火藥,被譽(yù)為“中國(guó)四大發(fā)明”的杰出代表,猶如夜空中的璀璨星辰,引領(lǐng)了古代科技發(fā)展的爆炸性進(jìn)程。它的存在,不僅僅是一種物質(zhì)的誕生,更是一種科技與文明的交匯融合。
追溯火藥的起源,我們仿佛能夠穿越時(shí)空,回到那個(gè)充滿神秘與奇幻的古代中國(guó)。在煉丹術(shù)士們的不懈探索中,火藥悄然誕生,猶如一道閃電劃破了長(zhǎng)夜的寂靜,徹底改變了古代戰(zhàn)爭(zhēng)的格局。從冷兵器時(shí)代到火藥武器的崛起,火藥以其無與倫比的威力,在戰(zhàn)場(chǎng)上書寫了嶄新的篇章。
火藥并非只局限于硝煙彌漫的戰(zhàn)場(chǎng),在古代民用領(lǐng)域,火藥同樣綻放出奪目的光彩。每當(dāng)佳節(jié)來臨,煙花與爆竹的璀璨盛放,將歡樂與祝福傳遞給每一個(gè)角落。它們?cè)诳罩恤骠嫫鹞瑁饕环k麗多彩的畫卷,為古代人民的生活增添了無盡的色彩與歡樂。而這些璀璨的煙花與震耳的爆竹,正是火藥在民用領(lǐng)域的杰出代表,彰顯了古代科技與文化的美妙交融。
不過,科技的發(fā)展總是伴隨著雙刃劍的特性?;鹚幵跒楣糯鐣?huì)帶來進(jìn)步的同時(shí),也潛藏著一些難以忽視的隱患。其易燃易爆的特性使得在制造、儲(chǔ)存和使用過程中需格外小心謹(jǐn)慎。此外,火藥的廣泛應(yīng)用也在一定程度上加劇了社會(huì)的動(dòng)蕩與沖突。在反思古代科技發(fā)展的過程中,我們必須正視火藥所帶來的這些問題,并尋求合理的解決方案。
盡管如此,火藥在古代科技發(fā)展中的地位和作用依然不可磨滅。它不僅是古代軍事科技進(jìn)步的催化劑,更是民用領(lǐng)域創(chuàng)新與發(fā)展的源泉。它見證了古代人民的智慧與創(chuàng)造力,承載著中華民族對(duì)世界科技發(fā)展的卓越貢獻(xiàn)。
展望未來,火藥在現(xiàn)代科技中依然擁有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的飛速發(fā)展和安全環(huán)保意識(shí)的日益提高,我們有責(zé)任和義務(wù)對(duì)火藥的制造技術(shù)進(jìn)行持續(xù)探索和創(chuàng)新。通過降低其安全隱患、減少環(huán)境污染,使火藥在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮更加積極、安全的作用。同時(shí),我們也應(yīng)該銘記火藥在古代科技發(fā)展中的輝煌歷程和深遠(yuǎn)影響,繼續(xù)傳承和發(fā)揚(yáng)中華民族的科技創(chuàng)新精神,為人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展貢獻(xiàn)更多的智慧和力量。
煉丹家的偶然發(fā)現(xiàn)
——戰(zhàn)國(guó)時(shí)期至今火藥的發(fā)明與改良如果說火藥的發(fā)明是源于長(zhǎng)生不老,你一定會(huì)以為是天方夜譚,但事實(shí)確實(shí)如此。中國(guó)古時(shí)的那些幻想“得道成仙”的帝王將相們常常令術(shù)士煉制“靈丹妙藥”,而這些盡職的化學(xué)家在煉丹過程中雖沒有煉成仙丹,卻發(fā)明了火藥,而且由于火藥的獨(dú)特作用,它很快就聞名于世,成為我國(guó)古代科技的四大發(fā)明之一,在歷史的發(fā)展中占有著重要地位。
(1)中國(guó)方士發(fā)明火藥
我國(guó)古代的冶煉技術(shù)相當(dāng)發(fā)達(dá)。早在殷商時(shí)期,就已經(jīng)能制造出造型復(fù)雜、美觀大方的大型青銅器皿了。春秋中期,我國(guó)已經(jīng)發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù),到了春秋末年,鐵制的農(nóng)具和兵器也已得到普遍使用。
在冶煉金屬的過程中,人們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),逐漸接觸和熟悉了許多礦物的性能,積累了豐富的化學(xué)知識(shí)。從戰(zhàn)國(guó)時(shí)代起,就有人把冶金技術(shù)運(yùn)用到煉制藥物方面,夢(mèng)想能煉出長(zhǎng)生不老之藥來,也有人想從礦物中煉出金銀來。那種煉制所謂長(zhǎng)生不老藥的煉丹術(shù)在古代被稱為“方術(shù)”,從事煉丹的煉丹家則被稱為“方士”,后來被稱為“道士”或“丹家”。
