高中化學(xué)課外讀物

目錄必修1第一章從實驗學(xué)化學(xué)1．實驗的安全和意外事故處理………………32．化學(xué)實驗室安全歌…………53．幾種分離和提純方法………64．物質(zhì)的量的單位──摩爾…………………65．阿佛加德羅的分子學(xué)說……………………7第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化1．科學(xué)方法簡介………………102．丁達爾效應(yīng)和光散射………103．跨世紀的納米材料…………114．氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中的意義…………135．電離學(xué)說的創(chuàng)立者阿累尼烏斯……………14第三章金屬及其化合物1．電解離析出金屬鉀、鈉、鈣、鎂的戴維…………………182．鋁的故事……………………203．電視機里的“警衛(wèi)員”……………………224．紅寶石與藍寶石……………225．鐵在人體中有什么功能？…………………236．鋁對人體健康有害嗎？……………………25

7．超導(dǎo)材料……………………258．儲氫合金……………………269．形狀記憶合金………………26第四章非金屬及其化合物1．硅與人類文明………………282．化學(xué)家是怎樣認識氯氣和鹽酸的…………303．漂白粉………………………314．飲水消毒……………………325．硫的氧化物…………………326．神奇的一氧化氮分子………337．濃、稀硫酸氧化作用不同的原因…………338．硝酸合成與第一次世界大戰(zhàn)………………349．玻爾巧藏諾貝爾金質(zhì)獎?wù)隆?410．氨氣的發(fā)現(xiàn)與合成………34必修2第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律1．元素周期律的發(fā)現(xiàn)…………372．元素周期律和元素周期表的重要意義……393．元素周期表的終點在哪里？………………404．化學(xué)元素命名趣談…………405．氟的制取———悲壯的歷程………………436．碘的化合物與人體健康……………………44第二章化學(xué)反應(yīng)與能量1．熱化學(xué)簡介…………………452．能源的分類…………………463．原電池………………………464．電池的種類…………………475．節(jié)能和新能源的開發(fā)………48第三章有機化合物1．“可燃冰”——未來的新能源……………512．液化石油氣的成分…………523．塑料袋的毒性鑒別…………534．酒的起源……………………535．“酸”和醋…………………546．有機結(jié)構(gòu)理論的奠基人凱庫勒……………55第四章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1．海洋──人類未來的財富…………………592．海水化學(xué)資源概況和海水利用……………593．大氣污染的危害……………604．酸雨…………615．我國水污染防治面臨五大嚴峻挑戰(zhàn)………616．居室內(nèi)的主要化學(xué)污染物…………………637．綠色化學(xué)的含義……………638．綠色化學(xué)在行動……………649．八大公害事件………………66化學(xué)樂園1．中國化學(xué)史上的“世界第一”……………682．趣味化學(xué)實驗………………693．化學(xué)謎語……………………704．成語中的化學(xué)知識…………735．化學(xué)史大事年表……………74必修1第一章從實驗學(xué)化學(xué)1．實驗的安全和意外事故處理（1）實驗安全●防止火災(zāi)化學(xué)藥品中有很多是易燃物，在使用時若不注意可能釀成火災(zāi)。所以，對易燃物：①必須妥善保管，放在專柜中，遠離火源。易燃品、強氧化劑、鉀、鈉、鈣等強還原劑要妥善保管；②使用易揮發(fā)可燃物如乙醇、乙醚、汽油等應(yīng)防止蒸氣逸散，添加易燃品一定要遠離火源；③進行加熱或燃燒實驗時要嚴格操作規(guī)程和儀器選用，如蒸餾時要用冷凝器等；④易燃物質(zhì)用后若有剩余，決不能隨意丟棄，如殘留的金屬鈉應(yīng)用乙醇處理，白磷應(yīng)放在冷水中浸泡等。另外，實驗室必須配備各種滅火器材（酸堿滅火器、四氯化碳滅火器、粉末滅火器、沙子、石棉布、水桶等）并裝有消防龍頭。實驗室電器要經(jīng)常檢修，防止電火花、短路、超負載等引發(fā)火災(zāi)。在使用酒精燈時，一定要注意：①不能用燃著的酒精燈去點燃另一盞酒精燈；②不能用嘴吹滅酒精燈；③不能向燃著的酒精燈中添加酒精；④燈壺內(nèi)的酒精不能超過容積的2/3等。●滅火如果不慎在實驗室發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)立即采取以下措施：①防止火勢擴展：移走可燃物，切斷電源，停止通風(fēng)。②撲滅火源：酒精等有機溶劑潑灑在桌面上著火燃燒，用濕布、石棉或沙子蓋滅，火勢大可以用滅火器撲滅。小范圍的有機物、鉀、鈉、白磷等化學(xué)物質(zhì)著火可用沙蓋滅。③常用滅火器的種類和使用范圍見下：類

型藥液成分適用滅火對象酸堿式H2SO4和NaHCO3非油類、電器泡沫式Al2(SO4)3和NaHCO3油類CO2滅火器液態(tài)CO2電器、小范圍油類、忌水的化學(xué)品四氯化碳液態(tài)四氯化碳電器、汽油、丙酮。不能用于鉀、鈉、電石、CS2干粉滅火器NaHCO3等類，適量潤滑劑、防潮劑油類、可燃氣體、精密儀器、圖書文件等撲救化學(xué)火災(zāi)注意事項：①與水發(fā)生劇烈反應(yīng)的化學(xué)藥品不能用水撲救，如鉀、鈉、鈣粉、鎂粉、鋁粉、電石、三氯化磷、五氯化磷、過氧化鈉、過氧化鋇、磷化鈣等，它們與水反應(yīng)放出氫氣、氧氣等將引起更大火災(zāi)。②比水密度小的有機溶劑，如苯、石油等烴類、醇、醚、酮、酯類等著火，不能用水撲滅，否則會擴大燃燒面積；比水密度大且不溶于水的有機溶劑，如二硫化碳等著火，可用水撲滅，也可用泡沫滅火器、二氧化碳滅火器撲滅。③反應(yīng)器內(nèi)的燃燒，如是敞口器皿可用石棉布蓋滅。蒸餾加熱時，如因冷凝效果不好，易燃蒸氣在冷凝器頂端燃著，絕對不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口，應(yīng)先停止加熱，再行撲救，以防爆炸。●防止爆炸各種可燃氣體與空氣混合都有一定的爆炸極限，點燃氣體前，一定要先檢驗氣體的純度。特別是氫氣，在點燃氫氣或加熱與氫氣反應(yīng)的物質(zhì)前，都必須檢驗其純度。●防止倒吸引起爆裂加熱制備氣體并將氣體通入溶液中的實驗，要防止因反應(yīng)容器內(nèi)壓強銳減而造成液體倒吸入熱的反應(yīng)容器內(nèi)。玻璃的膨脹系數(shù)比較小，冷熱不均會造成玻璃容器爆裂，甚至濺傷實驗人員。為此，要注意以下幾點：①加熱盡可能均勻；②在反應(yīng)容器后加一個安全瓶；③用倒扣漏斗等方法吸收易溶于水的氣體；④實驗結(jié)束前先從溶液中撤出導(dǎo)管再停止加熱?！穹乐褂泻怏w污染空氣有毒氣體如Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2等酸性氣體，用強堿溶液吸收（通常用濃NaOH溶液）；CO點燃除掉；NO先與足量空氣混合后再通入堿溶液中；H2和其他可燃性氣體，如氣態(tài)烴雖無毒性，但彌散在空氣中有著火或爆炸的危險，應(yīng)當點燃除掉；NH3用濃硫酸吸收；制備有毒氣體的實驗應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進行?！穹乐贡┓屑訜嵊袡C物時，由于它們的沸點一般比較低，一旦溫度過高，液體局部過熱，會形成暴沸現(xiàn)象，反應(yīng)溶液甚至沖開橡皮塞濺傷實驗者，所以，在反應(yīng)容器中要放一些碎瓷片。●嚴格按照實驗規(guī)程進行操作藥品用量要盡可能少，如金屬鉀與水反應(yīng)，鉀的用量控制為綠豆般大小。用量過大，反應(yīng)十分激烈會引起燃燒甚至爆炸。燒瓶內(nèi)反應(yīng)溶液的體積一般不宜超過瓶容積的一半，以防沖出瓶外。加熱應(yīng)控制在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，特別是有機反應(yīng)，如酯的制備要用小火加熱等。易燃試劑在實驗時遠離熱源；取用試劑后及時塞好瓶塞；稀釋濃硫酸一定要將濃硫酸沿器壁慢慢倒入水中并不斷攪拌。聞氣體的氣味時要用手輕輕扇動，讓極少量氣體飄進鼻孔等。（2）意外事故的處理方法●創(chuàng)傷急救用藥棉或紗布把傷口清理干凈，若有碎玻璃片要小心除去，用雙氧水擦洗或涂紅汞水，也可涂碘酒（紅汞與碘酒不可同時使用），再用創(chuàng)可貼外敷?！駹C傷和燒傷的急救可用藥棉浸75%～95%的酒精輕涂傷處，也可用3%～5%的KMnO4溶液輕擦傷處到皮膚變棕色，再涂燙傷藥膏?！裱劬Φ幕瘜W(xué)灼傷應(yīng)立即用大量流水沖洗，邊洗邊眨眼睛。如為堿灼傷，再用20%的硼酸溶液淋洗；若為酸灼傷，則用3%的NaHCO3溶液淋洗?！駶馑岷蜐鈮A等強腐蝕性藥品使用時應(yīng)特別小心，防止皮膚或衣物被腐蝕。如果酸（或堿）流在實驗桌上，立即用NaHCO3溶液（或稀醋酸）中和，然后用水沖洗，再用抹布擦干。如果只有少量酸或堿液滴到實驗桌上，立即用濕抹布擦凈，再用水沖洗抹布。如果不慎將酸沾到皮膚或衣物上，立即用較多的水沖洗，再用3%～5%的NaHCO3溶液沖洗。如果是堿溶液沾到皮膚上，要用較多的水沖洗，再涂上硼酸溶液?！衿渌瘜W(xué)灼傷的急救溴：用1體積氨水+1體積松節(jié)油+10體積乙醇混合處理。磷：先用5%的CuSO4溶液洗，再用1g/L的KMnO4苯酚：先用大量水洗，再用乙醇擦洗，最后用肥皂水、清水洗滌。（3）妥善處理實驗后的廢液和廢渣化學(xué)實驗的廢液大多數(shù)是有害或有毒的，不能直接排到下水管道中，可先用廢液缸收集儲存，以后再集中處理。但一些能相互反應(yīng)產(chǎn)生有毒物質(zhì)的廢液不能隨意混合，如強氧化劑與鹽酸、硫化物、易燃物，硝酸鹽和硫酸，有機物與過氧化物，磷和強堿（產(chǎn)生PH3），亞硝酸鹽和強酸（產(chǎn)生HNO2），二氧化錳、高錳酸鉀、氯酸鉀等不能與濃鹽酸混合；揮發(fā)性酸與不揮發(fā)性酸等。常見廢液的處理方法見下表：廢

