàn)整個體系在加熱前后重量沒有變化。這就證明波義耳曾經(jīng)設想的在加熱過程中火的微粒透過玻璃壁進入燒瓶內(nèi)與金屬錫結合而增重的觀點是錯誤的。近代化學實驗拉瓦錫還通過對硫和磷等一些物質(zhì)燃燒現(xiàn)象的定量實驗研究，否定了統(tǒng)治化學長達百年之久的“燃素說”，建立了氧化學說，并確立了“質(zhì)量守恒定律”。拉瓦錫的定量實驗研究，極大地豐富和發(fā)展了化學實驗方法論。對物質(zhì)及其變化，不僅要用定性分析方法，而且還必須運用定量分析方法，只有二者的有機結合，才能正確認識物質(zhì)及其變化在質(zhì)和量兩個方面的性質(zhì)和規(guī)律；化學實驗是建立化學理論的基礎和檢驗化學理論的標準。他曾明確指出：“在任何情況下，都應該使我們的推理受到實驗的檢驗，除了通過實驗和觀察的自然道路去尋求真理以外，別無它途?！崩咤a的化學實驗方法論思想，對化學實驗從定性向定量的發(fā)展產(chǎn)生了積極和深遠的影響，成為近代化學實驗發(fā)展史上的重要里程碑。正是在此基礎上，近代化學實驗才得以蓬勃發(fā)展，從而拓展了化學科學研究的領域，導致了許多重要化學理論的建立和發(fā)展。近代化學實驗三化學實驗是化學科學理論建立和發(fā)展的基礎道爾頓(J.Dalton，1766—1844)原子論就是在化學科學實驗的基礎上建立起來的。他通過化學實驗，研究了許多地區(qū)的空氣組成，發(fā)現(xiàn)各地的空氣都是由氧、氮、二氧化碳和水蒸氣四種重要物質(zhì)的無數(shù)個微小顆粒(道爾頓稱之為“原子”)混合起來的。他進一步分析一氧化碳和二氧化碳、沼氣(CH4)和油氣(C2H4)的組成，發(fā)現(xiàn)前兩種氣體中氧的重量比為1：2，后兩種氣體中與同量碳化合的氫的重量比為2：1。這使道爾頓發(fā)現(xiàn)了倍比定律。這個實驗定律成為他確立化學原子論的重要基石。近代化學實驗1805年，法國化學家蓋·呂薩克(J.L.Gay-Lussac，1778—1850)在研究氫氣和氧氣的化合時發(fā)現(xiàn)，100個體積的氧氣總是和200個體積的氫氣相化合；在進一步研究氨與氯化氫、一氧化碳與氧氣、氮氣與氫氣的化合時，居然發(fā)現(xiàn)都具有簡單整數(shù)比的關系。于是，他于1808年發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律。為了對這個實驗定律進行理論解釋，意大利化學家阿佛加德羅(A.Avo-gadro，1776—1856)引入了“分子”的概念，提出了著名的分子假說。近代化學實驗1824年，年僅24歲的德國化學家維勒(F.Wöhler，1800—1882)做了一個在化學實驗發(fā)展史上非常著名的實驗，即用氯化銨(NH4Cl)水溶液同氰酸銀(AgCNO)作用來制取氰酸銨(NH4CNO)。然而，當他濾去氯化銀(AgCl)沉淀，并對溶液進行蒸發(fā)時，并沒有得到所期望的氰酸銨，而得到了一種白色結晶狀的物質(zhì)。為了確定這種白色結晶物，維勒又用了4年的時間，采用不同的無機物和不同的方法，對其進行了一系列的定性和定量實驗研究，最后終于完全確認實驗中所得到的這種白色結晶狀物質(zhì)，正是動物機體內(nèi)的代謝產(chǎn)物尿素。1828年，他發(fā)表了“論尿素的人工合成”的論文，以雄辯的實驗事實公布了這一重大成果。這一實驗成果，意義重大，動搖了傳統(tǒng)的“生命力論”的基礎，開辟了用無機物合成有機化合物的新天地。1845年，德國化學家柯爾柏(H.Kolbe，1818—1884)用木炭、硫黃、氯水等無機物合成了酒精、蟻酸、葡萄酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸等一系列有機酸，進而還合成了油脂類和糖類物質(zhì)；到了19世紀后期，有機合成更加蓬勃發(fā)展，先后用人工方法合成了染料、香料、藥物和炸藥等。