1..化學(xué)的來源:有兩個(gè)，

首先來源于傳統(tǒng)技藝，也就是人類利用化學(xué)手段來提高勞動(dòng)技能、改善物質(zhì)生活條件開始(遠(yuǎn)古時(shí)代，利用火100多萬年，溫暖、光明、熟食、武器到陶器、金屬、煉金術(shù)與煉丹術(shù))

第二個(gè)追溯到古希臘的哲學(xué)家們 如影響力最大的Aristotle和柏拉圖Platon, 帕拉采爾蘇斯的醫(yī)學(xué)化學(xué)家們的“鹽、硫、汞三要素”學(xué)說，亞里士多德“四元素說”：提出全部自然界由四元素說組成，認(rèn)為世界萬物都是由“水、土、火、空氣”組成，如樹枝的燃燒 突出了元素的基本屬性：冷、熱、干、濕，相鄰屬性 可以兩兩組合，對(duì)立面無法成對(duì)共存，每一種元素具有兩個(gè)相關(guān)的屬性。(插圖)此概念及其相關(guān)推理持續(xù)1000年以上，為煉金家們提供了理論基礎(chǔ)，影響了整個(gè)中世紀(jì)。

2..近代化學(xué)的孕育與創(chuàng)立

15世紀(jì)近代，歐洲工業(yè)革命的勝利，近代自然科學(xué)革命到來，17世紀(jì)，隨著理論與實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一，古希臘人元素觀點(diǎn)得到進(jìn)一步的發(fā)展英國科學(xué)家玻意耳(1627-1691)(Robert Boyle)用機(jī)械論方法研究化學(xué)，提出化學(xué)元素概念，他認(rèn)為元素是具有確定的、實(shí)在的、可察覺到的實(shí)物，它們應(yīng)該是用一般化學(xué)方法不能再分為某些簡單實(shí)體的實(shí)物。但當(dāng)時(shí)全盤接受其實(shí)現(xiàn)只有牛頓。玻意耳為近代化學(xué)的奠基人之一這是因?yàn)樗�在化學(xué)學(xué)科和化學(xué)理論的發(fā)展上作出過重大貢獻(xiàn)，他是第一位闡述元素本性的科學(xué)家。他提出最重要的理論是化學(xué)元素概念。古希臘的亞里士多德早就提出四元素說。帕拉采爾蘇斯則提出三要素說。玻意耳認(rèn)為他們都沒有涉及問題的本質(zhì)，他認(rèn)為元素是具有確定的、實(shí)在的、可察覺到的實(shí)物，它們應(yīng)該是用一般化學(xué)方法不能再分為某些簡單實(shí)體的實(shí)物。玻意耳第一次為化學(xué)元素下了明確的定義，使化學(xué)發(fā)展有了新的起點(diǎn)。玻意耳是第一位把各種天然植物的汁液用作指示劑的化學(xué)家。他也是第一位給酸和堿下定義的化學(xué)家，他指出能將藍(lán)色果汁變成紫紅色的物質(zhì)都是酸;顏色變化與此相反者則是堿。與此同時(shí)，他還研究很多檢驗(yàn)方法 ，例如檢驗(yàn)銅鹽、鑒定銀的存在等。玻意耳還研究了磷和磷酸的性質(zhì)。

玻意耳在物理學(xué)方面也有成就，研究得最多的對(duì)象是氣體，其研究成果以發(fā)現(xiàn)氣體的彈性(即可壓縮性)最為有名。玻意耳著有《懷疑派化學(xué)家》、《關(guān)于顏色的實(shí)驗(yàn)和考察》、《天然礦泉水實(shí)驗(yàn)室簡編》、《空氣發(fā)光》等。

18世紀(jì)初(1703年)，德國的哈雷大學(xué)教授施塔爾提出 燃素學(xué)說：燃素充塞于天地之間。物質(zhì)燃燒是因?yàn)槠浜�有燃素，不含燃素的物質(zhì)不能燃燒，一切與燃燒有關(guān)的化學(xué)變化都可以歸結(jié)為物體吸收燃素和釋放燃素的過程，如硫黃燃燒時(shí)有火焰，說明燃素逸出，硫黃就變成硫酸。硫酸與富含燃素的松節(jié)油共煮，又會(huì)吸收燃素，重新變成硫黃。煤和木柴等物質(zhì)在加熱時(shí)并不能自動(dòng)地釋放出燃素，而必須由空氣將燃素從這些物質(zhì)中吸取出來，所以這些物質(zhì)在燃燒時(shí)必須有空氣存在，燃素還能由一種物體轉(zhuǎn)移到另外一種物體。當(dāng)時(shí)燃素說可以解釋許多冶金過程中的化學(xué)反應(yīng)，解釋了金屬溶解于酸是由于酸奪取了金屬中的燃素;金屬置換反應(yīng)是由于燃素從一種金屬轉(zhuǎn)移到另一種金屬的結(jié)果。但是受最大的責(zé)難是金屬煅燒后增重的事實(shí)。

燃素學(xué)說和施塔爾

燃燒現(xiàn)象是自然界發(fā)生的最重要的變化之一，因此人們，特別是化學(xué)家歷來都很重視物體在火中會(huì)發(fā)生什么變化。對(duì)火的觀察所得到的最明顯的現(xiàn)象是有些物質(zhì)在燃燒時(shí)能產(chǎn)生火焰，有機(jī)物質(zhì)燃燒以后留下了少量灰燼，其重量遠(yuǎn)比原來的有機(jī)物輕，這似乎說明在燃燒時(shí)是損耗物質(zhì)的。于是，化學(xué)家開始猜想，在燃燒時(shí)是否有某種易燃的元素逃逸了。雖然，與此同時(shí)冶金化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與上述現(xiàn)象相反的事實(shí)，即金屬在加熱時(shí)變成了較重的粉末——金屬灰。但是他們只埋首于實(shí)際工作，對(duì)這樣的理論問題并不感興趣，也不去深究。

十八世紀(jì)初，比較全面地研究燃燒現(xiàn)象的化學(xué)家，當(dāng)推施塔爾。他的老師德國化學(xué)家貝歇爾在1669年寫的《土質(zhì)物理》一書中論述了燃燒作用。貝歇爾繼承了帕拉塞斯的“三元素說”(認(rèn)為物質(zhì)是由鹽、硫、汞三種元素按不同比例構(gòu)成的)，他指出，物質(zhì)之所以千差萬別，是由于構(gòu)成它們的“土”各不相同。他把土分成三類：“油狀土”、“玻璃狀土”、“流質(zhì)土”。玻璃狀土相當(dāng)于三元素說中的鹽，能使物質(zhì)具有一定的形態(tài);流質(zhì)土相當(dāng)于汞，能使物質(zhì)致密而具有金屬光澤;油狀土相當(dāng)于硫，能使物質(zhì)易于燃燒。他認(rèn)為燃燒是分解作用，不能分解的物質(zhì)是不會(huì)燃燒的。雖然貝歇爾并未提出“燃素”這一概念，但是他認(rèn)為物質(zhì)燃燒時(shí)放出“油狀土”，因此，后人認(rèn)為他是與施塔爾共同創(chuàng)立“燃素學(xué)說”的化學(xué)家。

貝歇爾的學(xué)生施塔爾是一位醫(yī)生兼化學(xué)家。于1660年10月21日生于德國的安斯巴赫，1734年5月4日在柏林逝世。施塔爾于1684年獲耶拿大學(xué)醫(yī)學(xué)士學(xué)位，1687年擔(dān)任薩克斯-魏馬公爵的醫(yī)生，1694年任哈雷大學(xué)醫(yī)學(xué)和化學(xué)教授，1716年任柏林普魯士王的御醫(yī)。

和貝歇爾的觀點(diǎn)一樣，施塔爾也認(rèn)為在物質(zhì)燃燒時(shí)有易燃元素逸出，但施塔爾把這種易燃元素叫做“燃素”，而不稱“油狀土”。他認(rèn)為物質(zhì)燃燒后，放出燃素，燃素隨即在空氣中消失，所以空氣是帶走燃素的必需媒介物，燃素是離不開空氣的。

燃素學(xué)說認(rèn)為，燃素充塞于天地之間。植物能從空氣中吸收燃素，動(dòng)物又從植物中獲得燃素，所以動(dòng)植物中都含有大量燃素。這一學(xué)說還認(rèn)為，一切與燃燒有關(guān)的化學(xué)變化都可以歸結(jié)為物體吸收燃素和釋放燃素的過程。例如金屬燃燒時(shí)，便有燃素逸出，金屬就變成了金屬灰，可見金屬比金屬灰含有更為復(fù)雜的成分。如果金屬灰與燃素重新結(jié)合，就會(huì)再變成金屬。油、蠟、木炭、煙炱都是從植物中來的的，植物具有從空氣中吸收燃素的功能，因此木炭等都是富含燃素的物質(zhì)。如果將木炭與金屬灰放在一起加熱，金屬灰就可以吸收木炭放出的燃素，于是金屬灰就重新變成金屬。這樣，燃素學(xué)說就可以解釋許多冶金過程中的化學(xué)反應(yīng)。硫黃燃燒時(shí)有火焰，說明燃素逸出，硫黃就變成硫酸。硫酸與富含燃素的松節(jié)油共煮，又會(huì)吸收燃素，重新變成硫黃。

燃素學(xué)說還認(rèn)為，煤和木柴等物質(zhì)在加熱時(shí)并不能自動(dòng)地釋放出燃素，而必須由空氣將燃素從這些物質(zhì)中吸取出來，所以這些物質(zhì)在燃燒時(shí)必須有空氣存在。燃素還能由一種物體轉(zhuǎn)移到另外一種物體，燃素學(xué)說利用這一性質(zhì)解釋了金屬溶解于酸是由于酸奪取了金屬中的燃素;金屬置換反應(yīng)是由于燃素從一種金屬轉(zhuǎn)移到另一種金屬的結(jié)果。

盡管燃素學(xué)說是錯(cuò)誤的，“燃素”也是不存在的，盡管施塔爾對(duì)氧化還原反應(yīng)(燃燒現(xiàn)象)作出的解釋與現(xiàn)代的觀點(diǎn)恰好完全相反，凡我們現(xiàn)在認(rèn)為是與氧結(jié)合的反應(yīng)(氧化反應(yīng))，施塔爾都認(rèn)為是燃素被分離出來的反應(yīng)。但是，施塔爾的觀點(diǎn)與現(xiàn)代化學(xué)理論卻存在著一個(gè)共同點(diǎn)，即化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)都有某種東西從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另外一種物質(zhì)，施塔爾認(rèn)為是燃素從一種物質(zhì)向另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移;而現(xiàn)代價(jià)鍵理論則認(rèn)為氧化還原反應(yīng)中發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移。燃素學(xué)說利用這種轉(zhuǎn)移的概念解釋了大量的化學(xué)現(xiàn)象和反應(yīng)，把大量的化學(xué)事實(shí)統(tǒng)一在一個(gè)概念之下，這在一定程度上促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。在燃素學(xué)說流行的長達(dá)一百年間，化學(xué)家為了解釋各種現(xiàn)象，積累了相當(dāng)豐富的感性材料，這些都是化學(xué)史寶庫中的珍貴資料，拉瓦錫和以后的化學(xué)家在一定程度上利用了燃素學(xué)說信奉者所做過的實(shí)驗(yàn)(包括普利斯特里和舍勒制取氧氣的實(shí)驗(yàn))，推翻了燃素學(xué)說，建立了正確的燃燒理論。

毫無疑問，我們應(yīng)該指出燃素學(xué)說的錯(cuò)誤和“燃素”是不存在的，但是對(duì)于它起過的歷史作用，也須加以適當(dāng)肯定

18世紀(jì)中葉拉 瓦 錫(Antoine-Laurent Lavoisier 1743-1794)法國化學(xué)家、現(xiàn)代化學(xué)創(chuàng)始人用實(shí)驗(yàn)和理論多方面證明燃素說是錯(cuò)誤的，并建立氧化說去代替錯(cuò)誤的燃素說。

1743年8月26日生于巴黎律師之家，自小受良好的教育，父親希望他長大成為一名律師，1763年得法學(xué)學(xué)土學(xué)位，并取得開業(yè)律師證書。1764年21歲時(shí)，棄法從理，先從事地質(zhì)學(xué)研究，后在老師建議下，改學(xué)化學(xué)，成績卓著。1768年以研究石膏性質(zhì)而被巴黎科學(xué)院選為候補(bǔ)院士。1778年任國家火藥局長并升為教授，科學(xué)院院士。1796年因一度擔(dān)任征稅官而被革命法庭判處死刑送上斷頭臺(tái)。拉瓦錫是近代化學(xué)奠基人之一，在化學(xué)上主要的貢獻(xiàn)是：，他的主要貢獻(xiàn)是將許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加以綜合，使之成為完整的學(xué)說。通過實(shí)驗(yàn)，他推翻了物質(zhì)不能互變的學(xué)說，并進(jìn)一步證明了物質(zhì)不滅定律的正確性。他發(fā)現(xiàn)磷、硫在燃燒時(shí)，其重量的增加是由于同空氣的結(jié)合所產(chǎn)生的。他發(fā)現(xiàn)空氣中有1/5的物質(zhì)可以助燃，后來這種物質(zhì)定名為“氧”。這一發(fā)現(xiàn)推翻了當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的“燃素”學(xué)說。1783年6月他宣告“水是氫和氧化合的產(chǎn)物”，他開創(chuàng)了定量的有機(jī)分析。

用實(shí)驗(yàn)和理論多方面證明燃素說是錯(cuò)誤的，并建立氧化說去代替錯(cuò)誤的燃素說。1774年10月，當(dāng)普里斯特列來巴黎向拉瓦錫介紹氧化汞加熱后得到“脫燃素空氣

