化学史第五章

1、化学史第五章第1页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一第2页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一第3页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一化学计量定律的发现道尔顿的原子论阿伏加德罗假说贝采里乌斯十九世纪初的其他研究与发现第4页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一化学亲和力的测量1656年格劳伯 硫酸能取代硝酸； 硝酸溶解金属顺序：银、汞、铜、铁、铅。1720年施塔尔 银在银盐溶液中为铜所取代，铜为铅所取代，铅为锌所取代。第5页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一法国皇家学院日夫鲁瓦(tienne Fran

2、cois Geoffroy 16721731) 1718年硫酸硝酸碱燃素铁硫酸苛性碱铜硝酸氨铅盐酸碱土汞醋酸铁银铜银不同物质亲和力比较第6页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一酸碱中和反应的能力表示亲和力1700年，祖籍德国，却在法国长期工作的化学家荷伯格（W. L. Honmberg, 1652-1715）试图测量中和同一重量某种碱所需几种酸的重量 1777年瑞典的文策尔曾测过酸中金属的溶解率 1781年英国化学家基尔万(R. Kirwan, 1735-1812)提出用中和一定重量的某种酸所需的碱的重量作为这种酸对碱的亲合力尺度。1783年他测出饱和三种无机酸各100份所需

3、各种金属和碱的量，并制成表 第7页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一卡文迪什1766年发现中和同一重量的某种酸，不同的碱须用不同的重量。他把碱的这一重量称之为当量。1788年他又发现中和同一重量钾碱所用的硫酸和硝酸重量之比，和中和同重量大理石的硫酸，硝酸重量之比是一个常数。 第8页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一当量定律的发现德国数学家兼化学家李希特(J. B. Richter, 1762-1807) 数学在化学中的应用“化学是应用数学的一个分支” 化学计算法（stoichiometry）第9页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一李希

4、特的酸碱当量表（1792）碱类酸类Al2O3525HF427MgO615H2CO3577NH3672脂肪酸706Na2CO3859HCl712CaCO3793H2C2O4755SrO1329H3PO4979K2CO31605H2SO41000BaO2222HNO31405HAc1480第10页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一关于定比定律的争论定比定律：每种化合物都有固定组成，在化学反应中，反应物与生成物之间也存在某种确定的比例关系 贝托雷与普鲁斯特的论战 18041806年第11页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一论战观点贝托雷认为，原则上对化合物的组

5、成不需要有严格的比例限制，参加化合的各组分可在最高、最低比例之间任意化合 普鲁斯特回复：这几种化合物之间，化合比例变动是猛烈的，明显的 贝托雷设想的一系列氧化物，实际上是两种氧化物的混合物 区分纯净物和混合物第一人第12页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一论战观点贝托雷认为，化合物的组成视生成时的物理条件不同而不同。 普鲁斯特反驳：通过人造化合物和天然化合物的比较，它们的组成是相同的。这正好说明无论是地球深处矿物中的化合物，还是实验室制备的化合物，尽管生成的物理条件多么不同，化合物的组成却是相同的 第13页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一论战观点贝托雷

6、认为，化学变化可以产生确定比例的化合物，这只是一系列生成物中的一种。化合中，具有最小溶解度、最大密度或最强弹性力的化合物优先生成。金属弹性力越大，越容易与空气中氧结合，有利于生成高价氧化物。普鲁斯特举反例证明贝托雷观点与事实不符。如砷和锑的低价氧化物比金属本身轻。As 5.727 As2O3 4.15 Sb 6.691 Sb2O3 5.67第14页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一论战观点贝托雷还列举了溶液，合金，汞齐和玻璃等物作为自己的论据 普鲁斯特感到为难，他不认为溶液是化合物，对溶液的认识，他主张留待以后作进一步研究。 第15页，共36页，2022年，5月20日，23

7、点2分，星期一1806年，普鲁斯特明确宣布：“化合物是特有的产物，自然给了它固定的组成，自然界有时也通过人，在任何时候都不制作出重量和大小方面不同的化合物，就象手中握着天平一样，从南极到北极，化合物都有同样的组成，它们的外表可能因它们产生的方法不同而有所区别，但它们的性质任何时候都不会两样分析总是支持这个事实。”第16页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一计量定律的作用任何一门科学技术，如果不借助于数学，不与数学发生关系，就不可能达到应有的精确性和可靠性。也就难以深入和获得发展。马克思明确指出，“一种科学只有在成功地运用数学时，才达到了真正完善的地步。” 第17页，共36页，

8、2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿近代化学之父 如果我比我周围的人获得更多的成就的话，那主要不，我可以说，几乎单纯地是由于不懈的努力。一些人比另外一些人获得更多的成就，主要是由于他们对放在他们面前的问题比起一般人能够更加专注和坚持，而不是由于他的天赋比别人高多少。 道尔顿（J.Dalton，1760-1844）英国化学家第18页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的工作色盲症的科学研究考察了大气、水蒸气等多种气体和蒸发、压缩、膨胀等物理现象，还对大气的组成、混和气体的状态、气体的扩散、气体在水中的溶解等问题作了实验研究从1801年起，陆续发表了关于极光、关

