化学

大部分的材料出现在地球上,如木,煤炭,矿物质,或空气,是许多不同和不同的化学物质的混合物。每一个纯化学物质(例如,氧、铁或水)有一组特征的属性,赋予其化学特性。例如,铁是一种常见的银白色金属,融化在1535°C,非常的可塑性,容易与氧结合形成共同的物质赤铁矿和磁铁矿。铁的检测金属的混合物,或磁铁矿等化合物,是分析化学的一个分支定性分析。测量的实际数量的某种物质称为的化合物或混合物定量分析。定量分析测量已确定,例如,铁72.3%,的质量,磁铁矿沿着海滩,常见矿物为黑砂和流的银行。多年来,化学家发现了化学反应,表明这种元素物质的存在,容易看到和识别产品的生产。铁能被探测到的通过化学手段如果它存在于样本的数量1百分率或更大。一些非常简单的定性测试揭示特定的化学元素的存在更小。的黄色火焰,钠是可见的,如果样品被点燃1000000000克的钠。这样的分析测试允许化学家确定杂质的类型和数量在各种物质和确定的属性很纯的材料。物质中使用常见的实验室实验通常有杂质水平的不到0.1%。对于特殊应用程序,可以购买的化学物质有杂质总额不到0.001%。纯物质的识别和分析化学混合物使所有其他化学学科蓬勃发展。

分析化学的重要性从来没有比今天更大。在现代社会,各种需求的安全食品,负担得起的消费品、丰富的能源,和劳动节约型技术地方上一个很大的负担环境。所有化学制造业生产废物除了所需的物质,和废物处理并不总是小心地进行。环境的破坏发生的文明,和污染问题增加了全球人口的增长。分析化学的技术是依靠大量维护一个良性的环境。不良物质在水、空气、土壤、和食品必须确定,固定的,回到原点、安全、经济的方法消除或中和。一旦污染物的数量被认为是危险评估,它成为重要的检测有害物质浓度远低于危险水平。分析化学家寻求发展越来越准确和敏感技术和仪器。

精密的分析仪器,往往伴随着计算机、改善了化学家可以识别物质的准确性,降低检测极限。一般使用的分析技术气相色谱法,分离气体混合物通过不同组件的混合物通过一个长,窄栏吸收剂,但多孔材料。这种吸收剂的不同气体相互作用的不同材料和通过列在不同的利率。列的单独的气体流出,它们可以被传递到另一个称为质谱仪的分析仪器,它将物质根据其组成离子的质量。结合气相色谱仪光谱仪可以迅速识别单个组件的化学混合物的浓度可能不会超过十亿分之几。相似或更大的敏感性可以获得有利的条件下使用技术,如原子吸收,极谱法、中子活化。工具创新的速度,分析仪器通常在10年内过时的介绍。新仪器更准确和更快的和广泛使用的环境和药物化学领域。

现代化学、日期或多或少的接受质量守恒定律在18世纪晚期,最初关注那些没有与生物有关的物质。这些物质的研究中,通常有很少或没有碳,构成了无机化学的学科。早期作品试图识别简单substances-namely,元素是所有的成分更复杂的物质。一些元素,比如黄金和碳,已经知道自古以来,许多人发现并研究了整个19世纪和20世纪初建造的。今天,超过100人是已知的。等简单的无机化合物的研究氯化钠(食盐)导致了现代化学的一些基本概念,法律明确的比例提供一个明显的例子。这个法律规定,对于大多数纯化学物质组成元素总是出现在固定比例由质量(例如,每100克盐含有39.3克的钠和60.7克的氯)。盐的结晶形式,被称为岩盐由混合钠和氯原子,一个钠原子的每一个氯。这种化合物,形成完全由两个元素的结合,称为二元化合物。在无机化学二元化合物是非常普遍的,他们表现出小结构不同。出于这个原因,无机化合物的数量是有限的,尽管大量的元素可能会相互反应。如果三个或三个以上元素在一种物质结合,结构的可能性变得更大。

经过一段时间的静止在20世纪早期,无机化学又一次成为一个令人兴奋的研究领域。化合物的硼和氢,被称为硼烷具有独特的结构特点,被迫改变思考无机分子的结构。一些无机物质结构特点被认为只出现在碳化合物,和一些无机聚合物甚至被生产。陶瓷材料组成的无机元素与氧相结合。几个世纪以来,陶瓷对象已经由强烈加热容器由矿物粉的粘贴。尽管陶瓷相当困难和稳定在非常高的温度,他们通常是脆弱的。目前,新陶瓷强大到足以被用作在喷气发动机涡轮叶片制造。陶瓷有希望终有一天会取代内燃机的钢铁组件。1987年,一个陶瓷包含钇,钡,铜,氧气YBa,近似公式₂铜₃O₇,被发现超导体在温度为100 K。不抵抗的超导体的通道电流,这种新型的陶瓷很可能发现电和磁应用中广泛使用。超导陶瓷是如此简单,它可以在高中实验室做好准备。发现说明了化学的不可预知性,对于基本的发现仍然可以用简单的设备和廉价的材料。

许多最有趣的发展无机化学与其他学科的桥梁。有机金属化学调查包含无机元素的化合物结合富含碳的单位。许多有机金属化合物在化学工业催化剂发挥重要作用,这些物质能够加快反应的速度,即使在只有极少量。已经取得了一些成功的使用这种催化剂将天然气转化为相关但更有用的化学物质。化学家也创造了大量的无机分子包含一个核心的金属原子,如铂,包围着一个shell不同的化学单位。这些化合物,称为金属集群,金属的特性,而其他反应的方式类似于生物系统。微量的金属在生物系统中是必不可少的过程,如呼吸、神经功能,细胞的新陈代谢。这种过程形成生物无机化学的研究对象。尽管有机分子曾经被认为是区分生物的化学特性,现在知道无机化学起着至关重要的作用。

