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初中生化学创造

发布时间:2022-08-27 02:38:11

⑴ 化学老师让我们做化学小制作、小创造,利用家里的废旧材料,本人初三,急求一个,注:无化学器材

最简单的,往鸡蛋壳里放醋,会产生气泡。
原理:鸡蛋壳里面的成分碳酸钙,与醋里面的H离子反应,生成二氧化碳气体。
望采纳

⑵ 初三化学题求答,改造和创造物质的两种方式是什么

应该是物理变化和化学变化。物理变化可以改造物质,比如舞台上施放干冰会造成云雾的效果,实际是是干冰气化吸热,导致水蒸气凝结,这个过程中没有新物质生成。化学变化有新物质生成,可以创造物质。

⑶ 实验化学,怎样让初中生学好化学课

怎样培养化学试验能力
化学是一门以实验为基础的科学,实验是化学学习的一个重要组成部分,实验是获取化学知识的一个重要方法和途径。学习化学离不开实验,通过化学实验学生能够锻炼学生的思维能力和实践动手能力。新一轮基础教育改革中,化学新课程改革在理念和内容上都强调。学习方式的转变。现将本人在平时在教学中如何提高学生的实验实践能力的一些经验介绍如下: 一、实验前的知识回顾 实验教学之前必须让学生对要进行实验的内容进行认真的学习和复习,避免出现在实验过程中出现边看教材边做实验的状况。因为初中化学实验主要还是一种验证性的实验,课程中对实验的设置主要目的还是激发学生的学习兴趣和实践能力,以及检测学生对知识掌握的熟练度。这就要求实验教师对有关化学实验及其教学方法进行研究和梳理,特别是实验操作步骤的讲解和基础知识的回顾要贯穿整个实验过程的始终。例如:在进行置换反应实验教学时,首先应该引导学生对单体、化合物知识的回顾,对其中的概念要熟悉,在铁与硫酸铜进行置换反应过程中应该出现哪些现象,实验操作步骤是什么样,这些都应该在实验教学之前就应该要学生掌握。 教学过程选择适当知识点进行设疑,能够对学生掌握知识起到良好的作用,可以有效地提高实验教学效果。因为适当的目标设置能够唤起对象的多种需要,并促使对象激发相应的动机。教学的最佳处可以是以下几种情况:在学生受旧知识影响无法顺利实现知识转换时,在易混淆的知识点处,在实验操作复杂处等。 二、实验中的情景设置 对学生进行实践能力的锻炼带动了包括对信息加工的能力、一般工作能力、动手能力或操作能力, 以及熟练掌握和运用创新技法能力、创新成果的表达能力等的锻炼。在化学实验教学中培养学生的实践动手能力,教师应设计不同的教学情境,让学生参与到实验中去。 化学实验现象的观察也是学生实践能力的一部分,这样可以锻炼学生观察事物的能力,从而对事物做出相应的判断。积极主动地去思考化学实验的实施过程, 从设计实验方案的学习中深化和发展知识。如在氧化还原实验中,让学生自己观察现象,让其发现问题,然后继续通过现象组织他们讨论,也就是寻找解决问题的方法与途径。最后将实验的结论进行诱导性的告知。教师也可以根据学生的实际水平和所学知识的特征提出问题, 利用他们对某些问题的争议和不同看法, 创设导致学生认知冲突的化学情境, 激化他们意识中的矛盾, 驱使他们调动已有的经验, 提出各种可能的假想, 并作多方论证,积极思维, 得到合理的结论。 三、实验后的激励性评价 创造宽松的实验环境是指创设一种师生相融、合作交往的良好实验气氛。实验教学不再仅仅是按部就班的进行操作,更是提高实践技能,训练严谨认真的实验态度的绝佳机会。还能够拉近师生之间的感情,彼此产生平等交流。心理学研究表明: 兴趣、快乐等与知觉联系起来的温和、愉悦、宽松的情绪, 对认知具有组织作用。 正确的激励评价方式是创新教育的动力。激励性评价可以调动学生的学习积极性, 促进学生主动参与、自主学习, 保护学生的自尊心, 增强学生在课堂上教师应对不同的学生采取不同的评价标准, 在不同的场合采取不同的评价形式。在具体实施过程中,特别是实验教学和学生实验中,对学生操作中产生的各种问题, 教师都要认真对待, 少用训斥、讽刺性语言。对于学生的实验结果和认识, 正确的要充分肯定;有独立思考能力的要大加表扬, 错误的不要直接否定, 草率批评, 而是要鼓励学生积极思考, 查阅资料, 与同学商讨, 直到获得正确的答案。对待一些相对后进的学生表现出的暂时不尽如人意之处, 激励评价就更显得重要, 经常性的使用如“不错”、“很好”、“你能行”、“试试看”等激励性课堂用语, 对帮助学生确立自信很有帮助。这样可以激励学生进行更多的实践。 四、构建以学生为中心的自主探究性实验教学模式 实验教学中,教师可以和学生产生互动。以往在上课时,虽然教师在进行实验演示时,学生不会有疑问,但这种方式束缚了学生的思维,不能激发他们对化学的兴趣。如果改变教学模式,让学生和老师在实验过程中进行互动,则会起到意想不到的结果。当然,该模式提高了对实验教师的要求。实验结束后,让学生自主得出实验结论。引导学生就实验结论展开讨论,并最终确定结论的正确性。 总之,化学作为一门极具魅力的学科,锻炼了学生观察事物的能力,分析问题和解决问题的能力。这些能力的培养始终离不开大量的化学实验。进行化学实践能够激发学生的求知欲,和浓厚的兴趣。

