時(shí)間:2022-06-20 18:02:27
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40歲的李天樂目前供職于美國施貴寶制藥公司,擔(dān)任化學(xué)研究員迄今已有10年。其39歲的丈夫王曉業(yè)則是一名電腦工程師。據(jù)知情人稱,李天樂當(dāng)年在北大曾有一位男友,后來王曉業(yè)“橫刀奪愛”,隨后兩人赴美,并在美國結(jié)婚。2008年,兒子出世后,他們搬到一處高檔社區(qū)。按理說生活質(zhì)量日益提高,一家人的日子應(yīng)該更和美才是。然而兩人的婚姻在一年之后便出現(xiàn)問題。鄰居們經(jīng)常能聽到這對(duì)夫妻吵架的聲音,妻子的聲音往往比丈夫的聲音大,警察幾乎每周都要上門調(diào)查。
多次發(fā)生家庭糾紛,李天樂和王曉業(yè)下決心開始辦理離婚手續(xù)。1月14日,王曉業(yè)出現(xiàn)疑似流感癥狀,于是自己開車前往普林斯頓大學(xué)醫(yī)療中心檢查,經(jīng)過兩個(gè)星期治療,情況不但未見好轉(zhuǎn),反而趨于嚴(yán)重。25日,醫(yī)院經(jīng)過反復(fù)檢驗(yàn),證實(shí)王曉業(yè)系放射性金屬鉈中毒,并隨即向聯(lián)邦調(diào)查局(FBI)舉報(bào)。26日,王曉業(yè)不治身亡。
兩天后,李天樂因涉嫌投毒謀殺丈夫遭逮捕。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn),2010年12 月至2011年1月期間,身為施貴寶制藥公司研究員的李天樂先后數(shù)次向公司申請(qǐng)領(lǐng)取鉈,且劑量一次比一次大。李天樂被捕后,2歲的兒子即被當(dāng)局帶走,由新澤西州青年與家庭服務(wù)處監(jiān)護(hù),并安置到寄養(yǎng)家庭。
李天樂為何要投毒殺夫?緣于性格的偏執(zhí)。她原本是個(gè)活潑聰明又能干的女孩,可是性格很強(qiáng)勢(shì),特愛較真,因此做過很多出格的事。比如,她曾騷擾昔日男友的老婆,工作上的矛盾不鬧到公司領(lǐng)導(dǎo)那里不甘心,生活中的瑣事不鬧到法院和警察局不罷休。而她一直認(rèn)為自己是正確的、是受害者,覺得這世道對(duì)她不公正。
王曉業(yè)則與之相反,他性格開朗活潑,善于為人處事,愛說愛笑,愛玩愛熱鬧,認(rèn)識(shí)的女孩很多,并陸續(xù)有了緋聞??赡苷沁@一點(diǎn),讓李天樂無法容忍。
今天,化學(xué)已經(jīng)幾乎在每一種可以想到的產(chǎn)品中發(fā)揮著作用。在美國,制造商注冊(cè)的化學(xué)制品已超過83000種,其中的一些用途十分廣泛,從食品到塑料,從卡車到電子產(chǎn)品,幾乎無所不包。
然而不論是對(duì)人還是對(duì)環(huán)境,制造、使用和處理化學(xué)制品都是有風(fēng)險(xiǎn)的,畢竟有些化學(xué)制品的原材料是有毒的,例如汞和鉛。而另外一些化學(xué)制品則可能非常耗費(fèi)能源、水或者其他自然資源,而人們?cè)谑褂没驋仐壦鼈儠r(shí),一些物質(zhì)又會(huì)污染空氣、水或者土壤。
例如一種高科技滑板,它是用一種堅(jiān)固的聚碳酸酯塑料制造的,然而,這種物質(zhì)的“構(gòu)件”是一種名為雙酚A的分子,一旦進(jìn)入到水中就會(huì)給環(huán)境帶來麻煩,它們會(huì)污染食物,還引發(fā)其他的問題。
好在人們面對(duì)這種狀況并不是無能為力的,有些人專門從事應(yīng)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的化學(xué)研究,他們的目標(biāo)就是保證消費(fèi)品的安全性和對(duì)環(huán)境的“友好性”。這些人就是“綠色化學(xué)家”。
從洗衣粉中滋生的水網(wǎng)“毒瘤”
“綠色化學(xué)家”現(xiàn)身于上世紀(jì)90年代早期,當(dāng)時(shí),美國化學(xué)家保羅?阿納斯塔斯(Paul Anastas)正在為美國環(huán)境保護(hù)署工作,他發(fā)現(xiàn),化學(xué)家們通常在產(chǎn)品問世很久以后才開始調(diào)查其中的化學(xué)品會(huì)帶來怎樣的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此,阿納斯塔斯呼吁改變這種狀況,他倡議化學(xué)家們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)從一開始就考慮安全和環(huán)保的問題。
綠色化學(xué)家很關(guān)注的一種化學(xué)物質(zhì)叫表面活性劑,這種物質(zhì)幫助液體混合,例如水和油。每個(gè)表面活性劑的分子都有兩端,一端表現(xiàn)為親水性,這意味著它吸收水,另一端表現(xiàn)為斥水性,表明它排斥水。
表面活性劑是洗衣粉中的重要材料,它幫助人們除去衣服的污垢,這些污垢常帶有油污的成分。在美國,洗衣粉中的表面活性劑通常由一種名為“壬基酚聚氧乙烯醚”的化學(xué)物質(zhì)充當(dāng),它是很優(yōu)秀的表面活性劑。由于這個(gè)名字太長,化學(xué)家們一般稱它為NPEs。
一旦NPEs完成了使命,它們會(huì)進(jìn)入污水處理廠,但污水處理廠并沒有將NPEs從污水中完全清除掉,于是它們便隨著處理過的水排放到了江河或者湖泊中。這時(shí)的NPEs依然保留著部分功能,它們會(huì)分解成另外一種名為“壬基苯酚”的化學(xué)物質(zhì),而這種化學(xué)物質(zhì)對(duì)魚和綠色植物是“劇毒”的。
正是因?yàn)檫@個(gè)原因,加拿大和歐盟都禁止在洗滌劑中使用NPEs。但在美國,每年依然有幾千噸這種化學(xué)物質(zhì)被使用,這樣一來,研究人員在北美水網(wǎng)中查出高水平的NPEs就不足為奇了。
