自然科学史概要(12公开课)

门捷列夫元素周期律的发现
门捷列夫抓住原子量这个化学元素的基本 特征，将元素按原子量大小顺序排列，阐明了 元素周期律的基本观点，在元素周期律的确立 上作出了决定性的贡献。 元素周期律：元素的性质随着元素原子量 （现原子序数）的增加呈周期性变化的规律。
化学元素周期律的发现，把原先彼此孤立 的各种化学元素的知识综合起来，形成有 内在联系的统一体系，完成了人类关于自 然界知识的一次伟大综合。
“生命力论”者认为，有机物属于“有生命 之物”，是在一种“生命力”的作用下产生 的，而不能从生命体外的生产中或实验室里 用化学的方法合成，不可能从无机物合成有 机物。 “生命力论”在无机物与有机物之间划了一 道不可逾越的鸿沟。
贝采利乌斯
(瑞典化学家 ，1779-1848)
“有机化学”是由当
三兄弟元素说
1829年德国人杜伯莱纳提出；
如氯、溴、碘；锂、钠、钾；钙、 锶、钡等； 指出性质十分相近的三个元素的原子 量之间，存在如下关系式： 1/2（Cl+I）=Br
“螺旋图”
1850年培吞柯菲尔指出相似元素的原子 量具有算术级数的关系。 1862年法国人尚古多提出“螺旋图”， 在圆柱的螺旋形上排列元素。
惊人的预言
类硅（预言） 原子量 72 密度 5.5 化合价 +4 比热 0.073 二氧化物密度 4.7 四氯化物沸点 ﹤100度 四氯化物密度 1.9 四氯化物分子体积 113 锗（实际） 72.3 5.47 +4 0.076 4.703 86度 1.887 113.5
钔
1955年新发现的第101号元素被命名为 钔，就是追认门捷列夫在研究元素方面 作出的重大贡献。
“八音律”
1864年英国人纽兰兹提出元素的八音律。
从某一个元素开始数到第八个元素，它与 最初的元素具有相同的性质。
依此制成8个竖列7个横列的周期表。
门捷列夫元素周期律的发现
1869年，俄国的 门捷列夫发表《元素 属性和原子量的关系 》的论文。 1871年，提出元 素周期律，把已知的 63种元素排列为8个 竖列12个横列。
6、简述原子-分子学说的组成及其要义
学说分别由道尔顿和阿佛加德罗提出。
道尔顿认为：原子是构成单质元素的基本微 粒，不同元素的原子以简单数目比相结合形 成化合物。 阿佛加德罗则进一步认识到：原子是参加化 学反应的最小质点，分子则是单质或化合物 能独立存在的最小质点。
论述题
1、试论元素周期律发现的重要意义
同简答题1
2、元素周期表
按元素原子序数从小到大的顺序排列，元素 性质呈周期性变化的表。
简答题
1、简述元素周期律发现的重要意义
这是人类关于自然界知识的又一个层次的伟 大综合，把原来彼此孤立的各种元素的知识 综合起来，形成有内在联系的统一体系，为 研究化学元素和化学变化过程提供了重要的 依据，是化学发展史上的重大事件。
但这一成就未能立即给“生命力”论以 致命的打击。由于维勒当时所用的氰酸铵 是依赖于有机物制成的，“生命力”论维 护者争辩说：“生命力”即在维勒所用的 氰酸铵中。 “能在实验室人工合成一个小孩吗？”
1845年德国有机化学家科尔伯从无可争辩 的无机物制成了公认为有机物的醋酸：
C + Cl2
S
CCl4
）
A、科尔伯
B、贝采利乌斯 C、道尔顿 D、门捷列夫
பைடு நூலகம்
小结
尿素的人工合成
元素周期律的提出
思考：
1、门捷列夫提出的元素周期律存在什么科 学缺陷？ 2、元素周期律的发现有何重要意义？
谢谢！
名词解释
1、元素周期律
元素的性质随原子量（现原子序数）的递增 而呈周期性变化的规律。
19世纪化学的三大成就
1、1808年，道尔顿的《化学哲学新体系》 第一卷出版，系统阐述了（ ）。 A．有机化学 B．分子学说 C．元素周期律 D．原子论
2、简述道尔顿创立 原子论的意义
化学作为自然科学的基础学科，要说明的 自然现象的本质就是原子的重新组合。 道尔顿的原子学说正是抓住化学的核心和最 本质的问题，在化学发展史上的意义无论从 深度上还是从广度上都超过了氧化学说。 虽然存在缺陷，但化学的新时代就是随着原 子论的建立才正式开始的。
水，阳光
Cl3CCOOH
Na-Hg
CH3COOH
1854年柏赛罗合成了油脂。 1854年-1856年，又合成了甲烷、甘油、乙醇等许多典 型有机化合物。“生命力”学说才宣告破产。 从此确信了人工合成有机化合物是完全可能的。