雖然這些煉丹家始終未能煉出長(zhǎng)生不老之藥來,但是在一次次冶煉中,他們不斷積累經(jīng)驗(yàn),掌握了不少化學(xué)知識(shí)。這些煉丹家對(duì)我國(guó)古代化學(xué)的發(fā)展,起了不少作用。用現(xiàn)代人的眼光來看,或許把他們稱為古代的化學(xué)家更為合適。在這些方士中,較為突出的有李少君、魏伯陽、劉安、葛洪等。正是這些煉丹家的工作,才發(fā)現(xiàn)了火藥。
現(xiàn)在我們知道,制造火藥的主要原料為木炭、硫磺和硝石。
硫磺在我國(guó)古代也被稱作石硫黃、留黃、硫黃等。我們的祖先在公元前后,就已在湖南的郴縣發(fā)現(xiàn)了大量的硫磺礦。此后在我國(guó)北方、南方也多次發(fā)現(xiàn)大型硫磺礦。我國(guó)古籍中最早提到“硫黃”的是《淮南子》一書(公元前150年前后)。這說明在當(dāng)時(shí)古人對(duì)硫磺已有認(rèn)識(shí)。在西漢末年問世的我國(guó)第一本藥物典籍《神農(nóng)本草經(jīng)》,把石硫黃歸入“中品藥”的第三種,可見當(dāng)時(shí)硫磺已被廣泛用于入藥。
硝石是黑色火藥里的氧化劑。它的化學(xué)成分是硝酸鉀,受熱能產(chǎn)生氧氣,有很強(qiáng)的助燃作用。火藥爆炸力的大小主要根據(jù)含硝量的多少來決定。最遲在公元前后,我們的祖先就已發(fā)現(xiàn)了硝,并能掌握利用它。古代人民在實(shí)踐中慢慢發(fā)現(xiàn)硝石有消除積熱和淤血等醫(yī)療作用,便將它入藥?!渡褶r(nóng)本草經(jīng)》把硝石列入“上品藥”的第六種。古代的煉丹家十分熟悉硝石的性能,常把硝石作為主要的氧化劑和溶劑。公元500年左右的煉丹家陶弘景就指出硝石有“強(qiáng)燒之,紫青煙起”的現(xiàn)象。
唐朝初年,著名的藥物學(xué)家孫思邈也煉過丹藥。在他所寫的《丹經(jīng)》一書中,有一種“伏硫磺法”,記載著類似火藥的方子。
由于這種伏硫磺法經(jīng)常在制作過程中發(fā)生燃燒,燒傷煉丹者的手和臉,甚至燒掉煉丹房,因此古人明白了硫磺、硝石和木炭的混合物極易猛烈起火,甚至發(fā)生爆炸,制作時(shí)必須十分當(dāng)心。
經(jīng)過一次次的爆炸起火,煉丹家們從最初的恐懼中逐漸認(rèn)識(shí)到:硫磺、硝石和木炭,如按一定比例配制,可制成會(huì)爆炸的“火藥”。
火藥發(fā)明的具體年代已無從查考,但根據(jù)資料可以推斷,火藥發(fā)明的時(shí)間應(yīng)在唐代以前。由于這種火藥的顏色是黑色的,所以叫作“黑火藥”。
孫思邈。
孫思邈作為醫(yī)藥學(xué)家,被人稱為“藥王”,為國(guó)家醫(yī)學(xué)、軍事方面做出了很重大的貢獻(xiàn)。
唐朝建立后,他受朝廷邀請(qǐng)與當(dāng)?shù)卣献鏖_展醫(yī)學(xué)活動(dòng),為百姓們帶來了許多幫助。在唐高宗上元元年,孫思邈年紀(jì)過大,身體也大不如從前。在永淳元年,因病去世,享年141歲。
火藥據(jù)傳由晉朝葛洪發(fā)明,火藥的研究開始于古代道家煉丹術(shù),古人為求長(zhǎng)生不老而煉制丹藥,煉丹術(shù)的目的和動(dòng)機(jī)都是荒謬和可笑的,但它的實(shí)驗(yàn)方法還是有可取之處,最后導(dǎo)致了火藥的發(fā)明。
恩格斯高度評(píng)價(jià)了中國(guó)在火藥發(fā)明中的首創(chuàng)作用:“現(xiàn)在已經(jīng)毫無疑義地證實(shí)了,火藥是從中國(guó)經(jīng)過印度傳給阿拉伯人,又由阿拉伯人和火藥武器一道經(jīng)過西班牙傳入歐洲?!?/p>
雖然在中世紀(jì)漫長(zhǎng)歲月里發(fā)出燦爛的科技之光,卻未能產(chǎn)生近代科學(xué)和近代社會(huì),而是從16世紀(jì)明中葉起在火藥、火器等方面停滯不前、缺乏創(chuàng)新,明顯落后于歐洲,于是又從歐洲引進(jìn)佛朗機(jī)、鳥銃及紅夷大炮等火器。
入清以后,火器技術(shù)起起伏伏,與歐洲再次拉大差距,以致清末遭西方列強(qiáng)侵略淪為半封建半殖民地社會(huì),飽受列強(qiáng)欺凌。在蹉跎了三個(gè)世紀(jì)后,中華民族又重新覺醒與崛起,經(jīng)艱苦努力,已建設(shè)成為世界上經(jīng)濟(jì)與軍事方面的一流強(qiáng)國(guó)。