⑷ 如何打造初中化学中的化学高效课堂

新课程实施以来,新的教育理念引导着教学的改革,课堂教学发生了很大的变化。如何教会学生掌握科学的学习方法,增强学生学习的积极性和有效性,提高课堂教学效率,成了我们大家共同面临的问题。新课程标准明确提出:“提倡转变学生的学习方式,培养学生主动参与、乐于探究、交流合作的学习态度”。学生是课堂舞台的主角,只有让学生活动起来,课堂才具有生命活力。所以“高效课堂”就是用尽可能少的时间获取最大教学效益的教学活动,让学生主动学习、积极思考的课堂,是师生互动、生生互动的课堂,是学生对所学内容主动实现意义建构的课堂。中学化学教学是化学教育的启蒙和基础阶段,要想大面积提高化学教学质量,必须从培养学生学习兴趣,激发他们的求知欲入手,引导学生突破初中化学课时少、任务重、内容分散及有些概念极易混淆等矛盾,帮助他们把好基本概念关,实验操作关等,使他们更好地掌握基础知识和基本技能,开发他们的智力,培养他们灵活运用化学知识独立解决问题的能力。这里提出的“化学高效课堂”研讨,其目的就是做到两个减轻、两个提高。即减轻教师的教学负担、减轻学生的学业负担;提高教师的教学效益,提高学生的学习效益。最终,到达提高学校整体教育质量的目的。 那么,我们怎样才能打造出化学高效课堂呢?总体来说,在化学课堂上,教师要遵循教学规律,优化课堂教学方法,提高学生学习兴趣,激发学生学习热情,始终做到,以学生为主体,充分发挥学科特色,提高课堂教学效率。一. 教师方面:1. 充分的课前准备: 要创造化学高效课堂,充分利用课堂上的四十分钟,我们就要做充分的课前准备工作。新<<标准》针对学生不同年级的身心特点,对不同学段的教学目标作出了科学的规定。首先,教学目标的定位要难易适中。其次,教者在制定教学目标的时候,要充分考虑三维目标的统一。再次,教学目标的制定也要兼顾好,中,差三个层次。 此外我们还必须明确本节课教学的重点和难点,而不在于面面俱到,我们要预设学生学习过程中的困难之外,然后重点加以突破。对于重点的突破,我们切不可以急于求成,一定要遵循学生的身心发展规律和认知规律。2.活跃的课堂气氛 我们只要能想法设法地将学生的思维调动起来,让他们积极地探索知识,并进而将之转化成为一种个人的能力。那么,我认为这就是一节高效的课。我们要善于根据具体的教育情景,灵活运用各科教育方法,积极成为学生潜能的开发者。因此,我们在教学过程中,要彻底改变“填鸭式”的教学方式,由以往的“演讲者”向今日的“导演”“角色”过渡,把课堂真正的还给了学生,让学生真正成为课堂的主人,鼓励他们自主地探索知识,这些我们讲十遍,二十遍的效果要好的多。所以我由此想到了一些学生喜闻乐见的世界冠军,给他们设计了一个让他们进行竞猜比赛,这一环节的设计,大大提高了学生的积极性和求知欲,课堂气氛也空前的高涨。真正做到了课堂以学生为主体的教学理念。3.科学的学法指导 著名的教育家陶行知先生指出“我以为好的老师不是教书,不是教学生,二是教学生学。”