化學年表

<image>

化學年表列出了深遠地改變人們對化學這門現代科學認識的重要著作、發現、思想、發明以及實驗等。化學作為一門對物質組成和相互作用進行研究的自然科學，雖然其根源可以追溯到自有文字記載之時，但我們可以認為現代化學史是從英國科學家羅伯特·波義耳開始的。

後來被引入到現代化學中的早期思想主要有兩個：一是自然哲學家（例如亞里斯多德和德謨克利特）試圖使用演繹推理來解釋所處的世界，二是鍊金術士（例如賈比爾和拉齊）和煉丹家（比如孫思邈和葛洪）試圖使用實驗方法來延長生命或進行物質的轉化，例如用丹爐鍊金丹，或將賤金屬轉化成金。

17世紀時，「演繹」和「實驗」兩種思想正融合到了一起，這種處於發展中的思想被稱為科學方法。隨著科學方法的引入，現代化學誕生了。

被稱為「中心科學」的化學很大程度上受到其他學科的影響，也在許多科學技術領域發揮著強大的影響力。許多化學領域的重大事件對其他領域來說也是關鍵的發現，如物理學、生物學、天文學、地質學、材料科學，不一而足。

## 17世紀以前

<image>

<image>

<image>

在科學方法被廣泛接受並應用到化學研究領域之前，將下列這麼多人物視作現代意義上的化學家是有些爭議的。但是無論如何，一些偉大思想家的想法或有著先見之明，或長期以來受到廣泛認同，因而將他們都列出來：

約公元前3000年: 埃及人提出「八元神」（Ogdoad）理論，認為世間萬物都由Ogdoad構成。Ogdoad是混沌中的元素，它們在太陽出現之前就存在。

約公元前1900年: 一位半神話的人物，古埃及國王赫耳墨斯·特里斯墨吉斯忒斯被視為鍊金術的創始人。

約公元前1200年: 據美索不達米亞一塊刻有楔形文字的泥板的記載，當時有一位名叫塔普提（Tapputi）的香水製造師和早期化學家。她以花、油、菖蒲，以及莎草、沒藥、鳳仙花等為原料，用加水後蒸餾並多次過濾的方法製造香水。

約公元前10~5世紀: 中國周朝出現外丹術，並隨著道教誕生成為道士長生不老的手段。作為化學的雛形極大推動了東方化學的發展。

約公元前10~5世紀: 中國周朝的開始出現五行學說，一般認為始見於《尚書·洪範》「曰：『五行，一曰水、二曰火、三曰木、四曰金、五曰土』」。

約公元前450年: 恩培多克勒斷言萬物都由四種原始元素：土、氣、火、水組成，並且通過兩種活躍且相互對立的力量——「愛」與「恨」（即親合與牴觸）作用於四種元素，使得元素間不斷結合和分離，最終形成無窮多種的物質。

約公元前440年: 留基伯和德謨克利特兩人提出了原子的概念，將原子形容為組成一切物質的粒子，它是不可見且不可分割的。贊同亞里斯多德的自然哲學家大多都不贊成這個想法。

約公元前360年: 柏拉圖創造了元素（stoicheia）一詞。在柏拉圖的對話錄《蒂邁歐篇》中有一則關於有機體和無機體構成的討論，也是一篇粗淺的化學論述文章，他在文中假設，每種元素的微小粒子都有特殊的形狀：正四面體（火）、正八面體（氣）、正二十面體（水）和正六面體（土）。

約公元前350年: 亞里斯多德在恩培多克勒的基礎上，提出了「物體是物質和形式的結合」的構想。此外，他提出了五元素說，除四元素以外，還有第五種叫以太的元素。這一理論統治了西方世界長達1000多年。

約公元前250年: 中國戰國時期開始使用鉻，1994年在兵馬俑二號坑中發現青銅劍被鍍上一層10微米厚的鉻鹽，但工藝已經失傳。

約公元前200年:中國人發現硫酸銅與鐵的氧化還原反應，能「化鐵為銅」。記載於秦至兩漢的>。

約公元前50年: 盧克萊修發表了哲學長詩《物性論》（De Rerum Natura）。《物性論》對原子論概念進行了詩意的描述。

約公元150年: 東漢煉丹家魏伯陽著《周易參同契》和《五相類》，被視為是世界上留有著作最早的一位煉丹家。其中《參同契》被視為已知最早的煉丹著作。

約公元300年: 晉朝煉丹家葛洪發現汞的氧化還原反應。

約公元300年: 索西莫斯（Zosimos of Panopolis）創作了一些已知最古老的鍊金術著作。索西莫斯將鍊金術定義為「一門研究水的組成，運動，生長，合併和分裂，將靈魂從肉體牽引出來以及將靈魂和肉體結合的學科」。

