近代化学发展史资料

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1、近代化学发展史,沈爱国,武汉大学化学与分子科学学院,化学学科的分类,化 学,高分子化学,分 析 化 学,有 机 化 学,无 机 化 学,物 理 化 学,分析化学的定义,研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学 分析化学,分析化学,经典分析,仪器分析,分析的最后步骤采用化学分析或生物分析并以容量分析法或重量分析法进行测定。,二十世纪四十年代后开始占统治地位。,经典分析1化学分析,(1)重量分析：通过测定化学反应所产生难溶性物质的重量进行分析。,经典分析1化学分析,经典分析2生化分析,通过测定酶反应、微生物反应、免疫学反应等生化反应物质的浓度和质量进行分析。,仪器分析,

2、测量方式,光谱分析 X射线谱分析 放射性分析 质谱分析 波谱分析 电子显微和电子能谱分析 电分析 分离分析,分析用途,成分分析 结构分析 形貌分析 微区及表面分析,光谱分析,彩虹观察到的第一种光谱,1,牛顿,光谱分析,“Spectre”（幽灵）,“Spectrum”（光谱）,通过测定物质对光辐射的发射、吸收、散射和透射等特性而进行物质鉴定。,1666年，牛顿让一束太阳光射进暗室，并将一个玻璃棱镜放在光束中，他看到了墙壁上出现了一条彩色光带。当在光路中放进一个透镜时，这条光带展开成一条25厘米长的光谱带。,1,光谱分析,德国物理学家 Josephvon Fraunhofer,1814年，德国物理

3、学家Josephvon Fraunhofer（夫琅和费）独立的采用自制的狭缝和光栅，观察到太阳光线中576条狭窄和暗的“夫琅和费线”。对这些暗线的解释引起了原子光谱分析的研究。,1,光谱分析,原子光谱分析 分子光谱分析 散射光谱 光学显微镜分析,b,1,原子光谱分析,原子光谱分析,德国化学教授Robert Willelm Bunsen（罗伯特威廉本生） 发明“本生灯”,德国物理学教授Gustav Robert Kirchhoff（基尔霍夫),本生与基尔霍夫合作于1859年研制出世界上第一台实用光谱仪。,棱镜 本生灯 望远镜筒,发现了新元素铯和铷 指出元素光谱是独特的 创建原子光谱分析技术 创建

4、了基尔霍夫定律,原子光谱分析,1868年瑞典物理学家埃斯特罗姆发表1200多条太阳谱线。,瑞典物理学家 Anders Jonas Angstrom （埃斯特罗姆）,以百亿分之一米为量度单位,被命名为埃,原子光谱分析,19世纪末到20世纪三十年代,1912年 P.P Koch设计出测微光度计 1925年 W. Gerlach引进内标作定量分析 1930年 Scheibe Lomakin提出光谱定量关系式,20世纪四十年代之后,1945年 出现了光电直读光谱仪 1964年 S. Greenfield和V.A. Fassel研究等离子体发射光谱 1974年 制造出第一台等离子体直流光谱仪,原子光谱分

5、析,原子光谱分析,R. Woodson组装成第一台测试汞用的冷原子吸收光谱仪,1955年 澳大利亚科学家A. Walsh提出空心阴极灯光源,1965年 J. B. Willis用氧化亚氮-乙炔焰作原子化器,1961年 L Vov提出电热原子化技术,“塞曼效应”,原子光谱分析,荷兰物理学家 Pieter Zeeman (彼德塞曼),荷兰物理学家 Hendrik A.Lorenlz （亨的里克安东洛伦兹),两人合作发现了“塞曼效应”，因此合得了1902年的诺贝尔物理奖。,原子光谱分析,原子荧光光谱,1902年， Wood观察到原子荧光现象。 1964年，美国佛罗里达州立大学的文尼弗德那和维克斯在1

6、963年和1964年的工作为原子荧光分析奠定了基础。 激光光源的应用使这一方法有了新的发展。,b,分子光谱分析,1800年 英国天文学家William Herschel（赫歇尔）把太阳光色散成光谱，并把一个涂黑了的水银温度计小球放入不同颜色区域内，他发现温度升的最高的是在红色光谱区，而且使他惊奇的是在刚好超出红光之外的地方生温效应最强。 红外辐射,1803年 德国物理学家Johaaa Wilhelm Ritter发现紫外区,b,分子光谱分析,b,分子光谱分析,1729年 法国的Bouguer Pierre（布格尔）,1760年 Lambert（朗伯）,先后阐明了辐射强度和吸收层厚度之间的关系,