所以我在传授知识的同时,还应注重学生学习方法的指导。我们要鼓励学生敢于提出疑问,引导学生发现问题,要留给学生质疑的时间和空间,因为质疑本身就是思维的发展,能力的提高。使学生由“学会”向“会学”转化。说到这一点,我是深有感受,对于学习方法不对的学生而言,他们是学的苦不堪言,我们则教的累的没法形容。所以,每带一级学生,我的第一节课便是和学生交流学习方法。在化学教学中,我一直坚信一个原则,那就是授人以鱼,不如授人以渔。好的方法,往往会对我们的教学起到事半功倍的作用。所以,我们在教学中,一定不要小瞧了学习方法的重要性。二.学生方面1. 指导他们养成课前预习的习惯; 有效的预习可以使学生在听课时有的放肆,会抓重点,从而达到攻克难点的目的。所以我们每天必须给学生安排具体的预习任务,这样我们的教学进程便会流畅的多,轻松的多。2. 课堂学习习惯: 课堂上我们可以指导学生用十六字方针去要求自己。即:声声入耳,字字入目,动手动脑,用心学习。一个好学生必须要抓住课堂,只有将知识理解于课内,才能灵活应用于课外。一个连基本的知识都没掌握的学生是谈不上提高而言的。这也就是我们平常所说的向课堂要效率。3.课后巩固习惯不可少复习是巩固和消化学习内容的重要环节。我们可以鼓励学生每次作业都要先复习然后再做题。然后要像对待考试一样对待每次作业。我们要告诉学生,人脑毕竟不是电脑,人的记忆力都有一个遗忘的过程,这就要求我们要及时对知识进行巩固复习。复习包括两方面的内容:一是记忆性的复习;二是应用性的复习。第二种类型的复习是建立在记忆的基础上的。所以我们要告戒学生万万不可眼高手低,应该从基础开始,一步一个脚印,踏踏实实的搞好自己的学习。三、师生配合,共同打造“化学高效课堂” 离开了师生的默契配合,任何形式的“高效”都是空谈,所以我们一定要建立起良好的师生关系,只有这样,我们才会打造出具有自己特色的“化学高效课堂”。那么,如何建立良好的师生关系呢? 第一,我们要做学生的知心朋友。只有建立了朋友式的师生关系,我们才能知学生之所想,知学生之所需。只有解决了学生的思想问题,他们才会把心思放在学习上。 第二,建立互相尊敬,互相理解,互相信任的师生关系。我们只有充分的保护了学生的自尊心,才会得到学生的尊重。同样,我们也要充分的相信学生,理解学生,才会建立融洽的师生关系。 总之,课堂教学要想高效,必须想法设法提高学生的主动参与和主动思考意识,应尽最大可能让学生自己去设计完成探究活动。

⑸ 适合初中生做的化学实验

适合初中学生做的化学实验很多,家庭小实验中,探究蜡烛燃烧的实验,依据课本内容,这个实验需要烧杯(用玻璃杯替代),蜡烛,火柴,小刀,玻璃片,小碗,以及水。点燃蜡烛,观察火焰分层现象,
蜡烛用小刀切割,验证蜡烛硬度,
蜡烛漂浮在水面上,验证蜡烛密度
火焰上方的盖玻璃片,有水珠,证明蜡烛燃烧有水产生,
收集燃烧产生的气体,通到火焰上,火焰熄灭,证明蜡烛燃烧产生不支持燃烧的气体。
还可以做盐的溶解性实验。

