小瑞典_大化学_谈瑞典对近代化学贡献

　 学家就发现了 19 种 ,

　学家就发现了 19 种 ,这不能不说是一种奇迹 。能发

　现这么多种元素与瑞典崇尚矿物研究和定量分析的 传统是密不可分的 ,也应了一句古话 ,叫“久攻必有 所得”。

　1735 年 ,瑞典人布兰特 (Brandt G , 1694 ～ 1768) 用木炭还原辉钴矿制得金属钴 ,成为继德国的布兰 德 (Brand H) 发现磷元素后的第一人 ,从此揭开了元 素大发现的新纪元 。

　1751 年 ,瑞典人克朗斯塔特 ( Cronstedt A F ,1722

　～1765) 用木炭还原红镍矿 (尼客尔铜) 制得金属镍 。

　1774 年 ,瑞典人甘恩 ( Gahn J G ,1745～1818) 将 软锰矿与油脂 、炭粉放在一起焙烧制得金属锰 。

　瑞典人舍勒 ( Scheele K W , 1742～ 1786) 是氧气 的最早发现者 。1773 年他用两种方法制得较纯净

　的氧气 。一种方法是将硝酸钾 、硝酸镁 、碳酸盐 、碳 酸汞 、氧化汞加热 ; 另一种方法是将黑锰矿 ( 二氧化 锰) 与 浓 硫 酸 共 热 。这 比 英 国 化 学 家 普 利 斯 特 利

　( Prriestley J ) 发现氧气早一年 。

　1774 年舍勒用软锰矿与浓盐酸共热制得氯气 ,

　1810 年英国化学家戴维 (Davy J ) 确认氯是一种化学 元素 。

　1778 年 舍 勒 用 硝 酸 分 解 辉 钼 矿 , 发 现 钼 酸 。

　1782 年瑞典化学家埃尔姆 ( Hjelm P J , 1746～ 1813)

　把钼酸和用亚麻子油调和的木炭密闭灼烧 ,制得金 属钼 。

　1803 年 ,瑞典的贝采里乌斯 (Berzelius J J , 1779

　～1848) 与德国的克拉克普罗特 ( Klaproth M H) 、瑞 典的希辛格 ( Hisinger W ,1766～1852) 从铈硅石中分 离出氧化铈 ,并将这种元素命名为 Cerium ( 即铈) ,几

　十年后由美国的希尔德布兰德 ( Hilldebrand W F) 和 诺顿 (Norton T H) 用电解法制得金属铈 。

　1818 年 ,贝采里乌斯从硫酸厂铅室底部的红色 粘性沉淀物中发现元素硒 。

　1823 年 ,贝采里乌斯用金属钾还原氟硅酸钾制

　得单质硅 。同年他将金属钾与氟锆酸钾的混合物放 在铁管中 ,将管口密闭 ,然后放在坩埚中加热 ,反应 完毕后 ,放置冷却 ,最后将管中的黑色粉末倾入蒸馏 水中得到了金属锆的粉末 。

　1828 年 ,贝采里乌斯将金属钾和氟钍酸钾的混

　合物放在玻璃管中加热 ,制得金属钍 ,几经周折之后 终于真正发现了这个元素 。

　1817 年 ,瑞典人阿尔费德森 (Arfvedson J A ,1792

　～1841) 分析攸桃岛的透锂长石 ,发现元素锂 。

　1830 年 ,瑞典人塞夫斯特伦 ( Sefstr?m N G ,1787

　小瑞典 , 大化学

　———谈瑞典对近代化学的贡献

　邓玉良

　( 中国人民武装警察部队学院基础部 ,河北 廊坊 065000)

　提到近代化学的发展历程 ,人们自然会想到诸

　如英 、法 、德等西方强国做出的巨大贡献 。其实 ,地 处斯堪的纳维亚半岛的北欧小国瑞典对近代化学的发展也功不可没 。在 18 、19 世纪这里曾涌现出众多 化学家 ,长时间执化学界之牛耳 ,还诞生了世人瞩目