液處理方法注意事項酸或堿中和法分別收集，混合無危險時將廢酸、廢堿混合氧化劑

還原劑氧化還原法分別收集，查明廢液化學(xué)性質(zhì)，將一種廢液分次少量加入另一種廢液中含重金屬離子的廢液氫氧化物沉淀法，硫化物共沉淀法用過濾或傾析法將沉淀分離，濾液不含重金屬離子后再排放含Ba2+沉淀法加入Na2SO4溶液，過濾，除去沉淀即可排放有機物焚燒法，有機溶劑萃取回收利用生成水、CO2等不污染環(huán)境

用溶劑萃取，分液后回收利用固體殘渣往往有一些重金屬鹽，對水體和土壤會造成污染，要處理（一般變成難溶的氧化物或氫氧化物）后集中掩埋。汞不慎撒落地面時，要先用硫黃覆蓋，使其化合為硫化汞后掃除并妥善掩埋。用剩下的鈉、鉀、白磷等易燃物，氧化劑高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化鈉等，易揮發(fā)的有機物等不可隨便丟棄，防止著火事件發(fā)生。有毒物質(zhì)用剩后不可隨意亂扔。2．化學(xué)實驗室安全歌水火無情，人命關(guān)天，安全第一，牢記心田。一防水患，二防火險，三防爆炸，四防觸電。實驗之前，準備在先，防護用品，一應(yīng)俱全。實驗之中，不得擅離，及時觀察，預(yù)防突變。短暫離開，同伴照看，尤應(yīng)注意，停水停電。加熱過夜，最是危險，確需如此，要五保險:調(diào)壓變壓;使用繼電;硅油熱包，用作熱源;不準回流，不開水冷;溫度恒定，方可安眠。用水注意，水管緊連，水量勿猛，下班拔管。使用電器，先查電線，防止短路，防止漏電。慎用煤氣，小心引燃，遠離溶劑，遠離實驗。明火加熱，通風(fēng)在先。高壓氣瓶，放穩(wěn)放遠，氫氣鋼瓶，操作要嚴。家用冰箱，不適實驗。箱內(nèi)容器，一定蓋嚴，要放平穩(wěn)，務(wù)貼標簽。劇毒試劑，專人領(lǐng)取，金屬鉀鈉，存放專點。各種溶劑，勿貯太多，存于陰處，入夏尤然。殘渣廢液，不可入池，分門別類，各歸其所。實驗室內(nèi)，保持整潔，不能用膳，不準抽煙。最后離室，是個關(guān)鍵，水電氣窗，閘銷復(fù)原。滅火用具，經(jīng)常檢查，急救藥品，常備手邊。遇有險情，先斷電源，報警號碼，隨處可見。此歌唱完，認真實踐，膽大心細，永保安全。3．幾種分離和提純方法

分離和提純方法過

程應(yīng)用實例傾析從液體中分離密度較大且不溶的固體分離沙和水過濾從液體中分離不溶的固體凈化食用水溶解和過濾分離兩種固體，一種能溶于某溶劑，另一種則不溶分離鹽和沙離心分離法從液體中分離不溶的固體分離泥和水結(jié)晶法從溶液中分離已溶解的溶質(zhì)從海水中提取食鹽分液分離兩種不互溶的液體分離油和水萃取加入適當溶劑把混合物中某成分溶解及分離用庚烷提取水溶液中的碘蒸餾從溶液中分離溶劑和非揮發(fā)性溶質(zhì)從海水中取得純水分餾分離兩種互溶而沸點差別較大的液體從液態(tài)空氣中分離氧和氮；石油的精煉升華分離兩種固體，其中只有一種可以升華分離碘和沙吸附除去混合物中的氣態(tài)或固態(tài)雜質(zhì)用活性炭除去黃糖中的有色雜質(zhì)色層分析法分離溶液中的溶質(zhì)分離黑色墨水中不同顏色的物質(zhì)4．物質(zhì)的量的單位──摩爾摩爾一詞來源于拉丁文moles，原意為大量和堆集。早在20世紀40至50年代，就曾在歐美的化學(xué)教科書中作為克分子量的符號。1961年，化學(xué)家將摩爾稱為“化學(xué)家的物質(zhì)的量”，并闡述了它的涵義。同年，在美國《化學(xué)教育》雜志上展開了熱烈的討論，大多數(shù)化學(xué)家發(fā)表文章表示贊同使用摩爾。1971年，在由41個國家參加的第14屆國際計量大會上，正式宣布了國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會、國際純粹和應(yīng)用物理聯(lián)合會和國際標準化組織關(guān)于必須定義一個物質(zhì)的量的單位的提議，并作出了決議。從此，“物質(zhì)的量”就成為了國際單位制中的一個基本物理量。摩爾是由克分子發(fā)展而來的，起著統(tǒng)一克分子、克原子、克離子、克當量等許多概念的作用，同時把物理上的光子、電子及其他粒子群等“物質(zhì)的量”也概括在內(nèi)，使在物理和化學(xué)中計算“物質(zhì)的量”有了一個統(tǒng)一的單位。第14屆國際計量大會批準的摩爾的定義為：（1）摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所含的基本單元數(shù)與12kg1（2）在使用摩爾時，基本單元應(yīng)予指明，可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合。根據(jù)摩爾的定義，12g12C中所含的碳原子數(shù)目就是1mol，即摩爾這個單位是以1摩爾跟其他的基本計量單位一樣，也有它的倍數(shù)單位。1Mmol=1000kmol1kmol=1000mol1mol=1000mmol那么，什么樣的特定組合才符合摩爾定義中所規(guī)定的基本單元的涵義呢？凡是物質(zhì)系統(tǒng)中能以化學(xué)式表示，同時又可以計數(shù)的特定組合都可以計量它的物質(zhì)的量。國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會于1979年出版的“物理化學(xué)量和單位的符號與術(shù)語手冊”（第二次修訂本）中對摩爾的應(yīng)用示例作了重要的增補，即：1molHgCl

