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化学元素的由来

更新:2007年10月27日 阅读次数: 【字体:
    看看我们周围的世界,从遥望无际的广袤宇宙,到身边的点点滴滴,所有这些自然界的物体不论形态如何,功能如何,它们都是由一些最简单、最基本的物质――化学元素组成。化学元素是构成万物的“基石”,这是公认无疑的客观事实。但是,你可知道,这个认识却是人们经过许多世纪的努力才获得的。
早在公元前12世纪,即我国殷周之交的奴隶制全盛时期就产生了物质是由金、木、水、火、土组成的所谓“五行”学说。五行学说认为金、木、水、火、土可在一个永不终止的循环过程中巨变,它们之间有着错综复杂的作用,这些作用的结果产生了世界上形形色色的物质。
公元前5世纪,古希腊哲学家留基伯和他的学生德漠克利特提出了“原子学说”。他们认为,万物都是由极小的不可再分的粒子组成的,这种粒子称为原子,意即不可再分的原始粒子。到了公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德一方面继承了古希腊的“四元素”(指土、空气、水、火)学说,另一方面又提出了所谓“原性说”。他认为“四元素”学说中的每一种元素都是由热、冷、干、湿四种“原性”中的两种所组成,其关系如图。
直到17世纪中叶,随着采矿、冶金、火药等化学工艺的进一步发展,人们积累了大量的科学资料,才为进一步揭开物质组成之谜打下了基础。也就在这时,产生了早期的朴素的化学元素理论。
1661年,被称为化学之祖的英国科学家波义尔综合分析了前人积累的资料,并反复进行科学实验后,摆脱了古老元素学说的束缚,指出:“元素是组成复杂物体的和在分解复杂物体时最后得到的那种简单的物体”。他还指出:“化学的目的是认识物质的结构,而认识的方法是分析,即把物质分解为元素”。从此,波义尔纠正了古代错误的“性质”元素学说,第一次为元素确定了科学的概念,建立了唯物主义的“物质”元素理论。
19世纪,道尔顿的原子论、阿佛加德罗的分子论建立后,人们才认识到一切物质都是由原子通过不同方式结合而成的。于是,元素的概念被定义为“同种类的原子”。
19世纪末,20世纪初,电子的发现以及原子核组成的奥秘被揭开后,人们认识到,同种元素的原子核里所含的质子数目是相同的,但中子数可以不同。因为中子数不同,所以同一元素可以有质量不同的几种原子。但决定元素化学性质的主要因素不是原子的质量而是原子核外的电子数,而核外电子数又取决于核电荷数(即核内质子数),所以质子数相同的一类原子,其化学性质是相同的。
根据现代的观念,元素是原子核内质子数相同的一类原子的总称。也就是说原子的核电荷(原子核中的质子数)是决定元素内在联系的关键。由同种元素组成的物质称为单质,如氧气、铝、铁等;由不同种元素组成的物质称为化合物,如盐、水、硫酸等。
现今为止,人们已经发现了109种化学元素,正是这一百余种“基石”组成了千奇百怪的物质形态及功能,丰富和充实了我们的生活。

关键词:化学元素
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