化学发展史

化学发展史

一、古代史

在古代，人类使用的第一个化学反应就是火的使用。几千年来，火被视为一种神秘的力量，它可以通过燃烧将一种物质转化为另一种物质，同时产生光和热，从化学的角度看，这就是典型的氧化反应。

火的使用，给生活的方方面面带来极大的改变，极大的促进了人类社会的发展，除了冶炼金属，还有制陶、制砖和制玻璃等生产都利用火来进行。

古代的人们通过利用火来冶炼矿石，得到各种金属。最具代表性的则是铜和铁的冶炼，其次还有锡和铅的冶炼。将锡和铜进行混合，铸造成青铜，这是一个重大的技术转变，由此开启人类社会的青铜时代。

由于合金具有比普通金属更优良的特性，尤其是利用合金制备的装甲和武器更坚固，许多国家开始制造各种各样的高级合金，由此在战争中更有优势。

从铁矿石中提炼铁比提炼铜和锡难得多。最早的炼铁技术似乎是由赫梯人发明的（青铜冶金术也是由赫梯人首先发明）。人类社会步入铁器时代，开启了黑色冶金的历史，其发展的历史可以从古代所有国家中找到。铁器的许多应用、实践和有关的炼铁设备是在古代中国发展建立的，比如高炉、铸铁液压杵锤和双作用活塞风箱，古代中国的炼铁技术可以说领先于世界。

古代的哲学家试图提出一套理论解释为何世界有如此多的具有不同特性（如颜色、气味）和不同状态（气液固三态）的物质，和各种变化反应，比如为什么能利用火将一种物质变成另一种物质等问题。其中与化学相关的哲学理论可以在任何一个古代文明的历史记录中找到。所有这些哲学家、思想家和理论家都试图找到构成自然界所有物质的少数主要的基本元素。古希腊、古印度、玛雅文明和中国古代哲学都认为气、水、火和土是要找的主要元素。

原子论的早期理论可追溯到古希腊和古印度。原子论由古希腊哲学家留基伯和其学生德谟克利特提出，他们认为物质是由不可分割、不可破坏的原子组成。同一时期的古印度

哲学家伽那陀（Kanada）也提出类似的声明。由于没有科学的证明，亚里士多德反对

原子的存在。

二、中世纪的炼金术

早期的炼金术士的生活时代是从公元一世纪到五世纪。西方炼金术士认为金属都是活的有机体，会逐渐发展成为十全十美的黄金。这种发展可以由炼金术士加以促进，又或者直接炼出来。其方法就是把黄金的形式或灵魂隔离开来，使其转入贱金属，这样贱金属就会具有黄金的形式或特征。金属的灵魂或形式被看作是一种灵气，主要表现在金属的颜色上。因此贱金属的表面镀上金银就被当作是炼金术士所促成的转化。

阿拉伯炼金术士阿布·穆萨·贾比尔·伊本·哈扬（Abu MūsāJābir ibn Hayyān）提出

炼金术的基本系统，不仅包括了亚里士多德提出的四素说中的土、气、水、火，而且加入了两种不同的实在物质，硫和汞。他认为用这两种元素以适当的比例化合就能形成各种金属。所以铅能分离成硫和汞，用新的比例就可再化合成黄金。这使得后来的阿拉伯人不断寻找一种神秘的物质，就可以将贱金属变成黄金，并认为它能治疗一切疾病，使

人长生不老。哈扬被认为是“化学之父”，他提出化学系统的实验方法，并发明了蒸馏

器，化学地分析了许多化学物质，制造了数以百计的化学药物。

瑞士炼金术士帕拉塞尔斯确立三原素理论，除了传统炼金术认为的硫和汞，他加入了新

的元素，盐原素。三原素认为，硫对应着易燃或燃烧，汞对应着挥发性和稳定性，盐对应着固体或灰烬。他认为人类、动植物等有机体由三原素组成，以燃烧的木头为例，因为汞具有稳定和粘性的特性，当汞离开木头进入烟雾中，木头就会散架；烟雾描述了挥发性（汞原素），光和热描述了可燃性（硫原素），烧尽的残余物描述了固体灰烬（盐原素）。

在古代中国，有不少帝王追求着能有一种长生不老药，命令不少炼丹师去制造这种药，以达到自己长生不老，永久延续霸业的愿望。尽管在今天看来，炼金师和炼丹师都是荒唐的，但他们记录了许多物质的变化，为化学的发展贡献了丰富的素材。如今英语的“chemistry”（化学）一词便是起源于“alchemy”（炼金术），可以说炼金师就是早期的化学家了。

三、17世纪、18世纪的早期化学

比利时化学家范·海尔蒙特是将化学从炼金术转向近代化学的代表人物。1648年，海尔蒙特死后出版的《医学的源头》，对后来的罗伯特·波义耳产生重要的影响，书中包含了许多实验记录和方法，和早期版本的质量守恒定律。海尔蒙特是一个人将空气和其他气体区分开来的人，其他气体命名为”gas”来源于希腊语中的“chaos“。海尔蒙特还做过著名的柳树实验，是气体化学的第一人。

英国化学家罗伯特·波义耳被认为是确立近代化学的人，被誉为把化学确立为科学的人，也是现代科学实验方法的先驱者。他提出著名的波义耳定律，在一个温度不变的封闭系统中，气体的绝对压力和体积之间具有反比例关系。化学史家把1661年作为近代化学的开始年代，因为这一年波义耳出版了化学史上里程碑式的著作，《怀疑派的化学家》（The Sceptical Chymist）。最为重要的是，波义耳认为科学都应以实验作为基础，

对科学实验采取严格的态度，所有理论必须经过实验才能被证明是正确的。著作中包含了一些最早的关于原子、分子和化学反应的现代思想。

1702年，德国化学家奥尔格·恩斯特·斯塔尔提出燃素概念，认为在燃烧的过程中会释

放燃素。燃素说认为，可燃的要素是一种气态的物质，存在于一切可燃物质中，这种要素就是燃素（phlogiston）；燃素在燃烧过程中从可燃物中飞散出来，与空气结合，从而发光发热，这就是火；油脂、蜡、木炭等都是极富燃素的物质，所以它们燃烧起来非常猛烈；而石头、木灰、黄金等都不含燃素，所以不能燃烧。物质发生化学变化，也可以归结为物质释放燃素或吸收燃素的过程。例如，煅烧锌或铅，燃素从中逸出，便生成了白色的锌灰和红色的铅灰；而将锌灰和铅灰与木炭一起焙烧时，锌灰和铅灰从木炭中吸收了燃素，金属便又重生了出来。酒精是水和燃素的结合物，酒精燃烧后，便剩下了水；金属溶于酸是燃素被酸夺去的过程。

到1740年，燃素理论在法国被普遍接受；十年以后，这种观点成为化学的公认理论。

但燃素学说有很多漏洞，所以遭到一些质疑，在1756年罗蒙诺索夫用实验证明燃素学是错的。但人们到十九世纪后期还多半相信燃素说，到1890年左右罗蒙诺索夫的试验