其質(zhì)量為236.04g1molHg2Cl2

其質(zhì)量為472.08g1molHg22+

其質(zhì)量為401.8g，帶有11mol1/2Ca2+

其質(zhì)量為20.04g，帶有96.49kC的電量1mole－

其質(zhì)量為548.60μg，帶有-96.49kC的電量1mol某種混合物，其組分的摩爾分數(shù)（x）為：x(N2)=0.7809x(O2)=0.2095x(Ar)=0.0093x(CO2)=0.0003具有的質(zhì)量為28.964g。1mol頻率為1014Hz的光子，具有39.90kJ的能量。5．阿佛加德羅的分子學(xué)說一、阿佛加德羅的一生化學(xué)家阿佛加德羅（Avogadro,A.1776-1856）是意大利都靈市人，出生于一位著名的律師家庭。16歲時取得了法學(xué)士學(xué)位，20歲時獲得法學(xué)博士學(xué)位，并當了幾年的律師。他厭倦律師工作，從24歲起他開始對數(shù)學(xué)、物理學(xué)發(fā)生了濃厚的興趣。阿佛加德羅學(xué)習(xí)認真，工作負責(zé)。盡管他懂法文、英文和德文，可是他的科學(xué)理論除意大利外，外國很少有人知道。1804年都靈科學(xué)院推選他當通訊院士，1819年才正式選為科學(xué)院院士。1820年被聘為都靈大學(xué)數(shù)學(xué)、物理學(xué)教授，一直在這里教學(xué)和科研多年。他一生發(fā)表了50多篇論文，內(nèi)容十分豐富，還有最重要的著作《可度量物體物理學(xué)》共4大卷。阿佛加德羅生前沒有獲得任何榮譽稱號。死后才贏得人們的崇敬。1911年為紀念阿佛加德羅定律提出100周年，意大利在都靈建立了阿佛加德羅紀念像，出版了他的選集，頒發(fā)了紀念章。1956年，意大利科學(xué)院召開了紀念阿佛加德羅逝世100年大會。在會上意大利總統(tǒng)將首次頒發(fā)的加佛加德羅大金質(zhì)獎?wù)率谂c兩位著名的諾貝爾化學(xué)獎獲得者──英國化學(xué)家欣謝爾伍德(Hinshelwood,S.C.1897-1967）和美國化學(xué)家鮑林。他們在致詞中一致贊頌，他“為人類科學(xué)發(fā)展作出貢獻的阿佛加德羅永遠為人們所崇敬?！倍⑷摲肿游茨艿玫街匾暬瘜W(xué)家道爾頓發(fā)表原子學(xué)說的第二年，化學(xué)家蓋·呂薩克提出了氣體化合體積定律。他將自己做的化學(xué)實驗結(jié)果與原子學(xué)說相對照，認為原子學(xué)說所說化學(xué)反應(yīng)中各種原子以簡單數(shù)目相結(jié)合的論點，可以用自己的實驗予以支持，于是他提出了一個新的假說：“在同溫同壓下，相同體積的不同氣體含有相同數(shù)目的原子”他認為這一假說是對原子學(xué)說的支持和發(fā)展。沒想到，道爾頓堅決反對這個假說，因為原子學(xué)說認為不同元素的原子大小不會一樣，其重量也不一樣，因而相同體積的不同氣體不可能含有相同數(shù)目的原子。正當化學(xué)界對蓋·呂薩克提出的假說開展爭論時，阿佛加德羅對這個問題也發(fā)生了濃厚的興趣。他仔細考察了蓋·呂薩克和道爾頓爭論之所以相持不下，矛盾無法解決，關(guān)鍵在于沒有指出分子的存在。1811年，阿佛加德羅在法國《物理雜志》發(fā)表一篇經(jīng)典性的論文，題為《論測定物體中原子相對重量及其化合物中數(shù)目比例的一種方法》，論述了有關(guān)原子量的測定，化學(xué)式的確立等，他根據(jù)蓋·呂薩克的實驗事實，進行了合理的推論，引入了分子概念。文章指出，原子是參加化學(xué)反應(yīng)的最小質(zhì)點，分子則是游離態(tài)單質(zhì)或化合物能獨立存在最小質(zhì)點。分子由原子組成，單質(zhì)分子由相同元素的原子組成，化合物分子則由不同元素的若干原子組成。他還根據(jù)蓋·呂薩克定律的實驗事實，修正了蓋·呂薩克假說中的錯誤。認為“在同溫同壓下，相同體積的不同氣體具有相同數(shù)目的分子。”此假說的奧妙之處在于把原子換成了分子，這樣跟道爾頓的原子學(xué)說就沒有矛盾了，跟實驗事實也統(tǒng)一起來了，這樣跟道爾頓的原子學(xué)說就沒有矛盾了，跟實驗事實也統(tǒng)一起來了。根據(jù)阿佛加德羅的假說，只要承認任何物質(zhì)可以獨立存在的最小微粒是分子，那么單個的氣體分子就不是單個的原子，而是由兩個或兩個以上的原子所組成，如氫、氧、氮、氯的分子都是由2個原子組成的。雖然阿佛加德羅假說，言之成理，持之有據(jù)，可是并未獲得化學(xué)界的承認。1814年，阿佛加德羅發(fā)表了第二篇關(guān)于闡述分子假說的論文，仍然沒有引起什么反響，同樣遭到冷遇。就是在這一年，法國物理學(xué)家安培（Ampere,A.M.1775-1836）也獨立提出了類似的分子假說，也沒有引起化學(xué)界的注意。這時阿佛加德羅更清楚地認識到自己提出的分子假說在化學(xué)發(fā)展中的重要意義。他對這種現(xiàn)象非常著急，于是在1821年又發(fā)表了闡述分子假說的第三篇論文。在文中寫道：“我是第一個注意到蓋·呂薩克氣體實驗定律可以用來測定分子量的人，而且也是第一個注意到它對道爾頓的原子學(xué)說具有意義的人。沿著這種途徑我得出了氣體結(jié)構(gòu)假說，它在相當大的程度上簡化了蓋·呂薩克定律的應(yīng)用”。在阿佛加德羅論述了分子假說后，感慨地寫：“在物理學(xué)家和化學(xué)家深入地研究原子學(xué)說和分子假說之后，正如我所預(yù)言，它將要成為整個化學(xué)的基礎(chǔ)和使化學(xué)這門科學(xué)日益完善的源泉?！北M管阿佛加德羅前后三論，作了最大的努力，但是，還是沒有獲得人們的認可。三、分子學(xué)說的再生道爾頓提出原子學(xué)說后，測定原子量已成為化學(xué)家研究的重要課題。但是由于不承認分子的存在，化合物的原子組成就無法確定，以至原子量測定的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一片混亂。于是有的化學(xué)家對原子量能否測定表示懷疑，甚至對原子學(xué)說是否正確也產(chǎn)生了懷疑，不承認分子假說，在有機化學(xué)中同樣產(chǎn)生了極大的混亂，如醋酸就可以寫出19個不同的化學(xué)式，當量有時等于原子量，有時等于重合原子量（即分子量），無論無機化學(xué)還是有機化學(xué)中的混亂局面，都使化學(xué)家無法容忍。因而他們要求召開一次國際會議，力求通過討論，在化學(xué)式、原子量等問題上取得統(tǒng)一的意見。于是1860年9月在德國卡爾斯魯厄召開了國際化學(xué)會議。來自世界各國的140位化學(xué)家在會上爭論熱烈，但沒有統(tǒng)一的意見。明珠是不怕被土埋的，到一定的時候，仍然會破土而出，放出光芒。這時意大利化學(xué)家康尼查羅（Cannizzaro,S.1826-1910）散發(fā)了他寫的《化學(xué)哲學(xué)教程提要》的單行本。他回顧了50年來化學(xué)發(fā)展的歷程，成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)，都充分證實了阿佛加德羅的分子假說是正確的。這個單行本一開始就寫道：“我相信，近年來科學(xué)的進步、已經(jīng)證實了阿佛加德羅、安培和杜馬關(guān)于氣態(tài)物質(zhì)具有相似結(jié)構(gòu)的假說，即同體積的氣體，無論是單質(zhì)還是化合物，都含有相同數(shù)目的分子，而不含有相同數(shù)目的原子，因為不面物質(zhì)的分子以及在不同狀態(tài)下的相同物質(zhì)的分子可能含有不同數(shù)目的原子，其性質(zhì)也可能相同，也可能不同”。接著康尼查羅在書中著重介紹了求原子量和分子量的基本方法，還研究了應(yīng)用杜隆和培蒂的原子熱容定律來驗證自己所得原子量的正確性。康尼查羅還指出當量與原子量的不同，原子有自己不變的原子量，但也可能具有不同的當量。化學(xué)家經(jīng)過50來年的曲折歷程，終于承認阿佛加德羅的分子假說了。阿佛加德羅的偉大貢獻被發(fā)現(xiàn)，立即光芒四射，成為扭轉(zhuǎn)這一混亂局面的理論武器。第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化1．科學(xué)方法簡介類別名稱定義方法舉例獲取科學(xué)事實的方法觀察通過感官或借助一定儀器，有目的、有計劃地考察和描述客觀對象的方法直接觀察

間接觀察實驗根據(jù)一定的研究目的，運用一定的物質(zhì)手段（通常是科學(xué)儀器和設(shè)備），在人為控制或模擬自然現(xiàn)象的條件下獲取科學(xué)事實、探索其本質(zhì)和規(guī)律的方法定性實驗

定量實驗

對照實驗

模擬實驗思想實驗按照實驗的模型展開的思維活動，是一種特殊實驗方法理想實驗

想象實驗整理科

學(xué)事實

的方法比較通過相關(guān)對象之間的對比，確定它們的差異點和共同點，并發(fā)現(xiàn)其共同規(guī)律的思維方法求同比較

求異比較

綜合比較分類根據(jù)對象的共同點和差異點，將對象區(qū)分為不同的種類，而且形成有一定從屬關(guān)系的不同等級的系統(tǒng)的邏輯方法樹狀分類法

二元分類法

多元分類法類比根據(jù)兩類對象之間某些相同或相似，推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法共存類比法

因果類比法

對稱類比法

綜合類比法歸納從個別到一般的邏輯思維方法完全歸納法

不完全歸納法

科學(xué)歸納法演繹與歸納法相反，從一般到個別的邏輯思維方法分析把整體分解為部分，或把復(fù)雜事物分解為簡單要素，或把過程分解為階段，或把動態(tài)凝固為靜態(tài)來研究的思維方法綜合與分析相反，把各個部分、各個方面、各個層次、各種因素結(jié)合起來，動態(tài)地考察對象的思維方法構(gòu)造科

學(xué)理論

體系的

方法假說根據(jù)科學(xué)原理和事實，對未知的新事實作出的假定性說明模型通過研究模型來解釋原型（被模擬的對象）的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法理想模型

物理模型

數(shù)學(xué)模型科學(xué)理論是系統(tǒng)化了的科學(xué)知識體系，它用概念、判斷、推理的形式完整地反映客觀對象的本質(zhì)及其規(guī)律橫向科

