化学史第一章

化学史HistoryofChemistry参考书目：化学史简明教程，郭保章，董德沛.北京师范大学出版社。化学思想史，湖南教育出版社.化学发展简史，科学出版社.化学的历史背景，亨利.M.莱斯特.商务印书馆.英国科学促进会（BAAS）主席在1851年的一次演讲中呼吁：“我们要教给年轻人的，与其说是科学结论不如是科学方法，更不如说是科学史。”序言以史为鉴可知兴替英弗兰西斯·培根知识就是力量读史使人明智FrancisBacon1561～1626一门科学的历史，就是这门科学本身。歌德JohannWolfgangvonGoethe(1749-1832)科学既是系统的知识体系，又是探究活动。•科学是对自然、对宇宙、对生命的探索。•发现支配自然与生命现象的基本定律。费恩曼RichardP.Feynman(1918-1988)科学的另一个方面是科学的内容，即已经发现的理论和定律。这是科学家从事科学研究后的收获，也使他们所得到的最高奖赏。做这类工作不是为了应用，而是为了导致令人振奋的发现。这一令人激动的部分也正是科学家从事科学研究工作的真正原因。古往今来人们开始哲理探索，都应起于对自然万物的惊异；……他们探索哲理只是为想脱出愚蠢，显然，他们为求知而从事学术，并无任何实用目的。——亚里士多德科学的特性科学是引人入胜的科学是怀疑和批判的科学是最富人性的真正的科学家不仅增长人类的自然知识，而且传播一种在思想上独立思考、有条理的怀疑的科学精神，传播一种在人类生活中相当宝贵的协作、友爱和宽容精神，是最富有人性的。袁翰青有机化学和化学史家。江苏南通人。1929年毕业于清华大学化学系。1932年获美国伊利诺大学博士学位。中国科学技术情报研究所研究员。1932年从事联苯化合物立体化学的研究，最早发现联苯化合物的变旋作用。后从事化学史的研究、教学、科学普及和科技情报工作。1956年参与创建中国科学技术情报研究所，任第一任所长。著有《中国化学史论文集》、《溶液》、《化学重要史实》等；翻译英国李约瑟的《中国科学技术史》第一卷等。1955年选聘为中国科学院院士（学部委员）。化学的发展，主要经历以下几个时期：（一）化学的萌芽时期：远古到公元前1500年（二）炼丹和医药化学时期：公元前1500年到1650年（三）燃素化学时期：1650年到1775年，近代化学的孕育时期（四）定量化学时期：1775年到1900年，近代化学发展的时期1775年，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。19世纪初，（英国）道尔顿提出近代原子学说，（意大利）阿伏加德罗提出分子概念。(俄国)门捷列夫发现元素周期律，(德国)李比希和维勒发展了有机结构理论（五）科学相互渗透时期:20世纪初开始，现代化学时期物理测试手段量子理论生物化学第一章早期实用化学及朴素自然观火的使用“火的使用不仅仅是人和所有动物的一目了然的区别。火是人类发现的第一个如何去使用的能源，这种能源不是通过人体内的食物和空气所能转化的，在更新纪早期，人们不用火就制造了精美的工具和哺育后代，在更新纪中期，他们会用火在洞口取暖，在更新纪晚期，火使他们成了高效率的动物，在该纪的最后八千年里，他们发现了火的更多用途，并且烧掉了前所未有的大量燃料，火已成了他们迅速掌握大自然、征服大自然、部分地毁坏土地及解决他们生存问题的关键。”一、早期实用化学陶瓷多种矿物和各种砂土——化学物质矿物在高温中的变化——化学变化实现物质化学变化的重要手段——高温技术金属冶炼：人类最早认识的金属：铜锡铅金银汞酿酒及染色中国瓷器瓷器也是中国古代重大发明之一，早在新石器时代即有了陶器，至商代中期开始有较成熟的瓷器，解放后在屯溪等地发现了大量的商周时期的青釉器“（原始瓷）”，唐代景德镇制瓷技术即达很高水平，景德镇瓷器洁白而半透明，在长安有“假玉器”之称。而浙江绍兴越窑的青瓷也很有名，诗人陆龟蒙赞之“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来。”