时间：2022-12-22 16:46:26
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化学家终于答应女友给她做顿晚饭。女友下班回来，却看到化学家还在摆弄他的烧瓶和酒精灯。看到女友失望的表情，化学家安慰说：“别着急，亲爱的，再过5分钟盐就提炼出来了。”
知识的力量
一个物理学霸和女朋友在公园的小湖上划船，两人分坐在船头和船尾。
突然学霸提议两人对调座位，调完之后他拿出卷尺量了船的位移和船的长度，然后说：“原来你有一百二十斤啊！”
绝对相信
一群教授被请上了一架飞机，坐好后他们被告知，飞机是由他们的学生设计的。
结果，众教授纷纷下了飞机，只有一个教授坐在那儿一动不动。
有人问他为什么不赶快下去，他说：“放心吧，这飞机根本就飞不起来。”
防毒面具
一推销员来到乡下，对当地人说：你们得买个防毒面具。当地人不明白：空气这样清新，要它干什么？
没多久，附近盖起了工厂，有毒气体从大烟囱里冒了出来。
于是大家纷纷找到推销员购买防毒面具，并称赞他预言准确。
当问到冒烟工厂生产什么时，推销员说：就是生产防毒面具的。
猜 测
正在博物馆展出的古埃及法老木乃伊突然复活，抓住路过的一位年轻美貌的女游客。人们惊慌失措，不知道该怎么办才好。
正巧大导演斯皮尔伯格也在，只见他在法老耳边小声说了一句话，法老立刻放过了那名貌似古埃及艳后的女子。
事后，人们纷纷猜测斯皮尔伯格究竟说了什么骇人听闻的咒语。
来自中国的知名女演员猜想，可能是这样的一句话：“她身上的香水有毒。”
来自韩国的国际巨星猜想，一定是这样说的：“她不是淑女。”
来自日本的美女明星猜想：“你不要吓着她了。”
斯皮尔伯格闻言大笑：“其实，我只是这样说的：‘请注意自己的形象，你现在是个世界名人。’”
谁有威士忌
一位男子跑进车厢，着急地嚷嚷：“隔壁车厢里有一位太太晕过去了，谁带了威士忌？”乘客中很快有人拿出了威士忌。这位男子接过后喝了几大口，然后将酒瓶还给乘客道：“太谢谢你了，我一看见女士晕倒就难受，这下好多了。”
鱼儿不在家
我喜欢钓鱼，平时出门垂钓很少空手而归。假期，我带儿子去河边钓鱼。可是一天下来，连一条小鱼都没有钓到。晚上回到家，妻子惊讶地问我：? “这是怎么回事？”
儿子见我不出声，接口道：“这不放假吗？鱼儿都出去玩了，不在家！”
打 车
某天去商场购物后，我提着大包小包准备回家，可是怎么都拦不到的士，我很奇怪。见前面有一位交警，我过去问：“哪里可以打到车？”
交警淡定地说：“离我远点儿就可以打到。”
眼前一黑
展昭给马汉讲述自己的英勇故事：“那天我探逍遥楼，获得重要情报，却误中机关，身受重伤。我强提一口真气，支撑到开封府，突然眼前一黑……”马汉关切地问：“你昏倒了？”
展昭摇了摇头，说：“不，是包大人出来了。”
找错医生
病人：“医生，我最近出现一些怪症状，希望你能帮我诊断。”
医生：“首先，你的视力似乎不太好。”
病人：“等一下，你怎么知道？你都还没帮我检查。”
【关键词】怀疑的化学家/波义尔/元素/要素
【正文】
1661年，R.Boyle所著《怀疑的化学家》在牛津出版。化学史家曾经不止一次地指出过，正是这部著作使古老的“黑术”（古埃及“化学”概念的直译）走上了科学的道路。遗憾的是，341年过去了，我国学者对它的研究一直不多。除了少量文献间接而零星的提及它之外，系统的研究似乎还没有过。因此，《怀疑的化学家》究竟怀疑什么？实在还是值得我们深入讨论的问题。但愿我们的一孔之见，能够收到抛砖引玉和拾遗补缺的作用。
怀疑之一：在怎样的基础上建立元素说或要素说？
早在17世纪以前，化学家们就把我们周围的多样化的世界，限定为由几种最简单的“元素”(elements)或“要素”(principles)构成的世界。对此，R.boyle首先表示了怀疑。R.boyle指出：“尽管我在逍遥学派人士的书籍中遇到精微的推理，并在化学家们的实验室里看到美妙的实验，但因我疑犹而迟钝的天性而不禁觉得，如果他们都拿不出比通常拿出的更为有力的论据来证明他们的主张的正确性的话，那么，人们便有足够理由，对于结合物的那些物质组分，亦即一些人要我们称之为元素，另一些人要我们称之为要素的东西的确切数目是多少的问题，保留他们的一些怀疑。”[1]（注：R.Boyle著，袁江洋译，“怀疑的化学家”（中文版），武汉出版社，1993年版，第17页。）
R.Boyle指出，逍遥学派的四元素说，并不是按照实验的要求建立起来的，而是按照演绎的逻辑建立起来的。他们历来不大重视收集实验证据来证明他们的学说。他们仅仅满足于现有的理论，而不希望理论变得更加完美。他们也做实验。但是，他们的实验是为了解释真理，而不是为了证明真理，就像数学家用几何关系，天文学家用天球模型来解释世界一样。
16世纪，医药化学家巴拉塞尔苏斯(Paracelsus，1493-1541)——他被R.Boyle戏称之为“被煤烟熏出来的经验主义者”——最早对这种学说提出了异议。在巴拉塞尔苏斯看来，构成世界的不是土、水、气、火四元素，而应该是盐、硫、汞三要素(principles)。但是，R.Boyle指出，巴拉塞尔苏斯对三要素的证明却带有许多神秘色彩，和一些不易被人识别的神秘工序。“任何一个严肃的人要弄懂他们的意思，就好比去找出他们的万能酊剂一样，简直比登天还难。”[1.p.23]
这就是说，无论是用演绎逻辑，还是用经验主义加神秘主义的方式来建立元素的概念都是错误的。R.Boyle还指出，逍遥学派和医药化学家通常用“火”作为结合物组成元素的分析工具，也是值得怀疑的。R.Boyle说：“火并不总是仅只对种种元素成分起分离作用，至少也有时会对物体的组分起改变作用。”[1.pp.26]就是说，必须对古代元素理论的逻辑基础、神秘主义特点、以及化学实验方法进行重新的审视，才能建立严格科学的化学哲学。由此，R.Boyle很有信心地认为，“我对逍遥学派人士和化学家们为了证明元素的存在和数目所采用的那样鉴定方法进行质疑是有一定道理的。”[2]（注：R.Boyle著，袁江洋译，“怀疑的化学家”（中文版），武汉出版社，1993年版，第27页。此处的“化学家”，实际上也可以翻译成“药剂师”，特指16世纪以巴拉塞尔苏斯和海尔孟为代表的医药化学家。）
怀疑之二：化学家能否创造自然界中先前并不存在的物质？
R.Boyle是一位笃信上帝的基督徒。他认为只有上帝才是自然界独一无二的创造者。化学家的创造是不可能超过上帝的。化学家所创造出来的化合物，总可以被分解成上帝原创的那些物质。化学家并不能创造出上帝所未曾创造过的物质。
为了证明这一点，R.Boyle首先给出四个关于化学微粒概念的表述[1·pp.33～37]。这个表述由四个命题构成。用我们通常可理解的语言来表达就是：
命题1：所有的化合物都是不同的微粒构成的。
命题2：微粒可以结合成微粒团或微粒簇。
命题3：生命物质（动物或植物）可以用火法分解出少数几种物质。
命题4：构成凝结物的物质就是“要素”或“元素”。
既然构成化合物的微粒就是要素或元素，那么，这些微粒是预存于各种不同物质形态中的基本元素呢？还是化学家们的最新创造？
为了证明基本元素是预先存在的，R.Boyle举了这么一个例子：
金作为一种贵金属，可以与银、铜、锡、铅、锑矿石共生或者共熔。这些共生或共熔后形成的物质，既不是金，也不是任何可以与之共生共熔的其它物质。此外，金还可以融入王水。[3]（注：即今“盐硝酸”(nitrohydrochloricacid)，它是一种由三分盐酸和一分硝酸组成的黄色混合液，气味浓烈，腐蚀性强。因为它能融化“高贵的金属”（如，金、铂），故称“王水”。）当金被融入王水之后，金的微粒成了王水的一部分，并被王水“掩盖”起来了。如果将融化金的王水蒸发，还可以得到结晶形态的盐（，黄色针状晶体）。用我们现在的反应式来写就是：
附图
显然，还可以将含金的盐，通过还原重新得到金。类似的实验还可以在其它物质之间进行。这样就很容易形成一个结论，当反应物的金以最初凝结物参与一个化学反应过程时，是以凝结物的整体形式进行的。金作为最小微粒的结合物，仍可以参与构成许多完全不同于金的化合物。而当金参与其它物质的构成时，金本身的性质和结构并没有发生改变。从金到含金盐，再回到金，整个过程都表明了金的某种不变性。从含金盐的升华分解可以证明，所有分解出来的“元素”或者“要素”一定是预先存在着的。所以，化学家并不能创造预先不存在的东西。
怀疑之三：火是万能分析工具吗？
在R.Boyle发表《怀疑的化学家》之前，火一直被当作分析结合物的万能工具。R.Boyle根据自己的化学实践指出，不论平庸的化学家们对此做过怎样的证明，发过怎样的训示，这恰恰是值得怀疑的。
R.Boyle认为，要确定火在化学反应中的作用并不是简单的事。他举例说，将愈创木放在火炉中燃烧，可以使愈创木分离成灰烬与油烟；而在曲颈瓶中蒸馏同样的树木却产生了极为不同的“异质”[4]（注：这是海尔孟化学哲学的一个术语，泛指本质上相异的物质。）物质。可见，火对于直接燃烧某些物质与隔离于密闭容器之中来蒸馏或升华某些物质，其作用方式和作用效果是不相同的。
除此以外，用火来完成一个分析过程，它的作用强度也是不可忽视的。R.Boyle以肥皂的生产为例，当火的强度适当的时候，它可以便盐、水、油或油脂发生共沸使之混合成一体。若对这种混合体再施加更强烈的热的作用，这一产物又会被分解成一种既含油也含水的成分、一种含盐成分以及一种土状成分。
医药化学家巴拉塞尔苏斯说，万物都是由盐、硫和汞构成的。可是，R.Boyle说：“这种可能却从来不曾被实现过，更不用说要将所有这三要素一起分离出来。”[1.p.43]其中最显著的例子是，无法从金中分离出盐、硫或汞来。从铅银混合熔液、铜锌矿石、威尼斯云母、莫斯科玻璃、骨质项链、或从可熔的纯砂中都分离不出三要素中的任何一种。这表明，尽管火法分析被视为一种惯常的分析方法，但是，火法并不一定能够分析出“元素”来。