近代化學實驗維勒不但用氰酸銨人工合成了尿素，而且還分析了氰酸銀的化學組成，結果竟與李比希(J.vonLiebig，1803—1873)對雷酸銀的化學組成的分析結果相當?shù)匚呛?。而氰酸銀和雷酸銀確是兩種性質(zhì)不同的化合物。為此，維勒與李比希又共同研究了氰酸、雷酸和三聚氰酸，發(fā)現(xiàn)他們的化學組成完全相同，而性質(zhì)卻不相同?；瘜W大師瑞典的貝采里烏斯(J.J.Berzelius，1779—1848)在這些實驗事實的基礎上，提出了“同分異構”的概念，認為之所以性質(zhì)不同，是由于它們的化學結構不同。這導致了有機化合物經(jīng)典結構理論的建立和發(fā)展。近代化學實驗1800年，歷史上第一個電池——提供穩(wěn)定、持續(xù)電流的電源裝置，即伏打(A.Volta，1745—1827)電堆誕生了。它是近代化學實驗發(fā)展史上非常重要的實驗手段之一。應用這種實驗手段來引發(fā)化學反應，推動了電化學的誕生和發(fā)展。1800年3月，英國化學家尼科爾森(W.Nicholson，1753—1815)和卡里斯爾(A.Carlisle，1768—1840)就用電堆電解了水；1807年，英國化學家戴維(H.Davy，1778—1829)又用電解熔融鹽的方法制出了金屬鈉、鉀、鎂、鈣、鍶、鋇和非金屬元素硼和硅。至此，電解法成了一種經(jīng)常被采用的重要的化學實驗方法。戴維的助手法拉第(M.Faraday，1791—1867)對電解過程進行了深入的研究，在他1834年發(fā)表的《關于電的實驗研究》這篇論文中，提出了著名的“法拉第電解定律”。他的工作，使電化學的研究從定性走向了定量，對電化學的發(fā)展作出了重要貢獻。此外，近代化學實驗還開辟了化學熱力學和化學動力學兩大研究領域，推動了物理化學的完善和發(fā)展。近代化學實驗四近代化學實驗方法近代化學實驗的蓬勃發(fā)展與近代化學實驗方法論的發(fā)展有著十分密切的關系。在這一時期，人們創(chuàng)立或發(fā)展了諸如系統(tǒng)定性分析法、重量分析法、滴定分析法、光譜分析法、電解法等很多經(jīng)典的化學實驗方法。近代化學實驗

五近代化學實驗的特點隨著歐洲資本主義生產(chǎn)方式的建立和發(fā)展，近代化學實驗作為一種相對獨立的科學實踐活動，從生產(chǎn)實踐中分化出來，歷經(jīng)兩百多年，取得了突飛猛進的發(fā)展。1.明確了化學科學實驗的性質(zhì)、目的和作用2．建立和發(fā)展了化學實驗方法論3．發(fā)明和研制了較先進的實驗儀器和裝置現(xiàn)代化學實驗一實驗內(nèi)容以結構測定和化學合成實驗為主1．結構測定實驗結構測定實驗源于人們對陰極放電現(xiàn)象微觀本質(zhì)的探討。早在1836年，法拉第就曾研究過低壓氣體中的放電現(xiàn)象。1869年，德國化學家希托夫(J.W.Hittorf，1824—1914)發(fā)現(xiàn)真空放電于陰極，并以直線傳播。1876年，戈爾茨坦(E.Coldstein，1850—1930)將這種射線命名為“陰極射線”。1878年，英國化學家克魯克斯(SirW.Crookes，1832—1919)發(fā)現(xiàn)陰極射線能推動小風車，被磁場推斥或牽引，是帶電的粒子流。1897年，克魯克斯的學生英國物理學家J.J.湯姆生(J.J.Thomson，1856—1940)對陰極射線作了定性和定量的研究，測定了陰極射線中粒子的荷質(zhì)比。這種比原子還小的粒子被命名為“電子”。電子的發(fā)現(xiàn)，動搖了“原子不可分”的傳統(tǒng)化學觀?