第二篇近代化學(xué)時(shí)期時(shí)間：從17世紀(jì)中葉開始，到19世紀(jì)90年代末。英國化學(xué)家波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)開始。

物理學(xué)的三大微觀發(fā)現(xiàn)前的二百多年。

特點(diǎn)

化學(xué)從一般的知識(shí)積累發(fā)展到系統(tǒng)整理階段。

這一時(shí)期，化學(xué)工業(yè)在歐洲繁榮起來，進(jìn)一步促進(jìn)了化學(xué)上一系列的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，為元素周期律的誕生提供了基礎(chǔ)。工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展也為有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。有機(jī)化學(xué)從實(shí)驗(yàn)上和理論上均獲得空前的進(jìn)展。同時(shí)這個(gè)時(shí)期也涌現(xiàn)出一批著名的化學(xué)家，影響著化學(xué)的進(jìn)程。十九世紀(jì)的后期，物理化學(xué)的發(fā)展顯示出它的理論價(jià)值，滲透到無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)等方面。初步顯示出化學(xué)和物理學(xué)的密切的內(nèi)在聯(lián)系。這一時(shí)期的化學(xué)為揭開自然之謎和為人類造福方面做出了值得記憶的貢獻(xiàn)。實(shí)例1.波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)；2.化學(xué)燃素說的建立3.拉瓦錫氧化學(xué)說的建立4.道爾頓原子學(xué)說5.化學(xué)元素符號(hào)6.蓋-呂薩克氣體化合物簡(jiǎn)比定律7.阿伏伽德羅分子假說8.原子量測(cè)定……第一節(jié)化學(xué)科學(xué)的形成及氧化學(xué)說的建立包括：

一、波義耳化學(xué)元素概念的建立二、化學(xué)燃素說的建立三、舍勒和普里斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣的制法四、拉瓦錫氧化學(xué)說的建立一、波義耳化學(xué)元素概念的建立(一).波義耳簡(jiǎn)介(二).波義耳的學(xué)術(shù)成就(三).波義耳研究化學(xué)的科學(xué)方法

(一).波義耳簡(jiǎn)介波義耳（R.Boyle，1627—1691）英國人，是17世紀(jì)最有成就的化學(xué)家和近代化學(xué)的奠基人。1627年1月25日生于愛爾蘭，出身貴族。1.波義爾生平精彩回顧自小受到良好的教育。他閱讀過大量英文、法文、拉丁文的化學(xué)著作和其它科學(xué)書籍。1644年建立了家庭實(shí)驗(yàn)室。1661年波義耳寫了一部不朽的名著《懷疑的化學(xué)家》。波義耳還是一位善于演講的哲學(xué)家。他是英國皇家學(xué)會(huì)的棟梁，是一位多產(chǎn)的科學(xué)家和哲學(xué)家。1691年，這位被恩格斯譽(yù)為“把化學(xué)確立為科學(xué)”的科學(xué)家。1961年在倫敦因病逝世，終年64歲。2.波義爾的性格波義耳為人溫良慈善，藹然有禮，而又篤于友誼，重于情感，人們都很敬重他。在學(xué)術(shù)問題上，他堅(jiān)持真理、重視討證、注重實(shí)驗(yàn)。(二).波義耳的學(xué)術(shù)成就1.正確地指出了化學(xué)研究的目的

17世紀(jì)以前的化學(xué)知識(shí)，一是煉金術(shù)的內(nèi)容，目的在于變賤金屬為黃金或白銀；二是醫(yī)藥學(xué)的內(nèi)容，目的在于發(fā)展醫(yī)藥，治病救人；三是化工生產(chǎn)的內(nèi)容，目的在于增加產(chǎn)品的種類和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。①.化學(xué)研究的目的化學(xué)研究的目的不是醉心于煉金術(shù)和醫(yī)藥，而是在于認(rèn)識(shí)物質(zhì)的本性。為此就需要進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)，收集所觀察到的事實(shí)，使化學(xué)從煉金術(shù)和醫(yī)藥學(xué)中解放出來，發(fā)展成為一門專為探索自然界本質(zhì)的科學(xué)。②.論述他說：“化學(xué)，到目前為止，還是認(rèn)為只在制造醫(yī)藥和工業(yè)品方面具有價(jià)值。但是我們所說的化學(xué)，絕不是醫(yī)學(xué)或藥學(xué)的婢(bi)女，也不是甘當(dāng)工藝和冶金的奴仆。化學(xué)本身作為自然科學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立部分，是探索宇宙奧秘的一個(gè)方面。化學(xué)，必須是為真理而追求真理的化學(xué)。”③.意義

波義耳的自然觀促使人們逐漸認(rèn)識(shí)到，化學(xué)是具有自然特性的一門需要積極發(fā)展的科學(xué)。由于研究化學(xué)有了明確的研究目的、范疇和方向，使化學(xué)研究徹底地從煉金術(shù)、醫(yī)藥學(xué)、化工生產(chǎn)中解放出來，大大地推動(dòng)了化學(xué)科學(xué)的發(fā)展。所以恩格斯高度評(píng)價(jià)說：“波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)。”直到現(xiàn)在，波義耳所確定的化學(xué)研究的目的，對(duì)化學(xué)的研究和發(fā)展仍然具有指導(dǎo)意義。2.第一個(gè)科學(xué)的元素定義

