近代化學(xué)萌芽期

近代化學(xué)萌芽期2023/6/25第一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五

第一節(jié)

波義耳將化學(xué)確立為科學(xué)

近代自然科學(xué)革命波義耳將化學(xué)確立為科學(xué)元素論與微粒學(xué)說燃素學(xué)說燃素說時期的氣體化學(xué)2023/6/25第二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五從煉金術(shù)到化學(xué)煉金術(shù)的實用化導(dǎo)致了醫(yī)藥化學(xué)和礦物學(xué)的發(fā)展，而實用化學(xué)知識的增長促成化學(xué)作為一門理論科學(xué)的誕生。帕拉塞爾蘇斯、阿格利科拉（近代礦物學(xué)之父）、赫爾蒙特、波義耳是從煉金術(shù)向化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中的重要人物。文藝復(fù)興時期，煉金術(shù)分成三個走向：一是繼續(xù)傳統(tǒng)的點石成金術(shù)；二是將煉金術(shù)知識用于醫(yī)藥方面，形成所謂的醫(yī)藥化學(xué)運動（帕拉塞爾蘇斯是醫(yī)藥化學(xué)運動的始祖）；三是將煉金術(shù)知識用于礦物冶煉方面，形成了早期的礦物學(xué)。2023/6/25第三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五一、近代自然科學(xué)革命

社會背景在中世紀的歐洲，天主教會占據(jù)著封建統(tǒng)治階梯上的最高寶座，無論是文學(xué)、藝術(shù)、科學(xué)和哲學(xué)都處于神學(xué)婢女的可悲境地。人們只能以《圣經(jīng)》的教義和教會所許諾的幾種學(xué)說解釋一切事物。因此科學(xué)長期被禁錮著，進展極為緩慢，愚昧、迷信、窮困、疾病、戰(zhàn)爭的暗影籠罩在那里。即使所謂的“大著作家”也不過是些大僧侶，以宗教為職業(yè)，把《圣經(jīng)》中的迷信作為人間的真理。十五世紀以后，歐洲的社會開始發(fā)生變革，商品生產(chǎn)的發(fā)展加速了封建經(jīng)濟的解體，促進了手工工場的出現(xiàn)，它標志著歐洲資本主義生產(chǎn)方式的誕生。這種生產(chǎn)方式是以雇傭勞動為特點，開展自由競爭，極大地推動了生產(chǎn)技術(shù)的改進。2023/6/25第四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五近代自然科學(xué)組成之一------實驗科學(xué)近代自然科學(xué)建立在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上。這里有兩層含義。第一，它強調(diào)理論與實驗的統(tǒng)一。科學(xué)家們對自然界提出種種見解、學(xué)說以及理論都要求通過實驗加以驗證，必須經(jīng)得起實踐的檢驗，同時自然科學(xué)家對所研究的自然現(xiàn)象和通過實驗所觀察到的事實都要努力提出理論上的解釋和說明?！坝幸环N科學(xué)比其他科學(xué)都完善，要證明其他科學(xué)，就需要它，那便是實驗科學(xué)。實驗科學(xué)勝過各種依靠論證的科學(xué)，因為推理無論如何有力，這些科學(xué)都不可能提供確定性，除非有實驗證明它們的結(jié)論。只有實驗科學(xué)才能決定自然可以造成什么效果，人可以造成什么效果，欺騙又可以造成什么效果。”

------------十三世紀英國的偉大的思想家羅吉爾·培根(ROGERBACON，約1220—1292)2023/6/25第五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五第二，實驗科學(xué)不再象古代工匠那樣僅僅追求某種眼前的實際目標，例如取得某種產(chǎn)品，改造某項技藝，要追求對自然界的理解，為了獲取知識，了解自然。為揭示現(xiàn)象背后的根本規(guī)律，它就必須把自然現(xiàn)象從實際生產(chǎn)過程和技術(shù)實踐中抽提出來，并加以必要的簡化，甚至理想化，創(chuàng)造、控制各種條件進行系統(tǒng)研究。這種研究方法在人類的認識史上以及對自然科學(xué)的發(fā)展，具有重大而深遠的意義，是近代自然科學(xué)革命的重要組成部分。

科學(xué)研究進入了實驗室，或者說使實驗室從手工場中獨立了出來，并開創(chuàng)了一整套自然科學(xué)的實驗方法。2023/6/25第六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五自由討論

在十七世紀，歐洲各國的科學(xué)研究機構(gòu)和學(xué)術(shù)團體紛紛成立，最早的是意大利的羅馬林切學(xué)院和佛羅隆薩齊門托學(xué)院(1651——1667)。其后，1662年，英國倫敦成立了皇家學(xué)會;于1666年法國創(chuàng)立了巴黎科學(xué)院；1700年普魯士成立柏林科學(xué)院。這些組織最初都是起源于一些對新思想、新科學(xué)有興趣的朋友間的非正式集會。近代自然科學(xué)革命-----成功重大原因2023/6/25第七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五“他們的最初主旨不過是要呼吸自由的空氣，并且安靜地彼此交談，而不參與那個沉悶時代的各種激動和瘋狂，就算滿足了?！ㄟ^這種辦法就為下一代培養(yǎng)一輩青年，他們的心靈從集會的成員獲得清醒而豐富的知識，不可動搖地武裝起來，免于受到狂熱的一切迷惑?！^不會把人們分成不共戴天的敵對黨派，它讓人們有不同意見的余地，而不致于彼此懷有故意；它更允許人們對它提出相反的想法，而無任何內(nèi)戰(zhàn)的危險?！?/p>

