『壹』 急求物理发明和化学发明!!!
物理发明:
买两块小镜子。用硬纸片做两个直角弯头圆筒,直径比小镜子稍大。在纸筒的两直角处各开一个45度的斜口,将两面小镜子相对插入斜口内(如图所示),用纸条粘好,把两个直角筒套在一起,即成一个简单的潜望镜。
潜望镜的用途很广,在步兵的战壕里观察前方的战况以及在坦克的驾驶室及炮长的瞄准都用到了潜望镜。同学们通过制作简单的潜望镜可以了解光的反射现象以及光路设计原理。
自制喷雾器
【制作方法】
取一只玻璃瓶,瓶塞上插入两根细长的玻璃管A和B,其中管A的下端应伸到接近瓶底,其上端露出瓶外,成直角,并套接一段带弹簧夹的橡皮管,橡皮管的另一端再接上一段带尖嘴的玻璃管C。B管在瓶外的一端用橡皮管与注射器的注射头相接。
【使用方法】
先在瓶内装水到接近瓶口,使瓶内只留少量空气。然后用注射器把水注入瓶内,并保持柱塞不动,而后松开弹簧夹,水就从玻璃管C的尖嘴成雾状喷出
化学发明:
蜡烛灯
蜡烛是人们常用的一种照明工具,但烛焰怕风,烛体不易固定,亮度不能控制。怎样改进这些缺点呢?湖北监利中学的柳国弘同学先考虑固定烛体与防风,他将蜡烛插在一个铁筒中,罩上一个玻璃罩。他联想到卡口式灯泡的固定方式,并借用到蜡烛灯上,安了个弹簧以使烛焰保持在灯罩的最佳中心位置。
怎样使蜡烛不流泪呢?解决这个问题,必须不断降低蜡烛顶部温度,使热量向四周传导散发。汽车的发动机前面均有金属散热片,是否也可以借鉴到蜡烛灯上来呢?他在润肤香脂金属盒上钻一个大孔,将剪好的散热片剪成电扇片的形状,在中心打一个同样的大孔,将剪好的散热片焊接在盒上(两者的大孔要对齐)。
怎样控制烛焰的亮度呢?他受煤气炉的空气阀的启发,用内外两个带气窗的套圈套在一起(内圈用散热片下面的铁盒,外圈用一另做的塑料圈),通过转动气门来控制空气流量,实现了调节烛焰亮度的愿望。这个发明可说是一项2"移花接木"的综合体,灯罩是从煤油灯来的,固定方式是从卡口灯泡来的,散热片是从汽车来的。
『贰』 化学小发明
找个橘子,找一点电池的皮,找点铝线,中间用导线连好,中见还连个灯泡,灯泡回亮,看行不?
『叁』 化学的坏处
今日化学何去何从?
徐光宪
今日化学何去何从?对于这个问题有两种回答:第一种回答:化学已有200余年的历史,是一门成熟的老科学,现在发展的前途不大了;21世纪的化学没有什么可搞了,将在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。第二种回答:20世纪的化学取得了辉煌的成就,21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉,相互渗透,相互促进中共同大发展。本文主张第二种回答。
一、20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同
在20世纪的100年中,化学与化工取得了空前辉煌的成就。这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达,就是2 285万。1900年在Chemical Abstracts(CA)上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番,到1945年达到110万种。再经过25年,又翻一番,到1970年为236.7万种。以后新化合物增长的速度大大加快,每隔10年翻一番,到1999年12月31日已达2 340万种。所以在这100年中,化学合成和分离了2 285万种新化合物、新药物、新材料、新分子来满足人类生活和高新技术发展的需要,而在1900年前的历史长河中人们只知道55万种。从上面的数字还可以看出,化学是以指数函数的形式向前发展的。没有一门其他科学能像化学那样在过去的100年中创造出如此众多的新化合物。这个成就用“空前辉煌”来描述并不过分。但“化学家太谦虚”(这句话是Nature杂志在2001年的评论中说的,参见文献〔1〕),不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。因此20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。
二、20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术
报刊上常说20世纪发明了六大技术:
1.包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术;
2.基因重组、克隆和生物芯片等生物技术;
3.核科学和核武器技术;
4.航空航天和导弹技术;
5.激光技术;
6.纳米技术。
但却很少有人提到包括新药物、新材料、高分子、化肥和农药的化学合成(包括分离)技术。上述六大技术如果缺少一两个,人类照样生存。但如没有发明合成氨、合成尿素和第一、第二、第三代新农药的技术,世界粮食产量至少要减半,60亿人口中的30亿就会饿死。没有发明合成各种抗生素和大量新药物的技术,人类平均寿命要缩短25年。没有发明合成纤维、合成橡胶、合成塑料的技术,人类生活要受到很大影响。没有合成大量新分子和新材料的化学工业技术,上述六大技术根本无法实现。这些都是无可争辩的事实。
