《化学史》——5化学史上重大事情
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• 1984年美国另一个天体物理研究小组用激光器照 射两石个墨特并 征用 峰质 ，谱 遗仪憾研的究是产这物个时小也组发只现看了实验C6数0和据C不70 愿意深入分析和研究，错过了这一重大的发现。
• 1984年美国化学家莫利和英国物理学家克罗托合 作他用们类没似 有的 轻方 易法 放实过验这再个次怪得现到象了，开C6始0和推C测70，为然什而么 可以稳定存在，其结构应该是什么。最终从美国 建筑大师富勒设计的圆顶建筑中得到启发给出了 初步的模型，当克罗托向美国数学家维奇描述这 种结构时，维奇说这是一个足球。所以后来有了 富勒烯和足球烯两种名字。
• 结果他将PtF6气体与氙气等摩尔混合，在室温下轻 易的到了橙黄色固体，不溶于四氯化碳，真空加热
升华，遇水分解，确证了设想的结果。一旦这个障
碍突破以后大量的稀有气体元素化合物被大量合成
出来。也因此使得现有的一些理论解释这些化合物
时遇到了困难，至今还不能找到满意的答案。
• （1）没有任何东西是人类全部明了的，只是认识边界的 扩大更增加了未知的范围
• 虽然物理学家首先发现了足球烯，但是其后化学 家们做了更多的工作。一是进行修饰合成，一是 开发材料中的应用。这个不深入叙述，感兴趣的 自己去看。
• （1）偶然与必然 • （2）理论的力量 • （3）敏锐的眼光 • （4）独特的思维 • （5）技术的力量 • （6）团结与协作
密度大于从化合物中分离出来的氮气密度，相差虽然只有 0.006克/升，但对于精确的实验来讲已经够大了。与化学 家拉姆赛合作，用镁粉燃烧除去氮气以后，再利用光谱分 析确定了第一种惰性气体Ar，并且通过各种实验发现并不 能与任何现有的物质发生反应。这已发现被认为是“第三
位小数的胜利”，是精确测量和创新精神的结合典范。
后的研究，普遍认为已经对空气了如指掌，似乎对于科学
家来说已经没有什么事情可做了。这就如同相对论和量子
力学建立的前夜，牛顿力学已经取得了无与伦比的成功，
当时在世界物理学年会上说：除了物理学天空飘着的两块
乌云，物理学家们可以休息了，哪些修修补补的事情留给
工程师们去解决吧。
•
1785年英国的卡文迪许利用摩擦起电的方法连续三天
• 前述的霍夫曼和克拉奇在看到有关C60的报道以后 重新检查1983做过的实验，证明了C60的存在并 给出了大量制备的方法于1990年发表相关文章。 由于可以轻松的得到大量样品从此掀起了研究热 潮，陆续发现了大量分子和碳纳米管、碳纳米洋 葱等不同分子量和不同形状的富勒烯家族分子。 其完美的对称性吸引了人们的目光。
使氮氧化合，氧化氮用苛性碱吸收并用多硫化钾溶液吸收
多余的氧气，结果发现残留下一个体积约为原来空气
1/120的不活泼微小气泡。但是他并没有深入研究，只是 忠实记录了现象。
•
1868年法国和英国的天文学家在印度பைடு நூலகம்用分光镜观察
日全食，从太阳光谱中发现了氦，但当时认为“此曲只应
天上有”。
• 1882-1892年，英国实验物理学家瑞利一度利用气体密度 测量的方法计算原子量，他发现从空气中分离出来的氮气
• 也许是上述理论解释太成功了，所以在三十年代少数科学 家试图通过放电制备惰性气体元素化合物失败以后，一直 再也没有人有勇气去涉足这个领域。直到1962年，英国年 轻化学家巴特列特在加拿大工作时制备出XePtF6六氟合 铂酸氙才真正开始稀有气体化学的研究。
• 他在温和条件下制备了O2PtF6，这是人类历史上第 一次得到正价态氧，说明PtF6是超强氧化剂。他比 较了氧气O2的第一电离能发现比氙元素 1175.5KJ/mol还高0.2KJ/mol，理论上更能被PtF6 氧化。他进一步计算了假如生成了XePtF6化合物， 其晶格能的大小，结果表明也得到会稳定存在。
1、惰气化学的建立
