【正文】 奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本世紀(jì)20—30年代，人們運(yùn)用X射線衍射法分析測(cè)定了數(shù)以百計(jì)的無(wú)機(jī)鹽、金屬配合物和一系列硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)。 1912年，德國(guó)物理學(xué)家勞埃( Laue，1879—1960)發(fā)現(xiàn)X射線通過(guò)硫酸銅、硫化鋅、銅、氯化鈉、鐵和螢石等晶體時(shí)可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。據(jù)此，他們提出了著名的元素蛻變假說(shuō)，認(rèn)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?？梢娺@一成果意義的重大。居里(，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。ouml。1897年，(，1856—1940)對(duì)陰極射線作了定性和定量的研究，測(cè)定了陰極射線中粒子的荷質(zhì)比。早在1836年，法拉第就曾研究過(guò)低壓氣體中的放電現(xiàn)象。這些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和裝置把化學(xué)科學(xué)研究帶入了一個(gè)又一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，為近代化學(xué)科學(xué)的發(fā)展奠定了先決的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2．建立和發(fā)展了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法論 波義耳和拉瓦錫有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想和主張，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法論的建立起到了重要的奠基作用。 五 近代化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn) 隨著歐洲資本主義生產(chǎn)方式的建立和發(fā)展，近代化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一種相對(duì)獨(dú)立的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，從生產(chǎn)實(shí)踐中分化出來(lái)，歷經(jīng)兩百多年，取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。1855年，本生為克服當(dāng)時(shí)的煤氣燈的缺點(diǎn)，發(fā)明了著名的“本生燈”。在這一時(shí)期，蓋呂薩克發(fā)明的銀量法，大大提高了滴定分析法的信譽(yù)；滴定分析法的種類更加繁多，除酸堿中和滴定法外，人們還發(fā)明和發(fā)展了沉淀滴定法、氧化還原滴定法、絡(luò)合滴定法等一些具體的滴定方法。 3．滴定分析法 滴定分析法是在18世紀(jì)中葉從法國(guó)誕生和發(fā)展起來(lái)的。貝采里烏斯是當(dāng)時(shí)最享盛譽(yù)的分析化學(xué)家，他曾測(cè)定了2000多種化合物的化合量，使用了很多新的測(cè)定方法、試劑和儀器設(shè)備，使定量分析的精確度達(dá)到了空前的高度，對(duì)定量分析法的完善和發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。這本書內(nèi)容清晰，頗受歡迎，再版16次，被譯成中文、英文出版。 1．系統(tǒng)定性分析法 系統(tǒng)定性分析法是為了檢驗(yàn)礦物質(zhì)中的微量甚至痕量元素，克服傳統(tǒng)的濕法定性檢驗(yàn)法和吹管檢驗(yàn)法的局限性而被創(chuàng)立的。他的工作，使電化學(xué)的研究從定性走向了定量，對(duì)電化學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。應(yīng)用這種實(shí)驗(yàn)手段來(lái)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，推動(dòng)了電化學(xué)的誕生和發(fā)展?；瘜W(xué)大師瑞典的貝采里烏斯(，1779—1848)在這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，提出了“同分異構(gòu)”的概念，認(rèn)為之所以性質(zhì)不同，是由于它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同。1845年，德國(guó)化學(xué)家柯爾柏(，1818—1884)用木炭、硫黃、氯水等無(wú)機(jī)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(jī)酸，進(jìn)而還合成了油脂類和糖類物質(zhì)；到了19世紀(jì)后期，有機(jī)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。然而，當(dāng)他濾去氯化銀(AgCl)沉淀，并對(duì)溶液進(jìn)行蒸發(fā)時(shí)，并沒(méi)有得到所期望的氰酸銨，而得到了一種白色結(jié)晶狀的物質(zhì)。