①.歷史

17世紀(jì)以前在物質(zhì)構(gòu)成的認(rèn)識(shí)問題上，希臘哲學(xué)家亞里士多德提出的“土、水、氣、火四元素學(xué)說”和醫(yī)藥學(xué)家提出的“汞、硫、鹽三元素學(xué)說”一直在起作用，影響著化學(xué)的發(fā)展。

②.懷疑年輕的波義耳對(duì)這個(gè)問題十分惑疑，難道亞里士多德和醫(yī)藥學(xué)家的見解真正是正確的嗎？一切物體都僅僅是由這幾種元素構(gòu)成的嗎？如果是這樣的話，煉金術(shù)為什么不能找到點(diǎn)金石？這個(gè)問題應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)來解決。

③.實(shí)驗(yàn)論證波義耳用實(shí)驗(yàn)證明，黃金不怕火燒，不會(huì)被火分解，更不會(huì)在火的作用下生成鹽、硫或汞；但它可以跟其它金屬融在一起變成合金，還可以熔解在王水里，而且所得到的產(chǎn)物經(jīng)過適當(dāng)處理，黃金又可以恢復(fù)原性重現(xiàn)出來。把砂子和灰堿兩種東西混合在一起，經(jīng)過加熱可以熔化成透明的玻璃；生成的玻璃再也不會(huì)分解成土、水等東西。把灰堿和油脂燒煮會(huì)變成肥皂，但將肥皂加熱所得到的產(chǎn)物卻是跟堿和油脂完全不同的渣塊。榨壓葡萄得到的果汁，經(jīng)過發(fā)酵可以變成酒精，果汁和酒精也都不會(huì)變成鹽或硫。④.結(jié)論

波義耳還指出，不少的化學(xué)變化都可以說明，同一物質(zhì)經(jīng)過不同處理可以轉(zhuǎn)變成其它各種東西。這說明物質(zhì)的組成和性質(zhì)是復(fù)雜的，即不是亞里士多德所說的四元素，也不是醫(yī)藥學(xué)家所說的三元素。⑤.觀點(diǎn)

“我指的元素應(yīng)當(dāng)是某些不由任何其他物質(zhì)所構(gòu)成的原始的和簡(jiǎn)單的物質(zhì)或完全純凈的物質(zhì)”，“是具有一定確定的、實(shí)在的、可覺察到的實(shí)物，他們應(yīng)是用一般化學(xué)方法不能再分解為更簡(jiǎn)單的某些實(shí)物。”這是世界上第一個(gè)科學(xué)的元素定義。⑥.意義

由于波義耳給化學(xué)元素提出了科學(xué)的定義，為人類研究物質(zhì)的組成指明了方向。⑦.不足

雖然波義耳提出了科學(xué)的元素概念，由于時(shí)代的局限性，他并沒有明確指出那些物質(zhì)是真正的元素，而且仍然把火、水、氣等當(dāng)作元素。3.發(fā)展了古代的微粒說①.歷史

古希臘唯物主義哲學(xué)家德謨克利特認(rèn)為物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的。到17世紀(jì)這個(gè)觀點(diǎn)重新復(fù)活起來，并獲得了發(fā)展，牛頓、胡克、波義耳都是堅(jiān)持微粒說的代表人物。關(guān)于光線通過棱鏡而折射的問題，他們都以微粒作解釋，可是微粒只是一種推想的東西，實(shí)際上誰也沒有看過。化學(xué)家為了解釋化學(xué)反應(yīng)過程，也求助于微粒的運(yùn)動(dòng)和變化。雖然波義耳深信微粒說，但把它應(yīng)用于化學(xué)卻出現(xiàn)了問題。化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)是多種多樣的，反應(yīng)過程是復(fù)雜的，只是用微粒及其運(yùn)動(dòng)是難以解釋的。②.觀點(diǎn)

他認(rèn)為應(yīng)該在微粒說上面添加一些別的東西以補(bǔ)充其內(nèi)容。他設(shè)想物質(zhì)的基本微粒有各種不同形態(tài)和大小，并以不同的方式運(yùn)動(dòng)，或者相互固定在各種不同的次序和排列上，并在它們的細(xì)孔里保持著某些流出物或發(fā)散物。如同各個(gè)字母一樣，可以有各種不同的方式組合起來，每個(gè)組合體代表一個(gè)化學(xué)物質(zhì)。這就是他給微粒說添加的所謂“物體中的變異原理”。

③.實(shí)驗(yàn)論證他根據(jù)鹽能溶于水而不能溶于油或汞，但黃金能溶于汞而不能溶于水和油，硫能溶于油而不能溶于水或汞等現(xiàn)象。放一點(diǎn)金子在王水中，不久它就溶解了。如果再把溶液蒸干，就得到一種黃色的新物質(zhì)，這是金的微粒和王水結(jié)合的產(chǎn)物；如果加一點(diǎn)鋅，容器底部就沉淀出一層金粉，這就是起初溶進(jìn)去的黃金。總之，金微粒與王水結(jié)合會(huì)暫時(shí)改變自己的形態(tài)，但金微粒是永存的。④.意義

波義耳的變異原理，豐富了古希臘以來關(guān)于微粒說的內(nèi)容，發(fā)展了哲學(xué)家的微粒說。(三).波義耳研究化學(xué)的科學(xué)方法