　的诺贝尔奖 ,为近代化学的发展做出了不可磨灭的 贡献 。

　回顾瑞典近代化学的繁荣之路 ,我们可以了解 近代化学艰苦的发展历程 ,领略大师们艰辛的研究

　工作 ,还可以从中得到许多启示 。

　1 定量分析化学的发祥地

　分析科学的产生最早可追溯到炼金术时期 ,而 定量分析化学的产生则起源于对矿物的分析 ,特别

　是瑞典化学家贝格曼 (Bergman T O ,1735～1784) 的工作 。

　18 世纪的化学家逐渐抛弃了长期以来形成的 抽象思维 ,开始重视用实验来检验各种假说 。分析

　化学成为获取一切化学数据的基础 ,制定分析化学

　系统成为当时的迫切要求 。当时瑞典的矿物学家和 化学家一直很关注矿物的研究和分析 。瑞典的克朗

　斯塔特在分析中首先使用了吹管 ,此后吹管分析作 为一种干法分析法得到了广泛应用 。贝格曼对化学

　分析的研究更是享有盛名 ,他不仅率先采用湿法定

　性分析 ,还为湿法分析矿物制定了详细步骤 ,从用碳 酸钾融化矿物直到用无机酸处理矿物 ,阐述了关于 试剂和系统定量分析的学说 。今天的分析化学中依 然还保留有他所倡导的反应 。此后化学家们又对定 量分析的方法进行了一系列改进 。新分析法的应用 取得 了 巨 大 成 功 , 许 多 新 元 素 相 继 被 发 现 , 如 钴 (1742) 、镍 (1750) 、铂 (1735) 、锰 (1774) 、氯 (1774) 、碲 (1782) 、钛 (1789) 、铀 (1789) 、锆 (1789) 、铬 (1797) 、铈 (1803) 等 ,这些元素的发现都应归功于定量分析化 学方法的采用 。

　2 元素发现的多产国

　在地图上 , 瑞典只是北欧的一 个 小 国 , 地 少 人 稀 ,但其科学事业十分发达 ,在近代化学发展过程中

　第 11 期化学世界·703

　第 11 期

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　～1845) 用酸液溶解铁时 ,在残渣中发现元素钒 。

　1839 年 ,瑞典人莫桑德尔 (Mosander C G ,1797～

　1858) 从铈土中分析出氧化镧 ,1843 年 ,他用氨水中 和硝酸钇的酸性溶液 ,分别沉淀出氧化铽和氧化铒 。

　1879 年 ,瑞典人尼尔森 (Nilson L F ,1840～1899)

　分析黑希金矿时发现元素钪 。

　1879 年 ,瑞典人克利夫 ( Cleve P T ,1840～1905)

　从不纯的氧化铒中分离出氧化钬和氧化铥 。

　3 小镇乙特比的荣耀

　用地名命名的元素很多 ,其中最著名的莫过于 瑞 典 首 都 斯 德 哥 尔 摩 附 近 的 一 个 名 叫 乙 特 比

　( Ytterby) 的 小 镇 了 。从 这 里 发 现 的 一 种 黑 色 矿 石

　(后称为加多林矿) 中先后分离出钇 、铒 、铽 、镱 、钪 、 钬 、铥 、镝共八种元素 ,其中钇 ( yttrium) 、铒 ( erbium) 、 铽 (terbium) 、镱 (ytterbium) 的元素名称都源出该镇的 名字 Ytterby 。

　4 来自瑞典的化学大师

　4. 1 贝采里乌斯 贝采里乌斯在化学上取得的成就是多方面的 ,

　他先后发现了四种元素 。19 世纪初 ,贝采里乌斯花

　了十多年时间做了两千多个分析实验 ,提出很多实 例 ,确定了各种化合物由精确的元素组成 ,支持了法 国化学家普鲁斯特 ( Proust J L) 30 多年前提出的定比 定律 ,使化学界不再怀疑这一定律的正确性 ,也使道 尔顿的原子论有了坚实的基础 。后来贝采里乌斯致

　力于研究原子量的工作 ,将一些原子量列成表 ,这也 是历史上第一张相当正确的原子量表 。在研究原子 量的工作中 ,贝采里乌斯感到讲述元素的全名甚为 繁琐 ,而用道尔顿 (Dalton J ) 创立的元素符号 ( 圆圈 加上其它各种记号组成的符号) 又难以描画 、誊写和