⑹ 怎样提高初中生学习化学的兴趣

永丰县石马中学巫自学 初中化学是初三学生的启蒙学科,是主要学科之一,是以实验为基础的自然科学。由于化学知识较抽象,学生上路难,开始时一旦没有上路,学生以后就会失去学习兴趣,造成放弃,两极分化严重,好象同英语学科一样。所以提高学习兴趣很重要,下面提出来与大家共同探讨。一、精心设计并认真上好绪言课 绪言课与提高学习化学兴趣有很大关系。在绪言课上,对学生进行兴趣、意志、态度等情感领域的教育是必要的。学习兴趣是学生学习的直接动力,初中学生对第一节化学课寄予很大的希望,他们怀着一颗激动好奇的心,睁大眼睛“看”化学。这种好奇正是激发学生学习兴趣的好时机。绪言课教学中从学生生活的周围找材料,使学生感到“化学”就在身边,自己生活在“化学”的世界里。我们生活在物质的世界里,物质是在不断的发生变化。无论是我们身边用的,身上穿的,嘴里吃的等等,从原料-----成品-----损坏----再利用的全过程,无一不在变化之中。在绪言课上我 尽量多举例子开阔学生的视野,使学生感受到学习化学的必要性及学有所用的快感,激发学生的学习兴趣。另外,化学实验是培养学习兴趣的好方法。绪言课我专门设计了一些趣味实验,像“色酒变水”、“铁树开花”、“魔棒点灯”等。一个个奇妙的化学变化,无不使学生感到化学的魅力,这是“真实”的魔术。它更能吸引着学生去刻苦学习和探索。二、努力创造条件认真做好实验 化学是一门以实验为基础的自然科学.要充分发挥化学实验对学生的魅力,实验教学能 为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实,它具有目的性,探索性,现实性和易感知 性。 中学化学教学大纲强调指出:"实验教学可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知 识,培养学生能观察现象,分析问题,解决问题.初步掌握一些常用的化学实验技能,培养学生 实事求是,严肃认真的科学态度和科学方法".因此,化学实验是化学教育的一种最有效的教 学形式,它可以帮助学生获取化学知识,培养科学素质,激发学生学习兴趣,很多学生正是爱 实验才爱化学,因此教师在课堂上要引导学生看好演示实验,做好随堂实验,上好学生实验课, 并组织好化学课外活动,要创造条件让学生多动手做实验. (一) 通过演示实验,培养学生的思维能力,提高学生学习兴趣 演示实验为学生提供感性认识材料,并在此基础上引导学生探求新知.学生在观察的同 时便会伴随积极的思考,它是训练学生创造思维的重要契机,所以教师应善于利用从演示实 验的现象中获得的感性材料,引导学生进行" 去粗取精,去伪存真" ,由此及彼,由表及里的思维加工,经过科学的抽象,形成概念,进一步作出推理,从而实现由感性认识到理性认识的飞跃. 起初在做演示实验时,应注意把每个演示操作交代清楚,同时要说明道理,即为什么要这样做。 (二) 通过设计实验,培养学生的思维能力,提高学生学习兴趣 在学生具备了一定的化学基础知识,掌握了一定的化学实验操作技能的基础上,教师应有 目的地设计一些实验习题,要求学生按照实验目的要求,根据已学过的实验原理和方法,设计 出实验方案,同时对学生的实验操作提出具体要求,这是对学生进行科学训练,培养实事求是, 独立思考,开拓创新的一种途径. (三)通过课外小实验培养学生的思维的能力,提高学生学习兴趣 除了课堂实验教学要重视学生的思维训练,以提高实验教学质量外,还要提倡学生配合课内学习.在课外日常生活中,联系实际开展力所能及的化学小实验和解释社会生产,生活 中的某些化学现象,分析问题和解决问题的能力,激发学生学习兴趣.三、利用化学学科认识规律提高初中学生化学学习兴趣 (一)明确学习目标 一个学生的学习行为,只有在明确学习目标这后,才能产生长远的学习动机。为此,在教学中要根据化学教材内容,进行学习目标教育。对学生进行学习目标教育,使学生正确认识自己学习的社会意义,从而把自己学习与社会需要联系起来。对那些思想和学习都不要求上进的学生,还要把社会需要与他们的切身利益联系起来,使他们产生“危机感”,以此促使其逐步产生学习动力。在学习目标的激励下,养成认真踏实,勤奋学习的品质和知难而进,坚韧不拔的学习意志。 (二)注重灵活记忆和理解 大部分学习成绩不良的学生,思维呆板,习惯于机械模仿。如应用质量守恒定律时,按照反应物的质量总和等于生成物的质量总和去应用。对溶解度概念中要素记忆缺三少四,给应用知识结果带来错误。教学中要有意识地培养他们的记忆品格和方法,把片面不准的机械记忆转化为完整的理解记忆。使他们的记忆服从于教材的要求。我们也可以通过启发式教学,使学生把死记硬背转变成了灵活应用。 (三)化抽象为具体 学生学习时,善于记忆具体形象的事物,不善于记忆抽象的概念。教学时要充分利用化学实验、模型、幻灯、图象和学生熟悉的事物,来揭示具体现象的本质。从而由具体的感性认识,逐渐上升到抽象的理性认识,随后形成正确的化学概念。 (四)手脑心并用 不少学生学习时,不知怎样理解概念和掌握化学规律,只用脑死记硬背,致使成绩不佳。教师要抓住初中学生好动、好想、好问的特点,尽可能将化学教材中的演示实验,让学生自己去做,去观察、思考。这样有利于学生对概念的理解,规律的掌握;有利于调动学生学习的积极性;有利于培养学生的实验技能和智力开展。总的来说,要促使他们多种感官并用。 (五)注意和其它学科联系 物理、数学、生物有很多知识可以用到化学学习上,例如数学上正比例解题方法可以应用到化学式的计算和化学方程式的计算,这样很好理解和接受。

