化学革命
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,他认为这个气体固定空气必须是黑色的,因为他知道没有其他化学物种存在于普通空气;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,这个新的气体,空气不是固定的,是活跃的实体在燃烧、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(更准确地说,化学结合)氧过程中,拉瓦锡现在氧化。他表明,大气是一个混合的两个主要组件,氧气和生理上惰性气体(已知普利斯特里),他称为氮或氮。他还表明,水是一个化合物两种物质、氧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,但他继续掌握的科学以前还从未见过那标记。第二,他建立了一个简单的化学element-namely操作性定义,一种物质,不能减少重量的结果化学反应它经历了。氧、碳、铁,硫现在被认为是元素,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。作为一个贵族的旧政权和一个投资者税收机构,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。
原子和分子理论
拉瓦锡的化学元素,了解化学的新方法作文,被证明是无价的分析和无机化学,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重量的一种比率原子氧的氢,比如检查反应宏观量的这些元素的权重。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自己推论。他第一次讨论这些问题始于1803年,他介绍了他原子理论在多卷的化学哲学的新系统(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。他的程序要求知道简单的公式化合物从元素的组合结果。例如,分析那天的数据表明,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HO(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,因此,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,但许多人反对假设元素刚刚描述;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,在小积分按体积倍数。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,相同体积的气体包含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常数假设。
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版本的化学原子论到1826年。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)催生了。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。
有机自由基和化学结构的理论
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,和他实验室研究所的微小Hesse吉森大学成为了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,后来在慕尼黑大学,他把强调化学的实际应用,特别是对生理学、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,他们可以债券形成连锁,组成分子其他原子可以抓住“骨架”。凯库勒的化学结构理论澄清了作文数以百计的有机化合物和作为指南,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称为分子结构立体化学。