中国化学史

17世紀以前，化學還未成為一門獨立的學科，但是利用化學手段來發展生產生活的歷史早已開始。在北京人的時代，火的使用已經十分普遍。中國人在古代發展出了一系列燒制陶瓷、冶金和釀造的工藝。鴉片戰爭之後，近代化學傳入，1866年設立的算學館就有教授化學課程。徐壽和英國傳教士傅蘭雅翻譯了大批西方人寫的化學書籍。中華民國成立後，化學得以有較大發展，出現了李方訓、戴安邦、徐光憲等一大批化學家。侯德榜發明的聯合制減法是對近代化工的重大貢獻。民國十七年(1928年)七月，中央研究院成立化學所，並於民國46年遷台復所。中華人民共和國成立後於1956年成立了中國科學院化學研究所。

陶器和原始瓷器

據目前的考古資料，中國的陶器製作可追溯至新石器時代早期，距今已有一萬多年歷史。自20世紀60年代以來，先後在江西省萬年縣仙人洞、廣西桂林甑皮岩、柳州大龍潭鯉魚嘴、桂林廟岩、湖南道縣玉蟾岩、河北徐水南莊頭、陽原余家溝等多處遺址中，發現了大量早期陶器。這些陶器以鐵質易熔粘土為材料，多混有石英砂和其他碎末。坯體為手工捏制，胎壁較厚但不均勻，燒制溫度低，質地鬆軟，色澤多為褐色，深淺不勻。最早的陶器可能是將陶坯曬乾後直接用篝火燒制，極易破碎，故而很難見到遺存下來的完整陶器。這種露天燒制的方法，直到很晚的歷史時期仍被中國東北和北方的一些少數民族沿用。
隨著文明的發展，人們慢慢掌握了使用陶窯來燒制陶器的技術。早期的陶窯一般是選擇坡地挖成，窯室位於火塘之上，中間以火道、火眼連接。火膛中的火焰經火道、火眼進入，由下向上流動，最後從窯頂排除。由於對進入窯室的空氣缺乏控制，氧氣往往過量，因而陶胎中的鐵會被氧化為Fe₂O₃，製成的陶器呈紅色。紅陶是黃河中游地區新石器時代中期仰韶文化的代表。彩陶是一種帶彩色紋飾的陶器，最早在前仰韶文化的白家文化和北首嶺早期文化（距今7800-7100年）中發現。紋飾的類別有對稱的幾何圖形和象形圖案兩種，其中魚紋是半坡類型的標誌。彩陶的大致製作過程為：挑選可塑性高的粘土，剔除雜質，加水製成較細的泥料。用慢輪拉坯方法修正外形，烘乾後塗以天然顏料，最後以950℃左右的溫度燒成。彩繪的顏料有黑色、紅色、白色等等，其中黑色顏料主要以鐵錳礦粉製成，使用較多。長江中游地區的屈家嶺文化的薄殼彩陶則以煙燻的方式加上彩繪。
隨著陶窯的發展，人們發明了各種封閉窯頂的辦法。其中一種是在封閉出氣孔後向內噴水，因此燒制後期窯室內氧氣減少，陶胎中的部分氧化鐵被還原為四氧化三鐵和氧化亞鐵，陶器呈現灰色。若火膛柴草過量，則游離的炭黑會均勻滲入陶胎，製成的陶器呈黑色。黑陶最早出現於河姆渡文化晚期，但大量的黑陶出自龍山文化時期。龍山黑陶含鐵量較高，坯體中存在很多石英等殘片和大量氣孔，強度較之前的陶器有質的提升。其大致的製作過程是：精心篩選原料、快輪成型後打磨坯體外表，最後採用溫度1000℃左右的豎穴窯燒成。龍山黑陶中有一種陶胎像蛋殼一樣薄（最薄處僅0.1-0.2mm）、重量極輕、漆黑黝亮、做工精緻的品種，稱為蛋殼陶，常帶有著鼻、耳、蓋、流足、扣首等豐富飾物。只有保證泥料極細、滲碳工藝純熟，才能燒制好這種陶器。