波義耳的科學(xué)研究方法，也是他極其重要的貢獻(xiàn)，是影響科學(xué)研究和發(fā)展很重要的東西。1.把科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為研究化學(xué)的基本方法

波義耳把比較嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)方法引入化學(xué)研究，為使化學(xué)成為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)打下基礎(chǔ)。(1)“實(shí)驗(yàn)科學(xué)的始祖”──弗·培根

他認(rèn)為：“一般說來，要窺探大自然的奧秘，除了實(shí)驗(yàn)之外，別無其它門徑可入。”波義耳是培根哲學(xué)思想的堅(jiān)定信奉者，他強(qiáng)調(diào)物理學(xué)、化學(xué)知識(shí)的真正基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)。他指出，不能停留在對(duì)自然界作偶然的觀察而要主動(dòng)地向自然進(jìn)攻。要作系統(tǒng)的而且往往是人為的調(diào)整自然界，調(diào)整物質(zhì)世界，以使在非常不同的條件下觀察它，也就是，通過有目的的實(shí)驗(yàn)去觀察自然現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)和觀察的方法是形成科學(xué)思想的基礎(chǔ)，化學(xué)必須依靠實(shí)驗(yàn)來確定自己的基本定律。(2)波義耳的觀點(diǎn)

他明確指出：“化學(xué)，為了完成其光榮而莊嚴(yán)的使命，就不能認(rèn)為目前為止的研究方法是正確的，必須拋棄古代傳統(tǒng)的思辨方法，只有這樣，化學(xué)才能象“已經(jīng)覺醒了的天文學(xué)、物理學(xué)那樣，立足于嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。”他勉勵(lì)科學(xué)工作者說：“人之所以能效力于世界者，莫過于勤在實(shí)驗(yàn)上做功夫。”這也是波義耳取得成功的重要科學(xué)方法，也是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要科學(xué)方法。2.重視對(duì)實(shí)驗(yàn)的理論分析

波義耳認(rèn)為實(shí)驗(yàn)材料毫無疑問是非常重要的，因?yàn)闆]有材料的理論是沒有根據(jù)的，也就是虛偽的理論。但是他也不相信科學(xué)原理、定律或規(guī)律是從實(shí)驗(yàn)材料中現(xiàn)成地得出來的。他認(rèn)為實(shí)驗(yàn)材料是理論家用來進(jìn)行思維加工的，用這些材料作研究的依據(jù)，從中提出科學(xué)的見解，去對(duì)歷史上發(fā)生的事件或現(xiàn)象作出因果性的解釋。可見，波義耳重視實(shí)驗(yàn)，并沒有忽視理論思維。(1)慎重提出理論觀點(diǎn)他認(rèn)為科學(xué)家孜孜不倦地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，但卻不要過早提出科學(xué)原理或公理，可以在提出原理或公理之前先提出猜測(cè)性的假設(shè)。看看所提出的假設(shè)是不是具有解釋問題的能力，即使這樣慎之又慎也還會(huì)有錯(cuò)誤，但可以從錯(cuò)誤中獲得教益。之所以需要這樣謹(jǐn)慎地對(duì)等科學(xué)，因?yàn)槿藗儗?duì)待問題常常會(huì)被表面現(xiàn)象所迷惑，看不見事物的內(nèi)在本質(zhì)。假設(shè)有時(shí)可能不正確，只有對(duì)現(xiàn)象作出比較深刻的分析，才能確定假設(shè)是否具有真正的價(jià)值。(2)比喻他曾作過很好的比喻：“某些假設(shè)就象出售藥品的藥店一樣，第一眼看到的可能是毒蛇和鱷魚，還有其他可怕的和有害的物品，但實(shí)際上卻是有益于人們身心健康的有效藥物的儲(chǔ)藏室。”即使先錯(cuò)誤地作出藥物都是有毒的假設(shè)，但經(jīng)過謹(jǐn)慎地分析之后，就可以作出對(duì)人們健康有益的正確的假設(shè)了。(3)觀點(diǎn)

人們從事研究時(shí)，為了不被表面的現(xiàn)象所迷惑，先作個(gè)假設(shè)，再檢驗(yàn)它解決問題的能力，以確定假設(shè)是不是能夠成立。這種過程是研究科學(xué)很需要的。(4)實(shí)際做法

不僅重視以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的歸納法，而且也注意用笛卡兒的演繹法。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論分析，使實(shí)驗(yàn)和理論、歸納法和演繹法有機(jī)的結(jié)合起來。重視匯集浩瀚的自然科學(xué)史料，搜集繁多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。他親筆記載了許多有關(guān)物質(zhì)的流動(dòng)性、堅(jiān)硬度、多孔性、顏色、凝聚、火焰、空氣、液體、呼吸、人體血液、金屬等實(shí)驗(yàn)材料。但搜集這些材料的目的，不是想機(jī)械地從中歸納出科學(xué)原理和定律，而是把它們作為理論家分析研究的原材料。所以，波義耳是把實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合起來研究的，這就發(fā)展了培根提出來的實(shí)驗(yàn)方法論。3.重視假設(shè)的研究方法波義耳認(rèn)為實(shí)驗(yàn)材料只能是科學(xué)家分析研究事物的依據(jù)，以便從中提出各種假設(shè)用以解釋自然現(xiàn)象或歷史事件。材料無疑是十分重要的，因?yàn)闆]有材料的假設(shè)是毫無根據(jù)的空想。波義耳說：“恐怕很少有人比得上我對(duì)實(shí)驗(yàn)懷著深摯的愛和重視了，然而對(duì)我來說，如果有人提出某個(gè)有創(chuàng)造力的概念……那么，我就會(huì)比他向我透露某個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn)更加感激他。”可見波義耳既重視實(shí)驗(yàn)又重視假設(shè)的作用。二、化學(xué)燃素說的建立

