科學家名人故事:現代化學的奠基人拉瓦錫
法國化學家拉瓦錫進行的化學革命被公推為18世紀科學發展史上最輝煌的成就之一。在這場革命中,他以雄辯的實驗事實為依據,推翻了統治化學理論達百年之久的燃素說,建立了以氧為中心的燃燒理論。針對當時化學物質的命名呈現一派混亂不堪的狀況,拉瓦錫與他人合作制定出化學物質命名原則,創立了化學物質分類的新體系。根據化學實驗的經驗,拉瓦錫用清晰的語言闡明了質量守恒定律和它在化學中的運用。這些工作,特別是他所提出的新觀念、新理論、新思想,為近代化學的發展奠定了重要的基礎。
拉瓦錫原來是學法律的。1763年,年僅20歲的拉瓦錫就取得了法律學士學位,并且獲得了律師從業證書。拉瓦錫的父親是一位頗有名氣的律師,家境富有,所以拉瓦錫沒有馬上去做律師。那時他對植物學發生了興趣,經常上山采集標本使他又對氣象學產生了興趣。在地質學家葛太德的建議下,拉瓦錫師從巴黎著名的伊勒教授學習化學。從此,拉瓦錫就和化學結下不解之緣。
拉瓦錫是現代化學的創始人。他的主要業績是將過去和當時的許多實驗結果加以綜合,使之成為完整的學說。
1766年,年僅23歲的拉瓦錫關于城市照明問題的論文,榮獲了法國科學院金質獎。1772年,由于他對天然水的研究卓有成果而當選為法國科學院院士。他所進行的長達百天之久的燒干了水不會變土的實驗,是人所共知的。通過這一實驗,他推翻了物質不能互變的學說,并進一步證明了物質不滅的正確性。
對燃素學說持懷疑態度的拉瓦錫,實在難以接受燃素是物質燃燒原因的觀點。1772年2月,他讀到了達爾塞的一篇研究報告,其中談到在高溫下燒得熾熱的金剛石會消失得無影無蹤,這一實驗結果使他深受啟發。那么,在沒有空氣的條件下,加熱金剛石會怎樣呢?于是他把金剛石用調成糊狀的石墨厚厚地包上一層,再把這些烏黑的圓球放在烈火中燒得通紅。幾小時后,剝開石墨外衣,里面的金剛石竟然完好無損!拉瓦錫捉摸著:金剛石的失蹤看來與空氣有關!莫非它與空氣發生作用了?這種想法和當時流行的燃素學說截然相反!
為了證明自己的設想,他用白磷作了一系列實驗,毫無例外,白磷燃燒之后產生的白煙比白磷重了,這證明磷和空氣發生了化合。而白磷在燃燒過程中,只有1/5的空氣可以助燃,拉瓦錫把這種空氣暫時稱為有用空氣。
至此,應該說燃素學說可以推翻了,但拉瓦錫仍不肯冒然作出結論。1774年,他又用天平在曲頸瓶中通過加熱金屬作了定量研究,結果仍然證明了他的設想!
如果能從金屬灰中提出純的‘有用空氣’的話,那么,我的燃燒理論就無懈可擊了!按照他的這一新設想,1774年10月,他在加熱汞灰之后,收集到的脫燃素空氣果然具備了他對有用空氣所預言的性質。這時,拉瓦錫堅信:絕對沒有燃素存在,可燃物質的燃燒,或者金屬變為煅灰并不是分解反應,而是與有用空氣發生了化合!1777年,他把這種有用空氣正式命名為氧。
一向嚴肅謹慎的拉瓦錫,從1772年到1777年的5年中,作了大量的燃燒實驗,對燃燒之后產生的物質以及剩余氣體一一加以研究,最后對實驗結果進行綜合、歸納和分析。直到1777年,他才正式向法國科學院提出了研究報告,題目是《燃燒概論》。這一理論徹底推翻了長達百年之久當時占統治地位的燃素學說,完全割斷了化學與煉金術的聯系,使得100年來在燃素學說錯誤基礎上被顛倒了的全部化學又重新恢復了科學的本來面目,使化學這門科學向前推進了一大步!
在化學發展史上,化全物的第一種合理命名法是拉瓦錫和另外三位化學家共同擬定的。此后,化學反應過程及其定量關系才開始用初步的化學反應方程式來說明。拉瓦錫以1787年建立的新化學語言和1789年出版的《化學基本教程》完成了化學革命,用17年的時間改造了化學科學。
拉瓦錫具有非凡的科學洞察力和勇往直前的無畏精神。他畢生勤奮,每天6點起床,從6點到8點進行實驗研究,8點到下午7點從事火藥局長或法國科學院院士的工作,7點到晚上10點,又專心從事他的科學研究。星期天不休息,進行一整天的實驗工作。