凯库勒式

1、凯库勒关于苯环结构的假说，在有机化学发展史上作出了卓越贡献。他早年受到建筑师

的训练，具有一定的形象思维能力，他善于运用模型方法，把化合物的性能与结构联系起来，

他的苦心研究终于有了结果，1864年冬天，他的科学灵感导致他获得了重大的突破。他曾

记载道：“我坐下来写我的教科书，但工作没有进展；我的思想开小差了。我把椅子转向炉

火，打起瞌睡来了。原子又在我眼前跳跃起来，这时较小的基团谦逊地退到后面。我的思想

因这类幻觉的不断出现变得更敏锐了，现在能分辨出多种形状的大结构，也能分辨出有时紧

密地靠近在一起的长行分子，它竹滋绕、旋转，象蛇一样地动着。看！那是什么？有一条蛇

咬住了自己的尾巴，这个形状虚幻地在我的眼前旋转着。象是电光一闪，我醒了。我花了这

一夜的剩余时间，作出了这个假想。”于是，凯库勒首次满意地写出了苯的结构式。指出芳

香族化合物的结构含有封闭的碳原子环。它不同于具有开链结构的脂肪族化合物。

苯环结构的诞生。是有机化学发展史上的一块里程碑，凯库勒认为苯环中六个碳原子是由单

键与双键交替相连的，以保持碳原子为四价。1866年，他画出一个单、双键的空间模型，

与现代结构式完全等价。

苯是在1825年由英国科学家法拉第(MichaelFaraday,1791-1867)首先发现的.19世纪初,英

国和其他欧洲国家一样,城市的照明已普遍使用煤气.从生产煤气的原料中制备出煤气之后,

剩下一种油状的液体却长期无人问津.法拉第是第一位对这种油状液体感兴趣的科学家.他

用蒸馏的方法将这种油状液体进行分离,得到另一种液体,实际上就是苯.当时法拉第将这种

液体称为"氢的4重碳化合物".1834年,德国科学家米希尔里希(erlich,1794-863)

通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物,得到了与法拉第所制液体相同的一种液体,并命名为苯.待

有机化学中的正确的分子概念和原子价概念建立之后,法国化学家日拉尔

(dt,1815-856)等人又确定了苯的相对分子质量为78,分子式为C6H6.苯分子中碳

的相对含量如此之高,使化学家们感到惊讶.如何确定它的结构式呢化学家们为难了:苯的碳,

氢比值如此之大,表明是高度不饱和的化合物.但它又不具有典型的不饱和化合物应具有的

易发生加成反应的性质.德国化学家是一位极富想象力的学者,他曾提出了碳四价和碳原子

之间可以连接成链这一重要学说.对苯的结构,他在分析了大量的实验事实之后认为:这是一

个很稳定的"核",6个碳原子之间的结合非常牢固,而且排列十分紧凑,它可以与其他碳原子相

连形成芳香族化合物.于是,凯库勒集中精力研究这6个碳原子的"核".在提出了多种开链式结

构但又因其与实验结果不符而一一否定之后,1865年他终于悟出闭合链的形式是解决苯分

子结构的关键,他先以(Ⅰ)表示苯结构.1866年他又提出了(Ⅱ)式,后简化为(Ⅲ)式,也就是我

们现在所说的凯库勒式.有人曾用6只小猴子形象地表示苯分子的结构.关于凯库勒悟出苯

分子的环状结构的经过,一直是化学史上的一个趣闻.据他自己说这来自于一个梦.那是他在

比利时的根特大学任教时,一天夜晚,他在书房中打起了瞌睡,眼前又出现了旋转的碳原子.碳

原子的长链像蛇一样盘绕卷曲,忽见一蛇抓住了自己的尾巴,并旋转不停.他像触电般地猛醒

过来,整理苯环结构的假说,又忙了一夜.对此,凯库勒说:"我们应该会做梦!……那么我们就可

以发现真理,……但不要在清醒的理智检验之前,就宣布我们的梦."应该指出的是,凯库勒能

够从梦中得到启发,成功地提出重要的结构学说,并不是偶然的.这是由于他善于独立思考,平

时总是冥思苦想有关的原子,分子,结构等问题,才会梦其所思;更重要的是,他懂得化合价的

真正意义,善于捕捉直觉形象;加之以事实为依据,以严肃的科学态度进行多方面的分析和探

讨,这一切都为他取得成功奠定了基础.

