化学史第一章

1、化学史第一章第一页，共48页。 英国科学促进会（BAAS）主席在1851年的一次演讲中呼吁：“我们要教给年轻人的，与其说是科学结论不如是科学方法，更不如说是科学史。” 序言第二页，共48页。以史为鉴 可知兴替英英 弗兰西斯弗兰西斯培根培根 知识就是力量知识就是力量 读史使人明智读史使人明智Francis Bacon 15611626第三页，共48页。 一门科学的历史，就是这门科学本身。 歌德 Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832)第四页，共48页。科学既是系统的知识体系，又是探究活动。科学既是系统的知识体系，又是探究活动。 科学是对自然、对宇宙、对生命的探

2、索。 发现支配自然与生命现象的基本定律。第五页，共48页。费恩曼Richard P. Feynman (1918-1988) 科学的另一个方面是科学的内容，即已经发现的理论和定律。这是科学家从事科学研究后的收获，也使他们所得到的最高奖赏。做这类工作不是为了应用，而是为了导致令人振奋的发现。这一令人激动的部分也正是科学家从事科学研究工作的真正原因。第六页，共48页。古往今来人们开始哲理探索，都应起于对自然万物的惊异；他们探索哲理只是为想脱出愚蠢，显然，他们为求知而从事学术，并无任何实用目的。 亚里士多德第七页，共48页。科学的特性科学是引人入胜的科学是引人入胜的 科学是怀疑和批判的科学是怀疑和批

3、判的 科学是最富人性的科学是最富人性的 真正的科学家不仅增长人类的自然知识，真正的科学家不仅增长人类的自然知识，而且传播一种在思想上独立思考、有条理的怀而且传播一种在思想上独立思考、有条理的怀疑的科学精神，传播一种在人类生活中相当宝疑的科学精神，传播一种在人类生活中相当宝贵的协作、友爱和宽容精神，是最富有人性的。贵的协作、友爱和宽容精神，是最富有人性的。第八页，共48页。袁翰青袁翰青 有机化学和化学史家。江苏南通人。1929年毕业于清华大学化学系。1932年获美国伊利诺大学博士学位。中国科学技术情报研究所研究员。1932年从事联苯化合物立体化学的研究，最早发现联苯化合物的变旋作用。后从事化学史

4、的研究、教学、科学普及和科技情报工作。 1956年参与创建中国科学技术情报研究所，任第一任所长。著有中国化学史论文集、溶液、化学重要史实等；翻译英国李约瑟的中国科学技术史第一卷等。 1955年选聘为中国科学院院士（学部委员）。 第九页，共48页。化学的发展，主要经历以下几个时期化学的发展，主要经历以下几个时期：（一）（一）化学的萌芽时期：远古到公元前1500年 （二）炼丹和医药化学时期：公元前1500年到1650年（三）燃素化学时期：1650年到1775年，近代化学的孕育时期（四）定量化学时期：1775年到1900年，近代化学发展的时期 1775年，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开

5、创了定量化学时期。 19世纪初，（英国）道尔顿提出近代原子学说，（意大利）阿伏加德罗提出分子概念。 (俄国) 门捷列夫发现元素周期律，(德国) 李比希和维勒发展了有机结构理论（五）科学相互渗透时期: 20世纪初开始，现代化学时期 物理测试手段 量子理论 生物化学 第十页，共48页。第一章早期实用化学及朴素自然观第十一页，共48页。火的使用火的使用“火的使用不仅仅是人和所有动物的一目了然的区别。火是人类发现的第一个如何去使用的能源，这种能源不是通过人体内的食物和空气所能转化的，在更新纪早期，人们不用火就制造了精美的工具和哺育后代，在更新纪中期，他们会用火在洞口取暖，在更新纪晚期，火使他们成了高效

6、率的动物，在该纪的最后八千年里，他们发现了火的更多用途，并且烧掉了前所未有的大量燃料，火已成了他们迅速掌握大自然、征服大自然、部分地毁坏土地及解决他们生存问题的关键。”第十二页，共48页。一、早期实用化学一、早期实用化学u陶瓷 多种矿物和各种砂土化学物质 矿物在高温中的变化化学变化 实现物质化学变化的重要手段 高温技术u金属冶炼： 人类最早认识的金属：铜 锡 铅 金 银 汞u酿酒及染色 第十三页，共48页。l中国瓷器中国瓷器 瓷器也是中国古代重大发明之一，早在新石器时代瓷器也是中国古代重大发明之一，早在新石器时代即有了陶器，至商代中期开始有较成熟的瓷器，解放后即有了陶器，至商代中期开始有较成熟

