化学励志故事

1、单质氟的发现历程。

从发现氢氟酸开始，到制取氟单质，历时共76年。

在这段时期，许多化学工作者相继倒下，轻则损害了自身的健康，重则丢了性命。

1670年，在玻璃工厂里发现了氟化氢，它有侵蚀玻璃的功能。

从这以后，许多人开始研究氟这种元素。

1768年马格拉夫发现萤石与石膏和重晶石不同，判断它不是一种硫酸盐。

他用浓硫酸处理萤石得到了氟化氢。

1771年化学家舍勒用曲颈甑加热萤石和浓硫酸的混合物，曾发现玻璃瓶内壁被腐蚀。

1813年戴维用电解氟化物的方法制取单质氟，用白金做容器，结果阳极的白金被腐蚀了，还是没有游离出氟。

他后来改用萤石做容器，腐蚀问题虽解决了，但也得不到氟。

而戴维则因氟化氢的毒害而患病，“出师未捷身先病”，不得不停止了实验。

与此同时，英国化学家哥尔也用电解法分解氟化氢，但是在实验时发生了爆炸，显然是产生的少量氟气与氢气发生了剧烈的反应。

他还试验过各种电极材料，如碳、金、钯、铂，但是在电解时碳电极被粉碎，金、钯、铂也不同程度地被腐蚀。

这么多化学家的努力，虽然都没有制得单质氟，但是他们的心血没有白费。

他们从失败中获得了许多宝贵的经验和教训，为后来莫瓦桑制得氟气摸索了道路。

莫瓦桑用氟化铅与磷化铜反应，得到了气体的三氟化磷。

他把三氟化磷和氧的混合物通过电火花，虽然也发生了爆炸反应，但得到的并非单质的氟，而是氟氧化磷。

一段时间后，他想，如果把装置上的玻璃零件都换成不能与氟发生反应的材料，那就可以制得单体的氟了。

荧石不与氟起作用，用它来试试吧，于是他用荧石制成试验用的器皿。

莫瓦桑把盛有液体氟化氢的U型铂管浸入制冷剂中，用荧石制的螺旋帽盖紧管口，再进行电解。

多少年来化学家梦寐以求的理想终于实现了！1886年6月26日，莫瓦桑第一次制得了单质的氟气！硅遇到这种气体立即着火，遇到水即生成氧气和臭氧，与氯化钾反应置换出氯气。

通过几次化学反应，莫瓦桑发现氟气确实具有惊人的活泼性。

他将研究成果写成了《氟及其化合物》一书，这是一本研究氟的制备及其氟化物性质的开山之作。

1906年莫瓦桑获得了诺贝尔化学奖。

此外他还发明了“莫瓦桑电炉”，并用它制备了很多新化合物。

诺贝尔奖令世人仰慕，却不能给莫瓦桑的生命以更多的时间。

1907年2月6日，莫瓦桑得了阑尾炎。

手术很成功，但他的心脏病却加剧了。

他终于认识到多年以来一直没有关心自己的身体健康。

莫瓦桑不得不承认：“氟夺走了我十年的生命”。

2月30日，这位在化学实验科学上闪烁着光芒的化学家永远地陨落了。

这时，莫瓦桑还不到55岁。

2、元素周期表的发现1789年，拉瓦锡出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张《元素表》，在这张表中，他将当时已知的33种元素分四类。

