作为一个在南方长大的没有看过大海见过大雪的孩子,
我去了大连的金石滩读大学,看海看到想吐
我去了东北最寒冷的黑龙江哈尔滨,看雪看到雪盲
作为南方人我已经没有遗憾了
接下来是正题
我在元旦节之前出发,也在元旦节之前回来,避免冰雪节高峰期
首先我的装备,一件保暖内衣+高领毛衣+加绒外套+过膝大棉衣,保暖袜+雪地靴,加绒的毛线帽+羊毛手套,加绒的打底裤+加绒的牛仔裤,暖宝宝若干
勉强存活
接下来介绍下我的景点路线
中央大街→松花江→兆麟公园→伏尔加庄园→圣索菲尔大教堂→老道外→果戈里大街→哈尔滨天主教堂
我住的依然是青旅,叫卡卡西国际青旅,老板人很好还认识了一个在那里做义工的南方学姐,大家都是很热情的人一起吃火锅一起聊天
萍水相逢,一面之交,都会拿出自己的真性情去相识。
学姐还告诉我,义工和义工基本没有会在一起的,但是义工和青旅老板在一起的不少???
因为这个青旅就在中央大街附近所以出门就第一个去了哈尔滨的核心之地中央大街,中央大街简直就是四通八达,基本有名的景点基本都在这附近~
很长的一条街!街上有很多俄罗斯商铺,尤其是秋林里道斯,简直堪比哈尔滨版北京稻香村,几步就是一家,里面是一些俄罗斯套娃和闪闪发亮的俄罗斯工艺品,还有俄罗斯巧克力和格瓦斯,没什么看头,可以略过
这里的地砖都是用很特色的面包石铺的,街上还有人在刻冰雕,到了晚上中央大街树上挂的小灯和冰里的彩灯亮起,夜景会很美
中央大街值得一提的是各式各样的正宗俄式西餐厅和马迭尔小吃,其中比较有名气的是
华梅西餐厅波特曼西餐厅欧罗巴西餐厅马迭尔西餐厅以及正宗的马迭尔冷饮厅马迭尔面包,南极冷饮厅也很不错,以及很多老字号,春饼大头老昌春饼,锅包肉创始人老厨家,以黄桃锅包肉出名的玉氏滋味坊,百年砂锅老上号,中央书店和马迭尔宾馆也是标志性建筑
我去的华梅西餐厅据说1929年就已经开业了,不过人真是非常多,我一点多去居然都预约不了了,要下午四点才能预约,于是就去了仍然是百年老字号的老昌春饼解决午饭,虽然饭店依然是要排队但是至少预约得上……不过味道很地道很好吃!
顺便提醒一下,去老字号买东西吃饭什么的服务员可能服务态度不怎么好甚至会甩脸色……没办法,人家老字号不愁没生意……还有路上一堆不去跳广场舞非要来拉客不跟着你走两米不死心的大妈,我都能背下来,“雪乡亚布力,冰雪大世界,去不去去不去”, 这个时候只要说两个字就可以斩草除根——『跟团』。
大约半小时走出中央大街,松花江就在中央大街的一端尽头,直走就到,已经彻底冻成雪地的松花江~
松花江有观景缆车可以坐,不过有时间可以下去走走,还有一个o型的滑冰场。现在还没有很多娱乐项目,到了一月中旬会有雪地摩托和雪地轮胎等等,现在就只有狗拉雪橇马拉雪车,一人五十可以砍成一人二十的那种。其实就是人拉着狗,狗拉着车,你坐车上,这么走五分钟……建议还是不要去了,心疼我的二十块
注意不要摔倒~有些地方很滑~有防滑链卖
哈尔滨四点就开始天黑了,买的矿泉水放书包侧过一会就冻成棍了,手机也是容易冻关机,不过捂一会就有电了 。
没有去冰雪大世界,学姐跟我说看冰雕冰灯哪都一样,毕竟是穷游就去了兆麟公园,也有很多冰雕,的确哈尔滨到处都是冰雕,包括矿泉水广告也是冰雕,我是服气的。
兆麟公园原本免费开放,不过现在开始举办冰灯展览就开始收费了
还有冰滑梯,滑一次要收十块钱不算在门票钱里,真是不要脸呢我一边这样骂着一边交了十块钱爬上去愉快的滑了下来
公园还是挺大的,可以多逛逛,多拍拍照~
由于昨晚上和学姐聊天说到伏尔加庄园就在青旅报了一个团去,因为还是离市区挺远的自己去的话很不方便,而且门票钱报团也会优惠很多。
这个庄园据说是一个很有钱的西方富豪建的,本来是私人的,后来觉得只有自己看没什么意思就对外开放了,里面的项目也不贵,至少比雪乡亚布力便宜很多,因为庄主非常有钱也不缺这点钱……还有俄罗斯歌舞,是正宗的俄罗斯人表演的,比哈尔滨大剧院的便宜多了,感兴趣的可以去看一下。
伏尔加庄园可以说弥补了我去不了雪乡的遗憾吧,无论是建筑还是雪景都非常美,宛如童话世界
南方的孩子什么时候玩过能一脚踩到膝盖的雪,真是天堂,天堂
不过的确这里的温度更低了,一定要多贴几张暖贴再来,在室外逛半个多小时就可以去建筑里暖和暖和,真的很冷
这张左下角有黑影的照片是为了说明天气冷的就算是我这种对照片的完美主义者也不想把手拿出来重新拍一张了……
还有各种欧式建筑与雕塑,色彩鲜亮层次分明风格各异,很有几何美感
这是大教堂,处于尊重在教堂里我就没有拍照,里面有不少人在自拍留念的,不要学!
教堂里有很多猫,看见我就上来讨吃的!
再看看那些和中央大街被喂的膘肥体壮的鸽子!
还有雪地摩托,雪圈,滑雪的娱乐项目,价格不会很贵,可以尝试一下~
不过我想冰雪大世界的会更精彩一点,去过冰雪大世界的就不用玩了
回去的时候在刚好龙塔下车,拍照留念,装作去过的样子
龙的传人上龙塔,对不起我是共产主义接班人
回去的时候天差不多也开始黑了,在庄园里中午就啃的面包,晚上特地找去玉氏滋味坊尝尝招牌的黄桃锅包肉和东北黑拉皮,在又冻又累的庄园之行后真是太治愈了,还有他自家做的桂圆红枣茶可以免费喝,最重要的是作为老字号服务员态度居然很好~
晚上去圣索菲尔大教堂,刚好下了一些雪,听说夜晚在雪中的圣索菲尔大教堂是最美的,名不虚传,在这份历史的沉淀下除了感慨与赞美再也无需做其它
圣索菲尔教堂也位于商圈,很繁华的地段,保留的很完善,似乎进去需要门票
今天起了个大早(然而并没有什么用),北方城市没有夜生活,早上也是十点才营业,早晨的路上简直一片寂静。先去了老道外,商铺都闭门
不过安静一点也好拍照片是不是,没有抢镜的~
老道外据说是最有老关东味道的地方,多是巴洛克风格式建筑,在哈尔滨还有一个关东古巷,不过是人工仿古修的,人工=高销=商业化=坑钱,所以我不去
老道外很破,破的有味道,破的有复古气息,我喜欢。听当地人说现在老道外也越来越荒凉了,原本住在这里的人家都慢慢搬走了,目前都在拆,这里唯一能让人前往的大概就是那些百年老字号了
百年老字号——张包铺红光馄饨馆老仁义厚德居老街馅饼六合居张飞扒肉老太太烧烤等
晚上的时候特地又回来了一次吃张包铺,然后发现真的就没什么别的了,倒是因为正在翻修有些荒凉的地方,不小心走进去了挺刺激的
果戈里大街,印度风情的街道,原本以为会是很有特色风情的一条街,结果完美的融入周边环境,我走了一半才意识到这是果戈里大街~适合买买买和逛街。
这些不是重点,重点是这里有一家被誉为最美欧式书店的果戈里书店,真的很美楼梯都美,小孩子高中生成年人都在里面很安静的看书,还有咖啡厅和简餐
有一个用书垒成的拱形门,完美的力学原理果然知识就是力量
和普通书店一样,这里也卖书店周边,不过价格有些小贵,想买些什么留念的话就买书店自己出的纪念品好了,要有书店自己印记的。我买了两张有果戈里印章的明信片,不建议买太贵的羽毛笔或者项链什么的,因为可能是从别的地方买来的而且价格翻了一番,要买就买有书店象征性的,喜欢的话可以买一本果戈里书店自己出的书,很有纪念价值
途径天主教堂,也是一个很有历史的建筑,属于一类保护建筑
朴实无华的红砖,是典型的俄罗斯建筑
到这里旅途就差不多结束了,没有去什么娱乐性的景点,对我来说来到一个城市旅行的意义还是体会城市文化与烟火气
回火车站路上在哈工大下了车,装作去过哈工大的样子
接下来是特色的美食介绍~如果说景点是城市的肺,那当地美食简直就是城市的核心啊,在这个联系越来越紧密的大数据时代,工艺品纪念品都是全国贩售,网上买还会更便宜。只有无法替代的地道老东北口味才是这个城市最独一无二的鉴赏。
这个糖葫芦和外面普通的糖葫芦没有多大区别,除了硬度。真的硬到怀疑人生,每咬一口都有种成就感和脱力感,为了牙齿和咀嚼肌的健康,请买夹水果的,水果冻的很硬口感似乎也更清香了,纯天然的水果山楂冰棍
这个冰棍我觉得我一天能吃三根!作为哈尔滨特色遍地都有,但是中央大街的是绝对正宗,华梅西餐厅南极冷饮厅马迭尔冰棍的我都吃了一根!入口即化甜而不腻,据说是无添加剂也没有加一滴水所以口感绵密,只有浓浓的奶香气,来哈尔滨不吃马迭尔就相当于白来这句话真没有骗人
这里的冰棍都是直接摆在室外卖的,和冰箱效果没差
作为一个南方人,小时候一直觉得冬天吃冰棍这种事情是会被当成奇葩的,现在看来这是一种享受
小槽子面包是甜口的,外酥里嫩,看着有点像老式面包我还以为会硬邦邦的,结果出乎意料的松软,也没有砂糖的过甜,还加了些果干,很好吃~
蔓越莓口味的欧包,欧包不甜,比起面包房的烤面包要健康很多,因为本身不甜所以加了蔓越莓,果物的清甜配上纯正面包的小麦粉香气真的很可口!而且这个还加了巧克力!特别纯正的可可味,面包还很松软
沙一克,曾经两天在门外排队也没有买到,最后在马迭尔冷饮厅里终于买到了!咸口的,相比起来比较硬,但是也很有嚼劲!很耐品!反正什么面包都好吃!