⑺ 中学生为什么学习化学

原因如下:

1.因为万物都需要发展,未来国家的发展,一定需要有人从基础学科方面进行科研探究,如果在中学阶段能普及一些基础知识,好好引导,对于化学感兴趣的同学,说不定会对未来的专业选择,偏向于化学学科的继续学习研究。

2.化学的的确确与我们的生活息息相关,学会一些基本的化学知识,对于中学生的一些日常生活,户外活动都十分有用。

3.关于升学和考试,这是我觉得不需要谈及,但又必须提到的,任何一门学科的存在,绝对有它存在的道理,我们可以质疑,但如果质疑某一个问题,最好能够提出质疑的原因。万事万物,存在即合理。

知识技能

1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识。

2.掌握无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学(含结构化学)、化学工程及化工制图的基础知识、基本原理和基本实验技能。

3.了解相近专业的一般原理和知识。

4.了解国家关于科学技术、化学相关产业、知识产权等方面的政策、法规。

5.了解化学的理论前沿、应用前景、最新发展动态,以及化学相关产业发展状况。

6.掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。

⑻ 初中如何学好化学

一、激发兴趣,引导学生乐学

伟大的科学家爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师”。兴趣是求知的巨大动力,发明创造的源泉。兴趣的培养在于诱导。教师在教学过程中应因势利导,引导他们及时排除不利于发展学生认识兴趣的因素。有针对性地帮助他们扫除学习中的障碍,唤起他们对学习的兴趣,使他们能积极主动自觉地学。
学生刚接触化学,开始会对化学颇有些兴趣,尤其对化学实验更感到有意思。但当学到化学用语、无素符号和基本概念时,常会感到抽象难懂、枯燥乏味,往往会把化学视为“第二外语”或认为化学是一门“死记硬背”的学科,有可能会使原有的兴趣消失。如何在教学中培养和保持学生学习化学的兴趣,引导学生突破初中化学知识的分化,使原有的、暂时的兴趣转变为稳定的、持久的兴趣?为此我们及时对学生进行了化学史教育,讲化学的发展和形成,结合书本介绍科学家探索化学奥秘的轶事,如道尔顿提出近代原子学说,居里夫人一生荣获两次诺贝尔奖,谈闻名世界的中国古代发明如造纸术、火药等,论化学与现代化建设和生活的密切关系。使学生清楚地认识到:化学用语是国际通用的语言,是国际上用来表示物质的组成、结构和变化规律的一种特殊形式的交流工具。并感到学好化学知识是多么重要,他将直接关系到祖国的发展和建设。这样做增强了他们学习的自觉性和积极性。
初中化学需识记的知识比较多,有时又很集中。如教材中第一章第六节里一下就出现了二十七种元素符号,让学生很难记住,为此我们从讲绪言开始,将需记住的元素符号分批分期地布置给学生,并经常提问检查。我们把元素符号、原子团等制成小卡片,把化合价编成顺口溜,把重点内容写成韵语,简化记忆。例如在氢气还原氧化铜的实验过程中,应是先通氢气,把试管内空气排净后再用酒精灯加热,当黑色氧化铜完全变为红色铜时,要先撤酒精灯,等试管完全冷却后再撤掉氢气流。这个实验经演示讲解后,我们用氢―灯―灯―氢四个字来表示,使学生很快地掌握,并能完整准确地说出其四个字顺序的含义及为什么。