<image>

約公元6-9世紀:在中國，唐初孫思邈（581—682）在《丹經內伏硫磺法》中記載硝石、硫磺和炭化皂角子混合後用火點燃後能猛烈燃燒。隨後中國煉丹家先後發明了「伏火硫黃法」、「伏火礬法」等黑火藥製備方法。黑火藥是17世紀中葉之前唯一的化學爆炸物。火藥最早的實際應用出現於五代時期的敦煌壁畫中。

約公元815年:賈比爾是一位阿拉伯（波斯）的鍊金術師，他很可能是中世紀伊斯蘭最負盛名的鍊金術士。賈比爾對鍊金術的發展作出了重要貢獻。

約公元1000年: 兩位波斯鍊金術師比魯尼和伊本·西那反駁了鍊金術的效驗以及賢者之石等聲稱金屬之間可轉化的理論。

約1050年：宋朝沈括命名石油，名字緣用至今。

約1167年: 薩勒諾學院的鍊金術士首次提到了蒸餾酒的方法。

約1220年: 羅伯特·格羅斯泰斯特發表了幾篇關於亞里斯多德學派的評論。在這些評論中，格羅斯泰斯特提出了科學方法的早期骨架。

約1250年: 爾赫·塔德奧（Tadeo Alderotti）發展了比前人更有效的分餾技術。

約1260年: 神父艾爾伯圖斯·麥格努斯發現了砷和硝酸銀。他也是最早記載硫酸的人之一。

約1267年: 羅吉爾·培根出版了大著作（Opus Maius），此書在記載其他內容的同時還提出了一種早期形式的科學方法，此外還包括他關於火藥的實驗結果。

約1310年: 佚名的西班牙鍊金術士假賈比爾（Pseudo-Geber）出版了幾本書，書中長期堅稱所有金屬都是由不同比例的硫和汞組成。他也是最早描述硝酸、王水和鏹水的人之一。

約1530年: 帕拉塞爾蘇斯致力於發展延長生命的化學醫學。這是一個鍊金術的分支學科，也是現代製藥業的先祖。據說他也是第一個使用「chemistry」這個單詞的人。

約1597年: 安德烈亞斯·利巴菲烏斯出版了化學教科書的雛型——《鍊金之城》。

## 17和18世紀

1605年:弗蘭西斯·培根出版了《學術的進展》一書，其中描述了後人所稱的科學方法。麥可·森達茲沃（波蘭語：Michał Sędziwój；英語：Michael Sendivogius）發表了關於鍊金術的論文《鍊金術的新亮點》（A New Light of Alchemy），文中提出空氣中存在「生命食品」，即很久以後才發現的氧氣。

1615年:讓·貝甘（Jean Beguin）出版了一本早期化學教科書《化學入門》（Tyrocinium Chymicum），此書中首次出現了化學方程式。

1637年:勒內·笛卡兒出版了《談談方法》一書，書中內容描繪出了科學方法的輪廓。

1648年:在揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特去世後出版的《醫學起源》是鍊金術與化學的過渡橋梁，並對深深地影響了羅伯特·波義耳。此書中記載了無數次試驗的結果，並建立起質量守恆定律的雛形。

<image>

1661年:在羅伯特·波義耳出版的《懷疑的化學家》（The Sceptical Chymist）中，他闡釋了化學與鍊金術的區別。書中提出了許多早期的現代化學概念，例如原子、分子、化學反應等，這標誌著現代化學的開端。