看别人都是十个十个的买,脾气大的老字号服务员似乎都很不满我只要一个……不过能吃到地道的马迭尔面包这些我就不在意了!
面包不贵,性价比很高
马迭尔冰棍侧面 就 是马迭尔冷饮厅,里面有更多口味的马迭尔冰淇淋还有马迭尔酸奶,还有绿豆糕,红肠等更多的马迭尔小吃,要不是刚好路过我发现不了,我一直以为马迭尔冷饮厅就只卖冰棍!
马迭尔酸奶蘸着面包很好吃
他家嫩炒鸡蛋很嫩滑,真的是一点都没有糊,很考验火候。有春饼和筋饼两种,都很薄,筋饼很劲道,其他炒菜点了鱼香肉丝和炒茄条,鱼香肉丝酸酸甜甜的裹进饼里很搭
熏肉也是很受好评,不过吃不下就没有点了~
作为一家1929就开业的西餐厅,必点菜是红菜汤和罐系列,我点了红菜汤,俄式大马哈鱼,罐虾,面包我是买的马迭尔的带进来吃然后单点了一个果酱蘸面包吃(比较划算),也算把特色都尝了,大马哈鱼有一股奶香味,番茄的微酸也盖住了鱼腥味是点睛之笔,罐虾很实在有很多虾,还是去了虾线的虾,业界良心,汤汁也很香浓。红菜汤看上去虽然很油但是喝起来很好喝,酸酸甜甜的清香让人上瘾
吃这种老字号西餐就图个味道和感受,不能说味道要多惊艳,不难吃就行了
其实我纠结了很久去老厨家还是玉氏滋味坊,老厨家是锅包肉创始人,锅包肉肯定很地道,玉氏滋味坊则是独创的黄桃锅包肉出名,还有他家的拉皮是特色的黑拉皮,后来还是决定去玉氏滋味坊~在中央大街入口处不远,挺低调的一家店,去的时候不是饭点所以人很少,终于不用预约了……
点了招牌的黄桃锅包肉,东北黑拉皮,还有特色的茄子杏鲍菇煎饺
黄桃真是太神级了!!完美的中和了锅包肉的油腻!一口黄桃一口锅包肉简直不要太幸福了,黄桃很大块,微酸的扎实的果肉和着汁液和炸的酥脆的锅包肉一起吃下去好吃的叫妈妈!
黑拉皮也非常好吃!麻酱带着甜香吃的出来是上好的麻酱拌的,黑拉皮糯糯的有嚼劲,配着清香的黄瓜丝吃一盘都不会腻
煎饺很大一份,没有很咸,口味比较清淡。不过吃完了拉皮和锅包肉实在吃不下就打包回去当夜宵,结果变成了第二天早餐,发现凉了以后好像更好吃了,味道变得更加浓郁了
这里要提一下这家店里的每桌上都有自己泡的免费的桂圆红枣茶,淡淡的枣香~很好喝很解腻
似乎是一家网红日料店,基本靠送外卖,去的时候都没有几个座位,小龙虾饭和排骨饭是招牌,很大一份套餐,配蔬菜沙拉和雪碧
有很多小龙虾,仍然是去了虾线的小龙虾,哈尔滨对虾的态度真让人感动,当然依然很好吃
百年老店,为了吃包子特地跑来老道外,老道外就数张包铺生意最好
包子可以拼,推荐排骨,三鲜,豆腐的,这三样是招牌,包子很大一个,馅很足,吃三个就能饱
每一个包子都能流汁,慢慢吃吧~排骨的真的会吃到骨头
点了一份标准的东北大拉皮,也很好吃,爽滑可口
这个几乎每家店都有卖,哈尔滨的秋林格瓦斯是正宗的面包发酵饮料,不是以前娃哈哈那种格瓦斯能比的,有一股麦子的清香和酒液的香甜,在室外走了一会被冻出一层薄冰喝起来不要太爽口
这次时间有点紧,还有就是太冷了我实在没有闲情逸致路边写生了……
在一家咖啡厅速涂了一张
我知道大家最关心的是一共花了多少钱,算上住宿费与来回车票,一共1200左右,可以算得上是穷游。
愿大家把生活过成诗,生活在属于自己的诗意的国度
一、化学的前奏
1.人类文明的起点——火的利用
在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃
的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50
万年以前,可以
找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火
烧过的动物骨骼化石。
有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进
了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。
后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携
带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。
火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各
样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广
阔的生产、生活天地。
2.历史悠久的工艺——制陶
陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,
有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和
致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,
偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧
保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们
很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣
碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底
下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。
大约距今
1
万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产
陶器的国家。陶器的发明,在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程
改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、
氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防
水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意
又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫
等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水
便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居
下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。
3.冶金化学的兴起
在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得
最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金
属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800
年,伊朗就开始将铜矿
石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,
用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了
青铜器。
到了公元前3000~前2500
年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī)
和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左
右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也
含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,
青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸
造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼
器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音
乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、
艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。
世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋
时代晚期(公元前
6
世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼
铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属
铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁
鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前
7
世纪,欧洲等才相
继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,
在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。
4.中国的重大贡献——火药和造纸
黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?