另一方面，对于某些化合物，不用火法分析，用另外一些方法反倒能够有效地进行化学元素分析。R.Boyle举例说，将金和银熔炼为一体后，再用火法很难将它们分离开来。而将它们置于镪水[5]（注：即浓硝酸，这是法国人在16世纪合成的一种强酸，当时的法国化学家称它为分离剂。）中却很容易将金和银分开来。一些含金属的盐，用火法几乎不能将这些金属分离出来，而将它们置于矾的水溶液就可以沉淀出所要分离的物质来。
由上种种，R.Boyle得出的结论十分明显：“火并不是一切结合物的万能分析工具。”[1.p.56]
怀疑之四：将火作用于某一结合物所得到的物质，是先存于该结合物之中的吗？
17世纪以前的化学家们认为，火只能分离先存于结合物中的物质，却不能改变这些物质。对于这个流行了两千年来的观念，R.Boyle用可以检验的实验得出了一个富有挑战性的结论：“火的运用，实际上往往非但可能将复合物分解成一些微小的成分，而且可能促使这些成分以一种新的方式复合。也许，一些含盐物质、含硫物质、以及具有另一些结构的物体可能是通过这种方式产生的。”[1.p.82]R.Boyle提出一个例子说，“勿须使用任何附加剂，也可以从植物中制得玻璃。”[1.p.83]而且，从植物制取玻璃只能在用火的过程中得到。对此，任何人都没有充分的理由断言，玻璃是预先存在于植物之中的。
诸如此类的实验证明：“火既常能分解物体，亦常能改变物体。我们运用火有可能从结合物中得到并非预先存在于其中的物体。”[1.p.84]
怀疑之五：“元素”（或“要素”）究竟以怎样的方式混合成物质？
亚里士多德曾经举例说，将一滴酒加入到比它多达数万倍的水中，这滴酒会因为受制于水而变成水。R.Boyle认为，这是不可理解的。假若亚里士多德的这个论断可以成立的话，则人们就完全可以将所有的贱金属都变成贵金属。比如，他可以将一块金熔化，然后再象滴酒那样，一粒一粒地加入极少量的铅或者锑，这样累积性的增加下去，所有的铅或者锑就都有可能转变成金了。这显然是荒谬的。
但是，这种被加入的物质与先前已经存在的底物之间，究竟是怎样一种结合方式呢？
第一种关系：并置关系
当一种物体被加入到另一种物体之后，出现了表面上看起来具有整体性相同的性质。比如，铜的颗粒被加入熔炼的液态金之后，就看不到原先的铜了。但是，金和铜却在复合过程中保持着自身的性质。二者只是以并置的关系构成一个整体，表现某种联合而已。并置的混合物所表现出来的性质也是并置的。这好比用白线和黑线相间织成的布那样。虽然，白线和黑线分别保持了它原来的性质不变，但它的整体感观印象却是灰色的。要知道并置混合物的性质，把这些组分拆开就清楚了。这种关系可以解释如下一些化学实验事实：
将三分银与一分金混合，通过熔化使之完全熔融，从而使生成的金属具有新性质。然后，将这种具有新性质的金属投入镪水溶液中。结果，具有新性质的金属会被迅速溶解。其中，银被溶化在镪水溶液中，而金则被沉淀下来。然后，还可以将银从镪水溶液中恢复出来。这就证明，当化学家把金和银熔融成“合金”的时候，金和银两种物体是并置的。
第二种关系：“极其牢固的”结合关系
在R.Boyle看来，结合物的结合，有些是非正常类型的。比如，水与水的混合；将两种不同的酒倒在一起，等等。化学家不必研究这样的结合。化学家所关心的结合，是指两种或多种不同种类的物体通过微小组分而互相结合，如，灰与砂子熔化成玻璃，糖溶于酒和水中，所得到的物质[6]（注：其实这种结合仍包含不同的形式。前者是通过化学反应的结合，后者则是物理的结合。在R.Boyle时代，这样的区别还十分模糊。）。在这样的结合方式中，结合物中的组分并没有保持着它们原来的性质。因而，也不可能用火法分析从这些“新物质”中分离出原来的组分来。比如，不可能将玻璃再分开为砂子和灰。但这并不否认，在某些情况下，可能实现各种组分的重新分离。但是，这样的分离过程，对于大多数结合物来说是不可能实现的。这表明，大部分的结合物是“极其牢固的”（R.Boyle语）。这些物体既不是“元素物体”（即我们今天所讲的“单质”），也从未有元素被分离出来的可能。
R.Boyle发现不同元素的粒子或粒子团在化合或混合后形成新的物质的时候，可能存在以下三种不同的情形：
第一种情形：反应性的粒子之间虽然发生了极为紧密的结合，并已形成了前所未有的新的物质和物质特性，但是，这些粒子却依然保持其作为反应物粒子的基本特性不变。
R.Boyle以金和银熔解后形成合金为例说明了这个问题。即，当金和银以某一适当的比例熔在一起后，利用镪水可使银溶解，而金则原原本本地留了下来。
这里所涉及的是合金问题。总的说来，按照我们今天的化学观点，将不同的金属结合成合金是物理变化，而不是化学变化。这一点不仅R.Boyle时代认识不清，现在也依然容易引起人们的误解。
当我们将不同的金属共同熔炼的时候，不同的比例，不同的熔炼方式和不同的温度条件，会获得不同物理性能的生成物。一种是以金间化合物的形式存在，如，两个金原子与一个纳原子可以形成一种二金钠、一个锡原子与一个铜原子可以结成锡化铜(CuSn)。在这种情况下，电负性较强的一种金属会把电子扔向电负性较弱的另一种金属。它们之间不具备通常的化合价理论所描述的那种结构方式，而只是一种结合倾向。所以，金间化合物的结合不牢固。另一种是以固溶体形式存在的。当两种金属熔化之后，某种金属原子的位置被另一金属原子所挤占，而形成原子位置的置换，或某种金属原子填补了另一金属元素的裂隙。这是合金工艺中出现最多的一种情形。经过这样的原子置换或填隙所获得的产品，比原来各自独立的金属具有更多更好的物理性能和化学性能。合金的第三种形式是两种金属元素的机械混合。这样的机械混合所得到的“生成物”，照样可以获得新的性能。无论是金间化合、固溶体形式的均匀混合，或是机械的不均匀的混合，它们都只是物理变化，或者更倾向于物理变化，而不是完全意义上的化学变化。这也就是R.Boyle所讲的，金属熔炼之后金属粒子“仍有可能保持其自身的性质”的现代解释。当然，这样的解释在R.Boyle那个时代是不可能有的。因为那个时候，还没有对物理变化和化学变化做出区分。
第二种情形：某些粒子团，粒子之间的结合并不紧密，以致于当这些粒子遇到其它种类的微粒时，则倾向与这些微粒发生结合。它使参加结合的两种粒子都丧失其原有的性质而被赋予新的性质。
与上一种情形实质上是物理变化不同，R，.Boyle所描述的这一种情形显然是化学变化。他举的例子是，将铜溶于镪水或硝石精中，对溶液进行结晶，可以得到一种很好看的矾（即硫酸铜）。还有，将红铜与浓醋酸一起产生化学反应，结晶后得到的铅糖。这种醋酸被紧紧地固在了铅糖一起。继续对铅糖加热蒸馏，得到的不是原先参加反应的醋酸，而是一点也不酸具有强渗透性的东西[7]（注：袁江洋推测这种“一点也不酸”的东西可能是铅糖受热失水分解后得到的醋酸酐。对此，我们不表示异议。）
转贴于 第三种情形是，物质发生化学反应之后，实现了更加紧密的结合。
按照并置论的推测，将蓝色的粉末与黄色的粉末相混合，直观上应该得到绿色的粉末。可是，当把红铅与硇砂以适当比例混合后再置于玻璃容器中加热时，原来的砖红
R.Boyle的这些发现开启了人们科学地认识化学物质的结构方式的道路。由之取得的第一个认识成就，是正确区分了物理变化和化学变化。
怀疑之六：造物主究竟用多少种元素创造了世界？
所有的结合物，不多也不少，正好是由三要素（硫、汞、盐）或四元素（土、水、气、火）构成的吗？是否存在这样一种情形，某些物质是由两种元素微粒构成的，而另有一些物质则是由三种、四种、五种甚至更多的元素的微粒构成的？
首先，R.Boyle认为，关于物质构成的三要素说肯定是不能成立的。他问：有谁可以证明，从贵金属中能够分解出盐、硫和汞呢？R.Boyle以打赌的口吻说：“如若有谁声称能够做成这个实验，并甘愿在万一遭到失败之后赔偿损失的话，我愿意给他提供实验所需的全部材料和资金。”[1.p.105]对于不纯的金子，从中提取出不属于金的杂质元素来是做得到的。R.Boyle说，你把这些提取物叫做“金的酊剂”或“硫”都是无关紧要的。大概，从金中提炼出汞来也是可能的。但是，R.Boyle绝不相信可以从金中分离出盐来。R.Boyle还用威尼斯云母做实验，将其置于强火中灼烧，也没有分离出医药化学家所说的三要素来。这就足以证明，三要素的说法是站不住脚的。
对于某些物质，它不能被分解出三要素；而另一些物质则可以分解出多于三种的组分来。因此，“三”这个数目，并不能代表物体的那些普适要素的数目。R.Boyle以葡萄为例，证明粘液和土也是构成结合物的元素。我们没有理由把这两种要素从物质的基本组成要素排斥出去。
因此，自然界的元素究竟有多少？还需要进一步的研究。
怀疑之七：究竟什么样的存在物可以称为元素？
R.Boyle指出，其实，不管是逍遥学派的哲学家，还是医药化学家，他们的“元素”或“要素”都不能反映物质构成的真实情况。他们随意加诸于火法分析产物之上的名称，说明不了任何问题。一个人对自己生养的孩子取什么名字，当然有他的自由。化学家对他们火法分析所得到的产物给以命名，当然也是他们的权利。但是，他们把这些产物理解为一种简单性的存在物，把它们叫做“元素”或“要素”就大错特错了。
R.Boyle指出：“人们正是依据一些微不足道的性质来定义一个个化学要素的。譬如，当人们利用火分解某种复合物时，倘若得到了一种可燃且不溶于水的物质，那么他们便会称之为‘硫’；倘是有味道、可溶于水的物质，则必定被当作‘盐’；而一切固定的、不溶于水的物质皆命之曰‘土’。又，我敢说，不问其构成，只要是挥发性的物质，都会被他们叫做‘汞’。”[8]（注：R.Boyle著，袁江洋译，“怀疑的化学家”（中文版），武汉出版社，1993年版，第134页。从这一段文字，读者不难看出，17世纪以前的欧洲化学家们所使用的硫、盐、汞和土，都不是我们现在化学意义上所指称的对应概念。）而且，当他们定义了“可燃烧，有气味”原始而简单性物质的“硫”[9]（注：此处的“硫”是17世纪以前的化学家曾经作为三要素存在的硫，不是我们今天作为化学元素的硫。）之后，如果有人说，存在一种不可燃的硫。则说这个话的人会被指责为相信“阳光灿烂的黑夜或液态的冰块”那样幼稚可笑。然而，经由火法分析所得到的产物是否都具有上述简单的性质？这是值得怀疑的。