擴(kuò)展資料
13世紀(jì)由于蒙古大軍在東西方國(guó)家的遠(yuǎn)征,使中國(guó)火藥、火器技術(shù)傳到亞、歐一些國(guó)家。歐洲14世紀(jì)早期火銃、火炮和火箭都是按中國(guó)同類火器的樣式仿制的,硝石也是按中國(guó)古法采集、提純,并與硫黃、木炭按一定比例混合、碾碎,制成固體火藥。
由于歐洲人早年對(duì)從中國(guó)引進(jìn)火藥、火器技術(shù)的過程對(duì)中、歐火藥史比較研究做得不夠,致使17世紀(jì)英國(guó)人弗朗西斯?培根等學(xué)者將其稱為“來歷不明的發(fā)明”。
通過19—20世紀(jì)以來東西方專家的潛心研究,才真正找到阿拉伯世界和基督教文明區(qū)火藥知識(shí)的最初來源地是東亞的中國(guó),這在今天已成定論。
-火藥
【最開始】古時(shí)候,原始人類為了他們的生存,在與自然界的種種災(zāi)難進(jìn)行抗?fàn)幹?,發(fā)現(xiàn)和利用了火。原始人類從用火之時(shí)開始,由野蠻進(jìn)入文明,同時(shí)也就開始了用化學(xué)方法認(rèn)識(shí)和改造天然物質(zhì)。燃燒就是一種化學(xué)現(xiàn)象。(火的發(fā)現(xiàn)和利用,改善了人類生存的條件,并使人類變得聰明而強(qiáng)大。)掌握了火以后,人類開始食用熟食;繼而人類又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些物質(zhì)的變化,如發(fā)現(xiàn)在翠綠色的孔雀石等銅礦石上面燃燒炭火,會(huì)有紅色的銅生成。這樣,人類在逐步了解和利用這些物質(zhì)的變化的過程中,制得了對(duì)人類具有使用價(jià)值的產(chǎn)品。人類逐步學(xué)會(huì)了制陶、冶煉;以后又懂得了釀造、染色等等。這些有天然物質(zhì)加工改造而成的制品,成為古代文明的標(biāo)志。在這些生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,萌發(fā)了古代化學(xué)知識(shí)。
古人曾根據(jù)物質(zhì)的某些性質(zhì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類,并企圖追溯其本原及其變化規(guī)律。公元前4世紀(jì)或更早,中國(guó)提出了陰陽五行學(xué)說,認(rèn)為萬物是由金、木、水、火、土五種基本物質(zhì)組合而成的,而五行則是由陰陽二氣相互作用而成的。此說法是樸素的唯物主義自然觀,用“陰陽”這個(gè)概念來解釋自然界兩種對(duì)立和相互消長(zhǎng)的物質(zhì)勢(shì)力,認(rèn)為二者的相互作用是一切自然現(xiàn)象變化的根源。此說為中國(guó)煉丹術(shù)的理論基礎(chǔ)之一。
【公元前4世紀(jì)】希臘也提出了與五行學(xué)說類似的火、風(fēng)、土、水四元素說和古代原子論。這些樸素的元素思想,即為物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其變化理論的萌芽。后來在中國(guó)出現(xiàn)了煉丹術(shù),到了公元前2世紀(jì)的秦漢時(shí)代,煉丹術(shù)已頗為盛行,大致在公元7世紀(jì)傳到阿拉伯國(guó)家,與古希臘哲學(xué)相融合而形成阿拉伯煉丹術(shù),阿拉伯煉丹術(shù)于中世紀(jì)傳入歐洲,形成歐洲煉金術(shù),后逐步演進(jìn)為近代的化學(xué)。
煉丹術(shù)的指導(dǎo)思想是深信物質(zhì)能轉(zhuǎn)化,試圖在煉丹爐中人工合成金銀或修煉長(zhǎng)生不老之藥。他們有目的的將各類物質(zhì)搭配燒煉,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為此涉及了研究物質(zhì)變化用的各類器皿,如升華器、蒸餾器、研缽等,也創(chuàng)造了各種實(shí)驗(yàn)方法,如研磨、混合、溶解、潔凈、灼燒、熔融、升華、密封等。
