影响化学发展的十大历史事件

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。利用这一特性，火可以产生各种化学反应，并由此开始了陶瓷、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，开始有意识地将粘土捣碎，加水混合，揉成非常柔软的程度，塑造成各种形状，在阳光下晒干，最后放在篝火上燃烧，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。陶器的发明和制造技术是一项重大突破。制陶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(gài)和氧化镁(měi)，使陶器具有优异的防水和耐用性能。因此，陶器不仅具有新的技术意义，而且具有新的经济意义。它为人们处理食物增加了烹饪方法，陶瓷纺车、陶瓷刀、陶瓷滚筒等工具也在生产中发挥着重要作用。同时，陶瓷容器可以方便储存谷物和水。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。到公元前3000 ~ 2500年，除了冶炼铜，还冶炼了锡(xρ)和铅(qiān)两种金属。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、铁器■(一种除草工具)、铁锹等农具、铁鼎等器皿，当然也用于制作武器。直到公元前8世纪到公元前7世纪，欧洲等国才相继进入铁器时代。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、芒硝(xiāo)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，用火长时间提炼。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(bó)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，中国考古学家在陕西省安县巴(bà)桥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65438年+公元前056 ~ 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。炼金术士想把一些石头变成金子(也就是人工制造金银)。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(现在把金黄色的硫化锡叫做金粉，可以作为古建筑的金涂层)。这一点，炼金术士主观上认为“黄金”经过了提炼。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，甚至总结出了化学反应的一些规律。如我国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出:“将朱砂(硫化汞)烧成水银，堆积后(硫磺和水银放在一起)，也化为朱砂。”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”。

二、现代化学理论的创立——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。接着意大利化学家阿伏伽德罗在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。

第三，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度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。

6.安全炸药造福人类-诺贝尔发明安全炸药。

“嘣..”一声巨响，山崩地裂，土石横飞。这是我们经常能从屏幕和荧屏上看到的场景。如今，强力炸药是采矿、筑路等大型工程建设中不可或缺的先锋；但当初，人类是如何找到并驯服这位力量无穷、脾气暴躁的“朋友”的呢？说来话长。众所周知，黑火箭是中国古代四大发明之一。约13 ~ 14世纪，通过中亚的阿拉伯国家传到欧洲国家。欧洲人学会了使用火药并加以推广，不仅创造了用火药发射的枪炮，还用火药发展生产。17世纪，随着工业革命的深入，许多国家迫切要求发展矿业，加快采矿速度，需要威力更大的炸药。而传统黑火药燃烧不充分，爆炸威力不强，急需寻找一种威力强大的新型炸药。1847年，意大利人Sobolero发明了一种叫硝化甘油的烈性炸药，威力比黑火药大得多。但是非常容易爆炸，制造、储存、运输都非常危险。人无法控制，所以很难应用到实践中。为了驯服这匹凶猛的“野马”，很多人煞费苦心，却没有成功；但最终投降并驾驭了这匹“野马”，生产出高效安全炸药的，是瑞典勇士阿尔弗雷德·诺贝尔。

诺贝尔的父亲是一名机械师，没有受过高等教育，但他非常喜欢化学实验，一有时间就开发炸药。在父亲的影响下，小诺贝尔也热衷于改进炸药的研究。但是他父母不赞成，因为做炸药太危险了。他爸爸想让他老老实实当个机械师。但诺贝尔坚信，改进炸药会为人类创造巨大的财富。父母被执着追求的坚强意志所感动，不得不默许。从此，父子俩站在同一条战壕里，并肩奋斗，攻克科学难关。1862年初，诺贝尔开始研究用硝化甘油制造可控烈性炸药。他想:硝化甘油是液体，很难控制。如果和固体黑粉混在一起，不是便于存放和控制吗？他在黑火药中加入10%的硝化甘油，混合炸药的爆炸威力大大增强。然而，他很快发现炸药不能储存很长时间。几个小时后，硝化甘油被火药的孔隙完全吸收，燃烧速度变慢，爆炸威力大大减弱，没有实用价值。

为了研制一种可控的高效炸药，诺贝尔夜以继日地进行大胆实验和细致观察。过去人们通过点燃导火索引爆黑火药，但这种方法无法引爆硝化甘油。硝化甘油按人的要求是不容易爆炸的，但它自己很容易爆炸。多么桀骜不驯的家伙！

1862年初夏，诺贝尔设计了一个引爆硝化甘油的重要突击试验:将装在小玻璃管中的硝化甘油放入一个装有黑火药的金属管中，在上面装上导火索，将金属喷嘴塞紧；点燃导火索，把金属管扔进深沟里。突然“砰”的一声，剧烈的爆炸声，显示里面的硝化甘油已经完全爆炸了。诺贝尔意识到，少量黑火药在密封容器中爆炸，可以使分离出来的硝化甘油完全爆炸。