(氧氣)”后，拉瓦錫便設(shè)計(jì)一個(gè)劃時(shí)代的實(shí)驗(yàn)，證明燃燒并非物質(zhì)放出燃素，而是和空氣中氧氣化合。1777年他向巴黎科學(xué)院提出《燃燒概論》的論文，闡明：(1)只有當(dāng)氧氣存在時(shí)，物質(zhì)才能燃燒。(2)空氣是由氧氣和氮?dú)獾葰怏w組成的混合物。(3)物質(zhì)燃燒是物質(zhì)和和氧氣化合，故物質(zhì)燃燒后重量增加，增加的重量等于吸收空氣中氧的重量。(4)物質(zhì)燃燒是劇烈氧化，從而放出光和熱。(5)呼吸是緩慢的氧化作用。

證明水是化合物，推翻自古以來認(rèn)為水是元素的錯(cuò)誤觀念。1783年拉瓦錫在巴黎

科學(xué)院進(jìn)行著名的實(shí)驗(yàn)表演，將水通過來福槍鐵管分解成氫和氧，證明水是由氫和氧

元隸組成的化合物。

用一系列實(shí)驗(yàn)證圖化學(xué)反應(yīng)前后的重量不變，從而確立物質(zhì)不滅定律。他用糖發(fā)酵這一復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)證明物質(zhì)不滅，從而得到化學(xué)界的公認(rèn)。支持并發(fā)展波義耳元素定義，開始對(duì)元素進(jìn)行分類并對(duì)酸堿做了較科學(xué)的定義。拉瓦錫著作很多，代表作有《化學(xué)概要》、《物理學(xué)和化學(xué)的重量》等。在政治上，拉瓦錫不能說沒有錯(cuò)誤，特別是擔(dān)任收稅宮和后來擁有大量土地的情況下，有錯(cuò)誤是不可避免的。然而，他在化學(xué)上的功績并不因而磨滅。恩格斯給拉瓦錫以很高的評(píng)價(jià)，曾指出：拉瓦錫的學(xué)說，使過去燃素說形式上倒立的全部化學(xué)正立過來，從此化學(xué)家能夠按照物質(zhì)的本來面貌進(jìn)行科學(xué)研究，使化學(xué)蓬勃地發(fā)展起來。18世紀(jì)70年代，許多化學(xué)家都曾研究過空氣的組成，普利斯特利是其中之一，他曾制得了氧氣這種能幫助燃燒的新氣體，可是仍然用“燃素”來解釋這種氣體助燃的原因。這激起了拉瓦錫的興趣，他不認(rèn)為是這樣，于是把手頭工作放下來，開始了燃燒的實(shí)驗(yàn)。

拉瓦錫在曲頸甑里放進(jìn)一定量水銀，曲頸甑口同玻璃罩內(nèi)水銀面上的空氣相通。將甑放在火上焙燒，發(fā)現(xiàn)甑內(nèi)水銀面上生成紅色鱗斑狀的水銀燒渣。過了12天后，燒渣不再增多，于是，停止加熱。

這時(shí)候他發(fā)現(xiàn)甑內(nèi)空氣的數(shù)量減少了五分之一，而且甑里剩下的氣體，同空氣完全不同。他把一塊燃燒的木片放進(jìn)去，結(jié)果火立即熄滅了。他又把蒼蠅放進(jìn)去，結(jié)果蒼蠅很快就死掉了。

五分之一的氣體到哪兒去了?為了揭開這個(gè)謎，拉瓦錫把甑內(nèi)水銀燒渣收集起來加熱，結(jié)果又得到水銀和一種氣體。經(jīng)過測定，這種氣體的體積，同加熱水銀時(shí)消失的空氣體積相等，而且比一般空氣更有利于燃燒。

實(shí)驗(yàn)證明，只有這種“火空氣”能支持燃燒，金屬在焙燒后變重，是“火空氣”化合到物質(zhì)中，而不是有什么“燃素”的緣故。 　　燃燒的木片怎么會(huì)熄滅?蒼蠅怎么又會(huì)死?為了解答這些問題，拉瓦錫又做了個(gè)實(shí)驗(yàn)，他把麻雀放進(jìn)玻璃罩下，里面是普通的空氣，結(jié)果這只麻雀55分鐘后就暈倒了。把麻雀從玻璃罩下取出來，過一會(huì)兒麻雀又蘇醒過來了。然后他又把老鼠、其他鳥兒放進(jìn)麻雀呆過的玻璃罩里，結(jié)果也都很快窒息。

4.原子和分子學(xué)說的論證19世紀(jì)，1807年，英國化學(xué)家道爾頓(J.Dalton)提出了原子論，其基本要點(diǎn)是：①元素是由非常微小的、看不見的、不可再分割的原子組成，原子既不能創(chuàng)造，也不能毀滅，也不能轉(zhuǎn)變，所以在一切化學(xué)反應(yīng)中都保持自己原有的性質(zhì);②同一種元素的原子的形狀、質(zhì)量之性質(zhì)相同，而不同元素的原子的形狀、質(zhì)量及性質(zhì)則各不相同，③原子的質(zhì)量是元素最基本的特征;不同元素的原子以簡單的數(shù)目比例相結(jié)合，形成化合物。④化合物的原子稱為復(fù)雜原子，它的質(zhì)量為所含各種元素原子質(zhì)量之總和。同種化合物的復(fù)雜原子，其性質(zhì)和質(zhì)量也必然相同。道爾頓的原子論為近代科學(xué)原子論的創(chuàng)立構(gòu)建了新的框架，是繼拉瓦錫化學(xué)革命之后，化學(xué)發(fā)展史中又一座光輝燦爛的里程碑。它結(jié)束了元素說和原子說曠日持久的隔離狀態(tài)，第一次把他們?nèi)诤蠟橐粋�(gè)統(tǒng)一的理論體系。

貝采里烏斯(Jons Jakob Berzelius 1779一1848)

瓊斯.雅可比.貝采里烏斯1779年8月20日出生在瑞典南部的一個(gè)名為威菲松達(dá)的小鄉(xiāng)村里。他在發(fā)展化學(xué)中作出了重要貢獻(xiàn)，他接受并發(fā)展了道爾頓原子論，他以氧作標(biāo)準(zhǔn)測定了40多種元素的原子量，他第一次采用現(xiàn)代元素符號(hào)并公布了當(dāng)時(shí)已知元素的原子量表，他發(fā)現(xiàn)和首次制取了硅、銑、硒等好兒種元素，他首先使用“有機(jī)化學(xué)”概念;他是“電化二元論”的提出者。他發(fā)現(xiàn)了“同分異構(gòu)”現(xiàn)象并首先提出了“催化”概念。他的卓著成果，使他成為19世紀(jì)的一位赫赫有名的化學(xué)權(quán)威。

李比希生平

德國著名的化學(xué)家、化學(xué)教育家李比希(Justus von Liebig，1803-1873)李比希為奠定有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)作出了卓越貢獻(xiàn)，主要有：研究成功簡單而又精確的有機(jī)化合物分析法;通過雷酸銀和苯甲�；�的研究，跟維勒一起證實(shí)了同分異構(gòu)現(xiàn)象和提出了基因?qū)W說。1839年至1852年，李比希從純粹有機(jī)化學(xué)轉(zhuǎn)向應(yīng)用有機(jī)化學(xué)，廣泛地開展了化學(xué)與農(nóng)業(yè)和生理學(xué)的關(guān)系的研究。發(fā)表的代表作有《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用》。此外，李比希還創(chuàng)辦了第一個(gè)化學(xué)學(xué)術(shù)定期期刊《化學(xué)年鑒》，延續(xù)至今，影響深遠(yuǎn)。

出身于一個(gè)經(jīng)營藥物、染料及化學(xué)試劑的小商人家庭。兒童時(shí)代，李比希隨父親制造過家庭藥物和涂料，后來又當(dāng)過藥劑師的徒弟。少年時(shí)代的李比希對(duì)當(dāng)時(shí)德國學(xué)校正規(guī)化、公式化一套的陳舊教育感到乏味，但卻酷愛閱讀化學(xué)書籍和動(dòng)手做化學(xué)試驗(yàn)。1820年秋，李比希進(jìn)入波恩大學(xué)，1821年隨師轉(zhuǎn)入艾爾蘭根大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)并于1822年獲博士學(xué)位。學(xué)業(yè)有成后，李比希在黑森大公的公費(fèi)資助下到巴黎深造，在法國著名化學(xué)家、物理學(xué)家蓋·呂薩克的實(shí)驗(yàn)室工作，并結(jié)識(shí)了德國科學(xué)界泰斗洪堡。經(jīng)洪堡的推薦，1824 年，李比希被任命為德國吉森大學(xué)化學(xué)教授，時(shí)年僅21歲。李比希在吉森度過了一生中最為輝煌的20多年，直到1852年才受聘轉(zhuǎn)到慕尼黑大學(xué)。圖 04

1824年至1829年在古森大學(xué)的幾年里，李比希致力于化學(xué)教育方法的改革、發(fā)展和完善，創(chuàng)建了化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。它是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)組織和教育相結(jié)合的開端，也是德國科學(xué)和工業(yè)振興的一個(gè)堅(jiān)實(shí)而又光輝的起點(diǎn)。1829年至1839年，

創(chuàng)立高分子化學(xué)的施陶丁格

Hermann Staudinger 1881一1965

棉、麻、絲、木材、淀粉等都是天然高分子化合物，從某種意義上來說，甚至連人本身也是一個(gè)復(fù)雜的高分子體系。在過去漫長的歲月中，人們雖然天天與天然高分子物質(zhì)打交道，對(duì)它們的本性卻一無所知。現(xiàn)在我們已認(rèn)識(shí)什么是高分子，并建立了頗具規(guī)模的高分子合成工業(yè)，生產(chǎn)出五光十色的塑料、美觀耐用的合成纖維、性能優(yōu)異的合成橡膠，致使高分子合成材料與金屬材料、無機(jī)非金屬材料并列構(gòu)成材料世界的三大支柱。面對(duì)這一輝煌成就，我們不能不緬懷高分子科學(xué)的奠基人、德國化學(xué)家施陶丁格。

論文發(fā)表的背景

什么是高分子呢?它是由許多結(jié)構(gòu)相同的單體聚合而成的，分子量往往是幾萬、兒十萬。結(jié)構(gòu)的形狀也很特別，如果說普通分子象個(gè)小球，那未高分子由于單體彼此連接成長鏈，就象一根有50米長的麻繩。有些高分子長鏈之間又有短鏈相結(jié)而成網(wǎng)狀。又由于大分子與大分子之間存在引力，這些長鏈不但各自卷曲而且相互纏繞，形成了既有一定強(qiáng)度、又有不同程度彈性的固體。固為分子大，長鏈一頭受熱時(shí)，另一頭還不熱，故熔化前有個(gè)軟化過程，這就使它具有良好的可塑性，正是這種內(nèi)在結(jié)構(gòu)，使它具有包括電絕緣在內(nèi)的許多特性，成為新型的優(yōu)質(zhì)材料。人們對(duì)它們的組成、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和合成方法的掌握經(jīng)歷了一個(gè)實(shí)踐——認(rèn)識(shí)——實(shí)踐的曲折過程。

1812年，化學(xué)家在用酸水解木屑、樹皮、淀粉等植物的實(shí)驗(yàn)中得到了葡萄糖，證明淀粉、纖維素都由葡萄糖組成。1826年，法拉第通過元素分析發(fā)現(xiàn)橡膠的單體分子是C5H8，后來人們測出C5H8的結(jié)構(gòu)是異戊二烯。就這樣，人們逐步了解了構(gòu)成某些天然高分子化合物的單體。

1839年，有個(gè)名叫古德意爾的美國人，偶然發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)粘軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥�、可塑性的材料。這一發(fā)現(xiàn)的推廣應(yīng)用促進(jìn)了天然橡膠工業(yè)的建立。天然橡膠這一處理方法，在化學(xué)上叫作高分子的化學(xué)改性，在工業(yè)上叫作天然橡膠的硫化處理。

進(jìn)一步試驗(yàn)，化學(xué)家們將纖維素進(jìn)行化學(xué)改性獲得了第一種人造塑料——賽璐珞和人造絲。1889年法國建成了最早的人造絲工廠，1900年英國建成了以木漿為原料的粘膠纖維工廠，天然高分子的化學(xué)改性，大大開闊了人們的視野。1907年，美國化學(xué)家在研究苯酚和甲醛的反應(yīng)中制得了最早的合成塑料——酚醛樹脂，俗名電木。1909年德國化學(xué)家以熱引發(fā)聚合異戊二烯獲得成功。在這一實(shí)驗(yàn)啟發(fā)下，德國化學(xué)家采用與異戊二烯結(jié)構(gòu)相近的二甲基丁二烯為原料，在金屬鈉的催化下，合成了甲基橡膠，開創(chuàng)了合成橡膠的工業(yè)生產(chǎn)。

上述對(duì)高分子化合物的單體分析，天然高分子的化學(xué)改住的實(shí)踐和在合成塑料、合成橡膠方面的探索，使人們深切地感到必須弄清高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)及合成方法。對(duì)于這個(gè)基礎(chǔ)理論問題人們所知甚少，這一理論發(fā)展的緩慢與高分子本身的復(fù)雜特性有關(guān)�；瘜W(xué)家們一直搞不清它們的分子量究竟是多少，它為什么難于透過半透膜而有點(diǎn)象膠體，它為什么沒有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，不易形成結(jié)晶?這些獨(dú)特的性質(zhì)以當(dāng)時(shí)流行的化學(xué)觀來看是很難理解的。