• 古代自然哲学家把“气”看成一种构成世界的基本元素， 西方认为世界有四种元素——火、气、水、土，加上纯精 神的——第五元素以太构成，东方则有了神秘的气功等。 正是18世纪随着气体化学的研究才真正使化学成为现代意 义上的科学，并为现代化学奠定了第一块牢固的基石。
•
从氧气和氮气发现以后，人们对于空气进行了空前绝
• 60年代美国科学家琼斯利用量子力学原理计算出 石墨片卷曲成为空心笼状碳分子的可能性。70年 代日本化学家预言了C60H60的存在，俄罗斯科学 家通过分子轨道理论也预言了碳多面体的存在。 但是限于当时的科学水平并没有得到重视。
• 1983年美德两国物理学家霍夫曼和克拉奇在研究 星际尘埃时，利用氦气氛中石墨电极放电的办法 制造原子簇，并利用紫外和拉曼光谱研究结构时 发和现C7了0的碳吸灰收样，品当种时的并特未殊特吸别收注带意，也实未际深上入就研是究C。60
有居里夫人发现镭 • （7）理论总是从少数事实归纳出来的，所以总是片面的，
任何时候都不会完美 • （8）理论对实验的指导既是积极地又是消极的，要大胆
猜想小心实践。
2、富勒烯族的光辉
• 有机化学的建立和成就使得人们对于炭元素的认 识达到了一个特别地高度，炭单质的三种形态， 金刚石、石墨、无定形炭似乎已经是人们在自然 界中所能找到的和制备的唯一三种形态了。而在 1985年C60分子的发现再一次创造了奇迹。
• 后来拉姆赛与助手先后发现了“太阳元素氦”，并通过分 馏液态空气得到了氖、氪、氙三种气体，再受卢瑟福等物 理学家和放射化学家的启发，从放射性气体中得到了氡， 至此，元素周期表的零族正式完成了。
• 在零族元素全部发现以后，人们进行了大量的实验来寻找 或者制造其化合物，结果均已失败，所以又成为贵族气体。 在原子结构和相关理论建立以后，特别是原子核外电子排 布以及价键理论的建立和成功，核外八电子排布的稳定结 构造成了惰性气体的惰性被理解和接受。
• （2）任何实验结果中间都可能隐藏着重大发现，在商业、 军事、政治领域都一样
• （3）不要轻易的下结论，更不要认为是迷信，也许没有 什么不可能
• （4）精确测量是科学必备的素养 • （5）最简单的也许是最有效的，不要忽视常规的东西而
一味去追求高档前沿 • （6）任何的成功都离不开艰苦卓绝的工作，其他例子还
• 1984年美国化学家莫利和英国物理学家克罗托合 作他用们类没似 有的 轻方 易法 放实过验这再个次怪得现到象了，开C6始0和推C测70，为然什而么 可以稳定存在，其结构应该是什么。最终从美国 建筑大师富勒设计的圆顶建筑中得到启发给出了 初步的模型，当克罗托向美国数学家维奇描述这 种结构时，维奇说这是一个足球。所以后来有了 富勒烯和足球烯两种名字。
• 结果他将PtF6气体与氙气等摩尔混合，在室温下轻 易的到了橙黄色固体，不溶于四氯化碳，真空加热
升华，遇水分解，确证了设想的结果。一旦这个障
碍突破以后大量的稀有气体元素化合物被大量合成
出来。也因此使得现有的一些理论解释这些化合物
时遇到了困难，至今还不能找到满意的答案。
• （1）没有任何东西是人类全部明了的，只是认识边界的 扩大更增加了未知的范围
• 虽然物理学家首先发现了足球烯，但是其后化学 家们做了更多的工作。一是进行修饰合成，一是 开发材料中的应用。这个不深入叙述，感兴趣的 自己去看。
• （1）偶然与必然 • （2）理论的力量 • （3）敏锐的眼光 • （4）独特的思维 • （5）技术的力量 • （6）团结与协作
密度大于从化合物中分离出来的氮气密度，相差虽然只有 0.006克/升，但对于精确的实验来讲已经够大了。与化学 家拉姆赛合作，用镁粉燃烧除去氮气以后，再利用光谱分 析确定了第一种惰性气体Ar，并且通过各种实验发现并不 能与任何现有的物质发生反应。这已发现被认为是“第三
位小数的胜利”，是精确测量和创新精神的结合典范。
后的研究，普遍认为已经对空气了如指掌，似乎对于科学
家来说已经没有什么事情可做了。这就如同相对论和量子
力学建立的前夜，牛顿力学已经取得了无与伦比的成功，
当时在世界物理学年会上说：除了物理学天空飘着的两块
乌云，物理学家们可以休息了，哪些修修补补的事情留给
工程师们去解决吧。
•
