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發現元素最多的化學家,他的成就曾改變世界,你知道他的名字嗎?

2024-07-28科學

【前言】

Humphry Davy 是個英國的化學家,在 18 世紀末到 19 世紀初的時候,在化學這方面有好多重要的貢獻。他的研究有發現瓦斯、堿金屬和堿土金屬,還建立了電化學理論,這些成果給當時的化學領域帶來了翻天覆地的影響。而且,他在火焰、照明技術、地質學還有冶金學等領域,也有很重要的貢獻。接下來會仔細講講他的貢獻和重要性。

戴維一開始研究的是瓦斯的性質,找到了好多新瓦斯,像氯氣、二氧化氮、氰氣之類的,還證實了氧氣屬於基本元素。其中,他發現氯氣時挺波折的:氯氣毒性特別強,他一開始居然想用嘴吸氯氣,結果不光窒息了,還失去知覺了。但最後他還是透過實驗把氯氣給分離出來了,又進一步做了氯化鐵實驗啥的,給後來化學的發展打下了基礎。

不光是在瓦斯的研究上,戴維在堿金屬的研究這塊兒也有重大貢獻。他順利地把鈉和鉀從它們的氫氧化物裏給分離出來了,還證實它們是元素,不是化合物。這一研究使得大家開始明白,元素能以化合物的形態存在,這在當時的化學領域可是全新的認知。

戴維發現了二十二種元素裏的九種,像鉀、鈣、鍶、鋇這些堿土金屬都是他發現的。這些發現表明化學元素種類繁多,在那個時候有力地促進了化學這一領域的進步。而且,戴維的研究辦法簡單易懂,容易明白也容易照著做,所以很快就被廣泛認同和運用了。

另外,戴維構建了電化學理論,還做實驗證明了它。他找出了電解質,就是那種能導電且在電場裏會發生化學反應的東西,並且在實際當中運用了電池和電解技術之類的概念。這些發現和實際操作開啟了電化學研究的新領域,也促進了電化學相關技術和套用的進步。

戴維其他的研究方向有火焰科學、照明技術、地質學以及冶金學之類的。他的研究所得被廣泛用在了工業生產、醫學還有其他方面。就像,戴維的反射鏡照明辦法解決了 19 世紀初的照明難題,讓英國議會能在晚上展開辯論。

總的來講,戴維在化學領域的研究貢獻特別突出,他取得的成就不光改變了化學領域,還對當時的工業、醫學等其他領域有影響。他在發現元素、電化學、瓦斯性質、反射鏡照明這些方面展開的開創性研究,到現在都被人們看重和運用。不得不說,他是化學領域的重要奠基人之一,給當代化學研究帶來了深刻久遠的影響。

【戴維的家庭背景與早年經歷】

戴維家庭背景平常,1778 年在英國康沃爾郡出生,他家是中產階級。他爸是個木匠,他媽是家庭婦女。早些時候,戴維在當地一所文法學校上學,可因為學校教育不行,他很快就不上了。

後來啊,戴維就在父親的工作間學起了木工手藝,而且對科學、數學還有化學興趣濃厚。十幾歲的時候,他離開老家,去布里斯托市討生活。在那兒,他找著了一份藥劑師學徒的活兒,這樣他就能接觸到化學和醫學方面的知識啦。

當戴維還是學徒的時候,就展現出了非凡的天賦和特別勤奮的樣子,還表現出對自然科學有很大的興趣。他老是在業余時候鉆研化學、電學這些領域,在這上頭有了不少進步。但是呢,他後來對學徒工作沒興趣了,最後就不幹了。1787 年,他不再當藥劑師學徒,變成了自由職業者,一門心思搞科學研究。

戴維的家庭背景和早年經歷算不上特別出彩,可他憑著對科學的極大興趣、刻苦鉆研的勁頭還有過人的天賦,在化學方面幹出了傑出的成績,成為了一名了不起的科學家。

【戴維的教育背景和受到的影響】

戴維的教育程度不算高,他在原生的文法學校接受了一點基礎的教育,沒多久就離開了學校。就因為這樣,他沒得到正規的大學教育,不過這也沒攔住他成為出色的科學家。

他最先碰到的是約瑟夫·普利斯特利(Joseph Priestley)的作品,這人是英國的一位化學家和牧師。對普利斯特利的研究使得戴維對化學特別感興趣,還給他未來的工作道路打下了基礎。

