安托万-洛朗·拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier,1743-1794)被誉为“近代化学之父”,他以严谨的定量实验为基础,发动了一场深刻的化学革命,彻底摒弃了传统错误理论,为现代化学的建立奠定了坚实基础,其核心贡献贯穿理论、方法与体系构建多个维度。
一、推翻燃素说,建立氧化学说
18世纪,“燃素说”在化学领域占据统治地位,该理论认为燃烧是物质释放“燃素”的过程,无法解释燃烧中质量变化等现象。拉瓦锡通过一系列精准实验,彻底推翻了这一错误理论。
1774年,他设计了著名的汞氧化实验:将汞置于密闭容器中连续加热十二天,银白色汞逐渐生成红色氧化汞粉末,容器内空气体积减少约五分之一;随后加热氧化汞,又分解出汞和气体,其体积与之前减少的空气体积完全相等。结合普利斯特里和舍勒的发现,拉瓦锡将这种气体命名为“氧气”(源自希腊语“酸形成者”),并提出燃烧的氧化学说:燃烧并非燃素释放,而是物质与氧气发生的剧烈化合反应,过程中伴随光和热的释放,且燃烧物增加的重量恰好等于消耗氧气的重量。这一理论将倒立的化学正立过来,彻底终结了燃素说的统治。
同时,他通过实验明确了空气的组成:氧气占空气体积的五分之一,能支持燃烧和呼吸;剩余五分之四的气体无法支持燃烧与呼吸,被命名为“氮气”(意为“无活力气体”),还发现空气中少量的二氧化碳(当时称“固定空气”),打破了空气是单一元素的传统认知。
二、确立质量守恒定律,奠定定量化学基础
拉瓦锡的核心科学思想是“用天平说话”,他首次将定量实验系统应用于化学研究,验证并确立了质量守恒定律(又称物质不灭定律)。此前罗蒙诺索夫虽提出类似观点,但缺乏充足实验支撑且未广泛传播。
他通过大量对照实验,如燃烧磷、硫磺、金属等,精确测量反应前后反应物与产物的总质量,发现无论反应形式如何变化,总质量始终保持不变。例如,他称量白磷燃烧前后的质量,发现生成的五氧化二磷质量大于白磷本身,增加的重量与消耗的氧气重量完全一致。基于这一规律,拉瓦锡提出化学反应的本质是物质的重新组合,而非创造或消灭,还创造了用等号表示化学反应的表达方式(如葡萄糖分解为碳酸和酒精的等式),成为现代化学方程式的雏形,使化学从定性描述迈入定量分析的新时代。
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