找到了一種“替代品”
拉馬斯瓦米?納卡拉占(Ramaswamy Nagarajan)是美國麻省理工大學(xué)的塑料工程師,他和他的學(xué)生們研發(fā)了一種NPEs的取代物,他們使用一種綠色資源――水果皮制造這種環(huán)保的物質(zhì),而他們這樣做的靈感來自于一種生活在墨西哥灣的微生物。
2010年4月20日,位于墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸并引發(fā)大火,沉沒的鉆井平臺(tái)泄漏了大約500萬桶原油。這以后,海中的微生物便開始分解這些原油。納卡拉占發(fā)現(xiàn),那些微生物制造了一種自然的表面活性劑,這種物質(zhì)含有連接糖分子的長鏈,稱為多糖體。于是,這些科學(xué)家產(chǎn)生了將自然的多糖資源轉(zhuǎn)變成新的綠色表面活性劑的想法。
他們想到的制造NPEs取代物的原料是果膠。果膠是可食用的多糖體,水果皮和其他食物殘?jiān)芯秃羞@種物質(zhì)。事實(shí)上,罐頭制造商也在果醬和果凍中添加果膠以使食物凝成膠狀。更為重要的是,納卡拉占注意到,微生物能夠分解它們。由于自然的果膠是無害的,它們會(huì)消失在環(huán)境中,這和不降解又污染環(huán)境的壬基苯酚是不一樣的。
為了將果膠轉(zhuǎn)變成表面活性劑,化學(xué)家們需要在每一個(gè)果膠分子中添加一組原子,這要用上一種特殊的實(shí)驗(yàn)用微波爐,處理過程大約30分鐘。這個(gè)過程完成后,每個(gè)果膠分子的一端便有了一群親水的原子,即親水的化學(xué)基團(tuán),而另一端則是親油的化學(xué)基團(tuán)。
但在表面活性劑廣泛被果膠取代以前,綠色化學(xué)家們還有很多事情要做,其中一個(gè)有待解決的問題是果膠的分子太大,難以溶解于水,所以納卡拉占和他的研究小組正在攻克這個(gè)難題。另外一個(gè)問題就是效果,和目前市場(chǎng)上的洗衣粉相比,以果膠為原料的新產(chǎn)品去油和去污的能力還是稍遜一籌,這是因?yàn)樗鼈內(nèi)狈Τ馑幕瘜W(xué)基團(tuán)。假若解決了這些問題,效果就會(huì)好起來。
裝扮成荷爾蒙的抗菌劑
以果膠為原料的表面活性劑引起了人們很大的興趣,科學(xué)家們也為這種產(chǎn)品申請(qǐng)了專利。美國環(huán)境保護(hù)署向科學(xué)家們提供了一筆資金,他們希望綠色化學(xué)家們能研發(fā)更多類似的綠色產(chǎn)品。
在化學(xué)制品中,有些會(huì)對(duì)生物體造成傷害,例如洗手液和肥皂,它們含有抗菌劑,是殺菌的化學(xué)物質(zhì),但長期使用會(huì)有副作用。例如,使用后的化學(xué)物質(zhì)會(huì)進(jìn)入湖泊和河流中,對(duì)環(huán)境造成損害。現(xiàn)在,有些綠色化學(xué)家注意到了這個(gè)問題,他們要設(shè)法解除這樣的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
三氯生(triclosan)能殺死手上的細(xì)菌,它是大量廚房洗滌產(chǎn)品的化學(xué)原料,然而有數(shù)據(jù)顯示,在自然環(huán)境中,三氯生正在起著損害環(huán)境的作用。為什么呢?原來,這種化學(xué)物質(zhì)有可能幫助細(xì)菌產(chǎn)生針對(duì)于抗菌藥物的抗藥性。
除此之外,三氯生還可能發(fā)揮著內(nèi)分泌干擾物的作用,這意味著這種物質(zhì)有時(shí)會(huì)模仿荷爾蒙影響機(jī)體的生理活動(dòng)。荷爾蒙是一種重要的化學(xué)物質(zhì),機(jī)體通過它們控制重要的生理活動(dòng),例如生長、睡眠、繁殖等等。當(dāng)身體遭遇了一種裝扮成荷爾蒙的化學(xué)物質(zhì)后,身體就有可能不適當(dāng)?shù)貑?dòng)或者關(guān)閉一些重要的細(xì)胞活動(dòng),從而改變身體的發(fā)育,或者引發(fā)疾病。例如,由于三氯生的活動(dòng)很像荷爾蒙,它們就能影響動(dòng)物的生長發(fā)育。在一些實(shí)例中,雄魚被雌性化了,裝扮成荷爾蒙的內(nèi)分泌干擾物使雄魚的外表和行為變得和雌魚相似了。
三十年打造降解利器
綠色化學(xué)家們很想清除這樣的內(nèi)分泌干擾物,然而這很難做到,因?yàn)閾碛羞@種特性的化學(xué)物質(zhì)太多了,何況它們中的很多還發(fā)揮著重要的工業(yè)作用,所以最可行的解決辦法就是在大自然中降解它們。美國卡耐基梅隆大學(xué)的科學(xué)家柯林斯經(jīng)過30多年的研究,研發(fā)了一種能降解內(nèi)分泌干擾物的化合物,他將這種化合物稱為TAMLs,這是“四氨基大環(huán)配位體”(tetra-amido macrocyclic ligands)的簡稱,是一種催化劑,有啟動(dòng)或加速化學(xué)反應(yīng)的作用。當(dāng)它們和過氧化氫化合后,就能非常迅速地分解其他化學(xué)物質(zhì),只需要很少的量就能引發(fā)多種反應(yīng),整個(gè)過程不產(chǎn)生有害污染。
TAMLs能分解三氯生以及其他對(duì)水生植物和動(dòng)物帶來風(fēng)險(xiǎn)的污染物,但科學(xué)家們擔(dān)心,TAMLs本身也會(huì)成為一種內(nèi)分泌干擾物。于是,柯林斯和另外一位生物化學(xué)家,美國俄勒岡州立大學(xué)的羅伯特?坦圭(Robert Tanguay)一起用魚測(cè)試了TAMLs的效果。坦圭的工作對(duì)象是斑馬魚,這種小熱帶魚是非常理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。科學(xué)家們將斑馬魚的胚胎暴露在經(jīng)過TAMLs處理的水環(huán)境中,他們發(fā)現(xiàn),水中高水平的TAMLs對(duì)斑馬魚的正常生長沒有產(chǎn)生影響??茖W(xué)家們還在水中加入TAMLs、過氧化氫和那些導(dǎo)致了雄魚雌性化的微量污染物,然后讓斑馬魚在這種水中活動(dòng),結(jié)果那些魚依然是健康的。科學(xué)家們表示,接下來的實(shí)驗(yàn)將轉(zhuǎn)向哺乳動(dòng)物,他們要進(jìn)一步搞清楚,TAMLs是否對(duì)哺乳動(dòng)物也同樣有效。假若結(jié)果是肯定的,那么這種催化劑就有望廣泛運(yùn)用于分解水污染物中的毒素了。