第一，在火法分析中，加入不同的“作用剂”（催化剂或反应剂）同一种物质将会嬗变出性质截然不同的物质。R.Boyle举例说，蒸馏油橄榄所得到的油本身具有很强的腐蚀性和很难闻的气味。如果在这种油中加入医药化学家所讲的那种循环盐进行煮解，即可变成一种很香的油。这就证明，当使用火法分析来判断其组成要素时，其火法分析的产物与添加剂有关。
第二，火法分析可能增加底物的重量。R.Boyle把火理解为“众多的快速运动的微粒”。由于它们十分微小，且可快速运动，因此，它们能够穿过一些最坚固、最密实的物体，甚至穿过玻璃。如此，当人们使用火进行化学分析时，火微粒就可能进入这些物体，并同这些物体发生结合，并导致增重。比如，火作用于生石灰时，就似乎有大量的火微粒相当牢固地被结合到其中去了。
第三，火法分析既不能得到元素，也不能得到复合这种物质的混合成分，而是得到了新的物质。按照R.Boyle的“元素”概念，元素是那些指可以复合成其它物体，而不能由其它物体来复合的完全均一的物质。元素直接结合而生成的物质，R.Boyle称为第一结合物或原始结合物。第一结合物的再次结合生成第二结合物。当然，第二结合物中的某些结合物还可以经再次组合，又可形成第三结合物。如此等等，不一而足。R.Boyle认为，只有弄清了这样一些结合关系，才能理解究竟什么是元素？
怀疑之八：土、水、气、火是元素吗？
四元素说“强有力的证明”基于以下经验事实：
燃烧一节刚砍下来的青橄榄树，冒出来的树汁是水，烟雾状的东西是气，火焰和炭火当然是火，灰烬无疑就是土。不仅如此，用相同的办法还可以进一步地证明，这些被火法分离出来的东西，无不和青枝一样含有四种元素。比如，把树汁收集起来置于火上，会看到沸腾，产生出雾状蒸汽，并感觉到热，从而证明其中含火，水份蒸腾完毕之后，仍可见或多或少的土。其次，橄榄油本身也象水分一样具有潮湿性和流动性，点燃之后也会产生火焰、雾状的气体，以及存在于烟油、雾气和残渣中的土。即使那残余的土，进一步地用剧烈的火进行燃烧，也还可以烧成象水一样可以流动的物质，变成气体，等等。同样的分析，对于奶汁、羊毛、亚麻种子、丁香、硝石、海盐乃至于锑矿石都会有如此结果。
R.Boyle借用卡尼阿德斯的口气反驳了上述“证明”：
首先，把蒸汽说成气是没有道理的。蒸汽可用玻璃瓶收集并发生凝结。它证明，蒸汽始终都不过是无数十分微小的液滴的聚集物。就是说，蒸汽的实质是水，而不是气。
其次，把火看作是存在于橄榄枝等物体中的元素也是可笑的。当人们用火法分析离解某种物体时，这种物体是人外加热源中获得热的。没有外加热源，被离解的木材、粘液或其它什么东西，是不会发热的。R.Boyle解释说，物体所获得的热，要么通过火的直接作用获得，要么就是大量的火原子穿过容器壁上的微孔并迅速扩散到物体的其它部分引起的。所谓物体本身包含了一种“火”元素，并没有充分可靠的证据。
再其次，四元素说把一切流动性的物体都归结到“水”元素的存在。任何一种化学油皆含有这种元素，并且，油的可燃烧性还证明里面含有火。这也是错误的。R.Boyle举例反驳说，高纯度的酒精比油的流动性更好，可燃烧性比油更充分，并且还不象油的燃烧那样，会产生那么多包含“土元素”的油烟和油渣。
最后，四元素说的支持者认为，树木的那种固定盐，在剧烈火的作用下，也会变成蒸汽，从而证明，盐也具有四元素的内秉性。R.Boyle则反驳说，将盐放在烈火上焙烧，所得到的实际上是盐的发散物。若用容器将这些发散物收集起来，不难发现，这些被称作“蒸汽”的东西，仍然保持着盐的本性，而非气体的本性。
又，四元素说的支持者把盐可熔化于水的性质归结为“水”。这也是不正确的。盐能否熔化而成“水”，完全取决于热。是热以各种不同的方式作用于物体的种种微粒成分，并使之运动。这与水元素没有关系。
凡此种种均证明了一个事实，物质的性质是不能用四元素说来进行解释的。而且，R.Boyle十分幽默地指出，只要人们不闭眼就可以发现四元素的缺陷。
怀疑之九：化学家找到元素了吗？
在《怀疑的化学家》第六部分，R.Boyle总结性地给元素下了一个定义：
“而且，为避免误解，你必须事先声明，我现在所谈的元素，如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素，是指某些原始的、简单的物体，或者说是完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们。然而，在所有的那些被说成是元素的物体当中，是否总可以找出一种这样的物体，则是我现在所要怀疑的事情。”[10]（注：R.Boyle著，袁江洋译，《怀疑的化学家》（中文版），武汉出版社，1993年版，第202页。这段话的英文版可见于美国）宾夕法尼亚大学收藏的《怀疑的化学家》（1661年牛津版）的第350页。有兴趣的读者可以通过互联网翻看这本书。网址是：http：//library.upenn.edu/etext/collections/science/boyle/chymist/001.html.）
R.Boyle的这个定义是十分明确的，它包含以下三层意思：
1.元素是原始的、简单的、完全没有混杂的物体。
2.元素不能由其他物体组成，也不包括元素之间的相互合成。所有由其他物质组成的，或元素与元素相互合成的，都是结合物，不是元素。
3.元素是结合物的组分；完全的结合物最终也将被分解成元素。
按照R.Boyle的观点，物质世界是由元素构成的；结合物的分解可以证明元素存在的客观性。但是，所谓的元素，既不是亚里士多德主义的“四元素”，也不是医药化学家的“三要素”。化学家还没有真正找到组成世界的所谓“元素”。
我们认为，这个结论标志着旧的元素概念的终结和新元素概念的开始，从而使《怀疑的化学家》成为化学史上的里程碑。
怀疑之十：上帝必须先造元素后造万物吗？
既然世界是由元素构成的，这是否意味着：上帝在创造世界之前必先创造元素？
这个问题在20世纪的高能物理中已经有了一个十分明确的答案。就宇宙的演化历史而言，是先有元素，后有由元素组合而成的物体。按照伽莫夫的说法，宇宙中的元素起源于一个大爆炸核综合过程。
显然，这样的认识在R.Boyle时代是不可能有的。就17世纪化学和物理学的认识水平而言，要揭示化学元素的起源，化学元素如何结合生成具有独立的分子特征的物体，还十分困难。所以，R.Boyle告诉化学界：“我们并无多大必要说，造物主必须先在手头准备好元素，然后再用元素去造成我们称为结合物的那些物体。”[1.p.232]
【参考文献】
[1] R.Boyle著，袁江洋译，“怀疑的化学家”（中文版），武汉出版社，1993年版，第17页。
[2] R.Boyle著，袁江洋译，“怀疑的化学家”（中文版），武汉出版社，1993年版，第27页。此处的“化学家”，实际上也可以翻译成“药剂师”，特指16世纪以巴拉塞尔苏斯和海尔孟为代表的医药化学家。
[3] 即今“盐硝酸”(nitrohydrochloricacid)，它是一种由三分盐酸和一分硝酸组成的黄色混合液，气味浓烈，腐蚀性强。因为它能融化“高贵的金属”（如，金、铂），故称“王水”。
[4] 这是海尔孟化学哲学的一个术语，泛指本质上相异的物质。
[5] 即浓硝酸，这是法国人在16世纪合成的一种强酸，当时的法国化学家称它为分离剂。
[6] 其实这种结合仍包含不同的形式。前者是通过化学反应的结合，后者则是物理的结合。在R.Boyle时代，这样的区别还十分模糊。
[7] 袁江洋推测这种“一点也不酸”的东西可能是铅糖受热失水分解后得到的醋酸酐。对此，我们不表示异议。
[8] R.Boyle著，袁江洋译，“怀疑的化学家”（中文版），武汉出版社，1993年版，第134页。从这一段文字，读者不难看出，17世纪以前的欧洲化学家们所使用的硫、盐、汞和土，都不是我们现在化学意义上所指称的对应概念。
[9] 此处的“硫”是17世纪以前的化学家曾经作为三要素存在的硫，不是我们今天作为化学元素的硫。
我看了《失聪的化学家》之后，康福思那不畏艰辛，努力学习的精神大大鼓舞了我，我吓决心要向他看齐。
康福思的父母发现康福思弱听，便带他去医院检查，医生说康福思患了无法治疗的病——耳硬化症！十年之后，将什么也听不见了。当康福思知道了这一切，他很难过，这噩耗简直像晴天霹雳。他知道，如果他不抓紧这十年的时间，十年之后他什么也听不见了，将会一事无成。所以，从那以后，康福思更刻苦了。最后，他在酶催化反应和有机分子合成方面取得了突出贡献，荣获诺贝尔化学奖。
还有很多人和康福思一样，在艰苦的环境下，不气馁，坚持刻苦读书，获得了举世闻名的成绩。张海迪就是这样的一个人。她5岁时因患脊骨髓血管瘤，高位截瘫，她因此没有进过学校，童年时就开始以顽强的毅力自学知识，她先后自学了小学、中学、大学的专业课程，被誉为“当代保尔”。
虽然残疾人身上有些部位残疾了，但他们不会因此觉得自己没有用了，而是继续发奋读书，创造出了奇迹。我们正常人应该学习残疾人不畏艰辛，奋发向上的精神，要有自信，不怕困难，也能成为创造出奇迹的人！
这对高学历高素质的夫妻，履历上曾写满了骄人的成绩，但他们在婚姻的琐碎中疯狂反目，其间的是非曲直令人扼腕长叹。
清华才子横刀夺爱
今年43岁的李天乐出生于北京，外表温婉清丽，骨子里却十分好胜。1990年，她以东城区理科状元的身份被北京大学化学系录取。在聚集了中国最顶尖人才的学府里，身材高挑、成绩优秀的李天乐非常出众，本科毕业后又以高分考取了本专业的硕士研究生。
在学业精进的同时，李天乐也收获了甜蜜的爱，与本科同班同学陈华恋爱，他们是彼此的初恋，两人一起读书、做实验，又双双考上了研究生，甜蜜恩爱。
然而，在北大和清华共同举办的一次学生联谊活动中，清华才子王晓晔对李天乐一见钟情，两人共舞一曲，天衣无缝的配合、曼妙默契的舞姿，博得了阵阵掌声。王晓晔对李天乐展开了疯狂的爱情攻势。