與此同時(shí),進(jìn)一步分類研究了各種物質(zhì)的性質(zhì),特別是相互反應(yīng)的性能。這些都為近代化學(xué)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ),許多器具和方法經(jīng)過改進(jìn)后,仍然在今天的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中沿用。煉丹家在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)明了火藥,發(fā)現(xiàn)了若干元素,制成了某些合金,還制出和提純了許多化合物,這些成果我們至今仍在利用。
【真正成為學(xué)科意義上的化學(xué)】
【16世紀(jì)開始】歐洲工業(yè)生產(chǎn)蓬勃興起,推動(dòng)了醫(yī)藥化學(xué)和冶金化學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展,使煉金術(shù)轉(zhuǎn)向生活和實(shí)際應(yīng)用,繼而更加注意物質(zhì)化學(xué)變化本身的研究。在元素的科學(xué)概念建立后,通過對(duì)燃燒現(xiàn)象的精密實(shí)驗(yàn)研究,建立了科學(xué)的氧化理論和質(zhì)量守恒定律,隨后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律,為化學(xué)進(jìn)一步科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
【1775年前后】拉瓦錫用定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)闡述了燃燒的氧化學(xué)說,開創(chuàng)了定量化學(xué)時(shí)期,使化學(xué)沿著正確的軌道發(fā)展。19世紀(jì)初,英國(guó)化學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說,突出地強(qiáng)調(diào)了各種元素的原子的質(zhì)量為其最基本的特征,其中量的概念的引入,是與古代原子論的一個(gè)主要區(qū)別。近代原子論使當(dāng)時(shí)的化學(xué)知識(shí)和理論得到了合理的解釋,成為說明化學(xué)現(xiàn)象的統(tǒng)一理論。接著意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出分子概念。自從用原子-分子論來研究化學(xué),化學(xué)才真正被確立為一門科學(xué)。這一時(shí)期,建立了不少化學(xué)基本定律。俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律,德國(guó)化學(xué)家李比希和維勒發(fā)展了有機(jī)結(jié)構(gòu)理論,這些都使化學(xué)成為一門系統(tǒng)的科學(xué),也為現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
通過對(duì)礦物的分析,發(fā)現(xiàn)了許多新元素,加上對(duì)原子分子學(xué)說的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,經(jīng)典性的化學(xué)分析方法也有了自己的體系。草酸和尿素的合成、原子價(jià)概念的產(chǎn)生、苯的六環(huán)結(jié)構(gòu)和碳價(jià)鍵四面體等學(xué)說的創(chuàng)立、酒石酸拆分成旋光異構(gòu)體,以及分子的不對(duì)稱性等等的發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的建立,使人們對(duì)分子本質(zhì)的認(rèn)識(shí)更加深入,并奠定了有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)。
【1 9世紀(jì)下半葉】熱力學(xué)等物理學(xué)理論引入化學(xué)之后,不僅澄清了化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的概念,而且可以定量地判斷化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方向和條件。相繼建立了溶液理論、電離理論、電化學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)。物理化學(xué)的誕生,把化學(xué)從理論上提高到一個(gè)新的水平。