燃燒是自然界發(fā)生的最重要和最普遍的現(xiàn)象之一，自古以來一直為人們所關(guān)注。歷史上出現(xiàn)了許多闡述燃燒現(xiàn)象的學(xué)說。可燃物如炭和硫磺，燃燒以后只剩下很少的一點(diǎn)灰燼；致密的金屬煅燒后得到的鍛灰較多，但很疏松。這一切給人的印象是，隨著火焰的升騰，什么東西被帶走了。當(dāng)冶金工業(yè)在古代得到長(zhǎng)足發(fā)展后，人們希望總結(jié)燃燒現(xiàn)象本質(zhì)的愿望更加強(qiáng)烈了。1.燃燒學(xué)說的歷史(1)古希臘哲學(xué)家赫拉克利把火看成構(gòu)成宇宙的元素，認(rèn)為整個(gè)世界是“一團(tuán)永恒的活火”。(2)中國古代的“五行說”：水、火、木、金、土。古希臘的“四元素說”：土、水、氣、火；古印度的“四大說”：地、水、火、風(fēng)。都認(rèn)為“火”是構(gòu)成萬物的一種元素。(3)煉金家和煉丹家看到火能促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，企圖用火求長(zhǎng)生不老之丹。2.燃素說的啟蒙1669年，德國化學(xué)家貝歇爾在《土質(zhì)物理》一書中，對(duì)燃燒現(xiàn)象作了許多論述，提出了“燃素說”的初步思想。他認(rèn)為，氣、水、土都是元素，又把土分為三種：固定土、油土、流質(zhì)土。物質(zhì)之所以千差萬別，就是因?yàn)闃?gòu)成它們的這三種土的比例不同。1723年，貝歇爾的學(xué)生，德國哈雷大學(xué)的化學(xué)家施塔爾教授繼承和發(fā)展了貝歇爾的學(xué)說，在他出版了教科書《化學(xué)基礎(chǔ)》，把“油土”改名為“燃素”。他總結(jié)了各種燃燒反應(yīng)和觀點(diǎn)，系統(tǒng)闡述了燃素說。這個(gè)學(xué)說不但解釋了燃燒現(xiàn)象，而且能對(duì)許多化學(xué)現(xiàn)象做出說明。這種統(tǒng)一理論作為占統(tǒng)治地位的化學(xué)思想，一直延續(xù)到18世紀(jì)末葉。3.燃素說的觀點(diǎn)(1)所以可燃物都含有一種共同的元素----燃素；(2)一切與燃燒有關(guān)的化學(xué)變化，都可以歸結(jié)于物質(zhì)吸收燃素與釋放燃素的過程；(3)物質(zhì)所含燃素越多，燃燒起來就越猛烈；(4)物質(zhì)燃燒時(shí)，燃素不能自動(dòng)分解出，需要空氣將其中的燃素吸取出來，燃燒才能實(shí)現(xiàn)。4.燃素說解釋的實(shí)例(1)金屬煅燒時(shí)，燃素逸出，金屬變?yōu)殄懟遥诲懟遗c富含燃素的木炭共燃，從中吸取失去的燃素，金屬會(huì)重生。(2)富含燃素的硫磺和白磷燃燒時(shí)，燃素逸去，變成了硫酸和磷酸。硫酸(指SO2)與富含燃素的松節(jié)油共煮；磷酸(指P2O5)與木炭密閉加熱，便會(huì)重新奪得燃素生成硫磺和白磷。(3)空氣是帶走燃素的必需媒介物。燃素和空氣結(jié)合，充塞于天地之間。植物從空氣中吸收燃素，動(dòng)物又從植物中獲得燃素。所以動(dòng)植物易燃。(4)金屬和酸反應(yīng)時(shí)，金屬失去燃素生成氫氣，氫氣極富燃素。鐵、鋅等金屬溶于膽礬（CuSO4·5H2O）溶液置換出銅，是燃素轉(zhuǎn)移到銅中的結(jié)果。(5)木炭、油脂、蠟都是富含燃素的物質(zhì)，燃燒起來非常猛烈，而且燃燒后只剩下很少的灰燼；石頭、草木灰、黃金不能燃燒，是因?yàn)樗鼈儾缓妓亍＞凭侨妓嘏c水的結(jié)合物，酒精燃燒時(shí)失去燃素，便只剩下了水。5.燃素說的意義

燃素說流行了一百多年，幾乎解答了當(dāng)時(shí)生產(chǎn)實(shí)際和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所遇到和提出的實(shí)際問題和全部理論問題，因而贏得了許多化學(xué)家的高度重視和支持。盡管燃素說是錯(cuò)誤，但在化學(xué)發(fā)展史上有重要意義。

意義(1)把大量的化學(xué)事實(shí)統(tǒng)一在一個(gè)概念之下，解釋了冶金過程中的化學(xué)反應(yīng)；(2)解釋了當(dāng)時(shí)許多生產(chǎn)實(shí)際中與化學(xué)有關(guān)的問題。(3)積累了豐富的感性材料,做了大量的實(shí)驗(yàn)；(4)現(xiàn)代的思想方法與燃素說多么相似。實(shí)例