早在1861年，膠體化學(xué)的奠基人，英國化學(xué)家格雷阿姆曾將高分子與膠體進(jìn)行比較，認(rèn)為高分于是由一些小的結(jié)晶分子所形成。并從高分子溶液具有膠體性質(zhì)著眼，提出了高分子的膠體理論。這理論在一定程度上解釋了某些高分子的特性，得到許多化學(xué)家的支持。盡管也有化學(xué)家提出了不同看法，但均未引起注意。我們將支持格雷阿姆的高分子膠體理論的稱為膠體論者。他們拿膠體化學(xué)的理論來套高分子物質(zhì)，認(rèn)為纖維素是葡萄糖的締合體。所謂締合即小分子的物理集合。他們還因當(dāng)時(shí)無法測出高分子的未端基團(tuán)，而提出它們是環(huán)狀化合物。在當(dāng)時(shí)只有德國有機(jī)化學(xué)家施陶丁格等少數(shù)兒個(gè)人不同意膠體論者的上述看法。施陶丁格發(fā)表了“關(guān)于聚合反應(yīng)”的論文，他從研究甲醛和丙二烯的聚合反應(yīng)出發(fā)，認(rèn)為聚合不同于締合，它是分子靠正常的化學(xué)鍵結(jié)合起來。天然橡膠應(yīng)該具有線性直鏈的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式。這篇論文的發(fā)表;就象在一潭平靜的湖水中扔進(jìn)一塊石頭，引起了一場激烈的論戰(zhàn)。

一場激烈而又嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)爭論

1922年，施陶丁格進(jìn)而提出了高分子是由長鏈大分子構(gòu)成的觀點(diǎn)，動(dòng)搖了傳統(tǒng)的膠體理論的基礎(chǔ)。膠體論者堅(jiān)持認(rèn)為，天然橡膠是通過部分價(jià)鍵締合起來的，這種締合歸結(jié)于異戊二烯的不飽和狀態(tài)。他們自信地預(yù)言：橡膠加氫將會(huì)破壞這種締合，得到的產(chǎn)物將是一種低沸點(diǎn)的低分子烷烴，針列這一點(diǎn)，施陶丁格研究了天然橡膠的加氫過程，結(jié)果得到的是加氫橡膠而不是低分子烷烴，而且加氫橡膠在性質(zhì)上與天然橡膠幾乎沒有什么區(qū)別。結(jié)論增強(qiáng)了他關(guān)于天然橡膠是由長鏈大分子構(gòu)成的信念。隨后他又將研究成果推廣到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它們的結(jié)構(gòu)同樣是由共價(jià)鍵結(jié)合形成的長鏈大分子。

施陶丁格的觀點(diǎn)繼續(xù)遭到膠體論者的激烈反對(duì)，有的學(xué)者曾勸告說：“離開大分子這個(gè)概念吧!根本不可能有大分子那樣的東西”但是施陶丁格沒有退卻;他更認(rèn)真地開展有關(guān)課題的深入研究，堅(jiān)信自己的理論是正確的。為此他先后在1924年及1926年召開的德國博物學(xué)及醫(yī)學(xué)會(huì)議上， 1925年召開的德國化學(xué)會(huì)的會(huì)議上詳細(xì)地介紹了自己的大分子理論，與膠體論者展開了面對(duì)面的辯論。

辯論主要圍繞著兩個(gè)問題：一是施陶了格認(rèn)為測定高分子溶液的粘度可以換算出其分子量，分子量的多少就可以確定它是大分子還是小分子。膠體論者則認(rèn)為粘度和分子量沒有直接的聯(lián)系，當(dāng)時(shí)由于缺乏必要的實(shí)驗(yàn)證明，施陶丁格顯得較被動(dòng)，處于劣勢。施陶丁格沒有卻步，而是通過反復(fù)的研究，終于在粘度和分子量之間建立了定量關(guān)系式，這就是著名的施陶了格方程。辯論的另一個(gè)問題是高分子結(jié)構(gòu)中晶胞與其分子的關(guān)系。雙方都使用X射線衍射法來觀測纖維素，都發(fā)現(xiàn)單體(小分子)與晶胞大小很接近。對(duì)此雙方的看法截然不同。膠體論者認(rèn)為一個(gè)晶胞就是一個(gè)分子，晶胞通過晶格力相互締合，形成高分子。施陶丁格認(rèn)為晶胞大小與高分子本身大小無關(guān)，一個(gè)高分子可以穿過許多晶胞。對(duì)同一實(shí)驗(yàn)事實(shí)有不同解釋，可見正確的解釋與正確的實(shí)驗(yàn)同佯是重要的。

科學(xué)的裁判是實(shí)驗(yàn)事實(shí)。正當(dāng)雙方觀點(diǎn)爭執(zhí)不下時(shí)， 1926年瑞典化學(xué)家斯維德貝格等人設(shè)計(jì)出一種超離心機(jī)，用它測量出蛋白質(zhì)的分子量：證明高分子的分子量的確是從幾萬到幾百萬。這一事實(shí)成為大分子理論的直接證據(jù)。

事實(shí)上，參加這場論戰(zhàn)的科學(xué)家都是嚴(yán)肅認(rèn)真和熱烈友好的，他們?yōu)榱俗非罂茖W(xué)的真理，都投入了填密的實(shí)驗(yàn)研究，都尊重客觀的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。當(dāng)許多實(shí)驗(yàn)逐漸證明施陶丁格的理論更符合事實(shí)時(shí)，支持施陶了格的隊(duì)伍也隨之壯大，到1926年的化學(xué)會(huì)上除一人持保留態(tài)度外，大分子的概念已得到與會(huì)者的一致公認(rèn)。

在大分子理論被接受的過程中，最使人感動(dòng)的是原先大分子理論的兩位主要反對(duì)者，晶胞學(xué)說的權(quán)威馬克和邁那在1928年公開地承認(rèn)了自己的錯(cuò)誤，同時(shí)高度評(píng)價(jià)了施陶了格的出色工作和堅(jiān)韌不拔的精神，并且還具體地幫助施陶丁格完善和發(fā)展了大分子理論。這就是真正的科學(xué)精神。

1932年，施陶丁格總結(jié)了自己的大分子理論，出版了劃時(shí)代的巨著《高分子有機(jī)化臺(tái)物》成為高分子科學(xué)誕生的標(biāo)志。認(rèn)清了高分子的面目，合成高分子的研究就有了明確的方向，從此新的高分子被大量合成，高分子合成工業(yè)獲得了迅速的發(fā)展。為了表彰施陶丁格在建立高分子科學(xué)上的偉大貢獻(xiàn)， 1953年他被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

倡導(dǎo)分子主物學(xué)的建立

1881年3月23日，海爾曼·施陶丁格出生在德國的弗爾姆斯。他父親是新康德派的哲學(xué)家，所以他從小就受到各種新的哲學(xué)思想的熏陶，對(duì)新事物比較敏銳，在科學(xué)推理、思維中，能夠不受傳統(tǒng)觀念的束縛，善于從復(fù)雜的事物中，理出頭緒，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵之處。提出新的觀點(diǎn)。在中學(xué)時(shí)，他曾對(duì)植物學(xué)發(fā)生濃厚的興趣，所以中學(xué)畢業(yè)后，他考入哈勒大學(xué)學(xué)習(xí)植物學(xué)。這時(shí)有一位對(duì)科學(xué)發(fā)展頗有見地的朋友向他父母進(jìn)言，最好先讓施陶了格打下雄厚的化學(xué)基礎(chǔ)后，再讓他進(jìn)入植物學(xué)的領(lǐng)域。這一中肯的建議被采納了，借他父親轉(zhuǎn)到達(dá)姆一所大學(xué)任教的機(jī)會(huì)，施陶丁格也來到該城的工業(yè)大學(xué)改讀化學(xué)。從此施陶丁格與化學(xué)給下不解之緣。1903年，他完成了關(guān)于不飽和化合物丙二酸酯的畢業(yè)論文，從大學(xué)畢業(yè)。接著又來到施特拉斯堡，拜著名的有機(jī)化學(xué)家梯爾為師繼續(xù)深造。1907年，以他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的高活性烯酮為題完成了博士論文，獲得了博士學(xué)位。同年他被聘為卡爾斯魯厄工業(yè)大學(xué)的副教授。5年后他被楚利希聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)聘任為化學(xué)教授。在這里他執(zhí)教了14年，這期間的教學(xué)和研究使他熟悉了化學(xué)，特別是有機(jī)化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域和一些新的理論，為他順利開展科學(xué)研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。也在這期間，他投入了上述關(guān)于高分子組成、結(jié)構(gòu)的學(xué)術(shù)論戰(zhàn)。1926年，他為了有更充裕的時(shí)間，進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證他的大分子理論，他應(yīng)聘來到布萊斯高的符來堡專心從事科學(xué)研究。在符來堡他度過了他的后半生，許多重要的科研成果都是在這里完成的。

施陶丁格在高分子科學(xué)研究中取得成功之后，他開始按照早年的設(shè)想，將研究的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)入植物學(xué)領(lǐng)域。事實(shí)上，他選擇高分子課題時(shí)，就曾考慮到它與植物學(xué)的密切關(guān)系。在1926年他就預(yù)言大分子化合物在有生命的有機(jī)體中，特別是蛋白質(zhì)之類化合物中起重要的作用。他順理成章地將大分子的概念引人生物化學(xué)人和他的妻子、植物生理學(xué)家瑪格達(dá)·福特合作研究大分子與植物生理。

要證明大分子同樣存在于動(dòng)、植物等有生命的生物體內(nèi)，他們認(rèn)為最好能找到除了粘度法之外的其它方法，證明大分子的存在和存在的形式。經(jīng)過兩年多的努力，他們利用電子顯微鏡等現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)觀測手段，終于用事實(shí)證明了生物體內(nèi)存在著大分子�？上У氖沁@一項(xiàng)有重要意義的工作，圇希特勒法西斯的上臺(tái)和第二次世界大戰(zhàn)而被迫中斷，施陶丁格所在的研究所毀于戰(zhàn)火。第二次世界大戰(zhàn)一結(jié)束，施陶丁格立即總結(jié)了他前一段關(guān)于生物有機(jī)物中大分子的研究。1947年出版了著作《大分子化學(xué)及生物學(xué)》。在這一著作中，它嘗試地描繪了分子生物學(xué)的概貌，為分子生物學(xué)這一前沿學(xué)科的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。為了配合高分子科學(xué)的發(fā)展， 1947年起他主持編輯了《高分子化學(xué)》這一專業(yè)雜志。他晚年的興趣主要在分子生物學(xué)的研究，由于年事已高，成旱不多，但是培養(yǎng)了許多高分子研究方面的人才，1965年9月8日，施陶丁格安然去世，享年84歲。

二十世紀(jì)的化學(xué)發(fā)展歷程

化學(xué)是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)與理論一直是化學(xué)研究中相互依賴、彼此促進(jìn)的兩個(gè)方面。進(jìn)入20世紀(jì)以后，由于受到自然科學(xué)其他學(xué)科發(fā)展的影響，并廣泛地應(yīng)用了當(dāng)代科學(xué)的理論、技術(shù)和方法，化學(xué)在認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、合成和測試等方面都有了長足的進(jìn)展，而且在理論方面取得了許多重要成果。在無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)四大分支學(xué)科的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了新的化學(xué)分支學(xué)科。近代物理的理論和技術(shù)、數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。19世紀(jì)末，電子、X射現(xiàn)和放射性的發(fā)現(xiàn)為化學(xué)在20世紀(jì)的重大進(jìn)展創(chuàng)造了條件。

在結(jié)構(gòu)化學(xué)方面，由于電子的發(fā)現(xiàn)開始并確立的現(xiàn)代的有核原子模型，不僅豐富和深化了對(duì)元素周期表的認(rèn)識(shí)，而且發(fā)展了分子理論。應(yīng)用量子力學(xué)研究分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了量子化學(xué)。

從氫分子結(jié)構(gòu)的研究開始，逐步揭示了化學(xué)鍵的本質(zhì)，先后創(chuàng)立了價(jià)鍵理論、分子軌道理論和佩位場理論。化學(xué)反應(yīng)理論也隨著深入到微觀境界。應(yīng)用X射現(xiàn)作為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新分析手段，可以洞察物質(zhì)的晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)。測定化學(xué)立體結(jié)構(gòu)的衍射方法，有X射線衍射、電子衍射和中子衍射等方法。其中以X射線衍射法的應(yīng)用所積累的精密分子立體結(jié)構(gòu)信息最多。

研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的譜學(xué)方法也由可見光譜、紫外光譜、紅外光譜擴(kuò)展到核磁共振譜、電子自選共振譜、光電子能譜、射線共振光譜、穆斯堡爾譜等，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用后，積累大量物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)的資料，正由經(jīng)驗(yàn)向理論發(fā)展。電子顯微鏡放大倍數(shù)不斷提高，人們以可直接觀察分子的結(jié)構(gòu)。

經(jīng)典的元素學(xué)說由于放射性的發(fā)現(xiàn)而產(chǎn)生深刻的變革。從放射性衰變理論的創(chuàng)立、同位素的發(fā)現(xiàn)到人工核反應(yīng)和核裂變的實(shí)現(xiàn)、氘的發(fā)現(xiàn)、中子和正電子及其它基本粒子的發(fā)現(xiàn)，不僅是人類的認(rèn)識(shí)深入到亞原子層次，而且創(chuàng)立了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法和理論;不僅實(shí)現(xiàn)了古代煉丹家轉(zhuǎn)變?cè)�素的思想，而且改變了人�?a href='http://m.yy-art.cn/tansuo/yuzhou/' target='_blank'>宇宙觀。

