​改变世界的10大化学家

改变世界的10大化学家

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。它源自生活和生产实践，并随着人类社会的进步而不断发展。在化学发展史上，涌现了很多改变世界的化学家，下面介绍改变世界的10大化学家：

1.德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫-制作出世界上第一张元素周期表

门捷列夫(Дмитрий Иванович Менделеев)1834年2月7日出生于西伯利亚托博尔斯克，

1848年入彼得堡国立交通大学，1850年入彼得堡师范学院学习化学，1855年取得教师资格，并获金质奖章，毕业后任敖德萨中学教师。

1856年获化学高等学位，1857年首次取得大学职位，任彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。

1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。

1861年回彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授，1864年，门捷列夫任技术专科学校化学教授，1865年获化学博士学位。

1866年任彼得堡大学普通化学教授，1867年任化学教研室主任。

1893年起，任度量衡局局长。1890年当选为英国皇家学会外国会员。

门捷列夫对化学这一学科发展最大贡献在于发现了化学元素周期律。他在批判地继承前人工作的基础上，对大量实验事实进行了订正、分析和概括，总结出这样一条规律:元素(以及由它所形成的单质和化合物)的性质随着原子量(现根据国家标准称为相对原子质量)的递增而呈周期性的变化，既元素周期律。他根据元素周期律编制了第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。他还在表中留下空位，预言了类似硼、铝、硅的未知元素(门捷列夫叫它类硼、类铝和类硅，即以后发现的钪、镓、锗)的性质，并指出当时测定的某些元素原子量的数值有错误。而他在周期表中也没有机械地完全按照原子量数值的顺序排列。若干年后，他的预言都得到了证实。门捷列夫工作的成功，引起了科学界的震动。人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。

2.诺贝尔-设立了科学最高荣誉诺贝尔奖

阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔(1833年10月21日——1896年12月10日)，是瑞典化学家、工程师、发明家、军工装备制造商和炸药的发明者。

阿尔弗雷德・伯纳德・诺贝尔，男，1833年10月21日出生在瑞典的斯德哥尔摩。受喜欢研究炸药的父亲影响，诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格。他经常和父亲一起去实验炸药，几乎是在轰隆轰隆的爆炸声过了童年。[1]

诺贝尔8岁上学，但只读了一年书，这也是他所受过的唯一的正规学校教育。他与家人在1842年迁往俄国的圣彼得堡。诺贝尔开始师从研究化学的俄罗斯教授NikolayNikolaevichZinin。当时诺贝尔年仅18岁。他随后去美国学习了4年化学并和JohnEricsson一起打短工。

1859年，他的哥哥鲁维·艾马纽（1831年－1888年）接管了父亲的产业。投身于研究炸药制造。1864年9月3日，一场大爆炸发生在斯德哥尔摩的工厂Heleneborg，造成5人死亡，其中包括诺贝尔的弟弟艾米尔。邻居十分恐惧，纷纷去政府控诉诺贝尔，市政府决定禁止诺贝尔在市内做实验。

1863年10月14日，诺贝尔在瑞典获得硝化甘油引爆物的专利后，想立即建厂投产。由于市政当局的禁令，他在市区任何地方都找不到厂址，只好在市郊湖中的“船上化工厂”着手投产。此后，在瑞典诺贝尔开办过4家工厂。但由于当时炸药并不安全，瑞典很多地方都禁止使用诺贝尔的炸药。但这些依然没有停止诺贝尔对科学研究的脚步。

一天，诺贝尔发现了硝化甘油倒入澡泥中只有点燃才会爆炸，十分安全。政府也开始信任诺贝尔。

1865年，诺贝尔在德国汉堡开设了德国的诺贝尔公司；1873年至1891年迁居法国期间，法国诺贝尔公司所属的工厂开办到7家；英国的诺贝尔公司所属的工厂曾发展到8家；到70年代，诺贝尔已成工业巨富，他委托大哥在芬兰和俄国开办了化工厂，还投资诺贝尔兄弟石油公司，后者曾是诺贝尔巨额资产的重要财源之一。

