化学中的世界之最_本书编写组编.pdf

HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI1前言在原始社会，人类为了生存，在与自然界的种种灾难进行抗争中，发现和利用了火。从此，人类逐渐由野蛮进入文明，开始利用化学方法认识和改造天然物质。燃烧，就是一种化学现象。掌握了火以后，人类开始食用熟食;继而又陆续发现了一些物质的变化，如发现在翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧炭火，会有红色的铜生成。这样，人类在逐步了解和利用这些物质的过程中，制出了对人类具有使用价值的产品。也就从这时起，人类便开始了对化学的不断探索。在生产实践中，人类逐步学会了制陶、冶炼;以后又懂得了酿造、染色，等等。这些由天然物质加工改造而成的制品，成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。公元前 4 世纪，希腊人提出了火、风、土、水四元素说和古代原子论。这些朴素的元素思想，即为物质结构及其变化理论的萌芽。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前 2 世纪的秦汉时代，炼丹术颇为盛行，大致在公元7 世纪传到阿拉伯国家，与古希腊哲学相融合而形成阿拉伯炼丹术，阿拉伯炼金术于中世纪传入欧洲，形成欧洲炼金术，后逐步演进为近代的化学。16 世纪开始，欧洲工业生产的蓬勃兴起，推动了医药化学和冶金化学的创立和发展，使炼金术转向生活和实际应用。在元素的科学概念建立后，通过对燃烧现象的精密实验研究，建立了科学的氧化理论和质量守恒定律，随后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律，为化学进一步科学的发展奠定了基础。前言HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI219 世纪初，建立了近代原子论，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征(其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别)。19 世纪下半叶，热力学等物理学理论引入化学之后，不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念，而且可以定量地判断化学反应中物质转化的方向和条件。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学的理论基础。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释，成为说明化学现象的统一理论。门捷列夫发现元素周期律后，不仅初步形成了无机化学的体系，并且与原子分子学说一起形成化学理论体系。进入 20 世纪，由于受自然科学发展的影响，以及当代科学的理论、技术和方法的广泛应用，化学在认识物质的组成、结构、合成和测试等方面都有了长足的进展，而且在理论方面取得了许多重要成果。在无机化学、分析化学、有机化学和物理化学 4 大分支学科的基础上，产生了新的化学分支学科。无论是人类最初的化学发现，还是最具影响力的化学理论，都为人类文明的推进做出了巨大的贡献。让我们铭记这一切，并为人类文明的发展而不懈努力!本书以知识性和趣味性为主导，并贯穿始终，为读者朋友介绍了化学世界中最有趣的故事、最有影响力的理论、最奇妙的物质等。化学中的世界之最书书书HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI1ContentsContents目 录最伟大的化学家德谟克利特 古希腊原子论的倡导者1炼丹术与葛洪4化学史上第一伟人波义耳9燃素学说和施塔尔10富人当中最有学问的人 亨利卡文迪许12伟大的化学家舍勒15近代化学奠基人拉瓦锡18近代化学之父道尔顿19气体化学之父普利斯特里21稀土元素的第一位发现人 加多林23最先制得氟的化学家24最先发现氮的化学家26最先发现溴的化学家27最先发现铯和铷的化学家28最先发现铝的化学家31最先发现氦的化学家32第一位合成有机物的科学家 维勒33硝化甘油的发明人诺贝尔37有机结构理论奠基人之一 