節(jié)能減排,綠色化學(xué)家不辱使命
即使你坐在家中,一種名為二氧化鈦的化學(xué)物質(zhì)也有可能環(huán)繞在你的周圍,這種簡單的白色化合物具有很好的反光性,所以油漆制造商們使用這種物質(zhì)“加白”或者“加亮”他們的產(chǎn)品。這種物質(zhì)還會(huì)出現(xiàn)在其他產(chǎn)品中,包括食物類的布丁。然而,假若在產(chǎn)品中加入的二氧化鈦過多,產(chǎn)品就不“綠色”了。
鈦是地球上最豐富的元素之一,也是很多礦物的重要組成。一些企業(yè)開采這種材料,將其壓碎后加入其他化學(xué)物質(zhì),然后用900攝氏度的高溫予以加熱,這個(gè)過程耗費(fèi)大量能源,并產(chǎn)生了很多污染物。
2013年,美國環(huán)境保護(hù)署在陶氏化學(xué)公司設(shè)立了一項(xiàng)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,目的是鼓勵(lì)企業(yè)減少油漆中二氧化鈦的使用量。
那么企業(yè)的解決方案又是什么呢?是一種新化學(xué)物質(zhì),名為Evoque。將這種東西混合在油漆里,就能使二氧化鈦的使用量減少20%。綠色化學(xué)家追求的目標(biāo)之一是材料價(jià)值的最充分利用。由于減少了二氧化鈦的使用量,人們便達(dá)到了節(jié)約能源和減少污染的目的。
墨翟是先秦時(shí)期著名思想家,著有典籍《墨經(jīng)》。在該書中,他說道:“端,是無間也。”就是說物質(zhì)若沒有了可分的條件,就不能再往下分了。墨子同時(shí)認(rèn)為“端”是組成世界的最小單位,有現(xiàn)代“原子”的意味,這說明了他在當(dāng)時(shí)對(duì)物質(zhì)構(gòu)造的獨(dú)特認(rèn)識(shí)。所以說,墨子早已有原子概念的思想。
二、劉安
劉安是著名的西漢文學(xué)家和煉丹家。在他所著的《淮南萬畢術(shù)》中記有“曾青得鐵,則化為銅”,就是說銅鹽溶液遇到鐵單質(zhì)時(shí),就會(huì)有銅單質(zhì)生成,即鐵與銅鹽溶液發(fā)生的置換反應(yīng)。到宋朝時(shí),采用這種方法冶銅已占當(dāng)時(shí)世界冶銅量30%,已具相當(dāng)規(guī)模。劉安在《淮南子》中有“老槐生火,久血為磷”的記載,即黃磷的自燃,西漢時(shí)能有這樣的記載說明劉安對(duì)多種元素的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化已相當(dāng)熟悉。而近代布朗特(德國化學(xué)家)在1660年才發(fā)現(xiàn)磷元素,比劉安晚了一千多年。
三、魏伯陽
他是我國東漢時(shí)期煉丹家,生卒年代不詳。著有《周易參同契》,此書是現(xiàn)存世界上最早的一部煉丹術(shù)著作,所涉及的化學(xué)知識(shí)非常豐富。記載了“丹鼎”化學(xué)反應(yīng)裝置,描述了汞容易揮發(fā),汞和硫可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成丹砂(硫化汞)、鉛汞齊(汞鉛合金)等化合物。
四、葛洪
晉代煉丹家及醫(yī)學(xué)家葛洪的學(xué)問很豐富,他畢生的著作比班固和司馬遷的著作還多。葛洪研究各種藥方為民治病的同時(shí),進(jìn)行了大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn),了解了許多無機(jī)物和一些簡單的化學(xué)反應(yīng)。僅從《抱樸子》里,我們就可看到葛洪已具備豐富的化學(xué)知識(shí)。
①“丹砂燒之成水銀,積變又還成丹砂。”說的是丹砂(硫化汞),加熱分解即得到單質(zhì)汞。汞與硫磺接觸又得到黑色的硫化汞。用丹砂可制水銀,在我國公元前就是常識(shí),而葛洪是最早詳細(xì)記錄這一化學(xué)反應(yīng)的人。
②“以曾青涂鐵,鐵赤色如銅?!痹嘀负蛩徙~的膽礬,以曾青涂鐵即以鐵和硫酸銅的溶液起置換反應(yīng),因?yàn)椴捎猛糠蟮姆椒?,所以硫酸銅只在鐵表面發(fā)生作用。葛洪進(jìn)而說:“外變而內(nèi)不化?!笨梢?,對(duì)于這一金屬置換反應(yīng),葛洪是作了仔細(xì)觀察的。
③“鉛性白也,而赤之以為丹,丹性赤也,而白之以為鉛?!便U單質(zhì)可氧化為低價(jià)鉛白,鉛白又可氧化成高價(jià)的赤紅色的鉛丹。鉛丹又可還原為鉛白,最后還能還原為鉛。這表明葛洪對(duì)鉛的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行過深入考察和實(shí)驗(yàn)。
④“取雌黃雄黃燒下其中銅,鑄以為器,覆之三歲淳苦酒上,百日,此器皆生赤乳,長數(shù)分?!贝泣S指As2S3,雄黃指As2S2,這段話就是對(duì)它們升華試驗(yàn)的生動(dòng)描述。
五、陶弘景
他是南北朝時(shí)的煉丹家。在他所著的《本草經(jīng)集注》中已記載了焰色反應(yīng):“先時(shí)有人得一種物,其色理與樸消大同小異,胐胐如握鹽雪不冰。強(qiáng)燒之,紫青煙起,仍成灰,不停沸,如樸消,云是真消石也?!睒阆傅氖荖a2SO4,消石指的是KNO3(“消”和“硝”同義)。直到1854年,德國化學(xué)家本生才發(fā)現(xiàn)焰色反應(yīng),比陶弘景晚了一千多年。可以說,陶弘景是最早發(fā)現(xiàn)運(yùn)用焰色反應(yīng)的人。