羅家角文化遺址、大溪文化遺址、仰韶文化晚期遺址中出土過一種表里、胎質均為白色的陶器，稱為白陶。到了大汶口文化和龍山文化時期，白陶的燒造已較為普遍。白陶的Fe₂O₃含量偏低，Al₂O₃含量則較高，故而燒制後呈白色。早期的白陶是以輝石、角閃石、綠泥石或滑石的風化產物構成，而後來則轉而使用高嶺土和高鋁黏土。
新石器時代晚期，長江流域出現了印紋硬陶。商代的硬陶多見於今天的浙江、江西，器物內壁多有墊窩痕跡，西周的硬陶則多見於長江流域，而到了春秋時期，硬陶在吳越地區依然流行。硬陶所用的粘土有精製的瓷石類粘土、紫金土、海濱沉積土等，質地較純、氧化鐵含量較低，燒成溫度在ll00℃左右，有的陶片樣本燒成溫度甚至高達1280℃。
1993年，上海的馬橋遺址（約距今3900年一距今3500年）中出土了中國最早的高溫釉陶瓷，其燒制溫度為1150℃-1180℃。商周時期遺址和墓葬更大量出土了原始瓷器。這些原始瓷胎體堅硬，胎質比硬陶細膩，胎色為灰白、青灰、黃白或灰褐色，釉層稀薄，薄厚不勻，釉色為淡綠色、灰綠色、黃綠色或灰褐色。原始瓷的燒制溫度約1200℃，胎質取材於南方的瓷土，釉則採用石灰釉，燒成後基本不吸水。不過，原始瓷畢竟沒能完全脫離陶器範疇，有的原始瓷原料中混有大量石英砂顆粒，施釉的均勻程度較差。瓷胎中含有莫來石晶體，亦含有一定量的玻璃相和氣孔。
低溫鉛釉陶最初出現於漢代，它是在700-900℃的溫度下燒成，釉中加入鉛是為了降低釉的熔點。這種陶器胎質燃燒並不充分，比較容易滲水。當時人們已認識到鉛的毒性，故避免將低溫釉器皿用於飲食。到了唐代，出現了一種民間燒制的彩色鉛釉陶——唐三彩。它用粘土作胎，先經1100℃左右的高溫素燒，然後用銅、鐵、鈷、錳等元素的礦物和鉛的氧化物所製成的著色劑上色，再經900℃左右的溫度燒制而成。目前發現的大規模唐三彩窯址集中在陝西西安和河南洛陽。由於有CuO、CoO、Fe₂O₃、SiO₂等成分，故而成品呈現綠、藍、黃、白等釉色。
宋代時，紫砂陶開始展露頭角，它與普通陶器的區別是Fe₂O₃含量較高。其原料紫砂土主要是粘土，亦含有石英、鐵質礦物等成分。經過破碎、細磨、陳腐幾道前期工藝，紫砂土中的鐵質形成含鐵膠體或高塑性陶泥。成型、乾燥之後，經1100℃左右的溫度燒制，生成莫來石、尖晶石、堇青石、高溫石英等物質，得到成品。