燃素說認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)是一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)的過程，化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)守恒，這些觀點(diǎn)奠定了近、現(xiàn)代化學(xué)思維的基礎(chǔ)。我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的置換反應(yīng)，是物質(zhì)間相互交換成分的過程；氧化還原反應(yīng)是電子得失的過程；而有機(jī)化學(xué)中的取代反應(yīng)是有機(jī)物某一結(jié)構(gòu)位置的原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)替換的過程。三、舍勒和普里斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣的制法

(一)舍勒發(fā)現(xiàn)氧氣的制法(二)普里斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣的制法(一)舍勒發(fā)現(xiàn)氧氣的制法

最先制得氧氣并研究其性質(zhì)的是瑞典化學(xué)家舍勒，他在1773年左右就制得了氧氣，只是直到1777年才發(fā)表。1.舍勒生平——科學(xué)實(shí)踐舍勒(CarlWilelm

Scheele,1742-1786)令后人尊敬的瑞典化學(xué)家舍勒的職業(yè)是藥劑師。他長(zhǎng)期在一個(gè)小鎮(zhèn)的藥房工作，生活貧困。白天，他在藥房為病人配制各種藥劑。一有時(shí)間，他就鉆進(jìn)他的實(shí)驗(yàn)室忙碌起來。有一次，后院傳來一聲爆鳴，店主和顧客還在驚詫之中，舍勒滿臉是灰地跑來，興奮地拉著店主去看他新合成的化合物，忘記了一切。對(duì)這樣的店員，店主是又愛又氣，但從來不想辭退他，因?yàn)樯崂帐沁@個(gè)城市最好的藥劑師。

到了晚上，舍勒可以自由支配時(shí)間，他更加專心致志地投入到他的實(shí)驗(yàn)研究中。對(duì)于當(dāng)時(shí)能見到的化學(xué)書籍里的實(shí)驗(yàn)，他都重做一遍。他所做的大量艱苦的實(shí)驗(yàn)，使他合成了許多新化合物，例如氧氣、氯氣、酒石酸、錳酸鹽、高錳酸鹽、尿酸、硫化氫、升汞（氯化汞）、鉬酸、乳酸、乙醚等等，他研究了不少物質(zhì)的性質(zhì)和成分，發(fā)現(xiàn)了白鎢礦等。至今還在使用的綠色顏料舍勒綠(Scheele’sgreen)，就是舍勒發(fā)明的亞砷酸氫銅(CuHAsO3)。

如此之多的研究成果在18世紀(jì)是絕無僅有的，但舍勒只發(fā)表了其中的一小部分。直到1942年舍勒誕生200周年的時(shí)候，他的全部實(shí)驗(yàn)記錄、日記和書信才經(jīng)過整理正式出版，共有八卷之多。其中舍勒與當(dāng)時(shí)不少化學(xué)家的通信引人注目。通信中有十分寶貴的想法和實(shí)驗(yàn)過程，起到了互相交流和啟發(fā)的作用。法國化學(xué)家拉瓦錫對(duì)舍勒十分推崇，使得舍勒在法國的聲譽(yù)比在瑞典國內(nèi)還高。

1775年2月4日，33歲的舍勒當(dāng)選為瑞典科學(xué)院院士。這時(shí)店主人已經(jīng)去世，舍勒繼承了藥店，在他簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室里繼續(xù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。由于經(jīng)常徹夜工作，加上寒冷和有害氣體的侵蝕，舍勒得了哮喘病。他依然不顧危險(xiǎn)經(jīng)常品嘗各種物質(zhì)的味道——他要掌握物質(zhì)各方面的性質(zhì)。他品嘗氫氰酸的時(shí)候，還不知道氫氰酸有劇毒。1786年5月21日，為化學(xué)的進(jìn)步辛勞了一生的舍勒不幸去世，終年只有44歲。

2.發(fā)現(xiàn)氧氣1773年舍勒發(fā)現(xiàn)氧氣的兩種制法。第一種方法將KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加熱分解放出氧氣：

2KNO3=2KNO2+O2↑2Mg(NO3)2=2MgO+4NO2↑+O2↑2Ag2CO3=4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3=2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO=2Hg+O2↑第二種方法將軟錳礦(MnO2)與濃硫酸共熱產(chǎn)生氧氣：2MnO2+2H2SO4(濃)=2MnSO4+2H2O+O2↑3.舍勒的遺憾舍勒研究了氧氣的性質(zhì)，他發(fā)現(xiàn)可燃物在這種氣體中燃燒更為劇烈，燃燒后這種氣體便消失了，因而他把氧氣叫做“火氣”。舍勒是燃素說的信奉者，他認(rèn)為燃燒是空氣中的“火氣”與可燃物中的燃素結(jié)合的過程，火焰是“火氣”與燃素相結(jié)合形成的化合物。他將他的發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)寫成《論空氣和火的化學(xué)》。這篇論文拖延了4年直到1777年才發(fā)表。而英國化學(xué)家普里斯特里在1774年發(fā)現(xiàn)氧氣后，很快就發(fā)表了論文。(二)普里斯特里發(fā)現(xiàn)氧氣的制法

