书城童书青少年不可不知的世界科技史
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第18章 化学的发展(2)

门捷列夫在前人研究的基础上,根据元素性质进行各种分类、比较分析和综合归纳,终于发现元素性质与原子量之间的周期性变化,于1869年正式发表化学元素周期律。根据这个规律,他预见一些尚未发现的元素如锗、镓的存在和性质。元素周期律作为自然界基本定律,揭示了物质世界的秘密,大大促进了现代化学和物理学的发展,恩格斯誉之为“科学上的一个勋业”。

门捷列夫提出溶液水化理论,为近代溶液学说奠定了基础。

门捷列夫首先提出了“煤地下气化”的观点,为煤气化广泛应用开拓了前景,他曾于1887年8月冒险操纵气球升入高空进行探测,这种不怕牺牲的精神给人们留下了深刻的印象。小探索家

有一次,小门捷列夫独自一人跑到舅舅的工厂,看工人是如何制造玻璃瓶的。当他看到工人叔叔用铁管子蘸点玻璃溶液时,很快就吹制出一个玻璃瓶,觉得非常神奇,便问:“叔叔,溶液到底是什么东西?”

“那是些含有石英的沙子、石灰石、纯碱混合后放在炉子里烧出来的东西。”

“放一些大一点的石头,可以吗?”

“不行,这样我们就吹不出瓶子来了。”

“那为什么呢?”

“我也不知道,你还是回家去问你的爸爸或者舅舅吧!”

小门捷列夫听到这里后,立即跑回去问爸爸。

“爸爸,玻璃溶液是什么?”

“玻璃溶液是一种化学反应。”

从那以后,门捷列夫就对化学产生了浓厚的兴趣。

爱“玩”扑克牌的教授

门捷列夫的好友、彼得堡大学地质学教授依诺斯特兰采夫来拜访他。

“您在忙什么呀?”依诺斯特兰采夫见门捷列夫手里拿着扑克牌的卡片,神情有些郁闷地站在书桌旁边,于是就问他:“在玩牌吗?”

别人在玩扑克牌的时候,或是兴高采烈,或是漫不经心,可是没有人会像门捷列夫这样煞费苦心、绞尽脑汁的!

门捷列夫向依诺斯特兰采夫说起了他的工作,最后,他有点沉痛地补充道:“一切都已经想好了,可还是不能制成表。”

一张小小的卡片在门捷列夫的手里就好像一块块铁板一样沉重,他每拿起或放下一张卡片都像要费很大的力气。

想着想着,门捷列夫激动得浑身发热。得到的结果竟完全出人意外!原来每一纵行中几种元素的性质自上而下随着原子量的递增而逐渐变化。

他突然醒悟过来:“对了!对了!这当中还少一个元素,一个没有被人发现的元素!它应该位于。”

就这样,元素周期律被门捷列夫用手中的扑克牌艰难地发现了,门捷列夫也被累白了头发。

李比希与有机化学李比希(1803~1873)李比希,德国化学家,出生于达姆斯塔特。

年轻时他在药店里当过学徒。1822年毕业于埃尔朗根大学,以雷汞成分论文获哲学博士学位。

在经典化学方面,李比希对无机化学和有机化学都有贡献,他发现了异氰酸的异构体雷酸,改进了有机物中碳、氢元素定量分析方法,制备出三氯甲烷、三氯乙醛、肌酸等,提出了“有机根论”和“同质异性论”;与维勒一道发现“苯乙酰基”,并提出了“化合物基团”的概念;创制了“李比希球”等化学仪器,还第一个在大学里建立了化学实验室。

在生物化学和农业化学方面,李比希研究发酵和腐败的化学原理,把化学应用到农业生产上,提出植物的矿质营养学说。从分析植物灰分中,发现含钾、磷的盐类对农业的发展很有影响。

教授“种地”

一天,李比希来到城郊的庄稼地里,弯下腰仔细察看庄稼和土壤。正在田间劳作的一个农民奇怪地打量着这位书生模样的城里人,问道:“先生,您也懂得种庄稼?”

“嗯,知之不多,正想学学。”李比希回答。他接着问:“您看今年庄稼收成会好吗?”

这不经意的一问恰好触动了农民的心事,只见他忧心忡忡地叹了口气,说:“年复一年地种植庄稼,土地越来越贫瘠了,哪能指望好收成呢?这块地眼看就要废弃了。”

“要是能给土地添加些营养,庄稼不就会丰收了吗?”李比希自言自语道,又似乎是在对农民说。

“先生,您这就不懂了。我们庄稼汉祖祖辈辈都是这么种地的,您的话说出去会闹笑话的。”农民有些好笑地说。

李比希可不在乎会不会闹笑话。

“耕地到底缺乏什么?庄稼的生长又需要什么我一定要弄明白?”李比希问自己。

为了找到答案,李比希开始了大量的实验。在实验中,他发现氮、磷、钾这3种元素是植物生长不可缺少的物质。

1840年,世界上第一批化肥终于产生了。可是这种化肥经雨水一泡后,就渗入土壤的深层,植物却吸收不到营养,庄稼也没有显著的增产。

于是,他们又开始了新的探索。这一回,李比希把钾、磷酸晶体合成难溶于水的化肥。

最后,在一块贫瘠的土地上,李比希和他的助手们把这些白色晶体和黏土、岩盐搅拌在一起,施在土里,然后种上庄稼。过了一段时间,农民们惊奇地发现那块被废弃的“不毛之地”竟然奇迹般地长出了绿油油的一片庄稼,而且越长越茁壮。转眼,又迎来了收获季节。“不毛之地”获得大丰收,胜过农民在良田里种下的庄稼。