學(xué)方法系統(tǒng)方法按照事物的系統(tǒng)性把對象放在系統(tǒng)的模式中加以考察的方法信息方法把系統(tǒng)的過程當作信息傳遞和轉(zhuǎn)換的過程，通過對信息流程的分析和處理，以達到對某個復(fù)雜系統(tǒng)運動過程的規(guī)律性認識的方法反饋控制用系統(tǒng)活動的結(jié)果來調(diào)整系統(tǒng)活動的方法功能模擬以功能和行為的相似為基礎(chǔ)，用模型模仿原型的功能和行為的方法黑箱方法利用外部觀測、試驗，通過輸入、輸出信息來研究黑箱功能和特征，探究其構(gòu)造和機理的方法2．丁達爾效應(yīng)和光散射1869年，英國科學(xué)家丁達爾發(fā)現(xiàn)了丁達爾效應(yīng)。光射到粒子上可以發(fā)生兩種情況，一是當粒子直徑大于入射光波長很多倍時，發(fā)生光的反射；二是當粒子直徑小于入射光的波長時，發(fā)生光的散射，散射出來的光稱為乳光。散射光的強度，隨著顆粒半徑增加而變化。懸（乳）濁液分散質(zhì)粒子直徑太大，對于入射光只有反射而不散射；溶液里溶質(zhì)粒子太小，對于入射光散射很微弱，觀察不到丁達爾效應(yīng)；只有溶膠才有比較明顯的乳光，這時粒子好像一個發(fā)光體，無數(shù)發(fā)光體散射的結(jié)果就形成了光的通路。散射光的強度還隨著粒子濃度的增大而增加，因此，進行實驗時，溶膠濃度不要太小。3．跨世紀的納米材料1965年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、美國加利福尼亞工學(xué)院教授費曼(R.P.Feynman)曾在1959年預(yù)言：“如果有一天可以按照人的意志來安排一個個原子，將會產(chǎn)生怎樣的奇跡？”時間僅僅過去了二十幾年，到了1982年，費曼的預(yù)言便成了現(xiàn)實。國際尚用機器公司研制成了掃描隧道顯微鏡（簡稱STM），它不僅能使人類觀察到了原子，而且能夠利用儀器的針尖來操縱原子，德國科學(xué)家賓尼（G.Binnig）等利用掃描隧道顯微鏡在鎳板上將硅原子組成了“IBM”（國際商用機器公司的英文縮略語）的字樣。不久，日本科學(xué)家又將硅原子堆成了一個金字塔。于是，人類也像大自然一樣，成了主宰原子和分子的主人，而不僅僅是被動地去認識和利用大自然造就的原子和分子。這樣，到了20和21世紀之交，人類正在悄悄地進入一個嶄新的科技時代──納米科技時代。納米科技是在納米的尺度上研究和應(yīng)用原子、分子及其結(jié)構(gòu)信息的高新技術(shù)，它的最終目標是直接用具有納米尺度的原子、分子制造有特定功能的材料，被稱為納米材料（由粒徑1～100nm的粒子組成的固體材料），它是21世紀很有希望和前途的新型材料。（1）納米材料的發(fā)現(xiàn)組成材料的物質(zhì)顆粒變小了，“小不點”會不會與“大個子”的性質(zhì)很不相同呢？這便是納米材料的發(fā)現(xiàn)者德國物理學(xué)家格萊特（Grant）的科學(xué)思路。那是1980年的一天，格萊特到澳大利亞旅游，當他獨自駕車橫穿澳大利亞的大沙漠時，空曠、寂寞和孤獨的環(huán)境反而使他的思維特別活躍和敏銳。他長期從事晶體材料的研究，了解晶體的晶粒大小對材料的性能有很大的影響：晶粒越小，強度就越高。格萊特上面的設(shè)想只是材料的一般規(guī)律，他的想法一步一步地深入：如果組成材料的晶體的晶粒細到只有幾個納米大小，材料會是個什么樣子呢？或許會發(fā)生“翻天覆地”的變化吧！格萊特帶著這些想法回國后，立即開始試驗。經(jīng)過將近4年的努力，終于在1984年制得了只有幾個納米大小的超細粉末，包括各種金屬、無機化合物和有機化合物的超細粉末。格萊特在研究這些超細粉末時發(fā)現(xiàn)了一個十分有趣的現(xiàn)象。眾所周知，金屬具有各種不同的顏色，如金子是金黃色的，銀子是銀白色的，鐵是灰黑色的。至于金屬以外的材料如無機化合物和有機化合物，它們也可以帶著不同的色彩：瓷器上面的釉歷來都是多彩的，由各種有機化合物組成的染料更是鮮艷無比。可是，一旦所有這些材料都被制成超細粉末時，它們的顏色便一律都是黑色的：瓷器上的釉、染料以及各種金屬統(tǒng)統(tǒng)變成了一種顏色──黑色。正像格萊特想像的那樣，“小不點”與“大個子”相比，性能上發(fā)生了“翻天覆地”的變化。為什么無論什么材料，一旦制成納米“小不點”，就都成了黑色的呢？原來，當材料的顆粒尺寸變小到小于光波的波長（1×10-7m左右）時，它對光的反射能力變得非常低，大約低到小于1“小不點”性質(zhì)上的變化確實是令人難以置信的。著名的美國阿貢國家實驗室制備出了一種納米金屬，居然使金屬從導(dǎo)電體變成了絕緣體；用納米大小的陶瓷粉末燒結(jié)成的陶瓷制品再也不會一摔就破了。格萊特的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)和正在改變科學(xué)技術(shù)中的一些傳統(tǒng)概念。因此，納米材料將是21世紀備受矚目的一種高新技術(shù)產(chǎn)品。（2）納米材料的應(yīng)用①天然納米材料海龜在美國佛羅里達州的海邊產(chǎn)卵，但出生后的幼小海龜為了尋找食物，卻要游到英國附近的海域，才能得以生存和長大。最后，長大的海龜還要再回到佛羅里達州的海邊產(chǎn)卵。如此來回約需5～6年，為什么海龜能夠進行幾萬千米的長途跋涉呢？它們依靠的是頭部內(nèi)的納米磁性材料，為它們準確無誤地導(dǎo)航。生物學(xué)家在研究鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物為什么從來不會迷失方向時，也發(fā)現(xiàn)這些生物體內(nèi)同樣存在著納米材料為它們導(dǎo)航。②納米磁性材料在實際中應(yīng)用的納米材料大多數(shù)都是人工制造的。納米磁性材料具有十分特別的磁學(xué)性質(zhì)，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)和矯頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料不僅音質(zhì)、圖像和信噪比好，而且記錄密度比γ-Fe2O3高幾十倍。超順磁的強磁性納米顆粒還可制成磁性液體，用于電聲器件、阻尼器件、旋轉(zhuǎn)密封及潤滑和選礦等領(lǐng)域。③納米陶瓷材料傳統(tǒng)的陶瓷材料中晶粒不易滑動，材料質(zhì)脆，燒結(jié)溫度高。納米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運動，因此，納米陶瓷材料具有極高的強度和高韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進行冷加工。如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然后做表面退火處理，就可以使納米材料成為一種表面保持常規(guī)陶瓷材料的硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，而內(nèi)部仍具有納米材料的延展性的高性能陶瓷。④納米傳感器納米二氧化鋯、氧化鎳、二氧化鈦等陶瓷對溫度變化、紅外線以及汽車尾氣都十分敏感。因此，可以用它們制作溫度傳感器、紅外線檢測儀和汽車尾氣檢測儀，檢測靈敏度比普通的同類陶瓷傳感器高得多。⑤納米傾斜功能材料在航天用的氫氧發(fā)動機中，燃燒室的內(nèi)表面需要耐高溫，其外表面要與冷卻劑接觸。因此，內(nèi)表面要用陶瓷制作，外表面則要用導(dǎo)熱性良好的金屬制作。但塊狀陶瓷和金屬很難結(jié)合在一起。如果制作時在金屬和陶瓷之間使其成分逐漸地連續(xù)變化，讓金屬和陶瓷“你中有我、我中有你”，最終便能結(jié)合在一起形成傾斜功能材料，它的意思是其中的成分變化像一個傾斜的梯子。當用金屬和陶瓷納米顆粒按其含量逐漸變化的要求混合后燒結(jié)成形時，就能達到燃燒室內(nèi)側(cè)耐高溫、外側(cè)有良好導(dǎo)熱性的要求。⑥納米半導(dǎo)體材料將硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成納米材料，具有許多優(yōu)異性能。例如，納米半導(dǎo)體中的量子隧道效應(yīng)使某些半導(dǎo)體材料的電子輸運反常、導(dǎo)電率降低，電導(dǎo)熱系數(shù)也隨顆粒尺寸的減小而下降，甚至出現(xiàn)負值。這些特性在大規(guī)模集成電路器件、光電器件等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。利用半導(dǎo)體納米粒子可以制備出光電轉(zhuǎn)化效率高的、即使在陰雨天也能正常工作的新型太陽能電池。由于納米半導(dǎo)體粒子受光照射時產(chǎn)生的電子和空穴具有較強的還原和氧化能力，因而它能氧化有毒的無機物，降解大多數(shù)有機物，最終生成無毒、無味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半導(dǎo)體納米粒子利用太陽能催化分解無機物和有機物。⑦納米催化材料納米粒子是一種極好的催化劑，這是由于納米粒子尺寸小、表面的體積分數(shù)較大、表面的化學(xué)鍵狀態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同、表面原子配位不全，導(dǎo)致表面的活性位置增加，使它具備了作為催化劑的基本條件。鎳或銅鋅化合物的納米粒子對某些有機物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可替代昂貴的鉑或鈀催化劑。納米鉑黑催化劑可以使乙烯的氧化反應(yīng)的溫度從600℃降低到室溫。⑧醫(yī)療上的應(yīng)用血液中紅血球的大小為6000～9000nm，而納米粒子只有幾個納米大小，實際上比紅血球小得多，因此它可以在血液中自由活動。如果把各種有治療作用的納米粒子注入到人體各個部位，便可以檢查病變和進行治療，其作用要比傳統(tǒng)的打針、吃藥的效果好。⑨納米計算機世界上第一臺電子計算機誕生于1945年，它是由美國的大學(xué)和陸軍部共同研制成功的，一共用了18000個電子管，總重量30t，占地面積約170m2，可以算得上一個龐然大物了，可是，它在1經(jīng)過了半個世紀，由于集成電路技術(shù)、微電子學(xué)、信息存儲技術(shù)、計算機語言和編程技術(shù)的發(fā)展，使計算機技術(shù)有了飛速的發(fā)展。今天的計算機小巧玲瓏，可以擺在一張電腦桌上，它的重量只有老祖宗的萬分之一，但運算速度卻遠遠超過了第一代電子計算機。如果采用納米技術(shù)來構(gòu)筑電子計算機的器件，那么這種未來的計算機將是一種“分子計算機”，其袖珍的程度又遠非今天的計算機可比，而且在節(jié)約材料和能源上也將給社會帶來十分可觀的效益。⑩納米碳管1991年，日本電氣公司的專家制備出了一種稱為“納米碳管”的材料，它是由許多六邊形的環(huán)狀碳原子組合而成的一種管狀物，也可以是由同軸的幾根管狀物套在一起組成的。這種單層和多層的管狀物的兩端常常都是封死的，如右圖：這種由碳原子組成的管狀物的直徑和管長的尺寸都是納米量級的，因此被稱為納米碳管。它的抗張強度比鋼高出100倍，導(dǎo)電率比銅還要高。在空氣中將納米碳管加熱到700℃左右，使管子頂部封口處的碳原子因被氧化而破壞，成了開口的納米碳管。然后用電子束將低熔點金屬（如鉛）蒸發(fā)后凝聚在開口的納米碳管上，由于虹吸作用，金屬便進入納米碳管中空的芯部。由于納米碳管的直徑極小，因此管內(nèi)形成的金屬絲也特別細，被稱為納米絲，它產(chǎn)生的尺寸效應(yīng)是具有超導(dǎo)性。因此，納米碳管加上納米絲可能成為新型的超導(dǎo)體。4．氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中的意義在這里，只能對氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)等方面的作用和意義作一些極簡單的介紹。我們所需要的各種各樣的金屬，都是通過氧化還原反應(yīng)從礦石中提煉而得到的。如制造活潑的有色金屬要用電解或置換的方法；制造黑色金屬和別的有色金屬都是在高溫條件下用還原的方法；制備貴重金屬常用濕法還原，等等。許多重要化工產(chǎn)品的制造，如合成氨、合成鹽酸、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等等，主要反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹脂的合成等等也都是氧化還原反應(yīng)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，植物的光合作用、呼吸作用是復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)。施入土壤的肥料的變化，如銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氨，SO42－轉(zhuǎn)化為H2S等，雖然需要有細菌起作用，但就其實質(zhì)來說，也是氧化還原反應(yīng)。土壤里鐵或錳的氧化態(tài)的變化直接影響著作物的營養(yǎng)，曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應(yīng)的進行。我們通常應(yīng)用的干電池、蓄電池以及在空間技術(shù)上應(yīng)用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應(yīng)，否則就不可能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能、把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。人和動物的呼吸，把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過呼吸把儲藏在食物的分子內(nèi)的能，轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘眨ˋTP）的高能磷酸鍵的化學(xué)能，這種化學(xué)能再供給人和動物進行機械運動、維持體溫、合成代謝、細胞的主動運輸?shù)人枰哪芰俊Ｃ骸⑹汀⑻烊粴獾热剂系娜紵枪┙o人們生活和生產(chǎn)所必需的大量的能。由此可見，在許多領(lǐng)域里都涉及到氧化還原反應(yīng)，我們引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和逐步掌握氧化還原反應(yīng)對于他們今后參加生產(chǎn)、走向社會等都是有意義的。5．電離學(xué)說的創(chuàng)立者阿累尼烏斯