----英國皇家學(xué)會的最早成員之一斯普拉特主教(ThomasSprat，1635—1713)科學(xué)家常常集中注意力來解決當(dāng)時的一些令人感到迫切的科學(xué)技術(shù)課題。2023/6/25第八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五廣泛的學(xué)術(shù)交流1665年1月5日法國的科學(xué)家們在巴黎創(chuàng)辦了《學(xué)者周刊》(LeJournaldesScavans)；同年5月，英國皇家學(xué)會創(chuàng)辦了一種非常有名的期刊《皇家學(xué)會哲學(xué)匯刊》，這是目前世界歷史最悠久，一直延續(xù)至今的科技期刊。1778年，第一種專業(yè)期刊《化學(xué)雜志(ChemischesJournal)》在德國創(chuàng)刊，到了十九世紀初差不多所有重要科學(xué)領(lǐng)域都有了自己的專業(yè)期刊，它們促近了科學(xué)的國際交流，有力推動了科學(xué)的發(fā)展。2023/6/25第九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五為了適應(yīng)新社會的需要，創(chuàng)立重視工業(yè)社會要求的科學(xué)技術(shù)教育，培養(yǎng)新型人才，對近代科學(xué)的發(fā)展顯然是至關(guān)重要的大事。英國哲學(xué)大師Frans．培根(1561一1626)在1620年便提出了建立這種新型大學(xué)的模式，在這里設(shè)立數(shù)學(xué)館、天文館、光學(xué)館、音響?zhàn)^、機械館、藥局等許多研究設(shè)施。英國的格雷沙姆學(xué)院和愛丁堡學(xué)院（分別在1575年和1583年）設(shè)立了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、自然哲學(xué)（物理）教授席。十七世紀初，牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)時開始了這種教育改革，逐步開設(shè)了自然科學(xué)課程。1702年劍橋大學(xué)第一個設(shè)置了化學(xué)教授席。2023/6/25第十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五波義耳將化學(xué)確立為科學(xué)

(一)十七世紀下半期科學(xué)中的新思想反映在杰出英國科學(xué)家波義耳(RobertBoyle1627——1691)的科學(xué)工作和觀點中。近代化學(xué)的奠基者——波義耳第十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五波義耳(1627——1691)生平

·愛爾蘭貴族出身——8歲入伊頓中學(xué)——游學(xué)歐洲5年——建立家庭實驗室

·遷居牛津——組建“無形的大學(xué)”(invisiblecollege)（英皇家學(xué)會前身）——當(dāng)選主席（但謝絕就職）——巨額遺產(chǎn)捐贈教會1680年他被聘為皇家學(xué)會會長。研究領(lǐng)域：研究課題十分廣泛，牽涉到宗教和科學(xué)的許多領(lǐng)域。在化學(xué)與物理學(xué)上卓有建樹，更遠及生理學(xué)和醫(yī)學(xué)。第十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五在英國歷史上50多位首相中，有20位出自伊頓之門，

伊頓中學(xué)2023/6/25第十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五牛津大學(xué)

牛津大學(xué)出了29位首相

2023/6/25第十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五主要貢獻：

1、明確化學(xué)的對象，為化學(xué)的發(fā)展指明了方向“化學(xué)到目前為止，還是認為只在制造醫(yī)藥學(xué)和工業(yè)品方面具有價值。但是他們所學(xué)的化學(xué)絕不是醫(yī)學(xué)或者醫(yī)藥的婢女，又不應(yīng)甘當(dāng)工藝和冶金的奴仆。化學(xué)本身作為自然科學(xué)中的一個獨立部分，是探索宇宙奧秘的一個方面?；瘜W(xué)，必須是為真理的化學(xué)?！保ㄒ娚綄痘瘜W(xué)史傳》）波義耳最重要的化學(xué)著作《懷疑的化學(xué)家》（1661年），此書標志著近代化學(xué)從煉金術(shù)脫胎而出。從波義耳開始，化學(xué)被看作一門理論科學(xué)，它不只是制造重金屬和有用藥物的經(jīng)驗技藝，而是自然哲學(xué)的一個分支，主要從事對物質(zhì)現(xiàn)象的理論解釋，確立這樣的化學(xué)概念，是他的第一個重要貢獻。第十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五2、

科學(xué)的元素思想

波義耳在批判了亞里斯多德的“非實體原（冷、熱、干、濕）和醫(yī)藥化學(xué)家的實體原（硫、汞、鹽）”元素觀念的基礎(chǔ)上第一次提出了一個科學(xué)的元素的概念，他指出，“我所理解的元素，象有些化學(xué)家清楚說到的那樣，是確定的、初始的、簡單的、未混合的物體。他們不是彼此互相構(gòu)成的，而是由他們構(gòu)成一切所謂的混合物體，而這些混合物體歸根結(jié)底可以分解為其他組成部分?！奔丛厥恰盎旌衔铮∕ixedbodies）經(jīng)過分解以后所得到的最后不能再分解的原始純凈物(PrimitivoandSimplebodies)。”至于自然界元素的數(shù)目他認為一定會有許多種。這就是說，波義耳不僅在元素的“質(zhì)”上，而且在“量”上也批判了舊的元素思想，全面提出了一個新的科學(xué)的元素觀.2023/6/25第十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五主要貢獻：3、《懷疑派化學(xué)家》的問世他能思考“化學(xué)是什么”這樣一個大的問題，他認為化學(xué)實驗不單是為了制造醫(yī)藥，而是對正在發(fā)展中的工業(yè)增加更加廣泛有用的東西。1661年出版該書。他自稱是“懷疑派化學(xué)家”，在書中提出了第一個科學(xué)的元素概念宣告了化學(xué)的獨立，強調(diào)用化學(xué)實驗方法和與此相聯(lián)系的對自然界的觀察方法是形成科學(xué)思維的基礎(chǔ)，該書可以和伽利略的《對話》相媲美。

