一篇关于化学史的论文
(化学工程学院xx)
公元前1500年到公元1650年，炼金术士和炼金术士为了寻求长生不老的仙丹和丰富的黄金，在宫殿里，在教堂里，在自己的家里，在烟雾缭绕的森林里，开始了最早的化学实验。中国、阿拉伯、埃及、希腊有很多记载和总结炼金术的书籍。这期间积累了许多物质之间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的材料。这是化学史上令我们惊叹的壮丽景象。后来炼丹术和炼金术经历了风风雨雨，让人们更多的看到了它荒诞的一面。化学方法已被恰当地用于医学和冶金学。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些关于化学的书籍，并首次使用了“化学”一词。英语中的化学起源于炼金术，即炼金术。化学家仍然保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是脱胎于炼金术和制药业的化学文物。
关键词:燃素化学；量子理论；晶体化学
自从有了人类，化学就和人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烹煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的各个方面发挥着越来越重要的作用。从古至今，随着人类社会的进步，化学史的发展经历了哪些时期？
过程化学的古代时期。此时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等技术，主要是在实践经验的直接启发下，通过几千年的探索，化学知识尚未形成。这是化学的萌芽时期。
一、化学的起源
化学的英文单词是Chemistry，法语是Chimie，德语是Chemie。它们都是从一个古老的词演变而来，即拉丁语chemia，希腊语Xηwa(Chamia)，希伯来语Chaman或haman，阿拉伯语Chema或马可，以及埃及语Chemie。它最早的来源很难找到。从现有的资料来看，它最早出现在埃及四世纪的记载中，所以有人认为可以假定它来自古埃及词Chemi，但这个名称的含义非常隐晦，有埃及和埃及艺术、宗教的混乱、隐蔽、秘密或黑暗的含义。之所以有这些含义，大概是因为埃及是西方化学记载诞生的地方，也是古代化学特别是实用化学极其发达的地方。比如在第11王朝，埃及有一种雕塑，表示有工人在制作玻璃。可见，至少在公元前2500年之前，埃及就已经知道如何制作玻璃了。从埃及出土的木乃伊可以看出，在公元前一两千年，我们已经熟练使用防腐剂，用布帛染色。所以古人以埃及或埃及艺术来命名“化学”，至于其他含义，可能是因为古人认为化学是一项神奇而秘密的事业，有宗教色彩。
中国的化学史当然不逊色。大约在5000-11000年前，我们已经能够制作陶器。3000多年前的商代就有高度精美的青铜器，造纸术、瓷器和火药是化学史上的伟大发明。在16和17世纪，中国是世界上最先进的国家。“化学”一词在中国开始使用是在1856。最早出现在英国传教士威廉·约翰逊于1856年出版的《地球物理勘探元》一书中。
二、化学的几个发展阶段
过程化学的古代时期。此时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等技术，主要是在实践经验的直接启发下，通过几千年的探索，化学知识尚未形成。这是化学的萌芽时期。
炼金术和医学化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼金术士和炼金术士为了寻求长生不老的仙丹和丰富的黄金，在宫殿里，在教堂里，在自己的家里，在烟雾弥漫的山林里，开始了最早的化学实验。中国、阿拉伯、埃及、希腊有很多记载和总结炼金术的书籍。这期间积累了许多物质之间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的材料。这是化学史上令我们惊叹的壮丽景象。后来炼丹术和炼金术经历了风风雨雨，让人们更多的看到了它荒诞的一面。化学方法已被恰当地用于医学和冶金学。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些关于化学的书籍，并首次使用了“化学”一词。。
燃素化学时期。从1650到1775，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结出感性认识，认为可燃物之所以能燃烧，是因为其中含有燃素，燃烧过程就是可燃物释放燃素的过程，可燃物释放燃素后变成灰烬。