但化学和化工界非常谦虚,从来不提抗议。我们应该理直气壮地大力宣传20世纪发明了七大技术,即化学合成(包括分离)技术和上述六大技术。这七大技术发明可以按照人类需要的迫切性和由它们衍生的产业规模的大小来排序:
(1)从人类对七大技术发明的需要迫切性来看,化学合成和分离技术应当排名第一,已如前述,因为它是人类生存的绝对需要,没有它,全世界一半人口要饿死。它还为其余六大技术发明提供了不可或缺的物质基础。国外传媒把哈勃(Haber)的合成氨技术(Haber process)评为20世纪最重要的发明,是很有道理的。
排名第二的是信息技术,第三是生物技术,以下依次是航空航天技术,核技术,纳米技术和激光技术。也许有人会问汽车产业不是比飞机还重要吗?但第一辆内燃机汽车是德国人在1886年发明的,所以汽车、火车、炼钢等都是19世纪发明的重大技术。而合成氨技术是哈勃在1909年发明,在1918年因而获得诺贝尔化学奖。高分子合成技术是20世纪50年代发展起来的。新药物、新材料的合成更是近50年的事。因此合成化学技术是20世纪的重大发明。
(2)从20世纪的七大技术发明衍生的产业规模及其对世界经济的影响来看,排名次序如下:第一是信息产业,第二是由化学合成(包括分离)技术衍生的石油化工、精细化工、高分子化工和药物、农药工业等产业,以及从空气中分离出氧气和氮气,从电解水中分离出氢气,作为电动汽车的燃料,为解决将来水资源缺少的海水淡化产业等。
第三是飞机、航天、人造卫星及导弹产业,第四是核电站和核工业。这4个产业都是非常大的产业。其中在核产业中,有很大一部分是化工产业,如核燃料的前处理和后处理工业,重氢、重水工业、稀有元素冶炼工业等,又如信息产业和航空航天导弹卫星产业中,都依靠冶金、稀有元素冶炼和高分子等化学合成产业。
相对于前述4个产业而言,排在第五的生物技术产业、排在第六的纳米技术产业和排在第七的激光技术产业这3个现在还是小产业。其中纳米产业实际上是化学家发明C60等巴基球和碳纳米管等衍生出来的合成化学产业,以及用各种方法把化学物质制成纳米尺度的合成产业。
所以20世纪和21世纪上半叶理应称为信息和化学合成时代,要到21世纪下半叶才能称为生物技术时代,因为目前生物技术的实际应用和产业规模还很小,远远不及信息产业和合成化工产业。
三、化学是一门中心科学
化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。
1.化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单,但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂,除了用本门科学的方法以外,如果借用上游科学的理论和方法,往往可收事半功倍之效。化学是中心科学,是从上游到下游的必经之地,永远不会像有些人估计的那样将要在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。
2.化学又是一门社会迫切需要的中心科学,与我们的衣、食、住(建材、家具)、行(汽车、道路)都有非常紧密的联系。我国高分子化学家胡亚东教授最近发表文章指出:高分子化学的发展使我们的生活基本被高分子产品所包围。化学又为前述六大技术提供了必需的物质基础。
3.化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学(sun-rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。
化学与八大朝阳科学之间产生了许多重要的交叉学科,但化学家非常谦虚,在交叉学科中放弃冠名权。例如“生物化学”被称为“分子生物学”,“生物大分子的结构化学”被称为“结构生物学”,“生物大分子的物理化学”被称为“生物物理学”,“固体化学”被称为“凝聚态物理学”,溶液理论、胶体化学被称为“软物质物理学”,量子化学被称为“原子分子物理学”等。
又如人类基因计划的主要内容之一实际上是基因测序的分析化学和凝胶色层等分离化学,但社会上只知道基因学,看不到化学家在其中有什么作用。再如分子晶体管、分子芯片、分子马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开始研究的,但开创这方面研究的化学家却不提出“化学器件学”这一新名词,而微电子学专家马上看出这些研究的发展远景,并称之为“分子电子学”。
又如化学家合成了巴基球C60,于1996年被授予诺贝尔化学奖,后来化学家又做了大量研究工作,合成了碳纳米管。但是许多由这一发明所带来的研究被人们当作应用物理学或纳米科学的贡献。