2、化学领域中的探险者——盖•吕萨克

法国的物理学,化学家盖•吕萨克(Gay-Lussac,J.L.1778-1850),生于法国利摩日地区的圣•雷

奥纳尔镇.他的父亲是当时的检察官,家境比较富裕.盖•吕萨克在家乡受初等教育后,就进入

巴黎工业学校学习.他热爱化学专业和实验技术,深得该校著名化学家贝托雷

(Berthollet,C.L.1748-1822)的赏识.1880年毕业后,当贝托雷的助手.当时贝托雷正在同化学

家普罗斯(Proust,J.L.1754-1826)争论有关定比定律问题.定比定律是普罗斯1799年提出来

的,他认为,"两种或两种以上的元素相互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".贝托雷对此结论坚决反对,要求盖•吕萨克作实验论证自己的观点.盖•吕萨克

经过反复实验和分析研究,所记录的事实和所得的结论都证明贝托雷的反对是错误的.贝托

雷看了盖•吕萨克的实验结果后,忽然皱起额头表现出深深的失望.作为大科学家来说,真理总

是比自尊心更为可贵.他想,做出这一成果的不是别人,而是刚刚踏上科学道路的年轻人盖•吕

萨克的.这时贝托雷阴沉的脸上露出了笑容,把手搭在盖•吕萨克的肩上说:"我为你感到自豪.

象你这样有才华的人,没有理由让你当助手,哪怕是给最伟大的科学家当助手.你的眼睛能发

现真理,能洞察人们所不知道的奥秘,而这一点却不是每一个人都能做到的.你应该独立地进

行工作.从今天起,你可以进行你认为必要的任何实验."贝托雷忘掉了自己争论问题的失败,

高兴地认为,世界上又出现了一位伟大的化学家.他不在别处,而是在我贝托雷的实验室里!

法国将为有此骄子而自豪.