7、1852年 Beer（比尔）又提出布格尔-朗伯-比尔定律,描述物质与吸收辐射的定量关系,b,分子光谱分析,1892年 W.H.Julius（朱利叶斯）发现甲基在3.54 m有吸收,1905年 W.W.Coblentz（科伯伦兹） 发表了128种化合物的吸收光谱,1941年 Norman Wright（怀特） 发表的文章显示出可用红外光谱进行有机分析,1942年 出现了第一台商品化的双光束自动记录红外光谱仪（Beckman IR-Perkint Elm .Model 12A-1944年）,b,分子光谱分析,傅立叶交换红外光谱仪,迈克尔孙干涉仪,重要部件,美籍德国物理学家 A.A.Michelso

8、n,1907年诺贝尔物理学奖获得者,b,分子光谱分析,光热光谱,物质分子吸收光辐射后使分子从基态跃迁到 激发态，通过无辐射弛豫的方式回到基态,1880年 Alexander Grahan Bell（贝尔）发现光电效应,丁铎尔、普里斯、伦琴、梅卡迪耶证实光声效应,物质吸收辐射光，通过无辐射弛豫放出热量而 造成温度变化引起的声波和其他热弹效应,1938年，M. L. Viengerov研究了气体的光声效应 K. F. Luft等人设计出了商品化气体光声分析器,b,分子光谱分析,荧光,物质分子吸收光辐射从基态跃迁到激发态， 然后以辐射弛豫方式返回到基态，发出光辐射,1575年 西班牙N. Manar

9、des（马拉德斯）最早观察到荧光现象,1852年 英国化学家G. G. Stokes（斯托克斯）命名为荧光,1864年 提出荧光分析方法,1858年Becanel（贝克勒尔）确定,磷光,为什么晴朗的天空呈现蓝色？,朝霞和晚霞呢？,光散射现象,散射光谱,散射光谱,英国科学家 Rayleigh瑞利,“瑞利散射公式”,散射光的强度与散射的方向有关， 并与波长的四次方成反比,入射光的波长,R溶胶散射角处的瑞利比,I散射角为，散射距离为r时的散射光强度,英国化学家 William Ramsay,散射光谱,瑞利和拉姆赛的友谊和高尚品德,学问不能和财富相比，她是绝对不可以自私的。 瑞利,印度拉曼研究院,拉曼

10、散射的发现,C. V. Raman是印度一位伟大的物理学家，他因为在光散射工作和发现拉曼效应而获得诺贝尔奖，当时他是亚洲第一位获此殊荣的科学家，他同时也作了有关声学、光学、结晶动态学、颜色和它们在感知上的研究。,1928年拉曼发现单色的光照射到液体苯时，在散射光中除了含与入射光相同频率的光外，还有更多与入射光频率发生位移（频移增加和减少）且强度极弱的谱线。前者就是已知的瑞利散射。后者是新发现的，是由分子振动所引起的散射。 后来就以发现者拉曼的名字命名的拉曼散射光，称为拉曼散射效应。从拉曼光谱的研究，可以得到有关分子振动或转动的信息。,拉曼散射的发现,散射光谱,印度物理学家 Chandrasek

11、hara.V.Raman（钱的拉赛哈拉文伽达拉曼）,1962年激光用作拉曼光谱的光源,1928年拉曼用一束单色光照射样品时发现，在散射光中的绝大部分与入射光频率相同，但还存在少部分与入射光频率不同的散射光，并且两者之间的频率差正好等于样品分子中某基团的振动频率。这种散射被命名为拉曼散射，拉曼因此获得1930年诺贝尔物理学奖。,散射光谱,拉曼 传奇般的人生 亚洲第一个获得诺贝尔奖的人,14岁被推荐上马德拉斯学院,16岁那年取得学院的学士学位 18岁那年取得硕士学位,1914年 他受聘于马德拉斯学院任兼职教授,做助教和中学教师受阻，作书记员在政府工作了十年,光学显微镜分析,光学显微镜分析,光学显微