，F(xiàn)代化學實驗1895年，德國物理學家倫琴(W.C.Rönt-gen，1845—1923)在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了X射線。1896年，法國物理學家貝克勒(A.H.Becquerel，1852—1908)發(fā)現(xiàn)了“鈾射線”。次年，法國著名化學家瑪麗·居里(M.Curie，1867—1934)又發(fā)現(xiàn)了釷也能產(chǎn)生射線，于是她把這種現(xiàn)象稱為“放射性”，把具有這種性質(zhì)的元素稱為放射性元素。居里夫婦經(jīng)過極其艱苦的努力，于1898年先后發(fā)現(xiàn)了具有更強放射性的新元素釙和鐳。隨后，又花費了幾年時間，從兩噸鈾的廢礦渣中分離出0.1克光譜純的氯化鐳，并測定了鐳的原子量。鐳曾被稱為“偉大的革命家”，克魯克斯尖銳地評論說：“十分之幾克的鐳就破壞了化學中的原子論”?？梢娺@一成果意義的重大。為此，居里夫人獲得了1911年的諾貝爾化學獎?，F(xiàn)代化學實驗1898年，J.J.湯姆生的學生E.盧瑟福(F.Rutherford，1871—1937)發(fā)現(xiàn)鈾和鈾的化合物發(fā)出的射線有兩種不同的類型，一種是α射線，一種是β射線；2年后，法國化學家維拉爾(P.Villard，1860—1934)又發(fā)現(xiàn)了第三種射線γ射線。1901年盧瑟福和英國年青的化學家索迪(F.Soddy，1877—1956)進行了一系列合作實驗研究，發(fā)現(xiàn)鐳和釷等放射性元素都具有蛻變現(xiàn)象。據(jù)此，他們提出了著名的元素蛻變假說，認為放射性的產(chǎn)生是由于一種元素蛻變成另一種元素所引起的。這一成果具有革命意義，打破了“元素不能變”的傳統(tǒng)化學觀。盧瑟福也因此榮獲1908年的諾貝爾化學獎?，F(xiàn)代化學實驗電子、放射性和元素蛻變理論奠定了化學結構測定實驗的理論基礎。1912年，德國物理學家勞埃(M.vonLaue，1879—1960)發(fā)現(xiàn)X射線通過硫酸銅、硫化鋅、銅、氯化鈉、鐵和螢石等晶體時可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)提供了一種在原子-分子水平上對無機物和有機物結構進行測定的重要實驗方法，即X射線衍射法。現(xiàn)代化學實驗無機物的結構測定的真正開始是X射線衍射線發(fā)現(xiàn)以后。在此之前，象氯化鈉這樣簡單的離子化合物的結構問題，對化學家來說都是一個難題，但運用這種方法之后，化學家才恍然大悟，原來其結構是如此簡單。20世紀20—30年代，人們運用X射線衍射法分析測定了數(shù)以百計的無機鹽、金屬配合物和一系列硅酸鹽的晶體結構?，F(xiàn)代化學實驗有機物的晶體結構測定始于20世紀20年代。在此期間，人們測定了六次甲基四胺、簡單的聚苯環(huán)系、己鏈烴、尿素、一些甾族化合物、鎳鈦菁、纖維素以及一系列天然高分子和人工聚合物的結構。40—50年代，有機物晶體結構分析工作更加蓬勃發(fā)展，最突出的是1949年青霉素晶體結構、1952年二茂鐵(金屬有機化合物)結構和1957年維生素B12結構的測定。另外，人們應用X射線衍射法還對一系列復雜蛋白質(zhì)的結構進行了測定，取得了許多重大突破，為分子生物學理論的建立奠定了堅實的實驗基礎?，F(xiàn)代化學實驗2．化學合成實驗化學合成實驗是現(xiàn)代化學實驗的一個非?；钴S的領域。隨著現(xiàn)代化學實驗儀器、設備和方法的飛速發(fā)展，人們創(chuàng)造了很多過去根本無法創(chuàng)設的實驗條件，合成了大量結構復雜的化學物質(zhì)?，F(xiàn)代化學實