定量化学时期，即现代化学时期。1775左右，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化理论，开创了定量化学时代。在此期间，建立了许多化学基本定律，提出了原子论，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。这些都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
科学相互渗透的时期就是现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理有了共同的语言，解决了化学中许多悬而未决的问题。另一方面，化学向生物学和地质学渗透，逐渐解决了蛋白质和酶的结构问题。
这篇文章主要讲述了近200年来化学史的故事。这是化学飞速发展的时期，是风云变幻、英雄辈出的时期。让我们一起去体会当年化学家们所经历的艰难险阻，在近代化学史的曲折历程中不知疲倦地跋涉，去领略他们拨开迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。
第三，化学学科在探索中成长。
化学的发展可以说是日新月异，尤其是它的边缘学科或者说它的分支，比如生物化学，物理化学，晶体化学等等，令人目不暇接。目前过热的基因工程、克隆技术、轭电场理论更是让人眼花缭乱。以及古往今来有多少化学家为化学的发展做出了不可估量的贡献。你想了解他们吗？化学名人会拉近你和他们的距离。
燃素说的影响。可燃物质，如碳、硫等，燃烧后只有少许灰烬；致密金属煅烧后，获得较多的锻灰，但很疏松。这一切给人的感觉是，随着火焰的上升，有什么东西被带走了。随着冶金工业的快速发展，人们总结燃烧现象本质的愿望更加强烈。
1723年，哈雷大学医学和药理学教授Shtal出版了《化学基础》教材。他继承和发展了他的老师贝歇尔对燃烧现象的解释，形成了一个完整系统的理论，贯穿于整个化学。《化学基础》是燃素说的代表作。
Shtal认为，燃素存在于所有可燃物质中，在燃烧过程中释放出来，同时发出光和热。燃烧是一个分解过程；
可燃物= =灰烬+燃素
金属= =锻造灰+燃素
如果将金属锻灰和木炭混合加热，锻灰会吸收木炭中的燃素，重新变成金属，同时木炭会失去燃素，变成灰烬。木炭、油、蜡都是富含燃素的物质，燃烧非常剧烈，燃烧后只剩下一点点灰烬；石头、草木灰、黄金因为不含燃素，所以不能燃烧。酒精是燃素和水的混合物。酒精燃烧时会失去燃素，只剩下水。
空气是带走燃素的必要介质。燃素与空气结合，充满了天地之间的空间。植物从空气中吸收燃素，动物从植物中获得燃素。所以动植物都是易燃的。
富含燃素的硫磺和白磷燃烧时，燃素逸出，变成硫酸和磷酸。当硫酸与富含燃素的松节油煮沸，磷酸(当时的P2O5)与木炭密闭加热，燃素会被重新获得，产生硫磺和白磷。当金属与酸反应时，金属失去燃素并产生氢气，氢气中含有极其丰富的燃素。铁、锌等金属溶解在CuSO4 5H2O溶液中取代铜，是燃素转移到铜的结果。
燃素理论虽然是错误的，但它把大量的化学事实统一在一个概念下，解释了冶金过程中的化学反应。在燃素说盛行的100多年间，化学家们做了大量的实验来解释各种现象，积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，物质在化学反应中守恒，奠定了现代化学思想的基础。我们现在研究的置换反应是物质之间交换组分的过程；氧化还原反应是一个电子得与失的过程；有机化学中的取代反应是有机化合物中某一结构位置的原子或基团被另一个原子或基团取代的过程。这些思维方法与燃素说何其相似。
舍勒和普里斯特发现了制造氧气的方法:瑞典化学家舍勒，这位被后人尊敬的化学家，是一名药剂师——化学家。他长期在车坪镇一家药店工作，生活贫困。白天，他在药房为病人准备各种药品。他一有时间，就进入实验室开始忙碌。有一次，后院发生爆炸，店主和顾客还惊魂未定。舍勒灰头土脸地跑过来，兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物，把一切都忘了。店主对这样的店员又爱又气，但他从来不想辞退他，因为舍勒是这个城市最好的药剂师。