内行人知道分子生物学正是生物化学的发展。在这个交叉领域里化学家与生物学家共同奋斗,把科学推向前进。但在中学生或外行看来,“分子生物学”中“化学”一词消失了,觉得化学的领域越来越小,几乎要在生物学与物理学的夹缝中消亡。
这样,化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。世界著名的Nature杂志也为化学家鸣不平,在2001年 发表了社论说:“化学的形象被其交叉学科的成功所埋没”。但化学家仍然很谦虚,居然不喊不叫也不抱怨。化学家的谦虚本是美德,但因此而在社会上造成化学是落日科学(sunset science)的印象,吸引不到优秀的年轻学生,这个问题就大了。
四、化学有没有理论
有人说:“化学没有理论,只是一堆白菜,21世纪的化学没有什么可搞的了”。这也是化学不被认同的理由之一。对于这个问题,我国著名化学家唐敖庆院士有很好的回答,他指出19世纪的化学有三大理论成就:
1.经典原子分子论,包括建筑在定比、倍比和当量定律基础上的道尔顿原子论,以及包括碳4价及开库勒提出的苯分子结构等工作为中心内容的分子结构和原子价理论。
2.门捷列夫的化学元素周期律。
3.C.M.古尔德贝格和P.瓦格提出的质量作用定律是宏观化学反应动力学的基础。
道尔顿的原子论和门捷列夫的化学元素周期律对于20世纪玻尔建立原子的壳层结构模型具有十分重要的借鉴作用。所以化学和物理学这两个姐妹学科是互相促进的。
20世纪的化学也有三大理论成就:
1.化学热力学,可以判断化学反应的方向,提出化学平衡和相平衡理论。
2.量子化学和化学键理论,量子化学家鲍林提出的氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型,为1953年沃生和克里克提出DNA分子的双螺旋模型奠定了基础,后者又为破解遗传密码奠定基础。所以化学与生物学也是互相促进的。
3.20世纪60年代发展起来的分子反应动态学。
没有这三大理论,要取得合成2 285万种化合物的辉煌成就是不可能的。因此,“化学没有理论,只是一堆白菜”的说法,是不公正的。
到了21世纪,世界数学家协会提出七大数学难题,筹集了700万美元,悬赏100万美元给每一个难题的解决者。
物理学提出了五大理论难题:
1.4种作用力场的统一问题,相对论和量子力学的统一问题。
2.对称性破缺问题。
3.占宇宙总质量90%的暗物质是什么的问题。
4.黑洞和类星体问题。
5.夸克禁闭问题等。
21世纪的生物学也有重大难题和奋斗目标:
1.后基因组学和人类疾病的消除。
2.蛋白质组学。
3.脑科学。
4.生物如何进化?生命如何起源等。
但化学家又比较谦虚,好像没有人明确提出哪些是化学要解决的世纪难题。这样与物理学和生物学相比,就会显得化学没有什么伟大的目标了。其实化学家心目中是有自己的奋斗目标的,只是不愿多说。但这又造成“化学无理论”的错误印象。这是近年来在世界范围内出现的淡化化学的思潮的主观原因之一。那么化学果真提不出重大难题吗?作者曾经初步提出21世纪化学有四大难题。
五、21世纪化学的四大难题
1.化学的第一根本规律(第一个世纪难题):建立精确有效而又普遍适用的化学反应的含时多体量子理论和统计理论。
化学是研究化学变化的科学,所以化学反应理论和定律是化学的第一根本规律。19世纪C.M.古尔德贝格和P.瓦格提出的质量作用定律,是最重要的化学定律之一,但它是经验的、宏观的定律。
H.艾林的绝对反应速度理论是建筑在过渡态、活化能和统计力学基础上的半经验理论。过渡态、活化能和势能面等都是根据不含时间的薛定谔第一方程来计算的。所谓反应途径是按照势能面的最低点来描绘的。这一理论和提出的新概念虽然非常有用,但却是不彻底的半经验理论。
近年来发展了含时Hartree-Fock方法,含时密度泛函理论方法,以酉群相干态为基础的电子-原子核运动方程理论,波包动力学理论等。但目前这些理论方法对描述复杂化学体系还有困难。
所以建立严格彻底的微观化学反应理论,既要从初始原理出发,又要巧妙地采取近似方法,使之能解决实际问题,包括决定某两个或几个分子之间能否发生化学反应?能否生成预期的分子?需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应?如何在理论指导下控制化学反应?如何计算化学反应的速率?如何确定化学反应的途径?等等,是21世纪化学应该解决的第一个难题。
2.化学的第二个世纪难题:分子结构及其和性能的定量关系。
这里“结构”和“性能”是广义的,前者包含构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等,后者包含物理、化学和功能性质以及生物和生理活性等。虽然W.Kohn从理论上证明一个分子的电子云密度可以决定它的所有性质,但实际计算困难很多,现在对结构和性能的定量关系的了解,还远远不够。要大力发展密度泛函理论和其他计算方法。这是21世纪化学的第二个重大难题。例如:
① 如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料?
