化学发展简史的内容

1.人类文明的起点——火的使用

几百万年前，人类过着非常简单的原始生活，靠打猎为生，吃生肉和野果。据考古学家考证，至少在50万年前，就可以找到人类用火的证据，即在北京周口店北京猿人生活过的地方发现了烧焦的动物骨骼。

有了火，原始人告别了吃血喝血的生活。人类吃了熟食后，健康水平提高了，智力发展了，生存能力提高了。

后来人们学会了摩擦生火，钻木取火，这样火就可以随身携带了。因此，人们不再是火种的看管者，而是成为了能控制火势的生火者。

火是人类用来发明工具和创造财富的武器。利用火能产生各种化学反应的特性，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了生产生活的广阔天地。

2.历史悠久的制陶工艺

很难证实陶器是何时产生的。关于陶器的起源，众说纷纭。有人推测，人类生活最原始的容器是由树枝制成的。为了使其耐火和致密，通常在容器的内部和外部涂上一层粘土。在使用过程中，这些容器偶尔会着火，里面的树枝都被烧光了，但粘土不会着火，不仅保留了下来，还变得比着火前更硬更好。这个偶然事件给了人们很大的启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地捣碎粘土。与水混合，揉捏到非常柔软的程度，塑造成各种形状，在阳光下晒干，最后在篝火上燃烧，制成原始的陶器。

大约1万年前，中国开始出现烧制陶器的窑炉，成为最早生产陶器的国家。陶器的发明是制造技术的重大突破。制作陶器的过程改变了粘土的性质，使粘土的成分发生了一系列的化学变化，如二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、氧化镁等，使陶器具有优异的防水和耐久性能。所以陶器不仅有新的技术意义，也有新的经济意义。它为人们处理食物增加了烹饪方法。陶瓷纺车、陶瓷刀、陶瓷锉等工具在生产中也起着重要作用；同时，陶瓷储物可以使粮食和水易于储存。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，尤其是对于定居下来从事农业生产的人们来说。

3.冶金化学的兴起

在新石器时代晚期，人们开始用金属代替石器制造工具。用的最多的是铜。然而，这种自然资源毕竟是有限的，所以从矿石中冶炼金属的冶金学应运而生。铜矿首先被冶炼。约公元前3800年，伊朗开始将铜矿石(孔雀石)与木炭混合，加热后获得金属铜。纯铜比较软，用它做的工具和武器质量不够好。在此基础上，经过改进，出现了青铜器。

公元前3000年到公元前2500年，除了冶炼铜，还冶炼锡和铅。在纯铜中加入锡，可以使铜的熔点降低到800℃左右，因此更容易铸造。铜和锡的合金叫青铜(有时含铅)，硬度高，适合制造生产工具。青铜制成的武器坚硬锋利，青铜制成的生产工具远胜于紫铜。也有青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器方面取得了很大成就，如殷早期的“司母戊”鼎。它是一种礼器，也是世界上出土的最大的青铜器。再比如战国时期的编钟，堪称古代音乐中的一大创造。所以青铜器的出现促进了当时农业、兵器、金融、艺术的发展，把社会文明向前推进了一步。

中国、埃及和印度是世界上最早炼铁和使用铁的国家。春秋晚期(公元前6世纪)，中国制造生铁用于铸造。最早的时候是用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原成金属铁。铁被广泛用于制作犁头、铁锹(一种锄草工具)、铁锹等农具，铁鼎等器皿，当然也用于制作武器。正是从公元前8世纪到公元前7世纪，欧洲和其他国家进入了铁器时代。因为铁比青铜硬，炼铁的原料也远比铜丰富，所以在大多数地方，铁已经取代了青铜。

4.中国的伟大贡献——火药和造纸术。

黑火药是中国古代四大发明之一。为什么叫“黑粉”？这也要从它使用的原材料说起。火药的三种原料是硫磺、硝石和木炭。木炭是黑色的，所以火药也是黑色的，称为黑火药。火药的性质是容易着火，所以可以联想到火，但是如何理解“药”这个词呢？原来硫磺和硝石在古代都是治病的药。所以黑粉可以理解为会着火的黑药。