第十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五他的主要貢獻：

4、

建立科學(xué)的思維方法把嚴密的實驗方法引進化學(xué)，并在此基礎(chǔ)上進行理性的概括，這是作為近代化學(xué)奠基人的波義耳繼提出新的化學(xué)觀和元素觀之后的第三大貢獻。5、分析化學(xué)奠基人之一。把“分析”一詞（英文為Analysis意為分解）引進化學(xué)中來。他為定性分析提供了幾種試劑石灰生成白色沉淀鑒定硫酸、加硝酸銀來鑒定鹽酸，與氨作用生成蘭色溶液來鑒定銅鹽以及其他等等。還使用了一些指示劑。用吸墨紙來吸取指示劑液。

第十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五其他貢獻

1、指示劑的發(fā)明

·第一位把各種植物的天然液汁用作指示劑的化學(xué)家，有的配成溶液，有的做成試紙。

·石蕊試紙即波義耳的發(fā)明，發(fā)明的方法至今仍在使用。

·石蕊試紙的偶然發(fā)現(xiàn)：紀念未婚妻（波義耳終身未娶）——實驗室放花——酸霧上升弄臟紫羅蘭——水洗后插回——片刻變成“紅羅蘭”——研究各種植物的天然液汁與酸堿作用——石蕊地衣中提取的色液最有意思——制成石蕊試紙使用

2、波義耳定律

·研究氣體時發(fā)現(xiàn)波義耳定律，比馬略特早十幾年。2023/6/25第十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五3、磷的化學(xué)研究·1669年德煉金家布蘭德煉金而破產(chǎn)——異想天開（機體的生命活動產(chǎn)物含有哲人石；凡是黃色的東西都含有黃金）——蒸餾人尿——殘渣烤干——曲頸瓶內(nèi)留下發(fā)光的粉末（認為是火素，實為磷）——賣機密給J.D.克拉夫特醫(yī)生——歐洲宮廷巡回表演騙錢

·波義耳研究后，公開了制磷的秘密，并首次系統(tǒng)地研究磷的化學(xué)。4、墨水的發(fā)明

·Fe3+與苦味子酸反應(yīng)——黑色溶液久不褪色——藍黑墨水——該方法沿用了一個世紀2023/6/25第二十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五《尋找哲人石的煉金師發(fā)現(xiàn)磷》2023/6/25第二十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五

三、元素論與微粒學(xué)說

探討和確定自然界中各種物質(zhì)的基本組成和結(jié)構(gòu)是化學(xué)的根本任務(wù)之一。如果亞里斯多德關(guān)于萬物組成的四元素說繼續(xù)占據(jù)統(tǒng)治地位，或者帕拉切爾蘇斯所倡導(dǎo)的三要說仍然束縛著科學(xué)家們的思想，那么化學(xué)就難以向前發(fā)展，成為一門真正的科學(xué)。十六至十七世紀的許多煉金術(shù)士、醫(yī)藥化學(xué)家、礦物學(xué)家都注意到這些學(xué)說缺乏實驗根據(jù)，而當(dāng)他們一旦認真地去尋找這些要素時，就越來越感到懷疑了。第二十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五帕拉切爾蘇斯（Palaqie‘ersusi）(1493～1541)文藝復(fù)興時代反對古代醫(yī)學(xué)權(quán)威最激烈的醫(yī)學(xué)家。促進藥物化學(xué)的發(fā)展。1493年10月14日生于瑞士艾因斯德倫，1541年9月24日卒于薩爾茨堡根。由于父親行醫(yī)，兒時經(jīng)常隨父出診。曾學(xué)習(xí)冶金及化學(xué)。1507年離家到巴塞爾、維也納、萊比錫、海德堡、費拉拉等多所大學(xué)求學(xué)。1510年在維也納大學(xué)獲醫(yī)學(xué)學(xué)士學(xué)位，1516年獲有革新精神的費拉拉大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后在歐洲及中東游歷行醫(yī)10年，廣泛接觸民間醫(yī)生，積累了豐富的臨床經(jīng)驗。大約在這個時期，他自己取名帕拉切爾蘇斯?！扒袪柼K斯”，切爾蘇斯是1世紀羅馬名醫(yī)。