六、馬和
馬和是唐朝著名煉丹家,在常年的煉丹試驗(yàn)中,他最早發(fā)現(xiàn)記錄了空氣成分。他在典籍《平龍認(rèn)》中記載:空氣有復(fù)雜的成分,主要由“陽氣”(氮?dú)猓┖汀瓣帤狻保ㄑ鯕猓┙M成,其中的氮?dú)獗妊鯕庖?。并指出陰氣還在青石(氧化物)、火硝(硝酸鹽)等物質(zhì)中大量存在,如果加熱就能釋放出來;水中也存在大量的陰氣,但性質(zhì)穩(wěn)定,很難再把它提取出來。
馬和著作一直流傳到清代,后來清廷昏弱被西方侵略者掠走。不過,后來的西方很多化學(xué)家在多部西方著作中都提到了馬和以及他的偉大發(fā)現(xiàn)。像克拉索夫就聲稱親眼見到了《平龍認(rèn)》,還贊賞地記錄:“早在8世紀(jì),中國科學(xué)家馬和就已明確指出了空氣成分的復(fù)雜,提出了制備氧氣(陰氣)的方法,并發(fā)展了燃燒的理論。”西方科學(xué)家要比馬和的發(fā)現(xiàn)晚一千年。
七、孫思邈
唐代醫(yī)學(xué)家孫思邈在他的著作《丹經(jīng)內(nèi)伏硫磺法》中,最早詳細(xì)記錄了黑火藥的具體配置方法。發(fā)展到宋朝時(shí),黑火藥的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。十三世紀(jì)中葉,中亞商人才將黑火藥傳入了阿拉伯世界和歐洲等地區(qū)。
八、沈括
沈括是北宋人,我國歷史上卓越的科學(xué)家。為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn),1979年國際上曾以“沈括”命名了一顆小行星。他的《夢(mèng)溪筆談》是世界科技史上的重要著作,被李約瑟稱為“中國科技史上坐標(biāo)”。他最早記錄了石油的出產(chǎn)、用途,并大膽預(yù)言“此物后必大行于世”,還第一個(gè)提出了“石油”這個(gè)命名,后來世界各國都基本沿用了“oil”這一名稱。
九、宋應(yīng)星
明代著名科學(xué)家宋應(yīng)星的著作《開工天物》曾在全歐洲引起轟動(dòng),在當(dāng)時(shí)日本也被稱為“開物之學(xué)”,記載的化學(xué)知識(shí)相當(dāng)豐富。例如,關(guān)于鋅的冶煉和銅鋅技術(shù)作為文獻(xiàn)是世界上首次記載,他這樣描述磷火:“暮夜鬼火游燒……直待日沒黃昏,此火沖隙而出……”說明宋應(yīng)星生前已發(fā)現(xiàn)了白磷的自燃現(xiàn)象并有了深入了解。
作者v.a.帕瑟根是美國國家兒童健康和人類發(fā)展研究所物理與結(jié)構(gòu)生物實(shí)驗(yàn)室的主任。曾擔(dān)任《生物物理雜志》的編輯和生物物理協(xié)會(huì)的主席。
分子間的范德華力是十分微弱的,但可以說普遍的存在著,在很多體系中起著巨大的作用,在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科中得到了廣泛的研究。但怎樣計(jì)算范德華力?如何考慮各種條件對(duì)范德華力的影響?
當(dāng)水愛上化學(xué)
今年的活動(dòng)以“當(dāng)水愛上化學(xué)”為主題,帶來“水的研究”、“水的凈化”和“水的儲(chǔ)存”三個(gè)有關(guān)水的趣味小實(shí)驗(yàn)。據(jù)了解,其中“水的研究”是在中國首次亮相,它與IUPAC(國際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì))化學(xué)教育委員會(huì)推出的“壘球?qū)嶒?yàn)”有直接關(guān)聯(lián),旨在讓孩子們理解化學(xué)在水資源保護(hù)中起到的重要作用。同時(shí),它與“聯(lián)合國千年發(fā)展目標(biāo)”相呼應(yīng),如在2015年前大幅改善安全飲用水供應(yīng)狀況等。在“水的研究”這一實(shí)驗(yàn)中,孩子們親手配制出高濃度糖溶液,將其置于純水層之下,觀察到塑料珠子和彩色溶液在自制“密度塔”水中的分層和表現(xiàn)。
據(jù)悉,在今年7月25日至8月2日的活動(dòng)期間,“巴斯夫小小化學(xué)家”將在中國科技館迎接小朋友們的到來,提供免費(fèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。
小小化學(xué)家,10年11萬
胡亞東最近一次欣賞音樂會(huì),是半年前參加老同學(xué)資中筠的鋼琴音樂會(huì),現(xiàn)場(chǎng)有一位12歲小朋友拉小提琴為她伴奏。
資中筠以82歲的年齡,鋼琴彈得這么棒,讓胡亞東感概、嘆服。
“音樂在我生命中是伴隨我時(shí)間最長的,甚至勝過我的專業(yè)化學(xué)?!?一談到音樂,胡亞東便興致盎然。他中學(xué)就讀于一所很有名的教會(huì)學(xué)校,從那時(shí)開始,他就迷戀上了音樂,70多年一直沒停。
早在1942年,年僅15歲的他就同幾個(gè)朋友組建了一個(gè)四重奏團(tuán)。其中,現(xiàn)已經(jīng)是中央音樂學(xué)院作曲系教授的楊儒懷當(dāng)時(shí)曾擔(dān)任大提琴手,楊儒懷的哥哥楊周懷擔(dān)任中提琴手,胡亞東則擔(dān)任小提琴手。他們這個(gè)四重奏團(tuán)參與了好幾次公演。
癡迷音樂的他在報(bào)考大學(xué)時(shí),曾打算踏入音樂系大門,但一想到“玩音樂掙不到錢,難以維持生計(jì)”,還是忍痛而選擇了化學(xué)研究這條路。
盡管后來是搞化學(xué)了,但同時(shí)有了更多的機(jī)會(huì)來滿足他對(duì)音樂的濃厚欲望。胡亞東后來的人生歲月,化學(xué)研究、玩音樂并駕齊驅(qū),還不時(shí)互相促進(jìn)互相影響著。