作為20世紀(jì)的時(shí)代標(biāo)志，人類開始掌握和使用核能。放射化學(xué)和核化學(xué)等分支學(xué)科相繼產(chǎn)生，并迅速發(fā)展;同位素地質(zhì)學(xué)、同位素宇宙化學(xué)等交叉學(xué)科接踵誕生。元素周期表擴(kuò)充了，以有109號(hào)元素，并且正在探索超重元素以驗(yàn)證元素“穩(wěn)定島假說”。與現(xiàn)代宇宙學(xué)相依存的元素起源學(xué)說和與演化學(xué)說密切相關(guān)的核素年齡測定等工作，都在不斷補(bǔ)充和更新元素的觀念。

在化學(xué)反應(yīng)理論方面，由于對(duì)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的認(rèn)識(shí)的提高，經(jīng)典的、統(tǒng)計(jì)的反應(yīng)理論以進(jìn)一步深化，在過渡態(tài)理論建立后，逐漸向微觀的反應(yīng)理論發(fā)展，用分子軌道理論研究微觀的反應(yīng)機(jī)理，并逐漸建立了分子軌道對(duì)稱守恒定律和前線軌道理論。分子束、激光和等離子技術(shù)的應(yīng)用，使得對(duì)不穩(wěn)定化學(xué)物種的檢測和研究成為現(xiàn)實(shí)，從而化學(xué)動(dòng)力學(xué)已有可能從經(jīng)典的、統(tǒng)計(jì)的宏觀動(dòng)力學(xué)深入到單個(gè)分子或原子水平的微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得分子、電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)反映的量子化學(xué)計(jì)算、化學(xué)統(tǒng)計(jì)、化學(xué)模式識(shí)別，以及大規(guī)模術(shù)技的處理和綜合等方面，都得到較大的進(jìn)展，有的已經(jīng)逐步進(jìn)入化學(xué)教育之中。關(guān)于催化作用的研究，以提出了各種模型和理論，從無機(jī)催化進(jìn)入有機(jī)催化和僧物催化，開始從分子微觀結(jié)構(gòu)和尺寸的角度核生物物理有機(jī)化學(xué)的角度，來研究酶類的作用和酶類的結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系。

分析方法和手段是化學(xué)研究的基本方法和手段。一方面，經(jīng)典的成分和組成分析方法仍在不斷改進(jìn)，分析靈敏度從常量發(fā)展到微量、超微量、痕量;另一方面，發(fā)展初許多新的分析方法，可深入到進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)象測定，同位素測定，各種活潑中間體如自由基、離子基、卡賓、氮賓、卡拜等的直接測定，以及對(duì)短壽命亞穩(wěn)態(tài)分子的檢測等。分離技術(shù)也不斷革新，離子交換、膜技術(shù)、色譜法等等。

合成各種物質(zhì)，是化學(xué)研究的目的之一。在無機(jī)合成方面，首先合成的是氨。氨的合成不僅開創(chuàng)了無機(jī)合成工業(yè)，而且?guī)��?dòng)了催化化學(xué)，發(fā)展了化學(xué)熱力學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。后來相繼合成的有紅寶石、人造水晶、硼氫化合物、金剛石、半導(dǎo)體、超導(dǎo)材料和二茂鐵等配位化合物。

在電子技術(shù)、核工業(yè)、航天技術(shù)等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的推動(dòng)下，各種超純物質(zhì)、新型化合物和特殊需要的材料的生產(chǎn)技術(shù)都得到了較大發(fā)展。稀有氣體化合物的合成成功又向化學(xué)家提出了新的挑戰(zhàn)，需要對(duì)零族元素的化學(xué)性質(zhì)重新加以研究。無機(jī)化學(xué)在與有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科相互滲透中產(chǎn)生了有

機(jī)金屬化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)、無機(jī)固體化學(xué)等新興學(xué)科。

酚醛樹脂的合成，開辟了高分子科學(xué)領(lǐng)域。20世紀(jì)30年代聚酰胺纖維的合成，使高分子的概念得到廣泛的確認(rèn)。后來，高分子的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究、應(yīng)用三方面保持互相配合和促進(jìn)，使高分子化學(xué)得以迅速發(fā)展。

各種高分子材料合成和應(yīng)用，為現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事技術(shù)，以及人們衣食住行各方面，提供了多種性能優(yōu)異而成本較低的重要材料，成為現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要標(biāo)志。高分子工業(yè)發(fā)展為化學(xué)工業(yè)的重要支柱。

20世紀(jì)是有機(jī)合成的黃金時(shí)代�；瘜W(xué)的分離手段和結(jié)構(gòu)分析方法已經(jīng)有了很大發(fā)展，許多天然有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)問題紛紛獲得圓滿解決，還發(fā)現(xiàn)了許多新的重要的有機(jī)反應(yīng)和專一性有機(jī)試劑，在此基礎(chǔ)上，精細(xì)有機(jī)合成，特別是在不對(duì)稱合成方面取得了很大進(jìn)展。

一方面，合成了各種有特種結(jié)構(gòu)和特種性能的有機(jī)化合物;另一方面，合成了從不穩(wěn)定的自由基到有生物活性的蛋白質(zhì)、核酸等生命基礎(chǔ)物質(zhì)。有機(jī)化學(xué)家還合成了有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的天然有機(jī)化合物和有特效的藥物。這些成就對(duì)促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展起了巨大的作用;為合成有高度生物活性的物質(zhì)，并與其他學(xué)科協(xié)同解決有生命物質(zhì)的合成問題及解決前生命物質(zhì)的化學(xué)問題等，提供了有利的條件。

20世紀(jì)以來，化學(xué)發(fā)展的趨勢可以歸納為：有宏觀向微觀、有定性向定量、有穩(wěn)定態(tài)向亞穩(wěn)定態(tài)發(fā)展，由經(jīng)驗(yàn)逐漸上升到理論，再用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和開創(chuàng)新的研究。一方面，為生產(chǎn)和技術(shù)部門提供盡可能多的新物質(zhì)、新材料;另一方面，在與其它自然科學(xué)相互滲透的進(jìn)程中不斷產(chǎn)生新學(xué)科，并向探索生命科學(xué)和宇宙起源的方向發(fā)展。

化學(xué)的學(xué)科分類

化學(xué)在發(fā)展過程中，依照所研究的分子類別和研究手段、目的、任務(wù)的不同，派生出不同層次的許多分支。在20世紀(jì)20年代以前，化學(xué)傳統(tǒng)地分為無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)四個(gè)分支。20年代以后，由于世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，化學(xué)鍵的電子理論和量子力學(xué)的誕生、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，化學(xué)研究在理論上和實(shí)驗(yàn)技術(shù)上都獲得了新的手段，導(dǎo)致這門學(xué)科從30年代以來飛躍發(fā)展，出現(xiàn)了嶄新的面貌。現(xiàn)在把化學(xué)內(nèi)容一般分為生物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)等五大類共80項(xiàng)，實(shí)際包括了七大分支學(xué)科。

根據(jù)當(dāng)今化學(xué)學(xué)科的發(fā)展以及它與天文學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地學(xué)等學(xué)科相互滲透的情況，化學(xué)可作如下分類：

無機(jī)化學(xué)：元素化學(xué)、無機(jī)合成化學(xué)、無機(jī)固體化學(xué)、配位化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)、有機(jī)金屬化學(xué)等

有機(jī)化學(xué)：天有機(jī)化學(xué)、一般有機(jī)化學(xué)、有機(jī)合成化學(xué)、金屬和非金屬有機(jī)化學(xué)、物力有機(jī)化學(xué)、生物有機(jī)化學(xué)、有機(jī)分析化學(xué)。

物理化學(xué)：化學(xué)熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、分門物理化學(xué)。

分析化學(xué)：化學(xué)分析、儀器和新技術(shù)分析。

高分子化學(xué)：天然高分子化學(xué)、高分子合成化學(xué)、高分子物理化學(xué)、高聚物應(yīng)用、高分子物力。

核化學(xué)核放射性化學(xué)：放射性元素化學(xué)、放射分析化學(xué)、輻射化學(xué)、同位素化學(xué)、核化學(xué)。

生物化學(xué)：一般生物化學(xué)、酶類、微生物化學(xué)、植物化學(xué)、免疫化學(xué)、發(fā)酵和生物工程、食品化學(xué)等。

其它與化學(xué)有關(guān)的邊緣學(xué)科還有：地球化學(xué)、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、宇宙化學(xué)、星際化學(xué)等。

玻意耳

玻意耳(1627-1691)(Robert Boyle)英國化學(xué)家和自然哲學(xué)家。倫敦皇家學(xué)會(huì)創(chuàng)始人之一，由于研究氣體性質(zhì)而聞名，是近代化學(xué)元素理論的先驅(qū)。

玻意耳出生于愛爾蘭的利斯莫爾。幼年就聰慧過人，有超人的記憶力和非凡的語言才能。當(dāng)時(shí)他還經(jīng)常參加一些著名科學(xué)家的聚會(huì)，去聽他們就一些科學(xué)問題的討論，但他主張“實(shí)驗(yàn)決定一切”。

1661年6月18日玻意耳公布了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果--“空氣是可以壓縮的”。而且這種可壓縮性與加在氣體上的壓強(qiáng)成簡單的反比關(guān)系。這就是人們所熟知的玻意耳定律，這個(gè)定律因?yàn)樵?4年后又為法國科學(xué)家馬略特獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)，故用他們兩個(gè)人的名字命名,稱為玻意耳-馬略特定律。

1657年當(dāng)他聽到葛利克所做的實(shí)驗(yàn)后，便著手設(shè)計(jì)他自己的抽氣泵。在精明強(qiáng)干的助手R.胡克的幫助下，他成功地制造了抽氣泵，得以進(jìn)行了許多開拓性實(shí)驗(yàn)。由這種空氣泵獲得的真空一度被叫做玻意耳真空。1668年后他移居倫敦，埋頭從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究，取得了一系列成就。他是第一位收集氣體的化學(xué)家。此外，他在1662年發(fā)現(xiàn)：空氣不但可以壓縮，而且這種可壓縮性按一簡單的反比關(guān)系隨壓強(qiáng)而變化。如果將一定量的氣體置于兩倍壓強(qiáng)之下，則氣體的體積減少一半;如果壓強(qiáng)增大到3倍，氣體的體積就減少到三分之一。反之，如壓力減小，氣體則膨脹。這個(gè)反比關(guān)系被稱為玻意耳定律。

他改進(jìn)了蓋利克發(fā)明的真空泵，利用它進(jìn)行了一系列氣體性質(zhì)的開拓性實(shí)驗(yàn)。例如，他曾將真空泵放在屋頂，水管放在地面的大水罐內(nèi)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)水銀氣壓計(jì)指示29英寸時(shí)，水不可能被提升到33英尺以上。1660年他將實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯編成冊(cè)，出版了他的第一部著作《涉及空氣彈性及其效果的新物理——力學(xué)實(shí)驗(yàn)》。他用實(shí)驗(yàn)論證了空氣是有重量和彈性(當(dāng)時(shí)玻意耳稱之為彈力)的物質(zhì)。論證了空氣對(duì)于燃燒、呼吸和傳聲是必不可少的。論證了壓強(qiáng)對(duì)水的沸點(diǎn)的影響，指出當(dāng)使周圍的空氣稀薄時(shí)熱水就能沸騰起來。論證了細(xì)管中液體的上升(即毛細(xì)現(xiàn)象)是和大氣壓力無關(guān)的，這與當(dāng)時(shí)的觀點(diǎn)截然相反。論證了真空中虹吸失效。還研究了空氣的比重、折射率等等。這本書引起了耶穌教徒的詰難，認(rèn)為其中有詐。玻意耳在助手R.湯利的協(xié)助下做了實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)不但證實(shí)了“空氣的彈性有能力作出遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們需要?dú)w之于它的事實(shí)”。

他最重要的化學(xué)著作是1661年發(fā)表的《懷疑的化學(xué)家》，此書標(biāo)志著近代化學(xué)從煉金術(shù)中脫胎出來。從玻憊耳開始化學(xué)被看做是一門理論科學(xué)，它不再是經(jīng)驗(yàn)記憶。因此，恩格斯說：“是玻意耳把化學(xué)確立為科學(xué)”。對(duì)舊的元素概念的清除，是玻意耳對(duì)近代化學(xué)的第二個(gè)貢獻(xiàn)。他認(rèn)為無論是亞里士多德的“土、氣、火、水四元素”理論和帕拉采爾蘇斯的醫(yī)學(xué)化學(xué)家們的“鹽、硫、汞三要素”學(xué)說，都不能看做是化學(xué)元素，只有那些由復(fù)合物分解后，得到的最終產(chǎn)物才能被看成為元素。他還差一點(diǎn)成為化學(xué)元素磷的發(fā)現(xiàn)者，1680年，他從尿中提取了磷。但是在此之前大約5～10年問，布蘭德(Brand，H.1630～?，德國化學(xué)家〕先于玻意耳作出此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。究竟誰先發(fā)現(xiàn)了磷，發(fā)生了激烈爭論，這主要是因?yàn)檠芯空邔?duì)其發(fā)現(xiàn)保密所致。玻意耳堅(jiān)決主張一切實(shí)驗(yàn)成果應(yīng)該清楚而迅速地予以報(bào)道，以便讓其他人重做、證實(shí)和受益。從那以后，這一主張就成為一條公認(rèn)的科學(xué)原則。玻意耳運(yùn)用實(shí)驗(yàn)主義的哲學(xué)來研究物質(zhì)以及使其所能發(fā)生的變化，從這個(gè)意義上講，玻意耳堪稱化學(xué)之父。然而,這項(xiàng)改革并不徹底，直到一個(gè)世紀(jì)后的拉瓦錫才徹底完成。