有机化合物的化学结构是基于碳。碳的独特之处在于结构的种类和程度可以从原子的三维连接结果。的过程中光合作用把二氧化碳和水转化为氧气和化合物称为碳水化合物。这两个纤维素植物的物质结构刚度,和淀粉植物的能量储存产品,高分子碳水化合物。简单碳水化合物由光合作用形成无数的原料有机化合物中发现的植物和动物王国。当结合变量数量的氢、氧、氮、硫、磷、和其他元素,碳化合物的结构的可能性变得无限,其数量远远超过了所有有机化合物。有机化学的主要焦点是隔离,净化,这些天然物质结构的研究。许多天然产物是简单的分子。例子包括甲酸(HCO₂H)蚂蚁,酒精(C₂H₅在发酵的水果哦),草酸(C₂H₂O₄在大黄叶子。其他天然产品,如青霉素、维生素B₁₂、蛋白质和核酸,是极其复杂的。纯天然产品的隔离从宿主生物体困难重重,他们可能存在的低浓度。一旦被隔离在纯形式,然而,现代仪器技术可以揭示结构细节量体重仅为一百万克。相关化合物的理化性质和结构特点是物理有机化学的领域。一旦属性赋予在由特定的物质结构单元称为官能团是已知的,就可以设计新颖的分子可能出现所需的属性。的准备,在实验室控制条件下,特定的化合物被称为合成化学。一些产品更容易合成比从他们的天然来源收集和净化。吨的维生素C例如,每年合成。小说许多合成物质属性,使他们特别有用。塑料是一个典型的例子,许多药物和农用化学品。持续合成化学家们面临的挑战是大多数有机物质结构的复杂性。合成所需的物质,原子必须以正确的顺序拼凑和合适的三维关系。正如某一堆木材和砖可以组装在许多方面建造房屋的几个不同的设计,也可以固定数量的原子被连接在一起以各种方式给不同的分子。只有一个结构安排的许多可能性将与一个自然发生的分子是相同的。抗生素红霉素,例如,包含37个碳,氢,67和13个氧原子和一个氮原子。即使按正确顺序连接在一起,这些118个原子可以产生262144种不同的结构,只有其中一个自然红霉素的特点。大量的有机化合物,他们的基本生活的化学作用,结构多样性使得他们的研究尤其具有挑战性又令人兴奋。 Organic chemistry is the largest area of specialization among the various fields of chemistry.

随着无生命的化学的理解在19世纪,试图解释生物体的生理过程的分子结构和反应引发了生物化学的学科。生物化学家采用的技术和理论化学探测生命的分子基础。有机体的研究前提是它的生理过程的结果成千上万的化学反应发生在一个高度集成的方式。生物化学家已经建立,除此之外,细胞内能量传递的原理,细胞膜的化学结构,遗传信息的编码和传输,肌肉和神经功能、生物合成途径。事实上,相关生物分子被发现履行类似的角色在不同的生物,如细菌和人类。生物分子的研究,然而,带来了许多困难。这些分子往往很大,表现出伟大的结构复杂性;此外,他们接受的化学反应通常是非常快。的两条链的分离DNA例如,发生在1000000秒。如此快速的反应是可能只有通过生物分子的中介作用酶。酶是蛋白质,欠他们的非凡的rate-accelerating能力三维化学结构。毫不奇怪,生化发现有一个伟大的对疾病的认识和治疗的影响。许多疾病由于先天性代谢缺陷一直追溯到特定的遗传缺陷。其他疾病导致中断正常的生化途径。

频繁,可以缓解症状药物,发现、作用方式和退化的治疗药物是另一个生物化学的主要研究领域。细菌感染可以用磺胺类药、青霉素和四环素,病毒感染的研究揭示了的有效性无环鸟苷疱疹病毒。目前有很多感兴趣的细节致癌作用和癌症化疗。例如,众所周知,癌症会致癌分子时,或被称为致癌物质,与核酸和蛋白质反应,干扰正常的行为模式。研究人员已经开发出的测试可以确定分子可能会致癌。当然,希望是癌症的预防和治疗进展将加速一旦疾病的生化基础更充分地理解。

生物过程的分子基础是一个重要的特征,分子生物学和生物技术的迅速发展的学科。化学方法发展迅速、准确地确定蛋白质和DNA的结构。此外,高效的实验室方法合成的基因被设计了。最终,通过更换有缺陷的基因遗传疾病的校正与正常的可能成为可能。

简单的物质乙烯是一种气体和公式CH分子组成的吗₂CH₂。在一定条件下,许多乙烯分子将加入在一起形成一个长链称为聚乙烯,公式(CH₂CH₂)_n,在那里n是一个变量,但大量。聚乙烯是一个艰难的、耐用与乙烯固体材料完全不同。它的一个例子聚合物,这是一种大分子由许多小分子(单体),通常以线性方式连接在一起。许多天然物质,包括纤维素、淀粉、棉花、羊毛、橡胶、皮革、蛋白质和DNA,是聚合物。聚乙烯、尼龙和丙烯酸的合成聚合物。研究这种材料在高分子化学领域,专业,盛行于20世纪。调查天然聚合物与生物化学大幅重叠,但合成新的聚合物,聚合过程的调查,高分子材料的结构和性能的表征高分子化学家的所有构成独特的问题。

高分子化学家设计和合成聚合物硬度不一,灵活性、软化温度、水溶性和生物降解性。他们产生了高分子材料如钢更轻,更耐腐蚀。石油、天然气和水管道现在通常用塑料管建造的。近年来,汽车制造商已经增加了他们使用的塑料组件来构建更轻的汽车消耗更少的燃料。其他行业,如那些参与制造纺织品、橡胶、纸和包装材料是建立在聚合物化学。

除了生产新型高分子材料,研究人员正在开发特别关心催化剂大规模的工业合成所需的商业聚合物。没有这样的催化剂,聚合过程是非常缓慢的在某些情况下。

许多化学学科,比如那些已经讨论,关注特定类的材料,有共同的结构和化学特性。其他专业可能集中不是一类物质,而是他们的相互作用和转换。最古老的这些字段是物理化学,它试图衡量,关联,解释化学过程的定量方面。盎格鲁-爱尔兰化学家罗伯特•博伊尔例如,在17世纪发现在室温下固定质量的气体的体积减少比例为它增加的压力。因此,气体在恒定温度下,其体积的乘积V和压力P等于一个常数也就是说,PV=常数。这样一个简单的算术关系是有效的对几乎所有的气体在室温和在压力等于或低于一个大气压。后续的研究表明,失去了有效性的关系在更高的压力,但更复杂的表达式,可以得到更准确的匹配实验结果。这种化学规律的发现和调查,通常被称为自然法则,躺在物理化学的范畴。18世纪的数学规律的来源在化学系统被认为是连续的部队和字段周围原子化学元素和化合物。发展在20世纪,然而,表明化学行为是最好的解释原子和分子结构的量子力学模型。物理化学的一个分支,主要是致力于这个问题是理论化学。理论化学家广泛利用计算机来帮助他们解决复杂的数学方程。其他物理化学的分支包括化学热力学、热之间的关系处理和其他形式的化学能源、化学动力学,旨在衡量和理解化学反应的速度。电化学调查电流和化学变化的相互关系。通过电流通过一个化学溶液引起的变化的组成物质,通常是可逆的也就是说,在不同条件下改变物质本身会产生电流。普通电池含有化学物质,当放置在联系通过关闭一个电路,将电流在恒定电压,直到物质消耗。目前有很多感兴趣的设备可以使用在太阳能驱动化学反应的产品都能储存能量。这类设备的发现可能会使太阳能的广泛利用。