② 如何使宏观材料达到微观化学键的强度?例如“金属胡须”的抗拉强度比通常的金属丝大一个数量级,但还远未达到金属-金属键的强度,所以增加金属材料强度的潜力是很大的。又如目前高分子纤维达到的强度要比高分子中的共价键的强度小两个数量级。这就向人们提出如何挑战材料强度极限的大难题。
③ 溶液结构和溶剂效应对于性能的影响。
④ 具有单分子和多分子层的膜结构和性能的关系。以上各方面是化学的第二个根本问题,其迫切性可能比第一个问题更大,因为它是解决分子设计和实用问题的关键。
3.化学的第三个世纪难题:生命现象中的化学机理问题。
充分认识和彻底了解人类和生物体内分子的运动规律,无疑是21世纪化学亟待解决的重大难题之一。例如:
① 研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理,这是药物设计的基础。
② 化学遗传学为哈佛大学化学教授Schreiber所创建。他的小组合成某些小分子,使之与蛋白质结合,并改变蛋白质的功能,例如使某些蛋白酶的功能关闭。这些方法使得研究者们不通过改变产生某一蛋白质的基因密码就可以研究它们的功能,为开创化学蛋白质组学,化学基因组学(与生物学家以改变基因密码来研究的方法不同)奠定基础。因此小分子配体与生物大分子受体的相互作用的机理,是一个重大的理论化学问题,值得人们关注。
③ 光合作用的机理——活分子催化剂叶绿素如何利用太阳能把很稳定的CO2和H2O分子的化学键打开,合成碳水化合物〔CH2O]n,并放出氧气,供人类和其他动物使用。
④ 生物固氮作用的机理。
⑤ 搞清楚牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理,为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础。
⑥ 人类的大脑是用“泛分子”组装成的最精巧的计算机。如何彻底了解大脑的结构和功能将是21世纪的脑科学、生物学、化学、物理学、信息和认知科学等交叉学科共同来解决的难题。
⑦ 了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理。
⑧ 了解从化学进化到手性和生命起源的飞跃过程。
⑨ 如何实现从生物分子(biomolecules)到分子生命(molecular life)的飞跃?如何制造活的分子(make life),跨越从化学进化到生物进化的鸿沟。
⑩ 蛋白质和DNA的理论研究。
4.化学的第四个世纪难题:纳米尺度的基本规律。
当尺度在十分之几到10 nm的量级,正处于量子尺度和经典尺度的模糊边界(fuzzy boundary)中,有许多新的奇异特性和新的效应,新的规律和重要应用,值得理论化学家去探索研究。下面举例说明纳米效应:
① 如以银的熔点和银粒子的尺度作图,则当粒子尺度在150 nm以上时,熔点不变,为960.3 ℃,即通常的熔点。以后熔点随尺度变小而下降,到5 nm时为100 ℃。又如金的熔点为1 063 ℃,纳米金的熔化温度却降至330 ℃。在纳米尺度,热运动的涨落和布朗运动将起重要的作用。因此许多热力学性质,包括相变和“集体现象”(collective phenomena)如铁磁性、铁电性、超导性和熔点等都与粒子尺度有重要的关系。
② 纳米粒子的比表面很大,由此引起性质的不同。例如纳米铂黑催化剂可使乙烯催化反应的温度从600 ℃降至室温。这一现象为新型常温催化剂的研制提供了基础,有非常重要的应用前景。纳米催化剂能否降低反应活化能?这是值得研究的一个理论问题。
③ 当代信息技术的发展,推动了纳米尺度磁性(nanoscale magnetism)的研究。
④ 电子或声子的特征散射长度,即平均自由程,在纳米量级。当纳米微粒的尺度小于此平均自由途径时,电流或热的传递方式就发生质的改变。
⑤ 与微粒运动的动量p=mV相对应的de Broglie波长l=h/p,通常也在纳米量级,由此产生许多所谓“量子点”(quantum dots)的新现象。所以纳米分子和材料的结构与性能关系的基本规律是21世纪的化学和物理需要解决的重大难题之一。
六、化学家缺少品牌意识,没有在社会上树立化学的美好品牌
化学没有树立品牌,化学与化工被认为是污染源,这也是缺少生源的原因之一。其实,造成环境污染的不仅仅是化学,更重要的是森林破坏,水土流失,沙漠化和沙尘暴,汽车尾气排放,煤燃烧等。而分析、监测、治理环境污染的正是化学家。化学家已提出绿色化学的奋斗目标。化学家不但要认识世界、改造世界,还要保护世界。
『肆』 一 二战时的重大化学发明