【二十世紀(jì)至今】
二十世紀(jì)的化學(xué)是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué),實(shí)驗(yàn)與理論一直是化學(xué)研究中相互依賴、彼此促進(jìn)的兩個(gè)方面。進(jìn)入20世紀(jì)以后,由于受到自然科學(xué)其他學(xué)科發(fā)展的影響,并廣泛地應(yīng)用了當(dāng)代科學(xué)的理論、技術(shù)和方法,化學(xué)在認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、合成和測(cè)試等方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)展,而且在理論方面取得了許多重要成果。在無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)四大分支學(xué)科的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了新的化學(xué)分支學(xué)科。
近代物理的理論和技術(shù)、數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用,對(duì)現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。19世紀(jì)末,電子、X射線和放射性的發(fā)現(xiàn)為化學(xué)在20世紀(jì)的重大進(jìn)展創(chuàng)造了條件。
在結(jié)構(gòu)化學(xué)方面,由于電子的發(fā)現(xiàn)開始并確立的現(xiàn)代的有核原子模型,不僅豐富和深化了對(duì)元素周期表的認(rèn)識(shí),而且發(fā)展了分子理論。應(yīng)用量子力學(xué)研究分子結(jié)構(gòu),產(chǎn)生了量子化學(xué)。
從氫分子結(jié)構(gòu)的研究開始,逐步揭示了化學(xué)鍵的本質(zhì),先后創(chuàng)立了價(jià)鍵理論、分子軌道理論和佩位場(chǎng)理論。化學(xué)反應(yīng)理論也隨著深入到微觀境界。應(yīng)用X射線作為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新分析手段,可以洞察物質(zhì)的晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)。測(cè)定化學(xué)立體結(jié)構(gòu)的衍射方法,有X射線衍射、電子衍射和中子衍射等方法。其中以X射線衍射法的應(yīng)用所積累的精密分子立體結(jié)構(gòu)信息最多。
研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的譜學(xué)方法也由可見光譜、紫外光譜、紅外光譜擴(kuò)展到核磁共振譜、電子自選共振譜、光電子能譜、射線共振光譜、穆斯堡爾譜等,與計(jì)算機(jī)聯(lián)用后,積累大量物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)的資料,正由經(jīng)驗(yàn)向理論發(fā)展。電子顯微鏡放大倍數(shù)不斷提高,人們以可直接觀察分子的結(jié)構(gòu)。
經(jīng)典的元素學(xué)說由于放射性的發(fā)現(xiàn)而產(chǎn)生深刻的變革。從放射性衰變理論的創(chuàng)立、同位素的發(fā)現(xiàn)到人工核反應(yīng)和核裂變的實(shí)現(xiàn)、氘的發(fā)現(xiàn)、中子和正電子及其它基本粒子的發(fā)現(xiàn),不僅是人類的認(rèn)識(shí)深入到亞原子層次,而且創(chuàng)立了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法和理論;不僅實(shí)現(xiàn)了古代煉丹家轉(zhuǎn)變?cè)氐乃枷?,而且改變了人的宇宙觀。