从此,化肥就成为农民们的宝贝了。

诺贝尔设立诺贝尔奖诺贝尔(1833~1896)诺贝尔,瑞典化学家,出生于斯德哥尔摩。

1850~1854年他在美国学习,1854~1859年在俄国彼得堡学习,并随父从事化学试验工作,回国后开始研究炸药。1847年,意大利化学家索布莱洛发明烈性炸药——磷化甘油,这种炸药在使用中很不安全,诺贝尔决心加以改进。

1866~1867年,诺贝尔与父亲一起研制成信号雷管和地雷,发明了甘油炸药。在此基础上,1875年他又发明三硝基甘油和硅藻土混合的安全烈性炸药。经过继续努力,诺贝尔于1888年发明“无烟火药”。除研究火药外,在化学方面他也有许多发明,仅在英国获专利权的就有120多项。

诺贝尔终生未娶,将其全部精力贡献给人类科学事业。他临死前留下遗嘱,把一部分遗产约920万美元作为基金,以其利息分设物理学、化学、生理学和医学、文学、和平事业5种奖金(1968年增设经济学奖金),从1901年开始,每年在诺贝尔逝世日即12月10日由瑞典诺贝尔基金会颁发。炸不死的科学家

从事炸药的研究工作,是要经常冒着生命危险的,对诺贝尔打击最为严重的是他的弟弟埃米尔——他实验中最得力的支持者和助手,也在一次实验中被炸死。

在种种的压力面前,诺贝尔没有退却,他下定决心一定要研制出新型火药。为了不再给周围的群众造成伤害,诺贝尔决定租一只大船,在距斯德哥尔摩2英里的马拉湖上继续试验。

尽管他的试验有了很大的进展,但如何避免硝化甘油易爆的问题却没有从根本上解决,他仍在毫不气馁地探索着。

有一天,他正在大街上散步。这时,他身旁驶过一辆装满炸药罐的马车,有只罐子被震裂了,他以为一场灾难就要来临,谁知既不见油洒出来,也没有发生爆炸。他十分惊奇,急忙上前一看,原来炸药罐之间填满了一种他不认识的东西。他问赶车人是什么东西,赶车人回答说:“这是硅藻土,塞上这种土,可以防止罐子互相碰撞,即使有的罐子被震破了,也不要紧,它会点滴不剩地把油吸掉。”诺贝尔从这一偶然了解到的情况中受到很大的启发,他萌发了制造固体炸药的新设想。他想,硅藻土轻,吸收力强,如按一定的方法和比例把爆发油与硅藻土相结合,不就成固体炸药了吗?而且这种炸药爆炸力强,又很安全,不引不爆,不会像硝化甘油那样稍受震动就爆炸。就这样,他制成了运输安全可靠的烈性炸药。

小伤口的启发

诺贝尔和平奖章的正面和反面1875年的一天,诺贝尔在实验室里工作时不小心割破了手指,他就顺手拿来一种叫哥罗丁的药膏涂在伤口上。当晚,诺贝尔手指疼痛,难以入睡,他就躺在床上,脑子里不停地思索着新的炸药。他忽然想到,为什么不能用硝化程度较低的硝化纤维。这种纤维,含氮量低,易溶于乙醚和酒精,成为胶状物,俗称胶棉,和他伤口上涂的哥罗丁形态相似,只要在硝化甘油中加入少量硝化纤维的胶物,就可制成他所预想的新型炸药。

想到这里,他一下子从床上爬起来,直奔实验室,立即动手配制,一干就是一通宵,第二天早上,他的助手们来上班时,他已制成了第一块胶质炸药的样品。他们看到后,非常惊讶,忙问这是怎么一回事,诺贝尔风趣地举起那只受伤的手指说:“喏,是它,是它启发我的。”

设立诺贝尔奖

1895年11月27日夜,在诺贝尔逝世的前一年,他写下了自己那名垂千古的遗嘱。他在遗嘱中决定将价值3300万克朗(瑞典)的财产,除少部分赠给亲友外,绝大部分留做基金(约920万美元),存入银行,每年将它的利息(每年约20万美元)分设物理、化学、生理和医学、文学、和平事业经济、地球7种奖金,用来奖励世界各国在学术研究和和平事业上作出卓越贡献的人。诺贝尔说,这就使那些“感到无从着手的困难的科学幻想家,可以借我的资助而得以贡献于人类”,这就是众所周知的“诺贝尔奖金”的由来。

年轻的诺贝尔诺贝尔逝世后,他的遗嘱一公开,立刻惊动了整个世界,人们对诺贝尔的无私奉献而钦佩不已。同时,各种矛盾也激化了,对他的误解和攻击也随之而起。

在诺贝尔的家族内,围绕着遗嘱发生了重大的分歧,他们都痛苦地发现,他们几乎得不到诺贝尔的任何遗产。

诺贝尔在遗嘱中说明“对于获奖候选人的国籍不予任何考虑,也就是说,不管他或她是不是斯堪的纳维亚人,谁最符合条件谁就应该获奖金”。瑞典的国王和一些瑞典人对此十分恼火。同时,诺贝尔在遗嘱中要求“和平奖由挪威议会选举产生的五人委员会颁发”,瑞典国王认为这个遗嘱是“不爱国的”,这会伤害瑞典人民的自尊心。

然而,时间是最好的见证人,种种流言飞语早已烟消云散。现在,诺贝尔奖金的意义早已超出了金钱的范畴,它成了举世公认的最高荣誉。