2023/6/25第二十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五1527年，因治好巴塞爾城一著名出版商的足部壞疽而醫(yī)名大振，被推薦為巴塞爾大學(xué)醫(yī)學(xué)教授，吸引了來自歐洲各地的學(xué)生。教學(xué)中積極宣傳他的醫(yī)學(xué)思想和治療經(jīng)驗。反對體液學(xué)說和氣質(zhì)學(xué)說，并提出硫、汞、鹽三元質(zhì)的說法，認為人的疾病系由這三元質(zhì)比例失調(diào)所致。他認為每個器官有自己的操縱者，如果它異常，硫、汞、鹽就會失調(diào)。他有豐富的用藥知識。主張努力尋找各種疾病的有針對性的藥物，反對濫用復(fù)方。強調(diào)自然的治療能力,反對有害的治療方法。16世紀,隨著古典文獻的重視，許多醫(yī)學(xué)家把醫(yī)學(xué)知識當(dāng)作文字上的學(xué)問，而忽視病人和臨床經(jīng)驗。針對這種情況，他嘲笑經(jīng)院哲學(xué)的醫(yī)學(xué)家，主張醫(yī)生“必須有豐富的經(jīng)驗”。2023/6/25第二十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五他性格古怪，他用德語講課，用極尖刻的語言攻擊同時代醫(yī)生和古代權(quán)威(綽號“大炮”)，甚至當(dāng)著學(xué)生的面焚燒當(dāng)時仍奉為醫(yī)學(xué)經(jīng)典的著述。這些行為引起了許多教授的反對。1528年，在敵手們的攻擊聲中離開巴塞爾。此后一面行醫(yī)，一面著書，他喜歡用德文寫作。1536年發(fā)表《外科大全》，重新得到名聲和財富。1541年死于薩爾茨堡的客棧，原因不明。他別致的醫(yī)學(xué)思想在當(dāng)時和對后世有一定的影響。1530年著文討論梅毒，指出口服汞劑有療效。指出硅肺是吸入金屬蒸汽所致，甲狀腺腫與飲水中的金屬（尤其是鉛）有關(guān)，制備過多種含汞、硫、鐵、或硫酸銅的藥物。他也相信占星術(shù)。認為藥用植物的外形決定其治療作用。2023/6/25第二十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五元素論

當(dāng)時人們普遍認為火能將各種物體分解為更簡單的物質(zhì)，最終會得到元素，也就是說，火是最主要的分析工具。這是由于大多數(shù)物質(zhì)在火的作用下散發(fā)出濃煙，冒出熾火，剩余下少量的殘渣和灰燼，因此把這一過程視為物質(zhì)的分解作用在當(dāng)時往往符合人們?nèi)粘５纳罱?jīng)驗。但那些實驗卻表明，無論是三元素還是四元素都不能與火的分析結(jié)果相符合。于是又提出了種種一元論和多元論。對這些新論點暫不論其正確與否，但與古代哲學(xué)家有一個根本的不同，即他們不能靠臆想和純粹的思辯，而是憑借實驗事實。范·海爾蒙特提出水是自然界的終極要素，就是一個范例，他指出：“雖然三要素說確實有用，但它不是自然界的真理。物質(zhì)被火分解為三要素的說法實際上是一種錯覺，因為這三種東西在施行火分析以前根本就不存在于物質(zhì)之中。”2023/6/25第二十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特

（1577年1月12日－1644年12月30日），比利時化學(xué)家、生物學(xué)家、醫(yī)生。他在化學(xué)理論和實踐上都有卓越貢獻，從而成為煉金術(shù)向近代化學(xué)轉(zhuǎn)變時期的代表人物。他所做的柳樹實驗也是生物研究上劃時代的工作。海爾蒙特生于布魯塞爾一個貴族家庭，在天主教魯汶大學(xué)接受教育，在嘗試了各種自然科學(xué)之后，他選擇了醫(yī)學(xué)，并于1599年拿到博士學(xué)位。隨后幾年他在瑞士、意大利、法國和英國游歷。1605年比利時發(fā)生瘟疫，海爾蒙特回到祖國，在安特衛(wèi)普參與救治。1609年他在維爾烏德舉行盛大婚禮，此后定居于此進行化學(xué)研究與行醫(yī)。/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=1982023/6/25第二十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五微粒論

為了解釋各種物質(zhì)的不同性質(zhì)，包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，十七世紀的唯理論者致力于發(fā)展原子論，他們力圖以物質(zhì)微粒的大小、形狀和運動來解釋物質(zhì)的特性，而認為根本無從元素論出發(fā)。伽里略他認為原子的運動也決定原子的特性，其重要性不亞于原子的大小。法國科學(xué)家伽桑狄(HerreGassendi，1592一1625)提出的原子論和用機械論哲學(xué)解釋自然界的嘗試在當(dāng)時產(chǎn)止了極大的影響。他力圖用原子的形狀和大小來說明物質(zhì)的各種性質(zhì)，2023/6/25第二十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五例如熱是由微小的圓形原子引起的；冷是帶有鋒利棱角的椎形原子產(chǎn)生的，所以嚴寒能處人產(chǎn)生刺痛感。固體是由彼此交錯的鉤子連結(jié)起來。他的這種觀點在以后的很多年中引起許多化學(xué)家的重視。

這些哲學(xué)家們都有一個總的目的：放棄各種神秘的超自然的或人格化的力，根據(jù)機械論的觀點來解釋自然界。其代表人物是波義耳。第二十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五

在古代，人們在利用火的同時產(chǎn)生過許多有關(guān)火的學(xué)說。例如我國的“五行說--------金、木、水、火、土”中有“火”；古希臘的“四元素說”的“水、土、火、氣”中有“火”；古印度“四大說”的“地、水、火、風(fēng)”中也有“火”等等，都認為“火”是構(gòu)成萬物的本原物質(zhì)之一。古希臘的赫拉克里特甚至把整個世界都看成是“一團永恒的活火”。那時，火之所以被看成是萬物之源，原因很多，草木之類及各種可燃物在燃燒時常有大量的火從中冒出來便是原因之一；而更重要的還在于火能促進物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，似乎火能化育萬物?？傊诠糯丝磥?，火是一切事物中最積極，最活躍，最能動，最容易變化的東西，整個世界就在烈火中永恒不息地運動著。但由于科學(xué)技術(shù)條件的限制，那時難以再進一步追究火的本質(zhì)。四燃燒現(xiàn)象本質(zhì)的探討（燃素學(xué)說）第三十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五①不同物質(zhì)易燃燒的程度、產(chǎn)生溫度的高低、鼓風(fēng)對燃燒的影響以及金屬煅燒后變?yōu)榛覡a并會增加質(zhì)量等問題，當(dāng)然很自然地引起人們的重視和思考，迫切希望徹底弄清楚火及燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)。②17世紀末人們對燃燒現(xiàn)象的各種解釋達·芬奇---燃燒需要空氣1630年法國雷伊—金屬鉛和錫經(jīng)火煅燒后重量都有所增加波義爾—火是由“火微?！睒?gòu)成的。