王晓晔比李天乐小一岁，出生在江苏省江阴市，当年，他考入南京化工学院化工机械系，三年读完了四年本科，随后考入清华大学精仪系攻读硕士，每学期都能拿到全额奖学金。尽管知道李天乐“名花有主”，但在王晓晔看来，没有他攻不下来的堡垒。
有一天，王晓晔得知李天乐有出国留学的想法，但陈华不同意，两人闹了矛盾。王晓晔觉得这是天赐良机，他对李天乐说：“我正好也有出国的想法，我支持你。”李天乐顿时兴奋起来。
王晓晔抓住这个机会，乘胜追击，他甚至到北大上选修课，李天乐的脏衣服他也抢着洗。一次，李天乐扭了脚，王晓晔连着几天背着李天乐上下楼。李天乐也对这个执著的小伙产生了好感。
但让李天乐烦恼的是，陈华虽然在出国的问题上与她较劲，其他方面处处迁就她，她找不到分手的理由，也无法割舍掉这段感情。此时，王晓晔不断以筹办出国吸引李天乐，两人一起上托福、GRE考试辅导班，一起查阅国外学校信息，投递申请自荐表。能言善辩的王晓晔不停地向李天乐描述：美国有世界顶尖的学术环境，思想开放自由，生活节奏闲适惬意。在那样的环境下，两人肯定能赢得事业的辉煌与爱情的浪漫。王晓晔的激情描述，勾起了李天乐的无限憧憬。
出国费用对王家来说是一笔不小的负担，而李天乐的父母本就反对女儿出国，自然难以提供出国支援。于是，王晓晔给美国宾夕法尼亚大学校长写了一封信，客观地评价了自己和李天乐的才华，诉说了他们连飞机票都买不起的困境。没想到，该校不仅寄来了邀请他们访学的录取通知书，而且还给他们寄来了2000美元。
1998年2月，两人坐上了飞往美国的国际航班。
清秀女变身野蛮妻
到美国后，作为留学生，王晓晔与李天乐不能正式就业。经济压力很大，他们只能租住在地下室，最困难的时候，一天只能吃一顿饭。
王晓晔利用课余悄悄到中餐馆打工，工钱很低，但管饭。王晓晔只吃一点，余下的饭菜全部打包，带给李天乐。这让李天乐十分感动，王晓晔乐观地安慰她：“困境会很快过去的，总有一天，我们会在美国拥有自己的住房，拥有我们温暖的家。”
2000年秋，王晓晔与李天乐同时戴上了美国常青藤大学的硕士帽。不久，王晓晔就在华尔街一家电脑公司谋到了电脑软件工程师的职位，李天乐也被美国著名企业百美施贵宝公司录用为化学研究员。两人于2001年9月举办了简朴的婚礼。婚后不到三个月，他们就拿到了绿卡。
王晓晔所在的公司人才济济，职场竞争压力非常大，为了保住工作，他不敢分心，每天回家，都累得精疲力竭，原先由他大包大揽的家务活就落到了李天乐身上。时间一久，李天乐不乐意了，一次，她忍不住对王晓晔抱怨：“以前都是你做家务，现在啥都不问了。”正忙着设计电脑软件的王晓晔头也不抬地说：“你没看我忙着吗？”
李天乐委屈地说：“就你知道工作忙，我的工作不忙吗？你太自私了！”王晓晔正遇上软件开发的难题，压抑得很，他认为李天乐不体谅他，两人话不投机，大吵起来。一想到自己以前被王晓晔宠着，现在他竟然敢跟自己吵架，李天乐心里有些失衡，大哭起来。王晓晔只得赶紧道歉，才劝住了她。
王晓晔不仅工作忙，出差也多，李天乐对此十分不满。2006年农历正月初一，王晓晔要到洛杉矶出差。收拾行李时，李天乐不满地阻止道：“今天是春节第一天，咱中国人讲究合家团圆，你却出差了，这叫什么事啊？”王晓晔无奈地说：“美国并不过春节啊，工作总得有人做。”
李天乐说服不了王晓晔，开车就要到他公司找老板当面说理。车子刚发动，王晓晔一把关掉引擎，夺过车钥匙说：“听说公司正要裁员，你一闹，只能给老板留下坏印象。”
“那是我重要还是老板重要？”李天乐不依不饶。
王晓晔没有理会李天乐，自顾自地提着行李出了门，开车绝尘而去。李天乐感觉婚后王晓晔越来越冷落她，伤心地哭了半天。
2007年5月，李天乐的一位同学到美国进行商务考察，告诉她陈华在她出国不久后就娶妻生子。李天乐听后极为难受，当晚，她无缘无故地对王晓晔大发脾气。王晓晔顶了几句，这无疑是火上浇油，李天乐声嘶力尽地哭喊：“王晓晔，你是个负心汉，我抛弃爱情、顶着父母的压力跟你来到美国，你给了我什么？我真恨当初瞎了眼。”
她的话让王晓晔很受伤，他负气地回击说：“你要后悔就回去找陈华吧，不可理喻！”他预测到李天乐还要有“瓢泼大雨”，便出门找朋友喝酒了。
李天乐又气又急，找不到倾诉对象，最后竟怨恨起陈华，如果当初陈华同意跟她一起出国，也许会是另一番景象。她从同学处要来陈华的电话，把陈华劈头盖脸骂了一通。还是不解气，她又发短信把陈华和他的妻子侮辱了一番。
婚姻危机投铊杀夫
2008年3月，手头有了存款，王晓晔提出购房计划。个性要强的李天乐提出购房款采取AA制。
他们花了63万美元在美国新泽西州门松镇一处高档住宅区购置了一套房屋。两人精心装修，仿佛又回到了恋爱阶段。住进了新房，王晓晔也刻意放慢了工作节奏，专心陪伴李天乐，试图修补夫妻关系。李天乐的情绪也好了不少，主动提出了生孩子的计划。
2009年1月，李天乐生下儿子，刚满月她就提出回公司上班，请个保姆带孩子。王晓晔认为李天乐应该做全职妈妈，他的薪水已足以养家，两人因此争吵不休。而此时，李天乐在主管竞选中落败，她把落败的原因归咎于王晓晔，认为是他拖了自己的后腿。在一次争吵中，她甚至说家庭就是一个樊笼，而她就是那只被囚禁的鸟，抱怨、失望交织，李天乐变得歇斯底里，每次争吵，都把王晓晔骂得狗血喷头。
起初，王晓晔还能忍，但李天乐的不依不饶让他忍无可忍，不甘示弱地与之针锋相对。他们的争吵频率迅速上升到每周一次甚至几次，因声音过大，引起邻居报警，警察几乎每周都要登门平息他们的争吵。
当年年底，夫妻俩回国探亲。在飞机上又为先到谁家争吵起来，以至于下了飞机后，他们各回各家。
2010年5月，两人又因家庭琐事吵起来，王晓晔见李天乐又一把鼻涕一把泪地数落自己浪费了她的青春与爱情，他烦心透了，说：“离婚吧！”
李天乐瞬间跳了起来：“你现在事业有成了，想到要离婚了，当初是谁说爱我要对我好的，现在你的翅膀硬了，想把我甩了，那好，我成全你！”
按照美国的法律规定，夫妻离婚需分居一段时间。他们本打算把房子卖掉，分钱后劳燕分飞，但因金融危机，房价下跌，此时卖房，要亏很多。两人遂达成协议，实行屋内分居。
李天乐认为是王晓晔辜负了自己，因此在财产分割及孩子的抚养费上寸步不让。而王晓晔指责她的骄横导致了婚姻的破裂，认为自己没有错，也斤斤计较。这更加深了李天乐对王晓晔的恨意。
两人签订了离婚协议后不久，王晓晔就带一个美国女孩回来过夜。两人的亲密状让李天乐心中横生醋意，她没好气地对那个女孩说：“这是我的家，你给我出去。”王晓晔挡在中间说：“这房子有我的一半，你无权干涉。”李天乐气得哭了一个晚上。王晓晔接连谈了几个女朋友，全部带回了家，还把家折腾得一片狼藉，李天乐气愤至极，指着王晓晔的鼻子骂：“你别得意得太早，我早晚要让你付出代价。”
2011年元旦后，王晓晔经常感到疲劳乏力，有时早晨起床后还会晕眩。1月14日，他前往普林斯顿大学医疗中心就医。可治了一段时间后，病情反而不断加重，还出现了恶心、掉发的现象。
1月25日，医院对王晓晔进行了医学检验，报告显示王晓晔系铊中毒，而此时王晓晔已处于昏迷状态，情况紧急，院方立即向当地警方报案。就在报案后的第二天，王晓晔因病情加重去世。尸检报告显示为铊中毒。
四天后，李天乐被警方拘捕。警方在其家中发现了金属铊，而且通过调查李天乐的上班纪录，发现她自2010年11月起，就以研究工作为由，先后向公司申请了几次金属铊。
关键字：化学家 教学 作用 初中化学
【分类号】G633.8
正常的初中化学教学中化学家是在放在化学史这一节中的，一般的化学老师并不把这节作为重点的内容，多数是让学生自己学习。这实际上是一种误导。在日常的教学中我们可以利用化学家的故事调节课堂气氛，可以利用化学家的真、善 、美进行德育教育，这样既可以摆脱学生对化学枯燥、乏味的认识，还可以教育学生在学习过程中求真、务实、创美。激发学生学习化学的热情，对化学的热爱。其实最为重要的是化学家艰苦卓绝的探索精神，一大批优秀的化学家，他们留下的除了物质财富，还留下了对科学的献身精神，对国家、民族的忠贞不屈，追求美好事物的崇高理想，这些都会给学生们留下深刻的印象。
因此化学家在初中化学教学中占有极为重要的作用，本文由于篇幅的限制，主要分为两点做具体的阐述。
一、化学家的求真精神对学生学习化学的促进作用
什么求真精神？这里的“真”实际上就是客观真理，也就是人们对自然规律正确的认识。化学这门学科就是一门研究自然物质的内在结构 、化学性质、变化合成的自然科学 。化学这门学科诞生比较晚，“化学”一词，若单是从字面解释就是“变化的科学”。化学如同物理一样皆为自然科学的基础科学。化学是一门以实验为基础的自然科学。门捷列夫提出的化学元素周期表大大促进了化学的发展。现在很多人称化学为“中心科学”，因为化学为部分科学学门的核心，如材料科学、纳米科技、生物化学等。化学是在原子层次上研究物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学 ，这也是化学变化的核心基础。现代化学下有五门二级学科：无机化学、有机化学、物理化学、分析化学与高分子化学。在此期间诞生了大量的化学家，他们追求真理、发现真理，在科学的道路上勤勤恳恳、任劳任怨。用自己的青春和热血告诉我们什么叫做科学探索。
科学求真务实的精神可不是嘴上说说，历史这样的化学家太多太多。例如元素周期表中卤族元素的氟 、氯 、溴 、碘。这四种元素的发现史就是一部化学家求真求实的历史。在这四种元素中氯是最早被发现的，舍勒是个“燃素说”理论的信奉者，在1774 年他用软锰矿（MnO2）与浓盐酸在一起做实验，加热后得到新的气体， 这种新的气体就是氯气，但是他不知道这就是氯气。著名的化学家拉瓦锡经过多年的研究终于确定了“燃烧理论” 就是有氧燃烧，当时人们确定有氧气的存在。但是到了1810 年，另一位化学家戴维做了一个实验，把磷放到其中燃烧，结果只得到一种氯化物，没有氧化物 ，同样的实验，把他放在氢气中没有得到理想中的水，只有盐酸气。这次化学家可以肯定这是一种单质，这种气体是绿色所以把他命名为氯。一开始之所以没有发现氯气，就是因为一些化学家坚持传统的观念，主观意念，没有实事求是。但是后来的化学家一直孜孜不倦的追求，精心的做各种实验，最后终于发现了氯气。科学的发现不是一帆风顺的，化学的道路往往都不是很平坦。