从1886年到1896年的10年间，诺贝尔跨国公司已遍及21个国家，拥有90余座工厂，雇工多达万余人，到了80年代末90年代初，诺贝尔跨国公司实际上已成为一个庞大的工业帝国。

诺贝尔一生拥有355项专利发明，并在欧美等五大洲20个国家开设了约100家公司和工厂，积累了巨额财富。

在他逝世的前一年，立嘱将其遗产的大部分(约920万美元)作为基金，将每年所得利息分为5份，设立物理、化学、生理或医学、文学及和平5种奖金(即诺贝尔奖)，授予世界各国在这些领域对人类作出重大贡献的人。其中炸药为最为出名的一项。人造元素锘(Nobelium)就是以诺贝尔命名的。

3.拉瓦锡-现代化学之父

安托万·洛朗·拉瓦锡（A.L.Lavoisier，1743.8.26-1794.5.8）法国著名化学家，近代化学的奠基人之一，“燃烧的氧学说”的提出者，第一个对空气组成进行探究的化学家。1743年8月26日生于巴黎，因其包税官的身份在法国大革命时的1794年5月8日于巴黎被处死。拉瓦锡与他人合作制定出化学物种命名原则，创立了化学物种分类新体系。拉瓦锡根据化学实验的经验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要的基础，因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。拉瓦锡之于化学，犹如牛顿之于物理学。

拉瓦锡出生在一个律师家庭。1754年到1761年在马萨林学院学习。家人欲要他当律师，但他本人却对自然科学更感兴趣。1761年他进入巴黎大学法学院学习，获得律师资格。课余时间他继续学习自然科学，从鲁埃尔那里接受了系统的化学教育和对燃素说的怀疑。1764年至1767年他作为地理学家盖塔（Jean-EtienneGuettard）的助手，进行采集法国矿产、绘制法国地图的工作。在考察矿产过程中，他研究了生石膏与熟石膏之间的转变，同年参加法国科学院关于城市照明问题的征文活动获奖。1767年他和盖塔共同组织了对阿尔萨斯-洛林地区的矿产考察。1768年年仅25岁的拉瓦锡成为法兰西科学院院士。

1775年路易十六宣布将火药工业国有化，拉瓦锡被派往巴黎军火库进行国有化工作，同时设计新的硝石制备方法来提高黑火药的质量。在他的努力下，法国的枪械的火力迅速提高。工作之余他建立了自己的实验室，继续进行燃烧研究。他直接加热氧化汞，发现一种性质类似于平常的空气的气体产生。这种气体可以支持燃烧与呼吸，并且与一氧化氮混合后体积减小。在1777年的《燃烧概论》和1778年的《酸性概论》中，他正式阐释了自己的氧化说。认为燃烧是物质和空气中约占五分之一的氧气反应的结果。1779年他将空气中支持燃烧的一部分命名为oxygen即氧气，另一部分命名为azote（希腊语：无生命的）即氮气。

4.道尔顿-近代化学之父

1766年9月6日，约翰·道尔顿生于坎伯兰郡伊格斯非尔德一个贫困的贵格会织工家庭。1776年，曾接受数学的启蒙。幼年家贫，只能参加贵格会的学校，富裕的教师鲁宾孙很喜欢道尔顿，允许他阅读自己的书和期刊。1778年鲁宾孙退休，12岁的道尔顿接替他在学校里任教，工资微薄，后来他重新务农。

