第11 章 化学与哲学.ppt
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1、第 11 章 化学与哲学,元素说是人类认识物质组成过程中最早提出的学说,是化学组成理论的基石。,11.1 化学组成,11.1.1 元素说,自然界复杂繁多的万物是否由少数基本物质即元素构成?,Thales:水生万物,万物统一于五行,Empedocles:“四元素”说,上述元素思想虽只是一种主观臆测,但毕竟从物质世界本身出发,具有朴素的唯物主义思想。,17世纪中叶,Boyle R.依靠化学实验研究了组成物质的元素,认为元素是那些原始、简单的物质,从而第一次提出具有科学性质的元素概念,这是近代化学科学诞生的标志。,a. 接受了当时刚刚兴起的微粒哲学,能够用物质微粒及其运动的观点对化学现象做出解释。b
2、. 超出了古代哲学家的思维方式,依靠科学实验剖析物质,进而建立科学的元素观。,时代背景,恩格斯说:“Boyle R.把化学确立为科学” 。,18世纪中叶,Lavosier A. L.在化学实验分析的基础上,确定了Au、Ag、Cu、Fe、Sn等33种简单物质为化学元素,并列出了化学上第一个元素系统分类表。作用:把Boyle R.的抽象元素概念具体化了。,19世纪中叶,Mendeleev依照原子量的变化,发现了元素周期率,把化学元素及其相关知识纳入到一个严整的自然体系,从理论上指导了化学元素的发现工作。,到19世纪末,人类已发现79种化学元素;截至20世纪40年代,已发现了自然界中存在的全部92种
3、化学元素;到1996年,已发现的元素总数达114种。,哲学意义,现代化学元素思想的形成和化学元素的发现,进一步证实了辩证唯物主义自然观的科学性。,自然界中任何物体都由化学元素组成,这体现了辩证唯物主义的物质统一观。,化学元素的发现,使化学知识化繁为简。,火星的土壤由Fe、Si、Ca、Al、S等化学元素组成。,各物质中的元素组成和组成方式不同。,11.1.2 原子分子论,公元前5世纪,Leucippus和Demokritos提出万物都是以间断的、不可分的微粒,即原子构成,原子的结合和分离是万物变化的根本原因。,原子论,元素是以何种方式组成万物的,是连续可分的方式,还是间断的不可分的方式?,古代原
4、子论是在观察自然现象的基础上臆测出的学说,缺乏实验依据。,创举:以氢原子质量为标准,测定了不可见的原子的相对质量,即原子量,为科学原子论的确立奠定了基础。,19世纪初,Dalton J.提出了近代科学原子论。,气体的扩散性、渗透性和压缩性,原子微粒的存在,各种元素化合时质量比例关系的非连续性事实,具有间断性微粒原子的存在,a.,b.,思想:元素是以原子微粒的方式构成的,化学反应的实质是原子间的重新组合。,化学与哲学意义,哲学方面:把古代哲学思辩的原子论思想赋予了可检验的具体属性,使其得到科学实验证明,促进了唯物主义哲学的发展;它从原子量上的差异找到了元素质的差异的根源,运用了量质互变辩证法;化
5、学原子论是一种物质观,为哲学研究提供了新的认识论和方法论:把复杂的宏观现象归结为微观的简单要素的认识方法。,化学方面:把元素和原子两个基本概念联系起来,合理解释了当时几乎所有的化学现象和经验定律。,1811年,意大利化学家Avogadro A.大胆预言了原子复合体分子的存在,提出了阿佛加德罗分子假说。思想:包含在一个单位体积内的气体物质,并不是独立的原子,而是由原子构成的复合体,即分子。该假说缺乏实验证明,19世纪中叶才被提升为分子论。意义:阐明了原子和分子间的联系和差别,认识到原子在化学反应中基本保持不变,即化学反应的实质主要是分子的变化;体现了假说方法的重要性,假说再经纯化、修正,就可构成
6、定律。,分子论,11.2.1 局部的有机物结构,11.2 化学结构,化学结构反映物质分子内部各元素原子的联结方式和顺序,是认识和掌握物质化学性质和化学反应规律的基础。,1861年, yTepoB A. M.提出有机结构学说,指出:分子的性质不仅仅取决于其化学组成即原子的种类和数目,而且取决于其化学结构即原子的结合顺序。意义:阐明了化学现象与本质,宏观现象与微观结构间的内在联系,促进了化学理论的发展。,1864年, 德国化学家Kekul F. A.提出了苯的结构,指出苯中6个碳原子以单双键交替结合成环。花絮:在梦中梦到了此结构。哲学意义:这个梦并非偶然,是认识上的质的飞跃,是一种灵感、机遇,是必
7、然中的偶然,属创造性思维方法。,1916年,德国化学家Kossel W.提出了电价理论,认为分子内原子间由于发生电子转移形成了阴、阳离子,并产生静电引力而结合成分子。同年,美国化学家Lewis G. N.提出共价论进行补充,指出分子内原子也可以通过共享电子对结合,形成稳定分子。弱点:把电子看成静态,未能反映出动态电子的化学键本质,很难解释共价键具有方向性等问题。,11.2.2 分子结构,1927年,英国化学家Heitler W.和London F. W.把量子力学引进化学,讨论了氢分子结构。成键原因:氢原子上电子云分布集中在原子核之间,电子云发生重叠,体系能量降低,从而成键。量子化学的诞生把化
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