8科学研究与创新
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和氙按一定比例混合后，在铜电极间施以 30 000伏的电压，进行火花放电，但未能检 验出氟化氙的生成。
• 到了1961年，鲍林也否定了自己原来的预言， 认为“氙在化学上是完全不反应的，它无论 如何都不能生成通常含有共价键或离子键化 合物的能力”。
• 历史的发展颇具戏剧性，就在鲍林否定其 预言的第二年，第一个稀有气体化合物—— 六氟合铂酸氙（ XePtF6）竟奇迹般地出现了。
科学研究与科学创新
一、几个创新案例
• 1、一个曾被遗忘的创新案例 • 汤佩松和王竹溪对植物细胞水分关系研究
的创新贡献
• 1940年8月9日，美国《物理化学杂志》 （Journal of Physical Chemistry）编辑部 收到寄自中国的一篇来稿，地址是中国
昆明国立清华大学生理学实验室和物理 系，作者为汤佩松和王竹溪。
• 这个创新案例有两点值得注意： • 1、汤佩松是生物学家；王竹溪是物理学家。
学科交叉是这一创新的特点。 • 2、西南联大的学术氛围
• 西南联大ห้องสมุดไป่ตู้生活艰苦 • 学术创造性的高涨
• 2、稀有气体的发现
• 英国物理学瑞利在测定氮气的密度时 发现：
• 从空气中分离出来的氮气密度为每升 1.2572克；
• 他们所寄论文的标题是：
《离体活细胞水分关系的热力学论述》 （ Thermodynamic formulation of water relation in an isolated living cell）。
• 这篇论文未经修改被发表在1941年出版 的《物理化学杂志》第45卷第2期上。
• 次年，论文的摘要被收入美国《生物学文 摘》杂志（Biological Abstracts，1942，16： 2758）
• 1984年和1985年，Kramer相继在美国植物 学会的新闻通讯和专业杂志上写文章介绍 汤佩松和王竹溪1941年的论文，
• 并表示“但愿这篇短文可以在某些程度上， 弥补我们长期忽略汤、王关于细胞水分关 系热力学先驱性论文的遗憾”
• 汤佩松和王竹溪1941年论文确实已经包 含了1966年完成的植物-环境体系水分运 动关系水势概念描述体系的几乎全部内容。
• 稀有气体元素不能生成热力学稳定化合物 的结论给科学家人为地划定了一个禁区， 致使绝大多数化学家不愿再涉猎这一被认 为是荒凉贫瘠的不毛之地，关于稀有气体 化学性质的研究被忽略了。
• 1932年，苏联的阿因托波夫 （A．R．Antropoff）曾报道，他在液体空 气冷却器内，用放电法使氪与氯、溴反应， 制得了较氯易挥发的暗红色物质，并认为 是氪的卤化物。
O2 的第一电离能是1 175．7千焦／摩尔，氙 的第一电离能是1 175．5千焦／摩尔，比氧 分子的第一电离能还略低，既然O2 可以被
PtF6 氧化，那么氙也应能被 PtF6 氧化。
他同时还计算了晶格能，若生成 XePtF6其晶 格能只比 O2PtF6小41．84千焦/摩尔。这说明 一旦 XePtF6生成，也应能稳定存在。
• 其二；氩的发现曾给元素周期系带来严重 威胁，它的原子量、单原子分子、零价及 化学惰性都给确定其在周期表中的位置带 来很大困难。
• 其三，稀有气体的化学惰性更是令化学家 感到惊讶和迷惑。
• 化学家们又陆续对发现的氦、氖、氪、氙等 元素，也逐一使它们与各种化学试剂作用， 但均末发现有任何化学反应发生。
• 论文发表后没有什么反响。
• 据说是生理学家看不大懂，而能看懂的物 理化学家却认为该理论与他们的专业没有 什么关系。于是，这篇文章就有意无意地 被遗忘了。
• 其实这篇文章解决了当时描述植物细胞中 水分运动的一个极为关键的问题。
• 从热力学理论来说，水是向低处流的， 但水在植物体中却是向高处流的。
• 瑞利和拉姆塞相信这种残存物是一种新的 气体元素。
• 这个气体元素取名为“Argon”，即氩，含有 “懒惰”、“迟钝”的意思。
• 稀有气体的发现曾一度给化学家带来了许 多的惊奇和困惑：
• 其一，当人们普遍认为对空气的研究早已 详尽无遗时，但却万万没有想到在大家自 以为最熟悉的空气中竟隐藏着一整族的未 知元素。是自然界有意捉弄我们，还是人 们的认识上出了问题?