1781年在肯德尔一所学校中任教时，结识了盲人哲学家J.高夫，并在他的帮助下自学了拉丁文、希腊文、法文、数学和自然哲学。1785年远亲退休，道尔顿和他哥哥成为学校负责人之一。1787年3月24日道尔顿记下了第一篇气象观测记录，这成为他以后科学发现的实验基础(道尔顿几十年如一日地测量温度，而且保持在每天早上六点准时打开窗户，使对面的一个家庭主妇依赖道尔顿每天开窗来起床为家人做早饭)。道尔顿不满足于如此的境遇，他希望前往爱丁堡大学学习医学，以便成为医生。尽管他的朋友反对，他开始进行公开授课以改善戒棕凳经济情况和提高学术声望。詹姆斯·焦耳就在学生当中。1793~1799年在曼彻斯特新学院任数学和自然哲学教授。1794年任曼彻斯特文学和哲学学会会员，1800年任学会秘书，

1816年当选为法国科学院通讯院士。1817~1818年任会长，同时继续进行科学研究，他使用原子理论解释无水盐溶解时体积不发生变化的现象，率先给出了容量分析法原理的描述。但是，晚年的道尔顿思想趋于僵化，他拒绝接受盖·吕萨克的气体分体积定律，坚持采用自己的原子量数值而不接受已经被精确测量的数据，反对永斯·雅各布·贝采利乌斯提出的简单的化学符号系统。1822年当选为英国皇家学会会员。1835~1836年任英国学术协会化学分会副会长。

1844年7月26日他使用颤抖的手写下了记多定他最后一篇气象观测记录。1844年7月27日他从床上掉下，服务员发现他已然去世。道尔顿希望在他死后对他的眼睛进行检验，以找出他色盲的原因。他认为可能是因为他的水样液是蓝色的。去世后的尸检发现眼睛正常，但是1990年对其保存在皇家学会的一只眼睛进行DNA检测，发现他缺少对芝照迁绿色敏感的色素。为纪念道尔顿，他的肖像被安放于曼彻斯特市政厅的入口处。很多化学家使用道尔顿作为原子量的单位。

5.阿伏伽德罗-分子原子假说提出者

阿伏伽德罗(Amedeo Avogadro、1776年8月9日-1856年7月9日)，意大利化学家，生于都灵的显赫家族。全名Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregua。1811年阿伏加德罗毕生致力于原子-分子学说的研究。1811年，他发表了题为《原子相对质量的测定方法及原子进入化合物时数目之比的测定》的论文。他以盖·吕萨克气体化合体积比实验为基础，进行了合理的假设和推理，首先引入了"分子"概念，并把它与原子概念相区别，指出原子是参加化学反应的最小粒子，分子是能独立存在的最小粒子。单质的分子是由相同元素的原子组成的，化合物的分子则由不同元素的原子所组成。文中明确指出:"必须承认，气态物质的体积和组成气态物质的简单分子或复合分子的数目之间也存在着非常简单的关系。把它们联系起来的一个、甚至是唯一容许的假设，是相同体积中所有气体的分子数目相等"。这样就可以使气体的原子量、分子量以及分子组成的测定与物理上、化学上已获得的定律完全一致。阿伏加德罗的这一假说，后来被称为阿伏加德罗定律。

阿伏加德罗还根据他的这条定律详细研究了测定分子量和原子量的方法，但他的方法长期不为人们所接受，这是由于当时科学界还不能区分分子和原子，分子假说很难被人理解，再加上当时的化学权威们拒绝接受分子假说的观点，致使他的假说默默无闻地被搁置了半个世纪之久，这无疑是科学史上的一大遗憾。直到1860年，意大利化学家坎尼扎罗在一次国际化学会议上慷慨陈词，声言他的本国人阿伏加德罗在半个世纪以前已经解决了确定原子量的问题。坎尼扎罗以充分的论据、清晰的条理、易懂的方法，很快使大多数化学家相信阿化加德罗的学说是普遍正确的。但这时阿伏加德罗已经在几年前默默地死去了，没能亲眼看到自己学说的胜利。

阿伏加德罗是第一个认识到物质由分子组成、分子由原子组成的人。他的分子假说奠定了原子一分子论的基础，推动了物理学、化学的发展，对近代科学产生了深远的影响。他的四卷著作《有重量的物体的物理学》(1837~1841年)是第一部关于分子物理学的教程。