　记忆 。1813 年 ,贝采里乌斯建议采用元素拉丁名称 的第一个字母 (或再加上名称中的另一个字母) 作为 元素符号 ;在表示化合物的组成时 ,若分子中同类原 子的数目超过一个时 ,可在相应字母的右上角 (现在 左下角) 用数字表示个数 。该系统被采用至今 ,成为

　不可或缺的世界性化学语言 。

　贝采里乌斯还创立了电化学说 ,认为盐是由酸

　(实际是酸酐 , 当时如此称呼) 与碱组成的化合物 。

　在当时己发现的元素中 ,他认为氧的电负性最大 ,钾 的电正性最大 ,并列出了各元素的电化序 ,对人们认

　识元素及其化合物的性质和化学反应的规律起了一 定的作用 。另外 ,贝采里乌斯还发明了定量滤纸 ,并 首次以化学性质为依据 ,对矿物进行了分类 (之前的 分类都是以物理性质为依据) 。

　贝采里乌斯在化学的各个分支学科上都有建

　树 。他第一个提出“催化剂”概念 ,第一个提出“同分

　异构体”现象 ,他建议采用的“基”、“聚合体”、“同素 异形体”、“卤素”、“蛋白质”等 , 至今仍得到广泛应 用 。

　贝采里乌斯对化学发展的贡献巨大 。他不仅在

　学科理论建设和实验工作上卓有成效 ,还是第一个 真正认识到化学是一门实验科学这个简朴真理的化 学家 ,而且他特别注重学术交流 、科学著述和青年人 才的培养 。他的实验室里先后走出了许多著名的化 学家 ,如阿尔费德森 J A 、塞夫斯特伦 N C 、维勒 F 、 罗塞兄弟 、米希尔里希 E、马格努斯 H G、莫桑德尔

　C G 等等 。

　4. 2 阿伦尼乌斯

　阿伦尼乌斯 (Arrhenius S ,1859～1927) 是另一个 来自瑞典的化学大师 。他的主要贡献是首创了具有

　革命性意义的电离学说 ,很好地解释了酸 、碱 、盐溶 液的蒸气压降低 、沸点升高 、凝固点下降的数值所出 现的“反常情况”,解释了酸 、碱的强度问题 。这一理 论后来证明是化学史上罕见的卓有成效的概括性理 论 。阿伦尼乌斯也因此荣获 1903 年诺贝尔化学奖 。

　阿伦尼乌斯的另一重要贡献是研究了温度对反 应速率的影响 ,提出了著名的阿伦尼乌斯公式 (定量 规律) ,第一个提出了“活化能”。

　另外 ,他研究过引起动物和人体中毒的各种毒 素 、毒素的结构以及毒素与抗毒素相互作用的机理 。

　而研究物理化学在生命过程中的应用使他成为现代 分子生物学先驱者之一 。他曾预言太阳最重要的能 源来自原子的合成反应 (即现在的聚变反应) 。1896 年 ,他研究空气中二氧化碳对地壳温度的影响 ,是较 早研究二氧化碳温室效应的科学家 。

　阿伦尼乌斯的电离理论 、活化能概念和定量公 式在化学与物理学之间架起一座新的桥梁 ,为物理 化学的发展开创了新局面 ,推动了整个化学学科的 进步 。瑞典著名化学家克利夫 ET 教授认为贝采里 乌斯和阿伦尼乌斯都是瑞典的骄傲 ,他在纪念贝采

　里乌斯的演讲会上说道 “: 从贝采里乌斯肩上卸下的 斗篷 ,现在已经由阿伦尼乌斯披上了 。”

　5 炸药大王诺贝尔与诺贝尔奖

　1847 年 ,意大利化学家索伯雷罗 A 发明了烈性 炸药 ———硝化甘油 。它爆炸力很强 ,但敏感率极高 ,

　不易控制 ,非常危险 。用像硝化甘油这样的破坏力 强大无比的炸药替代成千上万人的笨重体力劳动来 开山筑路 、挖掘运河是诺贝尔 (Nobel A ,1833～1896) 早年的理想 。1859 年 , 诺贝尔开始制造硝化甘油 , 但不断的爆炸事故炸毁了他的工厂 ,使他的兄弟死