1874年肖莱马（Schorlemmer. C. 1834－1892）： 将有机化合物定义为“碳氢化合物及其衍生物”
预言的证实
(1)1875年法国化学家布瓦保德朗发现一种新 元素（镓），其性质完全与门捷列夫预言 中的一种空格元素相同； (2)1879年瑞典化学家尼尔森发现的一种元素 （钪）与门捷列夫的另一种空格元素的性 质相同； (3)1885年德国化学家温克勒尔发现的一种新 元素（锗）再次填补了门捷列夫预言的第 三个空格。
元素的性质为什么随着原子量的递增 而呈周期性的变化？
练习
1、19世纪化学的三大成就是：
原子论
人工合成尿素 化学元素周期律。
2、（ ）的合成表明，无机物与有机 物之间并没有不可逾越的鸿沟。 A、氰酸铵 B、醋酸 C、尿素 D、酒精
3、提出元素周期律的科学家是：（
有机化学：研究碳氢化合物及其衍 生物的化学分支。
有机化学的发展
酒石 1770年—— 分离提纯有机物 尿液 鸦片 1806年—— “有机”和“生命力” 1828年 1828年—— 人工合成有机物 1845年 1854年 1848年—— 明确是C化合物
酒石酸 尿素 吗啡 尿素 醋酸 油脂
1874年—— 碳氢化合物及其 衍生物
阅读教材P142；
思考：人工合成尿素有何重要意义？
简述人工合成尿素的重要意义
有机化学的真正起步是从人工合成尿素开始的。
尿素的人工合成，表明无机物与有机物之间并没 有不可逾越的鸿沟，颠覆了“生命力论”，开始 了有机物的广泛研究，奠定了有机化学的理论基 础，推动了统一化学的建构。
道尔顿提出原子论，十分重视原子量的研 究，但是他没有想到原子量竟然成为打开化 学元素内在联系的钥匙，导致门捷列夫化学 元素周期律的提出。
更使得人们意识到原子必有内部结构，为进 一步揭开原子内部的秘密作了必要的准备。
2、简述道尔顿创立原子论的意义
见前面
3、简述元素周期表的意义
同1
4、简述人工合成尿素的重要意义
见前面
5、简述道尔顿原子论的主要内容 1）物体由非常微小的、不可再分割的粒子——原 子所组成，原子在所有化学变化中均保持自己的 性质。 2）同一种元素原子的形状、性质和质量完全相 同，不同元素的原子则各不相同，原子量是其最 基本特征。 3）不同元素的原子以简单数目比形成化合物。化 合物的复杂原子的质量是所含各种元素的原子质 量的总和。
原子论的主要缺陷是什么？
道尔顿认为： 原子是化学变化中不可再分的实心球体。
在科学理论上，道尔顿的原子论是继氧化学 说之后理论化学的又一次重大进步。 揭示出了一切化学现象的本质都是原子运 动，明确了化学的研究对象，对化学真正成 为一门学科具有重要意义。此后，化学及其 相关学科得到了蓬勃发展。
在哲学思想上，原子论揭示了化学反应现象 与本质的关系，继天体演化学说诞生以后， 又一次冲击了当时僵化的自然观，对科学方 法论的发展、辩证自然观的形成及整个哲学 认识论的发展具有重要意义。
道尔顿一生正如恩格斯所指出的：化学新时 代是从原子论开始的，所以道尔顿应是近代 化学之父。
NH4OCN(氰酸铵)
空格元素
门捷列夫发表了他的元素周期表后，也没 有引起人们的重视。 与前人不同的地方是，表中留有一些空 格，门捷列夫宣称这些空格代表没有发现 的元素。
三个空格
门捷列夫挑选了其中三个空格，根据它 们在表中上下方元素的特性来推断和描述 了这些当时未知的元素应有的特性。
这一预言也受到相当大的怀疑。
时在世界上享有盛名的瑞
典化学家贝采利乌斯于
1808年首先引用，以区别
于矿物的化学——无机化 学。将两者绝对分开是基 于“生命力论”。
来自 动植物
来自 矿物
有机物
×
无机物
■ 1828年，贝采利乌斯的学 生、德国化学家维勒由氰酸铵 （典型无机物）制成尿素（典 型有机物）
NH4OCN
60℃
H2N-CO-NH2 O
△
O NH2–C–NH2(尿素)
尿素（脲）
白色晶体或粉末。
是哺乳类动物排出的
体内含氮代谢物， 通常用作氮肥。
“生命力论”
长期以来,人们所能得到的有机物只能从有 生命的动植物体中提取,即只能从有机物出 发制得有机物。许多无机物在古代就已能从 单质及其化合物经化学操作制得。于是，产 生了并流行起一种“生命力论”的思想。