二、精讲多练,提高教学效率

提高教学效率是现代教学的基本要求,是提高教学质量的关键。教学是师生的共同活动。在教学过程中应调动学生学习的积极性,但必须是在充分发挥教师主导作用下才能真正做到。如果教学中形成满堂灌、注入式的局面,或者教师放任自流,学生各行其是,都不能保证教学质量。
教学过程是在教师指导下的认识过程。就初中化学课来说,我们主要培养学生的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力和创新能力。而这些能力的提高,关键在于教师的启发和引导。教师要在课堂四十五分钟内向学生传授化学基础知识和基本技能,并使他们能轻松接受,这必须要下一番工夫。它除了要求教师自身极渊博的知识,较强的表达能力和组织能力,还要在课前充分理解吃透教材,并且还应了解掌握学生,结合学生暴露的问题,瞄准学习目标,深入准确、画龙点睛地讲。要符合学生的认识规律,激发思维,扩大密度,使他们在短短的几十分钟内思维始终保持在最佳状态,只有这样才能取得良好的教学效果。
所谓精讲,既要配合教材内容,又要面向全体学生。精就是要突破重点,带过一般,设疑破难,创造思维情境。练是巩固知识的途径之一,练要练到点子上,要精心设计一些针对性较强的问题,引导学生在分析研究这些问题的过程中,掌握所学知识。能让他们亲自动手操作的或口头表达练习的,就尽可能让他们动手动口实践,以达到真正掌握知识,举一反三的目的。例如学完碳这一章时,我们组织学生在氢气还原氧化铜实验与氧化碳和碳分别还原氧化铜作对比分析,进而明确异同点及可燃性和还原性,进一步复习巩固了氧化还原反应和实验装置及实验步骤等。
初中化学知识主要分为基本概念、基本原理、元素及其化合物和化学计算四大部分。就拿元素及其化合物来说,知识内容庞杂,涉及到三十多种元素,七十多种化合物和众多的化学方程式,如若把这些知识孤立地讲,往往会事倍功半。但只要抓住他们的内在联系,区别异同,进行归纳对比,形成网络,抓住其实质就可以收到事半功倍的效果。在教学中通过观察学生的表情、举动以及接受效果,针对学生感到有困难的地方,教材的关键点、知识联系的转折点以及易混淆的地方,结合思考题给学生以点拨、启发和疏通。例如在总复习时,我们把氢气、氧气、二氧化碳三种气体进行综合归纳对比,让学生亲自动手,把常见仪器的使用、基本操作和气体收集,集中于气体的制备之中。通过此实验使学生对上述三种气体的性质、用途、制取装置、原理、收集检验等知识进一步加深理解和掌握。为此教师还应具有对教材另外要加强和改进化学实验,给学生创造条件。教师可设计某一实验、检验内容,让学生亲自动手动脑设计完成实验。也可把部分课堂演示实验直接改为学生实验,以增强学生的感性认识。这有利于化学概念的形成,从而培养了学生观察、思维、实验和自学能力。