这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木
炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的
性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理
解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理
解为黑色的会着火的药。
火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生
不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和
硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现
过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火
药的方法。
黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人
打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开
始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和
火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤
对方。
大约在公元
8
世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法
也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老
祖宗”。这是中国的伟大发明之一。
纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重
大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要
有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有
限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简
之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写
字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,
一直流传到今天。
1957
年
5
月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代
墓葬中发现一些米**的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其
年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87
年),这是现存的世界上最
早的植物纤维纸。
提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看
到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树
皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长
时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下
晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。
造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。
实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。
5.炼丹术与炼金术
当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治
阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种
奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨
大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。
例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐
福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂
——长生不老药。
炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通
过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊
的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙
溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄
金(现在,金**的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。
这祥,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面
颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过
“点石成金”的目的。
虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动
并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化
学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学
家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚
至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提
出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还
成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用
人工的方法互相转变”。
炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要
大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过
滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金
或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法
和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是
这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学
这门科学的先河。
从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩
的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,
应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)
与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼
金术”。
二、创建近代化学理论
——探索物质结构
世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试
解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140
年),他认为:
“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解
释物质的组成。
约公元前1400
年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的
泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚
里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作
为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起
来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。
上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,
是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是
构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果
把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单
的东西了。”
波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从
事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是
将化学确立为科学的人。
人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,
元素又是由什么构成的呢?1803
年,英国化学家道尔顿创立的原子学说
进一步解答了这个问题。
原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能
毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和
质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不
同元素化合以后,便形成化合物。
原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德
罗又于1811
年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学
说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式
存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分
子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子
和分子水平的基础上。
三、现代化学的兴起
19
世纪末,物理学上出现了三大发现,即
X
射线、放射性和电子。
这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了
原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。
热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概
念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理
化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。
在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结
合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了
化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。
化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和
思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、
粮食问题、环境污染等。
化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物
化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电
子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善
人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。
现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为
多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物
理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”
将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。
2.元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究
陕西省渭南师范专科学校化学系张文根
化学发展史上,从个人发现新元素的数量方面讲,出现过两次奇迹。
值得研究的是,两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。
1.戴维与新元素的发现
英国化学家戴维(H·Davy,1778~1829)出生于木刻匠家庭,从小就
喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性,发
现其麻醉性,使医学外科手术发生了重大改途;他还发明了安全矿灯,
解决了因火焰引起的瓦斯爆炸,对19
世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有
益的贡献。但是,他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。
1799
年,意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序,并
应用其发明了伏特电池。次年,英国化学家尼科尔森(W.Nicholson)和
卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此,电在化学
研究中的应用引起了科学家的广泛关注。
1806
年,戴维对前人有关电的研究进行了总结,预言这种手段除可
以把水分解为氢气和氧气外,还可能分解其他物质,这一科学思想使他
把电与物质组成联系起来,从而导致了一系列新元素的发现。
1777
年之前,对于碱类和碱土类物质的化学成分,人们普遍认为具
有元素性质,是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创
立氧化理论之后,则认为这两类物质都可能是氧化物。1807
年,戴维决
心用实验来证实拉瓦锡的见解,同时也想验证一下自己预言的正确性。
最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验,发现碱没有变化,只和
水电解结果一样。通过分析,他认为应该排除水这个干扰因素。于是改
用熔融苛性钾,结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰,说明
由于加热温度过高,分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾
并通以强电流,但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后,他
总结教训,在密闭坩埚内电解熔融苛性钾,终于拿到了一种银白色金属,
并进行性质实验,发现在水中能剧烈反应,出现淡紫色火焰,显然是该
金属与水作用放出氢气的结果。山此,戴维判断这是一种新金属,取名
为钾。不久,他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年,用同样方法,
他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了
新元素镁、钙、锶和钡。
1807
年12
月,尽管当时英法两国正进行着战争,法国皇帝拿破仑仍
然颁发勋章,以嘉奖戴维的卓越成就。但是,戴维并没有因此骄傲起来。
金属钾被发现以后,他由该金属可从水中分解出氢气受到后发,认为钾
也应该能够分解其他物质。于是在1808
年,他将钾与无水硼酸混合,在
铜管中加热,得到了青灰色的非金属硼。这样,不到两年,戴维就发现
了
7
种新元素。如果加上他1810
年和1813
年确定的氯元素和碘元素,
戴维一生发现和确认的元素就有
9
种。这一成就在他去逝之前的52
个元
素发现史上,无人能与其媲美。
一、化学的前奏
1.人类文明的起点——火的利用
在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃
的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50
万年以前,可以找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。
有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进
了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。
后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携
带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。
火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各
样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广
阔的生产、生活天地。
2.历史悠久的工艺——制陶
陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,
有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和
致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,
偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧
保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们
很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣
碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底
下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。
大约距今
1万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产陶器的国家。陶器的发明,在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài),氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防
水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意
又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫
等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水
便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居
下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。
3.冶金化学的兴起
在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得
最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金
属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800年,伊朗就开始将铜矿 石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了青铜器。
到了公元前3000~前2500年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī)
和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左
右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也
含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,
青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸
造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼
器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音
乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、
艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。
世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋
时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼
铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属
铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁
鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前7世纪,欧洲等才相
继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,
在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。
4.中国的重大贡献——火药和造纸
黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?
这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木
炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的
性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理
解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理
解为黑色的会着火的药。
火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生
不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和
硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现
过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火
药的方法。
黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人
打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开
始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和
火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤
对方。
大约在公元8世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法
也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老
祖宗”。这是中国的伟大发明之一。
纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重
大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要
有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有
限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简
之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写
字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,
一直流传到今天。
1957年5月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代
墓葬中发现一些米**的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其
年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87年),这是现存的世界上最
早的植物纤维纸。
提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看
到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树
皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长
时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下
晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。
造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。
实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。
5.炼丹术与炼金术
当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治
阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种
奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨
大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。
例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐
福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂
——长生不老药。
炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通
过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊
的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙
溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄
金(现在,金**的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。
这祥,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面
颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过
“点石成金”的目的。
虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动
并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化
学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学
家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚
至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提
出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还
成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用
人工的方法互相转变”。
炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要
大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过
滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金
或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法
和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是
这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学
这门科学的先河。
从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩
的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,
应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)
与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼
金术”。
二、创建近代化学理论
——探索物质结构
世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试
解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140
年),他认为:
“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解
释物质的组成。
约公元前1400年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的
泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚
里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作
为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起
来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。
上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,
是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是
构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果
把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单
的东西了。”
波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从
事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是
将化学确立为科学的人。
人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,
元素又是由什么构成的呢?1803年,英国化学家道尔顿创立的原子学说
进一步解答了这个问题。
原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能
毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和
质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不
同元素化合以后,便形成化合物。
原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德
罗又于1811年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学
说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式
存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分
子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子
和分子水平的基础上。
三、现代化学的兴起
19世纪末,物理学上出现了三大发现,即X射线、放射性和电子。
这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了
原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。
热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概
念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理
化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。
在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结
合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了
化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。
化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和
思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、
粮食问题、环境污染等。
化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物
化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电
子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善
人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。
现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为
多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物
理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”
将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。
2.元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究
陕西省渭南师范专科学校化学系张文根
化学发展史上,从个人发现新元素的数量方面讲,出现过两次奇迹。
值得研究的是,两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。
1.戴维与新元素的发现
英国化学家戴维(H·Davy,1778~1829)出生于木刻匠家庭,从小就
喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性,发
现其麻醉性,使医学外科手术发生了重大改途;他还发明了安全矿灯,
解决了因火焰引起的瓦斯爆炸,对19世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有
益的贡献。但是,他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。
1799年,意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序,并
应用其发明了伏特电池。次年,英国化学家尼科尔森(W.Nicholson)和
卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此,电在化学
研究中的应用引起了科学家的广泛关注。
1806年,戴维对前人有关电的研究进行了总结,预言这种手段除可
以把水分解为氢气和氧气外,还可能分解其他物质,这一科学思想使他
把电与物质组成联系起来,从而导致了一系列新元素的发现。
1777年之前,对于碱类和碱土类物质的化学成分,人们普遍认为具
有元素性质,是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创
立氧化理论之后,则认为这两类物质都可能是氧化物。1807
年,戴维决心用实验来证实拉瓦锡的见解,同时也想验证一下自己预言的正确性。
最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验,发现碱没有变化,只和
水电解结果一样。通过分析,他认为应该排除水这个干扰因素。于是改
用熔融苛性钾,结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰,说明
由于加热温度过高,分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾
并通以强电流,但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后,他
总结教训,在密闭坩埚内电解熔融苛性钾,终于拿到了一种银白色金属,
并进行性质实验,发现在水中能剧烈反应,出现淡紫色火焰,显然是该
金属与水作用放出氢气的结果。山此,戴维判断这是一种新金属,取名
为钾。不久,他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年,用同样方法,
他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了
新元素镁、钙、锶和钡。
1807年12月,尽管当时英法两国正进行着战争,法国皇帝拿破仑仍
然颁发勋章,以嘉奖戴维的卓越成就。但是,戴维并没有因此骄傲起来。
金属钾被发现以后,他由该金属可从水中分解出氢气受到后发,认为钾
也应该能够分解其他物质。于是在1808年,他将钾与无水硼酸混合,在
铜管中加热,得到了青灰色的非金属硼。这样,不到两年,戴维就发现
了7新元素。如果加上他1810年和1813年确定的氯元素和碘元素,
戴维一生发现和确认的元素就有9种。这一成就在他去逝之前的52
个元素发现史上,无人能与其媲美。
有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进
了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。
后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携
带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。
火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各
样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广
阔的生产、生活天地。
2.历史悠久的工艺——制陶
陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,
有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和
致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,
偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧
保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们
很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣
碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底
下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。
大约距今
1
万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产
陶器的国家。陶器的发明,在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程
改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、
氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防
水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意
又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫
等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水
便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居
下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。
3.冶金化学的兴起
在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得
最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金
属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800
年,伊朗就开始将铜矿
石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,
用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了
青铜器。
到了公元前3000~前2500
年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī)
和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左
右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也
含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,
青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸
造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼
器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音
乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、
艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。
世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋
时代晚期(公元前
6
世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼
铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属
铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁
鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前
7
世纪,欧洲等才相
继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,
在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。
4.中国的重大贡献——火药和造纸
黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?
