谁是第一个写出元素的周期表的人? ©Getty Images.

三名着名的化学家改变了对中央科学的理解

化学课程将彼得出来,没有轰炸,没有这些来自科学历史的令人难以置信的人物。

从古埃及的炼金术主义者到使用现代激光器来测量反应的男人在似乎不可思议的时间内 - 化学的科学在历史上有多个先驱。

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这是来自新书的三位令人难以置信的科学家 咬块中的科学史, 由尼古拉查尔顿和梅雷迪思麦德盖德改变了我们对化学世界的理解。

古代元素,早期科学和炼金术作者:缺点

对于大块的历史,人性与少数几个材料元素做。

一些古代文化中有五个要素;例如,巴比伦有风,火,地球,海洋,天空;而中国有地球,火,水,金属,木材。但是,古典四地,空气,火和水 - 虽然希腊亚里士多德在西方被认可的是,但希腊亚里士多德加了五分之一,不变,天上的元素,以太。

在BCE三世纪,古典世界中的学习中心开始从雅典转向埃及的亚历山大。在这个城市生活数百多年后,是世界上第一个女科学家缺点之一。作为一名学者,她开始探索液体的性质。她可能已经发现元素可以采取不同的形式,但保持相同的元件,例如,水可以冷冻成冰,可以加热铁直到熔化,但科学家理解这是变化的安排很长一段时间确定其物理形式的元素的分子。

19世纪中期的木材雕刻越野©通用历史档案/盖蒂图像
19世纪中期的木材雕刻越野©通用历史档案/盖蒂图像

缺点的知识仅限于更明显的性质,但她被认为是发明液压仪以测量液体的相对密度和重力。

虽然缺点是观察,测试和发明,但亚历山大的其他人因不同的原因而做同样的事情。炼金术被认为已经在四个世纪的城市中开始了,因为魔术和神秘开始渗透。炼金术主义者主要寻求神奇的秘密或将贱金属传递成金​​。

“化学”这个词来自“炼金术”,可能来自埃及的古代名称:Khem。中东和欧洲的炼金术主义者不知不觉地帮助开发了化学知识(例如,金属)和技术,例如亚历山大炼金术师玛丽犹太人的贝恩玛丽,仍然用来轻轻地加热巧克力或焦糖的物质。

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化学革命:Antoine-Laurent Lavoisier

在十八世纪中期的新物质被发现并命名;例如,通过对尿液进行复杂的方法发现的磷。通过更多的纵向意味着,二氧化碳('固定空气'),氢气(推测为'脂肪酮',火的本质),氮气(称为“抑制空气”)和新的金属(实际元素),如钡,钼发现钨。科学家还接近化合物的更大级别,或者物质如何结合。

1789年,法国化学家Antoine-Laurent Lavoisier发表了一张元素,最后列出了多于古典四个,即使他的三十三个错了。与其他科学家合作,Lavoisier还开发了一种新的化学品系制度,从根本上讲,目前用于反映物质的已知组合物。

Antoine-Laurent Lavoisier(1743-1794)的肖像,在Muséedel'histoire de France,Châteaude versailles©美术图片/遗产图像/盖蒂图像
Antoine-Laurent Lavoisier(1743-1794)的肖像,在Muséedel'histoire de France,Châteaude versailles©美术图片/遗产图像/盖蒂图像

一个富有的人,拉莫兹有一个装备精美的实验室,虽然他很少起源,但他能够确认并试图解释他人的想法,有时会导致优先权的论据,特别是英国化学家约瑟夫普里斯特利(1733-1804)发现氧气。

Lavoisier的特殊成就是展示氧气在燃烧中的作用,铺设睡觉的理论,即“普利斯顿”或空气中的热量负责。通过仔细测量密封容器,Lavoisier表明,作为普利斯特利称为普利斯特利的“障碍的空气”是在空气中燃烧的物质,并且是在加热后通过金属残基从空气中吸收的相同物质。他称这种天然气“氧气”意思是“酸生成者”,因为他错误地认为这也是如此。

因此,Lavoisier命名为我们呼吸的空气,以及他对化学描述和方法的标准化意味着他帮助彻底改变了化学。

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毛细胞化学:Ahmed H. Zewail

化学反应很快,它们只能在一秒钟的微小分裂中描述,称为飞秒。一个飞秒为0.000000000000001的一秒或10个-15。在化学反应的过渡状态期间,分子的原子移动极快地移动,少于100毫到秒的飞秒来重新排列自己。

在20世纪70年代,大多数科学家认为实际上永远无法看到这种快速反应中发生的事情。但在加州理工学院工作,埃及出生的化学家艾哈迈德Zewail(1946-2016)意识到最近开发的快速激光器技术可能会提供所需化学的超快速“相机”。

快速激光器能够在持续时间内产生持续几个飞秒的闪光,并且在20世纪80年代,通过使用一系列闪光开始进行化学反应并记录变化,Zewail开始进行实验。

艾哈迈德H. Zewail教授在瑞典斯德哥尔摩的音乐厅,1999©Tobias Rostlund / AFP / Getty Images从瑞典·王Carl XVI Gustaf获得诺贝尔·XVI Gustaf
艾哈迈德H. Zewail教授在瑞典斯德哥尔摩的音乐厅,1999©Tobias Rostlund / AFP / Getty Images从瑞典·王Carl XVI Gustaf获得诺贝尔·XVI Gustaf

Zewail最终开发了一种涉及混合真空管中的分子的过程,然后从快速激光器中吹出混合物中的脉冲脉冲。第一闪光闪光使化学物质能够启动反应,然后随后的光束记录来自分子的得到的光图案或光谱。然后可以分析这些以查看分子如何在结构上变化。

对于化学家来说,随着化学键被破坏和改革,这是观察的革命性。而不是只是想象发生了原子和分子的发生了什么,他们现在能够“看到”化学反应,更容易计划实验并预测结果。

Zewail的技术被称为飞秒光谱,或毫微微光谱检查,整个工作体都成为了称为童本化学的新的物理化学领域。它在不同于药品的外部设计方面提供重要应用。 Zewail自己称之为争夺时间的终极成就。

从物理学中使用技术显然是化学未来的重要组成部分,从将结构从水中建造到硅纳米管中的可能性。周期性表不满,并且还有尚未合成化合物。明天的炼金术主义者将有很多工作的魔力。

咬块中的科学史 Nicola Chalton和Meredith Marardle现已上市(£7.99,Michael O'Mara)

Nicola Chalton和Meredith Memardle的Bite-Size块科学史如图所示(迈克尔奥马拉)

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