斯范特·奧古斯特·阿累尼烏斯是近代化學(xué)史上的一位著名的化學(xué)家，又是一位物理學(xué)家和天文學(xué)家。阿累尼烏斯1859年2月19日出生在瑞典烏普薩拉陰近的維克。他的父親名叫斯范特·古斯培夫，母親名叫卡羅利娜·克利斯蒂娜·通貝格。父親早年畢業(yè)于烏普薩拉大學(xué)，曾在維克經(jīng)營過地產(chǎn)。

阿累尼烏斯從小聰明出眾，3歲的時候就能認字。哥哥約翰寫作業(yè)時，他經(jīng)常在旁邊仔細地看著。他憑著個人特有的天賦，從算術(shù)書上看懂了一些簡單的算法。6歲那年他竟然能夠坐在父親的身邊，協(xié)助父親算起帳來。小學(xué)里的課程，遠遠滿足不了他的求知欲望，他要求父親早日把他送進中學(xué)。在烏普薩拉城一所教會辦的中學(xué)里，阿累尼烏斯對數(shù)學(xué)、物理、生物和化學(xué)產(chǎn)生了特殊的興趣，成績優(yōu)異。

1876年，17歲的阿累尼烏斯中學(xué)畢業(yè)，考取了烏普薩拉大學(xué)。他最喜歡選讀數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等理科課程，只用兩年他就通過了學(xué)士學(xué)位的考試。1878年開始專門攻讀物理學(xué)的博士學(xué)位。他的導(dǎo)師塔倫教授（T.R.Thalen）是一位光譜分析專家。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，阿累尼烏斯學(xué)習(xí)了光譜分析。但他認為，作為一個物理學(xué)家還應(yīng)該掌握與物理有關(guān)的其它各科知識。因此，他常常去聽一些教授們講授的數(shù)學(xué)與化學(xué)課程。漸漸地，他對電學(xué)產(chǎn)生的濃厚興趣，遠遠超過了對光譜分析的研究，他確信“電的能量是無窮無盡的”，他熱衷于研究電流現(xiàn)象和導(dǎo)電性。這引起了導(dǎo)師塔倫教授的不滿，他要求阿累尼烏斯要務(wù)正業(yè)，多研究一些與光譜分析有關(guān)的課題。俗話說，“人各有志，不可強留”。目標不同，使阿累尼烏斯只好告別這位導(dǎo)師。

1881年，他來到了首都斯德哥爾摩以求深造。在瑞典科學(xué)院物理學(xué)家埃德倫德（E.Edlund）教授的指導(dǎo)下，進行電學(xué)方面的研究。不久，阿累尼烏斯就成了埃德倫德教授的得力助手。每當教授講課時，他就協(xié)助導(dǎo)師進行復(fù)雜的實驗，在從事科學(xué)研究時，他就配合教授進行某些測量工作。因此，他的才干很得教授的賞識。幾乎所有的空閑時間，他部在埋頭從事自己的獨立研究，在電學(xué)領(lǐng)域中，他對把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵睾苡醒芯颗d趣。

年輕的阿累尼烏斯刻昔鉆研，具有很強的實驗?zāi)芰?，長期的實驗室工作，養(yǎng)成了他對任何問題都一絲不茍、追根究底的鉆研習(xí)慣。因而他對所研究的課題，往往都能提出一些具有重大意義的假說，創(chuàng)立新穎獨特的理論。他發(fā)現(xiàn)在電池中，除了由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能外，還存在一些引起電極極化的因素，而這會降低電流回路的電壓。于是，他著手研究能夠減少甚至防1發(fā)生極化作用的添加物。他堅持反復(fù)實驗，終于明白極化效應(yīng)取決于添加物——去極劑的數(shù)量。電離理論的創(chuàng)建，是阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域最重要的貢獻。

在19世紀上半葉，已經(jīng)有人提出了電解質(zhì)在溶液中產(chǎn)生離子的觀點，但在校長時期內(nèi)，科學(xué)界普遏贊同法拉第的觀點，認為溶液中“離于是在電流的作用下產(chǎn)生的”。阿累尼烏斯在研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性時發(fā)現(xiàn)，濃度影響著許多稀溶液的導(dǎo)電性。阿累尼烏斯對這一發(fā)現(xiàn)非常感興趣，特地向?qū)熣埥?，埃德倫德教授很欣賞他的敏銳的觀察能力，為他指出了進一步做好實驗、深入探索是關(guān)鍵所在。阿累尼烏斯在實驗中對教授設(shè)計的儀器做了大膽的改進，幾個月的時間過去了，他得到了一大堆實驗測量的結(jié)果。處理、計算這些結(jié)果又用去了好長時間。此間他又發(fā)現(xiàn)了一些更有趣的事實。例如，氣態(tài)的氨是根本不導(dǎo)電的，但氨的水溶液卻能導(dǎo)電。大量的實驗事實表明，氫鹵酸溶液也有類似的情況。多少個不眠之夜過去了，阿累尼烏斯緊緊地抓住稀溶液的導(dǎo)電問題不放。他的獨到之處就是，把電導(dǎo)率這一電學(xué)屬性，始終同溶液的化學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來，力圖以化學(xué)觀點來說明溶液的電學(xué)性質(zhì)。1883年5月，他終于形成了電離理論的基本觀點。他認為，當溶液稀釋時，由于水的作用，它的導(dǎo)電性增加，為什么呢？他指出：“要解釋電解質(zhì)水溶液在稀釋時導(dǎo)電性的增強，必須假定電解質(zhì)在洛液中具有兩種不同的形態(tài)，非活性的一分子形態(tài)，活性的——離子形態(tài)。實際上，稀釋時電解質(zhì)的部分分子就分解為離子，這是活性的形態(tài)；而另一部分則不變，這是非活性的形態(tài)……”他又說：“當溶液稀釋時，活性形態(tài)的數(shù)量增加，所以溶液導(dǎo)電性增強”。偉大的發(fā)現(xiàn)！阿累尼烏斯的這些想法，終于突破了法拉第的傳統(tǒng)觀念，提出了電解質(zhì)自動電離的新觀點。為了從理論上概括和闡明自己的研究成果和新的創(chuàng)見，他寫成了二篇論文。第一篇是敘述和總結(jié)實驗測量和計算的結(jié)果。題為“電解質(zhì)的電導(dǎo)率研究”，第二篇是在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對于水溶液中物質(zhì)形態(tài)的理論總結(jié)，題名為：“電解質(zhì)的化學(xué)理論”，專門闡述電離理論的基本思想。阿累尼烏斯把這兩篇論文，送到瑞典科學(xué)院請求專家們審議。1883年6月6日經(jīng)過斯德哥爾摩的瑞典科學(xué)院討論后，被推薦予以發(fā)表，刊登在1

1883年底，當阿累尼烏斯收到上述雜志關(guān)于這兩篇論文的校樣后，他又產(chǎn)生了一個想法。他把其中的主要內(nèi)容集中起來，寫成《電解質(zhì)的導(dǎo)電性研究》作為學(xué)位論文送交烏普薩拉大學(xué)。該校學(xué)術(shù)委員會接受了他的申請，決定在1884年5月進行公開的論文答辯。答辯會爭論得非常激烈。阿累尼烏斯以大量無可辯駁的實驗事實，說明電解質(zhì)在水中的離解，精辟地闡述了自己的新見解，受到多數(shù)委員和與會者的贊許。但是，阿累尼烏斯的導(dǎo)師塔倫教授表示，他對實驗事實無任何異議，只是對電解質(zhì)在水溶液中自動電離的觀點不能理解。另一位導(dǎo)師克萊夫教授則提出，他對阿累尼烏斯的實驗事實持懷疑態(tài)度，認為電解質(zhì)在水溶液中自動電離的觀點是十分荒唐的。阿累尼烏斯反復(fù)列舉出大量實驗事實來支持自己的觀點，他引證了早在1857年德國科學(xué)家魯?shù)婪颉た藙跁x斯提出的電解質(zhì)在水溶液中不用通過電流就會產(chǎn)生離子的假設(shè)，也引用了德國化學(xué)家奧斯特瓦爾德的研究成果來為自己的觀點辯解。但最后，由于委員會支持教授們的意見，阿累尼烏斯的答辯成績只得了3分。

一場激烈的辯論過去了，阿累尼烏斯并未因成績不佳而灰心。相反，他堅信自己的觀點是正確的。為了尋求更加廣泛而公正的評價，答辯后第二夭，他就把自己的論文分別寄給了歐洲的一些著名科學(xué)家。不久，他收到了來自波恩的克勞晉斯的復(fù)信。住在杜賓根的L·邁爾，長居俄國里加的W·奧斯特瓦爾德，以及荷蘭的青年化學(xué)家范霍夫也都先后給他寫來了評價很高的支持信件。其中，奧斯特瓦爾德對阿累尼烏斯的工作表現(xiàn)出特殊的興趣。他不僅充分肯定了這位青年人的實驗成果，而且信中還提出了許多有關(guān)研究酸的催化作用的問題，建議同他一起研討共同感興趣的課題。這封信成了他們后來長期合作的開端。1884年8月、奧斯特瓦爾德專程來到鳥普薩拉會見這位青年學(xué)者。共同的志趣，相同的學(xué)術(shù)觀點，使他們結(jié)下了深厚的友誼。奧斯特瓦爾德肯定阿累尼烏斯的電離學(xué)說新觀點從理論上說明了酸起催化作用的根本原因。一位歐洲著名學(xué)者的來訪，轟動了暑假中寧靜的烏普薩拉大學(xué)的校園。克萊夫等么些教授，對阿累尼烏斯受到如此特別器重，都感到十分驚奇。在國內(nèi)，斯德哥爾摩的埃德倫德教授、彼得松教授等少數(shù)知名科學(xué)家也表示支持阿累尼烏斯的新見解。大學(xué)當局決定，再次為阿累尼烏斯舉行論文答辯：當年冬天的這次答辯進行得異常順利，論文被通過。不久，阿累尼烏斯被任命為物理化學(xué)副教授。只有固執(zhí)的克萊夫教授及其支持者們，仍然拼命地反對新生的電離理論。因此，阿累尼烏斯只好離開烏普薩拉城，重新回到斯德哥爾摩在埃德倫德教授的領(lǐng)導(dǎo)下工作。在那里，他繼續(xù)深入研究電解質(zhì)的導(dǎo)電性。