19世纪末, 电子、X射线和放射性 的发现为化学在20世纪的重大进展创造了条件。 在结构化学方面,由于电子的发现开始并确立的现代的有核原子模型,不仅丰富和深化了对元素周期表的认识,而且发展了分子理论。应用量子力学研究分子结构,产生了 量子化学 。 从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了 价键理论、分子轨道理论和佩位场理论。 化学反应理论也随着深入到微观境界。应用X射线作为研究物质结构的新分析手段,可以洞察物质的晶体化学结构。测定化学立体结构的衍射方法, 有X射线衍射、电子衍射和中子衍射等方法。其中以X射线衍射法的应用所积累的精密分子立体结构信息最多。 研究物质结构的谱学方法也由可见 光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁共振谱、电子自选共振谱、光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等, 与计算机联用后,积累大量物质结构与性能相关的资料,正由经验向理论发展。电子显微镜放大倍数不断提高,人们以可直接观察分子的结构。 经典的元素学说由于放射性的发现而产生深刻的变革。 从放射性衰变理论的创立、同位素的发现到人工核反应和核裂变的实现、氘的发现、中子和正电子及其它基本粒子的发现 ,不仅是人类的认识深入到亚原子层次,而且创立了相应的实验方法和理论;不仅实现了古代炼丹家转变元素的思想,而且改变了人的宇宙观。 作为20世纪的时代标志,人类开始掌握和使用核能。 放射化学和核化学 等分支学科相继产生,并迅速发展; 同位素地质学、同位素宇宙化学等交叉学科 接踵诞生。元素周期表扩充了,以有109号元素,并且正在探索超重元素以验证元素“稳定岛假说”。与现代宇宙学相依存的元素起源学说和与演化学说密切相关的核素年龄测定等工作,都在不断补充和更新元素的观念。 合成各种物质,是化学研究的目的之一。在无机合成方面,首先合成的是氨。氨的合成不仅开创了无机合成工业,而且带动了催化化学,发展了化学热力学和反应动力学。后来相继合成的有 红宝石、人造水晶、硼氢化合物、金刚石、半导体、超导材料和二茂铁等配位化合物。 在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推动下,各种 超纯物质、新型化合物和特殊需要的材料的生产技术 都得到了较大发展。稀有气体化合物的合成成功又向化学家提出了新的挑战,需要对零族元素的化学性质重新加以研究。无机化学在与有机化学、生物化学、物理化学等学科相互渗透中产生了有机金属化学、生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。 酚醛树脂的合成, 开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成,使高分子的概念得到广泛的确认。后来,高分子的合成、结构和性能研究、应用三方面保持互相配合和促进,使高分子化学得以迅速发展。 各种 高分子材料合 成和应用,为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术,以及人们衣食住行各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。高分子工业发展为化学工业的重要支柱。 20世纪是 有机合成的 黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展,许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决,还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂,在此基础上,精细有机合成,特别是在不对称合成方面取得了很大进展。 一方面,合成了各种有特种结构和特种性能的有机化合物;另一方面,合成了从不稳定的自由基到有生物活性的蛋白质、核酸等生命基础物质。有机化学家还合成了有复杂结构的天然有机化合物和有特效的药物。这些成就对促进科学的发展起了巨大的作用;为合成有高度生物活性的物质,并与其他学科协同解决有生命物质的合成问题及解决前生命物质的化学问题等,提供了有利的条件。
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『伍』 是谁发明的化学
