元素发现史(1)

元素发现史Discoveryofchemicalelement2010-9-9课程内容概要第一章元素概念的发展第二章古代已知的化学元素第三章空气元素的发现第四章电化学与元素发现第五章化学分析法发现的元素第六章光谱分析法与元素的发现第七章门捷列夫的元素周期律第八章稀土元素的发现第九章惰性元素的发现第十章放射性元素的发现第十一章人工合成元素课程安排上课时间：1-16周考试时间：17周课堂时间，90min课程成绩：学期小论文（40%）+期末考试（60%）学期论文主题--有关化学元素发现参考书目《化学元素的发现》，凌永乐编著，商务印书馆《元素新发现》，（日）桜井弘编，科学出版社《化学元素遍览》，艾伯特·斯特沃特加著，田晓伍任金霞译，河南科学出版社第一章元素概念的发展第一节古代元素观第二节中国古代元素观第三节十六世纪元素观第四节近代化学元素观第五节现代化学元素观第六节元素名称的来源第一节古代元素观自然界复杂繁多的万物是否是由少数基本物质即元素构成的，万物是否统一于少数几种元素？元素一元说五元素说四元素说新四元素说原子论说公元前600年：古希腊学者泰勒斯(Thales)认为组成自然界万物最基本的元素是水,水乃万物之本，水可以组成一切。公元前550年：学者阿那克西米尼(Anaximenes)认为空气作为万物的本质。公元前540年：色诺芬尼(Xenophanes)则提出土是万物的本原。公元前500年：赫拉克利特(Heraclitus)认为火是万物的本质。公元前七世纪：古印度的学者卡皮拉(Kapila)认为，世界上所有的物质是由土、火水、风、空气五种元素组成的。公元前四世纪：古希腊哲学家亚里士多德(Aristot-eles)在恩培多克勒“四元素说”基础上创立了“新四元素说”。公元前五世纪：古希腊哲学家恩培多克勒(Empedo-kles)，他摆脱了“一元说”的影响，认为在宇宙间存在四种元素，火、气、水、土。火气水土新四元素说四种元素：水、气、土、火1、四种元素并非孤立不变,而是相互可以转化;2、有四种基本性质是万物各种性质的基础,其依照不同的比例相互混合就构成了具有各种不同性质的万物；3、四种特性是冷、热、干、湿。新“四元素说”支配着科学界达两千年之久Aristoteles前384—前322年古希腊唯物主义哲学家德谟克利特（公元前460-370年）古代原子论：万物的本原是原子与虚空，原子是一种最后的不可分的物质微粒。古原子论为现代原子科学的发展奠定了基石。第二节中国古代元素观—阴阳五行说“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”---《周易》“道生一，一生二，二生三，三生万物，万物负阴而抱阳，冲气以为和。”---《老子》“水者，何也？万物之本原也。”---《管子》五行学说《尚书》：“五行：一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土。水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土曰稼穑。”《国语》：“夫和实生物，同则不继。以他平他谓之和，故能丰长而物生之。若以同稗同，尽乃弃矣。故先王以土与金、木、水、火杂以成百物。”阴阳学说以对立统一规律认识宇宙一切事物运动变化，包括阴阳对立、阴阳互根、阴阳消长和阴阳转化四个方面。1.世界是物质的，物质世界是在阴阳二气作用的推动下滋生、发展和变化；2、木、火、土、金、水五种最基本的物质是构成世界不可缺少的元素；3、这五种物质相互滋生、相互制约，处于不断的运动变化之中。阴阳五行学说第三节十六世纪元素观三本原水银(金属性质)硫磺(可燃性和非金属性质)盐(溶解性)三元素16世纪瑞士医生巴拉塞尔士硫具有可燃性，代表“灵魂”汞具有挥发性，代表“精神”盐具有固体性，代表“肉体”13-14世纪炼金/丹术士第四节近代化学元素观到了17世纪中叶，由于科学实验的兴起，积累了一些物质变化的实验资料，才初步从化学分析的结果去解决关于元素的概念.玻义耳的科学元素论拉瓦锡的元素概念近代化学奠基者波义耳的元素观（RobertBoyle,1627-1691,英国化学家）波义耳在1661年出版了《怀疑派化学家》，把化学树立为科学。第一次提出科学的元素观点：“元素是具有一定确定的、实在的、可觉察到的实物，它们应该是用一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物。”近代化学之父拉瓦锡的元素概念Lavoisier,1743～1794,法国化学家18世纪近代元素概念应运而生：1)通过矿物分析和冶金实践的确制出了不少单质；2)H2、N2、Cl2、O2等多种气体单质发现；3)水是氢氧两种元素的化合物；4)以元素氧为核心的燃烧氧化理学说发表。传统的“四元素说”和“三要素说”彻底宣告破产！1787年《论改革和完善化学革命的必要性》中明确定义：“元素是任何方法都不能分解的物质。”拉瓦锡的定义具有明确的科学性：元素的性质和数目只有通过实验来确定，因而它是建立在科学实验基础上而不是笼统的凭空猜想；他通过实验抓住了一般元素在通常情况下不能分解的客观性质，把分析的极限作为判别元素的标准。在1789年发表的《化学基础论说》中，拉瓦锡列出了第一张化学元素表，一共列举了33种化学元素，分为4类：I栏：简单物质光、热质、氧、氮、氢II栏：非金属简单物质硫、磷、碳、盐酸基、氟酸基、硼酸基III栏：金属简单物质锑、银、砷、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌IV栏：土类简单物质石灰、镁土、钡土、铝土、硅土拉瓦锡是近代化学元素学说的奠定者。第五节现代化学元素观英国化学家、物理学家1803年,道尔顿创立了科学原子论,开辟了化学发展的新纪元.第一次揭示了元素和原子的内在联系，元素是具有一定重量的同类原子。元素是由非常微小，不可再分的微粒—原子组成，原子在一切化学变化中不再分;同一元素所有原子的质量、性质都完全相同，原子质量是每一种元素的基本特征之一。19世纪末，物理学上的三大发现（x射线，放射性和电子）彻底打破了原子不可分的传统观念，摧毁了原子理论的元素概念理论基础。1902年，卢瑟福和索迪通过天然放射性研究，提出了具有革命意义的元素蜕变学说，打破了元素不能分解和转化的陈旧观念。1910年，索迪基于对大量实验事实的分析，提出了同位素假说，并很快得到了证实，否定了自道尔顿以来一种元素一种原子的观点。1913年，莫斯莱在x射线的研究中，原子序数的实质是核电荷数。1919年，卢瑟福第一次实现了人工核反应，用人工的方法使一种元素变成另一种元素。现代化学元素定义（Element）1923年，国际原子量委员会作出决定：把核电荷数（质子数）相同的一类原子称为一种元素。第六节化学元素的名称和符号中文命名1）元素的名称用一字表示，以部首来表示常温常压时之物态.“钅”为固体金属例：铜、铑“石”为固体非金属例：硅、碳“气”为气体例：氧、氟“氵”和“水”为液体例：汞、溴2）元素名称谐声、会意造字.谐声为主：从国际间通用的拉丁名称音译而来如Lithium译成“里”金属，“锂”Iodium译成“典”非金属，“碘”Argon译成“亚”气体，“氩”会意次之：如氢“最轻”气体氯“绿色”气体氮“冲淡氧气”由瑞典化学家贝采利乌斯制定了简单易懂的化学符号系统每种元素的拉丁名称开头字母作为元素符号。如：金Aurum银Argentum氩Argonium氢Hydrogenium