普里斯特里是18世紀(jì)下半葉研究氣體化學(xué)最注明的代表人物之一。1.普里斯特里的生平普里斯特里(JosephPriestley,1733-1804)普里斯特里一生的大部分時(shí)間是在英國的利茲作牧師，業(yè)余愛好化學(xué)。1773年他結(jié)識(shí)了著名的美國科學(xué)家兼政治家富蘭克林，他們后來成了經(jīng)常書信往來的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的啟發(fā)和鼓勵(lì)。他在化學(xué)、電學(xué)、自然哲學(xué)、神學(xué)四個(gè)方面都有很多著述。1774年普里斯特里到歐洲大陸參觀旅行。在巴黎，他與拉瓦錫交換了許多化學(xué)方面的看法。正直的普里斯特里同情法國大革命，曾在英國公開做了幾次演講。英國一批反對(duì)法國大革命的人燒毀了他的住宅和實(shí)驗(yàn)室。普里斯特里于1794年他61歲的時(shí)候不得已移居美國，在賓夕法尼亞大學(xué)任化學(xué)教授。美國化學(xué)會(huì)認(rèn)為他是美國最早研究化學(xué)的學(xué)者之一。他住過的房子現(xiàn)在已建成紀(jì)念館，以他的名字命名的普里斯特里獎(jiǎng)?wù)乱殉蔀槊绹瘜W(xué)界的最高榮譽(yù)。2.普里斯特的貢獻(xiàn)1774年，他得到一個(gè)大凸透鏡，用凸透鏡對(duì)準(zhǔn)汞鍛灰(氧化汞)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生一種氣體。用水上收集法收集這種氣體研究后發(fā)現(xiàn)：蠟燭在其中激烈燃燒；小鼠在其中要比在普通空氣中活的更久。

發(fā)現(xiàn)了使化學(xué)發(fā)生革命的元素-----氧。另外，用硝酸處理金屬制得氧化氮。第一次分解出CO、SO2、HCl、NH3。3.普里斯特里的遺憾普里斯特里始終堅(jiān)信燃素說，認(rèn)為這種氣體不含燃素，所以有特別強(qiáng)的吸收燃素的能力，因而能夠助燃，他把氧氣稱之為“脫燃素空氣”，還把氮?dú)夥Q為“被燃素飽和了的空氣”。他寫到：“我把老鼠放在‘脫燃素氣’里，發(fā)現(xiàn)它們過得非常舒服后，我自己受了好奇心的驅(qū)使，又親自加以實(shí)驗(yàn)，我想讀者是不會(huì)覺得驚異的。我自己實(shí)驗(yàn)時(shí)，是用玻璃吸管從放滿這種氣體的大瓶里吸取的。當(dāng)時(shí)我的肺部所得的感覺，和平時(shí)吸入普通空氣一樣；但自從吸過這種氣體以后，經(jīng)過好長(zhǎng)時(shí)間，身心一直覺得十分輕快舒暢。并評(píng)價(jià)到：‘有誰能說這種氣體將來不會(huì)變成通用品呢？不過現(xiàn)在只有兩只老鼠和我，才有享受呼吸這種氣體的權(quán)利罷了’。”四、拉瓦錫氧化學(xué)說的建立

18世紀(jì)后半葉，新發(fā)現(xiàn)的化學(xué)現(xiàn)象層出不窮，燃素說面臨全面危機(jī)。燃素說的擁護(hù)者為了維護(hù)舊理論，力圖對(duì)各種化學(xué)現(xiàn)象做出解釋。在這種化學(xué)思想空前混亂的情況下，法國化學(xué)家拉瓦錫掀起了一場(chǎng)化學(xué)革命。(一)拉瓦錫生平精彩瞬間從律師到化學(xué)家從質(zhì)量不滅到磷的發(fā)現(xiàn)“反燃素化學(xué)”路燈的發(fā)明科學(xué)院院士走上政治旅途財(cái)富和政治斗爭(zhēng)的犧牲者拉瓦錫的生平安東·尼羅朗·拉瓦錫1743年8月26日出生于巴黎一個(gè)富裕的律師家庭。5歲那年他母親因病去世，從此他在姨母照料下生活。11歲時(shí)，他進(jìn)入當(dāng)時(shí)巴黎的名牌學(xué)校——馬沙蘭學(xué)校。以后升人法政大學(xué)，21歲畢業(yè)而取得律師的資格。他的家庭打算讓他繼承父業(yè)成為一個(gè)開業(yè)律師。然而在大學(xué)里他已對(duì)自然科學(xué)產(chǎn)主了濃厚的興趣，主動(dòng)地拜一些著名學(xué)者為師，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、天文、植物學(xué)、地質(zhì)礦物學(xué)和化學(xué)。最初是對(duì)植物學(xué)發(fā)生了興趣。經(jīng)常上山采集標(biāo)本使他對(duì)氣象學(xué)也產(chǎn)生了興趣。后來，拉瓦錫在他的老師，地質(zhì)學(xué)家葛太德的建議下，師從巴黎有名的魯伊勒教授學(xué)習(xí)化學(xué)。

1768年他被任命為法國皇家科學(xué)院的副會(huì)員，1778年成為有表決權(quán)的18名正式會(huì)員之一。1785年他擔(dān)任了科學(xué)院的秘書長(zhǎng)，實(shí)際上成為科學(xué)院的負(fù)責(zé)人。