俄罗斯著名的化学家门捷列夫 1907年1月27日,俄国首都彼得堡春寒料峭、寒风凛冽,温度表上的水银柱骤降到零下20多摄氏度。连太阳也似乎暗淡无光,而街道两旁点着的蒙上黑纱的灯笼,更着意渲染了一派悲哀凝重的气氛。 这时,街上出现了一支非常奇怪的送葬队伍。几万人的送葬队伍在街上缓慢地移动着,在队伍的最前面,既没有花圈,也没有遗像,而是由十几个青年学生扛着一块大木牌,上面画着好多方格,方格里写着“C”、“O”、“Fe”、“Zn”、“P”、“S”等元素符号。 原来,这是为俄罗斯著名的化学家门捷列夫举行的葬礼。木牌上画着的那张有好多方格的表,是化学元素周期表。这是门捷列夫一生对科学的最主要的贡献。 在追悼会上,人们反复引述了门捷列夫的格言:“什么是天才?终身努力,便成天才!”确实,天才的化学家门捷列夫的一生,是终身努力的一生。 门捷列夫出生于1834年,他出生不久,父亲就因双目失明出外就医,失去了得以维持家人生活的教员职位。门捷列夫14岁那年,父亲逝世,接着火灾又吞没了他家中的所有财产,真是祸不单行。1850年,家境困顿的门捷列夫藉着微薄的助学金开始了他的大学生活,后来成了彼得堡大学的教授。 幸运的是,门捷列夫生活在化学界探索元素规律的卓绝时期。当时,各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律。 1865年,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列,发现无论从哪一个元素算起,每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环,因此,他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”,并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。 显然,纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角,差点就揭示元素周期律了。不过,条件限制了他作进一步的探索,因为当时原子量的测定值有错误,而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素,只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来,所以他没能揭示出元素之间的内在规律。 可见,任何科学真理的发现,都不会是一帆风顺的,都会受到阻力,有些阻力甚至是人为的。当年,纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄,主持人以不无讥讽的口吻问道:“你为什么不按元素的字母顺序排列?” 门捷列夫顾不了这么多,他以惊人的洞察力投入了艰苦的探索。直到1869年,他将当时已知的各种元素的主要性质和原子量,写在一张张小卡片上,进行反复排列比较,才最后发现了元素周期规律,并依此制定了元素周期表。 门捷列夫的元素周期律宣称:把元素按原子量的大小排列起来,在物质上会出现明显的周期性;原子量的大小决定元素的性质;可根据元素周期律修正已知元素的原子量。 门捷列夫元素周期表被后来一个个发现新元素的实验证实,反过来,元素周期表又指导化学家们有计划、有目的地寻找新的化学元素。至此,人们对元素的认识跨过漫长的探索历程,终于进入了自由王国。 门捷列夫,这位化学巨人的元素周期表奠定了现代化学和物理学的理论基础。
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『陆』 改变世界的化学发明
唉……从远古以来,人类的许多发明不断改变着世界!!!!!
公元1916年
德国W.科塞尔提出电价键理论
美国G.N.路易斯提出共价键理论
美国I.朗缪尔导出吸附等温方程
荷兰P.德拜和瑞士P.谢乐发明 X射线粉末法
公元1919年
英国F.W.阿斯顿制成质谱仪
英国E.卢瑟福发现人工核反应
公元1920年
德国H.施陶丁格创立高分子线链型学说
公元1921年
德国O.哈恩发现同质异能素
公元1922年
捷克斯洛伐克J.海洛夫斯基发明极谱法
公元1923年
丹麦J.N.布伦斯惕提出酸碱质子理论
美国G.N.路易斯提出路易斯酸碱理论
英国P.德拜和德国E.休克尔提出强电解质稀溶液静电理论
公元1924年
德国W.O.赫尔曼和W.黑内尔制成聚乙烯醇
法国 L.-V.德布罗意提出电子等微粒具有波粒二象性假说
公元1925年
美国H.S.泰勒提出催化的活性中心理论
公元1926年
奥地利E.薛定谔提出微粒运动的波动方程
丹麦N.J.布耶鲁姆提出离子缔合概念
公元1927年
苏联H.H.谢苗诺夫和英国C.N.欣谢尔伍德分别提出支链反应理论