7、的瓷器，解放后在屯溪等地发现了大量的商周时期的青釉器在屯溪等地发现了大量的商周时期的青釉器“（原始（原始瓷）瓷）”，唐代景德镇制瓷技术即达很高水平，唐代景德镇制瓷技术即达很高水平，景德镇瓷景德镇瓷器器洁白而半透明，在长安有洁白而半透明，在长安有“假玉器假玉器”之称。而浙之称。而浙江绍兴江绍兴越窑越窑的青瓷也很有名，诗人陆龟蒙赞之的青瓷也很有名，诗人陆龟蒙赞之“九九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来。秋风露越窑开，夺得千峰翠色来。”周代周代（951960951960）有名的）有名的柴窑柴窑产品有产品有“青如天，明如镜，青如天，明如镜，声如磬声如磬”之赞语。唐代由丝绸之路传至阿拉伯、之赞语。唐代由丝绸之

8、路传至阿拉伯、波斯等，波斯等，1111世纪制瓷技术也随之传入阿拉伯等地。世纪制瓷技术也随之传入阿拉伯等地。第十四页，共48页。第十五页，共48页。小口尖底陶瓶小口尖底陶瓶新石器时代距今约新石器时代距今约60006000年年 仰韶文化汲水工具仰韶文化汲水工具19581958年陕西省宝鸡市北首岭出土年陕西省宝鸡市北首岭出土高高46.246.2厘米厘米在其腹部两侧的环耳处系绳，汲在其腹部两侧的环耳处系绳，汲水时手提绳子将瓶置于水中，因水时手提绳子将瓶置于水中，因瓶腹是空的，重心在瓶的中上部，瓶腹是空的，重心在瓶的中上部，瓶就倒置于水中；注满水后，重瓶就倒置于水中；注满水后，重心移到瓶的中下部，瓶口就

9、朝上心移到瓶的中下部，瓶口就朝上直立起来。直立起来。第十六页，共48页。陶猪陶猪 新石器时代晚期河姆渡文化1973年浙江省余姚市河姆渡出土长6.7厘米从事稻作生产的河姆渡氏族，其家畜饲养业也有一定规模，饲养的家畜主要是猪、狗和水牛，猪的数量最多，破碎的猪骨和牙齿在遗址中到处可见。河姆渡遗址还出土一件陶盆，其上刻有一束捆扎整齐的稻穗和猪纹，反映了养猪与农业的密切关系。第十七页，共48页。四系青瓷尊四系青瓷尊西周时期西周盛酒器河南省洛阳市出土高18.2厘米这是以瓷土作胎，经高温烧成的原始瓷器。它的胎质呈灰白色，无吸水性，青灰色釉，敲击时能发出铿锵的声音，是中国古代瓷器的早期形态。第十八页，共48页

10、。白瓷双腹龙柄传瓶隋朝时期盛水器1957年陕西省西安市李静训墓出土高18.6厘米、口径4.5厘米、腹径6.3厘米此器两瓶身相联，联接处上伸一杯式口，颈部有凹弦纹三周。釉施及于腹部弦纹以下，有冰裂纹细开片，近底部分及底部露胎。高岭土（瓷土）含铁量较高，经过1300高温只能烧成青瓷器，经过控制而降低瓷土中的含铁量，克服铁的呈色干扰，即能烧制成白瓷。中国在北齐时已开始烧制白瓷，但当时烧成的白瓷普遍泛青，说明含铁量偏高，烧制温度偏低，烧制工艺还不够成熟。这件隋代白瓷器，胎、釉已完全不见白中泛青现象。第十九页，共48页。秘色瓷碗秘色瓷碗唐朝时期唐朝时期食器食器19871987年陕西省扶风县法门寺塔地宫出