埃德倫德非常器重阿累尼烏斯的知識和敏銳的觀察能力，特別贊賞他那敢于沖破傳統(tǒng)觀念、追求真理的精神，對他的工作予以全面支持和熱心指導(dǎo)。在教授的幫助下，他的科學(xué)成果受到了普遍重視。1885年底，阿累尼烏斯獲得瑞典科學(xué)院的一筆獎金，從而使他有了出國深造的條件。

1886年，他首先來到俄國，在里加工學(xué)院奧斯特瓦爾德的實驗室里，完成了他們早已確定的合作計劃。接著他去武爾茨堡，在電學(xué)家科爾勞什教授的實驗室里，研究氣體的導(dǎo)電性，還研究了作為溶劑的水，在電離過程中所起的作用。隨著研究工作的進展，阿累尼烏斯的學(xué)術(shù)水平提高很快。但他同時越發(fā)感到自己的知識不足，他需要學(xué)習(xí)更多、更廣泛的知識。為了不斷擴大自己的知識面，他必須向更多的具有不同學(xué)術(shù)風(fēng)格和特長的專家去求教。于是，在18871年他又去了格拉茨，在玻爾茲曼的實驗室里工作。1888年初，他到了荷蘭的阿姆斯特丹。他同范霍夫合作，進行了一系列與電解質(zhì)洛液冰點降低有關(guān)的測定。他們根據(jù)實驗結(jié)果，計算了范霍夫關(guān)于稀溶液滲透壓公式中的等滲系數(shù)之值以及電離度等數(shù)據(jù)，并以電離理論加以解釋。這種合作使雙方都得到啟迪，感到收益巨大。此后，阿累尼烏斯趕到萊比錫，在奧斯特瓦爾德領(lǐng)導(dǎo)的物理化學(xué)研究所從事新的實驗研究，進一步豐富與完善了電離理論。

1888年夏天，阿累尼烏斯結(jié)束了對歐洲各國的周游，興沖沖地返口自己的祖國。他熱愛瑞典，渴望長期工作在家鄉(xiāng)的土地上。然而現(xiàn)實又令他失望，在國內(nèi)，他的科學(xué)成就仍然得不到科學(xué)界的普遍承認。就連一貫支持他的埃德倫德老教授，不久也與世長辭。他想回烏普薩拉，但由于克萊夫教授的反對，烏普薩拉大學(xué)連一個化學(xué)助教的職位也不能給他安排，他只好去給生理學(xué)家漢馬爾斯騰教授當助手。直到1891年，在奧斯特瓦爾德的推薦下，阿累尼烏斯收到了德國吉森大學(xué)聘他為物理化學(xué)教授的邀請。這件事引起了國內(nèi)學(xué)術(shù)界對他的關(guān)注，人們前來挽留他。出于對祖國的熱愛，阿累尼烏斯毅然謝絕了這一聘任，寧愿留在斯德哥爾摩工學(xué)院任物理學(xué)副教授。從此，他在國內(nèi)的學(xué)術(shù)地位受到了普遍的確認，國際上的威望也越來越高。1895年他成為德國電化學(xué)學(xué)會會員，次年他出任斯德哥爾摩大學(xué)校長。

阿累尼烏斯在物理化學(xué)方面造詣很深，他所創(chuàng)立的電離理論留芳于世，直到今天仍常青不衰。他是一位多才多藝的學(xué)者，除了化學(xué)外，在物理學(xué)方面他致力于電學(xué)研究，在天文學(xué)方面，他從事天體物理學(xué)和氣象學(xué)研究。他在1896年發(fā)表了“大氣中的二氧化碳對地球溫度的影響”的論文，還著有《天體物理學(xué)教科書》在生物學(xué)研究中他寫作出版了《兔疫化學(xué)》及《生物化學(xué)中的定量定律》等書。作為物理學(xué)家，他對祖國的經(jīng)濟發(fā)展也做出了重要貢獻。他親自參與了對國內(nèi)水利資源和瀑布水能的研究與開發(fā)，使水力發(fā)電網(wǎng)遍布于瑞典。他的智慧和豐碩成果，得到了國內(nèi)廣泛的認可與贊揚，就連一貫反對他的克萊夫教授，自1898年以后也轉(zhuǎn)變成為電離理論的支持者和阿累尼烏斯的擁護者。那年，在紀念瑞典著名化學(xué)家貝采里烏斯逝世50周年集會上，克萊夫教授在其長篇演說中提到：“貝采里烏斯逝世后，從他手中落下的旗幟，今天又被另一位卓越的科學(xué)家阿累尼烏斯舉起?！彼€提議選舉阿累尼烏斯為瑞典科學(xué)院院士。由于阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域的卓越成就，1903年他榮獲了諾貝爾化學(xué)獎，成為瑞典第一位獲此科學(xué)大獎的科學(xué)家。1905年以后，他一直擔任瑞典諾貝爾研究所所長，直到生命的最后一刻。他還多次榮獲國外的其它科學(xué)獎?wù)潞蜆s譽稱號。

晚年的阿累尼烏斯，體弱多病，但他仍不肯放下自己的研究。他抱病堅持修改完成了《世界起源》一書的第二卷。1927年10月2日第三章金屬及其化合物1．電解離析出金屬鉀、鈉、鈣、鎂的戴維戴維和道爾頓是同時代的化學(xué)家。比道爾頓小12歲的戴維熱情奔放，擅長演說，實驗技術(shù)高明，年輕時就困做出了不少驚世之舉而成為舉世矚目的化學(xué)家。他以示際行動在資本主義發(fā)展時期顯示了科學(xué)的意義，為提高科學(xué)的社會地位作出了突出的成績。從學(xué)徒到科學(xué)家

1778年12月17日，亨弗利·戴維出生在英格蘭彭贊斯城附近的鄉(xiāng)村。父親是個木器雕刻匠。他5歲入學(xué)，是個淘氣、貪玩的學(xué)生。他衣服的兩個口袋，常常是一個裝著釣魚的器械，另一個裝滿了各種礦石，這是在離家不遠的礦區(qū)揀的。他有驚人的記憶力，別人講過的故事或自己看過的書，他不但記得故事情節(jié)，還能生動他講敘出來。每逢過節(jié)聚會，大人們都喜歡讓他背誦詩歌，小伙伴們則求他講故事，這無形中培養(yǎng)了他的口才。當他讀完小學(xué)后，父親送他到彭贊斯城讀書，寄養(yǎng)在外祖父家。在城里有一件新鮮享吸引了他，那就是醫(yī)士配制藥物時物質(zhì)的各種奇異變化。此后他時常偷偷躲人頂樓，用碗、杯、碟作器具，學(xué)著做起實驗來。偶而在實驗中惹了麻煩，遭到外祖父的諷斥，但這絲毫也沒有減弱他對化學(xué)實驗的愛好。1794年他父親去世，家境更加困難了。為了謀生糊口，作為長子的戴維被送到當?shù)匾晃幻邪乩澋尼t(yī)生那里當學(xué)徒。這項工作很符合戴維的志趣。他一方面充當醫(yī)生的助手，護理病人，學(xué)習(xí)行醫(yī)的本領(lǐng)，另一方面他必須天天調(diào)配各種藥物，用溶解、蒸餾的方法配制丸藥和藥水，真正地操作化學(xué)實驗儀器。這時他才明白自己的知識大淺薄了，于是開始勤奮地學(xué)習(xí)，抓緊空隙認真閱讀拉瓦錫的《化學(xué)概論》等化學(xué)著作。通過學(xué)習(xí)，他做實驗的內(nèi)容和目的明確了，凡是著作中講過的實驗，他盡可能地一一試試。凡是好書他都設(shè)法借到，如饑似渴地閱讀。遇到學(xué)識淵博者，他就主動求教。恰好此時有個叫格勒哥里。瓦特（發(fā)明家詹姆斯·瓦特的次子）的人來到彭贊斯考察，小戴維聞訊后，登門求教。瓦特很喜歡這個聰明好學(xué)的年輕人，熱情地幫助他解疑答惑。就這樣，在四年的學(xué)徒生潔中，他的知識增長很快。1798年經(jīng)瓦特介紹，戴維來到布里斯托爾，在帕多斯醫(yī)生開設(shè)的氣體療病研究所實驗室當管理員。在當時，許多氣體相繼被人們發(fā)現(xiàn)。人體吸人氧氣，感到清新舒暢；氨氣則有強烈的刺激性。究竟各種氣體如何影響人的生理功能？哪些氣體能用來治??？這些都是很多醫(yī)生所關(guān)心的。帕多斯創(chuàng)辦的這一研究機構(gòu)則專門從事這一問題的探索。帕多斯懂得化學(xué)，擅長醫(yī)術(shù)，戴維對這里有更好的學(xué)習(xí)和實驗機會感到稱心如意。他們共事一段時間后，帕多斯發(fā)現(xiàn)戴維有精湛的實驗技術(shù)，是個有前途的人才，于是提出愿意資助戴維進大學(xué)學(xué)醫(yī)。但是，這時的戴維對化學(xué)興趣益濃，已下決心要一輩子從事化學(xué)研究，所以謝絕了帕多斯的好意。1799年4月，氣體療病所發(fā)生了一件事，使戴維的名聲大振：戴維制取了一氧化二氮（又名笑氣）。有人認為它是一種有毒氣體，帕多斯認為它能治療癱瘓病。究竟怎樣多戴維決心親自試驗一下。許多朋友都勸他，認為這樣做太危險。勇于探險的性格使戴維立即投入實驗，事后在記錄上他寫道：“我是知道進行這實驗是很危險的，但從性質(zhì)來推測可能不致于危及生命?！斘肷倭窟@種氣體后，覺得頭暈?zāi)啃?，如癡如醉，再吸四肢有舒適之感，慢慢地筋肉部無力了，腦中外界的形象在消失，而出現(xiàn)各種新奇的東西，一會兒人就象發(fā)了狂那樣又叫又跳，……”醒來后，他覺得很難受。通過親身的體會，他知道這種氣體顯然不能過量地吸人體內(nèi)，但少量的可用在外科手術(shù)中作麻醉劑。隨后他將這試驗的過程和親身的感受及笑氣的性質(zhì)寫成小冊子。許多人讀到這小冊子后，為戴維的介紹所吸引，好奇地以吸入笑氣為時髦。戴維的名聲就隨著笑氣而宣揚開了，許多人爭先恐后地來結(jié)識戴維。此時他僅22歲。因研究熱力學(xué)而出名的物理學(xué)家湯普遜即倫福德伯爵，1799年來到了英國。為了普及科學(xué)知識，他通過私人募捐，在倫敦創(chuàng)辦了皇家科普協(xié)會。這一科學(xué)團體并不進行教學(xué)活動，而是定期地舉辦各種講座，傳授科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用。協(xié)會設(shè)有教授席位，并為教授提供設(shè)備完善的實驗室。所聘請的教授幾乎全是當時著名的科學(xué)家。1801年初，經(jīng)多人推薦，戴維被皇家科普協(xié)會聘請。倫福德伯爵早聞戴維才干，但是他們第一次見面時，戴維穿的很破舊，神態(tài)也很拘謹，倫福德很失望?？紤]到他很年輕，就委任他為化學(xué)助教，兼管實驗室。不久戴維豐富的知識和高超的實驗技術(shù)使倫福德意識到他最初的印象是個錯覺，所以戴維到職后第六個星期就升任副教授，第二年又提為教授，成為第二任化學(xué)教授。在科學(xué)的講座上，戴維以他的超群智力和非凡口才獲得了出乎意料的成功。人們蜂擁而來，有時竟達千人之多，把會場擠得水泄不通。他很快就贏得了杰出講演者的名聲，成為倫敦的知名人士。正如當時有人的評述：“他的講演給人的感覺和所得到的熱烈稱贊，完全出乎想象之外。許多科學(xué)家、文學(xué)家、大學(xué)生及那些莊重的紳士、時髦的小姐急切地擁擠在會場，看著這文弱青年的簡單操作，聽著那富于表情的敘述。他那淵博的知識、生動的比喻和精巧的實驗引起了驚奇的注目，獲得了極高的贊賞。許多人恭維他，請他吃飯，送他禮物，幾乎把戴維忙得難以招架。聽眾的熱烈情緒，對戴維是個極大鼓勵，他更加勤奮地進行化學(xué)研究。每天很早起床，早飯前從事2小時的閱讀和著寫，上午10時進入實驗室工作到下午4時，晚上是講座或各種社交活動。日復(fù)一日堅持下去。成績和榮譽沒有辜負勤奮的人，12年中戴維先后在電化學(xué)、建立酸的氫學(xué)說、發(fā)現(xiàn)碘元素、發(fā)明礦用安全燈、創(chuàng)制電弧燈等方面作出貢獻。1303年他被選為英國皇家學(xué)會會員，1807年出任皇家學(xué)會秘書，1820年被選為皇家學(xué)會會長。1826年積勞成疾而病倒，1827年死于日內(nèi)瓦，終年51歲。電化學(xué)的豐碩成果