• 为解释这一反常现象，20世纪70年代以 来，植物细胞中水分运动的问题成为探 讨的重要课题。
• 植物细胞如何与外界交换水分，先后出 现过三种描述植物细胞吸水、排水规律 的理论解释。
• 第一种是“渗透压”解释。 • 第二种是“吸水力”解释。 • 第三种是“水势”解释。
• 1966年后，确立了建立在热力学基础上 的关于植物细胞吸水、排水的水势概念 体系。
• 英国年轻化学家巴特列特（N．Bartlett， 1933~）一直从事无机氟化学的研究。
• 1962年，巴特列特用 PtF6 与等摩尔氧气在室 温条件下混合反应，得到了一种深红色固 体，经实验确认此化合物的化学式为 O2PtF6 ， 其反应方程式为：
•
O2 PtF6 ―→ O2 PtF6
• 巴特列特善于联想类比和推理。他考虑到
• 从化合物中分离出来的氮气密度为每 升1.2508克。
• 卡文迪什在一个空气容器中，用起电机激 发空气使氮氧化，结果不论激发的时间多 长，总有一些气体残存（容器中留下一个 小气泡）。
• 瑞利重复了卡文迪什的实验，得到的是同 样的结果，并得出结论：大气中还有一种 新的组成物。
• 拉姆塞用化学方法也得到了这种残存物， 并用分光镜来检查，发现它的光谱中有橙 色和绿色的明线，这是已知气体所没有的。
• 但当有人采用他的方法重复实验时却未获 成功。
• 1933年，美国著名化学家鲍林（L．Pauling） 通过对离子半径的计算，曾预言可以制得
六氟化氙（XeF6）、六氟化氪（KrF6）、氙 酸及其盐。
• 扬斯特（D．M．Younst）用紫外线照射和 放电法试图合成氟化氙和氯化氙，均未成
功。他在放电法合成氟化氙的实验中将氟
• 巴特列特仿照合成 O2 PtF6的方法，将PtF6 的蒸 气与等摩尔的氙混合，在室温下得到了一 种橙黄色固体XePtF6 ：
• Xe PtF6―→ XePtF6
• 到了1961年，鲍林也否定了自己原来的预言， 认为“氙在化学上是完全不反应的，它无论 如何都不能生成通常含有共价键或离子键化 合物的能力”。
• 历史的发展颇具戏剧性，就在鲍林否定其 预言的第二年，第一个稀有气体化合物—— 六氟合铂酸氙（ XePtF6）竟奇迹般地出现了。
科学研究与科学创新
一、几个创新案例
• 1、一个曾被遗忘的创新案例 • 汤佩松和王竹溪对植物细胞水分关系研究
的创新贡献
• 1940年8月9日，美国《物理化学杂志》 （Journal of Physical Chemistry）编辑部 收到寄自中国的一篇来稿，地址是中国
昆明国立清华大学生理学实验室和物理 系，作者为汤佩松和王竹溪。
• 这个创新案例有两点值得注意： • 1、汤佩松是生物学家；王竹溪是物理学家。
学科交叉是这一创新的特点。 • 2、西南联大的学术氛围
• 西南联大ห้องสมุดไป่ตู้生活艰苦 • 学术创造性的高涨
• 2、稀有气体的发现
• 英国物理学瑞利在测定氮气的密度时 发现：
• 从空气中分离出来的氮气密度为每升 1.2572克；
• 他们所寄论文的标题是：
《离体活细胞水分关系的热力学论述》 （ Thermodynamic formulation of water relation in an isolated living cell）。
• 这篇论文未经修改被发表在1941年出版 的《物理化学杂志》第45卷第2期上。
• 次年，论文的摘要被收入美国《生物学文 摘》杂志（Biological Abstracts，1942，16： 2758）
• 1984年和1985年，Kramer相继在美国植物 学会的新闻通讯和专业杂志上写文章介绍 汤佩松和王竹溪1941年的论文，
• 并表示“但愿这篇短文可以在某些程度上， 弥补我们长期忽略汤、王关于细胞水分关 系热力学先驱性论文的遗憾”
• 汤佩松和王竹溪1941年论文确实已经包 含了1966年完成的植物-环境体系水分运 动关系水势概念描述体系的几乎全部内容。
