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1、专题四化学科学与人类文明第一单元化学是认识和创造物质的科学“矾的发现19世纪30年代，瑞典冶金业开始兴起，全国各地出现了冶炼厂，但是有一个奇怪的现象一时使人不得其解：某些产地的铁矿石炼就的金属很脆，而另一些产地的矿石熔炼后获得的金属都有极好的延展性。这是什么缘故呢塞弗斯托姆决定弄清其中的原因。他是瑞典化学家。经化学分析说明，能熔炼出高质量金属的矿石中含有一种新金属，根据塞弗斯托姆老师贝采利乌斯的建议，将该金属以女神凡娜迪丝之名命名为“钒。实质上“钒在塞弗斯托姆之前就曾被两位料学家所追寻过：一位是里奥；一位是沃勒。里奥是墨西哥化学家兼矿物学家。他在1801年研究墨西哥锡马潘的褐铝矿时，发现矿石中
2、含有一种当时尚属未知的金属。由于这种金属的化合物会呈现各种各样的颜色，因此科学家称其为“全色金属。稍后，又因为它的盐类在跟酸共热时呈现红色，又改称之为“赤元素。里奥虽然发现了新元素，但是并不能证实自己的观点。在1802年时，他得出了错误的结论：新元素就是前不久刚发现的。德国化学家沃勒也曾认真地研究过这些墨西哥矿石。然而眼看胜利有望，他却意外地因氟化氢气中毒而卧病在床。数月之后沃勒大病初愈，没有继续对铝矿进行试验和研究。而当沃勒生病时，塞弗斯托姆正在对新金属进行研究，于1830年发现了“钒。里奥和沃勒由于没有及时抓住时机，终于同“钒金属失之交臂，“钒却同后来的塞弗斯托姆“喜结良缘。铝的故事和发现
3、门捷列夫与元素周期表的故事宇宙万物是由什么组成的古希腊人以为是水、土、火、气四种元素，古代中国那么相信金、木、水、火、土五种元素之说。到了近代，人们才渐渐明白：元素多种多样，决不止于四五种。18世纪，科学家已探知的元素有30多种，如金、银、铁、氧、磷、硫等，到19世纪，已发现的元素已达54种。当时俄罗斯科学家门捷列夫发现元素周期律，揭开了这个奥秘。原来，元素不是一群乌合之众，而是像一支训练有素的军队，按照严格的命令井然有序地排列着，怎么排列的呢门捷列夫发现：元素的原子量相等或相近的，性质相似相近；而且，元素的性质和它们的原子量呈周期性的变化。门捷列夫冲动不已。他把当时已发现的60多种元素按其原
4、子量和性质排列成一张表，结果发现，从任何一种元素算起，每数到8个就和第一个元素的性质相近，他把这个规律称为“八音律。门捷列夫是怎样发现元素周期律的呢1834年2月7日，伊万诺维奇门捷列夫诞生于西伯利亚的托波尔斯克，父亲是中学校长。16岁时，进入圣彼得堡师范学院自然科学教育系学习。毕业后，门捷列夫去德国深造，集中精力研究物理化学。1861年回国，任圣彼得堡大学教授。在编写无机化学讲义时，门捷列夫发现这门学科的俄语教材都已陈旧，外文教科书也无法适应新的教学要求，因而迫切需要有一本新的、能够反映当代化学开展水平的无机化学教科书。门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络，夜以继日地分析思考，简直着了
5、迷。夜深人静，圣彼得堡大学主楼左侧的的门捷列夫的居室仍然亮着灯光，仆人为了平安起见，推开了门捷列夫书房的门。“安东！门捷列夫站起来对仆人说：“到实验室去找几张厚纸，把筐也一起拿来。安东是门捷列夫教授家的忠实仆人。他走出房门，莫名其妙地耸耸肩膀，很快就拿来一卷厚纸。“帮我把它剪开。门捷列夫一边吩咐仆人，一边动手在厚纸上画出格子。“所有的卡片都要像这个格子一样大小。开始剪吧，我要在上面写字。门捷列夫不知疲倦地工作着。他在每一张卡片上都写上了元素名称、原子量、化合物的化学式和主要性质。筐里逐渐装满了卡片。门捷列夫把它们分成几类，然后摆放在一个宽大的实验台上。接下来的日子，门捷列夫把元素卡片进行系统地
6、整理。门捷列夫的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌感到奇怪。门捷列夫旁假设无人，每天手拿元素卡片像玩纸牌那样，收起、摆开，再收起、再摆开，皱着眉头地玩“牌冬去春来。门捷列夫没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律。有一大，他又坐到桌前摆弄起“纸牌来了，摆着，摆着，门捷列夫像触电似的站了起来，在他面前出现了完全没有料到的现象，每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下地逐渐变化着。门捷列夫冲动得双手不断颤抖着。“这就是说，元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系。门捷列夫兴奋地在室内踱着步子，然后，迅速地抓起记事簿在上面写道：“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。1869年2月底，门捷列夫终于在化学元素符号的排列中，发现了元素具有周期性变化的规律。同年，德国化学家迈尔根据元素的物理性质及其他性质，也制出了一个元素周期表。到了1869年底，门捷列夫已经积累了关于元素化学组成和性质的足够材料。元素周期律一举连中三元，使人类认识到化学元素性质发生变化是由量变到质变的过程，把原来认为各种元素之间彼此孤立、互不相关的观点彻底打破了，使化学研究从只限于对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来，从而奠定了现代化学的根底。