談起音樂欣賞,胡亞東滔滔不絕,評(píng)起音樂家他頭頭是道。他對(duì)音樂不僅是愛好,而且有較深的研究。他是享譽(yù)京城的樂評(píng)人,極富音樂造詣和天分。他寫過60多篇音樂評(píng)論文章,他還出版了一本《聽,聽勃拉姆斯》的音樂欣賞隨筆。這些音樂隨筆言簡意賅、畫龍點(diǎn)睛、豐富優(yōu)美、見地新穎,具有獨(dú)特魅力。
上世紀(jì)50年代,胡亞東到蘇聯(lián)留學(xué),有機(jī)會(huì)就去聽音樂會(huì),貝多芬的“交響樂”、施特勞斯的“圓舞曲”,以及蘇聯(lián)那些有名的演奏家的音樂會(huì)大部分都聽了。他還到列寧格勒冬宮等處參觀著名的雕塑和美術(shù)作品,真是大開眼界。這使他的課余生活豐富多彩。
在圣彼得堡他曾有一年聽數(shù)十場(chǎng)音樂會(huì)的經(jīng)歷,收藏的各類音樂唱片3000多張。20世紀(jì)80年代,中央樂團(tuán)的指揮石叔誠準(zhǔn)備去西班牙演出,到處尋找一張莫扎特的鋼琴四重奏唱片,最后是在胡亞東家里找到的,石叔誠頗感意外。
15年,和陸卓明的知音歲月
談到他的愛好音樂的經(jīng)歷,胡亞東就不能不提到陸卓明。陸卓明是北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授,我國著名的世界經(jīng)濟(jì)地理學(xué)家和教育家,是原燕京大學(xué)校長陸志偉之子。
他倆保持了15年的音樂友誼,一直到1994年陸卓明離世,這段音樂友誼不得不戛然而止。那段時(shí)間兩人都認(rèn)為找到了真正的知音,共同欣賞、探討、評(píng)論音樂。
“十幾年,太短了,但是這也是很難得的機(jī)遇,人生能有幾個(gè)知音!幾個(gè)十年!從短短十幾年的交往中,我們都深深體會(huì)著音樂的友誼,為我們的生活增添了無數(shù)的光彩。”
胡亞東說,對(duì)于喜歡音樂的人甚至音樂家,廣泛聆聽不同演奏家演奏不同作曲家的作品,不但是必須而且是必然的。
上世紀(jì)80年代末的十多年中,陸卓明和胡亞東幾乎把西方巴洛克、古典主義、浪漫主義、印象派、新古典主義、民族風(fēng)格等19世紀(jì)以前的名曲都聽遍了。而且某些名曲還收集了多種演奏風(fēng)格的錄音反復(fù)聆聽。
“卓明的音樂修養(yǎng)比我高,他的鋼琴彈得很好,”胡亞東說,他見到過陸卓明的學(xué)生們稱贊陸卓明講課之美,“這大概也和他深厚的音樂修養(yǎng)有關(guān)。曾聽說他招考研究生時(shí),甚至除了專業(yè)地理外,必須喜歡音樂,否則不收!真是妙極了?!?/p>
1983年胡亞東到巴黎任職于聯(lián)合國教科文組織。在巴黎他享受了音樂。巴黎的音樂生活是非常豐富的,歌劇、交響樂、室內(nèi)樂,幾乎天天數(shù)場(chǎng),但胡亞東卻因?yàn)槿钅倚邼?,幾年也沒聽過幾次。但唱片可多次聆聽,選擇余地又廣闊,他便選擇了后者,幾乎每星期都得買幾張。就是在這段時(shí)間,他差不多跑遍了巴黎的唱片店,兩年多時(shí)間收集了上千張唱片。而且?guī)缀醢衙繌埑间洺珊惺戒浺魩?,分期分批托人帶回北京給陸卓明欣賞。那時(shí)候他們每月會(huì)書函往來,通信的內(nèi)容都是對(duì)這上千種錄音的分析和討論。
愛樂人生趣事多
在胡亞東的愛樂人生中,自然還有不少趣事。一次,他隨中國科學(xué)院代表團(tuán)出訪以色列,當(dāng)時(shí)的以色列外交部副部長雅戈?duì)柌┦吭O(shè)宴招待代表團(tuán)。席間,胡亞東和雅戈?duì)栭e聊起了音樂。令雅戈?duì)柍泽@的是,“一個(gè)中國科學(xué)家竟然對(duì)猶太籍的音樂家了如指掌”。飯吃到一半,雅戈?duì)柧谷谎?qǐng)他一起去聽當(dāng)晚的一場(chǎng)莫扎特的音樂會(huì),他倆硬是把十多位中、以雙方客人包括中國科學(xué)院副院長孫鴻烈等人丟下,“這的確是一次非常有趣的遭遇?!?/p>
“音樂的確可以凈化人的心靈,如果兼之有豐富的文化素養(yǎng),一般不會(huì)做壞事,強(qiáng)大的美可以抑制丑的滋長?!焙鷣問|感慨,音樂的美是難以名狀的,那強(qiáng)烈的可以震撼人心,委婉的可以催人淚下,悠長的可以令人深思。
不僅喜歡音樂,胡亞東還是一位“雜學(xué)家”,愛好廣泛,文化情趣濃厚。他喜歡詩詞,是中關(guān)村詩社的創(chuàng)始人之一;他喜歡攝影,數(shù)碼相機(jī)就有很多,荷花、牡丹、月季、仙人掌、郁金香等各種花卉照片有上萬張;他喜歡養(yǎng)花、收藏奇石瓷器;他對(duì)書法繪畫、評(píng)酒品茶也頗感興趣;他喜歡讀書,古今中外他感興趣的書刊盡收囊中,書柜直到天花板。
胡亞東是自然科學(xué)家,但對(duì)文學(xué)、歷史、哲學(xué)、美學(xué)以及圖書情報(bào)學(xué)等多有涉獵。他是高分子化學(xué)家,但對(duì)其他化學(xué)領(lǐng)域和化學(xué)交叉學(xué)科甚至一些不搭界的學(xué)科也比較熟悉。
談到科學(xué)和藝術(shù),胡亞東認(rèn)為,自然科學(xué)家在接觸文學(xué)和藝術(shù)時(shí),可在他們的思想中注入更多的感情和激情,他會(huì)從另一個(gè)角度開闊自己的思路。
就教育而言,以前在中國曾強(qiáng)調(diào)過“通才教育”,后來受蘇聯(lián)的影響,更多培養(yǎng)“專才”,在胡亞東看來,其實(shí)工程師也不是機(jī)械的,沒有藝術(shù)素質(zhì)的工程師難以做出一流的工作。
胡亞東認(rèn)為文化素質(zhì)是中華美的靈魂。他說中國科學(xué)院作為科學(xué)文化機(jī)構(gòu),文化氣息是每個(gè)科研機(jī)構(gòu)應(yīng)該具備的。為此他曾主張?jiān)诨瘜W(xué)所大樓設(shè)一個(gè)類似沙龍似的咖啡廳,讓大家在這種寬松、和諧、高雅、友好的氛圍中談科學(xué)、談文化、談藝術(shù),以文會(huì)友,以情會(huì)友。