燃素說背景第三十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說創(chuàng)始人--貝歇爾1667年，德國化學(xué)家貝歇爾（JohannJoachimBecher，1635—1682）出版了他的《土質(zhì)物理學(xué)》，對燃燒問題做了一番系統(tǒng)的論述，并且反映了他對構(gòu)成各種物質(zhì)的初始元素的見解.2023/6/25第三十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五貝歇爾簡介

（JOHANNJOACHIMBECHER，1635~1682）

貝歇爾，于1635年出生于德國的Speyer。在他19歲的時候就已經(jīng)寫了一本關(guān)于煉金術(shù)的小冊子。其后，他繼續(xù)寫作，而其著作和他的生平一樣，主要圍繞著金子。他的第一本書，在他26歲的時候出版，使他被確立為冶金（煉金）化學(xué)家。他創(chuàng)立了燃素說的雛形，同時也是他的思想推動了現(xiàn)代熱力學(xué)的發(fā)展。

2023/6/25第三十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五

“……化學(xué)家（煉金家）是人類社會中一個奇怪的階級，幾乎是由一批精神錯亂的人為自己尋找開心的一時沖動，而在煙霧和蒸汽、煤灰和火焰、毒藥和貧困中所推動。然而，我在這些魔鬼中的生活似乎是那么的甜美”

———貝歇爾

最后，貝歇爾的學(xué)說并沒有經(jīng)得起時間的考驗。然而，他卻動搖了十七世紀的思想，他帶領(lǐng)了我們走上新科學(xué)、新政府和新經(jīng)濟的路。2023/6/25第三十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說建立者

-施塔爾

1703年，德國哈雷大學(xué)的醫(yī)學(xué)與藥理學(xué)教授施塔爾(GeorgErnststahl，1660--1734)重版了貝歇爾的著述，并寫了一篇很長序言，高度評價了作者在建立燃燒學(xué)說方面的功績。以后在他的講課中和數(shù)科書《化學(xué)基礎(chǔ)》(1723年)中大量傳播貝歇爾的觀點，并加以發(fā)揮而形成了一個解釋燃燒現(xiàn)象甚至的完整、系統(tǒng)的學(xué)說。2023/6/25第三十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素學(xué)說要點：火是由無數(shù)極小而活潑的微粒構(gòu)成的。可燃的要素是一種氣態(tài)的物質(zhì)，它存在于一切可燃的物質(zhì)中，他把這種要素稱之為“燃素”.它在燃燒的過程中從可燃物中飛散出來，與空氣結(jié)合，從而發(fā)光發(fā)熱，這就是火。所以他說：“燃素是火的原質(zhì)和火的要素，而非火本身?！比妓爻淙谔斓刂g，在地球上的動物、植物和礦物中都含有燃素。

2023/6/25第三十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五油脂、蠟、木炭都是極富含燃素的物質(zhì)，木炭幾乎是純粹的燃素，所以它們?nèi)紵饋肀背Ｃ土?，而且燃燒后只剩下極少的灰燼。石頭、木灰、黃金等不含燃素，所以不可能燃燒。一切化學(xué)變化，甚至物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)乃至顏色、氣味的改變都可以歸結(jié)為物體釋放燃素或吸收燃素的過程。

2023/6/25第三十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說實例解釋煅燒鋅銀，燃素從中退出，便生成為白色的鋅灰和紅色的鉛灰；將鋅灰或鉛灰與木炭一起焙燒時，前者從木炭了吸收了燃素，金屬從中重生了出來。燃燒富含燃素的硫磺和白磷，燃素逸出，放出大量的光和熱，變成了硫酸和磷酸。如果硫酸與富含燃素的松節(jié)油一起煮，把磷酸(P2O5)與木炭一起密封加熱，便會分別重新生出硫黃和白磷來，酸性也就消失了。2023/6/25第三十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說實例解釋石灰石與煤炭一起焙燒，從中吸收了燃素，于是具有了苛性，但苛性石灰與燃素的結(jié)合并不牢固，放在空氣中燃素會慢慢跑掉，于是又恢復(fù)成了石灰石，苛性也消失了。酒精則是燃素與水的結(jié)合物，酒精燃燒后，僅剩下了水。金屬鋅、鐵等溶于酸時是燃素被酸奪去的過程。鐵、鋅從膽礬溶液中置換出銅是燃素從鋅、鐵轉(zhuǎn)移到溶液中的銅上的結(jié)果。煤炭、蠟燭燃燒為什么一定需要空氣呢?施塔爾認為，這些物質(zhì)在加熱時燃素并不能自動分解出來，而必須借空氣的吸收作用。顯然，這是采納了胡克的觀點。所以上等空氣會更強有力的吸收燃素。2023/6/25第三十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五按施塔爾的意見，可以用下式表示：

金屬—燃素＝金屬灰正因為燃素學(xué)說很有用處，“解答”了一聯(lián)串的問題，團此很快得到許多化學(xué)家的支持和采納。從十八世紀初到世紀末流行了大約一百年，在化學(xué)史上常常稱這段時期為燃素時期。