还有两种元素就是溴和碘，这两种的元素的的发现可以称得上是一种传奇，一位 17岁的法国在校专科生巴拉德于 1824 年发现了溴这种气体 ，巴拉德在做他的课后作业，也就是研究他老家蒙培埃盐的湖水，他在分析结晶盐后，并没有什么新奇的发现，但是在实验剩余液体中他偶尔发现了溴。碘的发现同样充满传奇色彩，一位法国的药剂师库尔特瓦斯做了一个实验，就是用海藻灰来制作硝酸钾 ，突然一只猫把海藻灰和桌子上的浓硫酸瓶撞倒。但是奇迹发生了，一股蓝紫烟慢慢升起，这是库尔特瓦斯从未见过的气体，引起了他的高度重视。也许有人会说这种发现就是偶然结果，但是大家都忽略了一些必然的因素，如果是你发现了紫烟，你会引起注意吗？你的大脑有必要的化学知识的储备吗？ 科学的发现需要严谨的科学精神，坚持不懈的科学追求！
二、化学家创新探索的示范作用
在初中化学教学中我发现现在的化学教学倾向于灌输式教学，不注重化学的创新探索。这是很大的误区，长期知识的灌输，往往会枯燥乏味，而且很重要的一点就是消灭学生的科学的创新探索的精神。
就拿化学中最重要的知识点元素周期表来说，青年医生普劳特在1815年就提出一种重要的观点就是“氢原子构成论”。他的观点相对偏激，就是认为这个世界是由氢原子构成的。
到了1829年一共发现了54种化学元素。著名的化学家段柏莱纳把54种的15个分成5组：
锂 钙 磷 硫 氯
钠 锶 砷 硒 溴
钾 钡 锑 碲 碘
经过坚持不懈的研究后他发现，每3种元素的化学性质都很相似，他命名为“3素组”。
1826年，法国地质学家尚古都画了一种图形纸，他把各种化学元素重新排列，做了一个圆柱体，这个圆柱体像一根螺纹似地螺旋线， 这样的形状非常的形象直观。
在1868年，俄罗斯著名的化学家门捷列夫画了一张表格――《根据元素的原子量及其相似的化学性质所制定的元素系统表》，现在咱们叫化学元素周期表。1869年2月17日，门捷列夫经过日夜的研究正式写出第一张化学元素周期表，发表在1869年的《俄罗斯化学学会志》门捷列夫的这篇论文，这篇论文门捷列夫提出来两条著名的观点：“1.按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现出明显的周期性。2.原子量的大小决定元素的特征。”
就是这篇论文被后人赞为“化学史上划时代的文献”。然而这并没有引起化学学会的注意和重视。相反，门捷列夫创新探索受到大家的一致的嘲笑，甚至有人说门捷列夫是“不务正业”。面对这样的冷嘲热讽，门捷列夫坚持自己的观点，慢慢他的观点被世人接受。
创新探索是一种可贵精神，可能在当时很难被接受，但是这就是创新。在实际的教学中这些化学家的故事都可以激励学生积极探索，在解化学题时对化学产生兴趣，甚至将来有志于投身到化学事业中去。
参考文献：
1 江得兴 . 哲学原理 .苏州 ： 苏州大学出版社，1999.
2 黄 济 . 教育哲学原理 .太原 ： 山西教育出版社 ，2000.
2013年4月22日，美国化学会开辟“化学家庆祝世界地球日”活动已经第10个年头。美国化学会(American Chemistry Society,ACS)自开辟该活动以来，每年都会在Journal of Chemical Education 杂志开设“Chemists Celebrate Earth Day”(化学家庆祝地球日) 专栏，并通过化学会网站提供多样化素材，号召举办各种形式多样、丰富多彩的活动，以提高公众的环保意识，深化公众对人类生存环境的认识和了解。
1历年“化学家庆祝地球日”活动主题
世界地球日没有国际统一的特定主题，它的总主题始终是“只有一个地球”。面对日益恶化的地球生态环境，每个人都有义务行动起来，用自己的行动来保护我们生存的家园。每年“化学家庆祝地球日”活动都有一个特定的主题，例如2013年的主题是“我们的地球：小心对待！（Our Earth : Handle with Care!）”。每年的主题虽然各有特点，但都围绕地球环境、环保意识等话题展开，主要集中在水、空气、植物、土壤和资源循环利用等方面。笔者列出了10年来美国化学会世界地球日的活动主题，如表1所示。
2“化学家庆祝地球日”活动实验评析
与传统环保活动形式局限于公益宣传有很大不同，“化学家庆祝地球日”活动着眼于化学学科特色的体现，鼓励、建议大众参与到化学实验活动中，通过实验操作、过程体验来领会环保精神和保护地球的责任。
2.1三个活动案例
2.1.1垃圾分类回收
本实验选自2013年“化学家庆祝地球日”中的一个化学实验活动。该年度的主题为“我们的地球：小心对待！（Our Earth: Handle with Care!）”。实验活动不局限于一个特定的领域，但是都试图体现学习者对地球环境的关注。
2.1.1.1实验情境
对于生活中的各种物质，可以根据它们的外观或制作材料来分类，也可利用这些性质将它们区分开来。对于环保者来说，根据一定的标准将可回收利用物分类。通过此方法可以实现资源的重新利用，减少环境污染和资源浪费。
2.1.1.2实验目的
在这个活动中，学生逐步学会利用物质的性质找到区分不同物质的方法。
2.1.1.3实验原理
根据物质的物理性质和化学性质差异，将生活中废弃物分离，达到回收利用的目的。
2.1.1.4实验用品
塑料吸管、剪刀、度量尺、1个乳胶气球、1块磁铁、1个方块纸巾（5 cm×5 cm）、5个小的金属回形针（长约3 cm）、1个筛子或过滤器、1个矩形蛋糕烤盘（约32 cm×23 cm×5 cm）或深碗等。
2.1.1.5实验步骤
(1) 用剪刀将塑料吸管剪成5份（可以任意大小）。
(2) 将铝箔和方块纸毛巾撕成5份（可以任意大小）。
(3) 用拇指和食指将每块纸毛巾卷成1个球。
(4) 将塑料吸管、铝箔、毛纸巾和金属回形针放在一起堆成一堆。
(5) 开始分离：回想在你的混合物中有哪些物质，你要找到一个将每种物质从这一堆中分离出来的方法。利用这些物质的性质可以帮助你决定该如何做。你可以使用已经给你的材料或其他任何你身边可以找到的材料。唯一的规则是不能用手指直接接触它们。当你把它们都区分开以后，将每种物质放成一堆。
(6)清理实验区域并洗手，尽可能多地回收材料。
2.1.2水中气体的溶解度探究
本实验选自2008年化学家庆祝地球日中的一个化学实验活动，该年度的主题为“液体中的化学( Streaming Chemistry)”。
2.1.2.1实验情镜
全球变暖是近年来的一个热门话题，科学家们为此争执不休。全球变暖对水温的影响如何？给海洋中的生物带来怎样的影响？在我们生存的环境中，液体中溶解的气体对水生动物来说是很重要的。随着水温升高，例如在炎热的天气或是有热水倒入河中，水中的氧气就会减少，随着温度的升高而释放出来。研究气候变暖的人员也同样关心这个因素的影响。在生活中，我们经常看到家里的鱼缸中放有温度计和通入气泡的通风装置，是为了检测水的温度和确保水中有足够的氧气让鱼保持健康。将热的水龙头水倒入透明的玻璃杯中，你会观察到有些溶解的气体以小气泡的形式离开水中。
2.1.2.2实验目的
通过对温度不同时水中气体的溶解度情况来探讨水温变化对水中气体溶解度的影响。
2.1.2.3实验原理
饮料在一定压强下溶解有大量CO2。当打开瓶盖时，用气球收集CO2，饮料中剩余气体的量取决于饮料的温度——气球中的气体体积可以间接表明饮料中还剩多少气体。这就意味着气球中的气体越多，在那个温度下液体中所剩余的体积就越少。本实验涉及到用火，在做家庭实验时要注意安全。
2.1.2.4实验用品
3个小的未打开的碳酸饮料塑料瓶、3个中等大小的气球、3个装水的容器（要足够大，可以让塑料瓶大部分浸入水中）、卷尺、笔、温度计、冰块、水、热水龙头、时钟或计时器、测量尺、图纸（可选）等。
2.1.2.5实验步骤
(1) 拉伸气球，每个至少拉伸10次。
(2) 在每个瓶子上面套上一个气球，用手指抓紧气球的吹气口，保证气球不漏气。
(3) 把气球套在瓶子上，形成一个封闭体系，拧松瓶盖。
(4) 在3个容器上贴上标签，并分别写上“冰水”、“室温下的水”、“热水”。
(5) 在每个容器中放入1个套着气球的瓶子。
(6) 将3个容器中的水调节到标签上的温度，热水应该不小于40 ℃，不要使用沸腾的水，并且在使用热水时要小心。
(7) 让瓶子在水中放置5 min，期间缓慢的搅拌水浴几次，这样可以保证让瓶子中的液体受热均匀。
(8) 5 min后，测量每个容器中水的温度，并在“实验现象”中记录下你的测量数据。
(9) 透过气球，抓住瓶子的瓶盖，并将其旋开，这个过程可能会有气体泄漏，虽然有气球套在瓶口上。
(10) 抓住瓶子的瓶颈，来回翻转4次，然后把它重新放回原来的水浴中。另两个瓶子重复也同样如此。
(11) 在“实验现象”中记录每个气球的变化情况。
(12) 用卷尺测量气球的最大直径。
(13) 将装置放入水槽，并小心地将气球从瓶子上拿开。将气球和瓶子中的物质倒入水池中，同时倒掉容器中的水。清理实验台，并洗手。
(14)另取一张纸，画上你拧开瓶盖后并翻转4次后的气球形状。
2.1.3制造回收纸
本实验选自2007年化学家庆祝地球日中的一个化学实验活动，该年度的主题为“循环利用——化学可以做到！（Recycling- Chemistry Can!）”。
2.1.3.1实验目的
掌握简易制备回收纸的方法。
2.1.3.2实验用品
报纸、圆头剪刀、米尺、容器、量杯、水、搅拌机、可随意弯曲的塑料、大头针、30 cm×30 cm的尼龙薄膜2张、吹风机、擀面杖等。
2.1.3.3实验步骤
（1）将报纸裁成30 cm宽、40 cm长的纸条。
（2）将纸撕成1 m2左右的小片，然后放入容器中。
（3）在容器中加半杯水后放置2天（或者，将纸片和水一起放入搅拌机，搅拌5 min，这样可直接跳至步骤5）。
