化學(xué)與社會(huì)01緒論省公開課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第1講

緒論

——充滿爭(zhēng)論和變革化學(xué)發(fā)展史1/53

實(shí)用技術(shù)階段50萬年前17世紀(jì)中葉19世紀(jì)末20世紀(jì)初21世紀(jì)

當(dāng)代化學(xué)階段

近代化學(xué)階段2/53實(shí)用技術(shù)階段50萬年前（主要是公元前2世紀(jì)起）—17世紀(jì)中葉，是實(shí)用技術(shù)階段?；鹄檬枪糯瘜W(xué)開端西安半坡原始人面魚紋彩陶盆3/53

《陌上?！啡粘鰱|南隅，照我秦氏樓。秦氏有好女，自名為羅敷。羅敷善蠶桑，采桑城南隅；青絲為籠系，桂枝為籠鉤。頭上倭墮髻，耳中明月珠；緗綺為下裙，紫綺為上襦?！瓭h朝實(shí)用技術(shù)階段4/53實(shí)用技術(shù)階段“瓔琳瑯開”、“琉琳”、“流離”、“玻璃”等，見諸于《穆天子傳》、《尚書?禹貢》、《山海經(jīng)?中山經(jīng)》等，它是作為天然玉石和人工制造玻璃“統(tǒng)稱”。漢代以后相關(guān)史料慣用琉璃（流離、瑁璃）、璧琉璃等稱呼，見《鹽鐵論》、《西京雜記》、《漢書》、《后漢書》、《隋書》等。明月珠琉璃珠古時(shí)琉璃指是什么？5/53實(shí)用技術(shù)階段

自漢以后西方傳入玻璃器皿后，把西方傳入玻璃稱“玻璃”，中國(guó)自制玻璃稱“琉璃”，其它還有如藥玉、硝子、料器等稱呼。

宋代以后，以低溫彩釉陶作磚瓦稱之為“琉璃”或“琉璃瓦”，才把玻璃和琉璃逐步分開。

直到清代康熙年間宮廷內(nèi)務(wù)府造辦處，把制造琉璃瓦地方稱“琉璃廠”，而制造玻璃稱“玻璃廠”，從而分開稱呼”。6/53實(shí)用技術(shù)階段古埃及玻璃制品“鈣鈉玻璃”西漢玻璃杯“鉛鋇玻璃”古代中西方玻璃差異7/53實(shí)用技術(shù)階段冶煉金屬染色釀酒

造紙8/53實(shí)用技術(shù)階段

公元前2-3世紀(jì)起，中外各國(guó)先后興起了煉金術(shù)，是近代化學(xué)前身，恩格斯稱之為“化學(xué)原始形式”。煉制長(zhǎng)生不死仙藥將廉價(jià)金屬變成貴金屬東西方化學(xué)萌芽非常相同9/53實(shí)用技術(shù)階段東方煉丹術(shù)

煉丹術(shù)又稱煉金術(shù)，是一個(gè)試圖從普通藥品中煉制出長(zhǎng)生不老藥—金丹方法。10/53實(shí)用技術(shù)階段金石自然進(jìn)化論

“鐵受太陽(yáng)之氣，始生于初鹵礦焉，一百年而成磁石，二百年孕而成鐵，又二百年不經(jīng)采煉而成銅，銅復(fù)化為白金，白金化為黃金，故鐵與金銀同一根源也”——《土宿真君本草》11/53實(shí)用技術(shù)階段葛洪(公元284～364或343)，晉朝人，道教名家，別號(hào)抱樸子，著有《金丹》、《黃白》、《仙藥》、《抱樸子》等13本傳世之作，集漢魏煉丹術(shù)之大成。書中云“丹砂燒之成水銀，積變，又還成丹砂”，“以曾青涂鐵，鐵赤色如銅”等。

“夫金丹之為物，燒之愈久改變愈妙，黃金入火百煉不消，埋之畢天不朽。服此二物煉人身體，故能令人不老不死”

——《抱樸子·金丹篇》12/53實(shí)用技術(shù)階段

魏伯陽(yáng)，又名魏翱，道號(hào)云牙子，公元2世紀(jì)左右東漢著名煉丹家，所著《周易參同契》是現(xiàn)存世界討論煉丹術(shù)最早文件，曾被英譯。13/53實(shí)用技術(shù)階段