这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木
炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的
性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理
解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理
解为黑色的会着火的药。
火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生
不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和
硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现
过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火
药的方法。
黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人
打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开
始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和
火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤
对方。
大约在公元
8
世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法
也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老
祖宗”。这是中国的伟大发明之一。
纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重
大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要
有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有
限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简
之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写
字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,
一直流传到今天。
1957
年
5
月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代
墓葬中发现一些米**的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其
年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87
年),这是现存的世界上最
早的植物纤维纸。
提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看
到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树
皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长
时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下
晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。
造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。
实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。
5.炼丹术与炼金术
当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治
阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种
奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨
大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。
例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐
福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂
——长生不老药。
炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通
过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊
的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙
溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄
金(现在,金**的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。
这祥,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面
颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过
“点石成金”的目的。
虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动
并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化
学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学
家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚
至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提
出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还
成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用
人工的方法互相转变”。
炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要
大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过
滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金
或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法
和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是
这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学
这门科学的先河。
从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩
的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,
应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)
与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼
金术”。
二、创建近代化学理论
——探索物质结构
世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试
解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140
年),他认为:
“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解
释物质的组成。
约公元前1400
年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的
泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚
里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作
为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起
来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。
上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,
是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是
构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果
把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单
的东西了。”
波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从
事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是
将化学确立为科学的人。
人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,
元素又是由什么构成的呢?1803
年,英国化学家道尔顿创立的原子学说
进一步解答了这个问题。
原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能
毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和
质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不
同元素化合以后,便形成化合物。
原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德
罗又于1811
年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学
说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式
存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分
子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子
和分子水平的基础上。
三、现代化学的兴起
19
世纪末,物理学上出现了三大发现,即
x
射线、放射性和电子。
这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了
原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。
热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概
念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理
化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。
在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结
合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了
化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。
化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和