今天,胡亞東仍然在享受著他多樣愛好的人生:“有人說我不好好研究化學(xué),卻熱衷于那么多愛好,看上去有點(diǎn)另類,其實(shí)正是這種另類,使我不但在化學(xué)上取得了成功,而且業(yè)余生活豐富多彩。用‘另眼’看世界,你將體會(huì)到海闊天空的美好?!?/p>
胡亞東說,對(duì)一個(gè)人來說有廣博的知識(shí)和多種愛好,無疑對(duì)生活和工作都能起到豐富的作用。
他寫過一首自題詩很令人玩味:
專業(yè)未探深,雜學(xué)似精通。
喜交天下客,聰穎不超人。
談笑生風(fēng)趣,筆下有深情。
才情來眾生,任隨你我評(píng)。
(責(zé)編:蕭茵)
事業(yè)與愛情兼收的美夢(mèng),
北大才女轉(zhuǎn)愛清華才子
今年43歲的李天樂是地道的北京人,外表溫婉清麗,骨子里卻十分爭(zhēng)強(qiáng)好勝。在聚集了中國最頂尖人才的北大,身材高挑、成績優(yōu)秀的她仍然非常出眾。
學(xué)業(yè)精進(jìn)的同時(shí),李天樂也收獲了愛情:讀本科時(shí)她就與同班同學(xué)陳華相戀,其后雙雙考上了研究生。兩人都是對(duì)方的初戀,李天樂性格強(qiáng)勢(shì),但陳華事事遷就她,兩個(gè)人關(guān)系融洽。他們一起到圖書館看書,在實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn),感情單純而專一。
然而這段感情卻因王曉曄的出現(xiàn)陷入了危機(jī)。王曉曄就讀于清華大學(xué)精儀系,成績優(yōu)秀。在北大和清華的學(xué)生會(huì)共同舉辦的一次學(xué)生聯(lián)誼活動(dòng)中,王曉曄對(duì)秀麗的李天樂一見鐘情,舞會(huì)上,他徑直走到李天樂面前邀她共舞。兩人默契的配合、曼妙的舞姿,贏得了陣陣掌聲。
之后,王曉曄對(duì)李天樂展開了瘋狂的愛情攻勢(shì)。得知李天樂“名花有主”,王曉曄并沒有退卻,在這位清華才子看來,他有信心贏得這場(chǎng)愛情戰(zhàn)役。
為了追上李天樂,王曉曄努力創(chuàng)造機(jī)會(huì)。當(dāng)他了解到李天樂想出國后,王曉曄興奮地說:“天樂,我和你一樣也有出國的想法,我支持你!”二人在出國留學(xué)的話題上聊得很投機(jī)。李天樂很早就有了出國的想法,但父母不放心她一人異國闖蕩,而且陳華一直反對(duì),讓她十分郁悶。王曉曄抓住這個(gè)機(jī)會(huì),乘勝追擊。為了李天樂,王曉曄到北大上選修課,幫她占座甚至搶著為她洗臟衣服。一次,李天樂上樓時(shí)扭了腳,王曉曄二話不說,連著幾天背著李天樂上下樓。
可是,雖然李天樂對(duì)陳華不愿出國深造、安于現(xiàn)實(shí)不滿意,但除此之外,陳華是個(gè)無可挑剔的男朋友。王曉曄知道李天樂的矛盾糾結(jié),他和李天樂一起上托??荚囕o導(dǎo)班,一起查閱國外學(xué)校信息,一起投遞申請(qǐng)自薦表。王曉曄一再向李天樂保證:美國有世界頂尖的學(xué)術(shù)環(huán)境,他們一定會(huì)擁有輝煌的事業(yè),而且會(huì)一輩子愛她。令人憧憬的美好事業(yè)和愛情,讓李天樂動(dòng)搖了。
1997年底,李天樂和王曉曄收到了賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)來的錄取通知書。1998年2月,兩人坐上了飛往美國的國際航班。在機(jī)場(chǎng)候機(jī)時(shí),李天樂突然淚雨潸然,她直視王曉曄:“現(xiàn)在我放棄了初戀,別離了父母,跟著你到美國去闖蕩,你不會(huì)讓我失望吧?”王曉曄堅(jiān)定地承諾:“相信我,我們一定會(huì)成功,而且我會(huì)把你放在手心里,愛你一輩子!”
剛開始,王曉曄與李天樂作為留學(xué)生,不能在美國正式就業(yè),經(jīng)濟(jì)壓力非常大。他們只能租住在地下室。為了改善生活條件,王曉曄利用課余偷偷到中餐館打工。由于他打的是“黑工”,中餐館給的工錢很低,但免費(fèi)管飯。王曉曄每次只吃一點(diǎn)點(diǎn),余下的飯菜全部打包,帶回去給李天樂吃,這讓李天樂十分感動(dòng)。雖然生活困苦,他們的愛情卻很甜蜜,王曉曄總是樂觀地安慰李天樂:“困境會(huì)很快過去的,總有一天,我們會(huì)在美國擁有溫暖的家!”
現(xiàn)實(shí)婚姻打碎愛情憧憬,
丈夫改變令嬌妻失望不滿
2000年秋,王曉曄與李天樂同時(shí)從美國賓夕法尼亞大學(xué)畢業(yè)。不久后,王曉曄在華爾街一家電腦公司謀到了電腦軟件工程師的職位,而李天樂也被美國一家知名企業(yè)錄用為化學(xué)研究員。
這個(gè)時(shí)候,他們?cè)诿绹纳罡鮼砻绹鴷r(shí)的艱苦已經(jīng)大相徑庭。但此后,王曉曄和李天樂的感情卻沒有越來越好,相反,矛盾越來越多,越來越大。李天樂骨子里的爭(zhēng)強(qiáng)好勝和錙銖必較,在王曉曄忙于工作、疏于情感照顧之后越來越明顯地表現(xiàn)出來。
2001年9月,王曉曄和李天樂舉辦了簡樸的婚禮?;楹蟛坏?個(gè)月,他們的綠卡申請(qǐng)就批下來了。拿到綠卡的那一天,兩個(gè)人都很興奮。王曉曄摟著李天樂說:“下一步我們盡快生個(gè)孩子吧。”李天樂潑了冷水:“要是我懷孕成了全職太太,憑你一個(gè)人的薪水養(yǎng)家糊口,買房子那是猴年馬月的事啊?!蓖鯐詴舷胂肫拮拥姆治鲇械览?,于是沒再說話。