12、镜,利用光学透镜的成像和放大原理 对物质进行形貌分析的一种仪器,单式显微镜,复式显微镜,1625年 Francesco Stelluei(司泰卢蒂),1827年 Brown(布朗)发现布朗运动 1833年 发现细胞核,:用两个或多个透镜和其他光学部件组成,光学显微镜分析,1590年 荷兰人C. Drebbel设计了一个显微镜,1610年 伽利略制作了一个显微镜,1625年意大利的G. Faber(费伯)将这种仪器称为“Microscope”,1663年 R. Hooke（胡克）设计出性能较好的显微镜,两个世纪中最大的问题,消色差,解决的过程呢？,1733年 C. M. Hall（霍尔）制成一个

13、不太好的消色差透镜,1747年 大数学家L. Euler（欧拉）理论证明消色差的可能性,1757年 Jone Dollon (多隆德)制成了一个消色差望远镜,1824年 Selligue (赛力格)提出为高倍显微镜消色差的方法,1840年 J. J. Lister (利斯特)制成“利斯特物镜”,1825年 法国V. Chevalier和C. Chevlier父子制成消色差显微镜,显微镜发展史上转折点,光学显微镜分析,光学显微镜分析,德国物理学家 Ernst Abbe (能斯特阿贝）,德国机械师 Carl Zeiss （卡尔蔡司),光学显微镜分析,德国蔡司公司,1846年蔡司开了一个小店,186

14、6年与阿贝合作 十年后成为国际知名企业,1873年 和赫姆霍兹各自独立发现光学正弦条件 揭示了制造优良物镜的秘密,光学显微镜分析,阿贝的贡献,1873年 推导出了显微镜分辨距离的公式 公式中的“数值孔径”这个名词也是由阿贝首先使用,1878年 设计成功了浸没物镜,1886年 阿贝制成复消色差物镜,光学显微镜分析,二十世纪 前半个世纪,二十世纪 后半个世纪,暗场显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、 紫外显微镜、相衬显微镜、离心显微镜,倒置显微镜、袖珍显微镜、体视显微镜,激光技术引入到光学显微镜中 激光共聚焦显微镜,暗场显微镜,1853年 维纳姆制成暗场聚光镜,1903年席格蒙迪发明 以单项侧面照明的

15、暗场观察 1925年荣获诺贝尔化学奖,德国物理学家 Richard Zsigmondy,相衬显微镜,荷兰物理学家 Fritz Zernike,泽尔尼克在干涉现象基础上 开发出相衬显微镜 1932年 试制出第一台样机,1932年 申请专利直至1936年才通过,1935年 蔡司公司勉强接受他的发明,1953年 荣获诺贝尔物理学奖,仪器分析,光谱分析 X射线谱分析 放射性分析 质谱分析 波谱分析 电子显微和电子能谱分析 电分析 分离分析,五 分析化学的发展,X射线谱分析,2,X射线谱分析,太 阳 X 射 线 照 片,基于物质对X射线的发射、吸收、衍射、散射、透射等特性而进行物质鉴定。,2,穿透纸张乃

16、至金属薄片,使荧光物质发光,照相底片感光,X射线谱分析,木星极光的x射线照片,谁发现？ 怎么样发现？,2,X射线谱分析,德国物理学家 W.C. Rontgen 伦琴,1895年11月8日 伦琴首次发现X射线,“我高兴极了，等到春天，我要到山 里来，当面试验给你看。教授，我 做过这么多的试验，唯恐是在做梦。 但现在亲爱的奥盖斯特，我终于发现 了一种光。我也不知道是什么光，权 且称它为X光吧。” 伦琴给恩师奥盖斯特孔特 的信,2,X射线谱分析,拍摄出历史上最著名的一张X光照片,伦琴夫人的手 X光照片,1895年12月22日,12月28日发表论文 一种新的辐射的初步报告,2,X射线谱分析,2,伦琴的实验用具,X射线谱分析,2,伦琴的纪念铜像,伦琴的生平,X射线谱分析,1896年1月5日 维也纳新闻报报道伦琴发现了X射线，立即轰动了世界,Kollege 对伦琴发现X射线的重复验证性实验的结论文稿,X射线谱分析,伦琴的贡献和优秀品德