貝采里烏斯出身貧寒，自幼在逆境中生活與成長。貝采里烏斯從小就聰明過人，他沒有上學(xué)的優(yōu)越條件，卻能堅(jiān)持刻苦自學(xué)。成年以后，他和弟弟一起來到了烏普薩拉，他們一邊干活謀生，一一邊堅(jiān)持自學(xué)。他曾到醫(yī)院里去給醫(yī)生當(dāng)助手，還給人補(bǔ)過課。節(jié)衣縮食、勤儉生活使他積蓄下了點(diǎn)錢。利用這點(diǎn)錢他進(jìn)入烏普薩拉大學(xué)讀書。在大學(xué)里他學(xué)的是醫(yī)學(xué)專業(yè)，但在學(xué)習(xí)中對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了特別的興趣。他有意地結(jié)識(shí)了該大學(xué)的著名化學(xué)家約翰?阿夫采利烏斯教授。貝采里烏斯強(qiáng)烈的求知欲和刻苦奮進(jìn)的精神，深深地感動(dòng)了這位名教授。他破例允許這名寒門弟子在實(shí)驗(yàn)室里自由地做各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)。貝采里烏斯充分地利用老師提供的這一優(yōu)越條件，不僅做了電流對(duì)動(dòng)物的作用的奇妙實(shí)驗(yàn)，還重點(diǎn)地分析了礦泉水。

貝采里烏斯在化學(xué)領(lǐng)域中影幀大的勛，是他首先倡導(dǎo)以元素符號(hào)來代表各種化學(xué)元素。他提出，用化學(xué)元素的拉丁文名表示元素。如果第一個(gè)字母相同，就用前兩個(gè)字母加以區(qū)別。例如： Na與Ne、Ca與Cd、Au與A1……等。這就是一直沿用至今的化學(xué)元素符號(hào)系統(tǒng)。他的元素符號(hào)系統(tǒng)，公開發(fā)表在1813年由湯姆遜主編的《哲學(xué)年鑒》上。一年以后，在同一刊物上，他又撰文論述了化學(xué)式的書寫規(guī)則。他把各種原子的數(shù)目以數(shù)字標(biāo)在元素符號(hào)的右上角。例如CO2、 SO2、H20……等等。貝采里烏斯關(guān)于元素符號(hào)及化學(xué)式的表示方法，遠(yuǎn)比道爾頓等人以往用小圓圈表示的方法簡便、明確，因此，很快地就被科學(xué)界接受了。

貝采利烏斯(Berzelius，Jons Jacob，1779——1848) 瑞典的化學(xué)大師，十九世紀(jì)上半葉化學(xué)權(quán)威。1779年8月20口生于瑞典哥特蘭德省維斐蘇達(dá)。雙親早逝，由外祖父和姨母教養(yǎng)成人,十八歲進(jìn)入烏普薩拉大學(xué)醫(yī)學(xué)系，半工半讀，業(yè)余攻讀化學(xué)，1802年獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后擔(dān)任斯德哥爾摩大學(xué)助教，同時(shí)從事電化學(xué)的研究。1807年被提升為教授。1808年當(dāng)選為斯德哥爾摩科學(xué)院院士，1818年當(dāng)選為科學(xué)院秘書。他又是英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員和被得堡科學(xué)院名譽(yù)院士。他的研究工作橫跨許多領(lǐng)域，他的目標(biāo)是企圖在各領(lǐng)域中確立原子論和他的二元論。

他最早研究的是分析化學(xué)和礦物，并發(fā)明了定量濾紙。他相信道爾頓的原子論，并加以發(fā)展，用原子論作指導(dǎo)理論。他花費(fèi)了很大的精力測定了元素的原子量。當(dāng)時(shí)已知的49種元素中，他測定了45種，準(zhǔn)確度較高。12年間提出了三張?jiān)�子量表。貝采利烏斯改革了元素化學(xué)符號(hào)，道爾頓時(shí)代采用象形文字，不方便使用，他創(chuàng)造一套用元素的拉丁文名稱的字母表示元素的化學(xué)符號(hào)，既科學(xué)又方便。貝采利烏斯在1835年總結(jié)了不少化學(xué)變化，指出具有催化力的外加物質(zhì)都是催化劑，這是首次提出“催化劑”的術(shù)語。有機(jī)化學(xué)的名稱也是貝采利烏斯首先提出來的。他還是第一位提出同分異構(gòu)現(xiàn)象的化學(xué)家，解決了維勒和李比希的疑問。改進(jìn)了有機(jī)物的元素分析的方法。他是“生命力”論擁護(hù)者。同時(shí)也企圖把其二元論擴(kuò)大到有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域里來。他認(rèn)為化合是一種正電性元素和一種負(fù)電性元素的相互電力吸引所致，結(jié)合之后，兩種對(duì)立的電荷就有部分被中和了，余下的電荷使這個(gè)化學(xué)族和另一組類似但電荷相反的化學(xué)族形成一個(gè)比較復(fù)雜比較松弛的化合物，更接近于中性。這就是稱之為化合物的二元論的觀點(diǎn)。他認(rèn)為同樣的原子不可能結(jié)合在一起，和阿佛加德羅的假說是不相容的。他又認(rèn)為所有有機(jī)物質(zhì)是復(fù)基的氧化物，植物物質(zhì)的基一般合有碳和氫，動(dòng)物物質(zhì)的基一般合有碳、氫和氮。由于不符合事實(shí)，都失敗了，心情不佳，健康日益惡化。他實(shí)驗(yàn)室的條件很好，許多有名的化學(xué)家都在那里工作過。他發(fā)現(xiàn)了元素硒(1818年，含義為月亮——Selene,表示該元素的性質(zhì)與碲相似，而碲的英文名稱為Tellurium，含義是地球)、硅(1823)和釷(1828)。

貝采里烏斯 (Jons Jakob Berzelius 1779一1848)

化學(xué)元素符號(hào)的首倡者瓊斯·雅可比·貝采里烏斯， 1779年8月20日出生在瑞典南部的一個(gè)名為威菲松達(dá)的小鄉(xiāng)村里。他在發(fā)展化學(xué)中作出了重要貢獻(xiàn)，他接受并發(fā)展了道爾頓原子論，他以氧作為標(biāo)準(zhǔn)測定了40多種元素的原子量，他第一次采用現(xiàn)代元素符號(hào)并公布了當(dāng)時(shí)已知元素的原子量表，他發(fā)現(xiàn)和首次制取了硅、銑、硒等好兒種元素，他首先使用“有機(jī)化學(xué)”概念;他是“電化二元論”的提出者。他發(fā)現(xiàn)了“同分異構(gòu)”現(xiàn)象并首先提出了“催化”概念。他的卓著成果，使他成為19世紀(jì)的一位赫赫有名的化學(xué)權(quán)威。(unfinished)

本 生 (Robert Wilhelm Bunsen 1811～1899)

德國化學(xué)家。 1811年3月31日生于格丁根一個(gè)知識(shí)分子家庭。從小受到良好的教育。1827年進(jìn)路丁根大學(xué)學(xué)習(xí)。1830年獲得博士學(xué)位，接著便到法國、奧地利、瑞士等國作訪問學(xué)者，結(jié)識(shí)蓋·呂薩克、李比希等著名學(xué)者，學(xué)問大增。1833年回國后在格丁根、哥爾堡等大學(xué)任教。1838年被選為法國科學(xué)院士。1858年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1889年退休在家繼續(xù)從事研究工作。1809年8月16日在海德堡逝世，終年89歲。

本生多才多藝，早年曾從事有機(jī)化學(xué)研究工作，后來曾積極從事無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等方面的研究。主要成就有：在有機(jī)化學(xué)方面，他合成并分離出二甲砷氧，并研究它的化學(xué)性質(zhì)，測定它的化學(xué)式，用實(shí)驗(yàn)證明二甲砷基(C4H12As)在許多反應(yīng)中都保持基團(tuán)的性質(zhì)，有力地支持了李比希的基團(tuán)學(xué)說。在無機(jī)化學(xué)方面，制備了砷酸亞鐵等化合物，從而發(fā)現(xiàn)氫氧化鐵能作砷化物中毒的解毒藥。此外，還用較好的方法分別制備純凈的鉻、鎂、鋁、鋰、鈣、鍶、鋇、銻、鑭、鎘等單質(zhì)。在分析化學(xué)方面，他與基霍夫合作發(fā)明分光光譜儀并用于光譜分析。他們提出每一種化學(xué)元素都有特征的光譜線，為以后元素發(fā)射光譜分析奠定了基礎(chǔ)。他們?cè)�研究太陽光譜，結(jié)論是太陽和地球上的元素基本相同，說明太陽系內(nèi)天體有同一性。此外，他們還借助分光鏡發(fā)現(xiàn)銫和銣元素，對(duì)火山進(jìn)發(fā)巖漿進(jìn)行分析，以成分不同對(duì)巖石進(jìn)行了科學(xué)分類。在物理化學(xué)方面，他發(fā)明本生蓄電池，制造特殊的碳電極代替昂貴的鉑電極。本生電池由44個(gè)單元所組成，大大地提高了電解效率。他和他的學(xué)生羅斯科共同進(jìn)行光化學(xué)研究，提出光化學(xué)吸收定律，為光化學(xué)發(fā)展鋪平了道路。本生發(fā)明的化學(xué)儀器頗多，迄今仍在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里使用的本生燈(煤氣燈)就是由他發(fā)明的。此外，他還發(fā)明了比色計(jì)、冰量熱計(jì)、露光計(jì)、隙透儀、過濾器泵等數(shù)十種儀器。

本生的主要著作有《氣體測量方法》《光譜化學(xué)分析》《光化學(xué)研究》等，都被認(rèn)為是劃時(shí)代的經(jīng)典著作。本生功績顯著，曾被授予科普利獎(jiǎng)、戴維獎(jiǎng)、艾伯特獎(jiǎng)等。為了科學(xué)事業(yè)，他獨(dú)身一世，而且由于做實(shí)驗(yàn)，致使他一目失明，但他孜孜不倦，全心致力于科學(xué)研究。他特別關(guān)心化學(xué)教育，培養(yǎng)出大批優(yōu)秀人才，如著名化學(xué)家柯爾伯、邁爾、拜耳等都是他的學(xué)生。

維勒(Friedrch Wohler 1800一1882 )

跨越鴻溝的時(shí)代巨人——人工合成尿素創(chuàng)造人維勒，德國法蘭克福。畢業(yè)于馬爾

堡大學(xué)，獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。大學(xué)期間，他把業(yè)余時(shí)間都用在化學(xué)試驗(yàn)上。1827年，他

發(fā)現(xiàn)了在現(xiàn)代生活中僅次于鐵的重要金屬鋁(Al)。次年又發(fā)現(xiàn)了鈹和釔。早在1825年

，維勒在實(shí)驗(yàn)氰作用于氨水時(shí)發(fā)現(xiàn)除了生成草酸外，還有一種白色結(jié)晶，經(jīng)證明就是

有機(jī)物尿素。維勒用人工合成尿素有力地批判了活力論，并第一次證明了無機(jī)物也能

生成有機(jī)物。

革新化學(xué)教育的化學(xué)大師李比希

Justus von Liebig 1803—1873

1803年5月12日，李比希生于德國的達(dá)姆斯塔特(Darnistadt)。父親是一個(gè)染料制造商，家中有許多化學(xué)藥品。小小的李比希經(jīng)常自己動(dòng)手做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，他對(duì)實(shí)驗(yàn)和觀察有著濃厚的興趣。他把父親店鋪后邊的廚房改造成自己的實(shí)驗(yàn)室，在閣樓上，自己偷偷做雷酸鹽的實(shí)驗(yàn)。有一次他在做雷酸汞的實(shí)驗(yàn)時(shí)。引起了爆炸，震動(dòng)了整個(gè)樓房，屋頂?shù)囊唤且脖徽�毀了，但他本人沒有受傷。對(duì)于這件事，李比希的父親并沒有責(zé)備他，反而說他有膽量、有追求精神。每當(dāng)李比希回憶往事時(shí)，他都深有感觸他說：童年的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了他的想象力和對(duì)化學(xué)的熱愛。

青年時(shí)代的李比希，不遠(yuǎn)千里到波恩求學(xué)，他的第一個(gè)老師是卡斯特納。后來，李比希又轉(zhuǎn)到埃爾蘭根大學(xué)學(xué)習(xí)，并于1822年獲博士學(xué)位，博士論文的題目是《論雷酸汞的成分》。獲博士學(xué)位以后，他又到法國巴黎繼續(xù)深造。經(jīng)洪堡特(A。 Von Htmboldt，1769一1859)教授推薦，他進(jìn)入了蓋·呂薩克實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究工作。在1822一1824兩年的研究中，在探索各種有機(jī)化合物的同時(shí)，他系統(tǒng)地研究了雷酸鹽。找到了防止雷酸鹽爆炸的填充劑，發(fā)現(xiàn)用烘焙過的苦土(MgO)與雷酸鹽相混和，可以非常有效地防止雷酸鹽爆炸。李比希在1823年6月23日向科學(xué)院報(bào)告了他的研究成果。當(dāng)時(shí)，會(huì)議主持人洪堡特教授對(duì)李比希說：“您的研究不僅本身具有重要意義，更重要的是這一成果使人們感到，您是一位有杰出才干的人。”

李比希1824年回到德國，擔(dān)任了吉森(Giessen)大學(xué)編外教授，兩年以后升為正式教授，當(dāng)時(shí)他年僅23歲。

李比希在化學(xué)上建樹極多，除雷酸鹽的研究成果之外， 1829年發(fā)現(xiàn)了馬尿酸，18N年合成了氯醛和氯仿，1832年和維勒鑒定出苯乙�；�：1834年提出乙醇、乙醚等，都可視為乙基的化合物，并命名了乙基(C2H5一)。

李比希和法國化學(xué)家杜馬合作，在1837年10月23日呈送法國科學(xué)院的論文中指出：“無機(jī)化學(xué)中的‘基’是簡單的多有機(jī)化學(xué)中的‘基’是化合物，這是二者的不同點(diǎn)。但是，在無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)中，化學(xué)的規(guī)律是一樣的。”1838年，李比希還給“基”下了如下的定義。