瓷器

到了東漢末期，原始瓷器的燒造技術有了極大的提高，發展處了真正的瓷器——青瓷。青瓷右釉面光澤。釉胎結合牢固，燒制溫度為1260-1310℃。最早的青瓷集中在南方地區，約在北朝時期才傳至北方。北方的青瓷Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃含量較低，釉色均勻程度較差。
隨著制瓷水平的提高，胎釉中的含鐵量逐漸為人所控制，白瓷應運而生。早期的白瓷有時會出現釉色泛青的現象，在北方發展較快。

遠古至漢代

「本草」一詞最早出現於漢初，是中國古代中藥學的統稱。商代以前，先民往往把疾病歸於神譴或惡鬼附體。而到了周代，醫藥有了一定發展，逐漸發現了一些有醫療保健作用的食物。東周時期的《山海經》就記載了124中藥材，包括動物藥66種、植物藥51種、礦物藥2種、水土類2中，未詳3種。但那時仍是巫醫不分，醫藥只是運用法術的一種附屬。
隨著仙人傳說的興起，人們慢慢有了追求長生不死的欲望。到了春秋戰國時期，提出了兩種實現長生的方法——養生和服藥，後一種方法得到了王公貴族的大力贊助。秦始皇掃滅六國後，先後派徐巿、韓終、侯公、石生等人尋覓不死藥，遭到失敗。後來，方士們將那些外觀、性能特別的物質當做仙藥，如認為丹砂「久服通神明、不老」、雲母「久服輕身延年」、茯苓「久服安魂養神、不飢餓延年」、水銀「久服輕身不死」等。靠這些自然藥物並不能使人不死，於是方士們開始嘗試自己煉製神丹。漢文帝統治時期，煉製偽黃金的活動已經出現。漢武帝繼位後，更加熱衷於神仙方術。方士李少君得到寵幸，據說能將丹砂和其他藥材轉化為「黃金」，食之不死。淮南王劉安也親自從事煉丹活動，他的《淮南萬畢術》殘篇中記載了少量論變化之道的文字，如「取曾經十斤、澆以水，灌其地，雲起如山雲矣」，「白青得鐵，即化為銅」，不過大部分內容屬於幻術及傳說。直到漢成帝時期，煉丹術依然不成熟，劉向《列仙傳》所載「列仙」仍主要靠服食天然草木，只有「神砂飛雪」算得上煉丹的範疇。
大約成書於西漢末或東漢初的《黃帝九鼎神丹經》是中國現存最早的煉丹書，講述了九種「神丹大藥」，是火法煉丹的代表著作。第一種「丹華」是升煉丹砂而成，成為主要是硫化汞。第二種「神符」由水銀、黑鉛升煉，成分為氧化汞、氧化鉛。第三種「神丹」以雄黃、雌黃混合升煉而成，成分主要為升華的硫化砷。第四種「還丹」由水銀、雄黃、禹餘糧混合升煉，主要成分為汞、硫化汞、雄黃。第六種「煉丹」是由巴越丹砂、雄黃、雌黃、曾青、鞏石、石膽、礬石、磁石升煉而成，成分主要為丹砂與雌雄黃。第七種「柔丹」是水銀升華所得，成分主要是氧化汞。第八種「鐵丹」用玄黃塗布的丹釜升煉水銀、曾青、磁石粉，主要成分為氧化汞。第九種「寒丹」是水銀、雄黃、雌黃、曾青、礬石、磁石混合煉成，主要成分為汞、硫化砷、氧化砷、氧化汞。《正統道藏》中提到一位東漢中期的煉丹家狐剛子。他提出了從不同金礦中冶煉黃金的方法：對水金礦，先分離石英砂浮起，再以黃鞏、胡同律煅燒得到的含銀金箔；對山金礦則用金精、石膽精（硫酸）、硃砂等藥物熔煉。另外他還提出了一種煉錫灰坯爐法，將金銀礦粉與鉛共煉，分出滲有金銀的鉛坨，焙燒後吹掉氧化鉛，從而提純金銀。魏伯陽的《周易參同契》是中國最早的煉丹理論著作，強調「變化由其真，始終自相因」的觀點，也簡略的描述了丹鼎構造。書中說「汞白為流珠」、「太陽流珠，常欲去人」、「得火則飛，不見埃塵」，認識到汞具有流動性、不易控制，又接著說「卒的金華，轉而相親，化為白液，凝而至堅」，發現汞能和鉛組成合金。中國最早的本草著作《神農本草經》受煉丹術強烈影響，記載藥物347種。其中將藥品分為3種：「上品」無毒，「中品」服用需斟酌，「下品」毒性強，不可久服。其中將丹砂歸為無毒，是錯誤的，但亦發現它「能化為汞」，已認識到硫化汞加熱能分接出金屬汞。

魏晉南北朝

魏晉時期，道教活動進一步發展，煉丹術逐漸成熟。東晉葛洪所撰《抱朴子·內篇》對靠自我修煉和服食金丹的兩種養生方法做了述評，其中《金丹》、《仙藥》、《黃白》三篇尤其為世人所重。其中提到一種「九轉神丹」，以赤鹽（含氧化汞）、艮雪（氯化汞和氯化亞汞）、玄白（醋酸鉛）為原料，反覆精煉之後得到「還丹」（成分可能為氧化汞）。《黃白》還公開了一些他收集到的黃白術方，強調製作金銀是延年而非致富的手段。