“河上姹女，靈而最神，得火則飛，不見塵埃，鬼隱龍匿，莫知所存，將欲制之，黃芽為根”——《周易參同契》汞,Hg硫磺,S14/53退之(韓愈)服硫黃，一病訖不痊；微之(元稹)煉秋石，未老身溘然；杜子(杜牧)得丹訣，終日斷腥膻；崔君(崔元亮)夸藥力，經(jīng)冬不衣棉；或疾或暴夭，悉不過中年。

——白居易《思?xì)w詩(shī)》實(shí)用技術(shù)階段服食金丹真能夠長(zhǎng)生不老么？15/53實(shí)用技術(shù)階段西方煉金術(shù)怎樣起源呢？中國(guó)阿拉伯文件：《化學(xué)史簡(jiǎn)明教程》，張德生，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，.4歐洲公元7世紀(jì)到9世紀(jì)公元1144年，阿拉伯煉金著作在西班牙被翻譯成拉丁文16/53實(shí)用技術(shù)階段西方煉金術(shù)(Alchemy)尋找哲人石

“煉金術(shù)是制備一些靈藥科學(xué)，把這些靈藥移在金屬或不完善物體上時(shí)，能使后者立刻變成完美之物”

—羅哲?培根17/53實(shí)用技術(shù)階段冶煉金屬染色釀酒

造紙18/53

這一時(shí)期特點(diǎn)：實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性和零碎性?；瘜W(xué)作為一門科學(xué)還未誕生。實(shí)用技術(shù)階段19/53近代化學(xué)階段17世紀(jì)后半葉至20世紀(jì)初，是近代化學(xué)發(fā)展階段。

近代化學(xué)建立17世紀(jì)后半葉19世紀(jì)中期20世紀(jì)早期

近代化學(xué)發(fā)展成熟時(shí)期20/531661年英國(guó)化學(xué)家R.Boyle(1627～1691)發(fā)表了“懷疑派化學(xué)家”——第一篇區(qū)分化學(xué)家和煉金術(shù)士著作。1680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席，恩格斯對(duì)他給予了高度評(píng)價(jià)，指出“玻意耳把化學(xué)確定為科學(xué)”。近代化學(xué)建立21/53近代化學(xué)建立《懷疑派化學(xué)家：或化學(xué)——物理懷疑和悖論，包括煉金家普遍推崇并為之辯護(hù)而又為化學(xué)家通常認(rèn)為實(shí)在種種要素》(TheScepticalChymist:orChymico-physicalDoubts&Paradoxes,TouchingtheSpagyrist’sPrinciplescommonlycall’dHypostatical,astheyarewonttobePropos’dandDefendedbytheGeneralityofAlchymists)22/53近代化學(xué)建立★給元素下了一個(gè)清楚定義Boyle主要貢獻(xiàn)：“我說元素….，是指某種原始、簡(jiǎn)單、一點(diǎn)兒也沒有摻雜物體。元素不能用任何其它物體造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所謂完全混合物成份，也是完全混合物最終分解成要素?！薄锼麑⒒瘜W(xué)確立為一門科學(xué)23/53近代化學(xué)建立★他將嚴(yán)密試驗(yàn)方法引入了化學(xué)研究中Boyle主要貢獻(xiàn)：他率領(lǐng)助手做了物質(zhì)燃燒試驗(yàn)(鐵和鹽酸反應(yīng)制氫氣，氫氣燃燒)，金屬焙燒試驗(yàn)(金屬錫在敞口瓶中加熱)，酸堿性質(zhì)試驗(yàn)(酸與植物染料作用，使其變色，顏色可被堿復(fù)原)等等。24/53近代化學(xué)建立燃素學(xué)說J.J.Becher，1669年出版《地下自然哲學(xué)》,提出物體組成是空氣、水及三種土，一個(gè)是可燃(油狀土)G.E.Stahl，1703年在《化學(xué)基礎(chǔ)》中修正了貝歇爾觀點(diǎn)，把油狀土更名為燃素25/53近代化學(xué)建立

燃素學(xué)說認(rèn)為，燃素是“火質(zhì)和火素而非火本身”，物質(zhì)燃燒時(shí)失去燃素，燃素包含在全部可燃物體中，也包含在金屬里面。燒過產(chǎn)物可復(fù)原為原來物質(zhì)，只需任何含燃素物質(zhì)提供給它燃素。