為了對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)定律進(jìn)行理論解釋，意大利化學(xué)家阿佛加德羅(，1776—1856)引入了“分子”的概念，提出了著名的分子假說(shuō)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)定律成為他確立化學(xué)原子論的重要基石。 三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)理論建立和發(fā)展的基礎(chǔ) 道爾頓(，1766—1844)原子論就是在化學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。對(duì)物質(zhì)及其變化，不僅要用定性分析方法，而且還必須運(yùn)用定量分析方法，只有二者的有機(jī)結(jié)合，才能正確認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化在質(zhì)和量?jī)蓚€(gè)方面的性質(zhì)和規(guī)律；化學(xué)實(shí)驗(yàn)是建立化學(xué)理論的基礎(chǔ)和檢驗(yàn)化學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)。他與波義耳不同之處在于，在打開燒瓶之前對(duì)整個(gè)密閉體系進(jìn)行了稱量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整個(gè)體系在加熱前后重量沒(méi)有變化。然而，拉瓦錫仔細(xì)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(méi)有變化，而且密封在瓶中的水的重量也沒(méi)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(dāng)。 “水變成土”是赫爾蒙特根據(jù)他著名的“柳樹實(shí)驗(yàn)”提出來(lái)的，后來(lái)又得到波義耳和牛頓(，1642—1727)的贊同。 二 定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明的第一位化學(xué)家”②，他把近代化學(xué)實(shí)驗(yàn)推進(jìn)到定量研究的水平。 不僅如此，波義耳還是一位技術(shù)精湛的出色的化學(xué)實(shí)驗(yàn)家。他認(rèn)為，只有運(yùn)用嚴(yán)密的和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法才能夠把化學(xué)確立為科學(xué)。在這一時(shí)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(jìn)行，以及天文學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的重大突破，化學(xué)實(shí)驗(yàn)終于沖破了煉丹術(shù)的桎梏，走上了科學(xué)的康莊大道。 盡管如此，還應(yīng)該肯定從事早期化學(xué)實(shí)驗(yàn)的工匠和煉丹術(shù)士們是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的先驅(qū)和開拓者。德國(guó)著名化驗(yàn)師埃爾克(，約1530—1594)在其編著的《主要礦石加工和采掘方法說(shuō)明》(1574年出版)一書中較為系統(tǒng)地論述了當(dāng)時(shí)對(duì)銀、金、銅、銻、汞以及鉍和鉛的合金的檢驗(yàn)技術(shù)；制取和精煉這些金屬的技藝；以及制取酸、鹽和其他化合物的技術(shù)。他所做的“柳樹實(shí)驗(yàn)”和“沙子實(shí)驗(yàn)”，是早期化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展史上著名的兩個(gè)定量實(shí)驗(yàn)①。這部著作的問(wèn)世，使化學(xué)終于有了真正的教科書。 安德雷 在醫(yī)藥化學(xué)時(shí)期，最具代表性的人物是瑞士的醫(yī)生、醫(yī)藥化學(xué)家帕拉塞斯(，14931541)。這些著作對(duì)蒸餾方法作了較詳細(xì)的敘述。蒸餾方法的廣泛使用，促進(jìn)了酒精、硝酸、硫酸和鹽酸等溶劑和試劑的發(fā)現(xiàn)，從而擴(kuò)大了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的范圍，為后來(lái)許多物質(zhì)的制取創(chuàng)造了條件。 除焙燒之外，煉丹術(shù)士還經(jīng)常使用一些液體“試藥”來(lái)對(duì)各種金屬進(jìn)行加工。煉丹的主要目的一是希望得到能使人長(zhǎng)生不死的“仙藥”；二是想把一些廉價(jià)的金屬借助于“仙藥”的點(diǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)橘F重的黃金和白銀。 制陶、冶金和釀酒等化學(xué)工藝，已孕育了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的萌芽?；鹗侨祟愖钤缡褂玫幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)手段。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”。 167。1888年法國(guó)化學(xué)家勒沙特列提出了化學(xué)平衡移動(dòng)原理 167。