6.戴维-电化学的拓荒者

汉弗莱·戴维(SirHumphry Davy 1778~1829)，英国化学家。1801年，戴维在(英)皇家学院讲授化学，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。1826年因病赴欧洲求治，1829年殁于日内瓦。

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)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。1774年瑞典的席勒藉MnO2和HCl反应制得Cl2，在安托万-洛朗·拉瓦锡观点影响下，因产物溶于水显酸性，他认为氯是"氧化盐酸气"。盖·吕萨克在气体反应简比定律中发现"氧化盐酸气"没有氧，但他坚信安托万-洛朗·拉瓦锡的观点。1810年，戴维分别用焦炭、硫、磷、金属和"氧化盐酸气"反应，均无含氧的产物生成，于是他宣称:只要没有水，"氧化盐酸"所发生的一切反应都不会产生氧，从而把它定为单质--氯。

(5)戴维本人认为，自己的最大贡献是发现法拉第。

7.舍勒-氧气最早发现者

卡尔·威廉·舍勒是瑞典无机化学家。1742年12月9日生于波美拉尼亚的施特拉尔松德(今属民主德国)，1786年5月21日卒于瑞典雪平。1757年在哥德堡做一药剂师的学徒，并开始学习和研究化学，并做实验。1770年在乌普萨拉做药剂师。1775年在雪平开设药房，直到逝世。

1775年选入斯德哥尔摩皇家科学院。舍勒发现的有机和无机物不下30种。其中最著名的是氧和氯的发现。他在1773年以前，研究了燃烧现象，分离出了氧气(当时他称为"火空气")，并于1775年底写成《论空气与火》一书，但未能及时出版，直到1777年才与读者见面。1775年2月4日，舍勒当选为瑞典科学院院士。由于经常在夜里工作，这大大损害了他的健康，不幸得了哮喘病，使他在1786年5月21日过早地病故了，终年仅44岁。

舍勒的很多实验中的一部分，在他生前没有发表，一直到1892年纪念他诞生一百五十周年的时候，才有化学史家把他的日记和书信做了详细的整理，但也没有正式发表。

到1942年纪念舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录，经过重新整理之后，方才正式印刷发表出来。一共有八卷之多，其中大部分是瑞典文的，也有少数德文的。

在他这些日记和文件之中，最引人注意的是舍勒和甘恩这位大学教师的通信。这些信件里很明确的说明了舍勒在18世纪，对于化学实验所具有的能力和贡献。

由于舍勒发现了骨灰里有磷等物质。这使后来甘恩证明了骨头里面确有磷。在这以前，人们只知道尿里有磷，而发现骨头里有磷，是从舍勒开始的。他从萤石和硫酸的作用发现了氢氟酸。他又利用软锰矿和盐酸的作用，得到了氯气，但却误认为发现了燃素。他在1773年写给朋友的信里说:如果把软锰矿溶解在盐酸里，就得到了一种黄颜色的气体。他还发现了这种气体有漂白的作用。

8.维勒-打破有机化合物的生命力学说

弗里德里希·维勒(Friedrich Wöhler)，1800年7月31日--1882年9月23日，德国化学家。他因人工合成了尿素，打破了有机化合物的生命力学说而闻名。维勒幼时喜欢化学，尤其对化学实验感兴趣。1820年入马尔堡医科大学学医，但仍常在宿舍中进行化学实验。他的第一篇科学论文是"关于硫氰酸汞的性质"，发表在"吉尔伯特年鉴"上并受到著名化学家贝采里乌斯(JonsJ.Berzelius)的重视。后到海德堡大学，拜著名化学家格美林(LeopoldGmelin)，生理学家蒂德曼(FriedrichTiedemann)为师。1823年取得外科医学博士学位。毕业后在贝采里乌斯的实验室工作一年，以后曾在法兰克福、柏林等地任教。