还有许多其他学科在物理化学,更关心物质的一般性质和物质之间的相互作用,而不是物质本身。光化学是一个专业,研究光与物质的相互作用。化学反应由光的吸收可能非常不同于那些通过其他方式发生。维生素D例如,在人体形成类固醇麦角固醇吸收太阳辐射;麦角固醇不会改变在黑暗中维生素D。

一个快速发展的表面物理化学是化学学科的分支。它检查属性的化学表面,严重依赖工具,可以提供一个这样的表面化学调剖。固体时暴露于液体或气体,发生反应最初表面的固体,及其属性会因此发生巨大的变化。铝是一个很好的例子:它是抗腐蚀,因为纯金属的表面与氧气反应生成一层氧化铝、是保护内部金属的进一步氧化。众多反应催化剂来执行其功能提供一种表面活性物质可以反应。

化工产品的生产、销售、和分布是一个发达国家的基石之一。化学家发挥重要作用在制造、检查、和安全处理化学产品,以及产品开发和综合管理。等基本化学物质制造氧气,氯、氨、和硫酸为产业提供原材料生产纺织品、农产品、金属、油漆、纸浆和纸张。专用化学品等行业参与生产少量产品作为药品,食品,包装,洗涤剂,口味和香味。在很大程度上,化工产品和反应常见的桌上型化学过程和尺度工业数量。

散装化学品过程的监测和控制,特别是关于传热,姿势通常由化学家和化学工程师解决问题。副产品的处理也是一个主要问题为散装化学品生产商。这些和其它化学工业的挑战除了化学上面讨论的更纯粹的知识学科。然而,在化工行业中,有大量的基础研究中进行传统的专业。大多数大型化学公司的研发能力。制药公司,例如,操作大型研究实验室的化学家测试分子药理活动。新产品和过程中发现这些实验室往往专利,成为一个公司的利润来源资助该研究。大量的化学工业中的研究可以称为应用研究,因为它的目标是密切相关的产品和工艺公司。新技术往往需要很多化学知识。电子微电路的制作,包括近100单独的化学步骤从开始到结束。 Thus, the chemical industry evolves with the technological advances of the modern world and at the same time often contributes to the rate of progress.

一种物质的化学性质是其结构的函数,和现在的x射线晶体学技术使化学家来确定精确的复杂分子的原子排列。一个分子是原子的有序组装。每个原子在分子连接到一个或多个邻近原子的化学键。债券的长度和相邻的债券之间的角度都是重要的在描述分子结构,和一个全面的化学键理论是现代化学的主要成就之一。结合基础理论是atomic-molecular概念。

事实上,古代的哲学家可能没有概念,所有物质由几十个元素的组合,因为他们是理解今天。最早的批判性思维的自然物质,据历史记录表明,某些希腊哲学家开始大约有600公元前。米利都的泰勒斯,阿那克西曼德,恩培多克勒等人提出的理论,世界由品种的地球,水、空气、火,或不确定的“种子”或“无界”问题。Leucippus和德谟克利特唯物主义理论提出的不可见微小原子不可约世界。在4世纪公元前,柏拉图(受毕达哥拉斯主义)教感官的世界只是一个数学的影子的“形式”超越人类认知世界。

相比之下,柏拉图的学生亚里士多德认真对待感官的世界。采用恩培多克勒认为地球的陆地区域包括,水、空气和火,亚里士多德告诉我们,这些材料是品质,如热、寒冷、潮湿、干燥。对亚里士多德而言,这些“元素”不是物质的积木,因为他们被认为现在;相反,他们的素质对否则毫无特色主要问题。因此,有许多不同类型的地球上,例如,没有妨碍一个元素被转换成另一个适当的调整它的品质。因此,亚里士多德拒绝推测古代原子论者和不可约基本粒子。他的观点非常古典时代晚期和仍然有影响力中世纪。

几千年来在亚里士多德之前,当时,尝试者,比较,技艺也致力于完美的化学过程的工艺使用经验知识。希腊和罗马时代,他们的技术很先进,和复杂的陶瓷、眼镜、染料、药物、钢、青铜、黄铜、金银合金,食品,和许多其他化工产品交易。希腊亚历山大在埃及是一个中心的这些艺术,它显然是一群思想出现,后来称为炼金术。

三个不同的思想和技能送入炼金术的起源。首先是珠宝商的经验成熟,黄金——和银匠,和其他工匠曾学习了如何时尚珍贵和次珍贵的材料。在他们的技能冶炼,分析,合金,镀金,合并,蒸馏,升华,绘画,涂漆。第二个组件是早期希腊问题理论,尤其是亚里士多德的哲学,建议的可能性无限可变换性的一种物质变成另一种。炼金术的第三根组成一个复杂的组合的思想源自亚洲哲学和宗教,希腊神秘的宗教,众所周知密封的著作(一个匿名的希腊著作魔法,占星术,炼金术归因于埃及的神透特或希腊外长赫尔墨斯)。然而,重要的是要注意,希腊埃及的几个候选人只有一个炼金术的国土;大约在同一时间,类似的想法是在波斯,中国,和其他地方。

一般来说,炼金术士试图操纵物质的属性,以准备更有价值的物质。他们最熟悉的任务就是找到魔法石,一种神奇的物质,将普通金属,如转化铜,锡,铁,或铅成银或黄金。重要的材料工艺包括在内硫,汞,银金矿(金银合金)。然而,许多其他的炼金术士拒绝炼金术的转化(aurifaction),投入他们的努力而不是一种药物制剂称为“长生不老药”,治疗任何疾病,包括最终的疾病、死亡。魔法石和生命的灵丹妙药可以考虑并行任务,为每一个将“治愈”金属或人体,分别产生不朽的完美。有一个平行的宗教维度这一切。最后,一些炼金术士拒绝材料完全操作,投身于冥想的目的,实现精神上的纯洁和最终的救赎。

后的崛起伊斯兰教,阿拉伯语学者的9世纪希腊科学和哲学著作翻译成他们自己的语言。此后,哲学家的伊斯兰世界追求与热情和成功化学和炼金术的想法。相当大数量的现代化学词汇来源于阿拉伯语-酒精,碱,炼金术,锆石,长生不老药,泡碱和其他人的重要性这一时期历史的化学。中世纪阿拉伯炼金术的主要观点之一是所有金属的理论形成的硫和汞在不同比例和比例,改变那些可以改变的金属研究甚至产生银或金从铅铁。然而,并不是每一个炼金术士,相信这种变形的可能性。