1.有機(jī)化學(xué)中的“基”是一系列化合物中不變的部分。

2.“基”在化合物中，可被元素置換。

3.置換“基”的元素，可以被其他元素所取代。

李比希認(rèn)為，一個(gè)原子團(tuán)滿足以上三個(gè)條件中的兩條就可以稱為“基”。從此，有機(jī)化學(xué)中“基”的概念就確定了。

1837年，李比希還提出了有關(guān)多元酸的理論，開展了對(duì)有機(jī)酸的研究，說明了酸和氫的內(nèi)在聯(lián)系。1839年，李比希研究了“發(fā)酵”和“腐敗”問題，對(duì)“發(fā)酵”和“腐敗”做了理論說明。同時(shí)，他還研究了尿酸的衍生物、生物堿、氨基酸、胱胺、肌酸等多種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

李比希對(duì)化學(xué)教學(xué)一貫盡心竭力，自1824年回國后，他發(fā)現(xiàn)德國的化學(xué)教育落后于法國，許多德國大學(xué)沒有化學(xué)教授，化學(xué)課由醫(yī)學(xué)博士講授。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的條件就更差了，全國只有湯姆遜設(shè)立的一處實(shí)驗(yàn)室，一些著名化學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室，都是私人性質(zhì)的。只能接受一兩名學(xué)生做專題研究。為了改變這種情況，李比希加強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和化學(xué)教學(xué)法的研究，使化學(xué)教學(xué)真正具備了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的特色。他的努力得到了校方和國家的支持，經(jīng)過兩年努力，他在吉森大學(xué)建立了一個(gè)完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，他的實(shí)驗(yàn)室可以同時(shí)容納22名學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，教室可以供120人聽講，講臺(tái)的兩側(cè)有各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，可以方便地為聽講人做各種演示實(shí)驗(yàn)。

李比希建立的實(shí)驗(yàn)室后來被稱為“李比希實(shí)驗(yàn)室”，由于這一實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出一大批第一流的化學(xué)人才，所以成了全世界化學(xué)化工工作者注目和向往的地方。李比希實(shí)驗(yàn)室科研和教學(xué)的風(fēng)格，很快傳遺了全世界。李比希還制造和改進(jìn)了許多化學(xué)儀器，如有機(jī)分析燃燒儀。李比希冷凝球、玻璃冷凝管等等。這些儀器方便耐用，所以德國的儀器制造商紛紛大量仿制，向外國輸出。

為了發(fā)展化學(xué)教學(xué)，李比希還用新的體系編制了化學(xué)教學(xué)大綱。他認(rèn)為，化學(xué)不僅是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，同時(shí)直接關(guān)系到國家的命運(yùn)和人民的生活。所以他認(rèn)為：“學(xué)習(xí)化學(xué)的真正中心，不在于講課，而在于實(shí)際工作。”他要求他的學(xué)生既會(huì)定性分析，又會(huì)定量分析，然后自行制備各種有機(jī)化合物。這樣就可以培養(yǎng)出較強(qiáng)的實(shí)際工作能力。

李比希一生為化學(xué)事業(yè)培養(yǎng)了一大批第一流的化學(xué)家，俄國的齊寧、法國的日拉爾、英國的威廉姆遜、德國的霍夫曼、凱庫勒，此外象富蘭克蘭、武茲等，都是李比希的學(xué)生。

李比希對(duì)無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)都做出了卓越的貢獻(xiàn)。他發(fā)明和改進(jìn)了有機(jī)分析的方法，準(zhǔn)確地分析過大量的有機(jī)化合物，合成過氯仿(CHC13)、三氯乙醛(CCl3CHO)和多種有機(jī)酸，他還曾與他人合作，提出了化合物基團(tuán)的概念以及多元酸的理論。李比希開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)化學(xué)的研究提出植物需要氮、磷，鉀等基本元素，研究了提高土壤肥力的問題，因此，他被農(nóng)學(xué)界稱為“農(nóng)業(yè)化學(xué)之父”。

李比希一生獲得過許多榮譽(yù)， 1860年被選為巴伐利亞科學(xué)院院長，還曾被選為德國。法國、英國、俄國、瑞典等國家科學(xué)院的院士或名譽(yù)院士。

1873年4月18日，李比希國感冒逝于德國的慕尼黑。李比希作為科學(xué)巨人，名震歐洲。但是，科學(xué)真理是無情的，她不屈從于權(quán)力，也不依附名家的威望，她只偏愛實(shí)事求是的人。在著名化學(xué)家因拉發(fā)現(xiàn)元素溴的前四年，李比希曾收到一瓶棕紅色的液體，這是一位德國商人給他的，據(jù)說是海藻灰的濾液。商人希望李比希能分析說明這瓶液體的成分。以當(dāng)時(shí)李比希的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，完全有條件從這瓶液體中發(fā)現(xiàn)新元素溴。但是，李比希根本就沒有做認(rèn)真的化學(xué)分析，只用肉眼看了看，就匆忙斷定，瓶中之物是“氯化碘”然后就把這瓶液體放在柜子里，一放就是四年。1826年8月14日，法國化學(xué)家巴拉宣布，發(fā)現(xiàn)了新元素溴這種元素性質(zhì)介于氯和碘之間，這一發(fā)現(xiàn)，震驚了化學(xué)界。李比�？吹搅税屠�的報(bào)告以后，頓時(shí)想起四年前他放到柜子里的那瓶“氯化碘”，他趕緊翻箱倒柜，找出了那瓶棕色液體，認(rèn)真地進(jìn)行了化學(xué)分析，分析結(jié)果使他激動(dòng)又痛心。原來，那瓶棕色液體不含有氯，也不含有碘，更不是他猜測的“氯化碘”，其成分正是巴拉發(fā)現(xiàn)的新元素溴。如果四年前李比希采取嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)真分析那瓶棕色液體，那么發(fā)現(xiàn)元素溴的不是巴拉，而將是李比希。

一個(gè)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，李比希失之交臂，他懊悔極了，恨自己粗心大意，恨自己進(jìn)行了大半輩子的化學(xué)研究，卻缺乏嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度。他為了警誡自己，特別把那瓶棕色液體放在原來的柜子里，并把柜子搬到大廳中，在上面貼上一個(gè)工整的字條：“錯(cuò)誤之柜”。

李比希用“錯(cuò)誤之柜”警惕自己，教育學(xué)生。李比希逝世后，學(xué)術(shù)界對(duì)他十分懷念。人們把吉森大學(xué)李比希工作過的地方，改為李比希紀(jì)念館，把李比�？闯捎袡C(jī)化學(xué)、生物化學(xué)和農(nóng)業(yè)化學(xué)的開路人。

化學(xué)園地的開拓者——李比希

培育化學(xué)家的搖籃——吉森化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室

李比希從巴黎回國擔(dān)任了吉森大學(xué)的化學(xué)教授，立即著手實(shí)施一項(xiàng)前所未聞的計(jì)劃，那就是改革德國的傳統(tǒng)化學(xué)教育體制與教學(xué)方式，探索造就新一代化學(xué)家的方法。當(dāng)時(shí)德國大學(xué)中的化學(xué)教育，通常是把化學(xué)知識(shí)混雜在自然哲學(xué)中講授，而且沒有專門的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生得不到實(shí)驗(yàn)操作的訓(xùn)練。李比希深知，作為一個(gè)真正的化學(xué)家僅有哲學(xué)思辨是不夠的，化學(xué)知識(shí)只有從實(shí)驗(yàn)中獲得。而這種實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練在那時(shí)的

德國大學(xué)中還得不到。于是李比希下決心借鑒國外化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)，在吉森建立一個(gè)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室，讓一批又一批的青年人在那里得到訓(xùn)練，從中培養(yǎng)出一代化學(xué)家。吉森實(shí)驗(yàn)室是一座供化學(xué)教學(xué)使用的實(shí)驗(yàn)室，它向全體學(xué)生開放，并在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的同時(shí)進(jìn)行講授。

李比希為實(shí)驗(yàn)室教學(xué)編制了一個(gè)全新的教學(xué)大綱，它規(guī)定：開始，學(xué)生在學(xué)習(xí)講義的同時(shí)還要做實(shí)驗(yàn)，先使用已知化合物進(jìn)行定性分析和定量分析，然后從天然物質(zhì)中提純和鑒定新化合物以及進(jìn)行無機(jī)合成和有機(jī)合成;學(xué)完這一課程后，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行獨(dú)立的研究作為畢業(yè)論文項(xiàng)目;最后通過鑒定獲得博士學(xué)位。李比希這種讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中從系統(tǒng)訓(xùn)練逐步轉(zhuǎn)入獨(dú)立研究的教學(xué)體制，在他之前并未被人們認(rèn)識(shí)到，而它為近代化學(xué)教育體制奠定了基礎(chǔ)。

李比希在教學(xué)中還堅(jiān)持主張，教授化學(xué)是要教授作為科學(xué)的化學(xué)，而決不是單純地傳授應(yīng)用技術(shù)。對(duì)于只是抱著學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)目的而來的學(xué)生，他是斷然拒絕的;但對(duì)為了造福于人類而學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的學(xué)生，則始終是支持的。李比希本人就是這樣的表率。他認(rèn)為這個(gè)問題不能本末倒置。他諄諄告誡學(xué)生們，應(yīng)當(dāng)首先為祖國和追求真理而努力，然后其余的東西才歸屬于自己。

吉森實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建、化學(xué)教學(xué)大綱的編制和李比希熱誠而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，使得化學(xué)教育運(yùn)動(dòng)在德國比在其他任何地方以更大的勢頭和更深遠(yuǎn)的影響發(fā)展起來，從而吸引著四面八方的學(xué)生擁向吉森大學(xué)，聚集于李比希門下。在李比希的精心指導(dǎo)下，通過實(shí)驗(yàn)室中的系統(tǒng)訓(xùn)練培養(yǎng)出了一大批聞名于世的化學(xué)家。其中名列前茅的有為染料化學(xué)和染料工業(yè)奠定基礎(chǔ)的霍夫曼、發(fā)現(xiàn)鹵代烷和金屬鈉作用制備烴的武慈、提出苯環(huán)狀結(jié)構(gòu)學(xué)說為有機(jī)結(jié)構(gòu)理論奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)而被譽(yù)為“化學(xué)建筑師”的凱庫勒，以及被門捷列夫譽(yù)為“俄國化學(xué)家之父”的沃斯克列先斯基等。值得指出的是這些學(xué)生還在本國仿效吉森的做法，建立了一批面向?qū)W生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，使吉森的化學(xué)教育模式在全世界得到積極推廣，培養(yǎng)出眾多著名的化學(xué)家，并形成了吉森一李比希學(xué)派，為世界化學(xué)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。

吉森學(xué)派的支柱——集體精神

以李比希為帶頭人的吉森學(xué)派建立起了一種新型的師生關(guān)系，它不同于傳統(tǒng)的“師傅帶徒弟”的模式，也有別于當(dāng)時(shí)英、法及瑞典等國的“導(dǎo)師十助手”的形式。在吉森學(xué)派中，導(dǎo)師和學(xué)生既是教與學(xué)的關(guān)系，也是集體從事科學(xué)研究的合作者。他們互相學(xué)習(xí)、共同研究;互相質(zhì)疑、共同討論。這樣，吉森學(xué)派的化學(xué)研究不再是化學(xué)家單槍匹馬的實(shí)驗(yàn)工作，而是以李比希為核心的在實(shí)驗(yàn)室中有組織計(jì)劃的集體勞動(dòng)。對(duì)于這種集體研究的特點(diǎn)，李比希作過清晰的闡述：“我的學(xué)生們的進(jìn)步主要依靠他們自己，我規(guī)定選題并監(jiān)督他們的完成情況。這樣，大家就像圓的半徑一樣都匯集到同一個(gè)中心來，并不存在什么狹義的指導(dǎo)。每天早晨我都要單獨(dú)聽取每個(gè)人的匯報(bào)——前一天他們做了什么以及對(duì)自己工作的見解。最后我對(duì)他們的匯報(bào)表示贊成或反對(duì)，并讓每個(gè)學(xué)生去尋找自己的出路。由于朝夕相處、交往甚密和一起工作，形成了一種人人教我、我教人人的關(guān)系。”

李比希及其學(xué)生志同道合，相互團(tuán)結(jié)，為共同目標(biāo)而努力。在吉森實(shí)驗(yàn)室，他們夜以繼日地以高效率、勤奮而緊張的工作精神從事實(shí)驗(yàn)研究。正如李比希所說：“我們從黎明一直工作到黃昏，浪費(fèi)時(shí)間和玩忽職守在吉森是沒有的。常常聽到的唯一抱怨，就是管理員晚上要打掃實(shí)驗(yàn)室時(shí)，無法把在里面工作的學(xué)生趕走……”李比希的學(xué)生們正是格守這種勤奮并發(fā)揮一種集體奮斗的精神。吉森實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生每年都在增加，特別是1835年擴(kuò)建之后，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)總是擠滿了人，但卻充滿著愉快的氣氛，使每個(gè)新來的人都心情舒暢。成名后的霍夫曼深情地回憶說：“在老師的身邊，呼吸著科學(xué)的氣息是多么令人愉快!當(dāng)剛剛聽過別人把一些枯燥無味的東西充填到你腦海里的講課之后，再走進(jìn)老師的實(shí)驗(yàn)室，就像是逃出了混亂之境而來到了一片綠色森林，看到了微風(fēng)吹拂著嫩葉一般的痛快。”