1662年:羅伯特·波義耳提出了波義耳定律。這是一個關於氣體體積與壓強關係的實驗定律。

1735年:瑞典化學家喬格·勃蘭特（Georg Brandt）分析了一種出自銅礦的深藍色顏料。他發現其中含有一種新的元素，後來被命名為鈷。

1754年:約瑟·布拉克分離出了二氧化碳，他將其稱作「固定空氣」。

<image>

1757年:路易斯·克勞德·卡戴特·德伽西科特在研究砷化合物時發現了卡戴特的發煙液體，這是人類製得的第一種有機金屬化合物。

1758年:約瑟·布拉克引入了潛熱的概念來解釋熱化學中的相變。

1766年:亨利·卡文迪什發現了無色無味的氫氣。這是種能燃燒，並能與空氣形成爆炸性混合物的氣體。

1773年–1774年: 卡爾·威廉·舍勒和約瑟夫·普利斯特里各自獨立地分離出了氧氣。普利斯特里把它叫作「脫燃素氣體」，而舍勒稱它為「火空氣」。

<image>

1778年:安托萬·拉瓦錫被成為是「現代化學之父」，他承認並命名了氧氣，並認識到其在燃燒中的作用和重要性。

1787年:安托萬·拉瓦錫出版了《化學命名法》，這是第一部現代化學命名規則。雅克·查理提出了查理定律，該定律描述了氣體的體積與溫度的關係，這是波義耳定律的必然推論。

1789年:安托萬·拉瓦錫出版了第一部真正的現代化學教科書——《化學基礎》。書中囊括了當時現代化學的主要內容，例如質量守恆定律的首個簡明定義，並標誌著化學計量學（定量化學分析）的創立。

1797年:約瑟夫·普魯斯特提出了定比定律，即一種化合物無論如何製得，其組成的元素間都有一定的質量比。

1800年:亞歷山德羅·伏打發明了第一個化學電池，開創了新的化學分支——電化學。

## 19世紀

<image>

1803年:約翰·道爾頓提出了道爾頓定律。該定律描述了在不發生反應的混合氣體中，各組分的分壓與總壓的關係。

1805年:約瑟夫·路易·蓋-呂薩克發現水是由兩體積的氫和一體積的氧組成的。

1808年:約瑟夫·路易·蓋-呂薩克研究了空氣等多種氣體的物理性質和化學性質。他用實驗證明了波義耳定律、查理定律，以及氣體密度與成分的關係。約翰·道爾頓出版了《化學哲學新體系》。此書最早解釋了現代原子論和倍比定律。

永斯·雅各布·貝采利烏斯出版了《化學教科書》（Lärbok i Kemien）。此書中他提出了現代化學符號以及相對原子質量的概念。

1811年:阿莫迪歐·阿伏伽德羅提出了阿伏伽德羅定律，即同溫同壓下相同體積的氣體含有相同的分子數。

<image>

1825年:弗里德里希·維勒和尤斯圖斯·馮·李比希首次證實了早前貝采利烏斯命名的異構體。通過對氰酸和雷酸的研究，他們推斷異構現象是分子內原子的排列方式不同所導致的。

1827年:威廉·普洛特將生物分子分成三類：碳水化合物、蛋白質和脂質。

1828年:弗里德里希·維勒合成了尿素，說明了可以使用無機化合物來合成有機化合物，從而推翻了生命力論。

1832年:弗里德里希·維勒和尤斯圖斯·馮·李比希發現並解釋了有機化學中的官能團和自由基。

1840年:日耳曼·蓋斯提出了能量守恆定律的早期表述形式——蓋斯定律：在條件不變的情況下，化學反應的熱效應只與起始和結束狀態有關，與變化途徑無關。

1847年:赫爾曼·科爾貝完全通過無機物製得了乙酸，進一步的反駁了生命力論。

1848年:威廉·湯姆森提出了絕對零度的概念：讓所有分子都停止運動的溫度。

1849年:路易·巴斯德發現外消旋酒石酸是左旋酒石酸與右旋酒石酸的等量混合物，從而澄清了旋光現象的實質，開拓了立體化學的新領域。

1852年:奧古斯特·比爾提出了比爾定律。該定律闡述了混合物成分與吸光度的關係。他的工作部分建立在早先皮埃爾·布格和約翰·海因里希·蘭伯特的工作基礎上，這項發現開創了分析化學中的分光技術。