　·704 ·化学世界2005 年于非命 ,也无法使硝化甘油具有任何商业价值 ,瑞典政府还下令不准他重建该厂 。1866 年一次偶然的机会 ,

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　2005 年

　于非命 ,也无法使硝化甘油具有任何商业价值 ,瑞典

　政府还下令不准他重建该厂 。

　1866 年一次偶然的机会 ,诺贝尔发现用硅藻土 吸收硝化甘油可大大降低硝化甘油的敏感度 ,而且 用硅藻土吸收后的硝化甘油必须采用雷管才能引

　爆 ,引爆后仍能保持其原有的爆炸力 。这种炸药很 快获得英 、法 、德等国的专利权 ,被广泛用于开矿 、筑 路等工程中 。长达 9 英里的阿尔卑斯山隧洞 ,就是 用这种炸药炸通的 。

　诺贝尔不仅是一个炸药大王 ,还是一个名副其

　实的大发明家 ,他在化学和炸药方面还有许多发明 ,

　仅在英国他获得的专利权就达 120 多项 。

　诺贝尔靠制造炸药和经营油井发了大财 。他倾

　心于发明创造 ,献身于科技发展 ,忙于繁重的企业管 理和事业上的拼搏 ,以致终生未娶 。临死前 ,他留下

　一条遗嘱 ,将其遗产的一部分共 920 万美元作为基 金 ,以其利息分设物理 、化学 、生物或医学 、文学 、和 平事 业 五 种 奖 金 ( 1968 年 增 设 经 济 学 奖 金 ) 。从

　1901 年起 ,每年在诺贝尔的逝世日 12 月 10 日颁发 。

　今天 ,诺贝尔科学奖已经成为科学界至高无上的荣

　誉和科学成就的最高标志 ,并在社会领域中扮演着 重要的角色 。人们经常把一个国家拥有的诺贝尔科 学奖获得者的数目 ,用来作为比较这个国家在科学 上的地位的普遍尺度 ,以及这个国家科学政策成败 得失的标志 。它已不只是一般意义上的科学共同体

　对科学家及其贡献的承认 ,还代表着各个国家的实 力和形象 ,具有突出的多方面的象征意义 。

　6 瑞典化学的后继者

　在经历了辉煌的 18 、19 世纪之后 ,瑞典的化学 并未就此沉寂 。除了每年一度各项诺贝尔奖的评选

　和颁发吸引全球的注目外 ,瑞典的化学家们还用他 们辛勤的工作赢得了很多声誉 。在诺贝尔化学奖颁 发的一百多年里 ,共有 4 位瑞典化学家金榜题名 。

　阿伦尼乌斯因提出电离学说荣获 1903 年诺贝

　尔化学奖 。

　斯维德伯格 ( Svedbergy T ,1884～1971) 因发明并 应用 超 高 速 离 心 机 研 究 蛋 白 质 和 分 散 体 系 荣 获

　1926 年诺贝尔化学奖 。他发明的离心机转速高达 每分钟 12 万转 ,产生的离心力达 50 万倍重力 。他

　发展和改进了胶体粒子的提纯和分析技术 ,在识别 和物理鉴定生物化学分子方面也做出了贡献 。

　奥伊勒2凯尔平 ( Euler2chelpin H ,1873～1964) 阐 明了糖发酵过程和酶的作用 ,揭示了辅酶的存在及 其作用机理 ,并因此荣获 1929 年诺贝尔化学奖 。

　梯塞留斯 ( Tiselius A W K) 发明的电泳分析法是 蛋白质化学上的一个重大突破 ,不仅为探索蛋白质 所含离子基因数准备了工具 ,也为测量复杂的天然 化合物提供了手段 。他的另一重大贡献是对吸附分 析的研究 ,在茨维特研究的基础上他提出了许多吸

　附分析的方法 ,并运用这些方法对含各种氨基酸 、肽 类或碳水化合物等的混合物进行了分析 ,获得了许 多精致的分析成果 。1948 年他荣获诺贝尔化学奖 。

　1951～1955 年间他曾担任国际纯粹与应用化学联合 会理事长 。

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