思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、
粮食问题、环境污染等。
化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物
化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电
子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善
人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。
现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为
多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物
理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”
将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。
2.元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究
陕西省渭南师范专科学校化学系张文根
化学发展史上,从个人发现新元素的数量方面讲,出现过两次奇迹。
值得研究的是,两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。
1.戴维与新元素的发现
英国化学家戴维(h·davy,1778~1829)出生于木刻匠家庭,从小就
喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性,发
现其麻醉性,使医学外科手术发生了重大改途;他还发明了安全矿灯,
解决了因火焰引起的瓦斯爆炸,对19
世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有
益的贡献。但是,他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。
1799
年,意大利物理学家伏特(a·volta)发现了金属活动顺序,并
应用其发明了伏特电池。次年,英国化学家尼科尔森(w.nicholson)和
卡里斯尔(a·carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此,电在化学
研究中的应用引起了科学家的广泛关注。
1806
年,戴维对前人有关电的研究进行了总结,预言这种手段除可
以把水分解为氢气和氧气外,还可能分解其他物质,这一科学思想使他
把电与物质组成联系起来,从而导致了一系列新元素的发现。
1777
年之前,对于碱类和碱土类物质的化学成分,人们普遍认为具
有元素性质,是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(a·l·lavoisier)创
立氧化理论之后,则认为这两类物质都可能是氧化物。1807
年,戴维决
心用实验来证实拉瓦锡的见解,同时也想验证一下自己预言的正确性。
最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验,发现碱没有变化,只和
水电解结果一样。通过分析,他认为应该排除水这个干扰因素。于是改
用熔融苛性钾,结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰,说明
由于加热温度过高,分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾
并通以强电流,但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后,他
总结教训,在密闭坩埚内电解熔融苛性钾,终于拿到了一种银白色金属,
并进行性质实验,发现在水中能剧烈反应,出现淡紫色火焰,显然是该
金属与水作用放出氢气的结果。山此,戴维判断这是一种新金属,取名
为钾。不久,他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年,用同样方法,
他从苦土(mgo)、石灰、菱锶矿(srco3)和重晶石(baco3)中分别又发现了
新元素镁、钙、锶和钡。
1807
年12
月,尽管当时英法两国正进行着战争,法国皇帝拿破仑仍
然颁发勋章,以嘉奖戴维的卓越成就。但是,戴维并没有因此骄傲起来。
金属钾被发现以后,他由该金属可从水中分解出氢气受到后发,认为钾
也应该能够分解其他物质。于是在1808
年,他将钾与无水硼酸混合,在
铜管中加热,得到了青灰色的非金属硼。这样,不到两年,戴维就发现
了
7
种新元素。如果加上他1810
年和1813
年确定的氯元素和碘元素,
戴维一生发现和确认的元素就有
9
种。这一成就在他去逝之前的52
个元
素发现史上,无人能与其媲美。
2.西博格与新元素的合成
美国化学家西博格(g.t.seeborg,1912~)的家庭境况和戴维差不
多。依靠打工,他读完了高中和大学,并以出色的学习成绩,获得了著
名科学家路易斯的赏识,随后便成为路易斯的得力助手和合作者,完成
了许多重要研究。他热爱化学和物理学,决心在核化学领域做出非凡成
绩。
本世纪初,电子、
x
射线和放射性的发现,打开了原子不可分的大门。
1929
年,美国物理学家劳伦斯(e.o.lawrence)在加利福尼亚大学发明
■计出了回旋粒子加速器,从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段,
使新元素不断被发现和合成,仅1934
年至1937
年就有二百多种人工放
射性同位素出现。到1939
年,在92
号铀元素之前,只剩下61
号和85
号两个空位了。所以,人们已不在关心元素周期表中的空格补缺,而将
精力转移到铀后面元素的发现和合成上。
3.金刚石的老知识和新知识
吴国庆
常用淡水手竿浅析 (海峡论坛醉里挑灯看剑)
先来分析一下标题,小可的拙文仅仅讨论的是常用的淡水手竿,因为溪流竿类的大家普遍兴趣不高,本人对海竿及各种抛投竿知之甚少,惟恐遗笑大方,所以本文就不涉及了,还是请其他前辈高人给我们补补课。
然后是浅析,之所以说浅析,是因为我即便对淡水手竿也不敢说精通,最多也就是略知一二,这还得益于我的良师益友——青版。在此鸣谢他老人家(青版千古,各位节哀,大家拜拜先。 )
少贫两句说正经的:本篇文章是写给涉及钓鱼运动时间不长的朋友们,至于前辈高人们,您就只当路过,只要别笑我才疏学浅就好了,如果有不周全的地方,欢迎各位大虾补充、指正。
我刚来海峡时,可能和现在许多新人朋友们一样,面对专业人士们的专业术语一头雾水,头昏眼花也没听明白。在此我首先要对广大不知情的钓友,把几个本文将要涉及的重要概念量化一下:
所谓调性,泛指的是一支竿子的主要受力弯曲点,就是通常大家说的“三七调”、“五五调”与竿子的整体硬度可以说完全无关,是两件事情,初涉钓具的朋友们往往容易将“调性”与“硬度”混为一谈。
引用下图,形象的表示了硬度和调性的区别。
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所谓硬度,指的是一支竿子的整体抗弯曲能力,同“三七调”、“五五调”无关。
所谓腰力,指的是一支竿子受力弯曲后的反弹力,也就是弯曲后为恢复本来的通直状态而发出的力。
所谓强度,指的是一支竿子抗折能力,强度越高竿子越不易折断。它和钓竿的“硬度”无关,但受“调性”影响,可以说同样硬度的两支钓竿,调性越倾向于“先调”的钓竿越易折断。
一支竿子的主要属性通常就是上述四项。有的朋友会说,一支竿子的重要属性不是长度、重量、先、元径、碳布吨位等等吗?那些只是表面参数,其实上述四项就是把这些参数分析之后得出的一支竿子具体的引深的性能诸元。就比如碳布吨位说的是材料,先、元径说的是竿身直径及锥度,重量参照竿身直径又可以得出大约壁薄还是壁厚。而根据这几个因素最终可以分析出一支竿子的调性、硬度、反弹力和强度大小。
影响钓竿性能属性的无非以下几个方面:材料,直径,锥度,壁厚。当然长度也很重要,可是咱们对比两支或多支钓竿时,首先要确认其长度相同才有可比性,所以暂时不考虑长度。
首先咱们谈谈调性,这个词汇是大家对一支竿子最关心的,也是议论最多的话题。其实它作为一个概念很简单,仅仅指一支竿子中鱼以后会在哪里弯曲,牵扯出来的所谓“先调”、“本调”和“胴调”概念,无非是说明竿子的主受力点在靠近竿梢,竿身,还是手把的位置。影响钓竿这一属性的因素主要就是竿身的锥度,与碳布本身抗拉强度无关,因为一般来讲一支钓竿从前到后所采用的材料通常是一样的,也就是说材料是无论前后没有区别。与壁厚也无关,甚至与钓竿整体的粗细无关,仅仅是锥度,也就是竿子前后的外径之比。我们知道通常钓竿都是前细后粗的(类似DAIWA株理论的竿子并不是靠近竿梢的部分一定细于靠近手把的部分,细心的钓友如果有机会可以观察一下,比如枯法天成之类的竿子,它靠近手把的部分并不是最粗的,反而比第一节的前半部分稍微细一点点,或者完全没有锥度,类似一根“碳管”,不过总体来讲它终究还是一支前细后粗的钓竿),所以造成一般情况下钓竿中鱼以后是竿稍比较容易弯曲。
引用下图:拿鬼武者和玄武人举例子,鬼武者是越长越软,但是受力点却越靠前。8~11尺的鬼武者硬度甚至稍微高于玄武人,12~15尺的鬼武者硬度则低于玄武人,受力点大约相同,都是胴偏本的调性,16~18尺的鬼武者是本调竿,但是硬度却大大降低了。再举一例:拿玄武人同烈火相比,玄武人的硬度更高,也就是说更不容易弯曲,但烈火虽然硬度并不突出,可是调性却是先调竿,也就是说它的受力弯曲基本点比较靠前,俗话说的“挺”。如果真正能够看懂各大厂商的这种“调性图”,就算是真正理解和分辨了“硬度”同“调性”之间的区别和关系了。
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2008-5-19 07:27
接着是说钓竿的另一重要属性:硬度。影响一支钓竿硬度的因素大约有材料,也就是碳布本身的抗拉强度、钓竿总体的直径大小。可以说碳布等级高,直径较大的钓竿硬度相对会高,相对的,碳布等级低,直径又较小的钓竿硬度相对就会低。(虽然说碳布等级有高低,其实这种说法并不确切,准确说应该是碳布的抗拉强度高低。并不是人为的把碳布档次分个高低,因为并不是碳布的吨位越高做出的钓竿就越好)
说到这里又要引入一个概念,很简单,可是我原来还真的没想过,呵呵。那就是:同样重量和长度的一根钢管和一根钢筋相比,结果会是钢管不易弯曲但易折,钢筋易弯曲但不易折。这是一个极端的例子,引深一下我们会知道,同样重量同样材料和长度的两支钓竿,较粗的一支壁会薄,假设其为A;相反较细的一支壁就厚,假设其为B。相比之下,A竿的硬度较大,但脆,易折;同时B竿比较软,但韧性强,不易折断。
所谓“腰”力,字面意义上理解,会体会成每支钓竿中间部分的力量大小。其实不然,所谓“腰力”大小指的其实是一支竿子受力弯曲后要恢复原状时所发出的反弹力。决定这一性能属性的主要因素是材料,可以说材料本身弹性越大腰力就会越突出。窃以为之所以S钓竿无论软硬死活做不出G竿的手感来,关键就在于“腰力”不足,其根本就是差在了材料。同时腰力和钓竿本身的硬度还有一定关系,毕竟越硬的竿受力弯曲以后发出的趋向通直的力就越大;可是反过来说硬度对腰力的作用并不是呈直线状,竿子越硬腰力就越大的,这是把这个问题看的太过死板。试想一下,一支非常硬的钓竿,比如说10#的战斗竿,又是先调,中鱼之后它根本不怎么会弯曲,即使弯也只是靠近竿梢的一小部分,意味着什么?意味着它弯曲后的腰力完全来自已经弯曲的部分,也就仅仅是靠近竿梢的一小部分,而不象软一些的钓竿,会整条竿子同时发力反弹。简单来讲一句话概括:假设特别硬的一款竿,硬到根本不会弯曲,那它的腰力就等于零,既“不弯曲则无腰力”。
钓竿还有一项非常重要的属性,那就是抗折性,也就是俗话说的结实与否,与钓竿的“硬度”无关,但被“调性”影响着,非常硬的钓竿比如高标号的战斗竿反而容易折,那是因为他们通常是“先调”竿,受力点集中在竿稍一点上,没有缓冲余地,可以说完全是竿梢在同鱼较量。新手一般对于钓竿的强度这一属性最感兴趣,常常会问:这把竿子最大能钓到多大的鱼不会折?有了一定知识以后会问:这把竿子最高能搭配多粗的子线?其实讨论的就是该竿的抗折强度问题。决定钓竿强度的主要因素是材料、壁厚和调性,材料不用说了,当然是质量越好的材料做出的竿子越不爱折。同材的两支竿子,壁越厚的越不易折,这是大家都能理解的常识了。再有就是调性:同样硬度的两支钓竿,一支是先调竿A,另一支是胴调竿B,可以肯定的说B竿抗折能力比A竿强,因为它受力之后通体弯曲,可以把力分散到竿身的每个部分,对于这支钓竿来讲,全身都已经投入战斗。目前市面上常见手竿当中大家公认强度非常高的一款钓竿“伽玛鲤”,其飞鱼的性能甚至不如它的小兄弟“伽玛黑拉”的PROTYPE和“极硬”型,因为它既不是先调竿也不是以硬度高而著称。这足以说明强度大的钓竿不一定硬度就高。另外钓竿是否抗折还要看它的长度,如果拿一支12尺的钓竿和一支15尺的钓竿比单尾最大可钓上多大鱼体,那是非常不公平的。因为竿身越长,其缓冲余地也就越大,可弯曲的部分也就越长,所以我们通常钓到大鱼之后的溜鱼动作中,辅助手的扶竿动作最好不要超过手把以上30CM(也可以说一小臂)的距离,否则会人为的减少钓竿弯曲时的缓冲余地,增加折竿的危险。这也是老人们常说“会钓鱼人折竿把,不会钓的折竿尖”的道理。