施塔爾經(jīng)過試驗(yàn)“證實(shí)”硫是硫酸(一個(gè)元素)和燃素化合物。26/53近代化學(xué)建立硫磺燃素硫酸燃燒產(chǎn)生火焰預(yù)防酸揮發(fā)，用鉀堿固定硫酸鉀暗褐色“酸酐”與鉀堿共熔，制取酸酐與木炭共熱，添加燃素27/53近代化學(xué)建立施塔爾燃素學(xué)說，理論聯(lián)絡(luò)了大量事實(shí)，首尾一貫，條理井然，并提議了新試驗(yàn)，引導(dǎo)了新發(fā)覺。不過它完全是錯(cuò)誤理論！亨利?卡文迪許(1731-1810):發(fā)覺氫氣卡爾·威廉·舍勒(1742-1786):發(fā)覺氯氣，是氧氣最早發(fā)覺者，命名為“火氣”約瑟夫·普利斯特里(1733-1804):發(fā)覺氧氣，稱之為“脫燃素空氣”28/53

拉瓦錫(1743-1794)，法國(guó)化學(xué)家，英國(guó)皇家科學(xué)院主要組員，寫有《化學(xué)概論》，擁有當(dāng)初最好私人試驗(yàn)室，13000只燒杯，提出質(zhì)量守恒定律，發(fā)覺氧化燃燒原理，隕于法國(guó)大革命。近代化學(xué)建立29/53近代化學(xué)建立★在化學(xué)研究中采取定量方法，使用天平Lavoisier主要貢獻(xiàn)：證實(shí)錫、鉛燃燒時(shí)重量增加，相等重量空氣被吸收，磷燃燒時(shí)也發(fā)覺一樣結(jié)果?！锩鞔_提出“反燃素學(xué)說”★與其它人一起發(fā)表《化學(xué)命名法》

“燃燒氧化學(xué)說把過去建筑在燃素學(xué)說基礎(chǔ)上倒立著全部化學(xué)正立過來了?！倍鞲袼?0/53

約翰·道爾頓(John

Dalton，1766～1844)，英國(guó)皇家科學(xué)院組員，提出氣體分壓定律，創(chuàng)建原子學(xué)說，代表作為1808年發(fā)表：《化學(xué)哲學(xué)新體系》。近代化學(xué)建立

今后大批科學(xué)家紛紛投入到原子量測(cè)定中，推進(jìn)了化學(xué)學(xué)科快速發(fā)展。原子學(xué)說31/53

道爾頓原子論：元素是由不能再分割原子所組成，一定元素原子是等同，質(zhì)量也相同，不一樣元素原子質(zhì)量不一樣，原子不能創(chuàng)造也不能毀滅，每種元素與其它元素化合時(shí)都是以原子為代表最小單位一份一份地進(jìn)行。近代化學(xué)建立32/53約瑟夫·路易·蓋-呂薩克JosephLouisGay-Lussac(1778～

1850)，法國(guó)下院、上院議員，提出蓋呂薩克定律。近代化學(xué)建立33/53近代化學(xué)建立壓強(qiáng)不變時(shí)，一定質(zhì)量氣體體積跟熱力學(xué)溫度成正比

“在同溫同壓下，相同體積不一樣氣體，含有相同數(shù)目標(biāo)原子”蓋-呂薩克定律新假說元素原子大小不一樣，質(zhì)量也不一樣，因而相同體積不一樣氣體不可能含有相同數(shù)目標(biāo)原子道爾頓觀點(diǎn)O＋N

→2NO

半個(gè)原子困難34/53阿佛加德羅(A.AmedeoAvogadro1776～1856)，意大利化學(xué)家，引入了“分子”概念，研究了測(cè)定原子量和分子量方法，提出阿佛加德羅定律。近代化學(xué)建立