火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关。炼丹的目的是寻求长生不老之药。炼丹的原料中，有硫磺和硝石。炼丹的方法是将硫磺和硝石放入炼丹炉中，用火久炼。在多次炼丹的过程中，出现了一次又一次的火灾和爆炸。经过多次实验，终于找到了制造火药的方法。

黑粉发明后脱离炼金术，一直用于军事。古代人打仗，近距离用刀枪，远距离用弓箭。有了黑火药，从宋代开始，出现了各种新式武器，比如用弓发射的火药包。火药包有两种:火球和火蒺藜。火是用来点燃火药线，把火药包扔出去，通过燃烧爆炸的方式杀死对方。

公元8世纪左右，中国的炼丹术传到了阿拉伯，火药的制备方法也传了过去，后来又传到了欧洲。就这样，中国的火药成为了现代炸药的“始祖”。这是中国的伟大发明之一。

纸是人类保存知识、传播文化的工具，是中华民族对人类文明的一大贡献。在使用植物纤维制成的纸之前，中国古代传播文字的主要方法有:在甲骨文(龟甲、牛骨)上刻字，即所谓的甲骨文；甲骨数量有限，后来都刻在竹简或木简上。但是孔子的《论语》所用的竹简数量可想而知。此外，丝绸织成的丝也可用于书写，但很难大量生产丝绸。最后，由植物纤维制成的纸应运而生，并一直流传至今。

1957年5月，来自中国的考古学家在陕西省Xi市灞桥的一座古墓中发现了一些米黄色的古代纸张。经鉴定，此纸主要由麻纤维制成，其年代不会晚于汉武帝(公元前156 ~ 87年)。它是世界上最早的植物纤维纸。

提到纸的发明，人们会想到蔡伦。他是汉武帝时期的常侍。看到当时写字用的竹简太重，他总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布、破渔网等为原料，先切成块或切掉，在水中长时间浸泡，然后捣成浆，再铺在席子上晒干，制成纸。它轻薄，适合书写，非常受欢迎。

造纸是一个极其复杂的化学过程，是广大劳动人民智慧的产物。其实蔡伦之前就有纸了，所以蔡伦只能算是造纸技术的改进者。

5.炼金术和炼金术

当封建社会发展到一定阶段，生产力大大提高，统治阶级对物质享受的要求越来越高，于是帝王贵族自然有两种奢望:一是希望掌握更多的财富供自己享用；第二，当他们拥有巨大的财富时，他们总是希望永远享用它。所以，有长生不老的欲望。比如秦始皇统一中国后，迫不及待地寻求长生不老药。不仅徐福等人出海寻找，他还召集了一大群方士(炼丹师)日夜为他炼制朱砂——丹药。

炼金术士想把石头变成金子(也就是用人工的方法制造金银)。他们认为铜、铅、锡、铁等贱金属可以通过某种方式转化为金银等贵金属。例如，希腊炼金术士将铜、铅、锡和铁熔化成合金，然后浸泡在多硫化钙溶液中。结果在合金表面形成了一层硫化锡，颜色酷似黄金(现在把金硫锡叫做金粉，可以作为古建筑的金涂层)。这样，炼金术士就主观地认为“黄金”被提炼了。其实这种只从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法是自欺欺人。他们始终没有达到“点石成金”的目的。

虽然虔诚的方士和炼金术士的目的没有达到，但他们的努力也没有完全白费。他们在一个被毒气和烟雾笼罩的简陋的“化学实验室”里待了很多年，应该说是第一批致力于探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了丰富的经验和失败的教训，甚至总结出了一些现行的化学反应规律。如我国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出:“朱砂(硫化汞)烧成水银后，堆积(把硫磺和水银放在一起)就会变成(成为)朱砂。”这是对化学变化规律的总结，即“物质可以通过人为的方法相互转化。”