之后,学者们在基督教西欧学习古希腊和中世纪早期阿拉伯哲学的这些书翻译成拉丁文。因此,炼金术的传统,连同其他Greco-Arabic哲学和科学的语料库,传递给西方在12世纪。著名的学术13世纪的哲学家,如罗杰·培根在英格兰和组长Albertus马格努斯在德国和法国,在炼金术写道。在这学习文学、艺术经验的化学组成很大程度上独立的领域继续蓬勃发展,专业的工匠,工程师和力学。

13世纪末期的一个重要西方炼金术士是匿名的拉丁作家自称格柏以纪念8世纪的阿拉伯炼金术士Jābir伊本Ḥayyān。格柏是第一个记录的制备和使用方法硫酸,硝酸,盐酸;最早的明确证据广泛熟悉蒸馏酒精也不更早。这些物质只能由小说剧照,比他们的前辈更加健壮和高效,和这些令人瞩目的新材料的出现产生了戏剧性的变化在化学家的曲目。

的文艺复兴时期的看到更强的对科学的兴趣。德瑞医生帕拉塞尔苏斯炼金术,练习Kabbala、占星术和魔法,在16世纪上半年他倡导矿物的作用而不是草药。他强调化学在药学和医学是有影响力的人物,明快副钡长石方法激烈的争论在17世纪。在欧洲逐渐封闭的影响下降,然而,随着某些著名的假定的壮举aurifaction被发现是骗子。

将是一个错误,认为开放的实证调查,结合理论(这是一个如何定义科学)是缺席炼金术的历史。炼金术有许多相当科学从业人员通过几个世纪以来,特别是包括英国的罗伯特•博伊尔和艾萨克·牛顿17世纪的科学革命的英雄应用系统和定量方法(主要是秘密)炼金术的研究。事实上,直到17世纪结束的时候几乎没有区分炼金术和化学,实质上或语义上,因为这两个单词是应用于相同的想法。直到18世纪初,化学家授予这两个词不同的定义,消除炼金术的垃圾桶名誉扫地神秘的伪科学而蒙污。

这种转变是由化学家部分简单的自我推销的新环境启蒙运动先锋荣耀理性主义的实验,和进步而妖魔化神秘。然而,也越来越清晰,某些核心观点的炼金术(特别是金属转化)从来没有被证实。一个领导人在这方面是德国医生和化学家Georg恩斯特斯特尔,他大力攻击炼金术(涉足自己之后),并提出了一个广阔的新化学理论。斯特尔指出相似之处的可燃材料的燃烧和煅烧metals-the金属转化为生石灰,或氧化。他建议两个过程包括物质损失的液体,包含在所有的可燃物,调用燃素。

燃素成为一个广泛的理论的核心,主导18世纪的化学思想。简而言之,燃素被认为是一个定义的可燃性物质。当金属铁变成红锈,失去了燃素,就像一个燃烧的日志。日志和红锈的骨灰“骨灰”(生石灰)的铁可以不再燃烧,因为他们不再包含燃烧性的原则,或燃素。但铁生石灰可以转换回金属如果强烈加热等phlogiston-rich物质的存在木炭。木炭捐赠其燃素(成为灰烬本身),而金属灰变成熔融金属铁。因此,金属矿石冶炼(减少)炎而言也可以理解。后来phlogistonists补充道呼吸的现象,理论可以说明。动物呼吸空气,发出燃素在类比文火,由于phlogiston-rich食品消耗。地球大气层避免过量积累的燃素,因为植物结合到易燃植物组织可以用作动物饲料。燃烧、煅烧或呼吸空气最终停止在一个封闭的空间,因为有一个有限的能力吸收释放从燃烧的燃素,煅烧或呼吸的实体。

燃素说流行因为它巨大的成功解释现象和指导进一步的调查,因为一定启蒙偏爱物质物理理论(假定的流体热被称为热量,有其他建议的液体电,光等等)。这种materialist-mechanist趋势还可以看到牛顿和分散但功能强大的影响力勒奈·笛卡尔在18世纪的化学家。启蒙化学家建立独特的科学界和定义良好的纪律(紧密联合,可以肯定的是,医疗和手工研究)在欧洲的主要国家。化学家的工作场所或实验室(这个词本身已经创造了文艺复兴时期的艺术应用于化学)现在是密切相关的领域,和标准化的操作学习。

仍然悬而未决的一些基本问题有关的化学成分。phlogistonist,金属金属灰是元素,和相关的金属是生石灰+燃素的化合物。这个困惑,因为获得的金属,而不是体重时失去了燃素成为生石灰。被磨的问题在1770年代,当行家里手的英国化学家(和一位论派部长)约瑟夫普利斯特里产生一个新的气体通过加热某些矿物质。蜡烛燃烧的气体以非凡的活力,并在一个封闭的空间鼠标呼吸幸存下来的时间远远超过人能在普通的空气。普利斯特里的解释是,新的天然气已经从根本上使消炎,因此,有更大的能力比空气吸收燃素。

实际上,气体(通常被称为播出)是一个相对新颖的化学关注的对象。1756年在苏格兰,约瑟夫·黑研究了气体呼吸和燃烧,描述它化学和后参与某些化学反应。(黑色,医生,教化学作为医学的一个分支,这个时代的大多数学术化学家一样)。他所谓的新天然气“固定空气”,因为它还发现“固定”在某些矿物质等石灰石。他发现,这种气体是常见的正常组成部分空气(百分之一的一小部分,可以肯定)是第一个清楚地表明,大气是一个混合物,而不是一个均匀的元素。在接下来的1/4个世纪,许多新的气体被发现和研究,等工人普利斯特里,英国物理学家和化学家亨利·卡文迪什和瑞典的药剂师卡尔·舍勒。

这项新的研究“播出”吸引了年轻的法国贵族的注意Antoine-Laurent拉瓦锡。拉瓦锡吩咐财富和科学才华使他构造复杂的设备进行大量的实验。在几年的过程中在1770年代,拉瓦锡化学开发了一个全新的系统,基于黑的方法和普利斯特里的空气使消炎。

拉瓦锡首先确定某些金属和非金属元素吸收空气中的气态物质在进行煅烧或燃烧,在这个过程中,增加的体重。起初,他认为这种气体必须是黑色的固定空气,因为他知道没有其他化学物种出现在普通的空气;此外,固定的空气在冶炼生产,所以它似乎合理的认为这是出现在了冶炼金属灰。(1774年10月),普里斯特利沟通拉瓦锡发现使消炎的空气。进一步的实验导致拉瓦锡不断修改他的想法,直到他终于清楚,这个新的天然气,而不是固定的空气,这是积极的实体燃烧,煅烧和呼吸。此外,他决定(至少他认为,),这种气体是包含在所有酸。他命名它氧气,希腊“酸生产国。”