⑼ 初中化学涉及的科学家及其成就

拉瓦锡
安托万-洛朗·拉瓦锡 (1743-1794)生于巴黎。拉瓦锡与他人合作制定出化学物种命名原则,创立了化学物种分类新体系。拉瓦锡根据化学实验的经验,用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作,特别是他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础,因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。
在学校是一个天才男孩。20岁时因出色地撰写了巴黎街道照明的设计文章而获得法国科学院的嘉奖。几年之后,即1768年,他被评选为法国科学院的“名誉院士”。
他为后人留下的杰作是《化学概要》,这篇论文标志着现代化学的诞生。在这篇论文中,拉瓦锡除了正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外,在历史上还第一次开列出化学元素的准确名称。名称的确立建立在物质是由化学元素组成的这个基础之上。而在此之前,这些元素有着不同的称谓。在书中,拉瓦锡将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整理得有条有理。
化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位,并且获律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师,家境富有。所以拉瓦锡没有马上去律师,那时他对植物学发生了兴趣,经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下,拉瓦锡师从巴黎著名的化学鲁教授伊勒教授。从此,拉瓦锡就和化学结下不解之缘。
拉瓦锡的对化学的第一个贡献便是从试验的角度验证并总结了质量守恒定律。早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。
拉瓦锡用硫酸和石灰合成了石膏,当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细称量了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。他的导师鲁伊勒把失去水蒸气称为“结晶水”,从此就多了一个化学名词……结晶水。这次意外的成功使拉瓦锡养成了经常使用天平的习惯。由此,他总结出质量守恒定律,并成为他进行实验、思维和计算的基础。为了表明守恒的思想,用等号而不用箭头表示变化过程。如糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:
葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精
这正是现代化学方程式的雏形。为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,拉瓦锡又撰文写到:
“可以设想,参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式,再假定方程式中的某一项是未知数,然后通过实验,算出它们的值。这样,就可以用计算来检验实验,再用实验来验证计算。我就经常用这种方法修正实验初步结果,使我能通过正确的途径改进实验,直到获得成功。”
拉瓦锡最重要的发现:燃烧原理,是他对化学研究的第二大贡献。伟大的科学家描述了最重要的气体:氧、氮和氢的作用。拉瓦锡最重要的发现是关于燃烧的原理。之所以能够有此发现,是因为他第一次准确地识别出了氧气的作用。事实上,科学家确认燃烧是氧化的化学反应,即燃烧是物质同某种气体的一种结合。拉瓦锡为这种气体确立了名称,即氧气,事实上就是“成酸的元素”的意思。
拉瓦锡最终排除了当时流行极广的关于“燃素”的错误看法。按照那种理论,在燃烧期间,任何被燃烧的物质同一种被称为“燃素”的物质相分离。“燃素”被认为是整个燃烧过程的主导者。
拉瓦锡还识别出了氮气。这种气体早在1772年就被发现了,但却被命名了一个错误的名称——“废气”(意思是“用过的气”,也就是没有燃素的气,因此不会再被用作燃烧的气)。拉瓦锡则发现这种“气体”实际上是由一种被称为氮的气体构成的,因为它“无活力”(来源于希腊语azofe)。后来,他又识别出了氢气,这个名称的意思是“成水的元素”。拉瓦锡还研究过生命的过程。他认为,从化学的观点看,物质燃烧和动物的呼吸同属于空气中氧所参与的氧化作用。
1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了定量的白磷,使之燃烧、冷却后又称量灰烬(P2O5)的质量,发现质量竟然增加了!他又燃烧硫磺,同样发现灰烬的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。于是他又改进实验的方法:将白磷放入一个钟罩,钟罩里留有一部分空气,钟罩里的空气用管子连接一个水银柱(注:测定空气的压力)。加热到40℃时白磷就迅速燃烧,水银柱上升。拉瓦锡还发现“1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色灰烬(P2O5)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量基本接近”。
拉瓦锡的发现和当时的燃素学说是相悖的。燃素学说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将新化学命名为“反燃素化学”。
1775年,拉瓦锡对氧气进行研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,实际上是吸收了氧气,与氧气化合,这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说。
1777年,拉瓦锡批判燃素学说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。”
1777年9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断与古代炼丹术的联系,揭掉神秘和臆测的面纱,取而代之的是科学实验和定量研究。化学由此也进入定量化学(即近代化学)时期。因此称拉瓦锡是近代化学的奠基者,他当之无愧。
拉瓦锡对化学的第三大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”
在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
1.简单物质,光、热、氧、氮、氢等物质元素。
2.简单的非金属物质,硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等,其氧化物为酸。
3.简单的金属物质,锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等,被氧化后生成可以中和酸的盐基。
4.简单物质,石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。
1789年法国大革命爆发,拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。被诬陷与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日处以绞刑。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”