一个炼丹师和一个炼丹师在夜以继日地做这些原始的化学实验，他们肯定需要大量的实验仪器，于是他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯和过滤装置。他们还根据当时的需要生产了许多化学物质、有用的合金或治疗疾病的药物，其中许多是今天常用的酸、碱和盐。为了记录实验的方法和过程，他们还创造了许多专业术语，写了许多作品。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器、炼金术和炼金术著作开创了化学这门科学。

从这些史实可以看出，方士和炼金术士对化学的兴起和发展做出了巨大的贡献。后人切不可因为他们“追求长生不老，点石成金”而嘲讽他们，而应尊重他们是发展化学科学的先驱。因此，在英语中，化学家和炼金术士这两个术语非常相似，它们的真正含义是“化学来源于炼金术”。

1.2创建现代化学理论——探索物质结构

世界是由物质构成的，但是物质是由什么构成的呢？Xi·伯昌(约公元前1140年)是第一个试图回答这个问题的人。他认为:“易有太极，易有两仪，两仪生四象，四象生八卦。”用阴阳八卦解释物质的构成。

大约公元前1400年，西方自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰勒斯认为水是万物之母；黑拉克里斯认为一切都是火做的；亚里士多德在《发生与毁灭》一书中论证物质结构时，把四种“原始性”作为最原始的本性。它们又热又冷，又干又湿。当它们两两结合时，就形成了火、气、水、土四种“元素”，进而形成了各种物质。

上述论点都没有触及物质结构的本质。在化学发展史上，第一次给出元素明确定义的是英国的波义耳。他指出:“元素是物质的基础，它可以和其他元素结合形成化合物。但是，如果元素从化合物中分离出来，就不能再分解成比它更简单的东西了。”

波义耳还主张，化学不应被视为制造金属和药物的经验技能，而应被视为一门科学。因此，波义耳被认为是将化学确立为一门科学的人。

人类对物质结构的认识是无穷无尽的，物质是由元素构成的。那么，元素是由什么组成的呢？1803年，英国化学家道尔顿创立的原子理论进一步解决了这个问题。

原子论主要有三个内容:1。所有的元素都是由不能被分割和破坏的粒子组成的，这些粒子叫做原子；2.同一元素的原子具有相同的性质和质量，但不同元素的原子具有不同的性质和质量；3.一定数量的两种不同的元素结合形成一种化合物。

原子理论成功地解释了许多化学现象。随后意大利化学家阿沃·伽德罗在1811提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子论。他认为，很多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在。比如氧是由两个氧原子组成的氧分子，而化合物其实是分子。此后，化学从宏观转向微观，使化学研究建立在原子和分子水平上。

1.3现代化学的兴起

19年底，物理学出现三大发现，分别是X射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的思想，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭示了微观世界更深层次的奥秘。

在化学中引入热力学等物理理论后，我们可以利用化学平衡和反应速率的概念来判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而建立物理化学，从理论上把化学提高到一个新的水平。

基于量子力学的建立，化学键(分子中原子间的结合力)理论使人们进一步认识了分子结构与性质的关系，极大地促进了化学与材料科学的联系，为材料科学的发展提供了理论基础。

化学与社会的关系也日益密切。化学家用化学的观点去观察和思考社会问题，用化学知识去分析和解决社会问题，如能源危机、食品问题、环境污染等等。

化学与其他学科的交叉和渗透产生了许多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等。，使生物、电子、航空航天、激光、地质、海洋等科技迅速发展。

化学也为人类的衣食住行提供了无数的物质保障，为改善人民生活、提高人类健康水平做出了应有的贡献。

随着现代化学的兴起，化学从无机化学和有机化学发展成为一门多学科的科学，建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为子学科的化学学科。化学家，一个“分子建筑师”，将用善变的双手为全人类创造今天的大厦和明天的世界。