一天，维勒医生回家严厉的对小维勒说:"老师今天告了你的状，你不用功。即使你不喜欢数学，可也应当学会它，你让我在全城人面前丢脸。你爸爸不仅是在这儿，在法兰克福是位受人尊敬的医生，就是在别的地方，也同样是受人尊敬的，而你却是我们家的一个懒蛋。"弗里德里希委屈地看着父亲，皱起了小眉头"我哪一点懒呢?我读了很多书，又做了许多事情。""尽干些没用的事!"父亲提高了嗓门，"我要你好好地学好功课!把你那本化学书拿来。"弗里德里希觉得父亲这次不是说笑话，犹豫了一下，才不情愿地拿出了那本《实验化学》。书已经被翻破了。维勒医生把它卷起来说:"到暑假，如果你的门门功课都学得很好。我就还给你。"对于弗里德里希来说，再没有比这更严厉的惩罚了。自从他从父亲的房里找到了这本旧化学课本，他就再也放不下这本书了，他的房间变成了实验室，哪怕是一个最简单的实验，也会使他感到心满意足:他点燃一块硫磺，毫不在意产生的气体是多么令人窒息，他兴高采烈的看着那蓝紫色的火焰，多么神奇呀!可是，他最珍贵的东西，那本化学实验书，被父亲搜去了。

弗里德里希眼泪汪汪地坐在椅子上。他两耳发热，不痛快地噘起了嘴。不管怎样，他也要忠于他所喜爱的化学!突然间，他跳了起来，快步如飞地从房间里跑出去。布赫医生住的地方很远，在河的对岸，于是弗里德里希沿街跑去。"我想见一下布赫医生，行吗?"他对看门人说。"请进吧。"弗里德里希的父亲和布赫医生是好朋友，而弗里德里希自己却是第一次到他家来。他知道，布赫医生知识渊博，并且有丰富的藏书。可是他从来也没有想到，布赫医生竟会有这么多的书!在医生宽敞的办公室里，沿墙摆着的书架高达天花板，走廊里也摆满了书柜。弗里德里希一边打量着这些丰富而宝贵的图书，一边赞叹不已。 "怎么，喜欢吗?"主人看着孩子问道。布赫医生是个四五十岁的中年人，但头发已有些发白，向后梳拢，露出高高的前额，充满智慧的双眼，显得安详而又和善。"这么多的书呀!"弗里德里希高兴地说道"我正是为此到您这儿来的，布赫医生，您这儿有化学方面的书吗?我想看看。""只是看看吗?"布赫医生笑着问。他早就听他的朋友维勒医生说过，这个孩子总想做一些实验。"好吧，孩子，我给你找一些书吧。"他指着一个书架，"这里放的全是化学方面的书，凡是你喜欢的就挑出来吧。"弗里德里希简直不敢相信自己的眼睛，好像在面前的不是布赫医生，而是阿里巴巴和他的无尽宝藏。父亲搜走了他一本书，他却得到了一个宝库的书!维勒高兴极了，他从此就孜孜不倦地借阅起来。