门捷列夫

俄罗斯化学家门捷列夫(1834.2.7~1907.2.2),生在西伯利亚。他从小热爱劳动,喜爱大自然,学习勤奋。

1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时,深为无机化学的缺乏系统性所困扰。于是,他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据,把前人在实践中所得成果,凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动,为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上,发现一些元素除有特性之外还有共性。例如,已知卤素元素的氟、氯、溴、碘,都具有相似的性质;碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时,都很快就被氧化,因此都是只能以化合物形式存在于自然界中;有的金属例铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀,正因为如此它们被称为贵金属。
于是,门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后,他发现了元素化学性质的规律性。

因此,当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单,轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的,门捷列夫却认真地回答说,从他立志从事这项探索工作起,一直花了大约20年的功夫,才终于在1869年发表了元素周期律。他把化学元素从杂乱无章的迷宫中分门别类地理出了一个头绪。此外,因为他具有很大的勇气和信心,不怕名家指责,不怕嘲讽,勇于实践,敢于宣传自己的观点,终于得到了广泛的承认。为了纪念他的成就,人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium,即“钔”。

元素周期律

元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律:元素的性质,随着原子量的增加呈周期性的变化,但又不是简单的重复。门捷列夫根据这个道理,不但纠正了一些有错误的原子量,还先后预言了15种以上的未知元素的存在。结果,有三个元素在门捷列夫还在世的时候就被发现了。1875年,法国化学家布瓦博德兰,发现了第一个待填补的元素,命名为镓。这个元素的一切性质都和门捷列夫预言的一样,只是比重不一致。门捷列夫为此写了一封信给巴黎科学院,指出镓的比重应该是5.9左右,而不是4.7。当时镓还在布瓦博德兰手里,门捷列夫还没有见到过。这件事使布瓦博德兰大为惊讶,于是他设法提纯,重新测量镓的比重,结果证实了门捷列夫的预言,比重确实是5.94。这一结果大大提高了人们对元素周期律的认识,它也说明很多科学理论被称为真理,不是在科学家创立这些理论的时候,而是在这一理论不断被实践所证实的时候。当年门捷列夫通过元素周期表预言新元素时,有的科学家说他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通过实践,门捷列夫的理论受到了越来越普遍的重视。

后来,人们根据周期律理论,把已经发现的100多种元素排列、分类,列出了今天的化学元素周期表,张贴于实验室墙壁上,编排于辞书后面。它更是我们每一位学生在学化学的时候,都必须学习和掌握的一课。

现在,我们知道,在人类生活的浩瀚的宇宙里,一切物质都是由这100多种元素组成的,包括我们人本身在内。

可是,化学元素是什么呢?化学元素是同类原子的总称。所以,人们常说,原子是构成物质世界的“基本砖石”,这从一定意义上来说,还是可以的。然而,化学元素周期律说明,化学元素并不是孤立地存在和互相毫无关联的。这些事实意味着,元素原子还肯定会有自己的内在规律。这里已经蕴育着物质结构理论的变革。

终于,到了19世纪末,实践有了新的发展,放射性元素和电子被发现了,这本来是揭开原子内幕的极好机会。可是门捷列夫在实践面前却产生了困惑。一方面他害怕这些发现“会使事情复杂化”,动摇“整个世界观的基础”;另一方面又感到这“将是十分有趣的事……周期性规律的原因也许会被揭示”。但门捷列夫本人就在将要揭开周期律本质的前夜,1907年带着这种矛盾的思想逝世了。

门捷列夫并没有看到,正是由于19世纪末、20世纪初的一系列伟大发现和实践,揭示了元素周期律的本质,扬弃了门捷列夫那个时代关于原子不可分的旧观念。在扬弃其不准确的部分的同时,充分肯定了它的合理内涵和历史地位。在此基础上诞生的元素周期律的新理论,比当年门捷列夫的理论更具有真理性。

沈括
在化学方面,沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点,首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富,“生于地中无穷”,还预料到“此物后必大行于世”,这一远见已为今天所验证。另外,“石油”这个名称也是沈括首先使用的,比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石脑油、石烛等名称都贴切得多。在《梦溪笔谈》中有关“太阴玄精”(石膏晶体”的记载里,沈括形状、潮解、解理和加热失水等性能的不同区分出几种晶体,指出它们虽然同名,却并不是一种东西。他还讲到了金属转化的实例,如用硫酸铜溶液把铁变成铜的物理现象。他记述的这些鉴定物质的手段,说明当时人们对物质的研究已经突破单纯表面现象的观察,而开始向物质的内部结构探索进军了。

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