布特列洛夫40第一个荣获诺贝尔化学奖的人43元素周期律之父门捷列夫46镭的“母亲”居里夫人47物理化学始祖斯凡特阿伦尼乌斯49中国化学家:黄鸣龙50地球化学奠基人戈尔德施密特5120 世纪最伟大的化学家之一 鲍林52当代有机化学大师罗伯特伍德沃德54檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨目录HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI2最具影响力的化学理论合金规律57燃烧现象的实质59气体反应中体积间数量关系60元素周期律61有机结构理论63化学反应里物质总量恒定不变64阿佛加德罗定律65原子论66电离理论68色谱法69最具影响力的化学著作沈括和他的 梦溪笔谈72宋应星与 天工开物74化学史上的里程碑 怀疑派的化学家76拉瓦锡与 化学基础78道尔顿与 化学哲学新体系79奥斯特瓦尔德与 普通化学概论81最早译成中文的两部分析化学书83最具影响力的化学发明和应用火药86造纸术88麻醉剂89陶瓷90炼铁术92曲法酿酒93合成染料95合成的塑料96人造金刚石96筛眼最小的筛子97最早的制盐法98湿法炼铜99最早使用的铝合金100最早的炼锌术100最早应用的天然染料101波尔多液的最早使用101雷汞引爆剂的试验成功102最奇妙的单质最轻的气体104最重的气体105最硬的金属105最软的金属106最重的金属107最轻的金属108最有趣的气体109熔点最低的金属110熔点最高的金属111檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨化学中的世界之最HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI3最难液化的气体111最活泼的非金属112硬度最大的单质113导热最强的金属114价格最高的金属115熔点最高的非金属116熔点最低的非金属116最易着火的非金属117延展性最强的金属118导电性最强的金属119最能吸收气体的金属119最易应用的超导金属120地壳中含量最多的金属121地壳中含量最少的金属122在水中溶解度最大的气体123人工制得纯度最高的单质124空气中含量最高的气体成分125光照下最易产生电流的金属126最适合制造高温温度计的金属126制造新型高速飞机最重要的金属127海水中储存量最大的放射性金属128金属活动顺序表中活动性最强的金属129最奇妙的化合物价格最高的水132酸性最强的化合物133碱性最强的化合物134最好的人工降雨剂134最甜的有机化合物136产量最多的合成橡胶136除锈效果最好的化合物138膨胀系数最小的化合物139耐腐蚀性最好的工程塑料140最致人发笑的气体化合物142最先合成的稀有气体化合物144最易“结冰”的气体化合物144强度最好和产量最大的合成纤维145自然界中最简单的有机化合物147最有趣的化学故事会变色的紫罗兰148本生的“指纹破案”150小猫“发现”了碘151查假药“查”出来新元素152法拉第的表演154伯爵的钻戒不见了155寻找“不锈的金属”156维勒开的“电”玩笑158檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨目录HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI4李比希买下一块“无用”地160维勒的白色“小香肠”161法利德别尔格的甜牛排162追捕苍蝇的化学家164电流下的奇迹165凯库勒一梦成功166死青蛙引出来的发明167弱不禁风的金属169并非等于零171获诺贝尔化学奖的物理学家172化学家开“牙科处方”174池田菊苗的海带丝汤175用鸡蛋巧藏情报176神奇的泉水177“可口可乐”之谜179在王水中保存下来的诺贝尔奖章180再次发现的“美洲新大陆”181跳海自杀的猫和红地毯182硝铵化肥与一系列惨祸184人体中最具重要性的化学元素人体中最重要的常量元素186人体中最重要的微量元素192人体中最重要的有机化合物196檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨化学中的世界之最书书书HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI1最伟大的化学家德谟克利特 古希腊原子论的倡导者公元前有些哲学家，曾经提出过类似原子论的学说，认为物质是由微小的颗粒组成的。