王曉曄的公司人才濟(jì)濟(jì),競(jìng)爭(zhēng)壓力非常大,每次回家,他都累得精疲力竭,原先由他“大包大攬”的家務(wù)活越做越少。李天樂很不滿,常?!疤匾狻卑岩恍┘覄?wù)活留下來,等王曉曄回家后完成。一天晚上,李天樂叮囑王曉曄把衣服洗了,王曉曄推說過一會(huì)再干,李天樂忍不住埋怨:“以前都是你做家務(wù),現(xiàn)在你干得越來越少了。”王曉曄盯著電腦沒抬頭,隨口說:“你沒看我忙著嗎?”他的漫不經(jīng)心一下子激怒了李天樂:“就你工作忙,我的工作不忙嗎?你太自私了!”“我自私?我這么忙你就不能體諒我一下嗎?”聽了王曉曄的話,李天樂提高了音量,“你結(jié)婚之前是怎么答應(yīng)我的?現(xiàn)在你完全變了!”“戀愛能和結(jié)婚一樣嗎?生活是平淡的,你應(yīng)該更現(xiàn)實(shí)一些。你看,我們的生活條件不是越來越好嗎?”想到王曉曄以前處處讓著自己,現(xiàn)在不但不如原來對(duì)自己那么好了,竟然還敢跟自己吵架,李天樂又生氣又委屈。吵了一陣后她忍不住哭了起來,王曉曄見狀趕緊賠禮道歉,并表示以后多做家務(wù)、多陪妻子。
但此后,王曉曄的許諾并未兌現(xiàn),他依然忙于工作,這讓李天樂對(duì)婚后的生活越來越失望。2006年農(nóng)歷正月初一,王曉曄被公司安排到洛杉磯出差。李天樂不滿地阻止:“今天是大年初一,中國人講究合家團(tuán)圓,你就不能為我推遲一下出差的時(shí)間嗎?”王曉曄解釋:“這是老板的安排,我也沒辦法?!甭犃送鯐詴系脑挘钐鞓芬贿呄蛭萃庾呷ヒ贿呎f:“那我到你們公司找你們老板當(dāng)面說理去!”車子剛發(fā)動(dòng),王曉曄沖過去一把關(guān)掉了引擎,奪過車鑰匙說:“公司正要裁員,你這么一去,說不定理討不到,還會(huì)給老板留下壞印象!”“是我重要還是老板重要?”李天樂惱怒地說。王曉曄沒理會(huì)妻子,邊走邊說:“天樂,咱們夫妻共同生活的時(shí)間長著呢,作為妻子,你應(yīng)該大度一些不要這么斤斤計(jì)較?!闭f完,他開著車絕塵而去。王曉曄走后,李天樂傷心地哭了半天,她覺得王曉曄對(duì)自己越來越冷漠。
2007年5月,李天樂的一位同學(xué)從國內(nèi)到美國進(jìn)行商務(wù)考察,從同學(xué)口中得知,陳華在她出國不久后就娶妻生子了。相戀多年的初戀情人轉(zhuǎn)眼就把自己忘了,李天樂心里很難受,想到現(xiàn)在的婚姻更加失落。男人都一樣,戀愛時(shí)甜言蜜語,不過是為了得到,其實(shí)根本不在乎。那天晚上,李天樂對(duì)王曉曄發(fā)了一通脾氣,王曉曄覺得李天樂沒事找事,也就頂了幾句。這無疑是火上澆油,李天樂聲嘶力竭地哭喊:“王曉曄,你是個(gè)負(fù)心漢,我拋棄愛情、頂著父母的壓力跟你來到美國,你給了我什么?當(dāng)初你是怎么說的?我真恨瞎了眼嫁給你!”這些話讓王曉曄很受傷,他負(fù)氣地回敬:“你要后悔那就回去找陳華吧?!闭f完,他就開車出去找朋友喝酒了。
李天樂內(nèi)心苦悶,可在美國又沒有閨蜜傾訴,想打電話回家,但她在美國一直是報(bào)喜不報(bào)憂,不忍心讓年邁的父母再替自己擔(dān)心。實(shí)在找不到發(fā)泄口,李天樂竟怨恨起陳華來,如果當(dāng)初他同意跟自己一起出國,現(xiàn)在的日子一定不會(huì)變成這樣。她越想越氣,最后撥打從同學(xué)那要來的陳華的電話,向陳華發(fā)泄了一通,把他罵得莫名其妙,還沒等陳華緩過神來,李天樂就掛了電話。掛了電話,她想想還是不解氣,又發(fā)短消息對(duì)陳華侮辱了一番。
投鉈殺夫,
針鋒相對(duì)激怒強(qiáng)勢(shì)妻子引爆悲劇
2008年3月,王曉曄和李天樂決定買房。李天樂要強(qiáng)的個(gè)性不想仰人鼻息,她提出購房款采取“AA”制,各拿一半。
裝修期間,大到窗簾沙發(fā),小到小擺件,兩人都精心挑選。他們仿佛又回到了當(dāng)初戀愛階段,王曉曄處處尊重李天樂的意見,對(duì)她極盡體貼溫柔。住進(jìn)新房后,王曉曄刻意放慢了工作節(jié)奏,推辭了一些出差安排,想修補(bǔ)出現(xiàn)裂痕的夫妻關(guān)系。
此時(shí),李天樂的年紀(jì)已經(jīng)不小了,她決定生個(gè)孩子,滿足丈夫長久以來的期待,也希望孩子能讓丈夫多關(guān)心家庭,婚姻生活更好地改善。幾個(gè)月后,李天樂懷孕了。得知李天樂懷孕的消息,王曉曄當(dāng)即表示:“天樂,買房裝修咱們的積蓄都花光了,以后養(yǎng)孩子花錢的地方更多,我要為你和孩子努力工作?!蓖鯐詴显俅蚊β灯饋恚鲃?dòng)承接了更多的工作,早出晚歸,根本沒時(shí)間照顧李天樂。而李天樂是高齡懷孕,妊娠反應(yīng)特別大,還患上了嚴(yán)重的抑郁癥。李天樂多次在丈夫面前抱怨,覺得王曉曄總是借口工作忙,不關(guān)心自己。大腹便便的她只好忍著,希望孩子出生后,王曉曄會(huì)有所改變。
2009年1月,李天樂和王曉曄的兒子出生了。但孩子出生后,夫妻間的關(guān)系并未好轉(zhuǎn)矛盾反而愈發(fā)激化。李天樂認(rèn)為王曉曄應(yīng)該花時(shí)間和精力分擔(dān)照顧孩子的責(zé)任,并在兒子滿月后提出要回公司上班。但王曉曄堅(jiān)持認(rèn)為李天樂應(yīng)該做全職媽媽,安心照顧孩子。兩人因此事爭(zhēng)吵不休。
李天樂恢復(fù)上班后不久,在主管競(jìng)爭(zhēng)中落敗,她認(rèn)為原因是王曉曄把孩子和家務(wù)都推給自己拖了后腿。她甚至覺得家庭就是牢籠,她就像被籠子囚禁的鳥,失去了自由。
對(duì)李天樂的抱怨和責(zé)備,起初,王曉曄還能忍著,時(shí)間長了,他索性也豁出去,不甘示弱地針鋒相對(duì)。就這樣,他們的爭(zhēng)吵頻率迅速上升到每周一次甚至幾次,因爭(zhēng)吵的聲音過大,引起鄰居報(bào)警,最后,警察幾乎每周都要登門平息他們夫妻的爭(zhēng)吵。這年年底,夫妻倆決定回國探親。誰知?jiǎng)偵狭孙w機(jī),兩人就為先到誰家去爭(zhēng)吵起來。結(jié)果,下了飛機(jī)后,他們各自打的,各回各家。
2010年5月,兩人又因家庭瑣事發(fā)生了爭(zhēng)吵。李天樂再次數(shù)落王曉曄浪費(fèi)了她的青春和愛情,讓她失望透頂。王曉曄煩透了,干脆地說:“我們這樣生活下去一點(diǎn)意義都沒有,離婚吧!”“離婚?”李天樂暴跳如雷:“當(dāng)初是誰說會(huì)愛我一輩子的?現(xiàn)在你翅膀硬了,想把我甩了?那好,我成全你!”