第二年秋天，诺贝尔在斯德哥尔摩的海伦波建立了他的第一个实验室，专门研究和制造硝化甘油。起初，他使用黑火药作为起爆剂，但效果不是很理想。后来他用雷酸汞做导爆管(现在叫雷管)，成功引爆了硝化甘油。在1864中，他获得了这项发明的专利。他终于发明了一种实用的硝化甘油炸药。

最初成功的喜悦还没有过去，随之而来的是沉重的打击。1864年9月3日，为了进一步提高雷管的性能，制造出更高效的炸药，他们进行了新的试验。只听一声巨响，实验室被送上了天，地面被炸出了一个大坑。当人们从废墟中赶来营救诺贝尔时，血淋淋的诺贝尔不停地说:“实验成功了，我的实验成功了！”“是的，新炸药的威力是巨大的，但损失也是惨重的:他的实验室被彻底摧毁，诺贝尔的弟弟艾米被炸死，他的父亲重伤致残，他的哥哥和他自己也受了伤。事故发生后，邻居们非常惊恐，当局禁止他们在该市生产或试验炸药。结果诺贝尔只能把设备搬到3公里外马拉湖的贡多拉上。但这丝毫没有动摇诺贝尔制造新炸药的决心。几经周折，终于获得政府批准，于1865年3月在温特威根建成了世界上第一家硝化甘油工厂。

诺贝尔公司生产的炸药在采矿业很受欢迎。除了瑞典，在英国、法国、德国和美国也获得了专利。但新型炸药的性能仍不够稳定，运输中经常发生事故:美国一列火车因途中颠簸而爆炸，变成一堆废铁；海船“欧罗巴”号在大西洋遭遇强风，船体倾斜，导致硝化甘油爆炸，船只沉没。一系列事故引起了人们对硝化甘油的怀疑，一些国家甚至下令禁运。面对这种艰难的局面，很多人劝诺贝尔不要再从事危险的爆炸实验，但诺贝尔发誓不达目的誓不罢休。他所考虑的是使硝化甘油炸药非常安全，而又不削弱其爆炸力。

诺贝尔连续做了一系列实验，希望用一些多孔的物质，如木炭粉、木屑、水泥等吸附硝化甘油，以降低爆炸的危险，但结果并不理想。有一次运输车上的硝化甘油罐不小心破了，硝化甘油流了出来，和旁边作为防震填充物的硅藻土混在一起，但是没有出事。这给了诺贝尔很大的启发。经过反复实验，他终于制成了一份硅藻土吸收三份硝化甘油的固体炸药。这种炸药运输和使用都非常安全，是诺贝尔安全炸药。为了打消人们对安全炸药的疑虑，1867年7月4日，诺贝尔做了一个公开的对比实验。他把一箱安全炸药放在一堆点燃的柴火上，炸药没有爆炸；然后从20米高的悬崖上扔下一箱安全炸药，结果还是没有爆炸；最后在山洞和铁桶里装满安全炸药，用雷管引爆，全部爆炸成功！“野马”终于套上笼头，炸药不再令人望而生畏。

诺贝尔再接再厉，继续改进他的炸药。他把一份火棉胶(含氮量低的硝化纤维素)溶解在九份硝化甘油中，得到了一种爆炸力更强的凝胶——炸胶，1887。他在硝化甘油和火棉胶炸胶中加入少量樟脑，发明了爆炸力强、烟雾少的无烟火药。直到今天，军事生产中常用的火药仍属于这一类型。在隆隆的爆炸声中，诺贝尔的事业飞速发展。他的工厂遍布欧美，新型炸药销量猛增。他的发明极大地促进了道路和铁器的建设，有助于隧道的挖掘和矿藏的开采；但他的炸药也加深了战争的灾难和痛苦，让他很难过。为了造福人类，10月29日，1895，165438+他在巴黎写下了一份著名的遗嘱，以他一生积累的巨额财富的一部分作为基金，成立一个科研机构，设物理、化学、生理(或医学)、文学、和平五个奖项，以此来鼓励对人类做出最大贡献的人。

