當前位置: 華文世界 > 科學

化學的發展歷程

2024-10-16科學

古代化學:實用技藝的探索

1,從人類使用火開始,化學實踐活動逐漸展開,如制陶、冶金、染色等。

人類文明發展早期,化學知識主要體現在日常生活的實用技藝中。大約五十萬年前,「北京人」 已知用火,開啟了最早的化學實踐活動。古代人們利用工藝化學創造了燦爛的文化成果,例如中國各地區的先民約在 1 萬年前摸索到燒陶技術,制作出原始陶器,後來又發展出彩繪紅陶、蛋殼黑陶等多個品種。陶瓷的出現為人們提供了新的生活用具和建築材料,也為冶煉熔鑄金屬和釀造工藝的出現創造了條件。

2,古埃及、中國等文明古國在玻璃制造、金屬冶煉等方面取得重要成就。

古埃及人在公元前 2500 年以前就已知玻璃的制造方法,中國在公元前約 2000 年已掌握用砂和蘇打制取玻璃的技術。在金屬冶煉方面,中國在公元前約 1200 年已能合理使用金、銅、錫、鉛四種金屬,青銅冶鑄技術已達成熟階段,並出現鍍錫的銅器。公元前約 1000 年,中國勞動人民已掌握絲帛的各色染法,染色技術也得到了發展。

煉丹和醫藥化學時期

3,化學被煉丹術、煉金術控制,雖未成功,但積累了豐富的實踐經驗。

約從公元前 1500 年到公元 1650 年,化學被煉丹術、煉金術所控制。煉丹家和煉金術士們為求得長生不老的仙丹或象征富貴的黃金,開始了最早的化學實驗。中國古代的煉丹術起源於神仙傳說流行的兩漢,秦始皇曾派徐福等人出海尋找長生不老藥,還召集了一大幫方士為他煉制丹砂。晉代葛洪總結戰國以來至於西晉的煉丹技術成果,著成【抱樸子】,書中記載了當時煉丹所用的原料和一些化學反應的可逆性以及金屬的取代作用,並掌握了如昇華等操作技術。雖然煉丹家、煉金術士們都以失敗而告終,但他們在煉制過程中積累了許多物質發生化學變化的條件和現象,為化學的發展積累了豐富的實踐經驗。

4,化學在醫藥和冶金方面得到發展,為成為科學奠定了素材基礎。

隨著煉丹術、煉金術的衰落,化學方法轉而在醫藥和冶金方面得到正當發揮。中國古代的制藥化學及其臨床套用遠遠早於世界各國,葛洪在煉丹中發明了多種化合物,並將它們套用於醫藥,如用汞和雄黃、豬脂配成軟膏以治療疥、癬等皮膚病。在冶金方面,中國在戰國時期已掌握冶煉生鐵的技術,早於歐洲 1500 年。中、外藥物學和冶金學的發展為化學成為一門科學準備了豐富的素材。

燃素化學時期

5, 近代化學的孕育時期,化學從煉金術中解放,燃素說統一了化學現象。

這個時期從 1650 年到 1775 年,是近代化學的孕育時期。隨著冶金工業和實驗室經驗的積累,人們總結感性知識,進行化學變化的理論研究,使化學成為自然科學的一個分支。化學借燃素說從煉金術中解放出來,燃素說認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素,燃燒過程是可燃物中燃素放出的過程,把大量的化學事實統一在一個概念之下,解釋了許多化學現象。

6,為近代化學發展做了實踐和思想上的準備。

在燃素說流行的一百多年間,化學家為解釋各種現象,做了大量的實驗,發現多種瓦斯的存在,積累了更多關於物質轉化的新知識。特別是燃素說認為化學反應是一種物質轉移到另一種物質的過程,化學反應中物質守恒,這些觀點奠定了近代化學思維的基礎。這一時期,不僅從科學實踐上,還從思想上為近代化學的發展做了準備。

定量化學時期

7,拉瓦節開創定量化學時期,化學成為一門科學。

1775 年前後,拉瓦節用定量化學實驗闡述了燃燒的氧化學說,開創了定量化學時期,使化學沿著正確的軌域發展。拉瓦節還透過對 「水能否變成土」 的問題進行研究,反復蒸餾雨水並加熱數月,得出了水不能變成土的結論。他最重大的成就,是第一個認識清楚了燃燒的本質,總結出品質守恒定律。

8,道爾頓提出近代原子論,阿伏加德羅提出分子學說,化學基本定律建立。

19 世紀初,英國化學家道爾頓提出近代原子論,接著義大利科學家阿伏加德羅提出分子學說。自從用原子 - 分子論來研究化學,化學才真正被確立為一門科學。這一時期,建立了不少化學基本定律。俄國化學家門得列夫發現元素周期律,並編制出元素周期表;德國化學家李比希和維勒發展了有機結構理論。

科學相互滲透時期

9,現代化學時期,物理化學、結構化學等理論完善,化學向多學科滲透。

20 世紀初,物理學的長足發展,各種物理測試手段的湧現,促進了溶液理論、物質結構、催化劑等領域的研究,尤其是量子理論的發展,使化學和物理學有了更多共同的語言,解決了化學上許多未決的問題,物理化學、結構化學等理論逐步完善。同時,化學又向生物學和地質學等學科滲透,使過去很難解決的蛋白質、酶等結構問題得到深入的研究,生物化學等得到快速的發展。

10,綠色化學推動化學生產工藝和產品向環境友好方向發展。

近年來,綠色化學的提出,使更多的化學生產工藝和產品向著環境友好的方向發展。化學必將使世界變得更加絢麗多彩,隨著科學的不斷發展,化學的發展也決不會停滯不前。