1789年法國爆發(fā)了資產(chǎn)階級(jí)的大革命。1793年，革命政權(quán)逮捕了包括拉瓦錫，1794年5月8日被處死，一位杰出的科學(xué)家正當(dāng)他事業(yè)興旺時(shí)，落得這樣一個(gè)可悲的結(jié)局，當(dāng)時(shí)和后來的許多人都對(duì)此深感惋借。

拉瓦錫才華洋溢，精力充沛，步入化學(xué)家的行列，成為科學(xué)院的成員后，科學(xué)研究已成為他生活的重要內(nèi)容。從1778年起，他不斷地取得化學(xué)研究上的重大突破。逐漸成為科學(xué)界乃至政界的一位新星。(二)拉瓦錫的成就1.拉瓦錫和他的天平

--------質(zhì)量守恒定律(1).拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)拉瓦錫的第一篇化學(xué)論文是關(guān)于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。拉瓦錫用天平仔細(xì)測(cè)定了不同溫度下石膏失去水蒸氣的質(zhì)量變化。他的老師魯伊勒也對(duì)失去的水蒸氣感性趣，開始使用“結(jié)晶水”這個(gè)名詞了。這次成功使拉瓦錫開始經(jīng)常使用天平，并總結(jié)出了質(zhì)量守恒定律。質(zhì)量守恒定律成為他的信念，成為他進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)、思維和計(jì)算的基礎(chǔ)。例1-----天平的使用例2-----化學(xué)方程式他曾經(jīng)應(yīng)用這一思想，把糖轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭陌l(fā)酵過程表示為下面的等式：葡萄糖=碳酸(CO2)+酒精這正是現(xiàn)代化學(xué)方程式的雛形。用等號(hào)而不用箭頭表示變化過程，表明了他守恒的思想。例3----質(zhì)量守恒

1772年秋天，拉瓦錫照習(xí)慣稱量了一定質(zhì)量的白磷使之燃燒，冷卻后又稱量了燃燒產(chǎn)物P2O5的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增加了！他又燃燒硫磺，同樣發(fā)現(xiàn)燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于硫磺的質(zhì)量。他想這一定是什么氣體被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更細(xì)致的實(shí)驗(yàn)：將白磷放在水銀面上，扣上一個(gè)鐘罩，鐘罩里留有一部分空氣。加熱水銀到40℃時(shí)白磷就迅速燃燒，之后水銀面上升。拉瓦錫描述道：“這表明部分空氣被消耗，剩下的空氣不能使白磷燃燒，并可使燃燒著的蠟燭熄滅；1盎司的白磷大約可得到2.7盎司的白色粉末（P2O5，應(yīng)該是2.3盎司）。增加的重量和所消耗的1/5容積的空氣重量接近相同。”例4----批評(píng)水變土的實(shí)驗(yàn)1768年，拉瓦錫選擇的一個(gè)研究課題------驗(yàn)證水能否變成土。在當(dāng)時(shí)，許多人都相信水能變成土。因?yàn)椋瑏喞锸慷嗟碌摹八脑卣f”中就有水土互變的提法，并且有實(shí)驗(yàn)證明。實(shí)驗(yàn)----支持水變土17世紀(jì)比利時(shí)化學(xué)家海爾蒙特曾以柳樹的實(shí)驗(yàn)支持水能變土的觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)：海爾蒙特將一柳樹苗栽入一預(yù)先經(jīng)烘干稱重的土盆中，經(jīng)常淋水。5年后，柳樹長(zhǎng)成大樹了。泥土經(jīng)烘于，重量并沒有減少。于是他認(rèn)為柳樹長(zhǎng)大所增加的重重，只能來源于水，水能轉(zhuǎn)變?yōu)橥粒闃渌铡Ｈ藗円矔r(shí)常發(fā)現(xiàn)在容器中煮沸水，時(shí)間長(zhǎng)了總會(huì)有沉淀物生成。實(shí)驗(yàn)----拉瓦錫的反駁拉瓦錫對(duì)這一觀點(diǎn)表示懷疑，為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)：他采用一種歐洲煉金術(shù)中使用過的很特別的蒸餾器。這種蒸餾器能使蒸餾物被反復(fù)蒸餾。他將蒸餾器稱重，然后加入一定重量的經(jīng)3次蒸餾后的蒸餾水。密封后點(diǎn)火加熱，保持微熱，同時(shí)進(jìn)行觀察。二周過去了，水還是清的。第三周未開始出現(xiàn)很小一點(diǎn)固體，隨后慢慢變大，第八周固體因增長(zhǎng)而沉淀下來。就這樣連續(xù)加熱了101天，蒸餾器中的確產(chǎn)生了固體沉淀物，冷卻后，他首先稱了總重量，發(fā)現(xiàn)總重量與加熱前相比沒有變化。他又分別對(duì)水、沉淀物、蒸餾器進(jìn)行稱量，結(jié)果是水的重量沒變，沉淀物的重量恰好等于蒸餾器所減少的重量。判斷：據(jù)此拉瓦錫寫論文駁斥了水轉(zhuǎn)比為土的謬說。瑞典化學(xué)家舍勒也對(duì)這沉淀物進(jìn)行分析，證明它的確來自玻璃蒸餾器本身。2.反燃素說燃素說認(rèn)為燃燒是分解過程，燃燒產(chǎn)物應(yīng)該比可燃物質(zhì)量輕。而拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻是截然相反。他把實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫成論文交給法國科學(xué)院。從此他做了很多實(shí)驗(yàn)來證明燃素說的錯(cuò)誤。在1773年2月，他在實(shí)驗(yàn)記錄本上寫到：“我所做的實(shí)驗(yàn)使物理和化學(xué)發(fā)生了根本的變化。”他將“新化學(xué)”命名為“反燃素化學(xué)”。(1)實(shí)驗(yàn)證據(jù)