作為20世紀(jì)的時(shí)代標(biāo)志,人類開始掌握和使用核能。放射化學(xué)和核化學(xué)等分支學(xué)科相繼產(chǎn)生,并迅速發(fā)展;同位素地質(zhì)學(xué)、同位素宇宙化學(xué)等交叉學(xué)科接踵誕生。元素周期表擴(kuò)充了,已有109號(hào)元素,并且正在探索超重元素以驗(yàn)證元素“穩(wěn)定島假說”。與現(xiàn)代宇宙學(xué)相依存的元素起源學(xué)說和與演化學(xué)說密切相關(guān)的核素年齡測(cè)定等工作,都在不斷補(bǔ)充和更新元素的觀念。
在化學(xué)反應(yīng)理論方面,由于對(duì)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的認(rèn)識(shí)的提高,經(jīng)典的、統(tǒng)計(jì)的反應(yīng)理論以進(jìn)一步深化,在過渡態(tài)理論建立后,逐漸向微觀的反應(yīng)理論發(fā)展,用分子軌道理論研究微觀的反應(yīng)機(jī)理,并逐漸建立了分子軌道對(duì)稱守恒定律和前線軌道理論。分子束、激光和等離子技術(shù)的應(yīng)用,使得對(duì)不穩(wěn)定化學(xué)物種的檢測(cè)和研究成為現(xiàn)實(shí),從而化學(xué)動(dòng)力學(xué)已有可能從經(jīng)典的、統(tǒng)計(jì)的宏觀動(dòng)力學(xué)深入到單個(gè)分子或原子水平的微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使得分子、電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)反映的量子化學(xué)計(jì)算、化學(xué)統(tǒng)計(jì)、化學(xué)模式識(shí)別,以及大規(guī)模術(shù)技的處理和綜合等方面,都得到較大的進(jìn)展,有的已經(jīng)逐步進(jìn)入化學(xué)教育之中。關(guān)于催化作用的研究,以提出了各種模型和理論,從無機(jī)催化進(jìn)入有機(jī)催化和增物催化,開始從分子微觀結(jié)構(gòu)和尺寸的角度核生物物理有機(jī)化學(xué)的角度,來研究酶類的作用和酶類的結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系。
分析方法和手段是化學(xué)研究的基本方法和手段。一方面,經(jīng)典的成分和組成分析方法仍在不斷改進(jìn),分析靈敏度從常量發(fā)展到微量、超微量、痕量;另一方面,發(fā)展初許多新的分析方法,可深入到進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,構(gòu)象測(cè)定,同位素測(cè)定,各種活潑中間體如自由基、離子基、卡賓、氮賓、卡拜等的直接測(cè)定,以及對(duì)短壽命亞穩(wěn)態(tài)分子的檢測(cè)等。分離技術(shù)也不斷革新,離子交換、膜技術(shù)、色譜法等等。
合成各種物質(zhì),是化學(xué)研究的目的之一。在無機(jī)合成方面,首先合成的是氨。氨的合成不僅開創(chuàng)了無機(jī)合成工業(yè),而且?guī)?dòng)了催化化學(xué),發(fā)展了化學(xué)熱力學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。后來相繼合成的有紅寶石、人造水晶、硼氫化合物、金剛石、半導(dǎo)體、超導(dǎo)材料和二茂鐵等配位化合物。
在電子技術(shù)、核工業(yè)、航天技術(shù)等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的推動(dòng)下,各種超純物質(zhì)、新型化合物和特殊需要的材料的生產(chǎn)技術(shù)都得到了較大發(fā)展。稀有氣體化合物的合成成功又向化學(xué)家提出了新的挑戰(zhàn),需要對(duì)零族元素的化學(xué)性質(zhì)重新加以研究。無機(jī)化學(xué)在與有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科相互滲透中產(chǎn)生了有機(jī)金屬化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)、無機(jī)固體化學(xué)等新興學(xué)科。