（4）用塑料叉将水和纸混合捣烂至浆状。
（5）展开一张尼龙薄膜并用大头针固定住。
（6）将纸浆平铺在尼龙薄膜上。
（7）小心地将固定在尼龙薄膜上的塑料片除去。
（8）在纸浆上盖上另一片尼龙薄膜，这样就将纸浆夹在了中间。
（9）用擀面杖用力的挤压上层的尼龙薄膜，使得纸浆中的水尽可能的被压干。
（10）不要移走尼龙薄膜，将上面制作出来的产品放到一个干燥的地方干燥整晚（或者用吹风机干燥）。
（11）将新制作出来的纸浆从两层尼龙薄膜中取出，即可得到循环纸张。
（12）还可以在制作的过程中加入一些有颜色的纸张，或者纱线，或者几片树叶，等等，从而改变所制作出来的再生纸张的品质。
2.2活动案例评析
一个科普活动能以不同主题呈现，持续开展10年，实属不易，可见其生命力，也可见其有值得借鉴之处。
2.2.1实验内容贴近生活材料易得
推广环保的化学实验活动，既要能为学生广泛采纳并付诸实施，又要易于在课外科普活动中传播，适合向大众推广，这就必须做到内容贴近生活，素材方便易得，步骤简单易行。表2是对“化学家庆祝地球日”活动中3个实验（见以上案例）的实验用品分析。从表2中可以看出，这些实验活动虽然化学味道并不浓厚，但糅合了其他学科特色，素材都在家中可以找到或者从超市购得。对于中小学生来说，此类实验活动作为他们的家庭作业，别有一番意义。
2.2.2实验活动扣准环保主题体现时代特色
笔者利用表1列出了10年来实验活动的年度主题所体现的时代主题。每年的实验活动主题虽然各有特点，但都围绕地球环境、环保意识等话题展开，特别集中在水（2004年和2008年）、空气（2005年和2009年）、植物、土壤（2006年和2010年）和循环利用（2007年和2012年）等方面。实验活动案例既有体现学科本体知识探究的“探究水的表面”、“利用理想气体常数测量气体质量”等，又有与环保主题相关的“垃圾处理”、“水循环模拟”、“超级压缩机”等。2011年的活动主题是能量，与之前几年的主题相比略有差别，但宗旨都是“只有一个地球”，注重能源的节约与合理利用。2013年的主题（我们的地球：小心对待！）与前几年的相比，并不那么只是局限于某一方面，而兼顾了四大环境问题。例如：实验活动“排序的挑战”体现的主题是循环利用；“制取二氧化碳”体现的主题是空气和低碳；“探索酸雨的酸性”体现的主题是水污染的探索。
每年的“化学家庆祝地球日”化学实验活动，一方面要体现用化学知识减少污染，强化环保节约理念的特点，实验本身必须体现绿色化学理念，所用药品大多无毒无害，另一方面还要体现科技改变生活的时代特色。
2.2.3关注实验安全注重实验细节
虽然“化学家庆祝地球日”实验活动大多简单
易行，但由于要面向未成年人及没有接受过系统化学实验训练的广大民众，所以在实验步骤中十分强调实验安全，特别提供“安全提示”，要求学生与成年人一起做。实验过程详细，如果出现有不太安全的实验步骤，会重点强调和说明。例如，在以上3个实验活动的最后，都有强调“清理实验区域并洗手”这一细节，意在突出实验的安全，以免对人造成伤害。另外，在美国化学会提供的材料里，很多实验步骤中会出现“小心”、“缓慢”、“注意”等强调安全的字眼，并都会用不同颜色标注加以提示。
3美国化学会地球日化学实验活动的启示
3.1给予化学实验教学的启示
与美国这些科普活动实验相比，我国的化学课堂教学实验明显表现在实验选题过于理论化和学术化，过分关注知识与技能、过程与方法，和学科背景联系紧密却淡化了实验在情感态度与价值观方面的教育意义。关注环保的主题实验有必要在教学中得以体现，尤其适合应用在9年级“燃烧和燃料”、“化学与生活”等单元教学中。此外，“化学家庆祝地球日”特别注重应用生活中的素材设计、简化实验，既可以“以身作则”做到环保、绿色，也提供了众多实验活动的新思路。
3.2给予科普教育的启示
乙炔是由英国化学家戴维（EdmundDavy,1785~1857）在1936年发现的，1862年，德国化学家维勒（FriedrichWohler,1800~1882）发现电石与水反应生成乙炔，但乙炔被用于化工业，是经莫瓦桑（FerdinandFredericHenriMoissan,1852~1904法国化学家）和维尔逊（T·L·Willson,1860~1915美国人）等人的积极努力在1892年完成的。即向电热炉内加入石灰石和焦碳制得电石（CaC2），向其注入水来大量制造乙炔。进入20实际之后，乙炔作为化学工业原料，开始被用于合成乙醛、醋醛、丙酮、氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈等，使所谓乙炔系合成化学工业得到发展。
但由于乙炔是极不稳定的气态烃，与空气混合容易爆炸即使对其加压，也容易发生爆炸分解，所以与氢相比要更为危险，因此，以前设计到的乙炔反映都限于常压。
1928年左右，列培开始大胆尝试将乙炔从几个气压压缩到数十大气压、并使之与各种有机化合物进行反的方法。这虽然在过去被认为办不到的事情，但他经过仔细研究，设计出一些十分安全可靠的装置，并将其造出来。而且通过认真研究的结果，明确了过去被认为是乙炔爆炸原因之一的乙炔铜之类的化合物，还是乙炔反映的有效催化剂。他根据这些研究成果很容易得地从乙炔制得与过去完全不同的一些有机物，这给合成橡胶、合成树脂（塑料）、合成纤维等领域带来了显著的进步。
所谓列培反映就是将各种能够有机物和催化加如高压釜（耐压容器），在高温高压条件下使之与乙炔发生反应，但从反应看来，大体可分为以下4种类型：乙烯化反应（Vinylation）、乙炔（Cyclization）。以下实用简单加以说明：
（1）乙炔化反应：即乙炔能与含活性氢的醇、流醇、胺羧酸等在加压、加热（150℃~200℃）及碱性催化剂（如氢氧化钾、醇钠、醇钾等）存在下起加成反应，生成乙炔醚，乙烯胺及乙烯酯类，此类产物可用做有机合成的原料。
从1928年左右，列培着手于乙炔醚（Vinylether）的研究，这是使氯乙烯和醇碱（金属钠的究竟溶液）在加压釜内进行反应，由此首次开发了乙烯醚的合成法①通过进一步研究发现，若该反映的副产品一生产的少量乙炔在反应中长时间保持高温且在碱存在下就显著减少，由此正式了乙炔也可于醇碱发生反应的设想，并完成了由乙炔与醇在20~22大气压、160℃~165℃、苛性钾为催化剂合成乙烯醚的工业制造方法。
HCCH+ROHCH2=CHOP
并且将得到的乙烯醚在BF3催化剂存在下聚合，合成了各种聚乙烯醚，特别是由此开发了具有粘着性的热可塑性物质一聚丁烯异丁醚（Polyvinylisobutylether）其商品名称为聚异丁烯橡胶（OppanilC）。并且在后来还开发了将乙烯醚（主要是甲基或乙基醚）用烯酸水来制造乙醛。
H2C=CH-OP+H2OCH3CHO+ROH
该方法作为不用汞盐催化的乙醛合成法，在1937年以来加以研究，并在路德维希港（Ludwigshafen）进行了半工业试验。并且还研究了使乙炔在有机酸盐（环烷酸锌）存在下、在20大气压、230℃与p-叔丁基苯酚（p-Tertiarybuylphenol）反映，合成了被称为Koresin的聚合体②，由此开发了布纳橡胶在粘合剂、涂料、可塑剂等方面的应用。
（2）乙炔化反映：即乙炔在乙炔金属（如铜、银、镍、钴）催化剂存在下，次甲基（CH）上的氢与羰基化合物起加成反应，生成物中仍保留三键结构。
1937年，列培发现有醇胺与乙炔合成丙炔胺的反应，这是由三甲胺和甲醛缩合的(Dimethymethylolamine)与乙炔用乙炔铜催化合成的。
在工业上，制造出了快速硬化剂（酚醛树脂用）的炔化物。并且Diethylaminopentyol③被用于合成抗疟剂扑疟喹啉（Plasmochin）、疟涤平（Atebrine）的中间体。
1937年，列培又发现了使乙炔与甲醛在5~10大气压、90℃~100℃条件下，用乙炔铜催化加成后合成了丙炔醇（Propargylalcohol）④，进行得到了丁乙炔二醇⑤（Butynediol）的方法。
HCCH+HCHOHCCCH2OH
HCHOHOCH2CCCH2OH（收率92%）
对该反应进行深入研究发现：比甲醛高级的醛也发生同样的反应，但随着碳原子数的增多，二醇的收率下降，并且在相同条件下，可以将氨甲基醇的羟基取代为乙炔基。
R2NHHCCHR2HCHR2NCH2CCH
而且使乙炔与胺作用后，生成氨基丁炔类化合物。
R2NHHCCHR2NCH=CH2
HCCHR2NCH（CH3）CCH
在二站中，列培还开发了四氢呋喃用Ni（CO）4（含少量碘）催化合成已二酸（尼龙6，6的原料）的方法。
之后不久，列培又开发了由四氢呋喃⑥。并且还进行了使氨与丁二醇脱氢后得到的γ-丁内脂作用制得a-吡咯烷酮，在钾化合物存在、15大气压、100℃~140℃的条件下与乙炔反应N-乙烯基-a-吡咯烷酮（Nvinyl-a-Pyrrolidone），再用过氧化氢催化聚合后，合成了聚乙烯吡咯烷酮：
它的用途十分广泛。涉及到化妆品乳化剂、染料的分散剂、酒类的澄清剂等。
（3）羰基化反应：即乙炔在镍催化剂存在及加压条件下与一氧化碳作用，生成不稳定的环丙烯酮（Cycolpropenone）中间产物、后者与含活性氢化物（如醇、水、酸、胺、硫醇等）作用，产生多种有用的产物。如应用Ni（CO）4为催化剂（缺点：有剧毒，强酸存在下有腐蚀作用）则反应可在较低温条件下（45℃～50℃）下进行。
1938年，列培将划时代的方法引入一氧化碳化学工业中。如羰基金属[Ni（CO）4]那样作为非常有效的催化剂，在一氧化碳与乙炔（链）烯（烃）、醇等具有活性氢化合物反应中，被用于合成羧酸几其衍生物。
HCCH+CO+HYCH2=CH-COY（HY=H20、ROH）
列培所用的方法是将乙炔溶于四氢呋喃中，用溴化镍代替Ni（CO）4，即用0.1%%NiBr2为摧毁剂，在100大气压，200℃~240℃，使水、一氧化碳反应合成丙烯酸，然后进行酸催化酯催化一高压列培法。为了避免该法中的高压，列培又发明了在低温下将CO一Ni（CO）4的形式使用的方法-列培改良法（也称化学计量合成法）。