1855年:小班傑明·西利曼是石油裂化的先驅，他的工作開創了整個現代石油化學工業。

1856年:威廉·亨利·珀金合成了第一種合成染料——苯胺紫。這是他試圖從煤焦油中提取奎寧的副產物。該發現是合成染料工業的開端。

1857年:奧古斯特·凱庫勒提出碳是四價的，通常形成四個化學鍵。

1859年－1860年: 古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫和羅伯特·威廉·本生奠定了光譜化學分析方法，後來他們用此法發現了銫和銣。其他科學家很快使用同樣的技術發現了銦、鉈和氦。

1860年:斯塔尼斯勞·康尼查羅重新考慮了阿伏伽德羅關於雙原子分子的設想，編制了原子量表並在1860年的卡爾斯魯厄會議上發表，結束了幾十年來原子量與分子式間的衝突，也為門捷列夫發現元素周期律奠定了基礎。

1862年:亞歷山大·帕克斯在倫敦國際展覽會展出了最早的合成塑料——硝化纖維素塑料。這項發現開創了現代塑料工業。亞歷山大-埃米爾·貝吉耶·德尚庫托瓦出版了早期版本的三維元素周期表——螺旋圖。

1864年:約翰·紐蘭茲提出了元素周期律的前身八音律。尤利烏斯·洛塔爾·邁耶爾發展了一種早期元素周期表，將28種元素用化合價分類。

卡托·馬克西米林·古德貝格和彼得·瓦格在克勞德·貝托萊的基礎上提出了質量作用定律。

1865年:約翰·約瑟夫·洛施密特測定了一莫耳物質所含的分子數，這個值後來被命名為亞佛加厥常數。奧古斯特·凱庫勒提出了苯的六元環結構，環上為交替的單鍵和雙鍵。

阿道夫·馮·拜爾開始研究靛藍，這是現代有機化學染料工業的一個里程碑。

<image>

1869年:德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫出版了以66種已知元素的原子量排序的首張現代元素周期表。該表能準確預測許多當時未知元素的性質。

1873年:雅各布斯·亨里克斯·范托夫和約瑟夫·阿奇·樂貝爾分別獨立地提出了解釋巴斯德手性實驗的化學鍵模型，並提出了引起光學活性的物理原因。

1876年:約西亞·吉布斯出版了他的熱力學和物理化學研究成果彙編《論非均相物體的平衡》，並提出了自由能的概念來解釋化學平衡的物理基礎。

1877年:路德維希·玻爾茲曼使用統計物理學方法解釋了包括熵在內許多重要的物理和化學概念的本質，並得出了氣相分子的速率分布。

1883年:斯凡特·奧古斯特·阿倫尼烏斯提出了電解質的阿倫尼烏斯理論來解釋水溶液的電導率。

1884年:雅各布斯·亨里克斯·范托夫出版了《化學動力學研究》，此書對化學動力學具有開創性的意義。赫爾曼·埃米爾·費歇爾提出了生物分子中關鍵的嘌呤的結構，後來在1898年時他合成了該物質。他也開始對葡萄糖和其他相關的糖進行研究。

亨利·路易斯·勒夏特列提出了勒夏特列原理，從動力學角度闡述了外壓對化學平衡的影響。

1885年:尤金·戈爾茨坦命名了陰極射線和陽極射線，後來發現這兩種射線分別由電子和已經失去電子的氫離子組成。所謂已經失去電子的氫離子就是質子。

1893年:阿爾弗雷德·維爾納發現了鈷配合物的八面體構型，就此開創了配位化學的新領域。

1894年–1898年: 威廉·拉姆齊發現了稀有氣體，補充了元素周期表中的缺少的一類元素。

1897年:約瑟夫·湯姆孫使用陰極射線管發現了電子。

1898年:威廉·維恩發現陽極射線在磁場中會發生偏轉，偏轉的角度取決於質荷比。這項發現開創了分析化學中的質譜法。瑪麗·居里和皮埃爾·居里從瀝青鈾礦中分離出鐳和釙。