李比希作為吉森學(xué)派的帶頭人還深謀遠(yuǎn)慮地認(rèn)識(shí)到，一個(gè)成功的研究學(xué)派，其導(dǎo)師不僅應(yīng)在學(xué)生中間培養(yǎng)忠誠、凝聚力和集體精神，而且應(yīng)激勵(lì)他們盡早獨(dú)立、自力更生和樹立雄心壯志，尤其要鼓勵(lì)他們?cè)诳茖W(xué)生涯的早期階段就主動(dòng)發(fā)表論文。為此，李比希發(fā)揚(yáng)民主作風(fēng)讓學(xué)生自由選題并按自己的方式完成課題，最后在他主編的《化學(xué)年鑒》上以學(xué)生的名義發(fā)表。李比希指出：“現(xiàn)在獎(jiǎng)勵(lì)年輕人的任何辦法都沒有比讓他們?cè)诔霭嫖镏锌吹阶约旱拿�字為好�?hellip;…在我這里學(xué)習(xí)或工作的人都以自己的名字發(fā)表文章，即使他們得到了我的幫助。”

李比希在化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室這塊化學(xué)園地里的辛勤耕耘，終于結(jié)出了豐碩之果。除了科研成果外，最杰出的就是培養(yǎng)和造就了一大批化學(xué)英才。以吉森學(xué)派培養(yǎng)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者來說，人數(shù)之多、比例之大在世界上首屈一指。在1901年到1910年的10年中，70%的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者為吉森學(xué)派的學(xué)者，諸如：第一個(gè)榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的物理化學(xué)家范托夫，生物化學(xué)創(chuàng)始人費(fèi)歇爾，電離學(xué)說創(chuàng)立者阿倫尼烏斯，第一個(gè)研究出靛藍(lán)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的有機(jī)化學(xué)家拜爾以及提出關(guān)于催化劑現(xiàn)代觀點(diǎn)的物理化學(xué)家奧斯特瓦爾德等。

李比希無愧于化學(xué)園地教書育人的開拓者他所創(chuàng)建的吉森實(shí)驗(yàn)室和化學(xué)教育結(jié)合起來的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。他為近代化學(xué)的發(fā)展培育了新一代化學(xué)家從而開創(chuàng)了化學(xué)教育的新紀(jì)元�！∧� 斯 特(Walther Hermann Nernst 1864-1941)

德國物理化學(xué)家。1864年6月25日生于布里斯(今屬波蘭)。由于家庭原因，曾就讀

于瑞士蘇黎土大學(xué)，奧地利格拉維茨和維爾茨等大學(xué)，成績均十分優(yōu)異。1886年獲維爾茨堡大學(xué)博士，學(xué)位。1887年開始任萊比錫大學(xué)奧斯特瓦爾德教授助手;1892年任格丁根大學(xué)副教授。1894年升任該校第一任物理化學(xué)教授。1905年任柏林大學(xué)物理化學(xué)主任教授兼第二化學(xué)研究所所長，1924年還兼任實(shí)驗(yàn)物理研究所長。1932年當(dāng)選英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1934年退休。他在菜比錫大學(xué)設(shè)立貧苦學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金，經(jīng)常和研究生們共度周末，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)影響他們。應(yīng)特別一提的是，他曾以拒絕講學(xué)等方式抗議希特勒法酌西斯暴政，并斥責(zé)“希特勒一伙是摧毀和陰抗人類文明的暴徒”。19411年11月18日，他死于巴特穆斯考。能斯特一生心血傾注在科學(xué)研究和培養(yǎng)學(xué)生身上。人們紛紛紀(jì)念他，把他骨灰移葬到格丁根大學(xué)，使這位該校第一任物理化學(xué)教授安息在校園內(nèi)。

能斯特的主要成就有：發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第三定律：“絕對(duì)零度不能達(dá)到”，并應(yīng)用這個(gè)定律解決了許多工業(yè)生產(chǎn)上的實(shí)際問題，如煉鐵爐設(shè)計(jì)、金剛石人工制造和合成氨生產(chǎn)以及直接計(jì)算平衡常數(shù)等。他還用量子論研究低溫下固體比熱(容)。用實(shí)驗(yàn)證明，在絕對(duì)零度下理想固體的比熱(容)也是零。

與老師奧斯特瓦爾德共同研究溶液的沉淀和其平衡關(guān)系。提出溶度積等重要概念，用以解釋沉淀平衡等。同時(shí)，他還獨(dú)立地研究金屬和溶液界面的性質(zhì)。導(dǎo)出能斯特方程，開創(chuàng)用電化學(xué)方法來測定熱力學(xué)函數(shù)值。

提出光化學(xué)反應(yīng)鏈?zhǔn)嚼碚?mdash;—光引發(fā)后以一個(gè)鍵一個(gè)鍵傳遞下去，直至鏈結(jié)束為止，并用它解釋氯氣和氫氣在光催化下的合成氯化氫反應(yīng)。

發(fā)明新的白熱燈代替舊的碳精燈，即能使光能和熱能集中于一點(diǎn)的能斯特?zé)簟?/p>

能斯特一生著作有14部，有關(guān)熱力學(xué)、電化學(xué)、光化學(xué)等方面論文157篇，代表作

是《物理化學(xué)》一生獲得包括1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)在內(nèi)的十多種獎(jiǎng)賞。

創(chuàng)立高分子化學(xué)的施陶丁格

Hermann Staudinger 1881一1965

棉、麻、絲、木材、淀粉等都是天然高分子化合物，從某種意義上來說，甚至連人本身也是一個(gè)復(fù)雜的高分子體系。在過去漫長的歲月中，人們雖然天天與天然高分子物質(zhì)打交道，對(duì)它們的本性卻一無所知�，F(xiàn)在我們已認(rèn)識(shí)什么是高分子，并建立了頗具規(guī)模的高分子合成工業(yè)，生產(chǎn)出五光十色的塑料、美觀耐用的合成纖維、性能優(yōu)異的合成橡膠，致使高分子合成材料與金屬材料、無機(jī)非金屬材料并列構(gòu)成材料世界的三大支柱。面對(duì)這一輝煌成就，我們不能不緬懷高分子科學(xué)的奠基人、德國化學(xué)家施陶丁格。

論文發(fā)表的背景

什么是高分子呢?它是由許多結(jié)構(gòu)相同的單體聚合而成的，分子量往往是幾萬、兒十萬。結(jié)構(gòu)的形狀也很特別，如果說普通分子象個(gè)小球，那未高分子由于單體彼此連接成長鏈，就象一根有50米長的麻繩。有些高分子長鏈之間又有短鏈相結(jié)而成網(wǎng)狀。又由于大分子與大分子之間存在引力，這些長鏈不但各自卷曲而且相互纏繞，形成了既有一定強(qiáng)度、又有不同程度彈性的固體。固為分子大，長鏈一頭受熱時(shí)，另一頭還不熱，故熔化前有個(gè)軟化過程，這就使它具有良好的可塑性，正是這種內(nèi)在結(jié)構(gòu)，使它具有包括電絕緣在內(nèi)的許多特性，成為新型的優(yōu)質(zhì)材料。人們對(duì)它們的組成、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和合成方法的掌握經(jīng)歷了一個(gè)實(shí)踐——認(rèn)識(shí)——實(shí)踐的曲折過程。

1812年，化學(xué)家在用酸水解木屑、樹皮、淀粉等植物的實(shí)驗(yàn)中得到了葡萄糖，證明淀粉、纖維素都由葡萄糖組成。1826年，法拉第通過元素分析發(fā)現(xiàn)橡膠的單體分子是C5H8，后來人們測出C5H8的結(jié)構(gòu)是異戊二烯。就這樣，人們逐步了解了構(gòu)成某些天然高分子化合物的單體。

1839年，有個(gè)名叫古德意爾的美國人，偶然發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺共熱后明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發(fā)粘軟化、遇冷發(fā)脆斷裂的不實(shí)用的性質(zhì)，變?yōu)楦挥袕椥�、可塑性的材料。這一發(fā)現(xiàn)的推廣應(yīng)用促進(jìn)了天然橡膠工業(yè)的建立。天然橡膠這一處理方法，在化學(xué)上叫作高分子的化學(xué)改性，在工業(yè)上叫作天然橡膠的硫化處理。

進(jìn)一步試驗(yàn)，化學(xué)家們將纖維素進(jìn)行化學(xué)改性獲得了第一種人造塑料——賽璐珞和人造絲。1889年法國建成了最早的人造絲工廠，1900年英國建成了以木漿為原料的粘膠纖維工廠，天然高分子的化學(xué)改性，大大開闊了人們的視野。1907年，美國化學(xué)家在研究苯酚和甲醛的反應(yīng)中制得了最早的合成塑料——酚醛樹脂，俗名電木。1909年德國化學(xué)家以熱引發(fā)聚合異戊二烯獲得成功。在這一實(shí)驗(yàn)啟發(fā)下，德國化學(xué)家采用與異戊二烯結(jié)構(gòu)相近的二甲基丁二烯為原料，在金屬鈉的催化下，合成了甲基橡膠，開創(chuàng)了合成橡膠的工業(yè)生產(chǎn)。

上述對(duì)高分子化合物的單體分析，天然高分子的化學(xué)改住的實(shí)踐和在合成塑料、合成橡膠方面的探索，使人們深切地感到必須弄清高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)及合成方法。對(duì)于這個(gè)基礎(chǔ)理論問題人們所知甚少，這一理論發(fā)展的緩慢與高分子本身的復(fù)雜特性有關(guān)�；瘜W(xué)家們一直搞不清它們的分子量究竟是多少，它為什么難于透過半透膜而有點(diǎn)象膠體，它為什么沒有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，不易形成結(jié)晶?這些獨(dú)特的性質(zhì)以當(dāng)時(shí)流行的化學(xué)觀來看是很難理解的。

早在1861年，膠體化學(xué)的奠基人，英國化學(xué)家格雷阿姆曾將高分子與膠體進(jìn)行比較，認(rèn)為高分于是由一些小的結(jié)晶分子所形成。并從高分子溶液具有膠體性質(zhì)著眼，提出了高分子的膠體理論。這理論在一定程度上解釋了某些高分子的特性，得到許多化學(xué)家的支持。盡管也有化學(xué)家提出了不同看法，但均未引起注意。我們將支持格雷阿姆的高分子膠體理論的稱為膠體論者。他們拿膠體化學(xué)的理論來套高分子物質(zhì)，認(rèn)為纖維素是葡萄糖的締合體。所謂締合即小分子的物理集合。他們還因當(dāng)時(shí)無法測出高分子的未端基團(tuán)，而提出它們是環(huán)狀化合物。在當(dāng)時(shí)只有德國有機(jī)化學(xué)家施陶丁格等少數(shù)兒個(gè)人不同意膠體論者的上述看法。施陶丁格發(fā)表了“關(guān)于聚合反應(yīng)”的論文，他從研究甲醛和丙二烯的聚合反應(yīng)出發(fā)，認(rèn)為聚合不同于締合，它是分子靠正常的化學(xué)鍵結(jié)合起來。天然橡膠應(yīng)該具有線性直鏈的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式。這篇論文的發(fā)表;就象在一潭平靜的湖水中扔進(jìn)一塊石頭，引起了一場激烈的論戰(zhàn)。

一場激烈而又嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)爭論

1922年，施陶丁格進(jìn)而提出了高分子是由長鏈大分子構(gòu)成的觀點(diǎn)，動(dòng)搖了傳統(tǒng)的膠體理論的基礎(chǔ)。膠體論者堅(jiān)持認(rèn)為，天然橡膠是通過部分價(jià)鍵締合起來的，這種締合歸結(jié)于異戊二烯的不飽和狀態(tài)。他們自信地預(yù)言：橡膠加氫將會(huì)破壞這種締合，得到的產(chǎn)物將是一種低沸點(diǎn)的低分子烷烴，針列這一點(diǎn)，施陶丁格研究了天然橡膠的加氫過程，結(jié)果得到的是加氫橡膠而不是低分子烷烴，而且加氫橡膠在性質(zhì)上與天然橡膠幾乎沒有什么區(qū)別。結(jié)論增強(qiáng)了他關(guān)于天然橡膠是由長鏈大分子構(gòu)成的信念。隨后他又將研究成果推廣到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它們的結(jié)構(gòu)同樣是由共價(jià)鍵結(jié)合形成的長鏈大分子。

施陶丁格的觀點(diǎn)繼續(xù)遭到膠體論者的激烈反對(duì)，有的學(xué)者曾勸告說：“離開大分子這個(gè)概念吧!根本不可能有大分子那樣的東西”但是施陶丁格沒有退卻;他更認(rèn)真地開展有關(guān)課題的深入研究，堅(jiān)信自己的理論是正確的。為此他先后在1924年及1926年召開的德國博物學(xué)及醫(yī)學(xué)會(huì)議上， 1925年召開的德國化學(xué)會(huì)的會(huì)議上詳細(xì)地介紹了自己的大分子理論，與膠體論者展開了面對(duì)面的辯論。

辯論主要圍繞著兩個(gè)問題：一是施陶了格認(rèn)為測定高分子溶液的粘度可以換算出其分子量，分子量的多少就可以確定它是大分子還是小分子。膠體論者則認(rèn)為粘度和分子量沒有直接的聯(lián)系，當(dāng)時(shí)由于缺乏必要的實(shí)驗(yàn)證明，施陶丁格顯得較被動(dòng)，處于劣勢。施陶丁格沒有卻步，而是通過反復(fù)的研究，終于在粘度和分子量之間建立了定量關(guān)系式，這就是著名的施陶了格方程。辯論的另一個(gè)問題是高分子結(jié)構(gòu)中晶胞與其分子的關(guān)系。雙方都使用X射線衍射法來觀測纖維素，都發(fā)現(xiàn)單體(小分子)與晶胞大小很接近。對(duì)此雙方的看法截然不同。膠體論者認(rèn)為一個(gè)晶胞就是一個(gè)分子，晶胞通過晶格力相互締合，形成高分子。施陶丁格認(rèn)為晶胞大小與高分子本身大小無關(guān)，一個(gè)高分子可以穿過許多晶胞。對(duì)同一實(shí)驗(yàn)事實(shí)有不同解釋，可見正確的解釋與正確的實(shí)驗(yàn)同佯是重要的。

