量子力学排名前十的科学家,中国最伟大的科学家

首页 > 科学 > 作者:YD1662022-12-17 05:51:36

人物简介:阿伏加德罗(1776年8月9日—1856年7月9日),意大利化学家、物理学家。1811年,他提出了阿伏加德罗定律,创立分子的概念,阐述了分子与原子的区别。这是对原子论的有益补充和重要发展。但直到1860年,分子论的观点才被科学界接受。为了纪念这位伟大的科学家,人们把1mol物质所含有的微粒个数命名为阿伏加德罗常数。

杰出成就:阿伏伽德罗的重大贡献,是他在1811年提出了一种分子假说:"同体积的气体,在相同的温度和压力时,含有相同数目的分子。"这一假说被称为阿伏伽德罗定律。阿伏伽德罗在1811年的著作中写道:"盖-吕萨克在他的论文里曾经说,气体化合时,它们的体积成简单的比例。如果所得的产物也是气体的话,其体积也是简单的比例。这说明了在这些体积中所作用的分子数是基本相同的。由此必须承认,气体物质化合时,它们的分子数目是基本相同的。"阿伏伽德罗还反对当时流行的气体分子由单原子构成的观点,认为氮气、氧气、氢气都是由两个原子组成的气体分子。

当时,化学界的权威瑞典化学家J.J.贝采利乌斯的电化学学说很盛行,在化学理论中占主导地位。电化学学说认为同种原子是不可能结合在一起的。因此,英、法、德国的科学家都不接受阿伏伽德罗的假说。一直到1860年,欧洲100多位化学家在德国的卡尔斯鲁厄举行学术讨论会,会上S.坎尼扎罗散发了一篇短文《化学哲学教程概要》,才重新提起阿伏伽德罗假说。这篇短文引起了J.L.迈尔的注意,他在1864年出版了《近代化学理论》一书,许多科学家从这本书里了解并接受了阿伏伽德罗假说。阿伏伽德罗定律已为全世界科学家所公认。阿伏伽德罗数是1摩尔物质所含的分子数,其数值是6.02×10,是自然科学的重要的基本常数之一。

阿伏伽德罗一生从不追求名誉地位,只是默默地埋头于科学研究工。但遗憾的是,阿伏伽德罗的卓越见解长期得不到化学界的承认,反而遭到了不少科学家的反对,被冷落了将近半个世纪。

由于不采纳分子假说而引起的混乱在当时的化学领域中非常严重,各人都自行其事,碳的原子量有定为6的,也有定为12的,水的化学式有写成HO的,也有写成H2O的,醋酸的化学式竟有19种之多。当时的杂志在发表化学论文时,也往往需要大量的注释才能让人读懂。一直到了近50年之后,德国青年化学家迈耶尔认真研究了阿伏伽德罗的理论,于1864年出版了《近代化学理论》一书。许多科学家从这本书里,懂得并接受了阿伏伽德罗的理论,才结束了这种混乱状况。

9、鲍林——两度获得诺贝尔奖

量子力学排名前十的科学家,中国最伟大的科学家(9)

人物简介:鲍林(1901年2月28日-1994年8月19日),美国化学家。他将量子力学方法引入化学领域,从根本上改变了这个学科的面貌。化学键开创性的研究,使化学更精确,更严谨。1939年,《化学键的本质》一书出版,奠定了其一代宗师的地位。1954年因在化学键方面的工作,他获得了诺贝尔化学奖;1962年因反对核弹在地面测试的行动,他获得了诺贝尔和平奖。

杰出成就:鲍林在探索化学键理论时,遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。传统理论认为,原子在未化合前外层有未成对的电子,这些未成对电子如果自旋反平行,则可两两结成电子对,在原子间形成共价键。一个电子与另一电子配对以后,就不能再与第三个电子配对。在原子相互结合成分子时,靠的是原子外层轨道重叠,重叠越多,形成的共价键就越稳定一这种理论,无法解释甲烷的正四面体结构。

为了解释甲烷的正四面体结构。说明碳原子四个键的等价性,鲍林在1928一1931年,提出了杂化轨道的理论。该理论的根据是电子运动不仅具有粒子性,同时还有波动性。而波又是可以叠加的。所以鲍林认为,碳原子和周围四个氢原子成键时,所使用的轨道不是原来的s轨道或p轨道,而是二者经混杂、叠加而成的"杂化轨道",这种杂化轨道在能量和方向上的分配是对称均衡的。杂化轨道理论,很好地解释了甲烷的正四面体结构。