拉瓦锡的氧气在某些方面燃素的倒数。而不是释放任何可燃或金属吸收氧气(更准确地说,化学结合)现在在拉瓦锡的过程中氧化。他表明,大气是一个混合的两个主要组件,氧气和生理惰性气体(普利斯特里),他称为氮或氮。他还表明,水是两种物质的化合物、氧气和卡文迪什曾称之为“易燃空气。“现在后者气体被重命名氢(“水生产商”)。黑色的固定空气是一种气体的氧化碳,或二氧化碳。拉瓦锡的各个部分的新系统开始配合漂亮。

拉瓦锡的成功的关键是双重的。首先,他小心翼翼地占了所有的物质,包括气体、进入和新兴的化学反应他研究了跟踪精度与最大可能的权重。他知道这部分从黑色的例子,但他继续掌握科学从来没见过。第二,他建立了一个简单的化学element-namely操作性定义,一种物质,不能减少体重发生任何化学反应的结果。氧、碳、铁和硫现在视为元素,以及近30其他物质。拉瓦锡写了一本教材,促进新oxygenist化学,以史为鉴看看de chimie同年(1789),出现法国大革命开始了。他也和他的同事开发了一种新的nomenclature-essentially今天使用的无机compounds-along新杂志。旧政权的一个贵族和一个投资者的税收机构,拉瓦锡被处决恐怖统治但那时(1794)化学革命,他开始在很大程度上成功地取代phlogistonist化学。

拉瓦锡的化学元素,理解化学成分的新方法,证明是非常宝贵的对于分析和无机化学,但在一个真正意义上的化学革命才刚刚开始。在世纪之交,英国的贵格会教徒的教师约翰·道尔顿开始怀疑无形小终极粒子的每一个元素的物质组成。他认为,如果每个元素的原子是截然不同的,他们必须表现出截然不同的重量,是独一无二的每个元素。虽然这些原子被单独重量太小了,他意识到他可以推断出它们的权重相对于每一种原子氧的重量比氢之一,比如检查重量反应的宏观量的这些元素。事实上,法律化学计量学(结合元素的权重)就在这时正在开发,和道尔顿使用这些规律来证明他的推论。他第一次讨论这些问题始于1803年,他提出了在多卷的原子理论化学哲学的新系统(1808 - 27)。

道尔顿原子学说是化学史上一个里程碑式的事件,但它有一个重要缺陷。他的程序要求的公式产生的简单化合物的组合元素。例如,那天的分析数据表明,水从7重量份数的结合导致的氧与氢的一部分。如果由此产生的水分子是何鸿燊(每个元素的一个原子结合形成一个水分子),那么这些元素的原子的重量比必须相同,七比一。然而,如果公式H₂啊,然后一个氧原子的重量必须14次氢原子的重量。只是没有办法确定分子的公式,所以道尔顿假设基于自然的简单性。他选择HO作为水配方,因而,七个相对原子量的氧气。

在接下来的几年里,一些领先化学家道尔顿理论的基本要素,但许多反对刚刚描述的假设的元素;一些人还怀疑的可能性调查无形的世界很小。1808年,法国化学家约瑟夫·路易斯·吕萨克发现,当气体化学结合,他们这样做在小体积积分倍数。三年后,意大利物理学家阿米地奥•阿伏伽德罗认为,这一事实表明,相同体积的气体含有相同数量的组成粒子(阿伏伽德罗定律),物理条件是相同的。这一观点提供了一个物理方法确定特定分子的公式。例如,吕萨克曾指出,两卷的氢结合精确的氧形成水。如果阿伏伽德罗是正确的,水的分子式是H₂O .但这一推论,也导致了令人不舒服的想法:基本气体多原子分子(O₂H₂等等),因此许多化学家拒绝了阿伏伽德罗的假设。

到目前为止最早期的原子论者的是瑞典人乔恩·雅各布·贝采里乌斯接受部分阿伏伽德罗的思想,开发了一个精心制作的1826年版的化学原子论。是贝采里乌斯在1813年提出的字母系统指示元素,原子,分子公式,公式的使用作为一个援助为研究化学成分和反应开始花约1830。然而,不同的化学家仍做出不同的假设的公式简单化合物比如水,所以,几十年来,各种不一致的系统的原子质量和公式在使用不同的欧洲国家。

贝采里乌斯也开发了一种基于电化学理论化学结合研究的发明电池(1800)了。他确信所有的分子都是在一起的库仑力之间的静电吸引电荷相反的对象。(贝采里乌斯认为,一个分子的组成原子或原子团并非中立,他称这些指控组件自由基。)这个理论与无机化合物电化学二元论的效果非常好,但是有机物质似乎异常。特别是在1830年代,当化学家学会如何取代有机化合物的氢氯原子,贝采里乌斯的理论似乎受到威胁,氢和氯有相反的电化学特性,然而,替换似乎在化合物的特性影响很小。在1840年代和50年代,广泛的争论对手系统的化学原子论和电化学二元论活跃《文学》杂志上。

这两个问题终于解决有机化学的进一步发展。是德国的主要有机化学家贾斯特斯•冯•李比希和法国人Jean-Baptiste-Andre杜马斯。李比希在1830年发明了一种装置,使有机分析快速、方便、准确,他的实验室研究所小Hesse吉森大学成为世界上最著名的化工学校。化学家李比希教一个巨大的数字,他的学生协助他的研究项目。他是领军人物在研究型大学的崛起和一个研究小组的想法。吉森教授和慕尼黑大学的晚些时候,他强调实际应用的化学,尤其是对生理学、农业和消费产品。小仲马在法国产生了类似的影响,培养学生在巴黎,追求研究私人实验室。

李比希和杜马斯最初接受了Berzelian方案并试图理解有机分子组成的可识别的激进分子电化学原理。年轻的法国化学家奥古斯特·劳伦和查尔斯·格哈特追求氯取代反应和怀疑这个简单的模型;在1840年后的某个时间李比希和杜马斯撤退实证主义。1852年,李比希的英语前博士后助理爱德华·弗兰克兰发现一个规律的结合能力某些金属和半金属的原子。大约在同一时间,两个李比希和杜马斯,以前的学生亚历山大·威廉姆森在伦敦和Charles-Adolphe维尔茨在巴黎,是独立的从不同的方向接近同样的想法。使用系统的原子质量和公式由格哈特和Laurent-a贝采里乌斯的修改版本系统,结合阿伏伽德罗的想法更consistently-they建议氧原子可以结合其他两个简单的原子,如氢,或两个有机自由基和氮原子可以结合三人。这是原子的概念的开始价。

