科學(xué)家名人故事:現(xiàn)代化學(xué)的奠基人拉瓦錫
法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫進(jìn)行的化學(xué)革命被公推為18世紀(jì)科學(xué)發(fā)展史上最輝煌的成就之一。在這場(chǎng)革命中,他以雄辯的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù),推翻了統(tǒng)治化學(xué)理論達(dá)百年之久的燃素說(shuō),建立了以氧為中心的燃燒理論。針對(duì)當(dāng)時(shí)化學(xué)物質(zhì)的命名呈現(xiàn)一派混亂不堪的狀況,拉瓦錫與他人合作制定出化學(xué)物質(zhì)命名原則,創(chuàng)立了化學(xué)物質(zhì)分類的新體系。根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),拉瓦錫用清晰的語(yǔ)言闡明了質(zhì)量守恒定律和它在化學(xué)中的運(yùn)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(xué)的發(fā)展奠定了重要的基礎(chǔ)。
拉瓦錫原來(lái)是學(xué)法律的。1763年,年僅20歲的拉瓦錫就取得了法律學(xué)士學(xué)位,并且獲得了律師從業(yè)證書(shū)。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(méi)有馬上去做律師。那時(shí)他對(duì)植物學(xué)發(fā)生了興趣,經(jīng)常上山采集標(biāo)本使他又對(duì)氣象學(xué)產(chǎn)生了興趣。在地質(zhì)學(xué)家葛太德的建議下,拉瓦錫師從巴黎著名的伊勒教授學(xué)習(xí)化學(xué)。從此,拉瓦錫就和化學(xué)結(jié)下不解之緣。
拉瓦錫是現(xiàn)代化學(xué)的創(chuàng)始人。他的主要業(yè)績(jī)是將過(guò)去和當(dāng)時(shí)的許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以綜合,使之成為完整的學(xué)說(shuō)。
1766年,年僅23歲的拉瓦錫關(guān)于城市照明問(wèn)題的論文,榮獲了法國(guó)科學(xué)院金質(zhì)獎(jiǎng)。1772年,由于他對(duì)天然水的研究卓有成果而當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士。他所進(jìn)行的長(zhǎng)達(dá)百天之久的燒干了水不會(huì)變土的實(shí)驗(yàn),是人所共知的。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn),他推翻了物質(zhì)不能互變的學(xué)說(shuō),并進(jìn)一步證明了物質(zhì)不滅的正確性。
對(duì)燃素學(xué)說(shuō)持懷疑態(tài)度的拉瓦錫,實(shí)在難以接受燃素是物質(zhì)燃燒原因的觀點(diǎn)。1772年2月,他讀到了達(dá)爾塞的一篇研究報(bào)告,其中談到在高溫下燒得熾熱的金剛石會(huì)消失得無(wú)影無(wú)蹤,這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果使他深受啟發(fā)。那么,在沒(méi)有空氣的條件下,加熱金剛石會(huì)怎樣呢?于是他把金剛石用調(diào)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(shí)后,剝開(kāi)石墨外衣,里面的金剛石竟然完好無(wú)損!拉瓦錫捉摸著:金剛石的失蹤看來(lái)與空氣有關(guān)!莫非它與空氣發(fā)生作用了?這種想法和當(dāng)時(shí)流行的燃素學(xué)說(shuō)截然相反!
為了證明自己的設(shè)想,他用白磷作了一系列實(shí)驗(yàn),毫無(wú)例外,白磷燃燒之后產(chǎn)生的白煙比白磷重了,這證明磷和空氣發(fā)生了化合。而白磷在燃燒過(guò)程中,只有1/5的空氣可以助燃,拉瓦錫把這種空氣暫時(shí)稱為有用空氣。
至此,應(yīng)該說(shuō)燃素學(xué)說(shuō)可以推翻了,但拉瓦錫仍不肯冒然作出結(jié)論。1774年,他又用天平在曲頸瓶中通過(guò)加熱金屬作了定量研究,結(jié)果仍然證明了他的設(shè)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(wú)懈可擊了!按照他的這一新設(shè)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(duì)有用空氣所預(yù)言的性質(zhì)。這時(shí),拉瓦錫堅(jiān)信:絕對(duì)沒(méi)有燃素存在,可燃物質(zhì)的燃燒,或者金屬變?yōu)殪鸦也⒉皇欠纸夥磻?yīng),而是與有用空氣發(fā)生了化合!1777年,他把這種有用空氣正式命名為氧。
一向嚴(yán)肅謹(jǐn)慎的拉瓦錫,從1772年到1777年的5年中,作了大量的燃燒實(shí)驗(yàn),對(duì)燃燒之后產(chǎn)生的物質(zhì)以及剩余氣體一一加以研究,最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合、歸納和分析。直到1777年,他才正式向法國(guó)科學(xué)院提出了研究報(bào)告,題目是《燃燒概論》。這一理論徹底推翻了長(zhǎng)達(dá)百年之久當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的燃素學(xué)說(shuō),完全割斷了化學(xué)與煉金術(shù)的聯(lián)系,使得100年來(lái)在燃素學(xué)說(shuō)錯(cuò)誤基礎(chǔ)上被顛倒了的全部化學(xué)又重新恢復(fù)了科學(xué)的本來(lái)面目,使化學(xué)這門科學(xué)向前推進(jìn)了一大步!
在化學(xué)發(fā)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(xué)家共同擬定的。此后,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及其定量關(guān)系才開(kāi)始用初步的化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)說(shuō)明。拉瓦錫以1787年建立的新化學(xué)語(yǔ)言和1789年出版的《化學(xué)基本教程》完成了化學(xué)革命,用17年的時(shí)間改造了化學(xué)科學(xué)。
拉瓦錫具有非凡的科學(xué)洞察力和勇往直前的無(wú)畏精神。他畢生勤奮,每天6點(diǎn)起床,從6點(diǎn)到8點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,8點(diǎn)到下午7點(diǎn)從事火藥局長(zhǎng)或法國(guó)科學(xué)院院士的工作,7點(diǎn)到晚上10點(diǎn),又專心從事他的科學(xué)研究。星期天不休息,進(jìn)行一整天的實(shí)驗(yàn)工作。