1828年；德國(guó)化學(xué)家維勒第一次證明有機(jī)物可用普通的無(wú)機(jī)物制得。1808年英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出了近代原子學(xué)說(shuō)。雷利等陸續(xù)從空氣中發(fā)現(xiàn)了惰性氣體。 古代和近代化學(xué)史大事記 167。這一時(shí)期建立了不少化學(xué)基本定律，提出了原子學(xué)說(shuō)，發(fā)現(xiàn)了元素周期律，發(fā)展了有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。 燃素化學(xué)時(shí)期。在歐洲文藝復(fù)興時(shí)期，出版了一些有關(guān)化學(xué)的書耕，第一次有了“化學(xué)”這個(gè)名詞。這一時(shí)期積累了許多物質(zhì)間的化學(xué)變化，為化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展準(zhǔn)備了豐富的素材。這是化學(xué)的萌芽時(shí)期。正是這些應(yīng)用，極大地促進(jìn)了當(dāng)時(shí)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，成為人類進(jìn)步的標(biāo)志。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(xué)技術(shù)的應(yīng)用。這時(shí)人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝主要是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的直接啟發(fā)下經(jīng)過(guò)多少萬(wàn)年摸索而來(lái)的，化學(xué)知識(shí)還沒(méi)有形成。記載、總結(jié)煉丹術(shù)的書藉，在中國(guó)、阿拉伯、埃及、希臘都有不少?；瘜W(xué)方法轉(zhuǎn)而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當(dāng)發(fā)揮。這些可以說(shuō)是化學(xué)脫胎于煉金術(shù)和制藥業(yè)的文化遺跡了。1775年前后，拉瓦錫用定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)闡述了燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，開創(chuàng)了定量化學(xué)時(shí)期。二十世紀(jì)初，量子論的發(fā)展使化學(xué)和物理學(xué)有了共同的語(yǔ)言，解決了化學(xué)上許多懸而未決的問(wèn)題；另一方面，化學(xué)又向生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等學(xué)科滲透，使蛋白質(zhì)、酶的結(jié)構(gòu)問(wèn)題得到了逐步的解決。十八世紀(jì)七十年代，瑞典化學(xué)家舍勒和英國(guó)化學(xué)家普利斯里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣；法國(guó)學(xué)家錫最早用天平和為研究化學(xué)的工具，并推翻了燃素學(xué)說(shuō)；英國(guó)化學(xué)家卡文迪許。 167。 167。 167。十九世紀(jì)荷蘭物理學(xué)家范德華首先研究了分子間作用力。二十世紀(jì)奧地利和德國(guó)物理學(xué)家泡利。 一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的萌芽 人類最初對(duì)火的利用距今大概已有100多萬(wàn)年了。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。 二 原始化學(xué)實(shí)驗(yàn) 古代的煉丹術(shù)，是早期化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要和典型的代表。例如在空氣中焙燒方鉛礦(即硫化鉛)等賤金屬礦石，把鉛放在灰皿或骨灰造的盤子中加熱，鉛燒掉之后，可以得到一點(diǎn)銀；把黃鐵礦(從外表看有點(diǎn)象黃金)與鉛共熔，鉛用灰皿燒掉之后，可以獲得微量的黃金。在制造液體試藥的過(guò)程中，煉丹術(shù)士發(fā)明了蒸餾器、燒杯、冷凝器和過(guò)濾器等化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，以及溶解、過(guò)濾、結(jié)晶、升華，特別是蒸餾等化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法。布倫契威格(HieronymusBrunschwygk，1450—1513年)1500年出版的《蒸餾術(shù)簡(jiǎn)明手段》及其增訂版《蒸餾術(shù)大全》(1512年出版)等?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)則開始在醫(yī)學(xué)和冶金等一些實(shí)用工藝中發(fā)揮作用，并不斷得到發(fā)展。因此，有人認(rèn)為帕拉塞斯“從根本上改變了醫(yī)療和化學(xué)的發(fā)展道路”①。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(lái)被稱為“李巴烏發(fā)煙液”)的方法；描述了含