1785年英国的卡文迪许利用摩擦起电的方法连续三天
• 前述的霍夫曼和克拉奇在看到有关C60的报道以后 重新检查1983做过的实验，证明了C60的存在并 给出了大量制备的方法于1990年发表相关文章。 由于可以轻松的得到大量样品从此掀起了研究热 潮，陆续发现了大量分子和碳纳米管、碳纳米洋 葱等不同分子量和不同形状的富勒烯家族分子。 其完美的对称性吸引了人们的目光。
使氮氧化合，氧化氮用苛性碱吸收并用多硫化钾溶液吸收
多余的氧气，结果发现残留下一个体积约为原来空气
1/120的不活泼微小气泡。但是他并没有深入研究，只是 忠实记录了现象。
•
1868年法国和英国的天文学家在印度பைடு நூலகம்用分光镜观察
日全食，从太阳光谱中发现了氦，但当时认为“此曲只应
天上有”。
• 1882-1892年，英国实验物理学家瑞利一度利用气体密度 测量的方法计算原子量，他发现从空气中分离出来的氮气
• 也许是上述理论解释太成功了，所以在三十年代少数科学 家试图通过放电制备惰性气体元素化合物失败以后，一直 再也没有人有勇气去涉足这个领域。直到1962年，英国年 轻化学家巴特列特在加拿大工作时制备出XePtF6六氟合 铂酸氙才真正开始稀有气体化学的研究。
• 他在温和条件下制备了O2PtF6，这是人类历史上第 一次得到正价态氧，说明PtF6是超强氧化剂。他比 较了氧气O2的第一电离能发现比氙元素 1175.5KJ/mol还高0.2KJ/mol，理论上更能被PtF6 氧化。他进一步计算了假如生成了XePtF6化合物， 其晶格能的大小，结果表明也得到会稳定存在。
1、惰气化学的建立
• 古代自然哲学家把“气”看成一种构成世界的基本元素， 西方认为世界有四种元素——火、气、水、土，加上纯精 神的——第五元素以太构成，东方则有了神秘的气功等。 正是18世纪随着气体化学的研究才真正使化学成为现代意 义上的科学，并为现代化学奠定了第一块牢固的基石。
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从氧气和氮气发现以后，人们对于空气进行了空前绝
• 60年代美国科学家琼斯利用量子力学原理计算出 石墨片卷曲成为空心笼状碳分子的可能性。70年 代日本化学家预言了C60H60的存在，俄罗斯科学 家通过分子轨道理论也预言了碳多面体的存在。 但是限于当时的科学水平并没有得到重视。
• 1983年美德两国物理学家霍夫曼和克拉奇在研究 星际尘埃时，利用氦气氛中石墨电极放电的办法 制造原子簇，并利用紫外和拉曼光谱研究结构时 发和现C7了0的碳吸灰收样，品当种时的并特未殊特吸别收注带意，也实未际深上入就研是究C。60
有居里夫人发现镭 • （7）理论总是从少数事实归纳出来的，所以总是片面的，
任何时候都不会完美 • （8）理论对实验的指导既是积极地又是消极的，要大胆
猜想小心实践。
2、富勒烯族的光辉
• 有机化学的建立和成就使得人们对于炭元素的认 识达到了一个特别地高度，炭单质的三种形态， 金刚石、石墨、无定形炭似乎已经是人们在自然 界中所能找到的和制备的唯一三种形态了。而在 1985年C60分子的发现再一次创造了奇迹。
• 后来拉姆赛与助手先后发现了“太阳元素氦”，并通过分 馏液态空气得到了氖、氪、氙三种气体，再受卢瑟福等物 理学家和放射化学家的启发，从放射性气体中得到了氡， 至此，元素周期表的零族正式完成了。
• 在零族元素全部发现以后，人们进行了大量的实验来寻找 或者制造其化合物，结果均已失败，所以又成为贵族气体。 在原子结构和相关理论建立以后，特别是原子核外电子排 布以及价键理论的建立和成功，核外八电子排布的稳定结 构造成了惰性气体的惰性被理解和接受。
• （2）任何实验结果中间都可能隐藏着重大发现，在商业、 军事、政治领域都一样
• （3）不要轻易的下结论，更不要认为是迷信，也许没有 什么不可能
• （4）精确测量是科学必备的素养 • （5）最简单的也许是最有效的，不要忽视常规的东西而
一味去追求高档前沿 • （6）任何的成功都离不开艰苦卓绝的工作，其他例子还