3、俄罗斯化学家门捷列夫(1834.2.8~1907.2.2)，生在西伯利亚。他从小热爱劳动，喜爱大

自然，学习勤奋。1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时，深为无机

化学的缺乏系统性所困扰。于是，他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据，把前

人在实践中所得成果，凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动，

为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有

共性。例如，已知卤素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性质；碱金属元素锂、钠、钾

暴露在空气中时，都很快就被氧化，因此都是只能以化合物形式存在于自然界中；有的金属

例铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀，正因为如此它们被称为贵金属。于是，门

捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方

形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排

了又排。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。

因此，当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单，轻松地说他是用玩扑克牌的方法

得到这一伟大发现的，门捷列夫却认真地回答说，从他立志从事这项探索工作起，一直花了

大约20年的功夫，才终于在1869年发表了元素周期律。他把化学元素从杂乱无章的迷宫

中分门别类地理出了一个头绪。此外，因为他具有很大的勇气和信心，不怕名家指责，不怕

嘲讽，勇于实践，敢于宣传自己的观点，终于得到了广泛的承认。为了纪念他的成就，人们

将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium，即“钔”。元素

周期律元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律：元素的性质，随着原子量的增加呈周

期性的变化，但又不是简单的重复。门捷列夫根据这个道理，不但纠正了一些有错误的原子

量，还先后预言了15种以上的未知元素的存在。结果，有三个元素在门捷列夫还在世的时

候就被发现了。1875年，法国化学家布瓦博德兰，发现了第一个待填补的元素，命名为镓。

这个元素的一切性质都和门捷列夫预言的一样，只是比重不一致。门捷列夫为此写了一封信

给巴黎科学院，指出镓的比重应该是5.9左右，而不是4.7。当时镓还在布瓦博德兰手里，

门捷列夫还没有见到过。这件事使布瓦博德兰大为惊讶，于是他设法提纯，重新测量镓的比

重，结果证实了门捷列夫的预言，比重确实是5.94。这一结果大大提高了人们对元素周期

律的认识，它也说明很多科学理论被称为真理，不是在科学家创立这些理论的时候，而是在

这一理论不断被实践所证实的时候。当年门捷列夫通过元素周期表预言新元素时，有的科学

家说他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通过实践，门捷列夫的理论受到了越来越普遍的重

视。后来，人们根据周期律理论，把已经发现的100多种元素排列、分类，列出了今天的

化学元素周期表，张贴于实验室墙壁上，编排于辞书后面。它更是我们每一位学生在学化学

的时候，都必须学习和掌握的一课。

现在，我们知道，在人类生活的浩瀚的宇宙里，一切物质都是由这100多种元素组成的，

包括我们人本身在内。可是，化学元素是什么呢？化学元素是同类原子的总称。所以，人们

常说，原子是构成物质世界的“基本砖石”，这从一定意义上来说，还是可以的。然而，化学

元素周期律说明，化学元素并不是孤立地存在和互相毫无关联的。这些事实意味着，元素原

子还肯定会有自己的内在规律。这里已经蕴育着物质结构理论的变革。

终于，到了19世纪末，实践有了新的发展，放射性元素和电子被发现了，这本来是揭开原

子内幕的极好机会。可是门捷列夫在实践面前却产生了困惑。一方面他害怕这些发现“会使

事情复杂化”，动摇“整个世界观的基础”；另一方面又感到这“将是十分有趣的事……周期性

规律的原因也许会被揭示”。但门捷列夫本人就在将要揭开周期律本质的前夜，1907年带着

这种矛盾的思想逝世了。

4、诺贝尔奖是瑞典著名化学家诺贝尔创设的。阿尔弗雷德·诺贝尔一生从事新型炸药的发明

和研制工作，对人类科学发展作出了巨大贡献。由于他的发明，使他积累了巨大的财富。在

他去世之前，他立下了遗嘱说，将他的遗产中的一大部分财富拿出来设立诺贝尔奖；每年颁

发奖金，以奖励那些在各科学领域中取得突出成绩的人。

根据瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(AlfredBernhard

Nobel,1833.10.21--1896.12.10)的遗嘱以其部分遗产作为基金创立的。诺贝尔奖包括金质

奖章、证书和奖金支票。诺贝尔生于瑞典的斯德哥尔摩。诺贝尔一生致力于炸药的研究，

因发明硝化甘油引爆剂、硝化甘油固体炸药和胶状炸药等，被誉为“炸药大王”。他不仅从事

理论研究，而且进行工业实践。他一生共获得技术发明专利３５５项，并在欧美等五大洲２

０个国家开设了约１００家公司和工厂，积累了巨额财富。１８９６年１２月１０日，诺

贝尔在意大利的圣雷莫逝世。逝世的前一年，他立嘱将其遗产的大部分（约９２０万美元）

作为基金，将每年所得利息分为５份，设立物理、化学、生理与医学、文学及和平５种奖金，

授予世界各国在这些领域对人类作出重大贡献的人。据此，１９００年６月瑞典政府批准设

置了诺贝尔基金会，瑞典议会通过了《颁发诺贝尔奖金章程》，并于次年诺贝尔逝世５周年

纪念日，即１９０１年１２月１０日首次颁发诺贝尔奖。自此以后，除因战时中断外，每年

的这一天分别在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆举行隆重授奖仪式。１９９０年诺贝

尔的一位重侄孙克劳斯·诺贝尔又提出增设诺贝尔地球奖，授予杰出的环境成就获得者。该

奖于１９９１年６月５日世界环境日之际首次颁发。诺贝尔遗嘱１９６８年瑞典中央银行

于建行３００周年之际，为纪念诺贝尔，出资增设了诺贝尔经济奖（全称为“瑞典中央银行

纪念阿尔弗雷德·伯恩德·诺贝尔经济科学奖金”，亦称“纪念诺贝尔经济学奖”），授予在经济

科学研究领域作出重大贡献的人。该奖于１９６９年开始与其他５个奖项同时颁发。１９

９０年诺贝尔的一位重侄孙克劳斯·诺贝尔又提出增设诺贝尔地球奖，授予全世界为保护环

境作出重大贡献的人士。这项被称为绿色诺贝尔奖的“联合国——地球是一体”奖于１９９１

年６月５日世界环境日之际由“地球是一体”协会在联合国的赞助下首次颁发