11、土年陕西省扶风县法门寺塔地宫出土高高7.17.1厘米、口径厘米、口径2525厘米厘米法门寺相传始建于东汉，唐时建有护国真身宝塔及地宫，供养佛指舍利。地法门寺相传始建于东汉，唐时建有护国真身宝塔及地宫，供养佛指舍利。地宫中的许多文物是唐皇室供奉的，其中的秘色瓷是作为贡瓷的越窑精品，属宫中的许多文物是唐皇室供奉的，其中的秘色瓷是作为贡瓷的越窑精品，属宫廷专用。因其釉色、形制少为人知，故以宫廷专用。因其釉色、形制少为人知，故以“秘色秘色”相称。器物以青绿釉为相称。器物以青绿釉为主，釉内夹杂玛瑙细末，釉面润泽晶莹，釉层有透明感。这次出土的瓷器共主，釉内夹杂玛瑙细末，釉面润泽晶莹，釉层有透明感。这次出土

12、的瓷器共1919件，器形有瓶、碗、盘、碟等，大部分在同出土的文物帐上被明确记为件，器形有瓶、碗、盘、碟等，大部分在同出土的文物帐上被明确记为“秘色瓷秘色瓷”。因地宫封闭于唐咸通十五年。因地宫封闭于唐咸通十五年( (公元公元874874年年) )，可知秘色瓷最晚在咸，可知秘色瓷最晚在咸通年间已经烧制了。通年间已经烧制了。第二十页，共48页。钧窑玫瑰紫海棠式花盆钧窑玫瑰紫海棠式花盆辽宋西夏金时期辽宋西夏金时期陈设品陈设品高高14.514.5厘米、口径厘米、口径19.519.524.524.5厘米厘米钧窑遗址在今河南省禹县境内，现已发现窑址钧窑遗址在今河南省禹县境内，现已发现窑址100100多处，其

13、多处，其中钧台八卦洞窑是北宋末年建立的官窑，专门烧制宫廷陈设中钧台八卦洞窑是北宋末年建立的官窑，专门烧制宫廷陈设的花盆、洗、尊等瓷器。钧窑瓷器属北方青瓷系统，釉色以的花盆、洗、尊等瓷器。钧窑瓷器属北方青瓷系统，釉色以青蓝为基调，因釉料中含氧化铜，烧成的瓷器可于青蓝中呈青蓝为基调，因釉料中含氧化铜，烧成的瓷器可于青蓝中呈现紫红色，人们称其为现紫红色，人们称其为“窑变窑变”。钧窑的另一特点是烧制的。钧窑的另一特点是烧制的瓷器釉面往往有瓷器釉面往往有“蚯蚓走泥蚯蚓走泥”纹，这是因为在烧制过程中釉纹，这是因为在烧制过程中釉层发生干裂，低粘度釉在高温作用下流入裂口，形成这种特层发生干裂，低粘度釉在高温作

14、用下流入裂口，形成这种特有的纹路。这件传世的宋代钧窑花盆，造型端庄，色彩斑斓，有的纹路。这件传世的宋代钧窑花盆，造型端庄，色彩斑斓，晶莹的天蓝釉色中映现出宛如玫瑰般的紫红晶莹的天蓝釉色中映现出宛如玫瑰般的紫红。第二十一页，共48页。甜白釉暗花三系罐明朝时期盛器高9.4厘米、口径10.3厘米、底径14.3厘米这是永乐年间（公元14031424年）的白瓷产品。“甜白釉”实是“白釉”，在“白釉”的生产过程中把铁的含量减少到最低程度，又在脱胎、半脱胎的洁白胎体上施纯净的透明釉，经高温烧制就能使“白釉”更加诱人，被称之为“甜白釉”。明代的“甜白釉”受到后代的极高评价，被称为“甜白”、“堆蜡美玉”、“纯净

15、无杂”、“透亮明快”等等。第二十二页，共48页。素三彩菊花耳瓶素三彩菊花耳瓶明朝时期明朝时期陈设品陈设品高高36.336.3厘米、口径厘米、口径10.510.5厘米、足径厘米、足径11.511.5厘米厘米素三彩是明代新出现的瓷釉新品种，它以素三彩是明代新出现的瓷釉新品种，它以黄、绿、紫三种釉色为主，不用红色，在黄、绿、紫三种釉色为主，不用红色，在白瓷胎体上直接加彩或刻绘，然后罩一层白瓷胎体上直接加彩或刻绘，然后罩一层“雪白雪白”，再次入炉经低温烧制而成。其中，再次入炉经低温烧制而成。其中以三色中某一色为地，则被称为某色地三以三色中某一色为地，则被称为某色地三彩，如黄地三彩、绿地三彩、紫地三彩。