德国H.戈尔德施米特提出结晶化学规律
公元1928年
印度C.V.喇曼发现喇曼光谱
英国W.H.海特勒、F.W.伦敦和奥
地利E.薛定谔创立分子轨道理论
德国O.P.H.狄尔斯和K.阿尔德发现双烯合成
公元1929年
英国A.弗莱明发现青霉素
德国A.F.J.布特南特等分离并阐明性激素结构
公元1930年
英国C.N.欣谢尔伍德提出催化中间化合物理论
公元1931年
美国H.C.尤里发现氘(重氢)
美国L.C.鲍林和J.C.斯莱特提出杂化轨道理论
公元1932年
英国J.查德威克发现中子
公元1933年
美国L.C.鲍林提出共振论
E.春克尔制成丁苯橡胶
公元1934年
法国F.约里奥-居里和I.约里奥-居里发现人工放射性
英国E.W.福西特等制成高压聚乙烯
英国E.卢瑟福发现氚
W.库恩提出高分子链的统计理论
公元1935年
美国H.艾林、英国J.C.波拉尼和A.G.埃文斯提出反应速率的过渡态理论
美国W.H.卡罗瑟斯制成聚己二酰己二胺
英国B.A.亚当斯和E.L.霍姆斯合成离子交换树脂
公元1937年
意大利C.佩列尔和美国E.G.塞格雷人工制得锝
德国O.拜尔制成聚氨酯
英国帝国化学工业公司生产软质聚氯乙烯
公元1938年
德国P.施拉克制成聚己内酰胺
德国O.哈恩等发现铀的核裂变现象
公元1939年
法国M.佩雷发现钫
美国P.J.弗洛里提出缩聚反应动力学方程
公元1940年
美国E.M.麦克米伦和P.H.艾贝尔森人工制得镎
美国G.T.西博格和E.M.麦克米伦等人工制得钚
美国D.R.科森和E.G.塞格雷等发现砹
苏联Г.Н.弗廖罗夫和К.А.彼得扎克发现自发裂变
公元1941年
英国J.R.温菲尔德和J.T.迪克森制成聚对苯二甲酸乙二酯
公元1942年
意大利E.费密等在美国建成核反应堆
美国P.J.弗洛里和M.L.哈金斯提出高分子溶液理论
公元1943年
美国S.A.瓦克斯曼从链霉菌中析离出链霉素
公元1944年
美国G.T.西博格、R.A.詹姆斯和L.O.摩根人工制得镅
美国G.T.西博格、R.A.詹姆斯和A.吉奥索人工制得锔
美国R.B.伍德沃德合成奎宁碱
美国G.T.西博格建立锕系理论
公元1945年
瑞士G.K.施瓦岑巴赫利用乙二胺四乙酸二钠盐进行络合滴定
S.鲁宾研究出扣式电池
美国J.A.马林斯基和L.E.格伦丁宁等分离出钷…………
兄弟!太多了是不??!!!(我也这么觉得!!!)
就比如影响世界什么的就不用我们说了吧?!有什么作用就自己凑合办吧!
『柒』 哪些化学发明可获得专利
超牛的,解决大问题的。从来没有过的,别人想不到的。效果特别好的。当然也要能版够重复实施的。权
具体来讲,比如合成新的化学物质,制备出一种新配方的制剂,也就是说新的化学结构、配方和使用剂型都可以获得专利。一种已知化学物质的新用途也可以获得专利。
『捌』 和化学有关的十大发明
冶铁技术,炼钢技术,炼铜技术,制铝技术,提锡技术......
火药啦,陶瓷啦,做酒啦,制醋啦,做酸奶啦......
算得上十大发明吧?
『玖』 发明专利化学类的
一、引言
目前,我国发明专利年申请总量仅次于美国和日本,已成为名副其实的专利申请大国。2005年中国居民的专利申请量达到了9.3万项,比2004年增长42.1%,这个增幅是世界上最大的。从1995年到2005年的10年间,中国居民提交的专利申请增加了8倍以上。据国家知识产权局副局长李玉光所作报告指出,我国专利申请受理数量以每年30%的速度递增,截至2007年底,我国的发明专利申请量跃居世界第三。
虽然我国专利申请量近年来有了大幅度的增加,但国民的专利保护意识还需要不断加强,专利代理从业人员的业务素质仍需要大力提高,这样才能从根本上增强我国专利保护水平。与我国炼油化工行业的飞速发展相比,相应的专利保护则显得相对落后,除了与专利制度在我国实行较晚有关之外,一个重要的原因是化学领域相对于其他领域有极大的特殊性,这增加了化学领域专利保护的难度。
化学领域的这种特殊性具体表现在以下几方面:首先表现在工艺条件的复杂性,就一个化工过程而言,所涉及的工艺参数和影响因素不仅很多,而且相互交叉;第二在于化学发明能否实施往往难以预测,必须借助于实验结果加以证实才能得到确认;第三是有的化学产品结构尚不清楚,不得不借助于性能参数和/或制备方法来定义;此外还有发现一种化学产品新的性能和用途并不意味着其结构或组成的改变,因此不能视为新的产品等等[1]。因此,撰写化学领域专利申请文件对于刚开始从事专利代理行业的新手来说具有一定的难度,在实务操作过程中会遇到许多问题。
二、化学领域专利申请文件撰写常见问题
在撰写化学领域专利申请文件时遇到的问题相比于其它领域,有相似之处,也有特殊之处,下面列出了几类常见问题:
(一)前期检索工作不全面,没有找到最接近的现有技术,背景技术写得不准确,导致在递交了专利申请文件之后,增加了与审查员之间的沟通时间,延迟了授权时间。
(二)技术方案公开不充分,将关键组分或实验步骤省去,或者用自编的代号代替,使得所属领域的技术人员无法按照说明书内容实施该发明,从而造成专利申请被驳回。
(三)将发明内容全盘托出,原原本本将实验方案或实验过程写出来,虽然有新颖性和创造性,但即使专利获得授权,保护范围也将很窄。而且将一些原本可以作为技术秘密保护的创新点也一起公开,有点得不偿失,损害了申请人的利益。
(四)分不清必要技术特征。共有技术特征和区别技术特征一起称为必要技术特征,由于没有找出最接近现有技术,因此不能准确划界,所以在撰写独立权利要求时,不知哪些技术特征应该保留,哪些应该写进从属权利要求里,从而导致独立权利要求保护范围限定过小,或是缺乏必要技术特征,使得技术方案不完整。
(五)实施例不充分或者只是写成条件实验。正是由于化学领域发明的复杂性,影响因素多,变量多,所以有时实施例不充分,没有兼顾权利要求里所有的工艺条件或配方的数值范围,因此导致实施例不能很好地支持权利要求。此外,有时代理人在撰写实施例时直接采用发明人提供的条件实验数据,即同时只改变一个变量,其它因素不变从而得到一个实验结果,这种实施例的弊端在于他人很容易就可以从条件实验看出实验的变化规律,虽然说专利是以公开换取保护,但我们的原则是以适度的公开换取最大限度的保护,因此,要避免这种情况,最好是多个变量一起变化。
(六)发明效果描述不充分,没有令人信服的试验数据和试验方法,只有断言。虽然为了统一审查标准,审查指南里定义了一个掌握本领域所有现有技术但不具有创造能力的虚拟的人,即所属领域的技术人员[2],但即使如此,审查员在审查案例的过程中还是会或多或少地受主观因素的影响,因此,在描述发明创造所带来的良好效果时,需从各方面进行充分阐述,以说服审查员相信该发明创造具有创造性。
三、化学领域专利申请文件撰写的一点建议
以下几点建议对于撰写出一份高质量的专利申请文件应该会有所帮助。
(一)由于化学领域属于试验性较强的科学领域,影响发明结果的因素是多方面的,因此,在文件撰写过程中,要重视实施例的撰写。实施例一定要充分,而且实施例的数据和权利要求书的数据一定要一致,当有数据范围的时候两个端点值和中间值应该至少有一个实施例支持。一般的原则是,应当能足以理解发明如何实施,并足以判断在权利要求所限定的范围内都可以实施并取得所述的效果。
(二)在兼顾发明内容具有新颖性和创造性的基础上,要重视技术秘密的保护。对于化学领域专利申请,催化剂或组合物的配方、工艺条件等应当公开适度,即在保证所属领域的技术人员依据说明书所公开的内容能够实施该发明,同时具备新颖性和创造性的前提下,其它工艺技术特征就可以作为技术秘密保留下来,不予公开。
(三)不应单纯追求专利申请的数量,在充分检索现有技术的情况下,保证具有单一性的技术方案应当尽量合案申请,以节省费用。
(四)在撰写权利要求时要善于将保护范围从点扩展到面。申请人向专利代理人提交其发明时,大多时候只给出了一种实施方式,撰写独立权利要求时,若局限于此具体实施方式,往往会使其保护范围过窄,他人在实施时,只要稍加变化,就可能绕开此独立权利要求的保护范围而不侵权。所以代理人需要分析弄清发明的实质,尽量使用概括性的描述来撰写独立权利要求,再补充充足的实施例,这样才能为发明人争取到最大限度的权利。例如,在实施例里苯乙烯、乙烯基甲苯、1,3-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、对特丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等等物质都可以被使用并起相同的作用,那么此时就可以将这一类物质概括为芳基乙烯类单体,此时就将保护范围从点扩大到了面。
(五)对于已知化学品或公知技术/方法转用于其他方面的发明属于新用途发明,在进行转用途发明的创造性判断时首先要考虑新用途与现有用途技术领域的远近以及该新用途是否能够带来意想不到的效果。只有新用途与现有用途技术领域相差较远,并且该新用途取得了预想不到的发明效果,此时才能认为发明具有创造性。
四.结束语
文中列出了专利代理实务中经常会遇到的问题,但远不至于这些,尤其对于一名企业专利工作者来说,在实际操作中要时刻以企业利益为重,加强业务知识的培训,切实提高业务能力,避免犯类似的错误,造成企业利益不应有的损失。
『拾』 化学是谁发明的
19世纪中期,俄国化学家门捷列夫制定了化学元素周期表