周代（951~960）有名的柴窑产品有“青如天，明如镜，声如磬”之赞语。唐代由丝绸之路传至阿拉伯、波斯等，11世纪制瓷技术也随之传入阿拉伯等地。小口尖底陶瓶新石器时代距今约6000年仰韶文化汲水工具1958年陕西省宝鸡市北首岭出土高46.2厘米在其腹部两侧的环耳处系绳，汲水时手提绳子将瓶置于水中，因瓶腹是空的，重心在瓶的中上部，瓶就倒置于水中；注满水后，重心移到瓶的中下部，瓶口就朝上直立起来。陶猪新石器时代晚期河姆渡文化1973年浙江省余姚市河姆渡出土长6.7厘米从事稻作生产的河姆渡氏族，其家畜饲养业也有一定规模，饲养的家畜主要是猪、狗和水牛，猪的数量最多，破碎的猪骨和牙齿在遗址中到处可见。河姆渡遗址还出土一件陶盆，其上刻有一束捆扎整齐的稻穗和猪纹，反映了养猪与农业的密切关系。四系青瓷尊西周时期西周盛酒器河南省洛阳市出土高18.2厘米这是以瓷土作胎，经高温烧成的原始瓷器。它的胎质呈灰白色，无吸水性，青灰色釉，敲击时能发出铿锵的声音，是中国古代瓷器的早期形态。白瓷双腹龙柄传瓶隋朝时期盛水器1957年陕西省西安市李静训墓出土高18.6厘米、口径4.5厘米、腹径6.3厘米此器两瓶身相联，联接处上伸一杯式口，颈部有凹弦纹三周。釉施及于腹部弦纹以下，有冰裂纹细开片，近底部分及底部露胎。高岭土（瓷土）含铁量较高，经过1300℃高温只能烧成青瓷器，经过控制而降低瓷土中的含铁量，克服铁的呈色干扰，即能烧制成白瓷。中国在北齐时已开始烧制白瓷，但当时烧成的白瓷普遍泛青，说明含铁量偏高，烧制温度偏低，烧制工艺还不够成熟。这件隋代白瓷器，胎、釉已完全不见白中泛青现象。秘色瓷碗唐朝时期食器1987年陕西省扶风县法门寺塔地宫出土高7.1厘米、口径25厘米法门寺相传始建于东汉，唐时建有护国真身宝塔及地宫，供养佛指舍利。地宫中的许多文物是唐皇室供奉的，其中的秘色瓷是作为贡瓷的越窑精品，属宫廷专用。因其釉色、形制少为人知，故以“秘色”相称。器物以青绿釉为主，釉内夹杂玛瑙细末，釉面润泽晶莹，釉层有透明感。这次出土的瓷器共19件，器形有瓶、碗、盘、碟等，大部分在同出土的文物帐上被明确记为“秘色瓷”。因地宫封闭于唐咸通十五年(公元874年)，可知秘色瓷最晚在咸通年间已经烧制了。钧窑玫瑰紫海棠式花盆辽宋西夏金时期陈设品高14.5厘米、口径19.5～24.5厘米钧窑遗址在今河南省禹县境内，现已发现窑址100多处，其中钧台八卦洞窑是北宋末年建立的官窑，专门烧制宫廷陈设的花盆、洗、尊等瓷器。钧窑瓷器属北方青瓷系统，釉色以青蓝为基调，因釉料中含氧化铜，烧成的瓷器可于青蓝中呈现紫红色，人们称其为“窑变”。钧窑的另一特点是烧制的瓷器釉面往往有“蚯蚓走泥”纹，这是因为在烧制过程中釉层发生干裂，低粘度釉在高温作用下流入裂口，形成这种特有的纹路。这件传世的宋代钧窑花盆，造型端庄，色彩斑斓，晶莹的天蓝釉色中映现出宛如玫瑰般的紫红。甜白釉暗花三系罐明朝时期盛器高9.4厘米、口径10.3厘米、底径14.3厘米这是永乐年间（公元1403～1424年）的白瓷产品。“甜白釉”实是“白釉”，在“白釉”的生产过程中把铁的含量减少到最低程度，又在脱胎、半脱胎的洁白胎体上施纯净的透明釉，经高温烧制就能使“白釉”更加诱人，被称之为“甜白釉”。明代的“甜白釉”受到后代的极高评价，被称为“甜白”、“堆蜡美玉”、“纯净无杂”、“透亮明快”等等。素三彩菊花耳瓶明朝时期陈设品高36.3厘米、口径10.5厘米、足径11.5厘米素三彩是明代新出现的瓷釉新品种，它以黄、绿、紫三种釉色为主，不用红色，在白瓷胎体上直接加彩或刻绘，然后罩一层“雪白”，再次入炉经低温烧制而成。其中以三色中某一色为地，则被称为某色地三彩，如黄地三彩、绿地三彩、紫地三彩。素三彩成器后明净优雅。冶金铜刀新石器时代距今约5000年马家窑文化甘肃省东乡县林家出土长l2.5厘米这是迄今为止中国发现的时代最早的一件青铜器,为单范铸成。青铜器是指用铜和锡等合金铸成的器物。金属器的出现,在人类历史上具有划时代的意义。到龙山文化和齐家文化时期,铜器的制造已较普遍,整个黄河流域从西到东都有铜器出土,其中有红铜、黄铜和青铜。