• 稀有气体元素不能生成热力学稳定化合物 的结论给科学家人为地划定了一个禁区， 致使绝大多数化学家不愿再涉猎这一被认 为是荒凉贫瘠的不毛之地，关于稀有气体 化学性质的研究被忽略了。
• 1932年，苏联的阿因托波夫 （A．R．Antropoff）曾报道，他在液体空 气冷却器内，用放电法使氪与氯、溴反应， 制得了较氯易挥发的暗红色物质，并认为 是氪的卤化物。
O2 的第一电离能是1 175．7千焦／摩尔，氙 的第一电离能是1 175．5千焦／摩尔，比氧 分子的第一电离能还略低，既然O2 可以被
PtF6 氧化，那么氙也应能被 PtF6 氧化。
他同时还计算了晶格能，若生成 XePtF6其晶 格能只比 O2PtF6小41．84千焦/摩尔。这说明 一旦 XePtF6生成，也应能稳定存在。
• 其二；氩的发现曾给元素周期系带来严重 威胁，它的原子量、单原子分子、零价及 化学惰性都给确定其在周期表中的位置带 来很大困难。
• 其三，稀有气体的化学惰性更是令化学家 感到惊讶和迷惑。
• 化学家们又陆续对发现的氦、氖、氪、氙等 元素，也逐一使它们与各种化学试剂作用， 但均末发现有任何化学反应发生。
• 论文发表后没有什么反响。
• 据说是生理学家看不大懂，而能看懂的物 理化学家却认为该理论与他们的专业没有 什么关系。于是，这篇文章就有意无意地 被遗忘了。
• 其实这篇文章解决了当时描述植物细胞中 水分运动的一个极为关键的问题。
• 从热力学理论来说，水是向低处流的， 但水在植物体中却是向高处流的。
• 瑞利和拉姆塞相信这种残存物是一种新的 气体元素。
• 这个气体元素取名为“Argon”，即氩，含有 “懒惰”、“迟钝”的意思。
• 稀有气体的发现曾一度给化学家带来了许 多的惊奇和困惑：
• 其一，当人们普遍认为对空气的研究早已 详尽无遗时，但却万万没有想到在大家自 以为最熟悉的空气中竟隐藏着一整族的未 知元素。是自然界有意捉弄我们，还是人 们的认识上出了问题?
• 为解释这一反常现象，20世纪70年代以 来，植物细胞中水分运动的问题成为探 讨的重要课题。
• 植物细胞如何与外界交换水分，先后出 现过三种描述植物细胞吸水、排水规律 的理论解释。
• 第一种是“渗透压”解释。 • 第二种是“吸水力”解释。 • 第三种是“水势”解释。
• 1966年后，确立了建立在热力学基础上 的关于植物细胞吸水、排水的水势概念 体系。
• 英国年轻化学家巴特列特（N．Bartlett， 1933~）一直从事无机氟化学的研究。
• 1962年，巴特列特用 PtF6 与等摩尔氧气在室 温条件下混合反应，得到了一种深红色固 体，经实验确认此化合物的化学式为 O2PtF6 ， 其反应方程式为：
•
O2 PtF6 ―→ O2 PtF6
• 巴特列特善于联想类比和推理。他考虑到
• 从化合物中分离出来的氮气密度为每 升1.2508克。
• 卡文迪什在一个空气容器中，用起电机激 发空气使氮氧化，结果不论激发的时间多 长，总有一些气体残存（容器中留下一个 小气泡）。
• 瑞利重复了卡文迪什的实验，得到的是同 样的结果，并得出结论：大气中还有一种 新的组成物。
• 拉姆塞用化学方法也得到了这种残存物， 并用分光镜来检查，发现它的光谱中有橙 色和绿色的明线，这是已知气体所没有的。
• 但当有人采用他的方法重复实验时却未获 成功。
• 1933年，美国著名化学家鲍林（L．Pauling） 通过对离子半径的计算，曾预言可以制得
六氟化氙（XeF6）、六氟化氪（KrF6）、氙 酸及其盐。
• 扬斯特（D．M．Younst）用紫外线照射和 放电法试图合成氟化氙和氯化氙，均未成
功。他在放电法合成氟化氙的实验中将氟
• 巴特列特仿照合成 O2 PtF6的方法，将PtF6 的蒸 气与等摩尔的氙混合，在室温下得到了一 种橙黄色固体XePtF6 ：
• Xe PtF6―→ XePtF6