第四十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說歷史評價

雖然燃素說把把化學(xué)變化的公式顛例了，把化學(xué)現(xiàn)象的映象當(dāng)成了原形，但在這一百年中，即使是虔誠的燃素學(xué)說的化學(xué)家，由于他們積極從事化學(xué)實驗，積累起來了豐富的科學(xué)實驗材料，它們對近代化學(xué)的創(chuàng)建極有價值，而且也為科學(xué)的燃燒理論的確立準備了條件。2023/6/25第四十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五J.R.帕廷頓(J.R.Partington,1886---1965)出于大多數(shù)化學(xué)現(xiàn)象在燃素說的基礎(chǔ)上得到了統(tǒng)一的解釋，因此我們應(yīng)該理解：在那個時代，為了使人們擺脫、結(jié)束煉金術(shù)思想的統(tǒng)治，使化學(xué)得到解放，燃素說不僅是必需的，而且在歷史上起過積極作用。英國化學(xué)史家J．R．帕廷頓說施塔爾的理論把大量事實聯(lián)系在一起，組成一個首尾一貫，條理井然的錯誤學(xué)說，并建議進行新的實驗，把人們引導(dǎo)到了新的發(fā)現(xiàn)。”這一評價是公正的。所以在科學(xué)發(fā)展中，假說是絕對必要的，盡管它本身可能是錯誤的或不全面的，但它卻能引導(dǎo)、啟發(fā)人們?nèi)ニ伎?、爭論，在實踐、驗證或修正它的過程中就有了新的發(fā)現(xiàn)，找到了新的方向和途徑，達到了真理。燃素學(xué)說正是起到過這種作用。2023/6/25第四十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五思格斯

評價燃素說：正如思格斯所說：“[正是]借助了這些材料，拉瓦錫才能在普里斯特利制出的氧氣中發(fā)現(xiàn)了幻想中的燃素的真實對立物，因而推翻了全部的燃素說。但是燃素說者的實驗結(jié)果并未因此而完全被排除。相反地，這些實驗結(jié)果仍然存在，只是它們的公式被倒過來了，從燃素說的語言翻譯成了現(xiàn)今通用的化學(xué)的語言，因此他們還保持著自己的有效性?！薄抖鞲袼棺匀槐孀C法》

第四十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說的局限性與困難關(guān)于金屬煅燒增重問題

金屬煅燒逸出燃素，為何金屬會增加呢？？------法國人文耐爾，燃素與靈氣一樣，具有負重量，與地心有相斥的性質(zhì)----比林古喬：金屬失去燃素，好比活著的人失去靈魂，失去靈魂死尸必火人還要重---這些論調(diào)又回到了神學(xué)碳酸氣（CO2）的發(fā)現(xiàn)燃素真的找到了嗎

----卡文迪許認為“”可燃空氣”就是燃素----把可燃空氣充入豬膀胱，這個“氣球”徐徐上升,認為燃素真有負重量——通過精確測定，可燃空氣有重量，為氫氣，只是比空氣輕，唯空氣9%，祈求上升是因為浮力的原因?！?燃素有重量，并非夫負重量------再一次動搖了燃素學(xué)說2023/6/25第四十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五燃素說結(jié)局當(dāng)人們對化學(xué)反應(yīng)進行了更多的定量研究后，燃素學(xué)說就更加陷入重量自相矛盾的困境。到十八世紀七十年代，氧氣被發(fā)現(xiàn)了，燃燒本質(zhì)終于真相大白，燃素說終于退出了舞臺，化學(xué)從此沿著正確的航向行進，步入了近代發(fā)展時期。2023/6/25第四十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五五燃素說時期的氣體化學(xué)

概述

到了十八世紀，化學(xué)家和醫(yī)生們對燃燒現(xiàn)象和呼吸作用進行了深入研究，逐步認識到了氣體的多樣性和空氣的復(fù)雜性。隨著氫氣、氮氣、氯氣和氧氣等的發(fā)現(xiàn)，以及氯化氫、水及碳酸氣等化學(xué)組成的確定，使人們對空氣的認識大為深化，說明氣體既可以從化合物中分解出來，又可以參與化學(xué)反應(yīng)成為化合物的一種成分，它們不僅有相似的物理性質(zhì)，而且和固體和液體一樣都有各自獨特的化學(xué)個性。這樣就為解開燃素之謎，糾正燃素說的錯誤，掃清了障礙，從而使拉瓦錫得以建立起他那光彩奪目的新思想。這就是十八世紀氣體化學(xué)成就的深刻意義。2023/6/25第四十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五英國牧師，叫黑爾斯（1667一1761)，他發(fā)明了排水和排汞集氣法并沒計了相應(yīng)的氣體收集裝置。

2023/6/25第四十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五(1)碳酸氣(CO2)的發(fā)現(xiàn)

前奏：十七世紀，比利時的醫(yī)藥化學(xué)家海爾蒙特現(xiàn)象：在一些洞穴中有一種可使燃燒的蠟燭熄滅的氣體，這種氣體也可以在木炭燃燒、谷物和葡萄發(fā)酵、石灰石與醋酸作用等情況下出現(xiàn)。猜測/：空氣應(yīng)該是由幾種氣體組成的，只有這樣，才能解釋為什么在普通空氣中燃燒的蠟燭放到山洞中會熄滅的現(xiàn)象。