铜器的种类有锥、刀、斧、凿、钻、铃和镜等,制法有锻造和铸造两种。新石器时代铜器的发明为商周时期青铜文化的繁荣与发展准备好了条件,这预示着中国古代文明社会的即将到来。铜柄铁剑春秋时期春秋兵器1957年甘肃省灵台县景家庄出土。此剑柄镡相连,皆用青铜铸成,两面有对称纹饰,柄中部有长形镂孔4个,柄长85厘米,镡长4厘米,厚0.4厘米。剑叶铁质,残长9厘米,宽3厘米,厚0.3厘米,焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一,证明至迟在春秋早期,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术铜钺商朝时期兵器1965年山东省益都市苏埠屯出土长31.7厘米、宽35.8厘米、重4.9千克这件铜钺形体巨大，两面均透雕着张口怒目的人面形，眉、目、耳、鼻、口均突起。微呈弧形刃，双穿，两侧有扉。两耳下各铸铭文“亚醜”，右为正写，左为反书。墓中还出土有铜鼎、斝、爵、矛、戈、镞、斧、锛等，其中在一件铜爵和铜锛残片上，都有“亚醜”铭文。过去苏埠屯出土的器物上也有“亚醜”铭文。由于苏埠屯村屡次出土“亚醜”青铜器，有人推测这里可能是“亚醜”族的墓地。据文献记载，商末周初这一带为薄姑氏所居，因此铜钺等青铜器或即薄姑氏的遗存。司母戊鼎商朝时期商后期（约公元前14～前11世纪）炊食器1939年河南省安阳市武官村出土高133厘米、口长110厘米、口宽79厘米、重832.84千克此鼎器形庞大浑厚，是中国目前已发现的最重的青铜器，其腹部铸有“司（后)母戊”3字；是商王祖庚或祖甲为祭祀其母所铸。司母戊鼎的鼎身和鼎足为整体铸成，鼎耳是在鼎身铸好后再装范浇铸的。铸造这样高大的铜器，所需金属料当在1000千克以上，且必须有较大的熔炉。经测定，司母戊鼎含铜84.77％、锡11.64％、铅27.9％，与古文献记载制鼎的铜锡比例基本相符。司母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。二、古代物质观中国古代物质观五行说阴阳说物质是否无限可分？希腊古代物质观亚里斯多德重性质轻物质亚里斯多德的四元素说五行的本性五行：金、木、水、火、土“水曰润下，火曰炎上，木曰曲直（木能作弯曲的东西），金曰从革（顺从变革，可任意熔铸），土爰稼穑。”五行的味道润下作咸（海水作咸），炎上作苦（烧焦味苦），曲直作酸（草木、果实酸味），从革作辛（食物的辛辣味象刀锥刺痛），稼穑作甘（谷类在口中咀嚼变甜）。五行相克相生图墨家则进一步指出：“五行毋常胜，说在宜（多）”；“火铄金，火多也。金靡炭，金多也”。就是说，用炭火熔金，火大则金熔，若金多，则炭虽耗尽而不能熔金。这个浅显的例子表明五行相遇，相胜不是绝对的，而是相对的法家韩非提出：“凡物之有形者，易裁也，易割也。何以论之？有形则有短长，有短长则有大小”名家公孙龙则认为：“一尺之捶，日取其半，万世不竭”名家惠施：“至小无内，谓之小一。”墨家：“端，体之无序而最前者也”。“端，是无间也。”古希腊早期的学说泰勒斯Thalesc.624~547BC水是一种元素阿纳克希米尼Anaximenesc.500~428BC气是一种元素赫拉克利特Heraclitus533~475BC火是一种元素四元素说•恩培多克勒•Empedocles，495~435BC火、气、水、土•水：球体，彼此间容易滑过去•土：立方体，稳定•火：锯齿状、尖锐，灼人亚里士多德亚里士多德：百科全书亚里士多德（前384－前322），希腊北部的斯塔吉拉人，自幼父母双亡，17来到雅典成为柏拉图的学生。“吾爱吾师，吾尤爱真理”前343年，成为马其顿王太子亚历山大的私人教师前335年，在雅典建立吕克昂(Lyceum)学院，又称逍遥学派(peripatetic)亚里士多德:揭开了古代自然科学独立的序幕《形而上学》逻辑学《范畴篇》《分析篇》《物理学》《论天》《天象学》《论生灭》《论宇宙》生物学《动物志》《论动物的历史》