1858年,年轻的德国理论家8月凯库勒然后这个概念扩大到碳,不仅提出碳原子是四价,增加彼此的想法,他们可以债券形成链,包括分子其他原子可以抓住“骨架”。凯库勒的化学结构理论阐明了数以百计的有机化合物的成分和作为指南,成千上万的合成。(碳原子的self-chaining是独立开发的由苏格兰化学家阿奇博尔德•斯科特•库伯)。这一理论经历了急剧扩张,凯库勒成功应用芳香族化合物(1865年以后)即范特霍夫荷兰和法国约瑟夫•勒贝尔独立开始调查在三dimensions-later称为立体化学分子结构。

凯库勒的创新与改革运动,收集蒸汽在1850年代,寻求替代原子量系统的多样性与格哈特氏和劳伦的提议。的确,凯库勒与结构理论是不可能成功的,如果他没有开始改革后的原子质量。凯库勒维尔茨,德国化学家卡尔Weltzien是第一个国际化学会议的组织者,在西南德国卡尔斯鲁厄举行1860年9月,它的目的是为了获得统一整个欧洲化学共同体和理解。意大利化学家Stanislao坎尼扎罗在会议上也许最关键的作用。改革者们的成功是不完整的,但卡尔斯鲁厄国会能站作为一个适当的符号轮廓时代化学达到一个现代的外观。

一个改革的广泛应用组60已知元素的原子质量似乎促使新的猜测元素的关系,以及各种建议的分类是在1860年代开发的系统。这些系统是迄今为止最成功的俄国化学家德米特里门捷列夫。1869年,他宣布,当元素安排水平根据原子量增加,和一个新的水平行开始低于第一只要类似的属性元素出现,然后结果semi-rectangular表显示一致的周期的研究。类似的垂直列元素被称为团体或家庭,和整个数组被称为元素的元素周期表。门捷列夫证明这种方式看待元素不仅仅是单纯的机会,他能够用他的周期律预测三个新元素的存在,后来命名镓,钪,锗被发现在1870年代和80年代。

可以肯定的是,仍有许多异常现象。例如,15化学相似稀土元素发现了本世纪末。这些元素是抵抗任何周期性系统;最终他们被组合在一起在一个单独的类别,镧系元素(后来被称为lanthanoids;看到过渡元素)。然后在1890年代英国科学家威廉-拉姆塞和瑞利勋爵发现了惰性,或稀有气体氩,氦,霓虹灯,氪,氙。这些显然都是一个化学的家人,但没有空表中的空格。不久之后的20世纪,化学家们决定为他们简单地创建一个额外的组。

从有机化学结构主义思想,以及元素周期表的发展,新的动力了无机化合物的研究在19世纪晚期。下半年的主要化学领域的世纪,然而,显然是有机化学,领先的国家是德国。这是德国人剥削结构理论最积极,和他们的成功是衡量大学研究院的爆炸式增长以及实际应用开发的商业企业。有机化学家等8月威廉•冯•霍夫曼和埃米尔费舍尔在柏林大学阿道夫·冯·贝耶尔慕尼黑大学开发了大型研究小组发现新的化合物,研究论文,博士论文的分数。19世纪后期,德国化学、学术和工业,主导欧洲和世界。

这并不是说其他化学方法是被忽视的,也没有其他国家未能参与到兴奋。化合物的物理研究和反应在世纪初开始,和物理化学领域取得成熟到1880年代。迈克尔·法拉第在英国,赫尔曼·科普和罗伯特本生在德国,Henri-Victor Regnault在法国对物质的物理特征进行了调查1830 - 60。的研究热,工作,力导致的崛起热力学1850年左右;最初的几乎全部的科学物理数据,如美国约西亚威拉德吉布斯,法国人Marcellin Berthelot和皮埃尔·迪昂,德国人赫尔曼·冯·亥姆霍兹和威廉•奥斯特瓦尔德然后应用能源和熵化学概念在1870年代和80年代。电化学,贝采里乌斯和独立发明的汉弗莱·戴维本世纪初在英国被法拉第和其他人追求的成果丰硕。本生和古斯塔夫·基尔霍夫德国开发的化学光谱学在1850年代末。研究动力学的化学反应开始于1860年代。

所有这些工作最终的“官方”建立物理化学领域,传统上被认为是当Zeitschrift毛皮物理化学(“物理化学杂志》”)于1887年开始出版。编辑是奥斯特瓦尔德和范特霍夫,Svante Arrhenius未来的诺贝尔得奖人,瑞典的一个特别重要的编辑委员会的成员。争议的现实与电化学离子离解和其他问题,解决方案,理论和热力学活跃早期《华尔街日报》的问题。

物理化学家都在日益增长的需求作为教学的大学变成了他们在基础课程一般和理论化学。这是没有比在美国更真实,大力扩大教育结构,包括私人和政府赠地大学和新兴German-influenced博士课程。世纪之交后不久,两位化学家在麻省理工学院(MIT)研究了奥斯特瓦尔德,阿瑟·诺伊斯和吉尔伯特·刘易斯,形成了美国化学社会崛起的核心。诺伊斯继续他的职业生涯在帕萨迪纳市Throop理工(后来改名为加州理工学院的,通常被称为加州理工学院),和刘易斯进入加州大学伯克利分校。

物理化学深刻的改变了一些人所说的第二个科学revolution-namely的发现电子,x射线,放射性,新的放射性元素,放射性排放和核衰变过程的理解,和早期版本的理论量子力学和相对论。所有这一切发生在短短10年的时间里,从1895年到1905年,科学炸弹在接下来的几年里继续说。在1911年,英国物理学家欧内斯特·卢瑟福提出了一种核的原子模型,但他的轨道电子似乎违反经典电磁理论,该模型没有立即接受。然而,两年后丹麦物理学家尼尔斯·玻尔解决一些异常通过应用光谱数据和量子理论的德国物理学家马克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦卢瑟福的模型(看到图)。波尔继续在哥本哈根国际理论研究小组负责人,在发展中量子力学在1920年代。与此同时,卢瑟福的存在质子和爱因斯坦先进理论广义相对论。

物理学家那么多;但化学家没有通过所有这些坐在他们的手。发现早半个世纪以来,最伟大的谜题之一在化学被中央的现象价。无疑地是真的那么令人费解,氧原子有两个价“钩子”形成的债券和碳通常有四个(也就是说,二价氧,碳四价)。此外,这些债券不像静电电荷或径向对称万有引力但似乎是针对不同的空间角周围的原子。和高度稳定的基本分子的存在如H₂是彻头彻尾的难堪可以强烈吸引力的基础的两个相同的原子彼此?一些科学家,如瑞士化学家阿尔弗雷德·沃纳,利用structural-organic和离子的组合理论开发了一个方案,出色地解释复杂的无机物质的结构协调的化合物。