2023/6/25第四十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五布拉克與CO2研究；1755年，英國愛丁堡大學(xué)的化學(xué)家布拉克（1728—1799)第一次提出：在愛丁堡哲學(xué)學(xué)會的年會上宣讀了題為《關(guān)于鎂石、石灰石及其它一些堿性物質(zhì)的實驗》的論文(是他的醫(yī)學(xué)博士論文的化學(xué)部分)，他采用了定量的方法來研究這種氣體。實驗現(xiàn)象：在石灰石煅燒前后分別稱其重量，發(fā)現(xiàn)經(jīng)燃燒后減少了44％，討論：他判斷這是由于有氣體從中逸出；他又進行了石灰石與酸作用的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)也能放出一種氣體，然后用石灰水來吸收該種氣體，發(fā)現(xiàn)其重量與煅燒時放出氣體的重量相等，而且發(fā)現(xiàn)這種氣體與石灰水作用所生成的白色沉淀其性質(zhì)和石灰石相同。命名：由于這種氣體是固定在石灰石中的，于是就命名它為“固定空氣”(fixcdair)。2023/6/25第四十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五對碳酸氣進行了更深入研究的是英國著名的科學(xué)家凱文第旭(HenryCavendish，1731—1810)。1766年，他用排汞集氣法成功地收集到純凈的碳酸氣；并證明它和動物呼出以及和木炭燃燒后產(chǎn)生的氣體相同

“具有學(xué)問的人中最富的，富人當(dāng)中最有學(xué)問的人”。一張1萬英鎊的支票

2023/6/25第五十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五CO2的發(fā)現(xiàn)1772年，普里斯特利發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這種氣體充滿了空氣后，后者便失去了助燃性，而放入植物卻可以恢復(fù)其助燃性。同年，拉瓦錫用大透鏡聚光加熱放在汞槽上玻璃罩中的鉆石，發(fā)現(xiàn)它會燃燒，而其產(chǎn)物居然是“固定空氣”。1774年，拉瓦錫進一步把木炭與氧化汞或氧氣一起加熱，證明產(chǎn)物即是“固定空氣”，這樣終于辯明了這種空氣是碳的氧化物。2023/6/25第五十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五（2）氫的發(fā)現(xiàn)

研究：1781年，普里斯特利將氫氣和空氣放于閉口玻璃瓶中，用電火花引爆，發(fā)現(xiàn)瓶的內(nèi)壁有露珠出現(xiàn)；同年凱文第旭也用不同比例的氫氣與空氣的混合物反復(fù)進行這項試驗，確認這種露滴是純凈的水，發(fā)現(xiàn)氫是水的一種成分。凱文第旭又用純氧代替空氣進行試驗，不僅證明氫和氧化合成水，而且確認大約2份體積的氫與1份體積的氧恰相化合成水(發(fā)表于1784年)。這些實驗結(jié)果本來已經(jīng)毫無疑義地證明了水是氫和氧的化合物，而不是一種元素，而凱文第旭卻拒絕這種見解，還堅持水是一種元素，氧是失去燃素的水，2023/6/25第五十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五氫的發(fā)現(xiàn)討論：氫則是含有過多燃素的水，這就是說他把“易燃空氣”的燃燒用以下公式表示：

(水+燃素)+(水—燃素)=水易燃空氣(氫)失燃素空氣(氧)1782年，法國化學(xué)家拉瓦錫重復(fù)了他們的實驗，并以紅熱的槍筒分解了水蒸汽，才明確提出正確的結(jié)論：水不是元素而是氫和氧的化合物，糾正了幾千年來把水當(dāng)做元素的錯誤概念。1787年，他命名這種氣體為“Hydrogen”(氫)，意思是“產(chǎn)生水的”，并確認它是一種元素物質(zhì)。2023/6/25第五十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五2023/6/25第五十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五(3)氮的發(fā)現(xiàn)

研究i：一七七五年，英國著名的化學(xué)家布拉克著名實驗：在一個鐘罩內(nèi)，放進燃燒著的木炭，而燃燒一陣子后，木炭就熄滅了。布拉克認為木炭在鐘罩內(nèi)燃燒可以生成“固定空氣”（即二氧化碳氣）。當(dāng)布拉克用氫氧化鉀溶液吸收了二氧化碳氣后，鐘罩內(nèi)仍有一定剩余氣體留下來。這是什么氣體？它具有什么性質(zhì)？他無法回答。布拉克要求他的學(xué)生D·盧塞福繼續(xù)研究這個問題。

2023/6/25第五十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五1792年后，盧塞福研究：用動物重做這個實驗。當(dāng)他把老鼠放入這個密閉鐘罩內(nèi)時，老鼠會被悶死，而悶死后，氣體的體積又縮小了十分之一。若將密閉器皿內(nèi)的氣體用堿液去吸收，發(fā)現(xiàn)氣體的體積又繼續(xù)失去十分之一。可是一個奇怪的現(xiàn)象吸引了盧塞福，在這老鼠也無法生活的氣體里，居然可以點燃蠟燭，你可見到燭光隱現(xiàn)而當(dāng)燭光熄滅以后，如果往密閉容器內(nèi)投入磷少許，磷又可繼續(xù)燃燒……。探討：盧塞福的實驗使他明確了這樣兩個問題：一是人們很難從空氣中把氧氣全部除凈。二是這種剩余的氣體既不助燃，也無助于呼吸。它不能維持動物的生命，并具有滅火作用。這種氣體在水和氫氧化鉀液溶中也不溶解。盧塞福把這種氣體稱為“油氣”或“毒氣”。2023/6/25第五十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五遺憾：由于傳統(tǒng)觀念的影響，盧塞福犯了一個極大的錯誤。他不承認“油氣”是空氣的一種成分，使得他在離真理只有一步遠的地方停了下來。犯有同樣錯誤的還有普利斯特列，他也做了上述實驗。他把上述剩余的氣體稱為“被燃素飽和了的空氣”。意思是說因為它吸足了燃素，所以它失去了助燃的能力。普利斯特列和盧塞福都是虔信燃素學(xué)說的人，因而無法擺脫傳統(tǒng)觀念的束縛。

