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拉瓦锡,A.-L.

/Antoine-Laurent Lavoisier/
条目作者任定成周芃君
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任定成

周芃君

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最后更新 2025-01-24
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(1743-08-26~1794-05-08)

法国著名化学家,18世纪化学革命的领袖人物。

英文名称
Antoine-Laurent Lavoisier
原语种名称
Antoine-Laurent de Lavoisier
全名
安托万-洛朗·德·拉瓦锡
国籍
法国
出生日期
1743-08-26
去世日期
1794-05-08
出生地点
法国巴黎
去世地点
法国巴黎

生于法国巴黎,卒于巴黎。他创立氧化说以解释燃烧等实验现象,指出动物的呼吸实质上是缓慢氧化。他提出规范的化学命名法,倡导并改进定量分析方法并用其验证了质量守恒定律。拉瓦锡曾任税务官,不幸在法国大革命中被送上断头台而死。

拉瓦锡出生于巴黎一个贵族家庭,父亲是一名著名律师,5岁时母亲去世,他因此继承了一笔丰厚的财产。1761年拉瓦锡进入马萨林学院(Collège Mazarin)学习法律,1763年获法学学士学位,但拉瓦锡却对自然科学更感兴趣,21岁开始从事地质学研究。1765年拉瓦锡当选为法国科学院候补院士。1768年6月1日获准成为法国科学院临时助理院士,1778年升为正院士,1785年被国王任命为院长。1771年,拉瓦锡与M.波尔兹(Marie Paulze,1758~1836)结婚,她帮助拉瓦锡整理实验记录,翻译英文文献,为他的书籍绘制插图,协助丈夫进行科学研究。

为了解释燃烧现象,德国医生斯塔尔(Georg Ernst Stahl,1660~1734)提出燃素理论,认为物质在空气中燃烧是物质失去燃素,空气得到燃素的过程。燃素理论能够解释一些现象,因此得到C.W.舍勒(Carl Wilhelm Scheele,1742~1786)、J.普里斯特利(Joseph Priestley,1733~1804)等许多化学家的拥护。但是,燃素理论难以解释金属燃烧后变重的现象。1772年,拉瓦锡开始研究金属燃烧,设计了著名的钟罩实验。他将铅在真空密封容器中加热,发现质量不变。加热后打开容器,质量却迅速增加。他对这种实验现象提出了另一种解释,认为物质的燃烧是可燃物与空气中某种物质结合的结果。

拉瓦锡指出,硫黄和磷燃烧时重量增加是因为它们吸收了“空气”,而密陀僧(一氧化铅)和木炭燃烧生成的金属铅的重量比原来的密陀僧要轻,是因为它失去了“空气”。这种“空气”可以支持燃烧与呼吸,并且与密陀僧混合后体积减小。但那时他还不能解释这种“空气”的本质是什么。

1774年普里斯特利通过加热氧化汞得到“脱燃素空气”(氧气),拉瓦锡重复并扩展了普里斯特利的这一实验。拉瓦锡察觉到,在煅烧金属时仅有给定空气的一小部分被使用完,他认为这个有活力的气体就是普里斯特利的“脱燃素空气”,而没有活力的气体仍然保留在反应器中。他发现,鸟在这种新的“脱燃素空气”中能生活得更长,这种空气与碳结合可产生“固定空气”(二氧化碳),在“脱燃素空气”中的燃烧比在空气中的燃烧更剧烈。拉瓦锡认识到,这就是他一直寻找的在空气中能支持燃烧的那种气体。

在1777年的《燃烧概论》(Sur la combustion en général)和1778年的《酸性概论》(Considérations générales sur la nature des acides)两本书中,拉瓦锡正式阐释了自己的氧化理论,认为燃烧是物质和空气中约占五分之一的一种气体反应的结果。基于很多燃烧产物的水溶液具有酸性,他把空气中支持燃烧的这种气体命名为氧气(oxygene),意为“可产生酸的东西”或者“成酸素”,并由此得出任何酸中都含有氧的错误结论。同时,他把空气中另一部分不能支持燃烧的气体命名为氨气(azote),意为“无生命的”。推而广之,他还得出动物的呼吸作用实质上是缓慢氧化过程的结论。

拉瓦锡用实验证明了化学反应中的质量守恒,相信化学反应中物质既不会被创造也不会被毁灭。1770年,有一派学者坚持R.玻意耳(Robert Boyle,1627~1691)已经否定的四元素说,认为水长时间加热会生成土类物质,但拉瓦锡后来通过实验反驳了这一观点。他将蒸馏水密封加热了101天,发现的确有微量固体出现。经过称量,这些固体的质量与容器质量的减少正好相等,而水的质量没有变化。他还和H.卡文迪什(Henry Cavendish,1731~1810)验证了水不是一种元素,而是氢和氧的结合物。

1789年,拉瓦锡的《化学基础论》(Traité Élémentaire de Chimie)(图1)一书正式出版。他在书中,用详尽的证据推翻了燃素理论。除系统阐述以氧化理论为核心的新学说外,他还为元素下了一个定义:“凡是简单的不能再分解的物质,才可以称为元素。”这部书列出了化学史上第一张元素表,把33种元素分为四大类,其中包括光与热以及一些当时被认为是元素的化合物。这部书的出版使得当时零碎的化学知识逐渐清晰化和条理化起来。

图1 《化学基础论》图1 《化学基础论》

拉瓦锡与他人合作制定出化学元素命名法则,创立了化学物质分类新体系,使化学从定性研究转变为定性与定量研究相结合。他还预测了硅元素的存在,主张质量标准采用千克为单位,并规定一立方分米水的质量为一千克。

1768年拉瓦锡被任命为征税官。1775年开始担任皇家火药局局长一职。1793年11月,法国国民议会发布了逮捕革命前的所有征税官的命令。拉瓦锡因此被捕入狱,于1794年5月8日在巴黎与其他27人一同被送上断头台。

拉瓦锡把化学从定性研究转变为定性与定量研究相结合,提出规范的化学命名法,给出氧和氢的命名,提出“元素”的定义,制作了第一个现代化学元素表,发明了许多化学仪器和装置。他创立的氧化理论,第一次正确地解释了燃烧等现象,彻底推翻了燃素理论。他把化学从炼金术中解放出来,推动了近代化学革命,使化学走上科学的道路。他因此被后世尊称为“近代化学之父”。对于拉瓦锡之死,法国数学家拉格朗日(Joseph Lagrange,1736~1813)痛惜地说,砍掉他的脑袋只要一瞬,但长出这颗脑袋也许100年也不够。

图2 拉瓦锡的著作《化学原论》图2 拉瓦锡的著作《化学原论》

  • 安托万-洛朗•德•拉瓦锡.化学基础论.任定成,译.北京:北京大学出版社,2008.
  • DONOVAN A.Antoine Lavoisier:science,administration,and revolution.Oxford:Blackwell Publishers,1993.
  • HOLMES F L.Antoine Lavoisier:the next crucial year or the sources of his quantitative method in chemistry.Princeton. New Jersey:Princeton University Press,1998.
  • GUERLAC H.Antoine-Laurent Lavoisier :chemist and revolutionary.New York:Charles Scribner's Sons,1973.

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