酚醛樹脂的合成,開辟了高分子科學(xué)領(lǐng)域。20世紀(jì)30年代聚酰胺纖維的合成,使高分子的概念得到廣泛的確認(rèn)。后來,高分子的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究、應(yīng)用三方面保持互相配合和促進(jìn),使高分子化學(xué)得以迅速發(fā)展。
各種高分子材料合成和應(yīng)用,為現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事技術(shù),以及人們衣食住行各方面,提供了多種性能優(yōu)異而成本較低的重要材料,成為現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要標(biāo)志。高分子工業(yè)發(fā)展為化學(xué)工業(yè)的重要支柱。 20世紀(jì)是有機(jī)合成的黃金時(shí)代?;瘜W(xué)的分離手段和結(jié)構(gòu)分析方法已經(jīng)有了很大發(fā)展,許多天然有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)問題紛紛獲得圓滿解決,還發(fā)現(xiàn)了許多新的重要的有機(jī)反應(yīng)和專一性有機(jī)試劑,在此基礎(chǔ)上,精細(xì)有機(jī)合成,特別是在不對(duì)稱合成方面取得了很大進(jìn)展。
一方面,合成了各種有特種結(jié)構(gòu)和特種性能的有機(jī)化合物;另一方面,合成了從不穩(wěn)定的自由基到有生物活性的蛋白質(zhì)、核酸等生命基礎(chǔ)物質(zhì)。有機(jī)化學(xué)家還合成了有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的天然有機(jī)化合物和有特效的藥物。這些成就對(duì)促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展起了巨大的作用;為合成有高度生物活性的物質(zhì),并與其他學(xué)科協(xié)同解決有生命物質(zhì)的合成問題及解決前生命物質(zhì)的化學(xué)問題等,提供了有利的條件。
【化學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)】20世紀(jì)以來,化學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)可以歸納為:由宏觀向微觀、由定性向定量、由穩(wěn)定態(tài)向亞穩(wěn)定態(tài)發(fā)展,由經(jīng)驗(yàn)逐漸上升到理論,再用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和開創(chuàng)新的研究。一方面,為生產(chǎn)和技術(shù)部門提供盡可能多的新物質(zhì)、新材料;另一方面,在與其它自然科學(xué)相互滲透的進(jìn)程中不斷產(chǎn)生新學(xué)科,并向探索生命科學(xué)和宇宙起源的方向發(fā)展。
說開啟熱兵器時(shí)代應(yīng)該是中國(guó)人,宋朝軍隊(duì)在抵抗蒙古入侵的戰(zhàn)爭(zhēng)中就開始大量使用火器了。可惜后來南宋被滅,蒙古人崇尚弓馬騎射,火器發(fā)展基本被打斷。隨后明朝取代蒙元火器在中國(guó)又一次得到大力發(fā)展,明朝建立了世界上最早的成建制的火器部隊(duì),就是神機(jī)營(yíng)。明朝的火器種類繁多,有基本相當(dāng)于現(xiàn)代迫擊炮的便攜式火炮,有可以連發(fā)五彈的五雷神機(jī),相當(dāng)于現(xiàn)代反艦導(dǎo)彈的火龍出水,甚至有類似于現(xiàn)在多管火箭炮的一窩蜂等等。明朝在火器的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用方面也是領(lǐng)先西方,三段擊就是明軍所創(chuàng)。滿清取代明朝后,火器被滿人稱為奇淫巧技而深惡痛絕,火器發(fā)展基本停滯了200年,直至今日中華民族仍然還在苦苦追趕。
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