7.开创制碱工业新时代——侯发明联合制碱法。

在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，化学名也叫“碳酸钠”，是一种白色粉末。不要小看它，它有很大的用处！制造肥皂、玻璃和纸时用它；纺纱织布的时候用；在炼铁炼钢过程中也是不可或缺的。还可以用它做很多化工产品！它诞生于化工厂，用联碱生产法生产。这种方法是由中国化学工业的先驱侯首创的，所以也被称为“侯氏纯碱法”。那么侯是在什么情况下研究制碱法的，他又是如何建立侯氏制碱法的呢？事情还得从17世纪说起。当时人们知道在生产玻璃、纸张和肥皂时使用纯碱，但当时碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们不知道它可以从工厂中生产出来。后来，一位法国博士卢布兰花了四年时间，在1791创造了制造纯碱的方法。从此，工厂里可以连续不断地生产纯碱，满足了当时工业生产的需要。可惜这种方法并不完美，还存在很多缺点，比如生产过程中温度高，工人劳动强度大，用煤多，产品质量低，所以很多人想改进。1862年，比利时化学家苏尔维提出了一种以盐、石灰石和氨为主要原料制碱的方法，称为“氨碱法”或“苏尔维碱法”。由于产量高，质量好，成本低，可连续生产，这种方法很快取代了卢布兰的方法。但是这个方法是厂家严格控制的，根本不允许泄露出去，不允许被别人知道。20世纪初，中国当时工业生产也需要纯碱，但自己不能生产，必须依靠进口。第一次世界大战期间，纯碱产量大减，交通受阻。英国一家纯碱制造公司借机提高纯碱价格，甚至拒绝向中国供货，导致中国纯碱厂关闭、倒闭。当时，中国留美学生侯刻苦学习飞行，成绩优异。曾在美国学习化学工程8年，获得博士学位1921。当他听说外国汽车资本家如此卡在中国人的脖子上，他的肺都要炸了。他发誓学成回国，用所学报效祖国，振兴中国民族工业。1921年10后回到了中国。他是任永立碱业公司的总工程师，他的任务是创建中国第一个碱厂。当时如果要生产碱，只能用苏尔维的制碱法生产。

原理很简单，但是做起来很难。由于技术封锁，侯只能靠自己不断的研究、实验和探索。经过长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，然后开始试运行。谁知道，一开始就遇到了困难。有一天，试运行刚结束，高高的蒸氨塔突然摇晃得厉害，发出很大的响声。大家都吓得够呛，侯立即叫停下来。经检查，所有管道都被白色沉淀物堵塞。我们做什么呢一开始他用大铁钻捅，累得满头大汗，但无济于事。后来他想出了一个办法，加干碱，让沉淀物慢慢往下掉，终于转危为安。类似这样的故障还有很多，他每次都一一排除。经过几年的努力，中国第一座纯碱厂于8月3日正式投产，1924。那天工人们早早来到车间，想见证中国第一批纯碱的诞生。几个小时后，不知道谁喊了一声“出来！””大家的目光一起望向了碱口。啊？怎么出来的是红白碱？按理说应该是白色的！大家的心都凉了。这时侯仔细检查了设备，原来汽水出来带锈，使产品变红。原因找到了，大家都松了一口气。后来他们改进了设备，终于做出了纯白色的产品。望着白花花的纯碱，侯笑了。他笑得那么舒服，几年的辛苦没有白费。他终于探索出了苏尔维制碱工艺的奥秘，实现了报效祖国的誓言。

1937年，日本帝国主义发动了侵华战争。他们看中了南京的硫铵厂，想收购侯，但被侯断然拒绝。为了不损坏工厂，他决定把工厂搬到四川，并新建一个李咏川西化工厂。制碱的主要原料是一个菜盆，就是氯化钠，而四川的盐是井盐，需要用竹筒从深井里吊出来。因为浓度稀，要浓缩才能成为原料，所以盐的成本高。另外，苏尔维碱法的致命缺点是盐的利用率不高，也就是说白白浪费了30%的盐，所以成本较高，于是侯决定不采用苏尔维碱法，并找到了新的出路。他首先分析了苏尔维制碱法的缺点，发现主要原因是有一半原料没有用，只用了盐中的钠和石灰中的碳酸盐，两者结合生产出纯碱。食盐中的另一半氯与石灰中的钙结合形成氯化钙，不被使用。那么如何才能把另一半食材变废为宝呢？他想了又想，设计了许多方案，但都被推翻了。后来他终于想到了苏尔维的制碱法和合成氨法是否可以合二为一，即制碱用的氨和二氧化碳由合成氨厂直接提供，滤液中的氯化铵加入盐水沉淀。这种氯化铵既可做化工原料，又可做化肥，可大大提高盐的利用率，节省很多设备，如石灰窑、灰桶、蒸氨塔等。有了这个想法，成功就要靠实践。于是他成功带领技术人员，开始了实验。l次，2次，10次，100次...进行了500多次实验，分析了2000多个样本，实验成功，想法变成了现实。

这种制碱新方法被命名为“联合制碱法”，将盐的利用率一下子从70%提高到96%。此外，氯化钙这种污染环境的废弃物成为农作物有用的化肥——氯化铵，还可以减少1/3设备，所以其优越性大大超过了苏尔维制碱法，从而开创了世界制碱工业的新时代。