9、于气压计、论降雨、关于温度计、混和气体的组成、论水蒸气的力、论蒸发、论气体受热膨胀等论文 化学哲学新体系第19页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的原子论元素（单质）的最终粒子称为简单原子，它们极其微小，是看不见的；是既不能创造，也不能毁灭和不可分割的。它们在一切化学变化中保持其本性不变。第20页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的原子论同一种元素的原子，其形状、质量及各种性质（如亲合力）都是相同的，不同元素的原子在这些性质方面各不相同。每一种元素以其原子的质量为最基本的特征。第21页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔

10、顿的原子论不同元素的原子以简单数目的比例相结合，形成了化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子，复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子，其组成、形状、质量和性质也必然相同。第22页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的第一张原子量表名称组成相对重量名称组成相对重量简单原子氢氮氧碳硫磷化合物原子水氨磷化氢氢1氧1氮1氢1磷1氢11.04.25.54.314.47.26.55.28.2一氧化氮油气亚硫酸硫化氢乙醚笑气硝酸气碳酸气煤气甲烷硫酸酒精氮1氧1碳1氢1硫1氧1氢1硫2氮2氧1氮1氧2碳1氧2碳1氧1碳1氢2硫1氧2碳2氧1氢19.35.3

11、19.915.49.613.715.215.39.86.325.415.3第23页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的原子符号第24页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的原子符号第25页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一道尔顿的一些假设两元素A和B化合时，遵循简单原则，如果只获得一种产物，则必为A1B1若化合成两种化合物，则 应为A2B1或A1B2若有三种化合物，应为A1B1 、 A2B1 、A1B2二元化合物的比重，应比A和B的混合物大第26页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一倍比定律当相同之两元素可

12、生成两种或两种以上的化合物时，若其中一元素之重量恒定，则另一元素在各化合物中之相对重量有简单倍数之比。 CO CO2 CH4 C2H4第27页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一盖吕萨克实验气体化合体积定律：各种气体在反应时，常以简单的体积比化合化学反应中各种原子以简单数目比化合同样体积内各种气体中包含相同数量的原子 2体积氢 1体积氧 2体积水 2粒子氢 1粒子氧 2粒子水 盖吕萨克(J.L.Gay-lussac,1778-1850),法国化学家第28页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一阿佛加德罗假说1811年 “论测定物体中原子相对质量及其进入化合物中

13、数目比例的一种方法 ”所谓原子是参加化学反应时的最小质点，所谓分子是在游离状态下单质或化合物能独立存在的最小质点。 2体积氢 1体积氧 2体积水 2分子氢 1分子氧 2分子水 A. Avogadro, 1776-1856，意大利的物理学家 第29页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一阿佛加德罗的新概念 无论化合物还是单质，在不断分割的过程中都有一个分子阶段（创造性的大胆假设）。分子是具有一定特性的物质组成的最小单位；单质的分子可以由多个原子组成；在同温同压下，同体积气体，无论是单质还是化合物，都含有同样数目的分子。 第30页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期

14、一贝采里乌斯 电化二元论 Ba+O- S+O3- C+O2- Ba+O-SO3- ZnO+CO2- 硫酸氧化钡 碳酸氧化锌最早采用了元素符号对约2000种单质和化合物进行了分析，准确地测定了四十多种化学元素的原子量 发现硅、钍、铈、锆等化学元素 最先引入了“有机化学”的概念 第一个提出“催化剂”概念第一位提出同分异构现象的化学家贝采里乌斯（J.J.Beraelius，1779-1848），瑞典化学家第31页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一电化学的创立者戴维伏打电堆戴维的电解实验 1807年，把金属钠和钾从熔融的碱盐中分离出来 ，随后又通过电解陆续将金属钡、镁、钙、锶等从化

15、合物中析出 安全矿灯 ：1816年 伦福德勋章1820年，英国皇家学会主席戴维（Davy.H.1778-1828）英国化学家，钾、钠、钙、锶、钡的发现人第32页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一十九世纪初的其他研究与发现酸中含氧理论的抛弃 戴维化学原理： “氯氧酸不是化合物，而是单质，和氧一样能够助燃。可见，燃烧并不象拉瓦锡所说的那样非有氧气不可。另外，盐酸并不含有氧，这表明可以有无氧酸。因此，拉瓦锡关于酸中必定含氧的说法是没有道理的。”第33页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一十九世纪初的其他研究与发现杜隆普蒂定律:第一个真正的原子量定律 单质固体原子量与比热（即原子热容）的乘积为一常数。 米希尔里希同晶型定律 同数目的原子以相同方式相结合即得同晶型 杜马蒸汽密度法测定原子量第34页，共36页，2022年，5月20日，23点2分，星期一杜隆-普蒂的原子热容表元素比热原子量O=1原子量比热元素比热原子量O=1原子量比热Bi0.028813.300.3830Te0.09124.030.3675Pb0.029312.950.3794Cu0.09493.9570.3755Au0.029812.130.3704Ni0.10353.690.3819Pt0.031411.160.3740Fe0.11003.3920.3731Sn0.