综上所述,粗略的可以概括为:一支钓竿的直径粗细决定它的硬度;锥度大小决定其调性;竿壁厚度决定其强度,而材料对钓竿的硬度,强度,腰力都有很大程度上的影响。
既然说钓竿,那就不得不顺便提两句钓线,毕竟简单来讲我们是要靠钓竿带动钓线把鱼牵上岸来的,它俩是需要相互配合的一对搭档。
有的钓竿上面会标称适合子线的号数,其言外之意不用我说大家也明白,那就是,超过了这个范围,竿子折了不属于质量问题,呵呵。原因在于每支钓竿都有其强度极限,钓线也是同样。切线和折竿,不用我说大家也都会知道孰轻孰重了。所以我们配线的原则是“够用就好”,绝不能让线的强度大于竿的强度,否则钓到小鱼就不说了,如果遇到大家伙,率先挺不住的会是您心爱的钓竿而不会是纤纤细丝。还有在使用并继式钓竿的时候要注意拔节现象,不过也不必因此而不敢用线,虽然说使用并继式鲫竿的钓手少有配备0。8#以上子线的,可是您其实大可放心,夸张一点说:目前市面上任何一支崭新的并继式鲫竿都可以轻易的拔河拔断1。2#或以上的子线。有的朋友说“闪光”脆,原因是17尺闪光配合1。5#的子线去钓“大头”结果“光荣”了,我来为竿子鸣冤:人家17尺的钓竿才曲曲74克,还不是为了给咱们节省体力,要说不结实那是必然的,壁薄也可以理解了,如果咱们非要拿一支这么轻巧的鲫竿配合粗线钓“大头”那真的是有点虐待它呢。有人说给钓竿配线,其实我觉得他们是互相配合,鱼情水情是相对固定的,而我们钓鱼人是灵活可变的,针对目标鱼选择一套合适的钓组非常重要。比如3~400克的快鱼,您选择了一支6#战斗竿准备大飞特飞,此时如果配合一套0。4/0。2的钓线,那么除非您是玩鱼圣手,否则您今天的主要任务会是接线而不是摘鱼入护;相对的,如果是钓慢鱼糗鱼,您选择了一支绵软的钓竿,同时配到2。5/1。5的线组,那很可能等待您的将是一天的游泳池效果,当然这是题外话了。
现在钓竿市场可谓百花齐放,品种之多,用途之广史无前例,价格高低、品质优劣参差不齐,可以说没有任何一支钓竿能够在所有鱼情水情下优于其对手,它们各有所长,各有其发挥本领的一面,根据鱼情水情,根据个人用途挑选适合自己使用的钓竿,是每一位钓鱼人必须要研究的一门课题。面对如海一般的钓竿,初涉钓竿的朋友们如何根据自己的用途挑选一支好竿呢?除了品牌,价格和网评之外,清楚自己的用途,这是第一位的。引用中国竞技钓鱼普及推广的先驱程宁先生经常说的一句话:钓鱼人应该一切从“鱼”出发。也就是说我们要清楚对象鱼是什么。
基本概括一下常用的淡水手竿,大家谈论最多的无非分鲫、鲤、非三大类。简单来讲,区分他们主要看其自重、竿身直径和锥度:鲫竿通常纤细轻巧,和其他两种很容易区分,而鲤竿和非竿就有类似之处,它们都是直径较大。鲤竿相对鲫竿而言其直径大,造成普遍硬度较高,对大鱼的控制力比较强,同时由于对象鱼体型较大冲击力强,又要有很高的强度,所以竿壁通常也会比较厚,造成鲤竿普遍体重“超标”。如果有耐心看过前文的朋友会知道,由于非竿要求回鱼速度快,甚至是直接飞鱼入护,所以不但对钓竿的硬度要求较高,而且其调性普遍倾向于先调,同时由于非竿往往用于竞技比赛,所以其自重还不能过大过于沉手,因为非竿的对象鱼往往是中等体型,所以不需要它有非常厚的竿壁,也就是其抗折性不如鲤竿。非竿的主要特点是硬、挺、粗、还有锥度大。
所以,根据钓场的鱼种、密度、鱼的开口程度以及您打算用何种频率钓鱼来决定使用哪种类型的钓竿非常重要。可以说,钓鱼不一定是越快越好,竿更不一定是越硬越好。钓小鱼用鲤竿累,钓大鱼用鲫竿轻则更累,重则折竿。选择合适的钓具垂钓将是最省力且安全的。
如何根椐具体状况选择海杆钓具
再有二月有余将正式进入水库,开始每年一季的野钓。欢迎各位的参入,您的钓具准备的如何,
能否适宜野钓需要。[海竿垂钓]
应根椐季节选择钓具:春季万物复苏,鱼类逐渐游向浅滩。但活动量很小,吃食力度仍很轻。
此时选用21--36米软调杆为宜。主线直径约在02毫米、钓钩在2-3号为宜[以下均按伊势尼计]
坠选用约25克。[适宜串钩、死坠]如选用手海二用杆也可
夏秋二季,鱼类活动量和力度大为增强。钓杆选用36--42米中硬调为宜,不仅投得更远也便于在
鱼近岸时,利于控制其逃窜方向。主线直径应选035--04毫米,最大不应超045毫米。过粗则降低
灵敏度和隐蔽性。对主钓鲤鱼更不利,同时勿选用白色钓线为好。
钓钩的选用,如使用组钩垂钓,鲤鱼6--8号、鲫鱼4--6号为宜。如使用串钩主钓草鱼,则应选在9--11号为宜
坠选50--60克,如是新坠,最好用稀盐酸或食用醋咬除其光亮层。
冬季冰钓,为另一领域,暂不在此论述。
应根椐时间选择钓具:每位来到水库垂钓者,应根椐具体状况和、垂钓时间长短来确定钓具使用。
如2--3天时间短,即使投入大量诱饵、由于鱼的密度较小,也难已聚拢垂钓大鱼更不易,因此期望
值不要过高。选用短、软的钓杆和钓具,把主钓目标定在鲫鱼,采用串钩并下挂组钩方式进行。
如果杆多也可采用部分长、硬钓杆采用串钩主钓草鱼或、采用组钩主钓鲤鱼。其它短、软杆主钓
鲫鱼,以增加垂钓乐趣。
应根椐主钓鱼种选择钓具:如目地明确主钓,草鱼、鲤鱼、青鱼、或黑鱼,鲶鱼等大型或凶猛肉
性鱼类,则必须事先对所有钓具予以设置,钓具不可单一,而去垂钓任何鱼种。
一、化学的前奏
1.人类文明的起点——火的利用
在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50万年以前,可以找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各样化学反应这个特,类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广阔的生产、生活天地。
2.历史悠久的工艺——制陶
陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。大约距今1万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产陶器的国家。陶器的发明,制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。
3.冶金化学的兴起
在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800年,伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了青铜器。到了公元前3000~前2500年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī) 和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋时代晚期(公元前6 世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前7世纪,欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。
4.中国的重大贡献——火药和造纸
黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理解为黑色的会着火的药。火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤对方。大约在公元8世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,一直流传到今天。1957年5月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代墓葬中发现一些米**的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87年),这是现存的世界上最早的植物纤维纸。提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。
5.炼丹术与炼金术
当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄金(现在,金**的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。这,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学这门科学的先河。从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼金术”。
二、创建近代化学理论——探索物质结构
世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140年),他认为:“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。约公元前1400 年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是将化学确立为科学的人。人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,元素又是由什么构成的呢?1803 年,英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不同元素化合以后,便形成化合物。原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德罗又于1811年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。
三、现代化学的兴起
19 世纪末,物理学上出现了三大发现,即X射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、粮食问题、环境污染等。化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。
6、安全炸药造福人类——诺贝尔发明安全炸药
“轰隆隆”一声巨响,山崩地裂,土石飞迸。这是我们经常能从荧屏和银幕上看到的场景。今天,威力巨大的炸药是从事开矿、筑路等大型工程建设必不可少的开路先锋;可当初,人类是怎样找到并驯服这位力大无穷却又脾气暴烈的“朋友”的呢?说来就话长了。大家都知道,黑色火箭是中国古代四大发明之一。大约在公元13~14世纪,通过中亚阿拉伯国家传到了欧洲各国,欧洲人学合使用火药后加以推广,不仅造出了用火药发射的枪支、大炮,还用来发展生产。到了17世纪,随着工业革命的深入,许多国家迫切要求发展采矿业,加快采掘速度,需要更强有力的炸药,而传统的黑色火药燃烧不充分,爆炸力不强,因此寻找威力巨大的新炸药成为迫在眉睫的一个大问题。1847年,意大利人索伯莱罗发明了一种名叫硝化甘油的烈性炸药它的威力比黑色火药大得多。但非常容易爆炸,制造、存放和运输都很危。人们没办法控制它,因此很难将它应用于实际。为了驯服这头暴烈的“野马”,许多人煞费苦心,可是都没有成功;而最终降服并驾驭这匹“野马”,制造出高效安全炸药的是瑞典的一位勇士——化字家阿尔弗雷德·诺贝尔。
诺贝尔的父亲是一个机械师,没受过高等教育,但非常喜欢化学实验,一有空就研制炸药。在父亲的影响下,小诺贝尔也热衷于改进炸药的研究。可是他的父母并不赞成,因为搞炸药太危险了。他的父亲希望他老老实实地当一名机械师。但是诺贝尔却坚信改进炸药将会给人类创造极大的财富。父母被地执著追求的坚强意志所感动,只好默认了。从此,父子俩站在同一条战壕里,为攻克科学难关而并肩奋斗。1862年初,诺贝尔开始研究利用硝化甘油来制造可控制的烈性炸药。他想:硝化甘油是液体,不好控制,如果把它与固休的黑色火药混合起来,不就便于贮存、控制了吗?他拭着用10%的硝化甘油加入黑色火药之内,制成的混合炸药爆炸力确实大大增强,但他不久就发现这种炸药不能长期贮存,放置几小时以后,硝化甘油就全被火药的孔隙所吸收,燃烧速度随之减慢,爆炸力大大减弱,因此没有实用价值。
为了研制成一种可控制的高效能炸药,诺贝尔日以继夜地进行着大胆的试验和细心的观察。过去,人们通过点燃导火索来引爆黑色火药,但这种方法却不能引爆硝化甘油。硝化甘油不容易按照人的要求爆炸,却又容易自行爆炸。真是个桀骜(jiéà o)不驯的家伙!
