放射性物质化学反应(化学史上的偶然发现)

11、放射性物质

A.H.贝克勒耳发现放射性,与当时W.K.伦琴发现的X射线有关。在对X射线本性进行探索时,A.H.贝克勒耳推测荧光和X射线可能是由于同一机理产生的,因而一切荧光现象都可能伴随有X射线。他用钾铀酰酸盐(一种荧光晶体)放在用黑纸封闭的照相底版上,经日光照射这种晶体,看照相底版是否感光,来检验他的这种猜想,结果照相底版上果然有晶体的雾翳像。这样A.H.贝克勒耳就认为他的推测被证实了,并于1896年2月24日将此实验报告送交法国科学院。

在继续实验中,有一次因阴天而受阻,他把铀盐晶体和黑纸包裹的底版一起放在暗室抽屉里。由于钾铀酰硫酸盐晶体的荧光在脱离照射光源后会很快熄灭,照原先推论,在不受日光照射的情况下,底版上不应出现晶体的雾翳像。出乎意外的是,当显影后度版上同样出现晶体的雾翳像。他用不发荧光的铀化合物进行实验,也在照相照底版上形成雾翳像,可以说明这种穿透性射线和荧光无关。他又用其他发光晶体进行实验,发现只有含铀的晶体才产生穿透射线。最后,他再用纯铀进行实验,发现其穿透性辐射强度比钾铀酰硫酸盐要高三四倍。这就最后证实,穿透性射线是从晶体中的铀发出的,发出射线是铀元素的一种特性。他又用实验证明,这种射线,像X射线一样能使周围的气体电离;但又和X射线不同,它可被电场或磁场偏转。因此,当时称这种射线为贝克勒耳射线。后经G.C.N.施密特,特别是居里夫妇的努力,发现钍、钋、镭等都放射这种射线,从而把这种现象定名为放射性,把这类物质称作放射性物质。

放射性物质化学反应(化学史上的偶然发现)(1)

12、梦与苯环

19世纪中叶,随着石油工业、炼焦工业的迅速发展,有机化学的研究也随之蓬勃发展。我们知道,苯是一种重要的有机化学原料,它是从煤焦油中提取的一种芳香的液体。当时,化学家们面临着一个难题,那就是如何理解苯的结构。苯的分子中含有6个碳原子和6个氢原子,碳的化合价是四价,氢的化合价是一价,那么,1个碳原子就要和4个氢原子化合,6个碳原子该和12个氢原子化合(因为碳原子和碳原子之间还要化合)。而苯怎么会是6个碳原于和6个氢原子化合呢?化学家们百思不得其解。

这时,凯库勒也着手探索这一难题。他的脑子里始终充满着苯的6个碳原子和6个氢原子,他经常每天只睡三四个小时,一干起来就不歇手。他在黑板上、地板上、笔记本上、墙壁上画着各种各样的化学结构式,设想过几十种可能的排法,但是,都经不起推敲,被自己否定了。

一天晚上,凯库勒坐马车回家。也许是由于近日来过度用脑,他在摇摇晃晃的马车上睡着了。在半梦半醒之间,凯库勒发现碳原子和氢原子在眼前飞动,变幻着各种各样的花样。忽然,原子变成了他和李比希教授出庭作证时伯爵夫人戒指上的那条白蛇,这条蛇扭动着、摇摆着,最后咬住了自己的尾巴,变成了一个环……

“先生,您到家了!”马车夫大声叫醒了睡眠中的凯库勒。他揉揉眼睛,白蛇不见了,环不见了,原子也不见了。原来是"南柯一梦"!清醒过来的凯库勒马上想起苯的结构,对 !它一定像白蛇那样头尾相接,构成环状结构!

凯库勒立即奔向书房,迫不及待地抓起笔在纸上画了起来。一个首尾相接的环状分子结构出现了。经过进一步论证,凯库勒终于第一个提出了苯的环状结构式,解决了有机化学上长期悬而未决的一个难题。

心理学告诉我们,日有所思才会夜有所梦。凯库勒受到梦境的启示,发现苯的环状结构,从表面上看,是一种偶然,但实际上这正是他连续几个月来日夜思考而导致的必然。

凯库勒的创造性贡献,奠定了他在有机化学结构发展史上的显赫地位,使得人类对有机化学结构的认识产生了一大飞跃。

放射性物质化学反应(化学史上的偶然发现)(2)

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