1799年意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池，使人類第一次獲得了可供實用的持續(xù)電流。1800年英國的尼科爾遜和卡里斯爾采用伏打電池電解水獲得成功，使人們認識到可以將電用于化學(xué)研究。許多科學(xué)家紛紛用電做各種實驗。戴維在思考，電既然能分解水，那么對于鹽溶液、固體化合物會產(chǎn)生什么作用呢？在皇家科普協(xié)會繁忙的工作中，他開始研究各種物質(zhì)的電解作用。首先他很快地熟悉了伏打電池的構(gòu)造和性能，并組裝了一個特別大的電池用于實驗。然后他針對拉瓦錫認為蘇打、木灰一類化合物的主要成分尚不清楚的看法，選擇了木灰（即苛性鉀）作第一個研究對象。開始他將苛性鉀制成飽和水溶液進行電解，結(jié)果在電池兩極分別得到的是氧和氫，加大電流強度仍然沒有其它收獲。在仔細分析原因后，他認為是水從中作祟。隨后他改用熔融的苛性鉀，在電流作用下，熔融的苛住鉀發(fā)生明顯變化，在導(dǎo)線與苛性鉀接觸的地方不停地出現(xiàn)紫色火焰。這產(chǎn)生紫色火焰的未知物質(zhì)因溫度太高而無法收集。再次總結(jié)經(jīng)驗后，戴維終于成功了。在1807年皇家學(xué)會的學(xué)術(shù)報告會上，戴維是這樣介紹的：將一塊純凈的苛性鉀先露置于空氣中數(shù)分鐘，然后放在一特制的白金盤上，盤上連接電池的負極。電池正極由一根白金絲與苛性鉀相接觸。通電后，看到苛性鉀慢慢熔解，隨后看到正極相連的部位沸騰不止，有許多氣泡產(chǎn)生，負極接觸處，只見有形似小球、帶金屬光澤、非常象永銀的物質(zhì)產(chǎn)生。這種小球的一部分一經(jīng)生成就燃燒起來，并伴有爆鳴聲和紫色火焰，剩下來的那部分的表面慢慢變得暗淡無光，隨后被白色的薄膜所包裹。這小球狀的物質(zhì)經(jīng)過檢驗，知道它就是我所要尋找的物質(zhì)。通過實驗戴維進一步認識到，這種物質(zhì)投入水中，沉不下來，而是在水面上急速奔躍，并發(fā)出咝咝響聲，隨后就有紫色火花出現(xiàn)。這些奇異的現(xiàn)象使他斷定這是一種新發(fā)現(xiàn)的元素，它比水輕，井使水分解而釋放出氫氣，紫色火焰就是氫氣在燃燒。因為它是從木灰中提取的，故命名為鉀。對木灰電解成功，使戴維對電解這種方法更有信心，緊接著他采用同樣方法電解了蘇打，獲得了另一種新的金屬元素。這元素來自蘇打，故命名為鈉。連續(xù)六個星期的緊張實驗，把戴維累得形容枯槁，兩眼窩陷，臉色蒼白，但是他還是以堅強的毅力堅持著。1807年11月19日，他支撐著在學(xué)術(shù)報告會上介紹了發(fā)現(xiàn)鉀、鈉兩元素的經(jīng)過。暴風(fēng)雨般的掌聲和熱烈的祝賀，使戴維感到非常幸福，當他回到家中，病魔終于把他打倒。操勞過度招來的熱病使他在死亡的邊緣掙扎了9個星期。由于公眾的關(guān)心，醫(yī)生的日夜看護，病勢終于好轉(zhuǎn)了。疾病絲毫也沒挫減他的銳氣和熱情。當身體稍好一點，他又來到實驗室，開始新的攻關(guān)。從1808年3月起，他進而對石灰、苦土（氧化鎂）等進行電解，開始時他仍采用電解蘇打的同樣方法，但是毫不見效。又采用了其它幾種方法，仍未獲得成功。這時瑞典化學(xué)家貝采里烏斯來信告訴戴維，他和篷丁曾對石灰和水銀混和物進行電解，成功地分解了石灰。根據(jù)這一提示，戴維將石灰和氧化汞按一定比例混和電解，成功地制取了鈣汞齊，然后加熱蒸發(fā)掉汞，得到了銀白色的金屬鈣。緊接著又制取了金屬鎂、鍶和鋇。電化學(xué)實臉之花在戴維手中結(jié)出了豐碩的果實。永載史冊的業(yè)績拉瓦錫曾認為所有的酸中都含有氧。這一觀點一度很流行。據(jù)此，鹽酸中應(yīng)含有氧，氯不是元素而是氧化物。然而，化學(xué)家們想盡辦法也沒有從鹽酸或氯氣中找到氧剛剛在電解制取堿金屬。堿土金屬的實驗中獲得成功的戴維開始研究這一難題。通過一系列精心設(shè)計的實驗，戴維確認氯氣是一種元素，鹽酸中不含氧，氫才是一切酸類不可缺少的要素。經(jīng)過一段時間的檢驗，人們接受了戴維的觀點，酸的氫元素說取代了錯誤的酸的氧元素說。從此，人們對酸的本質(zhì)有了正確的認識。戴維生活的時代，工業(yè)革命在英國蓬勃地展開。燃料普遍以煤代替木材，大大刺激了煤礦的開采。然而瓦斯爆炸時常發(fā)生，它象魔鬼一樣使礦工不寒而栗。礦主和礦工組成的“預(yù)防煤礦災(zāi)禍協(xié)會，久仰戴維的大名，登門請求戴維幫助。戴維立即親赴礦場分析這一爆炸性氣體，證明可燃氣體都有一定燃點，而瓦斯的燃點較高，只有在高溫下才可能點燃爆炸，通常由于礦井中點火照明而引爆了瓦斯。針對這點，戴維制作了一種礦用安全燈，并親自攜帶此燈深入最危險的礦區(qū)作示范。戴維的發(fā)明很快被推廣，有效地減少了瓦斯的燃爆，深受礦工們歡迎。這時有人勸戴維保留這一發(fā)明的專利，但是他拒絕了，他鄭重申明：“我相信我這樣做是符合人道主義的。”由此可見他從事科研的目的。戴維在研究硼酸、硝石、金剛石，在發(fā)現(xiàn)碘元素、發(fā)明弧光燈等許多方面作出了出色的成績。在這些成績之外，還有兩件工作是后人常常稱頌的。倫福德創(chuàng)辦的皇家科普協(xié)會是靠私人捐助維持的，但是這種捐款很不容易籌得。雖然教授們的講座的好壞對捐款有影響，但起決定作用的是學(xué)院的方向。按倫福德原先的設(shè)想，主要從事科普和應(yīng)用科學(xué)新成就的示范。戴維等人讓協(xié)會主動地為一些有影響的團體做一些科學(xué)實驗，積極地承擔某些有影響的研究項目，從而擴充了協(xié)會的工作內(nèi)容。例如1802一1812年間，由于法國大革命而減少了對英國的糧食進口，為幫助農(nóng)業(yè)發(fā)展，戴維在協(xié)會開設(shè)了農(nóng)業(yè)化學(xué)的課程。1801一1806年，戴維還開展了制革技術(shù)的研究。1815年他發(fā)明了礦用安全燈。就這樣，協(xié)會不再單純地開設(shè)講座，而兼作一個科研組織。不僅進行科普宣傳，而且密切了科學(xué)與生產(chǎn)的聯(lián)系，顯示了科學(xué)的意義，提高了科學(xué)的社會地位。偉大的科學(xué)家法拉第是戴維發(fā)現(xiàn)的。由于戴維的幫助，法拉第來到了皇家科普協(xié)會實驗室，由一個貧窮的訂書工變成戴維的助手。雖然戴維在晚年，曾因嫉妒法拉第的成就而壓制過他，但是不能不承認正是戴維對他的培養(yǎng)，為法拉第以后完成科學(xué)的勛業(yè)創(chuàng)造了必要的條件。所以戴維發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)了法拉第這樣一個杰出人才，這本身就是對科學(xué)事業(yè)的一個重大貢獻。2．鋁的故事=1\*GB2⑴曾經(jīng)當過金屬中的貴族有這么一個故事，傳說在古羅馬，一天，一個陌生人去拜見羅馬皇帝泰比里厄斯，獻上一只金屬杯子，杯子象銀子一樣閃閃發(fā)光，但是分量很輕。它是這個人從粘土中提煉出的新金屬。但這個皇帝表面上表示感謝，心里卻害怕這種光彩奪目的新金屬會使他的金銀財寶貶值，就下令把這位發(fā)明家斬首。從此，再也沒有人動過提煉這種“危險金屬”的念頭，這種新金屬就是現(xiàn)在大家非常熟悉的鋁。在19世紀以前，鋁被認為是一種希罕的貴金屬，價格比黃金還要貴。當一個歐洲君主買了一件有鋁鈕扣的衣服時，他就瞧不起那些買不起這種奢侈品的其它君主。而沒有鋁鈕扣衣服的君主，又是多么渴望有朝一日自己也能穿上這種帶鋁鈕扣的衣服。在法國拿破侖三世統(tǒng)治時期，就曾經(jīng)發(fā)生過現(xiàn)在看來很好笑的一件事情。在一個國王舉辦的盛宴上，只有王室成員和貴族來賓才能榮幸地用鋁匙和鋁叉用餐。當然，被傷了臉面的客人們是無論如何吃不好這頓盛餐的了。此外，為了讓其他國王對自己產(chǎn)生羨慕和妨忌，他花了大量資金讓他的警衛(wèi)部隊的衛(wèi)士穿上鋁胸甲，因備有鋁鎧甲的確太昂貴了，其他國王無能為力。俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基（Chernyshevsky）曾在他的小說《怎么辦》（1863）年中寫到：終有一天，鋁將代替木材，甚至可能代替石頭。看，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。1889年，當門捷列夫在倫敦時，為了表彰他的偉大勛業(yè)，他被贈予一件貴重獎品──用金和鋁制作的天平。其實，這些都不足為奇，因為鋁的價值貴賤，完全取決于煉鋁工業(yè)的水平。隨著鋁產(chǎn)量的增加，鋁價也就下降。1854年，1公斤鋁需1200盧布，而到了十九世紀末就降到11919年，用鋁合金造出了第一架飛機，從此以后，鋁的命運就牢固地與飛機制造業(yè)聯(lián)系在一起了。鋁被譽為“帶翼的金屬”。=2\*GB2⑵鋁的發(fā)現(xiàn)古代，人們曾用一種稱為明礬（意思是結(jié)合）的礦物作染色固定劑。俄羅斯第一次生產(chǎn)明礬的年代可追溯到八至九世紀。明礬用于染色業(yè)和用山羊皮鞣制皮革。中世紀，在歐洲有好幾家生產(chǎn)明礬的作坊。16世紀，德國醫(yī)生兼自然科學(xué)歷史學(xué)家帕拉塞斯（Parace/susP.A.T.1949-1541）在鋁的歷史上寫下了新的一頁。他研究了許多物質(zhì)和金屬，其中也包括明礬（硫酸鋁），證實它們是“某種礬土鹽”。這種礬土鹽的一種成分是當時還不知道的一種金屬氧化物，后來叫做氧化鋁。1754年，德國化學(xué)家馬格拉夫（Marggraf.A.S.1709-1937）終于能夠分離“礬土”了。這正是帕拉塞提到過的那種物質(zhì)。但是，直到1807年，英國的戴維才把隱藏在明礬中的金屬分離出來，用電解法發(fā)現(xiàn)了鉀和鈉，卻沒能夠分解氧化鋁。瑞典化學(xué)家貝采尼烏斯進行了類似的實驗，但是失敗了。不過，科學(xué)家還是給這種含糊不清的金屬取了一個名字。開始貝采尼烏斯稱它為“鋁土”。后來，戴維又改稱它為鋁。這是一個奇怪的現(xiàn)象，在沒提煉出純鋁時，鋁就有了自己的名字。1825年，丹麥科學(xué)家奧斯特發(fā)表文章說，他提煉出一塊金屬，顏色和光澤有點象錫。他是將氯氣通過紅熱的木炭和鋁土（氧化鋁）的混合物，制得了氯化鋁，然后讓鉀汞齊與氯化鋁作用，得到了鋁汞齊。將鋁汞齊中的汞在隔絕空氣的情況下蒸掉，就得到了一種金屬?，F(xiàn)在看來，他所得到的是一種不純的金屬鋁。因刊登文章的雜志不出名，奧斯特又忙于自己的電磁現(xiàn)象研究，這個實驗就被忽視了。二年后，提煉鋁的榮譽就歸于德國年青的化學(xué)家維勒（Wohler.F.1800-1882）。奧斯特與維勒是朋友，他把制備金屬鋁的實驗過程和結(jié)果告訴維勒，并說打算不再繼續(xù)做提煉鋁的實驗。而維勒卻很感興趣。他開始重復(fù)奧斯特的實驗，發(fā)現(xiàn)鉀汞齊與氯化鋁反應(yīng)以后，能形成一種灰色的熔渣。當將熔渣中所含的汞蒸去后，得到了一種與鐵的顏色一樣的金屬塊。把這種金屬塊加熱時，它還能產(chǎn)生鉀燃燒時的煙霧。維勒把這一切寫信給了貝采里烏斯，告知重復(fù)了奧斯特的實驗，但制不出金屬鋁，這不是一種制備金屬鋁的好方法。于是，維勒從頭做起，設(shè)計自己提煉鋁的方法。他將熱的碳酸鉀與沸騰的明礬溶液作用，將所得到的氫氧化鋁經(jīng)過洗滌和干燥以后，與木炭粉、糖、油等混合，并調(diào)成糊狀，然后放在密閉的坩堝中加熱，得到了氧化鋁和木炭的燒結(jié)物。將這種燒結(jié)物加熱到紅熱的程度，通入干燥的氯氣，就得到了無水氯化鋁。然后將少量金屬鉀放在鉑坩堝中，在它的上面覆蓋一層過量的無水氯化鋁，并用坩堝蓋將反應(yīng)物蓋住。當坩堝加熱后，很快就達到了白熱的程度，等反應(yīng)完成后，讓坩堝冷卻，把坩堝放入水中，就發(fā)現(xiàn)坩堝中的混合物并不與水發(fā)生反應(yīng)，水溶液也不顯堿性，可見坩堝中的反應(yīng)物之一──金屬鉀已經(jīng)完全作用完了。剩下的混合物乃是一種灰色粉末，它就是金屬鋁。1827年末，維勒發(fā)表文章介紹了自己提煉鋁的方法。當時，他提煉出來的鋁是顆粒狀的，大小沒超過一個針頭。但他堅持把實驗進行下去，終于提煉出了一塊致密的鋁塊，這個實驗用去了他十八年念頭。此外，他還用相同的方法制得了金屬鈹。由于維勒是最初分離出金屬鋁的化學(xué)家。在美國威斯汀豪斯實驗室曾經(jīng)鑄了一個鋁制的維勒掛像。3．電視機里的“警衛(wèi)員”