科學(xué)的裁判是實(shí)驗(yàn)事實(shí)。正當(dāng)雙方觀點(diǎn)爭執(zhí)不下時(shí)， 1926年瑞典化學(xué)家斯維德貝格等人設(shè)計(jì)出一種超離心機(jī)，用它測量出蛋白質(zhì)的分子量：證明高分子的分子量的確是從幾萬到幾百萬。這一事實(shí)成為大分子理論的直接證據(jù)。

事實(shí)上，參加這場論戰(zhàn)的科學(xué)家都是嚴(yán)肅認(rèn)真和熱烈友好的，他們?yōu)榱俗非罂茖W(xué)的真理，都投入了填密的實(shí)驗(yàn)研究，都尊重客觀的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。當(dāng)許多實(shí)驗(yàn)逐漸證明施陶丁格的理論更符合事實(shí)時(shí)，支持施陶了格的隊(duì)伍也隨之壯大，到1926年的化學(xué)會(huì)上除一人持保留態(tài)度外，大分子的概念已得到與會(huì)者的一致公認(rèn)。

在大分子理論被接受的過程中，最使人感動(dòng)的是原先大分子理論的兩位主要反對(duì)者，晶胞學(xué)說的權(quán)威馬克和邁那在1928年公開地承認(rèn)了自己的錯(cuò)誤，同時(shí)高度評(píng)價(jià)了施陶了格的出色工作和堅(jiān)韌不拔的精神，并且還具體地幫助施陶丁格完善和發(fā)展了大分子理論。這就是真正的科學(xué)精神。

1932年，施陶丁格總結(jié)了自己的大分子理論，出版了劃時(shí)代的巨著《高分子有機(jī)化臺(tái)物》成為高分子科學(xué)誕生的標(biāo)志。認(rèn)清了高分子的面目，合成高分子的研究就有了明確的方向，從此新的高分子被大量合成，高分子合成工業(yè)獲得了迅速的發(fā)展。為了表彰施陶丁格在建立高分子科學(xué)上的偉大貢獻(xiàn)， 1953年他被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

倡導(dǎo)分子主物學(xué)的建立

1881年3月23日，海爾曼·施陶丁格出生在德國的弗爾姆斯。他父親是新康德派的哲學(xué)家，所以他從小就受到各種新的哲學(xué)思想的熏陶，對(duì)新事物比較敏銳，在科學(xué)推理、思維中，能夠不受傳統(tǒng)觀念的束縛，善于從復(fù)雜的事物中，理出頭緒，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵之處。提出新的觀點(diǎn)。在中學(xué)時(shí)，他曾對(duì)植物學(xué)發(fā)生濃厚的興趣，所以中學(xué)畢業(yè)后，他考入哈勒大學(xué)學(xué)習(xí)植物學(xué)。這時(shí)有一位對(duì)科學(xué)發(fā)展頗有見地的朋友向他父母進(jìn)言，最好先讓施陶了格打下雄厚的化學(xué)基礎(chǔ)后，再讓他進(jìn)入植物學(xué)的領(lǐng)域。這一中肯的建議被采納了，借他父親轉(zhuǎn)到達(dá)姆一所大學(xué)任教的機(jī)會(huì)，施陶丁格也來到該城的工業(yè)大學(xué)改讀化學(xué)。從此施陶丁格與化學(xué)給下不解之緣。1903年，他完成了關(guān)于不飽和化合物丙二酸酯的畢業(yè)論文，從大學(xué)畢業(yè)。接著又來到施特拉斯堡，拜著名的有機(jī)化學(xué)家梯爾為師繼續(xù)深造。1907年，以他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的高活性烯酮為題完成了博士論文，獲得了博士學(xué)位。同年他被聘為卡爾斯魯厄工業(yè)大學(xué)的副教授。5年后他被楚利希聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)聘任為化學(xué)教授。在這里他執(zhí)教了14年，這期間的教學(xué)和研究使他熟悉了化學(xué)，特別是有機(jī)化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域和一些新的理論，為他順利開展科學(xué)研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。也在這期間，他投入了上述關(guān)于高分子組成、結(jié)構(gòu)的學(xué)術(shù)論戰(zhàn)。1926年，他為了有更充裕的時(shí)間，進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證他的大分子理論，他應(yīng)聘來到布萊斯高的符來堡專心從事科學(xué)研究。在符來堡他度過了他的后半生，許多重要的科研成果都是在這里完成的。

施陶丁格在高分子科學(xué)研究中取得成功之后，他開始按照早年的設(shè)想，將研究的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)入植物學(xué)領(lǐng)域。事實(shí)上，他選擇高分子課題時(shí)，就曾考慮到它與植物學(xué)的密切關(guān)系。在1926年他就預(yù)言大分子化合物在有生命的有機(jī)體中，特別是蛋白質(zhì)之類化合物中起重要的作用。他順理成章地將大分子的概念引人生物化學(xué)人和他的妻子、植物生理學(xué)家瑪格達(dá)·福特合作研究大分子與植物生理。

要證明大分子同樣存在于動(dòng)、植物等有生命的生物體內(nèi)，他們認(rèn)為最好能找到除了粘度法之外的其它方法，證明大分子的存在和存在的形式。經(jīng)過兩年多的努力，他們利用電子顯微鏡等現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)觀測手段，終于用事實(shí)證明了生物體內(nèi)存在著大分子�？上У氖沁@一項(xiàng)有重要意義的工作，圇希特勒法西斯的上臺(tái)和第二次世界大戰(zhàn)而被迫中斷，施陶丁格所在的研究所毀于戰(zhàn)火。第二次世界大戰(zhàn)一結(jié)束，施陶丁格立即總結(jié)了他前一段關(guān)于生物有機(jī)物中大分子的研究。1947年出版了著作《大分子化學(xué)及生物學(xué)》。在這一著作中，它嘗試地描繪了分子生物學(xué)的概貌，為分子生物學(xué)這一前沿學(xué)科的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。為了配合高分子科學(xué)的發(fā)展， 1947年起他主持編輯了《高分子化學(xué)》這一專業(yè)雜志。他晚年的興趣主要在分子生物學(xué)的研究，由于年事已高，成旱不多，但是培養(yǎng)了許多高

門捷列夫的成才之路

門捷列夫于1834年2月7日誕生在俄國西怕利亞的托波爾斯克市。他父親是位中學(xué)教師。在他出生后不久，父親雙眼固患白內(nèi)障而失明，一家的生活全仗著他母親經(jīng)營一個(gè)小玻璃廠而維持著。1847年雙目失明的父親又患肺給核而死去。意志堅(jiān)強(qiáng)而能干的母親并沒有出生活艱難而低頭，她決心一定要讓門捷列夫象他父親那樣接受高等教育。

門捷列夫自幼有出眾的記憶力和數(shù)學(xué)才能，讀小學(xué)時(shí)，對(duì)數(shù)學(xué)、物理、歷史課程感興趣，對(duì)語文、尤其是拉丁語很討厭，因而成績不好。他特別喜愛大自然，曾同他的中學(xué)老師一起作長途旅行，搜集了不少巖石、花卉和昆蟲標(biāo)本。他善于在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，中學(xué)的學(xué)習(xí)成績有了明顯的提高。

中學(xué)畢業(yè)后，他母親變賣了工廠，親自送門捷列夫，經(jīng)過2千公里以上艱辛的馬車旅行來到莫斯科。因他不是出身于豪門貴族，又來自邊遠(yuǎn)的西怕利亞，莫斯科、彼得堡的一些大學(xué)拒絕他入學(xué)。好不容易，門捷列夫考上了醫(yī)學(xué)外科學(xué)校。然而當(dāng)他第一次觀看到尸體時(shí)，就暈了過去。只好改變志愿，通過父親的同學(xué)的幫忙，進(jìn)入了亡父的母校——彼得堡高等師范學(xué)校物理數(shù)學(xué)系。母親看到門捷列夫終于實(shí)現(xiàn)了上大學(xué)的愿望，不久便帶著對(duì)他的祝福與世長辭了。舉目無親又無財(cái)產(chǎn)的門捷列夫把學(xué)校當(dāng)作了自己的家，為了不辜負(fù)母親的期望，他發(fā)奮地學(xué)習(xí)。1855年以優(yōu)異的成績從學(xué)校畢業(yè)。畢業(yè)后，他先后到過辛菲羅波爾、敖德薩擔(dān)任中學(xué)教師。在教師的崗位上他并沒有放松自己的學(xué)習(xí)和研究。1857年他又以突出的成績通過化學(xué)學(xué)位的答辯。他刻苦學(xué)習(xí)的態(tài)度、鉆研的毅力以及淵博的知識(shí)得到老師們的贊賞，彼得堡大學(xué)破格地任命他為化學(xué)講師，當(dāng)時(shí)他僅22歲。

在彼得堡大學(xué)，門捷列夫任教的頭兩門課程是理論化學(xué)和有機(jī)化學(xué)。當(dāng)時(shí)流行的教科書幾乎都是大量關(guān)于元素和物質(zhì)的零散資料的雜亂堆積。怎樣才能講好課?門捷列大下決心考察和整理這些資料。1859年他獲準(zhǔn)去德國海德堡本生實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深造。兩年中他集中精力研究了物理化學(xué)。他運(yùn)用物理學(xué)的方法來觀察化學(xué)過程，又根據(jù)物質(zhì)的某些物理性質(zhì)來研究它的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這就使他探索元素間內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)更寬闊和堅(jiān)實(shí)。因?yàn)樗�恰好在德國，所以有幸和俄國化學(xué)家一起參加了在德國卡爾斯魯厄舉行的第一屆國際化學(xué)家會(huì)議。會(huì)上各國化學(xué)家的發(fā)言給門捷列夫以啟迪，特別是康尼查羅的發(fā)言和小冊(cè)子。門捷列夫是這樣說：“我的周期律的決定性時(shí)刻在1860年，我參加卡爾斯魯厄代表大會(huì)。在會(huì)上我聆聽了意大利化學(xué)家康尼查羅的演講，正是他發(fā)現(xiàn)的原子量給我的工作以必要的參考材料，而正是當(dāng)時(shí)，一種元素的性質(zhì)隨原子量遞增而呈現(xiàn)周期性變化的基本思想沖擊了我。”從此他有了明確的科研目標(biāo)，并為此付出了艱巨的勞動(dòng)。

從1862年起，他對(duì)283種物質(zhì)逐個(gè)進(jìn)行分析測定，這使他對(duì)許多物質(zhì)和元素的性質(zhì)有了更直觀的認(rèn)識(shí)。他重新測定一些元素的原子量。因而對(duì)元素的這一基本特征有了深刻的了解。他對(duì)前人關(guān)于元素間規(guī)律性的探索工作進(jìn)行了細(xì)致的分析。他先后研究了根據(jù)元素對(duì)氧和氫的關(guān)系所作的分類;研究了根據(jù)元素電化序所作的分類，研究了根據(jù)原子價(jià)所進(jìn)行的分類：特別研究了根據(jù)元素的綜合性質(zhì)所進(jìn)行的元素分類。有比較才有鑒別，有分析才能做好綜合。這樣，門捷列夫批判地繼承了前人的研究成果。在他分析根據(jù)元素綜合性質(zhì)而進(jìn)行的元素分類時(shí)，他堅(jiān)信元素原子量是元素的基本特征，同時(shí)發(fā)現(xiàn)性質(zhì)相似的元素，它們的原子量并不相近。相反一些性質(zhì)不同的元素，它們的原子量反而相差較小。他緊緊抓住原子量與元素性質(zhì)之間的關(guān)系作為突破口，反復(fù)測試和不斷思索。他在每張卡片上寫出一種元素的名稱原子量、化合物的化學(xué)式和主要的性質(zhì)。就象玩一副別具一格的元素紙牌一樣，他反復(fù)排列這些卡片，終于發(fā)現(xiàn)每一行元素的性質(zhì)都在按原子量的增大，從小到大地逐漸變化，也就是發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)隨原子量的增加而呈周期往的變化。第一張?jiān)�素周期表就這樣產(chǎn)生了。

隨著周期律廣泛被承認(rèn)，門捷列夫成為聞名于世的卓越化學(xué)家。各國的科學(xué)院、學(xué)會(huì)、大學(xué)紛紛授予他榮譽(yù)稱號(hào)、名譽(yù)學(xué)位以及金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)�。具有諷刺意義的是： 1382年英國皇家學(xué)會(huì)就授予門捷列夫以戴維金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?889年英國化學(xué)會(huì)授予他最高榮——法拉第獎(jiǎng)?wù)隆Ｏ喾吹卦诜饨ㄍ醭�的俄國，科學(xué)院在推選院士時(shí)，竟以門捷列夫性格高做而有棱角為借口，把他排斥在外。后來回門捷列夫不斷地被選為外國的名譽(yù)會(huì)員，彼得堡科學(xué)院才被迫推選他為院士，由于氣惱，門捷列夫拒絕加入科學(xué)院。從而出現(xiàn)俄國最偉大的化學(xué)家反倒不是俄國科學(xué)院成員的怪事。

門捷列夫除了發(fā)現(xiàn)元素周期律外，還研究過氣體定律、氣象學(xué)、石油工業(yè)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、無煙火藥、度量衡，由于他的辛勤勞動(dòng)，在這些領(lǐng)域都不同程度地做出了成績。1907年2月2日，這位享有世界盛譽(yù)的俄國化學(xué)家因心肌梗塞與世長辭，享年73歲。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chuzhong/866193.html

相關(guān)閱讀：硒與人體健康