JosephPriestley1733-1804(英國人)對氣體化學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)氧氣

2023/6/25第五十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五世界上認為氮是空氣成分之一的第一個人是----瑞典化學(xué)家舍勒（1742—1786年）研究：他在1772年指出：“這種氣體較空氣輕，它能滅火，其性質(zhì)頗似固定空氣（即二氧化碳氣），不過其滅火效力沒有固定空氣顯著。

試驗結(jié)果蠟燭在純凈的空氣中燃燒可以維持約80秒針之久，若放在空氣與固定空氣之比為6：55的混和氣體中，便立即熄滅，但在潔凈空氣與這種燃過的空氣的等比混和氣體中，大概可燃26秒鐘左右，他稱這種氣體為“濁氣”或者是“用過的的空氣”。舍勒的可貴之處，”在于人類第一個承認氮是空氣的組成部分。事隔幾年以后，拉瓦錫在普利斯特列發(fā)現(xiàn)氧氣后，將它定名為“氮”。與此同時也就得出了氮氣無益于生命的這個結(jié)論。

2023/6/25第五十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)拉瓦錫與化學(xué)革命拉瓦錫生平拉瓦錫的評價2023/6/25第五十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五

拉瓦錫與化學(xué)革命對燃燒作用做了全面而周密的研究：令人佩服地徹底抨擊了燃素學(xué)說的錯誤，建立起燃燒的氧學(xué)說的人則是法國杰出的化學(xué)大師拉瓦錫(AntoineLaurentLavoisier，1743—1794)，他建樹化學(xué)史上的這一勛業(yè)，使近代科學(xué)革命在化學(xué)領(lǐng)域中取得了一場劃時代的勝利。

第六十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五（一）拉瓦錫生平（1743—1794）拉瓦錫是一個巨富律師之子，其父親是巴黎高等法院的律師，母親是一位法國海軍將領(lǐng)書記官的女兒。年輕時在麥哲林學(xué)院(CollegeMazarin)學(xué)習(xí)法律，但在那也聽過著名教授拉·凱伊爾講授的天文學(xué)，朱西厄(1699—1777)講授的植物學(xué)。而G．F．盧埃爾(1703—1770)所講授的化學(xué)啟發(fā)了拉瓦錫對這一學(xué)科的興趣。1764年，由于他參加了亞爾薩斯--洛林的礦物勘查員、地質(zhì)學(xué)家蓋塔爾(Jean—ErienneGuetttard，1715—1786)的活動，進一步激發(fā)了他對自然科學(xué)的追求。2023/6/25第六十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五拉瓦錫這年他當(dāng)上了包稅官包敦(Baudon)的助理。1780年他又接任了這個職位。在當(dāng)時，法國對于鹽和煙草等實行由包稅官代表政府征稅的制度，那些包稅官只向政府繳納一定數(shù)量的稅款，多征收的部分則可裝入私囊。因此，幾乎所有包稅官無不橫征暴斂，下層百姓和中產(chǎn)階級對他們無不深惡病絕。

1775年，拉瓦錫被任命為火藥與硝石監(jiān)督官，并移居阿森納爾(AhsenaL)，用父親和姨母的遺產(chǎn)建造了設(shè)備良好的實驗室。在那里他進行了15年緊張的研究工作。

1780年，法國大革命爆發(fā)，使得拉瓦錫中斷了化學(xué)方面研究工作。1792年由于他與?；庶h人有聯(lián)系被解除了火藥管理局的職務(wù)。2023/6/25第六十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五拉瓦錫生平：

這年，國民議會發(fā)布命令，取消包稅制。次年11月又下令逮捕所有的包稅官，于是拉瓦錫自首入獄。極左派J．P．馬拉誣陷他同法國的敵人有來往，犯有叛國罪，在1794年5月8日把他送上了斷頭臺。拉瓦錫21歲時第一次在法國皇家科學(xué)院發(fā)表了科學(xué)論文，這是一篇分析石膏成分的化學(xué)論文。1768年進入科學(xué)院轟動了整個輿論界和社會。

第六十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五(二)拉瓦錫的評價拉瓦錫對化學(xué)發(fā)展得最大貢獻就是推翻燃素理論建立氧化理論，引起了一場化學(xué)革命。思想和方法主要表現(xiàn)為：1、強調(diào)實驗作為認識的基礎(chǔ)拉瓦錫的科學(xué)座右銘是：“不靠猜想，而要根據(jù)事實”。2、重視在實踐的基礎(chǔ)上進行理論思維

正如柏廷頓所說：“拉瓦錫沒有發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)，沒有設(shè)計過真正是新的儀器，也沒有改進過制備方法，他本質(zhì)是上一個理論家，第六十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期五他的偉大功績在于：他能夠把別人的實驗工作承受下來，并用自己的定量實驗補充加強。通過嚴格的合乎邏輯的步驟闡明所得結(jié)果的正確解釋從中發(fā)掘出最本質(zhì)和規(guī)律性的東西”。所以美國化學(xué)家布蘭德（1788—1866)在其《化學(xué)指南》(ManualofChemistry)中說“在科學(xué)方面，拉瓦錫雖然是一位偉大的建筑師，但他在采石場的勞動卻是很少的；他的材料大都是別人發(fā)掘到而他‘不勞而獲’的，他的技巧就表現(xiàn)在把它們編排、組織起來?！?、運用以量