學(xué)習(xí)之余，電視機是我們的好朋友。

電視機的核心是顯象管，它展開的熒光屏幕常常吸引著我們目不轉(zhuǎn)晴地觀看。這顯象管里，是真空的世界。顯象管的工作狀態(tài)和壽命同它的真空程度密切相關(guān)。盡管在封熔顯象管的抽氣口以前，內(nèi)部已經(jīng)達到高度真空了。但是，電視機在工作的時候，管子內(nèi)壁的玻璃表面、燈絲和電極還會散發(fā)出少量的氣體來，使真空程度降低，電視機的壽命就大打折扣了。

因此，人們在顯象管里派駐了“吞食”氣體的化學(xué)“警衛(wèi)員”——消氣劑。它們是鈣、鋇等活潑的堿土金屬。這些金屬和氧氣、水汽的化合力很強。還有一些特殊的金屬善于吸收氣體，如鈀，在常溫下，竟能吸收相當于自身體積七百倍的氫氣。這種吸收好似氣體溶、解進固體里，使原先可錘可鍛、光澤閃閃的金屬變成膨松的、海綿一般又黯淡無光的東西。稀有金屬鉻、銀、袒、鉑和一些稀土金屬，都是吸收各種氣體的能手。

收音機里的電子管玻璃內(nèi)壁，烏黑秤色的。那是鍍上的一層薄薄的金屬鈉，是早期的一種消氣劑。鈉很活潑，和水汽、氧氣很容易化合。在顯象管和大型電子真空管里，電極旁安置著善于“吞食”氣體的金屬做成的絲、帶或管。它們不讓氣體搗亂，維護真空世界的正常秩序，堪稱忠誠的警衛(wèi)戰(zhàn)士呢！你知道嗎，最近我國電視工業(yè)已經(jīng)是國際先進水平，關(guān)鍵就是科技人員研制消氣劑取得成功，大大延長了顯象管的使用壽命。造價廉，來源廣。電視機有了眾多可靠的警衛(wèi)員，質(zhì)量怎能不大大提高呢？4．紅寶石與藍寶石

/立方厘米。無解理，裂理發(fā)育。紅寶石在長、短波紫外線照射下發(fā)紅色及暗紅色熒光。紅寶石的紅色之中，最具價值的是顏色最濃，被稱為‘鴿血’的寶石，非常貴重。這種幾乎可稱為深紅色的鮮艷強烈色彩，更把紅寶石的真面目表露的一覽無遺。遺憾的是大部分紅寶石顏色都呈淡色，并且?guī)в蟹鄣母杏X，因此帶有鴿血色調(diào)的紅寶石，更有價值。另外由于紅寶石彌漫一著股強烈的生氣和濃艷的色彩，以前的人們認為它是死鳥的化身，對其產(chǎn)生熱切的幻想。天然紅寶石的產(chǎn)地非產(chǎn)稀少，優(yōu)質(zhì)的紅寶石只有緬甸一處出產(chǎn)，并且產(chǎn)量也逐漸在減少之中，現(xiàn)在可以說幾乎衰退殆盡，大的石便不再出現(xiàn)。紅寶石的評價與選購。紅寶石的首要評價與選購因素是顏色，其次是重量、