1829年，德贝莱纳在对当时已知的54种元素进行了系统的分析研究之后，提出了元素的三元素组规则。

他发现了几组元素，每组都有三个化学性质相似的成员。

并且，在每组中，居中的元素的原子量，近似于两端元素原子量的平均值。

1862年，法国化学家尚古多创建了《螺旋图》，他创造性地将当时的62种元素，按各元素原子量的大小为序，标志着绕着圆柱一升的螺旋线上。

他意外地发现，化学性质相似的元素，都出现在同一条母线上。

1863年，英国化学家欧德林发表了《原子量和元素符号表》，共列出49个元素，并留有9个空位。

上述各位科学家以及他们所做的研究，在一定程度上只能说是一个前期的准备，但是这些准备工作是不可缺少的。

而俄国化学家门捷列夫、德国化学家迈尔和英国化学家纽兰兹在元素周期律的发现过程中起了决定性的作用。

1865年，纽兰兹正在独立地进行化学元素的分类研究，在研究中他发现了一个很有趣的现象。

当元素按原子量递增的顺序排列起来时，每隔8个元素，元素的物理性质和化学性质就会重复出现。

由此他将各种元素按着原子量递增的顺序排列起来，形成了若干族系的周期。

纽兰兹称这一规律为“八音律”。

1867年，担任教授的门捷列夫为了系统地讲好无机化学课程中，正在着手著述一本普通化学教科书《化学原理》。

在著书过程中，他遇到一个难题，即用一种怎样的合乎逻辑的方式来组织当时已知的63种元素。

门捷列夫仔细研究了63种元素的物理性质和化学性质，又经过几次并不满意的开头之后，他想到了一个很好的方法对元素进行系统的分类。

1869年3月1日这一天，门捷列夫仍然在对着这些卡片苦苦思索。

他先把常见的元素族按照原子量递增的顺序拼在一起，之后是那些不常见的元素，最后只剩下稀土元素没有全部“入座”，门捷列夫无奈地将它放在边上。

从头至尾看一遍排出的“牌阵”，门捷列夫惊喜地发现，所有的已知元素都已按原子量递增的顺序排列起来，并且相似元素依一定的间隔出现。

第二天，门捷列夫将所得出的结果制成一张表，这是人类历史上第一张化学元素周期表。

在这个表中，周期是横行，族是纵行。

在门捷列夫的周期表中，他大胆地为尚待发现的元素留出了位置，并且在其关于周期表的发现的论文中指出：按着原子量由小到大的顺序排列各种元素，在原子量跳跃过大的地方会有新元素被发现，因此周期律可以预言尚待发现的元素。

1871年12月，门捷列夫在第一张元素周期表的基础上进行增益，发表了第二张表。

在该表中，改竖排为横排，使用一族元素处于同一竖行中，更突出了元素性质的周期性。

至此，化学元素周期律的发现工作已圆满完成。

客观上来说，迈尔和门捷列夫都曾独自发现了元素的周期律，但是由于门捷列夫对元素周期律的研究最为彻底，故而在化学界通常将周期律称为门捷列夫周期律。

3、苯环的发现1865 年凯库勒提出了以苯为基团的芳香族化合物的设想，并曾用多种图式来表示苯的分子结构，最后确定为正六边形图式，也就是我们现在学化学时常用的苯的结构式。

早些时候，凯库勒在研究有机化合物的分子组成过程中，于1857 年提出了“原子数”的概念，指出：氢、氯、溴、钾为“一原子的”，氧和硫是“二原子的”，氮、磷、砷是“三原子的”，而碳是“四原子的’”。

这是化合价的早期说法，也就是说，这些元素分别是一价、二价、三价和四价。

在这一基础上，凯库勒认为有机化合物中，碳原子之间可以连成链状，但是苯（C6H6）分子的出现，让凯库勒等一直认为碳原子能够连成链条的人，为难了好久，实验的事实证明，苯分子中六个碳原子、六个氢原了的性质分别完全相同，即它们分别以相同的关系，处在相同的位置上，如果这 6 个碳连成一个有头有尾的链条，而且又性质完全相同，若用碳四价的理论，是根本解释不通的。