晚上，舍勒可以自由支配自己的时间，他更多地致力于自己的实验研究。他重做了当时能看到的化学书上的所有实验。他做的大量艰苦实验使他合成了许多新的化合物，如氧、氯、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、氯化汞、钼酸、乳酸、乙醚等。他研究了许多物质的性质和成分，发现了白钨矿。舍勒绿，一种沿用至今的绿色颜料，是舍勒发明的铜氢亚砷酸盐(CuHAsO3)。这么多研究成果在十八世纪都是独一无二的，但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞辰二百周年，他的所有实验记录、日记和书信才正式出版，共八卷。其中舍勒与当时多位化学家的通信引起关注。交流中有非常有价值的想法和实验过程，起到了相互交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡高度赞扬舍勒，使他在法国的声望高于在瑞典。
在舍勒和大学老师江恩的通信中发现，由于舍勒在骨灰中发现了磷，江恩受到启发，想证明骨头中含有磷。在此之前，人们只知道尿液中有磷。
2月4日，1775，33岁的舍勒当选为瑞典学院科学院院士。此时店主已经去世，舍勒继承了药房，继续在自己简陋的实验室里进行科学实验。由于经常通宵工作，再加上寒冷和有害气体的侵蚀，舍勒得了哮喘。他仍然经常不顾危险地品尝各种物质——他想掌握物质属性的方方面面。当他尝到氢氰酸的时候，他不知道它是剧毒的。5月21786日，为化学的进步而努力了一生的舍勒不幸逝世，享年44岁。舍勒发现两种制造氧气的方法是在1773。第一种方法是通过加热分解KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3和HgO释放氧气；
2KNO3==2KNO2+O2↑
2mg(NO3)2 = = 2 MgO+4 NO2 ↑+ O2↑ⅳ
2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑
2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑
2Hg 0 = = 2Hg+O2↑
第二种方法是用浓硫酸加热软锰矿(MnO2)产生氧气:
2MnO2+2H2SO4(浓缩)= = 2MNSO4+2H2O+O2 =
舍勒研究了氧气的性质。他发现可燃物质在这种气体中燃烧更剧烈，燃烧后气体消失，所以他把氧气称为“内热”。舍勒是燃素说的信徒。他认为，燃烧是空气中的“火”与可燃物中的燃素结合的过程，火焰是“火”与燃素结合形成的化合物。他把他的发现和观点写成了关于空气和火的化学。这篇论文拖了四年，直到1777才发表。英国化学家Priest在1774发现氧后不久发表了一篇论文。
牧师一直相信燃素说，甚至在拉瓦锡那里，他用他们发现的氧气做实验，推翻燃素说后，依然如故。他称氧气为“脱氟气体”。他写道:我把老鼠放在‘脱磷气体’里，发现它们很舒服。我被好奇心驱使，自己做了实验。我认为读者不会感到惊讶。我自己做实验的时候，用玻璃吸管从一个装满这种气体的大瓶子里吸。那时候我的肺和平时吸入普通空气的感觉是一样的；但吸入这种气体后，时间久了，我的身心一直觉得很轻很舒服。谁能说这种气体以后不会成为通用产品？但现在只有我和两只老鼠有权呼吸这种气体。普里斯特在英国利兹当了大半辈子牧师，爱好是化学。1773年，他认识了美国著名科学家、政治家富兰克林，他们后来成了经常通信的好朋友。牧师受到许多好朋友的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学和神学方面写了很多。
1774李神父游历欧洲大陆。在巴黎，他与拉瓦锡就化学交换了很多看法。诚实的牧师同情法国大革命，并在英国发表了几次公开演讲。英国一群反对法国大革命的人烧毁了他的房子和实验室。1794年，61岁的Priest移居美国，成为宾夕法尼亚大学的化学教授。美国化学学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在被建成了纪念馆，以他名字命名的牧师奖也成为了美国化学界的最高荣誉。
拉瓦锡和他的平衡:燃素理论的推翻，法国化学家拉瓦锡原本是学法律的。1763年，20岁时取得法学学士学位和律师执业证书。他的父亲是律师，家里很有钱。所以拉瓦锡并不渴望成为一名律师，而是对植物学产生了兴趣。经常在山里收集标本使他对气象学产生了兴趣。后来，在他的老师，地质学家格特鲁德的建议下，拉瓦锡跟随著名的巴黎教授鲁耶学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏的成分。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热灰泥时，他放出蒸汽。拉瓦锡用天平仔细测量了石膏在不同温度下失去水蒸气的质量。从此，他的老师Rouiller开始使用“水晶水”这个术语。这一成功使拉瓦锡能够频繁使用天平，并总结出质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信仰，成为他定量实验、思考和计算的基础。例如，他用这种想法将糖转化为酒精的发酵过程表达为以下等式:
葡萄糖= =碳酸(CO2)+酒精
这是现代化学方程式的雏形。用等号代替箭头表示变化过程，显示了他的守恒思想。为了进一步阐明这一表述的深刻含义，拉瓦锡特别写道:“我可以想象把参与发酵的物质和发酵后的产物列为一个代数表达式。然后假设方程中的一项一项未知，然后通过实验一项一项计算出它们的值。这样，我们可以用计算来检验我们的实验，然后用实验来验证我们的计算。我经常用这种方法有效地修正实验的初步结果，以便通过正确的方式重新实验，直到成功。”早在拉瓦锡出生的时候，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，当时他称之为“物质不灭定律”，其中包含了更多的哲学意蕴。但由于缺乏丰富的实验基础，特别是在俄国科学还很落后的时候，西欧并不重视俄国的科学成就，“物质不灭定律”并没有得到广泛传播。
1772年秋，拉瓦锡曾经称过一定量的白磷使其燃烧，冷却后又称了燃烧产物P2O5的质量，发现质量增加了！他也燃烧硫磺，也发现燃烧产物的质量大于硫磺。他认为这一定是一些被白磷和硫磺吸收的气体。于是他做了一个更细致的实验:把白磷放在水银表面，系上一个钟罩，钟罩里留了一些空气。当水银加热到40℃时，白磷迅速燃烧，然后水银液面上升。拉瓦锡描述说:“这说明一部分空气被消耗了，剩下的空气既不能使白磷燃烧，又能使燃烧的蜡烛熄灭；1盎司白磷可获得约2.7盎司白色粉末(P2O5，应为2.3盎司)。增加的重量几乎与消耗的空气重量1/5体积相同。“燃素理论认为，燃烧是一个分解过程，燃烧产物应该比可燃物质轻。但拉瓦锡的实验结果却相反。他把实验结果写成论文，提交给法国科学院。从那以后，他做了许多实验来证明燃素是错误的。1773年2月，他在实验记录本上写道:“我做的实验从根本上改变了物理和化学。”他把“新化学”命名为“反燃素化学”。
1774年，拉瓦锡实验了烤锡和铅。他将称好的金属放入不同大小的曲颈瓶中，密封，称好金属和瓶子，然后充分加热。冷却后，再次称量金属和瓶子的质量，没有发现变化。打开瓶口，空气进入。这一次，质量增加了。显然，增加的是进入的空气质量(设为a)。他再次开瓶，取出金属锻灰(小瓶内有残留金属)称重，发现加入的质量与进入瓶内的空气相同(即也是a)。这说明锻灰是金属和空气的化合物。
拉瓦锡进一步想到，如果你试图直接从金属锻造灰中分离出空气，那将更能说明问题。他试图分解铁锻造灰(铁锈)，但实验没有成功。
拉瓦锡制造氧气后:这年6月，普里斯特访问巴黎。在欢迎宴会上，他谈到了“可以从红色沉淀物(HgO)和铅(Pb3O4)中获得脱氟气体”。对于束手无策的拉瓦锡来说，这个消息是一个直接的鼓舞。165438+10月6月，拉瓦锡加热红水银灰产生氧气。受舍勒的启发，拉瓦锡甚至制作了一个火车头大小的加热装置，中央有一个冷凝器。平台下面有六个大轮子，以便随时跟踪太阳。从65438到0775，拉瓦锡的实验中心已经从分解金属锻造灰转移到研究氧气。他发现燃烧过程中增加的质量恰好是减少的氧气质量。以前认为可燃物质燃烧时吸收了一部分空气，实际上是吸收了氧气并与氧气结合，也就是氧化。这就是推翻燃素理论的燃烧氧化理论。同时，拉瓦锡还用动物实验来研究呼吸功能，认为“氧气在动物体内碳化生成二氧化碳，同时放出热量。这和在实验室里燃烧有机物一模一样。”这就回答了体温来源的问题。由于空气中含有1/4的氧气(数据来自原文)，所以应该含有其余的气体，拉瓦锡称之为“碳气”。拉瓦锡在研究了空气的成分后得出结论:“并不是大气中的所有空气都是可以呼吸的；金属烘烤时，空气与金属结合的部分是卫生的，最适合呼吸；剩下的就是一种‘碳气’，不能维持动物的呼吸，不能支持燃烧。”他统一了燃烧和呼吸，杜绝了空气是纯物质的错误观念。1777年，拉瓦锡明确嘲笑和批判燃素说:“化学家只能从燃素说中得到模糊的元素，这种元素是很不确定的，所以可以用来随意解释各种事物。这个元素有时候有重量，有时候没有重量；有时是自由之火，有时又说是和土元素结合成火；有时说能穿过容器壁上的微孔，有时又说不能穿透；可以用来同时解释碱性和非碱性，透明和不透明，有色和无色。它真的是一只变色龙，无时无刻不在变脸。”今年9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧导论》，系统阐述了燃烧的氧化理论，把燃素化学搞得天翻地覆。这本书后来被翻译成多种语言，逐渐清除了燃素说的影响。从此，化学切断了与古代炼金术的联系，揭开了神秘和思辨的面纱，取而代之的是科学实验和定量研究。化学进入了定量化学(即现代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是现代化学的创始人。舍勒和普里斯特在拉瓦锡之前就发现了氧，但由于他们的思维不够开阔，只关心具体物质的性质，未能突破燃素的束缚。错过真相是很可惜的。