16、彩，如黄地三彩、绿地三彩、紫地三彩。素三彩成器后明净优雅。素三彩成器后明净优雅。第二十三页，共48页。冶金冶金第二十四页，共48页。铜刀新石器时代距今约5000年马家窑文化甘肃省东乡县林家出土长l2.5厘米这是迄今为止中国发现的时代最早的一件青铜器,为单范铸成。青铜器是指用铜和锡等合金铸成的器物。金属器的出现,在人类历史上具有划时代的意义。到龙山文化和齐家文化时期,铜器的制造已较普遍,整个黄河流域从西到东都有铜器出土,其中有红铜、黄铜和青铜。铜器的种类有锥、刀、斧、凿、钻、铃和镜等,制法有锻造和铸造两种。新石器时代铜器的发明为商周时期青铜文化的繁荣与发展准备好了条件,这预示着中国古代文明社会的

17、即将到来。第二十五页，共48页。铜柄铁剑铜柄铁剑春秋时期春秋兵器春秋时期春秋兵器19571957年甘肃省灵台年甘肃省灵台县景家庄出土。此剑柄镡相连县景家庄出土。此剑柄镡相连, ,皆用青铜皆用青铜铸成铸成, ,两面有对称纹饰两面有对称纹饰, ,柄中部有长形镂柄中部有长形镂孔孔4 4个个, ,柄长柄长8585厘米厘米, ,镡长镡长4 4厘米厘米, ,厚厚0.40.4厘厘米。剑叶铁质米。剑叶铁质, ,残长残长9 9厘米厘米, ,宽宽3 3厘米厘米, ,厚厚0.30.3厘米厘米, ,焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀蚀, ,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹从铁锈上可以清楚看出用丝织

18、物包裹的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一的人工冶铁制品之一, ,证明至迟在春秋早证明至迟在春秋早期期, ,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术第二十六页，共48页。铜钺铜钺商朝时期商朝时期兵器兵器19651965年山东省益都市苏埠屯出土年山东省益都市苏埠屯出土长长31.731.7厘米、宽厘米、宽35.835.8厘米、重厘米、重4.94.9千克千克这件铜钺形体巨大，两面均透雕着这件铜钺形体巨大，两面均透雕着张口怒目的人面形，眉、目、耳、张口怒目的人面形，眉、目、耳、鼻、口均突起。微呈弧形刃，双穿，两侧有扉。两耳下各铸

19、鼻、口均突起。微呈弧形刃，双穿，两侧有扉。两耳下各铸铭文铭文“亚醜亚醜”，右为正写，左为反书。墓中还出土有铜鼎、，右为正写，左为反书。墓中还出土有铜鼎、斝、爵、矛、戈、镞、斧、锛等，其中在一件铜爵和铜锛残斝、爵、矛、戈、镞、斧、锛等，其中在一件铜爵和铜锛残片上，都有片上，都有“亚醜亚醜”铭文。过去苏埠屯出土的器物上也有铭文。过去苏埠屯出土的器物上也有“亚醜亚醜”铭文。由于苏埠屯村屡次出土铭文。由于苏埠屯村屡次出土“亚醜亚醜”青铜器，有青铜器，有人推测这里可能是人推测这里可能是“亚醜亚醜”族的墓地。据文献记载，商末周族的墓地。据文献记载，商末周初这一带为薄姑氏所居，因此铜钺等青铜器或即薄姑氏的遗

20、初这一带为薄姑氏所居，因此铜钺等青铜器或即薄姑氏的遗存。存。第二十七页，共48页。司母戊鼎司母戊鼎商朝时期商后期（约公元前14前11世纪）炊食器1939年河南省安阳市武官村出土高133厘米、口长110厘米、口宽79厘米、重832.84千克此鼎器形庞大浑厚，是中国目前已发现的最重的青铜器，其腹部铸有“司（后)母戊”3字；是商王祖庚或祖甲为祭祀其母所铸。司母戊鼎的鼎身和鼎足为整体铸成，鼎耳是在鼎身铸好后再装范浇铸的。铸造这样高大的铜器，所需金属料当在1000千克以上，且必须有较大的熔炉。经测定，司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9，与古文献记载制鼎的铜锡比例基本相符。司母戊鼎充分显示出