約1900年: 歐內斯特·盧瑟福發現了衰變原子放射性的來源，並提出了多種衰變方式。

## 20世紀

1903年:米哈伊爾·謝苗諾維奇·茨韋特發明了重要的分析技術色譜法。

1904年:長岡半太郎提出原子的早期模型：電子繞著緻密的原子核旋轉。

1905年:弗里茨·哈伯和卡爾·博施發明了哈伯法來合成氨。這是化學工業對農業作出貢獻的一個里程碑。阿爾伯特·愛因斯坦用原子理論明確地解釋了布朗運動。

1907年:利奧·亨德里克·貝克蘭改進了酚醛樹脂的生產，使之成為第一種商業化的塑料。

<image>

1909年:羅伯特·密立根通過油滴實驗測出了空前精確的元電荷數值，說明所有電子的質量和電量都相等。索倫·彼得·勞里茨·索倫森提出了pH的概念，並發展的酸度的測量方法。

1911年:安東尼厄斯·范登·布魯克提出元素周期表上的元素應該按核電荷數而不是原子量來排序。匯集了當時最傑出科學家的第一屆索爾維會議在布魯塞爾舉行。

歐內斯特·盧瑟福、漢斯·蓋革和歐內斯特·馬斯登進行了蓋革-馬斯登實驗（金箔實驗），這個實驗證明了原子的核式模型。

1912年:威廉·亨利·布拉格和威廉·勞倫斯·布拉格提出了布拉格定律，從此建立起研究晶體結構的重要工具——X射線晶體學。彼得·德拜發展了分子偶極的概念以描述一些分子中電荷的不對稱分布。

<image>

1913年:尼爾斯·玻爾將量子力學概念引入到原子結構中。他假設電子只能在固定的軌道上運動，這被後人稱為玻爾模型。亨利·莫塞萊在安東尼厄斯·范登·布魯克的基礎上提出用原子序數的概念來修正門捷列夫元素周期表的不足。

弗雷德里克·索迪提出了同位素的概念，即相同化學性質的元素可能有不同的原子量。

約瑟夫·湯姆孫繼續了威廉·維恩的工作，他發現因為亞原子離子的質荷比不同，所以可以用質譜法將它們分離。

1916年:吉爾伯特·牛頓·劉易斯出版了《原子和分子》，標誌著價鍵理論的建立。

1921年:奧托·施特恩和沃爾特·格拉赫提出了亞原子粒子的自旋概念。

1923年:吉爾伯特·牛頓·劉易斯和梅爾·蘭德爾出版了第一本現代化學熱力學專著《熱力學和化學物質自由能》（Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances）。

1923年:吉爾伯特·牛頓·劉易斯提出了酸鹼電子理論。

1924年:路易·德布羅意基于波粒二象性的思想建立了原子結構的波動模型。

1925年:沃爾夫岡·泡利提出了泡利不相容原理，即繞同一個原子核旋轉的電子不可能四個量子數都相同。

<image>

1926年:埃爾溫·薛丁格提出了薛丁格方程，為原子結構的波動模型建立了數學基礎。

1927年:維爾納·海森堡提出了不確定性原理，具體指在一個量子力學系統中，電子的位置和動量不可能被同時確定。弗里茨·倫敦和沃爾特·海特勒運用量子力學解釋氫分子的共價鍵形成，這標誌著量子化學的誕生。

約1930年: 萊納斯·鮑林提出了鮑林規則，這是使用X射線晶體學測定分子結構的關鍵規則。

<image>

1930年:華萊士·卡羅瑟斯帶領一支杜邦公司的化學家團隊發明了尼龍，這是歷史上最成功的合成纖維之一。

1931年:埃里希·休克爾提出了休克爾規則，這個經驗規則可以推斷平面環狀分子是否具有芳香性。哈羅德·尤里通過分餾液氫發現了氘。

1932年:詹姆斯·查德威克發現了中子。

1932年–1934年:萊納斯·鮑林和羅伯特·馬利肯提出了不同的電負性標度，這兩種標度現在分別以他們的名字命名。

1937年:卡羅·佩里爾（Carlo Perrier）和埃米利奧·吉諾·塞格雷合成了第一種人造元素鎝-97，填補了元素周期表的空缺。但這是有爭議的，這種元素可能在1925年時就由沃爾特·諾達克和其他人合成了。尤金·烏德里開發了工業規模的石油催化裂解技術，發展了現代石油工業。