拉瓦锡对化学的另一大贡献是定义了古希腊哲学家的四元素论和三元素论，并以科学实验为基础辩证地阐述了化学元素的概念:“如果元素代表物质最简单的成分，那么目前我们可能很难判断元素是什么；如果相反，我们把元素与目前化学分析所达到的终极概念联系起来，那么所有我们现在用任何方法都无法分解的物质对我们来说都是元素。”在1789出版的历时四年的《化学概要》中，拉瓦锡列出了第一张苏园的清单，将元素分为四类:
简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物中，可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质，其氧化物是酸:硫、磷、碳、盐酸、氟酸和硼酸。简单的金属物质被氧化后，会生成能够中和酸的碱:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨和锌。材料简单，成盐土壤:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其他陈腐观点的讽刺和批判是无情而激烈的。这使得他在创造科学成就的同时，得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百个人》中，以及在许多关于历史、科学史、化学史的书籍中，作者都低调地描述和评价拉瓦锡的人格特征，指责他在《化学概要》中没有提到来自舍勒和普里斯特的启示和帮助。但我们不得不看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和大无畏精神。虽然他不是第一个发现制氧方法的人，但他通过制氧分析了空气的成分，建立了燃烧的氧化理论。因此，氧气不同于其他气体，被赋予了非凡的科学意义。拉瓦锡非常勤奋。他每天六点起床，六点到八点做实验研究，下午八点到七点做火药主任或者法兰西科学院院士，晚上七点到十点全身心投入到他的科学研究中。周日不休息，整天专门做实验。拉瓦锡28岁结婚时，妻子才14岁。他们一辈子没有孩子，却过着非常幸福的生活。她帮助拉瓦锡做实验，并经常和他在一起。在拉瓦锡的作品中，很多插图都是他妻子画的。1789年法国大革命爆发。三年后，拉瓦锡被解除了火药局长的职务。六月，1793，11，国民议会下令逮捕旧王朝的税吏。拉瓦锡向监狱自首，因为他曾担任税务官员。马拉，极左，和拉瓦锡有过激烈的科学争论，吃醋了。他诬陷拉瓦锡与法国敌人有联系，犯了叛国罪。1794年5月8日，他被送上断头台。对此，当时科学界很多人都觉得很惋惜。著名的法国意大利数学家拉格朗日悲伤地说:“他们可以在瞬间砍掉他的脑袋，但他的头脑可能一百年都长不大。”此时的拉瓦锡正值壮年，51岁。
第四，化学学科的发展前沿
中国运动医学杂志000124基因工程又称基因工程，是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的一门新学科。基因工程是在分子水平上提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外进行切割、拼接和重组，然后通过载体将重组DNA分子导入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中复制和表达。根据人们的需求生产不同的产品或定向创造新的生物性状，并稳定地传递给下一代[1]。基因工程技术主要包括基因分离、基因纯化和基因扩增技术，其核心是分子克隆技术。它可以帮助人们从各种复杂的生物中分离出单个基因，提纯，然后大量扩增用于研究。
近20年来，基因工程技术发展迅速，特别是限制性内切酶、DNA序列分析和DNA重组技术的发现和应用，不仅把分子生物学提高到了基因水平，也带动了生物学和医学的其他学科走上了基因研究的道路，在揭示生命秘密和生命过程方面取得了许多重大成就。......