4HCCH+4ROH+Ni（CO）4+2HCI4CH2=CHCOOR+NiCI2+H2
并且，一取代乙炔，二取代乙炔也发生同样的反应。
经深入研究上面反应后得出结论：在一取代乙炔反应中，羰基是连接在第二号碳上，在二取代乙炔反应中，氢原子和碳基是顺式加成。另外，在由乙炔、CO、水生成对苯二酚的反应中，是以碳基铁[Fe（CO）5]作为CO供给源或催化剂
Fe（CO）5+4CHCH+2H200H
1939年，，列培虽常识了由乙炔与CO合成乙炔醛（AcetylenealdehydeHCC-CHO、OHC-CC-CHO），但发现在水存在时得到丙烯酸。
该反应中的CO的供给源是Ni（CO）4，在盐酸存在下40℃时反应顺利进行。
1940年左右，列培根据由乙炔、CO、水合成丙烯酸的经验，开发了由甲醇和CO合成醋酸的方法。
CH3OH+COCH3COOH
该反应是在250℃、650大气压，用磷酸、磷酸盐、过度金属碘化物（CoI2）、BF3等催化剂的条件下合成的。
（4）环化反映：即乙炔在Ni（CO）4若其他催化剂存在及加压条件下聚合生成环锌四烯-1，3，5，7（Cyclo-Octaterene,简称COT）等环多烯烃类化合物（Cyclo-polyyolefins）
将乙炔加热到高温后生成少量的苯及其他芳香烃，这是由法国化学家贝特罗（PierreEugeneMarcelinBerthelot1827~1907）发现的。如果将该热聚合反应在碳话铝上进行，收率将有所提高。即使这样，也是多种同系物的混合物。1940年列培与O.Schlichting、K.Klager共同发现，使压缩乙炔（12~20大气压）在环氧乙烷溶于氢呋喃的混合溶剂中，用？？的卤化物，（或氨基氰、Ni、（CN）2）为催化剂，在60℃~70℃条件下聚合成环状多烯经（Cyclopolyolefin），例如环锌四烯⑦（Cyclooctaterene）。
如果将其用镍或泊进行催化加氢即可得到环辛烷，若将其氧化就得到辛二酸（聚酰胺树脂原料）。并且还可由环辛烯经环锌（烷）醇（Cycloocatanol）、环锌（烷）酮（Cycloocantone）、环锌酮肟（Cycloocatanone-oxime）合成Caprylo-lactum（聚酰胺纤维原料）。
另外列培发现，以羰基镍和三苯膦得到的配合物为催化剂，使高压乙炔（大约20大气压）进行反应，环化聚合为约85%的苯、约15%的苯乙烯。
关键词：化学史 自我意识 高中生 心理健康
【中图分类号】G421 【文献标识码】A 【文章编号】
新课改的核心理念就是以学生为主体，关注学生的全面发展。高中生是一个特殊的社会群体，正处于身心迅猛发展时期，国内外学者经过长期、大量的研究，提出重视中学生常见心理健康问题刻不容缓。模糊、消极的自我意识会引发高中生缺乏自知、自信，自我膨胀，理想自我与现实自我差距过大，形成自贬的思维方式等常见的心理问题。自我意识就是一个人对自己以及自己和他人关系的意识。如何让学生正确认识自己，客观评价自己，满意自己或悦纳自己，能自立、自信、自强，方法和途径很多。自我意识不是一个人生来就具有的，它是个体在社会交往过程中通过认识他人而逐渐认识自己的。在化学教学过程可渗透化学史的教育，通过认识化学家的所作所为来认识自我，分析自己的学习生活活动进一步认识自我。下面我就在化学教学中聚焦化学家汉弗莱戴维的事迹，以史为镜，帮助学生逐步形成客观积极的自我意识，从而有利于学生的心理健康发展。
化学家汉弗莱戴维是伟大而平凡的，但在化学史教学中，对于科学家的总体评价往往采取仰视的态度，只看到他们头顶的光环，把他们“神”话，“完美无缺”，不仅让学生敬而远之，而且会让学生形成极端看问题的模式——非此即彼，更重要的是当学生只看到科学家的伟大，审视自己，自惭形秽，不利于心理健康发展。还原一个真实的有血有肉、有喜怒哀乐、甚至有瑕疵的戴维，平视他，走近他，近距离与他交流对话，选取这样的化学史教学角度，当然有助于激发学生对许多人文问题的独立思考，有助于学生建立客观积极的自我意识。
走近汉弗莱戴维的童年，他只是一个是很普通的活泼可爱的孩子，喜欢钓鱼、远足，爱好讲故事、背诵诗歌，时常作弄小伙伴和老师，他的童年是自由愉快的，有足够的时间思考、想象，个性热情、积极不盲从，富有创造性。但同时戴维读书又是勤奋的，他阅读了很多哲学、神学、几何学、外语书籍。青少年时期，戴维就遭遇了父亲病逝、家境贫困、辍学等一系列变故，戴维毅然扛起了作为兄长的责任，在一位知名外科医生兼病理学家处当学徒。在那里他很受激励，制定庞大的自学计划，在知识的海洋进行广泛的涉猎。反观戴维并不是一个科学天才。这段素材让学生感觉到戴维拥有常人的童年，一样的顽皮、一样的童真，也接受相似的学校教育，遭受人生的变故，还在继续学习！对比之下，审视自己，我该怎样做？我是谁？显然一味贪玩面对自己的学生生涯显然不行，静下心来思考自己的青春岁月该怎样过。学生群体中也不乏来自单亲家庭，以戴维为镜，也应自立自强，从而自信，只要能保持精神上的独立顽强，树立坚定的目标，再大的困难也不算什么了。学生与青少年的戴维作比较，实际上是确定衡量自己的标准，建立起对自己的评价。
化学科学界的戴维是一个实验能力很强、不喜欢重复和证明别人的发现，喜欢创新、敢于突破权威、尊重事实、有坚强毅力的人。在“笑气”的研究过程中，戴维决心亲自实验，并将实验的过程和感受与大家分享，少量“笑气” 用做外科手麻醉剂，解除了病人的疼痛。正是戴维长期坚持，他通过电解发现了多种元素，提出了很多权威的化学理论，发明了安全矿灯，这种安全矿灯使用了100年，拯救了全世界千千万万矿工……学生面对戴维的科学业绩，感慨不已。回想自己的理想也曾和戴维相媲美，“将来我要当工程师，我要当化学家……”理想和现实的差距过大！深究戴维成功的背后，他多了一份热爱，少了一份漠视；多了一份坚定，少了一份动摇；多了一份勇敢，少了一份退缩；多了一份细心，少了一份粗心。一步之遥啊！学生豁然开朗，好好审视自己，在科学素养方面，还欠缺哪些，不足在哪，拥有自知，才能严格要求自己，通过自己的努力，进一步做到独立自主、大胆勇敢、自信自强、坚强不屈。学生与戴维作比较，实际上是提高自我价值目标，更进一步坚定信心建立客观积极的自我意识。
戴维同时又是一个活跃的社会活动家。戴维入选皇家学院，担任学院的讲师后，这位出色的演说家，成功地吸引了广大的大学生、科学家和科学爱好者，戴维成了伦敦的名人，而且让科学这个名词也变得更加时髦起来。尽管实验非常紧张，但他从不耽误宴会，凭他的才华享受着别人的赞美，享受着生活的礼遇。是的，人生是多样的，生活是多元化的，劳逸结合，才能让自己学习生活丰富起来，努力奋斗之后，才可以品尝成功的甘露。戴维工作很繁重，但他仍然享受着生活，快乐面对一切。高中生学习生活忙碌而辛苦，别忘了做情绪的主人，在情绪上独立，悠悠品味人生，才可清醒认识自己，落后了迎头赶上，相信自己会是一个有价值的人，进步了戒骄戒躁，以一个健康的心态面对生活。
戴维又是一个极其平凡的人。戴维“最伟大的发现”是启迪和教导了法拉第这个“千里马”，当法拉第在化学物理方面取得辉煌的成功，接替戴维当了实验室主任，法拉第声誉日高，戴维对法拉第产生了嫉妒。在法拉第当选英国皇家学会会员的过程中，戴维投了唯一的反对票。人们感到非常遗憾与可悲。科学在追求进步是充满了竞争，竞争使新的人才脱颖而出，但是戴维让嫉妒蒙蔽了双眼和心智。高中生这个特殊的群体也渴望人与人的交往，有些学生自命清高，有的学生孤独自卑，有的极度自私，而通过反观戴维晚年嫉妒法拉第事件，好像一面镜子，使学生自我对自己是什么人，要做什么人，能从镜子里面加以认识。积极的自我概念使高中生对事物的看法比较乐观，也比较自信，更能激发上进心，化压力为动力，更好调整和控制各种不良情绪，保持健康的心态。
参考文献：
中图分类号：G633.8
文献标识码：B
“化合价”这一概念，在我国中学化学教学中已经使用多年，被广大教师和学生广为接受，但“化合价”在中学阶段过早出现，会带来一些问题。
1、课程标准对“化合价”的规定
义务教育化学课程标准规定，“化合价”的内容标准是：①说出几种常见元素的化合价。②能用化学式表示某些常见物质的组成。可见，中学阶段学习“化合价”，是为了用化合价来书写化学式。
基于课程标准编写的实验教材，体现了课标的这个意图，淡化了化合价的定义，比如人教版教材，仅用“化学上用‘化合价’表示原子之间相互化合的数目”这句话，来描述“化合价”的定义，除了举例以外，没有进一步解释“化合价”到底是什么。但紧接着，较为详细地给出了确定化合价的3条规则，其实，这是氧化数的运算规则。可见，“判断和运用元素的化合价”比“理解化合价概念”更为重要。从教材的编排顺序来看，“化合价”紧跟在“化学式”内容的后面，说明教材引入“化合价”是出于书写化学式的需要，而对“理解化合价概念”并不作要求。
化学中考对“化合价”的考核遵循了课标和教材的设计意图，比如，南京市近几年的化学中考指导书中阐明的“化合价”的考点有两个：①说出几种常见元素的化合价，其目标水平是了解水平，即“知道、记住、说出、例举、找到”，“初步学会”，“体验、感受”。②能用化学式表示某些常见物质的组成，其目标水平是理解水平，即“认识、了解、看懂、识别、能表示”，“初步学会”，“意识、体会、认识、关注、遵守”。
2、“化合价”概念引起的教学困境
课标、教材、考纲引领着教学实践，中学关于化合价的教学也是重在让学生通过口诀记忆常见元素的化合价，对于化合价的概念一般都是淡化处理。教师反映，学生能够很熟练地背诵化合价的定义和常见元素的化合价，但基本不能理解化合价的真实概念，甚至老师自己也没弄清楚“化合价”到底是什么。把“化合价”说成“化学价”的学生不在少数。
从教学文件中可以看出，“理解化合价概念”在中学阶段并不是很重要。那么，教材中是否可以避而不谈，甚至把它删除呢?研究发现，如果没有化合价的概念，化合价的运算规则就缺乏铺垫，化学式的书写就无法进行，高中阶段氧化还原反应的配平也没有了基础。