1862年初夏,诺贝尔设计了一个引爆硝化甘油的重要突验:把一个小玻璃管硝化甘油放入一个装满黑色火药的金属管内,安上导火索后将金属管口塞紧;点燃导火索,把金属管丢入深沟。霎那间,轰隆一声,发生了剧烈的爆炸,这表明里面的硝化甘油已完全爆炸。从中诺贝尔认识到:密封容器内少量黑色火药的爆炸,可以引起分隔开的硝化甘油完全爆炸。
第二年秋天,诺贝尔在斯德哥尔摩的海伦坡建立了他的第一个实验室,专门从事硝化甘油的研究和制造。开始,他用黑色火药作引爆药,效果还不十分理想,以后他又改用雷酸汞制成引爆管(现称雷管),成功地引爆了硝化甘油。1864年他取得了这项发明的专利权。他终于发明了可供实用的硝化甘油炸药。
初步成功的喜悦尚未过去,接踵而来的却是一次沉重的打击。1864年9月3 日,为进一步改进雷管的性能,制造更高效的炸药,他们进行一次新的试验。只听得轰的一声巨响,实验室被送上了天,地下也炸出了一个大坑。当人们跑来把诺贝尔从废墟中救出来时,满脸血迹的诺贝尔嘴里还在不停地说:“试验成功了,我的试验成功了!”是的,新炸药的威力是巨大的,然而,损失是惨重的:他的实验室完全被摧毁,诺贝尔的弟弟埃米被炸死,父亲重伤致残,哥哥和他自己也都受了伤。事故发生以后,周围的邻居十分恐慌,当局也禁止他们在城内从事炸药生产或实验。结果,诺贝尔只能把设备搬到3 公里以外马拉湖内的一只平底船上。但这丝毫也没有动摇诺贝尔制造新炸药的决心。几经周折,终于获得政府批准,于1865年3月在温特维根建造了世界上第一座硝化甘油工厂。
诺贝尔生产的炸药,很受采矿业的欢迎。除了瑞典以外,在英、法、德、美各国也都取得了专利权。然而,新炸药的性能仍不够稳定,在运输中经常发生事故:美国的一列火车,在途中因颠簸而引起炸药爆炸,变成了一堆废铁;“欧罗巴”号海轮,在大西洋上遇到狂风,船体倾斜,导致硝化甘油爆炸,船沉人亡。一连串的事故,使人们对硝化甘油又产生了疑惧,有些国家甚至下令禁运。面对这种艰难的局面,不少人劝诺贝尔不要再搞危险的炸药试验了,但诺贝尔不达目的誓不罢休,他考虑的是在不减弱爆炸力的同时一定使硝化甘油炸药变得很安全。
诺贝尔接连做了一系列试验,希望用一些多孔的物质,如木炭粉、锯木屑、水泥等吸附硝化甘油,以减少爆炸的危险,但结果都不令人满意。有一次一辆运输车上的一个硝化甘油罐不慎打破了,硝化甘油流出来和旁边作为防震填充料的硅藻土混在一起,却没发生事故。这给诺贝尔很大的启示,经过反复试验,终于制成了用一份硅藻土吸收三份硝化甘油的固体炸药。这种炸药无论运输或使用都十分安全,这就是诺贝尔安全炸药。为了消除人们对安全炸药的怀疑,1867年7 月14 日,诺贝尔做了一次公开的对比实验。他把一箱安全炸药放在一堆点燃的木柴是,结果炸药并未炸开;再把一箱安全炸药从20 米高的山崖上扔下去,结果仍未炸;最后在石洞、铁桶中装入安全炸药,用雷管引爆,全都成功地爆炸了!“野马”终于套上了笼头,炸药不再令人生畏。
诺贝尔再接再励,继续改进他的炸药。他把一份火棉(低氮量硝酸纤维素)溶于九份硝化甘油中,得到一种爆炸力更强的胶状物——炸胶,1887年,他又把少量樟脑加到硝化甘油和火棉炸胶中,发明了爆炸力强而烟雾少的无烟火药。直到今夭,军工生产中普遍使用的火药,仍属这一类型。在隆隆的爆炸声中,诺贝尔的事业迅速发展起来。他的工厂遍布欧美各国,新型炸药的销售量直线上升。他的发明大大促进了公路、铁的修建,帮助了隧道的开凿和矿藏的开采;然而,他的炸药也加深了战争的灾难和痛苦,这使他很痛心。为了造福于人类,1895 年11月29 日他在巴黎写下了一份著名的遗嘱,将其毕生积累的巨额财产中的一部分创办科学研究所,而把大部分巨额财产作为基金,分设物理、化学、生理(或医学)、文学与和平事业五项奖金,以鼓励对人类作出最多贡献的人。
7、开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法
在化学工业中,纯碱是一种重要的化工原料,它的化学名称又叫“碳酸钠”,是一种白色的粉末。别小看它,它的用途可大呢!制造肥皂、玻璃、纸张时要用它;纺纱织布时要用它;炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩!它诞生在化工厂里,是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创,所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法,又是怎样创立侯氏制碱法的呢?事情得从17 世纪说起,当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱,但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的,人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4 年时间,在1791年首创了一种纯碱制造法,从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来,满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善,还存在着许多缺点,如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等,因此很多人都想改进它。1862年,比利时有一位化学家叫苏尔维,他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法,这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产,所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住,一点也不让它泄露出来,被他人知道。20 世纪初,当时的中国工业生产也需要纯碱,但自己不会生产,只能依靠进口。第一次世界大战时,纯碱产量大大减少,加上交通受阻,英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价,甚至不供货给中国,致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜,他学飞很刻苦,成绩优异,在美国学习化学工程已有8 年,1921 年取得了博士学位,发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时,连肺都要气炸了,他发誓学成回国,以自己已学到的知识报效祖国,振兴中国的民族工业。1921 年10月侯德榜回国了,他任永利碱业公司总工程师,任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱,只能按苏尔维制碱法生产。
原理说说很简单,可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁,侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力,终于设计好了流程,安装好了设备,接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天,刚试车不久,高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害,并且发出巨响大家害怕极了,侯德榜见了马上喊停车。一检查,原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办?开始他拿大铁钎捅,累得满头大汗,但也无济于事。后来,他想出加干碱的办法,才使沉淀物慢慢掉了下来,终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多,每次都被他一一排除掉了。经过几年的努力,1924年8 月13 日,中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间,都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后,不知谁喊了一声:“出来了!”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦?怎么出来的是红白相间的碱?按理应该是雪白的呀!大家的心头一凉。这时侯德榜仔细地检查了设备,原来纯碱出来时遇到了铁锈,才使产品变红了。原因查出来了,大家都松了一口气,以后改进了设备,终于制得了纯白色的产品。望著白花花的纯碱,侯德榜笑了,他笑得那么舒心,几年的辛苦没有白费,他终于摸索出苏尔维制碱法的奥秘,实现了自己报效祖国的誓言。
1937 年日本帝国主义发动了侵华战争,他们看中了南京的硫酸铵厂,为此想收买侯德榜,但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏,他决定把工厂迁到四川,新建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盆,也就是氯化钠,而四川的盐都是井盐,要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀,还要经过浓缩才能成为原料,这样食盐成本就高了。另外,苏尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高,也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉,这样成本就更高了,所以侯德榜决定不用苏尔维制碱法,而另辟新路。他首先分析了苏尔维制碱法的缺点,发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上,只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根,二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙,这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢?他想呀想,设计了好多方案,但是—一都被推翻了。后来他终于想到,能否把苏尔维制碱法和合成氨法结合起来,也就是说,制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供,滤液中的氯化铵加入食盐水,让它沉淀出来。这氯化铵既可作为化工原料,又可以作为化肥,这样可以大大地提高食盐的利用率,还可以省去许多设备,例如石灰窑、化灰桶、蒸氨塔等。设想有了,能否成功还要靠实践。于是地又带领技术人员,做起了实验。l次、2次、10次、100次一直进行了500多次试验,还分析了2000多个样品,才把试验搞成功,使设想成为了现实。
这个制碱新方法被命名为“联合制碱法”,它使盐的利用率从原来的70%一下子提高到96%。此外,污染坏境的废物氯化钙成为对农作物有用的化肥——氯化铵,还可以减少1/3设备,所以它的优越性在大超过了苏尔维制碱法,从而开创了世界制碱工业的新纪元。
现代分析发现,茄子富含维生素P,100克紫茄中的含量高达720毫克以上,不仅在蔬菜中属出类拔萃,就是一般水果也望尘莫及。维生素P能增强人体细胞间的粘着力,改善微细血管脆性,防止小血管出血。
此外,茄子纤维中所含的抑角苷,具有降低胆固醇的功效。
巴西科学家用肥胖兔子作试验,结果食用茄子汁一组的兔子比对照组兔子体内胆固醇含量下降10%。美国一家杂志在介绍《降低胆固醇十二法》一文中,把食用茄子排在首位。因此,高血压、动脉硬化、冠心病、咯血、紫癜和坏血病等患者,常食茄子大有裨益。
另据科学家研究,茄子还是癌症的“克星”。印度药理学家已从茄科植物中成功地提取出一种龙葵素,用来治疗胃癌、唇癌、子宫颈癌等症。一些接受化疗的消化道癌症患者,出现发热时,也可用茄子作辅助治疗食物。
老年人因血管逐渐老化与硬化,皮肤上会出现“寿斑”,斑点随年龄增大而由小变大,由点连成片,这种小型的皮下出血往往是中风的前兆。而多吃些茄子,老年斑会明显减少。
把带蒂茄子焙干,研成细末,更常作外用。《妇人良方补遗》记载,把茄子细末用水调匀,外涂治疗乳房皲裂;现代的《中药大辞典》又介绍将冰片混人茄子细末之中,撒布于皮肤溃疡处,有一定疗效。《随息居饮食谱》说茄子有“活血、止痛、消痈”的功效,确为经验之谈。
对于经常在室外活动或者从事户外工作的人来说,多吃些西红柿、猕猴桃、橘子、卷心菜、草莓等,甚至橄榄油都可起到防晒、抗晒的作用。
一、化学的前奏
1.人类文明的起点——火的利用
在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃
的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50
万年以前,可以
找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火
烧过的动物骨骼化石。
有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进
了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。
后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携
带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。
火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各
样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广
阔的生产、生活天地。
2.历史悠久的工艺——制陶
陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,
有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和
致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,
偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧
保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们
很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣
碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底
下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。
大约距今
1
万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产
陶器的国家。陶器的发明,在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程
改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、
氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防
水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意
又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫
等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水
便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居
下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。
3.冶金化学的兴起
在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得
最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金
属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800
年,伊朗就开始将铜矿
石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,
用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了
青铜器。
到了公元前3000~前2500
年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī)
和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左
右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也
含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,
青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸
造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼
器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音
乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、
艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。
世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋
时代晚期(公元前
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世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼
铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属
铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁
鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前
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世纪,欧洲等才相
继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,
在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。
4.中国的重大贡献——火药和造纸
黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?
这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木
炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的
性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理
解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理
解为黑色的会着火的药。
火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生
不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和
硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现
过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火
药的方法。
黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人
打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开
始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和
火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤
对方。
大约在公元
8
世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法
也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老
祖宗”。这是中国的伟大发明之一。
纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重
大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要
有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有
限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简
之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写
字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,
一直流传到今天。
1957
年
5
月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代
墓葬中发现一些米**的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其
年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87
年),这是现存的世界上最
早的植物纤维纸。
提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看
到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树
皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长
时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下
晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。
造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。
实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。
5.炼丹术与炼金术
当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治
阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种
奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨
大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。
例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐
福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂
——长生不老药。
炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通
过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊
的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙
溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄
金(现在,金**的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。
这祥,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面
颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过
“点石成金”的目的。
虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动
并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化
学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学
家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚
至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提
出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还
成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用
人工的方法互相转变”。
炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要
大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过
滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金
或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法
和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是
这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学
这门科学的先河。
从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩
的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,
应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)
与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼
金术”。
二、创建近代化学理论
——探索物质结构
世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试
解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140
年),他认为:
“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解
释物质的组成。
约公元前1400
年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的
泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚
里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作
为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起
来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。
上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,
是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是
构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果
把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单
的东西了。”
波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从
事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是
将化学确立为科学的人。
人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,
元素又是由什么构成的呢?1803
年,英国化学家道尔顿创立的原子学说
进一步解答了这个问题。
原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能
毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和
质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不
同元素化合以后,便形成化合物。
原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德
罗又于1811
年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学
说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式
存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分
子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子
和分子水平的基础上。
三、现代化学的兴起
19
世纪末,物理学上出现了三大发现,即
X
射线、放射性和电子。
这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了
原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。
热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概
念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理
化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。
在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结
合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了
化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。
化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和
思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、
粮食问题、环境污染等。
化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物
化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电
子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善
人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。
现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为
多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物
理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”
将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。
2.元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究
陕西省渭南师范专科学校化学系张文根
化学发展史上,从个人发现新元素的数量方面讲,出现过两次奇迹。
值得研究的是,两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。
1.戴维与新元素的发现
英国化学家戴维(H·Davy,1778~1829)出生于木刻匠家庭,从小就
喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性,发
现其麻醉性,使医学外科手术发生了重大改途;他还发明了安全矿灯,
解决了因火焰引起的瓦斯爆炸,对19
世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有
益的贡献。但是,他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。
1799
年,意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序,并
应用其发明了伏特电池。次年,英国化学家尼科尔森(W.Nicholson)和
卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此,电在化学
研究中的应用引起了科学家的广泛关注。
1806
年,戴维对前人有关电的研究进行了总结,预言这种手段除可
以把水分解为氢气和氧气外,还可能分解其他物质,这一科学思想使他
把电与物质组成联系起来,从而导致了一系列新元素的发现。
1777
年之前,对于碱类和碱土类物质的化学成分,人们普遍认为具
有元素性质,是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创
立氧化理论之后,则认为这两类物质都可能是氧化物。1807
年,戴维决
心用实验来证实拉瓦锡的见解,同时也想验证一下自己预言的正确性。
最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验,发现碱没有变化,只和
水电解结果一样。通过分析,他认为应该排除水这个干扰因素。于是改
用熔融苛性钾,结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰,说明
由于加热温度过高,分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾
并通以强电流,但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后,他
总结教训,在密闭坩埚内电解熔融苛性钾,终于拿到了一种银白色金属,
并进行性质实验,发现在水中能剧烈反应,出现淡紫色火焰,显然是该
金属与水作用放出氢气的结果。山此,戴维判断这是一种新金属,取名
为钾。不久,他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年,用同样方法,
他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了
新元素镁、钙、锶和钡。
1807
年12
月,尽管当时英法两国正进行着战争,法国皇帝拿破仑仍
然颁发勋章,以嘉奖戴维的卓越成就。但是,戴维并没有因此骄傲起来。
金属钾被发现以后,他由该金属可从水中分解出氢气受到后发,认为钾
也应该能够分解其他物质。于是在1808
年,他将钾与无水硼酸混合,在
铜管中加热,得到了青灰色的非金属硼。这样,不到两年,戴维就发现
了
7
种新元素。如果加上他1810
年和1813
年确定的氯元素和碘元素,
戴维一生发现和确认的元素就有
9
种。这一成就在他去逝之前的52
个元
素发现史上,无人能与其媲美。
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