另外,戴維跟其他一些科學家和文化名人有過往來,這些人是他的思想指引者和擁護者。像詩人山繆·泰勒·柯勒律治、文學家勞勃·南茜,還有科學家威廉·尼科爾等等,他跟這些人相互交流,從他們那兒獲取了知識和想法帶來的靈感。而且威廉·尼科爾還給戴維講了一些電化學技術,這後來成了戴維研究電化學過程的關鍵辦法。

反正,戴維的教育背景不咋樣,不過他靠著自己學習,還有跟其他有名的人交流,慢慢對科學和文化懂得更多了,最後變成了出色的科學家和思想家。這個過程也表明了個人的好奇、創造還有勤奮在他工作生涯裏特別重要。

【戴維與元素發現的探索之路】

戴維在化學這一塊,最大的貢獻之一就是在元素發現上的探索。他靠著實驗還有觀察,順利發現了好幾樣重要的元素,給化學基礎理論的發展立下了重要功勞。

戴維起初的研究重點在瓦斯方面,他把瓦斯的性質和構成研究得很細致。他最先提出了和當時熱學理論不一樣的看法,說熱量不是因為物質的流動形成的,而是由氧化反應導致的。這個觀點給後來化學熱力學的發展打下了基礎。

在研究瓦斯的時候,戴維發現了一種叫「某某」的瓦斯,這瓦斯碰到一些東西能燃燒。他給這種瓦斯取名為「某某」,還搞清楚了它的一些基本特性。這個發現對後來化學裏關於氫氣的研究跟套用影響重大。

除了氫氣,戴維還找到了氯氣、溴氣和碘氣這三種屬於鹵素的元素。他透過電解以及化學反應之類的辦法,順利地把這些鹵素瓦斯分離出來,還進行了研究,明確了它們的性質和化學特點。他的這一發現,讓化學家對於元素的定義和分類能了解得更清楚,也給後來元素周期表的形成做好了鋪墊。

另外,戴維跟約瑟夫·普利斯特利一塊兒,對一種叫做「 」的瓦斯展開了研究。他們針對氧氣進行探究,弄明白了燃燒和呼吸過程裏氧氣的消耗以及二氧化碳產生的關聯,給後來人們了解氧氣的重要性還有化學特點提供了關鍵的線索。

總的來講,戴維憑借實驗跟觀察,找到了氫氣、氯氣、溴氣以及碘氣等一些關鍵的元素,還把它們的性質仔細研究了一番。他的這些發現和看法在那個時候引發了大範圍的討論與認同,給之後化學的進步發揮了重要的推動效果。

【戴維的電化學理論與套用】

戴維在電化學這塊的研究和所做的貢獻那可不能小瞧。他弄出了電化學的基本理論,還把這理論用到實驗和技術方面去了,給電化學的發展立下了大功。

戴維最為出名的電化學理論是他的「某某」,也叫「某某」。按照這個理論,他覺得物質之間有一種被稱為「某某」的力量,這力量決定著它們在電化學反應裏的表現和相互影響。這個理論在當時對電化學的發展有著重要的促進和引領作用,還給後來的電化學研究打下了基礎。

依據他的電化學理論,戴維對好多跟電化學有關的實驗現象以及技術套用展開了研究。他透過電解法分解了水還有一些化合物,像借助電解法獲取了純凈的堿金屬與堿土金屬。而且他還曉得電解液中電流的傳導靠的是溶劑裏的離子,這給後續針對電解液和電解質的研究給出了關鍵線索。

除了搞理論和實驗研究,戴維還弄出了一些電化學套用的技術。他整出來一個叫「伏打電堆」(volt c pile)的玩意兒,這東西能把化學能變成電能。這在現代電池發展裏算得上是重要的裏程碑之一,給往後電池技術的發展鋪好了路。

另外,戴維對電解沈積以及電解金屬提取這類技術也做了研究。他借助電解的手段,順利地從溶液裏弄出了金、銅、鋅這些金屬,還達成了對金屬的提純和精細處理。這些技術在那時的工業生產裏相當重要,給後來的電鍍和金屬提取技術打下了根基。

總的來講,戴維在電化學方面的理論以及相關運用,像親和力理論、電解實驗還有電化學技術的套用這些,對電化學的進步與套用有著很關鍵的促進作用。他做出的貢獻讓人們對於電化學的現象和過程的認識豐富了很多,也給後來電化學科學的發展鋪好了基礎。