一天晚上，凯库勒坐马车回家。

也许是由于近日来过度用脑，他在摇摇晃晃的马车上睡着了。

在半梦半醒之间，凯库勒发现碳原子和氢原子在眼前飞动，变幻着各种各样的花样。

忽然，原子变成了他和李比希教授出庭作证时伯爵夫人戒指（一桩失窃案的证物）上的那条白蛇，这条蛇扭动着、摇摆着，最后咬住了自己的尾巴，变成了一个环……"先生，您到家了!"马车夫大声叫醒了睡眠中的凯库勒。

他揉揉眼睛，白蛇不见了，环不见了，原子也不见了。

原来是"南柯一梦"!清醒过来的凯库勒马上想起苯的结构，对!它一定像白蛇那样头尾相接，构成环状结构!凯库勒立即奔向书房，迫不及待地抓起笔在纸上画了起来。

一个首尾相接的环状分子结构出现了。

经过进一步论证，凯库勒终于第一个提出了苯的环状结构式，解决了有机化学上长期悬而未决的一个难题。

心理学告诉我们，日有所思才会夜有所梦。

凯库勒受到梦境的启示，发现苯的环状结构，从表面上看，是一种偶然，但实际上这正是他连续几个月来日夜思考而导致的必然。

4、铝的历史在几百年前，铝曾经被作为一种“贵族金属”而成为身份的象征。

法国皇帝拿破仑二世，三世都是爱慕虚荣的皇帝。

为了体现自己的身份与地位，他们在设宴时，宾客使用的都是银碗，而他们自己却使用铝碗。

此外为了炫耀军功，他们还将军旗上的金星改为铝星。

无独有偶，当年门捷列夫发现了元素周期律，制作了世界第一张元素周期表，俄国沙皇为表彰他的功绩，奖给他一只纪念杯，这只象征着至高荣誉的奖杯，不是金杯，而是铝杯。

也许我们会觉得这很可笑，但当时，铝的冶炼技术十分落后，为了制取铝，必须用钠，钾做还原剂，成本比生产黄金高出好几倍。

直到1827年，美国化学家奥斯特与维勒联手，发明了电解制铝的新途径，这才使铝的使用开始普及。

5、因黄金而登上总统宝座的人——胡佛毕业于斯坦福大学的地质学学士胡佛，于1897年被总部设在伦敦的贝维克·莫林采矿公司录用为工程师，派往澳大利亚工作。

一年后，公司派他到中国工作。

大约一个星期后，胡佛带着随行的探险队到达了矿山，迎面遇上一群人，看起来有数千人之多。

胡佛担心的是会不会发生暴力冲突，所以急忙去问他的翻译。

翻译告诉他说眼睛能穿透土地，找到黄金。

此时的胡佛家境并不宽裕。

几乎快穷途末路的他，希望能通过黄金来改变自己的命运。

由于历史原因，他得到的当时有名的“开平煤矿”，在此之后，他先请人用氰化钠的稀溶液处理矿砂，使黄金与之发生化学反应，形成络合物而溶解，接着，再请人用锌粒与滤液作用，这样，纯净的黄金就被提取出来了。

而这种冶金方法，当时是较为先进的。

通过这一途径，使成色较好的黄金源源不断进入胡佛的腰包，不久他成了富翁。

1902年，胡佛离开中国，26年后当选为美国总统。

6、合成氨工艺的发展史1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨：CaCN2＋3H2O─→2NH3＋CaCO3此法为世界上最早的合成氨的方法。

1905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。

第一次世界大战期间，德国、美国主要采用该法生产氨，满足了军工生产的需要。

氰化法固定每吨氮的总能耗为153GJ,由于成本过高，到30年代被淘汰。

直至1909年,德国物理化学家F.哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨,并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。

但是,在高压、高温及催化剂存在的条件下,氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。

为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。

这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。

由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。

该公司在德国化学家A.米塔斯提议下，于1912年用2500种不同的催化剂进行了6500次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。

人们称这种合成氨法为哈伯－博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。

其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯－博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法（表1）。

合成氨工业发展史合成氨工业发展史到30年代初合成氨成为广泛采用的制氨方法（表2）。