彼得·卡皮查、約翰·艾倫和唐·米塞納製備了第一種零粘度的超流體——超冷氦-4，該物質在宏觀尺度上表現出了量子力學性質。

1938年:奧托·哈恩發現了鈾和釷的核裂變過程。

1939年:萊納斯·鮑林出版了《化學鍵的本質》。此書是最重要的現代化學教科書之一，它介紹了幾十年來化學鍵領域的重要成果。它使用電負性、共振論等方法闡述了雜化軌道理論、共價鍵和離子鍵的性質。

1940年:埃德溫·麥克米倫和菲力普·艾貝爾森在鈾裂變產物中發現了首種超鈾元素錼。麥克米倫發現加州大學伯克利分校的一所實驗室發現了許多新元素和同位素。

1941年:格倫·西奧多·西博格使用先中子俘獲再其他核反應的新方法繼續麥克米倫合成新元素的工作。他獨立或合作發現了九種新元素和幾十種已知元素的同位素。

1945年:雅各布·馬林斯基、勞倫斯·格倫丹寧和查爾斯·科里爾發現了鉕元素，填補了元素周期表的最後一個空缺。

1945年–1946年: 費利克斯·布洛赫和愛德華·珀塞爾發明了重要的分子結構分析技術核磁共振。

1951年:萊納斯·鮑林使用X射線晶體學推斷出蛋白質的二級結構。

1952年:阿蘭·沃爾什開創了重要的光譜定量分析方法原子吸收光譜法，可以從混合物準確測定特定物質的濃度。羅伯特·伯恩斯·伍德沃德、傑弗里·威爾金森和恩斯特·奧托·菲舍爾測定了二茂鐵的結構，這是有機金屬化學開創性的發現之一。

1953年:詹姆斯·杜威·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA的結構，開創了分子生物學的新領域。

1957年: 延斯·克里斯蒂安·斯科發現了第一種離子運輸酶鈉鉀泵。

1958年:馬克斯·佩魯茨和約翰·肯德魯使用X射線晶體學測定了抹香鯨肌紅蛋白的結構。

1962年:尼爾·巴特利特製得了第一種稀有氣體化合物——六氟合鉑酸氙。喬治·安德魯·歐拉通過超強酸的反應觀測到碳正離子。

1964年:理察·恩斯特的實驗導致了傅立葉變換核磁共振的出現。這項發現大大提高了核磁共振技術的敏感度，為核磁共振成像奠定了基礎。

<image>

1965年:羅伯特·伯恩斯·伍德沃德和羅德·霍夫曼提出了伍德沃德-霍夫曼規則，該規則使用分子軌道對稱性來判斷周環反應產物立體化學性質。在王應睞的領導下，中國科學家鄒承魯、杜雨蒼、汪猷、邢其毅、鈕經義、龔岳亭等人成功人工合成牛胰島素，其化學結構與天然牛胰島素完全相同，並可用於治療糖尿病。這是人類首次成功合成具有生物活性的物質。

1966年:野崎一和野依良治使用手性過渡金屬配體發現了第一種不對稱催化（氫化）的例子。

1970年: 約翰·波普開發了GAUSSIAN程序，大大簡化了計算化學的運算。

1971年:伊夫·肖萬提出了烯烴複分解反應的機理。

1975年:卡爾·巴里·夏普萊斯和他的團隊發現了多個立體選擇性的反應，包括夏普萊斯不對稱環氧化反應、夏普萊斯不對稱雙羥基化反應和夏普萊斯不對稱氨羥基化反應。

<image>

1985年:哈羅德·克羅托、羅伯特·柯爾和理察·斯莫利發現了富勒烯。這是一大類碳的同素異形體，結構上與建築師巴克敏斯特·富勒設計的多面穹頂類似。

1991年:飯島澄男使用電子顯微鏡發現了一種圓柱形的富勒烯——碳奈米管。這是奈米科技的重大發現之一。

1994年:紫杉醇全合成由羅伯特·霍爾頓和他的團隊首次完成。

1995年:埃里克·康奈爾和卡爾·威曼發現了玻色-愛因斯坦凝聚態，這是一種在宏觀尺度上表現出量子力學性質的物質。

## 擴展閱讀

- Servos, John W., Physical chemistry from Ostwald to Pauling : the making of a science in America , Princeton, N.J. : Princeton University Press, 1990. ISBN 0-691-08566-8