21、商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。第二十八页，共48页。二、古代物质观中国古代物质观 五行说 阴阳说 物质是否无限可分？希腊古代物质观 亚里斯多德 重性质 轻物质 亚里斯多德的四元素说第二十九页，共48页。五行：金、木、水、火、土五行：金、木、水、火、土“水曰润下，火曰炎上，木曰曲直（木能作弯曲的东西），金曰从革（顺从变革，可任意熔铸），土爰稼穑。” 第三十页，共48页。润下作咸（海水作咸），润下作咸（海水作咸），炎上作苦（烧焦味苦），炎上作苦（烧焦味苦），曲直作酸（草木、果实酸味），曲直作酸（草木、果实酸味），从革作辛（食物的辛辣味象刀锥刺痛），从革作辛（食物的辛辣味象刀锥刺痛），稼穑作甘

22、（谷类在口中咀嚼变甜）。稼穑作甘（谷类在口中咀嚼变甜）。第三十一页，共48页。 五五行行相相克克相相生生图图第三十二页，共48页。墨家则进一步指出：“五行毋常胜，说在宜（多）”； “火铄金，火多也。金靡炭，金多也”。就是说，用炭火熔金，火大则金熔，若金多，则炭虽耗尽而不能熔金。这个浅显的例子表明五行相遇，相胜不是绝对的，而是相对的 第三十三页，共48页。法家韩非提出：“凡物之有形者，易裁也，易割也。何以论之？有形则有短长，有短长则有大小” 名家公孙龙则认为：“一尺之捶，日取其半，万世不竭” 名家惠施：“至小无内，谓之小一。” 墨家：“端，体之无序而最前者也”。“端，是无间也。” 第三十四页，共

23、48页。古希腊早期的学说古希腊早期的学说 泰勒斯泰勒斯Thales c. 624547 BC水是一种元素水是一种元素阿纳克希米尼阿纳克希米尼Anaximenes c.500428BC 气是一种元素气是一种元素赫拉克利特赫拉克利特Heraclitus 533475BC火是一种元素火是一种元素 第三十五页，共48页。四元素说四元素说 恩培多克勒恩培多克勒 Empedocles， 495 435BC火、气、水、土火、气、水、土 水：球体，彼此间容易滑过去水：球体，彼此间容易滑过去 土：立方体，稳定土：立方体，稳定 火：锯齿状、尖锐，灼人火：锯齿状、尖锐，灼人第三十六页，共48页。亚里士多德亚里士多德

24、：百科全书亚里士多德：百科全书l亚里士多德（前亚里士多德（前384前前322），希腊北部），希腊北部的斯塔吉拉人，自幼父母双亡，的斯塔吉拉人，自幼父母双亡，17来到雅典来到雅典成为柏拉图的学生。成为柏拉图的学生。“吾爱吾师，吾尤爱真理吾爱吾师，吾尤爱真理”l前前343年，成为马其顿王太子亚历山大的私人教年，成为马其顿王太子亚历山大的私人教师师l前前335年，在雅典建立吕克昂年，在雅典建立吕克昂(Lyceum)学院，学院，又称逍遥学派又称逍遥学派(peripatetic)第三十七页，共48页。亚里士多德亚里士多德: 揭开了古代自然科学独立的序幕揭开了古代自然科学独立的序幕 形而上学形而上学 逻辑

25、学逻辑学范畴篇范畴篇分析篇分析篇物理学物理学论天论天天象学天象学论生灭论生灭论宇宙论宇宙 生物学生物学动物志动物志论动物的历史论动物的历史论灵论灵魂魂尼各马可伦理学尼各马可伦理学大伦理学大伦理学欧德谟欧德谟斯伦理学斯伦理学政治学政治学诗学诗学修辞学修辞学第三十八页，共48页。亚里士多德的物理学与生物学亚里士多德的物理学与生物学四元素理论四元素理论四因说：质料因、形式因、动力因、目的因四因说：质料因、形式因、动力因、目的因天然运动学说，强烈的目的论色彩天然运动学说，强烈的目的论色彩天球运动与地面运动的二分天球运动与地面运动的二分博物学：对动物的分类，有红血的和无红血博物学：对动物的分类，有红血的和无红血的，直到拉马克改称的，直到拉马克改称“脊椎动物脊椎动物”与与“无脊无脊椎动物椎动物”。胚胎发育的研究；遗传现象研究。胚胎发育的研究；遗传现象研究第三十九页，共48