弗里德里希·维勒上了大学后，很快把他的宿舍也变成了不折不扣的化学实验室。一次，这位青年科学家把硫氰酸铵的溶液与硝酸汞溶液混合时，得到了硫氰酸汞的沉淀。他滤出白色沉淀物后，使其干燥，自己就去睡觉了。但他根本就睡不着，离天亮早着呢，时间过的可真慢哪。维勒披衣起床，点燃了蜡烛，又接着实验了。他把一部分硫氰酸汞放在瓦片上，让它靠近壁炉熊熊燃烧的炭火。不一会儿，瓦片被烧热了，瓦片上的白色粉末开始发出"啪啪"的声响，并在瓦片上分散开。咦，真神了，维勒睁大了眼睛，粉末的颜色由白变黄，而且体积显著地膨胀起来，变得越来越多，越来越大。维勒兴致勃勃地注视着所发生的一切，当响声停止时，他重新取了一些白色粉末，蘸上点水，用两个手掌研揉，揉成一条白色的"小香肠"，在瓦片上干燥一会儿，然后就将瓦片的一端猛烈加热，于是，熟悉的僻啪声又响起来了。这时，"小香肠"受热的那一端开始剧烈膨胀，形成了一个大气泡，这个球形的气泡飞快地沿着"小香肠"向另一端滚去，因为这时扩展到了整个物质。最后，反应停止了，剩下一块不流动的黄色物质。 这一夜维勒彻夜未眠，第二天一起来他就把这个分解反应写下来。又经过反复试验，他发表了关于硫氰酸汞如何发生热分解的论文，文章虽不长，但却引起了大化学家贝采利乌斯的重视和赞许。这件事使青年维勒对自己的力量增添了信心;他因此决定到海德堡去，从而翻开了他人生旅途中崭新的一页。

维勒自1824年起研究氰酸铵的合成，但是他发现在氰酸中加入氨水后蒸干得到的白色晶体并不是铵盐，到了1828年他终于证明出这个实验的产物是尿素。维勒由于偶然的发现了从无机物合成有机物的方法，而被认为是有机化学研究的先锋。在此之前，人们普遍认为:有机物只能依靠一种生命力在动物或植物体内产生;人工只能合成无机物而不能合成有机物。维勒的老师贝采里乌斯当时也支持生命力学说，他写信给维勒问他能不能在实验室里"制造出一个小孩来"。

维勒将自己的发现和实验过程写成题为"论尿素的人工制成"的论文，发表在1828年《物理学和化学年鉴》第12卷上。他的论文详尽记述了如何用氰酸与氨水或氯化铵与氰酸银来制备纯净的尿素。随着其他化学家对他的实验的重现成功，人们认识到有机物是可以在实验室由人工合成的，这打破了多年来占据有机化学领域的生命力学说。随后，乙酸、酒石酸等有机物相继被合成出来，支持了维勒的观点。

9.鲍林-量子化学和结构生物学的先驱者之一

莱纳斯·卡尔·鲍林(Linus Carl Pauling，1901年2月28日-1994年8月19日)，美国著名化学家，量子化学和结构生物学的先驱者之一。1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖，成为获得不同诺贝尔奖项的两人之一。

1901年2月28日，鲍林出生在美国俄勒冈州波特兰市。幼年聪明好学，11岁认识了心理学教授捷夫列斯，捷夫列斯有一所私人实验室，他曾给幼小的鲍林做过许多有意思的化学演示实验，这使鲍林从小萌生了对化学的热爱，这种热爱使他走上了研究化学的道路。

鲍林在读中学时、各科成绩都很好，尤其是化学成绩一直名列全班第一名。他经常埋头在实验室里做化学实验，立志当一名化学家。1917年，鲍林以优异的成绩考入俄勒冈州农学院(现俄勒冈州立大学)化学工程系，他希望通过学习大学化学最终实现自己的理想。鲍林的家境很不好，父亲只是一位一般的药剂师，母亲多病。家中经济收入微薄，居住条件也很差。于经济困难，鲍林在大学曾停学一年，自己去挣学费，复学以后，他靠勤工俭学来维持学习和生活，曾兼任分析化学教师的实验员，在四年级时还兼任过一年级的实验课。

鲍林在艰难的条件下，刻苦攻读。他对化学键的理论很感兴趣，同时，认真学习了原子物理、数学、生物学等多门学科。这些知识，为鲍林以后的研究工作打下了坚实的基础。1922年，鲍林以优异的成绩大学毕业，同时，考取了加州理工学院的研究生，导师是著名化学家诺伊斯。诺伊斯擅长物理化学和分析化学，知识非常渊博。对学生循循善诱，为人和蔼可亲，学生们评价他"极善于鼓动学生热爱化学"。

