元素发现史(1)

中国古代元素观—阴阳五行说 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》 《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》 《老子》 “水者，何也？万物之本原也。” ---《管子》 《管子》
五行学说
元素发现史
Discovery of chemical element
2010-9-9
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
玻义耳的科学元素论 拉瓦锡的元素概念
近代 学 基
义
观
Boyle,1627-1691,英国化学家 英国化学家） （Robert Boyle,1627-1691,英国化学家） 波义耳在1661年出版了《 波义耳在1661年出版了《怀疑派化 1661年出版了 学家》 把化学树立为科学。 学家》，把化学树立为科学。
每种元素的拉丁名称开头字母作为元素符号。
如：金 Aurum 氩 Argonium 银 Argentum 氢 Hydrogenium
参考书目
《化学元素的发现》，凌永乐编著，商务印书馆 化学元素的发现》 凌永乐编著， 弘编， 《元素新发现》，（日）桜井 弘编，科学出版社 元素新发现》，（日 《化学元素遍览》，艾伯特·斯特沃特加著，田晓伍 化学元素遍览》 艾伯特·斯特沃特加著， 任金霞译， 任金霞译，河南科学出版社 http://www.webelements.com
压时之物态. 压时之物态.
“钅”为固体金属 钅 “石”为固体非金属 “气”为气体 “氵”和“水”为液体
例：铜、铑 例：硅、碳 例：氧、氟 例：汞、溴
2）元素名称谐声、会意造字. 元素名称谐声、会意造字.
谐声为主： 谐声为主：从国际间通用的拉丁名称音译而来
Lithium 如 Lithium Iodium Iodium di Argon Argon
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、 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。 阴阳互根、阴阳消长和阴阳转化四个方面。
阴阳五行学说
世界是物质的， 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； 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； 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 这五种物质相互滋生、相互制约， 变化之中。 变化之中。
第五节 现代化学元素观
1803年 道尔顿创立了科学原子论, 1803年,道尔顿创立了科学原子论, 科学原子论 开辟了化学发展的新纪元. 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。
第三节 十六世纪元素观
三本原
13-14世纪 炼金/丹术士
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”
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， 到了17世纪中叶，由于科学实验的兴起，积累了一 17世纪中叶 些物质变化的实验资料， 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. 决关于元素的概念.
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 公元前600年 古希腊学者泰勒斯(Thales)认为组成 600
自然界万物最基本的元素是水 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。 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 公元前550年 学者阿那克西米尼(Anaximenes) 550
古希腊唯物主义哲学家 德谟克利特（公元前460-370年 德谟克利特（公元前460-370年） 460
ห้องสมุดไป่ตู้
古代原子论： 古代原子论：
万物的本原是原子与虚空，原子是一种最后的 万物的本原是原子与虚空， 不可分的物质微粒。 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。 古原子论为现代原子科学的发展奠定了基石。
第一章 元素概念的发展
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 古代元素观 中国古代元素观 十六世纪元素观 近代化学元素观 现代化学元素观 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？ 即元素构成的，万物是否统一于少数几种元素？
1) 通过矿物分析和冶金实践的确制出了不 少单质； 少单质； 2) H2、N2、Cl2、O2等多种气体单质发现； H2、N2、Cl2、O2等多种气体单质发现 等多种气体单质发现； 水是氢氧两种元素的化合物； 3) 水是氢氧两种元素的化合物；
Lavoisier, 1743～ 1743～1794, 法国化学家
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， 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； 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。 的客观性质，把分析的极限作为判别元素的标准。
会意次之： 会意次之：如 氢 氯 氮
译成“ 译成“里” 译成“ 译成“典” 译成“ 译成“亚”
“最轻”气体 最轻” “绿色”气体 绿色” “冲淡氧气” 冲淡氧气”
金属， 金属，“锂” 非金属， 非金属，“碘” 气体， 气体，“氩”
由瑞典化学家贝采利乌斯制定了简单易懂的 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
英国化学家、 英国化学家、物理学家
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。
课程安排
上课时间： 16周 上课时间：1-16周 考试时间：17周课堂时间 周课堂时间， 考试时间：17周课堂时间，90min 课程成绩： 课程成绩： 学期小论文（40%） 期末考试（60%） 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 学期论文主题--有关化学元素发现 --
物的本质。 物的本质。
公元前七世纪：古印度的学者卡皮拉(Kapila)认 古印度的学者卡皮拉(Kapila) (Kapila)认
世界上所有的物质是由土、 为，世界上所有的物质是由土、火 空气五种元素组成的。 五种元素组成的 水、风、空气五种元素组成的。
公元前五世纪：古希腊哲学家恩培多克勒(Empedo古希腊哲学家恩培多克勒(Empedo (Empedo火 水 气 土
现代化学元素定义（Element）
1923年 国际原子量委员会作出决定： 1923年，国际原子量委员会作出决定： 把核电荷数（质子数） 把核电荷数（质子数）相同的一类原子 称为一种元素。 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 ）元素的名称用一字表示，
新四元素说
四种元素： 四种元素：水、气、土、火
Aristoteles
前384—前322年
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
第一次提出科学的元素观点： 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， 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
18世纪近代元素概念应运而生： 18世纪近代元素概念应运而生： 世纪近代元素概念应运而生
五行：一曰水 二曰火 三曰木 《尚书》： “五行：一曰水，二曰火，三曰木，四曰 尚书》 五曰土 水曰润下，火曰炎上，木曰曲直， 金，五曰土。水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从 土曰稼穑。 革，土曰稼穑。” 夫和实生物，同则不继。以他平他谓之和， 《国语》 ：“夫和实生物，同则不继。以他平他谓之和， 国语》 故能丰长而物生之。若以同稗同，尽乃弃矣。 故能丰长而物生之。若以同稗同，尽乃弃矣。故先王以 土与金、 火杂以成百物。 土与金、木、水、火杂以成百物。”
空气作为万物的本质。 空气作为万物的本质。 作为万物的本质
公元前540年：色诺芬尼(Xenophanes)则提出土是万 (Xenophanes)则提出 公元前540年 色诺芬尼(Xenophanes)则提出土 540
物的本原。 物的本原。
公元前500年：赫拉克利特(Heraclitus)认为火是万 (Heraclitus)认为 公元前500年 赫拉克利特(Heraclitus)认为火 500
kles)，他摆脱了“一元说” kles)，他摆脱了“一元说”的影 认为在宇宙间存在四种元素 四种元素， 响，认为在宇宙间存在四种元素， 火、气、水、土。
公元前四世纪：古希腊哲学家亚里士多德(Aristot古希腊哲学家亚里士多德(Aristot (Aristoteles)在恩培多克勒“四元素说” eles)在恩培多克勒“四元素说”基 在恩培多克勒 础 上创立了“新四元素说” 上创立了“新四元素说”。
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： 热质、 I 栏：简单物质 光、热质、氧、氮、氢 盐酸基、氟酸基、 II 栏：非金属简单物质 硫、磷、碳、盐酸基、氟酸基、 硼酸基 III栏 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 石灰、镁土、钡土、铝土、 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。
4)以元素氧为核心的燃烧氧化理学说发表。 4)以元素氧为核心的燃烧氧化理学说发表。 以元素氧为核心的燃烧氧化理学说发表 传统的“四元素说” 传统的“四元素说”和“三要素 彻底宣告破产！ 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。”