从中国的墨子、印度的呔陀到希腊的一些学者，都有过这类的著作，尤以希腊的德谟克利特最为有名，他留下的著作的内容也较丰富。在我国有一位古代哲学家和他的学生们留下了一部著作，从中我们找到几句接近原子学说的话。这部有名的书就是 墨子。墨翟这位学者是中国历史上杰出的思想家，他生在比孔丘稍晚一点的春秋末年。据钱穆的考证，墨翟大概生于公元前 479 年，死于公元前 381 年。战国到汉朝初年，一般人都是以孔丘和墨翟并称的。到了汉朝，因为孔丘的学说大大地有利于封建统治阶级，而墨翟的学说却富有民主思想，所以儒家思想被大力提倡，墨家思想却被排斥和受压抑了。墨子这部书，一部分是墨翟的学生们对于他的言论的记录，另一部分是墨翟死后，他这学派的人编写的。据清末的人考证，墨子里“经上”等 6 篇，是战国末年墨家的后学写作的。这里提出了“端”的概念，认为“端”，“体之无序而最前者也”。“经下”篇里又有这样的话:“非半弗则不动，说在端。”这句话的意思是说:物质到了没有一半的时候，就不能斫开它了。这种情形可名之为“端”。这几句话的意思是说:要分就得要最伟大的化学家HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI2那物质本身有可分为两半的条件;如果没有分为两半的条件，那就不能分了。所以说，“端”是无法间断的。这些话诚然很简短，我们从化学史的立场来看，认为 墨子里的“端”字，可说具有现代原子学说的雏形。因此，我们相信，墨派的学者已有了极其原始的物质小单位的概念了。印度历史学家曾说，原子理论出现在蹇拿陀等人的胜论派哲学体系之中，后来从公元前 2 世纪起在佛教和耆那教的著作中得到了发展。他们把原子的梵文名拼成拉丁字，先名为 anu，微小之意;后来又名为 Paranu，很微小的意思。他们认为这些颗粒是不灭的、球形的，比日光中最微小的尘埃还小。原子有颜色、味道和气味。它们首先一对一对地结合起来，然后形成更大的原子对的集合体。除了我国和印度古代哲学著作之外，最重要的是古希腊的学说。在人民教育出版社 1982 年出版的初级中学课本 化学上，有这么一段话:“远在公元前五世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为万物是由大量的不可分割的微粒构成的，并把这些微粒叫做 原子(希腊文，原意是不可分割的)。”德谟克利特生于希腊北部阿布德拉市色雷斯城里。关于他的生平事迹，已经知道的不太多了。只知道他到过雅典，并被人称作“爱笑的哲学家”。现在人们都知道，他是留基伯的学生。他比阿里士多德的生年稍早一些。阿里士多德生于公元前 384 年。现在欧洲的物理学和化学书上都认为，德谟克利特是最早宣扬原子学说的学者之一。他的学说是这样的:一切事物的始基是原子和虚空，其余一切都只是幻想。世界有无数东西，它们是有生有灭的。没有任何东西从无中来，也没有任何东西在毁坏之后归于无。原子在大小和数量上都是无限的。它们在整个宇宙中由于一种涡旋运动而运动着，并因此而形成一些复合物，就是欧洲早期认为的四大元素:火、水、气、土。德谟克利特又说过:“原子诚然是自然界的实体，一切都从原子产生，一切也分解为原子，可是现象世界的经常不断的毁灭并没有任何意外结果。新的现象又在形成，但是作为一种固定东西的原子本身却始终是物质的基础。”有人认为留基伯是原子学说的创始人，阿里士多德说留基伯是原子学化学中的世界之最HUAXUE ZHONG DE SHIJIE ZHIZUI3说的真正创始人，可惜他的所有著作全都散失了。可是德谟克利特的著作还有一些残片存在，所以现在人们都承认德谟克利特是原子学说最早的宣传者。马克思马克思、恩格斯称德谟克利特为“经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者”。列宁还把唯物主义发展路线称为“德谟克利特路线”。三位革命导师对德谟克利特的颂扬是很有道理的。德谟克利特在数学上首次提出圆锥体的容量等于同底同高的圆柱体的容量 1/3 的定理，并曾进行过动物尸体解剖等。在哲学上，德谟克利特认为原子和虚空是万物的本原，无数的原子永远在无限的虚空中的各个方向运动着，相互冲击，形成漩涡，产生无数的世界。原子不可分割，无质的区别，而只有大小、形状的差异。原子以不同次序和位置结合起来，产生物体。灵魂为光滑精细、运动极快的圆形原子结合而成，因而也是一种物体。