诺伊斯告诉鲍林，不要只停留在书本知识上，应当注重独立思考，同时要研究与化学有关的物理知识。1923年，诺伊斯写了一部新书，名为《化学原理》，此书在正式出版之前，他要求鲍林在一个假期中，把书上的习题全部做一遍。鲍林用了一个假期的时间，把所有的习题都准确地做完了，诺伊斯看了鲍林的作业，十分满意。诺伊斯十分赏识鲍林，并把鲍林介绍给许多知名化学家，使他很快地进入了学术界的社会环境中。这对鲍林以后的发展十分有用。鲍林在诺伊斯的指导下，完成的第一个科研课题是测定辉铝矿(mosz)的晶体结构，鲍林用调射线衍射法，测定了大量的数据，最后确定了mosz的结构，这一工作完成得很出色，不仅使他在化学界初露锋芒，同时也增强了他进行科学研究的信心。

鲍林在加州理工学院，经导师介绍，还得到了迪肯森、托尔曼的精心指导，迪肯森精通放射化学和结晶化学，托尔曼精通物理化学，这些导师的精心指导，使鲍林进一步拓宽了知识面，建立了合理的知识结构。1925年，鲍林以出色的成绩获得化学哲学博士。他系统地研究了化学物质的组成、结构、性质三者的联系，同时还从方法论上探讨了决定论和随机性的关系。他最感兴趣的问题是物质结构，他认为，人们对物质结构的深入了解，将有助于人们对化学运动的全面认识。

鲍林获博士学位以后，于1926年2月去欧洲，在索未菲实验室里工作一年。然后又到玻尔实验室工作了半年，还到过薛定谔机和德拜实验室。这些学术研究，使鲍林对量子力学有了极为深刻的了解，坚定了他用量子力学方法解决化学键问题的信心。鲍林从读研究生到去欧洲游学，所接触的都是世界第一流的专家，直接面临科学前沿问题，这对他后来取得学术成就是十分重要的。

1927年，鲍林结束了两年的欧洲游学回到了美国，在帕莎迪那担任了理论化学的助理教授，除讲授量子力学及其在化学中的应用外，还讲授晶体化学及开设有关化学键本质的学术讲座。1930年，鲍林再一次去欧洲，到布拉格实验室学习有关射线的技术，后来又到慕尼黑学习电子衍射方面的技术，回国后，被加州理工学院聘为教授。

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中，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。他于1965年提出原子核模型的设想，其模型有许多独到之处。

鲍林坚决反对把科技成果用于战争，特别反对核战争。他指出:"科学与和平是有联系的，世界已被科学的发明大大改变了，特别是在最近一个世纪。现在，我们增进了知识，提供了消除贫困和饥饿的可能性，提供了显著减少疾病造成的痛苦的可能性，提供了为人类利益有效地使用资源的可能性。"他认为，核战争可能毁灭地球和人类，他号召科学家们致力于和平运动，鲍林倾注了很多时间和精力研究防止战争、保卫和平的问题。他为和平事业所作的努力，遭到美国保守势力的打击，50年代初，美国奉行麦卡锡主义，曾对他进行过严格的审查，怀疑他是美共分子，限制他出国讲学，干涉他的人身自由。1954年，鲍林荣获诺贝尔化学奖以后，美国政府才被迫取消了对他的出国禁令。

1955，鲍林和世界知名的大科学家爱因斯坦、罗素、约里奥·居里、玻恩等，签署了一个宣言:呼吁科学家应共同反对发展毁灭性武器，反对战争，保卫和平。1957年5月，鲍林起草了《科学家反对核实验宣言》，该宣言在两周内就有2000多名美国科学家签名，在短短几个月内，就有49个国家的11000余名科学家签名。1958年，鲍林把反核实验宣言交给了联合国秘书长哈马舍尔德，向联合国请愿。同年，他写了《不要再有战争》一书，书中以丰富的资料，说明了核武器对人类的重大威胁。