分子假說：氣體分子能夠由多個(gè)原子組成，比如H2、O2、Cl2都是雙原子分子，而且同溫同壓下，同體積氣體所含分子數(shù)目相等。35/53

漢弗萊·戴維(HumphryDavy，1778～1829)，曾任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，創(chuàng)造了電解技術(shù)，借此發(fā)覺鉀、鈉、錳、鈣、鍶、鋁等12種元素，發(fā)覺笑氣有麻醉作用。近代化學(xué)建立36/53J.J.貝采利烏斯(1779～1848)，瑞典化學(xué)家、伯爵。首先提出了用化學(xué)元素拉丁文名稱開頭字母作為化學(xué)元素符號(hào)，發(fā)覺了硒、硅、釷、鈰等元素。與約翰·道爾頓、安托萬·拉瓦錫一起被認(rèn)為是當(dāng)代化學(xué)之父。近代化學(xué)建立37/53★化學(xué)符號(hào)應(yīng)用與表示方法上極為混亂，如HO即可代表水，也可代表過氧化氫，C2H2即可代表乙烯，也可代表沼氣；醋酸有19種表示式；★原子量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，有人把氧原子量作為8，有作為16，對(duì)碳原子量，有人用6，有人用12，許多化學(xué)家對(duì)原子量失去信心，甚至有些人對(duì)原子學(xué)說也發(fā)生了動(dòng)搖。近代化學(xué)建立“混亂”化學(xué)界38/53近代化學(xué)建立康尼查羅(S.Cannizzaro,1826～1910)，意大利化學(xué)家。1860年9月3日在德國(guó)卡爾斯魯厄召開第一次國(guó)際化學(xué)會(huì)議。會(huì)上康尼查羅論證原子-分子學(xué)說，把原子-分子論整理為一個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。

原子分子學(xué)說主要內(nèi)容：不一樣元素代表不一樣原子，原子按一定方式或結(jié)構(gòu)結(jié)合成份子，分子結(jié)構(gòu)直接決定其性能，分子深入組成物質(zhì)。39/53近代化學(xué)發(fā)展J.L.Meyer(1830-1895)，德國(guó)化學(xué)家，1868年編制出元素周期表門捷列夫(1834-1907)，俄國(guó)化學(xué)家，1869年發(fā)表元素周期表40/53門捷列夫1869年發(fā)表了元素周期律，并成功預(yù)測(cè)15種以上未知元素，為紀(jì)念他卓越工作，第101號(hào)新元素命名為Mendelevium，即“鍆”。近代化學(xué)發(fā)展41/53近代化學(xué)發(fā)展出現(xiàn)了無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)四大主要分支，涌現(xiàn)了門捷列夫、凱庫(kù)勒、范德霍夫等著名科學(xué)家。42/53近代化學(xué)階段

近代化學(xué)階段是一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，化學(xué)實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)驗(yàn)到理論重大飛躍，化學(xué)真正被確立為一門獨(dú)立學(xué)科，并出現(xiàn)了無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)四大主要分支，涌現(xiàn)了如道爾頓、拉瓦錫、貝采利烏斯、門捷列夫、凱庫(kù)勒、范德霍夫等著名科學(xué)家。43/53

19世紀(jì)末，物理學(xué)中電子、放射性和X射線等重大發(fā)覺，打開了原子和原子核大門，使化學(xué)家經(jīng)過研究電子在分子、原子中分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，更深刻地認(rèn)識(shí)化學(xué)改變本質(zhì)。當(dāng)代化學(xué)階段當(dāng)代原子結(jié)構(gòu)理論建立在電子發(fā)覺和放射性各種事實(shí)基礎(chǔ)上44/53

安東尼·亨利·貝克勒爾，（1852-1908），法國(guó)人，法國(guó)科學(xué)院院士，1896年，經(jīng)過鈾鹽試驗(yàn)發(fā)覺放射性現(xiàn)象，被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)代化學(xué)階段45/531898年，瑪麗·居里與丈夫皮埃爾合作，發(fā)覺巖石放射作用，并發(fā)覺釙和鈾；1899年，居里夫人提出假設(shè)：放射性原子是不穩(wěn)定，蛻變時(shí)放出能量。1903年居里夫婦與貝克勒爾同獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)代化學(xué)階段46/53

歐內(nèi)斯特?盧瑟福，1871-1937，湯姆森碩士，曾任卡文迪許試驗(yàn)室主任，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席，主要成就：放射性研究、依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)現(xiàn)象提出原子核式結(jié)構(gòu)模型、發(fā)覺質(zhì)子等。當(dāng)代化學(xué)階段47/53

尼爾斯·亨利克·大衛(wèi)·玻爾（NielsHenrikDavidBohr，1885～1962)丹麥人，提出了原子電子分層排布模型，即玻爾理論，創(chuàng)建了哥本哈