在有机化学结构理论中,鲍林还提出过有名的"共振论" 共振论直观易懂,在化学教学中易被接受,所以受到欢迎,在本世纪40年代以前,这种理论产生了重要影响,但到60年代,在以苏联为代表的集权国家,化学家的心理也发生了扭曲和畸变,他们不知道科学自由为何物,对共振论采取了疾风暴雨般的大批判,给鲍林扣上了"唯心主义"的帽子。

鲍林在研究量子化学和其他化学理论时,创造性地提出了许多新的概念。例如,共价半径、金属半径、电负性标度等,这些概念的应用,对现代化学、凝聚态物理的发展都有巨大意义。1932年,鲍林预言,惰性气体可以与其他元素化合生成化合物。惰性气体原子最外层都被8个电子所填满,形成稳定的电子层按传统理论不能再与其他原子化合。但鲍林的量子化学观点认为,较重的惰性气体原子,可能会与那些特别易接受电子的元素形成化合物,这一预言,在1962年被证实。

鲍林还把化学研究推向生物学,他实际上是分子生物学的奠基人之一,他花了很多时间研究生物大分子,特别是蛋白质的分子结构,本世纪40年代初,他开始研究氨基酸和多肽链,发现多肽链分子内可能形成两种螺旋体,一种是a -螺旋体,一种是g -螺旋体。经过研究他进而指出:一个螺旋是依靠氢键连接而保持其形状的,也就是长的肽键螺旋缠绕,是因为在氨基酸长链中,某些氢原子形成氢键的结果。作为蛋白质二级结构的一种重要形式,a -螺旋体,已在晶体衍射图上得到证实,这一发现为蛋白质空间构像打下了理论基础。这些研究成果,是鲍林1954年荣获诺贝尔化学奖的项目。

1954年以后,鲍林开始转向大脑的结构与功能的研究,提出了有关麻醉和精神病的分子学基础。他认为,对精神病分子学基础的了解,有助于对精神病的治疗,从而为精神病患者带来福音。鲍林是第一个提出"分子病"概念的人,他通过研究发现,镰刀形细胞贫血症,就是一种分子病,包括了由突变基因决定的血红蛋白分子的变态。即在血红蛋白的众多氨基酸分子中,如果将其中的一个谷氨酸分子用缬氨酸替换,就会导致血红蛋白分子变形,造成镰刀形贫血病。鲍林通过研究,得出了镰刀形红细胞贫血症是分子病的结论。他还研究了分子医学,写了《矫形分子的精神病学》的论文,指出:分子医学的研究,对解开记忆和意识之谜有着决定性的意义。鲍林学识渊博,兴趣广泛,他曾广泛研究自然科学的前沿课题。他从事古生物和遗传学的研究,希望这种研究能揭开生命起源的奥秘。他述于1965年提出原子核模型的设想,他提出的模型有许多独到之处。

10、戴维——电化学的开拓者之一

量子力学排名前十的科学家,中国最伟大的科学家(10)

人物简介:汉弗莱·戴维,英国化学家、发明家,电化学的开拓者之一。1803年成为(英)皇家学会会员,1813年被选为法国科学院院士,1815年发明了在矿业中检测易燃气体的戴维灯。1820年任(英)皇家学会主席,1826年被封为爵士。

杰出成就:1778年出生于英国彭赞斯贫民家庭。17岁开始自修化学,1799年他发现笑气的麻醉作用后开始引起关注。在化学上他的最大的贡献是开辟了用电解法制取金属元素的新途径:即用伏打电池来研究电的化学效应。电解了之前不能分解的苛性碱,从而发现了钾和钠,后来又制得了钡、镁、钙、锶等碱土金属。他被认为是发现元素最多的科学家。1815年发明了在矿业中检测易燃气体的戴维灯。1820年当选英国皇家化学会主席。戴维一生科学贡献甚丰,其中较大的成果有:

(1)1802年开创农业化学。

(2)发明煤矿安全灯 : 产业革命时主要能源是煤,当时煤矿设备简陋,常发生瓦斯爆炸。1815年英英国成立"预防煤矿灾祸协会",当年戴维用了三个月的时间就解决了瓦斯爆炸问题--用金属丝罩罩在矿灯外,金属丝导走热能,矿井中可燃性气体达不到燃点,就不会爆炸。煤矿安全灯沿用到20世纪30年代(此后,被电池灯逐渐取代)。

(3)用电解方法得到碱金属等 1807年戴维用250对锌-铜原电池串联作为电源电解得到钠、钾,1808年电解得到镁、钙、锶、钡、硅、硼。

(4)确定氯为单质 戴维研究氢氯酸时发现其中无氧,从而怀疑安托万-洛朗·拉瓦锡的论点--酸中含氧。

(5)戴维本人认为,自己的最大贡献是发现法拉第。

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