1959年，鲍林和罗素等人在美国创办了《一人少数》月刊，反对战争，宣传和平。同年8月，他参加了在日本广岛举行的禁止原子弹氢弹大会。由于鲍林对和平事业的贡献，他在1962年荣获了诺贝尔和平奖。他以《科学与和平》为题，发表了领奖演说，在演说中指出:"在我们这个世界历史的新时代，世界问题不能用战争和暴力来解决，而是按着对所有人都公平，对一切国家都平等的方式，根据世界法律来解决。"最后他号召:"我们要逐步建立起一个对全人类在经济、政治和社会方面都公正合理的世界，建立起一种和人类智慧相称的世界文化。" 鲍林是一位伟大的科学家与和平战士，他的影响遍及全世界。

10.范霍夫-分子的空间结构假说

雅可比·亨利克·范霍夫，荷兰化学家，他关于分子的空间立体结构的假说，不仅能够解释旋光异构现象，而且还能解释诸如顺丁烯二酸和反丁烯二酸、顺甲基丁烯二酸和反甲基丁烯二酸等另一类非旋光异构现象。

范霍夫中学读书时，对化学实验很感兴趣。经常在放学以后或假日里，偷偷地溜进学校，从地下室的窗户钻进实验室里去做化学实验。少年的好奇心，使他专门乐于选用那些易燃易爆和剧毒的危险药品做实验。一天。该校的霍克维尔夫先生发现了他的秘密，责备了他的违纪行为。范霍夫请求这位老师不要去报告校长。但他还是被带去见他的父亲。鹿特丹的这位名医了解了事情的经过后，对自己儿子不规矩的举动深为尴尬和愤慨。但转念一想，儿子的肯钻好学不该过分去责备。于是，他把自己原来的一间医疗室让给了儿子。范霍夫有了自己这一间简陋的实验室，干得更加起劲了。想不到少年时代的这种爱好，注定了后来范霍夫成为化学家的命运。

在荷兰，当时人们普遗存在着轻视化学的偏见。父亲反对儿子当化学家，17岁那年，范霍夫中学毕业，还是听从了父亲的意见。在上大学前， 1869年他先到德尔夫特高等工艺学校学习工业技术。在那里，他以优异的成绩博得了在该校任教的化学家A.C.奥德曼斯和物理学家范德·桑德·巴克胡依仁的器重，两年就学完了规定三年学习的内容。这段学习，更增强了范霍夫毕生从事化学的信心和决心。在家里时，父亲对拜伦诗篇的酷爱曾感染了他们全家。往后，孔德的实证哲学思想又使范霍夫俯首倾倒。这些都使他学会了从哲学的角度来看待生活中的一切。也使他一生在化学研究方面，经常站到哲学高度来窥视大自然的奥秘。

1872年，范霍夫在莱顿大学毕业后，为了在化学上得到深造，他先后到柏林拜德国著名有机化学家凯库勒为师。次年凯库勒又推荐他去巴黎医学院的武兹实验室。在著名化学家武兹的指导下，范霍夫与他法国的同窗好友勒·贝尔得到了深造。此后他们双双成为新的立体化学学科的创立者。19世纪中叶，关于有机化合物的经典结构理论，已经由凯库勒和俄国化学家布特列洛夫等人基本上建立起来了。但同时，人们越来越多地发现了某些有机化合物具有旋光现象。法国人巴斯德首先发现酒石酸、葡萄酸等具有左旋和右旋两种不同结构。后来，德国化学家威利森努斯也发现了乳酸的旋光异构现象。范霍夫在巴黎由武兹指导，同勒·贝尔分别对某些有机化合物为什么会有旋光异构现象的问题，进行了广泛的实验和探索。1874年，范霍夫和勒·贝尔分别提出了关于碳的正四面体构型学说。