1774年，拉瓦錫做了煅燒錫和鉛的著名實(shí)驗(yàn)。他將稱量后的金屬分別放入大小不等的曲頸瓶中，密封后再稱量金屬和瓶的質(zhì)量，然后充分加熱。冷卻后再次稱量金屬和瓶的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)沒有變化。打開瓶口，有空氣進(jìn)入，這一次質(zhì)量增加了，顯然增加量是進(jìn)入的空氣的質(zhì)量，這表明鍛灰是金屬與空氣的化合物。拉瓦錫進(jìn)一步想，如果設(shè)法從金屬鍛灰中直接分離出空氣來，就更能說明問題。他曾經(jīng)試圖分解鐵鍛灰(即鐵銹)，但實(shí)驗(yàn)沒有成功。(2)拉瓦錫制得氧氣

1774年10月，普里斯特里訪問巴黎。在歡迎宴會(huì)上與拉瓦錫談到“從紅色沉淀(HgO)和鉛丹(Pb3O4)可得到“脫燃素氣”。對(duì)于正在無奈中的拉瓦錫來說，這條信息是很直接的啟發(fā)。11月，拉瓦錫加熱紅色的汞鍛灰制得了氧氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：加熱汞鍛灰時(shí)，逸出的氣體重量與將汞煅燒成鍛灰時(shí)所增加的重量相等。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅證明了他的上述推斷，也證明了化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒定律。(3)氧氣的研究

1775年，拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)中心已從分解金屬鍛灰制備氧氣轉(zhuǎn)移到了對(duì)氧氣的研究。研究一拉瓦錫做了大量燃燒實(shí)驗(yàn)，如錫、鉛、鐵的煅燒實(shí)驗(yàn)；氧化汞、氧化鉛、硝酸鉀的熱分解實(shí)驗(yàn)等。發(fā)現(xiàn)，燃燒時(shí)增加的重量恰好是氧氣減少的重量。以前認(rèn)為可燃物燃燒時(shí)吸收了一部分空氣，其實(shí)是吸收了氧氣，與氧氣化合，即氧化。這就推翻了燃素說的燃燒理論。研究二

拉瓦錫還用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，研究了呼吸作用，認(rèn)為“是氧氣在動(dòng)物體內(nèi)與碳化合，生成二氧化碳的同時(shí)放出熱來。這和在實(shí)驗(yàn)室中燃燒有機(jī)物的情況完全一樣。”這就解答了體溫的來源問題。

研究三空氣中既然含有1/4的氧氣(數(shù)據(jù)來自原文)，就應(yīng)該含有其它的氣體，拉瓦錫將它稱為“碳?xì)狻薄Ｑ芯苛丝諝獾慕M成后，拉瓦錫總結(jié)道：“大氣中不是全部空氣都是可以呼吸的；金屬煅燒時(shí)，與金屬化合的那部分空氣是最適宜呼吸的，并能助燃，拉瓦錫命名為“氧”；剩下的部分是一種‘碳?xì)狻荒芫S持動(dòng)物的呼吸，也不能助燃。命名為“氮”。他把燃燒與呼吸統(tǒng)一了起來，也結(jié)束了空氣是一種純凈物質(zhì)的錯(cuò)誤見解。研究四普利斯特里、瓦特、卡文迪許和拉瓦錫都進(jìn)行了水的合成和分解實(shí)驗(yàn)，其中卡文迪許的實(shí)驗(yàn)最出色，但給出正確解釋的卻是拉瓦錫。他指出：水不是一種元素，而是“易燃空氣”同氧的化合物。“易燃空氣”也根本不是什么燃素，而是一種組成水的元素。后來，拉瓦錫將它命名為“氫”，意思是“成水元素”。(4)批判燃素說

1777年，拉瓦錫明確地譏諷和批判了燃素說：“化學(xué)家從燃素說只能得出模糊的要素，它十分不確定，因此可以用來任意地解釋各種事物。有時(shí)這一要素是有重量的，有時(shí)又沒有重量；有時(shí)它是自由之火，有時(shí)又說它與土素相化合成火；有時(shí)說它能通過容器壁的微孔，有時(shí)又說它不能透過；它能同時(shí)用來解釋堿性和非堿性、透明性和非透明性、有顏色和無色。它真是只變色蟲，每時(shí)每刻都在改變它的面貌。”

1777年的9月5日，拉瓦錫向法國科學(xué)院提交了劃時(shí)代的《燃燒概論》，系統(tǒng)地闡述了燃燒的氧化學(xué)說，將燃素說倒立的化學(xué)正立過來。這本書后來被翻譯成多國語言，逐漸掃清了燃素說的影響，自此切斷了與古代煉丹術(shù)的聯(lián)系，揭掉了神秘和臆測(cè)的面紗，代之以科學(xué)的實(shí)驗(yàn)和定量的研究。3.燃燒氧化說的觀點(diǎn)(1