现行中学化学教材中还是出现了“化合价”的概念，同时也不可避免地产生了以下自相矛盾的现实问题：
①根据教材给出的定义，既然化合价表示原子数目，那就应该是正整数，而不能是负数、分数或零。但是化合价不为正整数的例子在中学有很多，比如Fe3O4、C6H6O、Pb3O4、KO2、CH2CI2等等，特别是CH2C12中，碳的零价与定义十分矛盾。所以，教材中化合价的定义与化合价计算规则自相矛盾。如果用“平均化合价”来解释，是在用“氧化数”的概念进行解释。
②根据教材给出的定义，在Na2O2和H2O2中，其本质Na和H的化合价应该是2，为什么却都是+1？如果根据化合价定义写化学式，结果应该是NaO，HO才对。所以，教材中化合价的定义与化学事实有时候也是矛盾的。
③严格来讲，CH3C1、CH2CI2和CH3C]中，碳的-2，0，+2等价态不是碳的化合价，而是碳的氧化数。这些化合物中碳的化合价应该是+4价。氧化还原配平所用的化合价其实就是氧化数。
这就产生了两难困境：“化合价”概念的定义与一些化学事实相互矛盾，并且这个概念对于学生来讲太难理解，似乎可以从教材中删掉。但是如果没有它，化学式的书写就无法进行。
以上两难困境的产生原因在于，多年来中学教材其实―直是在误用“化合价”的概念，借“化合价”之名，行“氧化数”之实。如果改用“氧化数”替代“化合价”，则定义与化学事实就不相矛盾了，并且“氧化数”的概念比“化合价”更简单明了，用处也更多。
3、“化合价”与“氧化数”概念的区别与联系
3.1两个概念的发展历史
“化合价”确实是一个很难理解的概念，对学生如此，对古代的化学家也是一样。人类对“化合价”的认识经历了曲折而漫长的过程。最早是1799年，法国药剂师普罗斯特提出了定比定律：两种或两种以上的元素相化合成某一化合物时，其重量之比例是天然一定的，人力不能增减。他的实验依据是，天然碳酸铜的组成与人造的完全相同。这一认识是“化合价”概念的早期萌芽。但在当时，定比定律遭到了法国化学界权威贝托雷的激烈反对，两人展开了长期激烈的学术论战，贝托雷的实验依据是铅、铜、锡等金属在空气中灼烧，可以连续地吸收氧气，得到连续的一系列不同颜色的氧化物，比如Pb2O3、PbO、Pb4O4，用稀硝酸处理Pb3O4。可以得到PbO2等，金属与氧气之比根本不是固定的，这个比例―直可以增加，直至达到一个固定限度。普罗斯特承认氧和铅可以形成不同氧化物，但指出，每一种化物的组成是固定不变的，贝托雷的错误在于，将混合物与化合物混为―谈。后来，道尔顿的倍比定律和原子学说证明了定比定律的正确性。1804年，道尔顿分析了沼气(甲烷)和油气(乙烯)中的碳氢比，发现与同量碳相化合的氢重量之比是2：1，于是提出倍比定律：当相同的两元素可生成两种或两种以上的化合物时，若其中一种元素的质量恒定，则另一种元素在化合物中的相对质量有简单的倍数之比。1808年，道尔顿提出原子学说，指出不同元素的原子是以简单数目的比例相结合，形成化合物。
不同元素的原子以简单数目的比例相结合是“化合价”概念成立的前提条件。接下来的问题‘比例是多少?”就是“化合价”的概念了“比例多少”的问题显然比“知道比例存在”的问题要难得多。因为这牵涉到物质结构问题，而当时科学家们不仅不知道化合物的结构，甚至连物质的化学式、元素的原子量、分子概念、化学键概念等还都不明白，所以科学家们探索这个原子比例问题走了很多弯路。比如道尔顿认为水的组成是HO，氨气 的组成是NH。
后来，盖吕萨克、阿伏伽德罗、康尼查罗等人提出并确认了分子假说，贝采里乌斯、杜隆、米希尔里希、杜马等对一些原子量做了测定，大量无机化合物的组成被弄清楚了，人们开始关注原子相互化合时的比例问题。最早发现化合价规律的是英国化学家弗兰克兰，他在广泛研究金属与烷烃基化合反应和无机化合物化学式后发现，N、P、As等原子总是倾向于与3个或5个其他原子相结合，当处于这种比例时，原子的化合能力得到最好满足。弗兰克兰用quantiva-lenee或valency来表示这种化合能力。可以说，那时起，人们知道了N、P、As的化合价。
1857年，德国化学家凯库勒和美国化学家库帕发展了弗兰克兰的见解，指出“不同元素的原子相化合时总是倾向于遵循亲和力单位数相等价的原则”。这是化合价概念的重要突破。他们根据这一原则，把当时已知的元素分为3组：①亲和力单位数等于1的元素，例如H、Cl、Br、K等。②亲和力单位数等于2的元素，例如O、S等。③亲和力单位数等于3的元素，例如N、P、As等。他们两人还分别独立地提出了碳原子的四价学说。1864年，德国化学家迈尔又建议，以“原子价”这一术语代替“原子数”或“原子亲和力单位”。至此，原子价学说(化合价理论)基本形成了，这一学说大大推动了有机化合物结构理论和整个有机化学的发展。
但是，凯库勒当时犯了一个错误，他认为一种元素的亲和力单位数(又称原子价数)是固定的，只有一种。例如，磷的原子价数是3，五氯化磷的化学式是PCI2C12。
随着物质结构理论的发展，原子价(化合价)的经典概念已经不能正确地反映化合物中原子相互结合的真实情况，比如，按照化合价的经典定义，“表示元素原子能够化合或置换一价原子(H)或一价基团(0H-)的数目”，NH4+离子中N与4个H结合，N的化合价应该为4，可我们知道，N的化合价其实是-3，同样的例子还有，K2SiF4中si是+4价，却有6根共价键。PCIS中P的化合价是+5，但结构上却是[PCI4]+[PCI6]-，含有+4价和+6价。
于是，1938年，w．M．Latimer首先引入了氧化态的概念。1948年，在价键理论和电负性的基础上，美国化学教授格拉斯顿首先提出用“氧化数”这一术语来表明物质中各元素的氧化态。1952年日本化学教授桐山良一，1975年美国著名化学家鲍林等人分别对确定元素氧化数的方法制定了一些规则。
20世纪60年代以前，正负化合价和氧化数的概念在许多情况下是混用的。70年代初，国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)在《无机化学命名法》中，进一步定义了氧化数概念，并对氧化数的求法作出一些规定。这些规定比较严格，但在求算化合物中元素的氧化数时不够方便。现在化学界普遍接受的氧化数计算规则是：①在单质中，元素的氧化数为零。②在单原子离子中，元素的氧化数等于离子所带的电荷数。③在大多数化合物中，氢的氧化数为+1；只有在金属氢化物(如NaH、Call2)中氢的氧化数为-1。④通常氧的氧化数一般为-2，但是，在H2O2、Na2O：、BaO：等过氧化物中，-氧的氧化数是1；在OF2中是+2，O2F2：中是+1。⑤氟在其所有化合物中氧化数都为-1。⑥碱金属和碱土金属在化合物中的氧化数分别为+1和+2。在中性分子中，各元素氧化数的代数和为零。在多原子离子中，各元素氧化数的代数和等于离子所带电荷数。
3.2两个概念的区别
由“化合价”和“氧化数”概念的形成历史可以看出，“化合价”是一个与物质结构和化学键有关的概念，它反映原子结合成化合物时形成离子的电荷数(电价)或者形成共价键的个数(共价)，因此，只能是整数。而“氧化数”则是根据人为制定的规则计算出来的，它反映的是化合物中各元素的表观电荷数(或者形式电荷数)，而不必考虑分子结构和化学键的类型。因此，氧化数可以为整数、分数和零。比如Fe3O4，确定铁元素的化合价要考虑到电子得失情况：铁原子与氧原子结合时，铁原子分别失去两个电子形成Fe2+以及失去3个电子形成Fe3+，氧化铁中铁元素的化合价就分别为+2和+3价。而考虑氧化数时，只需要根据氧化数的计算规则：“各元素氧化数的代数和为零”，“通常氧的氧化数一般为-2”，从而算出铁元素的氧化数为+8／3。
从用途来看，“化合价”一般在解决物质结构问题时会用到，“氧化数”一般在解决氧化还原问题时会用到。
3.3两个概念的联系
由发展史可以看出，“氧化数”概念由“化合价”概念发展而来，人为制定的氧化数计算规则继承了前人对化合价的研究成果并加以补充，所以“氧化数”概念也含有“化合价”概念的基本含义：表示元素原子化合时的个数比。但它绕开了具体的物质结构，只关注整体的形式电荷，使很多与物质结构有关的化合价问题变得更加简单。
4、研究结论
4.1概念的必要性
前文述及，“化合价”概念的学习水平仅为了解水平，引入目的主要是为了书写化学式的需要。而“氧化数”概念保持了“化合价”概念所表示的原子个数比的含义，而且比“化合价”概念更加简单。现行教材中给出的化合价计算规则其实就是氧化数的计算规则。可见，“氧化数”概念及其运算规则完全能够达到中学化学的教学要求和考试要求。所以，从概念在中学化学教学中的作用来看，“化合价”可以被“氧化数”替代。
4.2概念的重要性
从概念的起源来看，“化合价”概念的提出与发展是为了解决原子化合时的个数问题，这决定了“化合价”概念在解释物质结构问题时的重要性。然而在中学阶段，尤其是“化合价”概念刚刚出现的初三阶段，物质结构方面的化学知识很少，有关“化合价”问题的解释用“氧化数”足以代替。初三阶段出现“化合价”概念，反而会引发学生产生一些物质结构方面的疑问，这类疑问用中学阶段有限的知识又难以解释清楚。
“氧化数”概念的提出与“氧化’’概念有关，因此特别适用于分析解释氧化还原的有关概念以及氧化还原反应的配平问题。氧化还原的问题是贯穿初三至高三的重要概念，其重要性远胜于化合价所能解释的物质结构问题。
从概念在中学化学知识体系中的地位与作用来看，“氧化数”比“化合价”更加重要。
4.3概念的学习难度
历史上人们对“化合价”概念的认识过程是漫长而曲折的，充满了激烈的学术争论。像道尔顿、凯库勒这样伟大的化学家，对“化合价”概念的认识中都犯过致命的根本性错误。这反映出“化合价”确实是一个比较难的概念。教材中过早地出现“化合价”概念，会给学生带来理解困难，产生无法解释的学习困惑。与“化合价”概念相比，“氧化数”概念更加简单明了，应用面更广使用更方便。