其他人将他们从电子的发现线索。早在1902年,考虑到英国物理学家的工作J.J.汤姆森、沃纳和拉姆齐和瑞利稀有气体,刘易斯私下画随意sketches-depicting立方原子外层电子构成的电子化学成键理论的第一步。然而,直到卢瑟福后,波尔提供了原子的核理论的早期发展,刘易斯的想法稠化。德国物理学家沃尔特科塞尔(同时独立发表类似的理论)。刘易斯认为,一双化学键的电子结合原子之间共享。通过平等分享电子(形成美国物理化学家欧文·朗谬尔很快就被调用共价键),每个原子可以完成其外层电子壳层,从而达到稳定。刘易斯认为,正常情况下完成外壳包含八个电子尤其是稳定的配置(惰性)稀有气体。这是八隅体规则,这有助于解释为什么门捷列夫的周期的研究通常是8的倍数。

的电子理论Lewis-Kossel-Langmuir价(1916 - 23)非常不完整,但也非常富有成果的进一步发展,它的基本要素存活了几十年。1922年波尔提出了所谓的电子构型K,l,米,N贝壳。不久之后修改的理论量子力学的发展通过波尔,德国物理学家维尔纳·海森堡奥地利物理学家欧文薛定谔等等。1927年,两名德国研究人员与薛定谔在苏黎世,弗里茨·伦敦和沃尔特·海特勒第一量子力学处理化学系统,氢分子。

美国物理化学家莱纳斯鲍林(还有另一个美国,约翰·斯莱特)独立开发这种方法为他所谓的价键方法理解化学组合。不同的轨道电子壳(按字母分类的年代,p,d,f)可以在数学上“杂化”,导致定向债券实际上观察到的化合物。鲍林还大量使用了量子力学共振效应,特别是对于理解芳香族化合物。这是他的经典总结工作化学键的性质(1939)。另一个量子力学的方法了解化学键,称为分子轨道方法,是由美国化学家罗伯特·马利肯和德国物理学家弗里德里希·洪德。虽然数学更复杂,这种方法在很大程度上取代了鲍林。在任何情况下,自从刘易斯和波尔,明白所有化学反应和化学成键包括外层电子炮弹价电子-参与原子。

有机化学家也包含电子创意转化为他们的理论。1920年代,英国人罗伯特•罗宾逊和克里斯托弗Ingold-bitter竞争对手,后来导致发展的电子理论的有机反应机制通过关注重新安排电子对的化学反应。不仅这让化学家理解的亲密细节反应,以前并不可能,但它也允许他们成功预测在不同的化学环境中有机化合物的反应活性。其他研究量子力学应用于有机物质,结合动力学反应,酸和的性质基地工具性理解化合物的方法,导致了发达的专业物理有机化学领域。

有机化学,当然,看起来不仅在物理和物理化学的方向,而且更从本质上讲,生物学的方向。生物化学开始研究物质来自植物和动物。1800很多这样的物质是已知的,化学已经开始协助生理学理解生物功能。的性质主要化学类别的食品蛋白质,脂质,碳水化合物第四研究上半年的世纪。到本世纪末,所扮演的角色酶作为有机催化剂是澄清的,氨基酸被认为是蛋白质的成分。的德国化学家埃米尔费舍尔确定了许多碳水化合物和蛋白质的性质和结构。发现(1912年)的声明维生素独立的波兰裔美国生物化学家卡西米尔恐慌和英国生物化学家弗雷德里克·霍普金斯,在生物化学和引发一场革命人类营养。渐渐地,中介新陈代谢的细节身体使用营养物质能源,增长,组织repair-were瓦解。或许最具代表性的例子,这种工作是德裔英国生物化学家汉斯·克雷布斯成立三羧酸循环克雷布斯循环,在1930年代。

但历史上最引人注目的发现无疑是20世纪生物化学的结构DNA(脱氧核糖核酸),揭示了美国遗传学家詹姆斯沃森和英国的生物物理学家弗朗西斯·克里克在1953年著名的双螺旋结构。分子结合的新的理解遗传密码提供了一个重要的化学和生物学之间的联系,流量继续流的桥梁。使code-four的个人“字母”核苷酸命名腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶都是发现了一个世纪前,但只有20世纪结束时将这些字母的顺序构成DNA基因集体决定。2000年6月,代表美国政府资助的人类基因组计划从Celera Genomics,马里兰州Rockville的一家私人公司同时宣布独立,近三十亿多核苷酸的完整测序人类基因组。然而,两组强调,这巨大的成就是,在更广泛的角度来看,只有最后一个起跑线上竞争。

当然,DNA高分子集中,理解这个重要的一类化合物是刚刚描述的事件的一个先决条件。淀粉,纤维素、蛋白质、橡胶其他例子的天然大分子,或非常大吗聚合物。这个词聚合物(即“多个部分”)是由贝采里乌斯约1830,但在19世纪它只适用于特殊情况等乙烯(C₂H₄)与丁烯(C₄H₈)。只有在1920年代德国化学家赫尔曼施陶丁格绝对断言,复合碳水化合物和橡胶有巨大的分子。他创造了这个词高分子,观察聚合物组成的类似单位加入由数百头到尾,通过普通的化学键连接。

实证研究聚合物早就先于施陶丁格的贡献。硝基是用于生产无烟火药,硝基与其他有机化合物的混合物导致第一个商用聚合物:胶,赛璐珞,赛璐珞。这些是最早的最后塑料。第一个完全专利合成塑料利奥贝克兰1909年,命名胶木。介绍了许多新的塑料在1920年代,30年代和40年代,包括聚合的丙烯酸(各种各样的版本羧酸),氯乙烯,苯乙烯,乙烯,和许多其他人。华莱士卡罗瑟斯的尼龙兴奋非凡的注意力在第二次世界大战期间。努力也致力于开发人造替代品橡胶——自然资源在战时尤其短缺。已被第一次世界大战,德国化学家替代材料,尽管许多不到令人满意。第一个成功的橡胶替代品生产在1930年代早期,在第二次世界大战的重视。

在两次世界大战期间,化学转向了来自德国的主导作用。这在很大程度上是1914 - 18战争的结果,这提醒盟军国家在多大程度上他们已经变得依赖于德国化学工业。染料,药物,化肥,炸药化学、光化学、食品(如化学物质食品添加剂,食用色素,食物保存)、重金属和各种战略物资已经提供国际战前主要由德国化学公司,而且,当这些重要材料的供应被切断在1914年,盟军不得不争夺来取代它们。一个特别引人注目的例子是氯气和其他有毒物质的引入,从1915年开始,化学战争代理。在任何情况下,战争结束后,化学热情被提升在英国,法国和美国,和美国两年看到了上升到科学的世界强国的地位,包括化学。

这一切使一战清楚为什么有时被称为“化学家”战争,“在第二次世界大战一样,可以被称为“物理学家的战争”,因为雷达和核武器。但化学是一个不可或缺的合作伙伴物理核科学和技术的发展。事实上,的合成超铀元素(原子序数大于92)是一个直接后果的研究导致了(在)曼哈顿计划在第二次世界大战。这是所有的部分遗产,院长核化学家,美国人格伦Seaborg,发现者或10的共同发现者超铀元素。1997年,106号元素被命名seaborgium在他的荣誉。

至于化学研究的日常实践而言,最戏剧性的变化在20世纪的革命方法分析。1930年化学家仍然使用“湿化学”,或试管,方法,改变了过去几百年:试剂测试,滴定,测定的沸点和熔点,元素燃烧分析、合成和分析结构参数,等等。从商业实验室,为常规分析和提供了一个出源代码pH值米取代化学指标,化学家们越来越多地开始依靠物理仪器和专家而不是个人管理的湿化学方法。物理仪器提供了鲜明的“眼睛”,可以看到atomic-molecular水平。

在1910年代J.J.汤姆森和他的助手弗朗西斯·阿斯顿开发了质谱仪测量原子和分子重量精度高。逐渐改善,所以,到1940年代,质谱仪已经变成大众spectrometer-no不再原子量研究机器,而是一个复杂未知化合物的常规鉴定分析仪器(看到质谱分析)。同样的,比色法有悠久的历史,可以追溯到上个世纪。在1940年代比色原理应用于复杂的仪器来创建一系列可用分光光度计,包括可见的,红外,紫外线和拉曼光谱。后来添加的激光和计算机技术来分析光谱仪提供进一步成熟,也为动力学的研究提供了重要工具和机制的反应。

色谱法,用于代混合物分离和识别目标物质的存在,是更令人印象深刻的是自动化的,气相色谱法(GC)特别是经历了蓬勃发展。核磁共振(NMR),它使用无线电波与磁场相互作用,揭示了化学环境中氢原子的化合物,也是二战后发达。在1950年代早期核磁共振机器可用;到了1960年代,他们的主力有机化学分析。也在这个时候,GC-NMR组合,提供单独的化学家极好的能力和分析少量的样本。在1980年代NMR成为众所周知的公众,技术应用于药时应用程序的名称改变核磁共振成像(MRI)来避免内涵很丰富的词核。

蓬勃发展,许多其他工具方法等电子顺磁共振和x射线衍射。总之,在1930年和1970年之间化学分析革命彻底改变了科学的实践,极大地加速了其进步。创新的步伐在分析化学也没有减少在最后三分之一的世纪。

没有受到这些变化的影响比专业有机化学。美国化学家罗伯特·b·伍德沃德可以作为说明。伍德沃德是最好的古典有机化学硕士,但他也是一个领袖在积极利用新仪器,特别是红外,紫外,核磁共振谱分析。他的存货是“总合成”,建立一个(通常是自然)有机物质在实验室里,从最简单的起始原料。在他和他的合作者合成的化合物生物碱如奎宁和马钱子碱,抗生素如四环素极其复杂的分子叶绿素。伍德沃德在这个领域的最高成就实际上是六年之后他收到1965年诺贝尔化学奖:合成的维生素B₁₂,一个显著的里程碑的复杂性。伍德沃德的死后却持续进步。到1994年在哈佛大学的一个研究小组已经成功地合成一个非常具有挑战性的自然产物,称为水螅毒素,有超过60 stereocentres。

这些总合成有实用和科学的分拆。前的“工具性革命”,合成往往甚至通常证明分子结构。今天他们的核心元素寻找新的药物。他们也可以照亮理论。与一个年轻的波兰裔美国化学理论家命名罗尔德·霍夫曼从B,伍德沃德的暗示₁₂合成,导致轨道对称性的制定规则。这些规则似乎适用于所有热或有机光化学反应发生在一个单一的步骤。的简单性和准确性的预测产生的新规则,包括高度特定反应的立体化学产品的细节,为有机合成化学家提供了一个宝贵的工具。

立体化学,到19世纪末出生的,得到了稳步上升的关注贯穿整个20世纪。分子结构的三维细节不仅被证明是至关重要的化学(生化)函数也异常困难的分析和合成。下半年几个诺贝尔奖century-those授予德里克。巴顿的英国,约翰Cornforth澳大利亚、弗拉基米尔•测前苏联和其他部分或完全履行立体化学的进步。在这方面同样重要的是美国人伊莱亚斯·j·科里,1990年获得诺贝尔化学奖了他称之为retrosynthetic分析,帮助越来越多的特殊互动计算机软件。这种方法合成有机化学转化。另一个重要的创新是组合化学,许多化合物同时prepared-all排列在一个基本类型和生理活性筛查。

两个创新20世纪晚期应该至少简短的提及,尤其当他们是特别关注的化学工业在21世纪。的现象超导(没有电阻的导电能力)于1911年被发现在温度非常接近绝对零度(0 K,−273.15°C,或−459.67°F)。1986年,两名瑞士化学家发现镧氧化铜掺杂钡成为“高”温度的超导35 K (397−238°C,或者−°F)。从那时起,新的超导材料已经发现操作远高于液体的温度氮-77 K (−196°C,或−321°F)。除了纯粹的科学兴趣,超导的研究侧重于实际应用。

1985年理查德·斯莫利和罗伯特旋度德克萨斯州休斯顿的莱斯大学。,合作哈罗德•克罗托苏塞克斯大学的布莱顿,Eng。,discovered a fundamental new form of carbon, possessing molecules consisting solely of 60 carbon atoms. They named it buckminsterfullerene (later nicknamed “buckyball”), after巴克明斯特·富勒的发明者测地线圆顶。研究富勒烯加速了自1990年以来,当一个方法被宣布为生产大量巴克球和实际应用的可能性。1991年科学今年杂志名叫巴克敏斯特富勒烯的“分子”。

两个世纪前,拉瓦锡的化学革命仍然可以接受英国流亡者约瑟夫普利斯特里。一个世纪以前,原子的物理现实还是有些怀疑。今天,化学家可以操纵原子一个接一个的扫描隧道显微镜和其他技术已经成为众所周知的纳米技术在快速发展。化学的历史是一个不同寻常的故事。

艾伦·j·Rocke