按照美國的法律規(guī)定,夫妻離婚須分居一段時(shí)間。他們本打算把房子賣掉,但因金融危機(jī)的波及,房價(jià)下跌,此時(shí)賣房得虧一大筆錢。最后二人達(dá)成協(xié)議,房子暫且不賣,兩人屋內(nèi)分居。
從內(nèi)心,李天樂并不想離婚,但性格強(qiáng)勢(shì)的她卻不愿低頭,也不想像王曉曄希望的那樣放棄事業(yè)。她在財(cái)產(chǎn)分割及孩子的撫養(yǎng)費(fèi)上,寸步不讓,不希望離婚協(xié)議達(dá)成。而王曉曄認(rèn)為是李天樂的“驕橫專制”導(dǎo)致了婚姻破裂,他覺得自己根本沒有錯(cuò),雖然在財(cái)產(chǎn)分割和孩子撫養(yǎng)費(fèi)上斤斤計(jì)較,但對(duì)離婚的態(tài)度十分堅(jiān)定,令李天樂更加怨恨。
兩人簽訂離婚協(xié)議后不久,王曉曄就帶著一個(gè)美國女孩回來過夜。這行為狠狠刺痛了李天樂,她憤怒地對(duì)那個(gè)女孩說:“這是我的家,你給我出去!”王曉曄卻擋在女孩面前大聲說:“以前我處處讓著你?,F(xiàn)在我要讓你知道,除了你李天樂,多的是女人愿意嫁給我!這房子有我一半,而且我們已經(jīng)簽了離婚協(xié)議,你沒有權(quán)力再管我了!”
后來,李天樂哭了一個(gè)晚上。此后,王曉曄連談了幾個(gè)女朋友,每個(gè)都帶回了家。有一次,王曉曄帶回的一個(gè)女友把家中搞得一片狼藉。帶著屈辱和憤怒,李天樂指著王曉曄的鼻子狠狠地說:“你別得意得太早,我會(huì)讓你付出代價(jià)的!”王曉曄對(duì)此卻沒放在心上,依然我行我素。
2011年元旦過后,王曉曄經(jīng)常感到疲勞乏力,治了一段時(shí)間后,王曉曄的病情不斷加重,還出現(xiàn)了惡心、掉頭發(fā)等現(xiàn)象。醫(yī)院的一位護(hù)士感覺他的病情有點(diǎn)像金屬元素中毒,在她的提示下,醫(yī)院對(duì)其進(jìn)行了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)。1月25日,檢驗(yàn)報(bào)告顯示王曉曄系鉈中毒。此時(shí)王曉曄已處于昏迷狀態(tài),院方立即向當(dāng)?shù)鼐胶椭星榫郑‵BI)報(bào)案。就在報(bào)案后的第二天,王曉曄因病情加重在醫(yī)院去世。
但由于乙炔是極不穩(wěn)定的氣態(tài)烴,與空氣混合容易爆炸即使對(duì)其加壓,也容易發(fā)生爆炸分解,所以與氫相比要更為危險(xiǎn),因此,以前設(shè)計(jì)到的乙炔反映都限于常壓。
1928年左右,列培開始大膽嘗試將乙炔從幾個(gè)氣壓壓縮到數(shù)十大氣壓、并使之與各種有機(jī)化合物進(jìn)行反的方法。這雖然在過去被認(rèn)為辦不到的事情,但他經(jīng)過仔細(xì)研究,設(shè)計(jì)出一些十分安全可靠的裝置,并將其造出來。而且通過認(rèn)真研究的結(jié)果,明確了過去被認(rèn)為是乙炔爆炸原因之一的乙炔銅之類的化合物,還是乙炔反映的有效催化劑。他根據(jù)這些研究成果很容易得地從乙炔制得與過去完全不同的一些有機(jī)物,這給合成橡膠、合成樹脂(塑料)、合成纖維等領(lǐng)域帶來了顯著的進(jìn)步。
所謂列培反映就是將各種能夠有機(jī)物和催化加如高壓釜(耐壓容器),在高溫高壓條件下使之與乙炔發(fā)生反應(yīng),但從反應(yīng)看來,大體可分為以下4種類型:乙烯化反應(yīng)(Vinylation)、乙炔(Cyclization)。以下實(shí)用簡單加以說明:
(1)乙炔化反應(yīng):即乙炔能與含活性氫的醇、流醇、胺羧酸等在加壓、加熱(150℃~200℃)及堿性催化劑(如氫氧化鉀、醇鈉、醇鉀等)存在下起加成反應(yīng),生成乙炔醚,乙烯胺及乙烯酯類,此類產(chǎn)物可用做有機(jī)合成的原料。
從1928年左右,列培著手于乙炔醚(Vinylether)的研究,這是使氯乙烯和醇?jí)A(金屬鈉的究竟溶液)在加壓釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),由此首次開發(fā)了乙烯醚的合成法①通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),若該反映的副產(chǎn)品一生產(chǎn)的少量乙炔在反應(yīng)中長時(shí)間保持高溫且在堿存在下就顯著減少,由此正式了乙炔也可于醇?jí)A發(fā)生反應(yīng)的設(shè)想,并完成了由乙炔與醇在20~22大氣壓、160℃~165℃、苛性鉀為催化劑合成乙烯醚的工業(yè)制造方法。
HCCH+ROHCH2=CHOP
并且將得到的乙烯醚在BF3催化劑存在下聚合,合成了各種聚乙烯醚,特別是由此開發(fā)了具有粘著性的熱可塑性物質(zhì)一聚丁烯異丁醚(Polyvinylisobutylether)其商品名稱為聚異丁烯橡膠(OppanilC)。并且在后來還開發(fā)了將乙烯醚(主要是甲基或乙基醚)用烯酸水來制造乙醛。
H2C=CH-OP+H2OCH3CHO+ROH
該方法作為不用汞鹽催化的乙醛合成法,在1937年以來加以研究,并在路德維希港(Ludwigshafen)進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)。并且還研究了使乙炔在有機(jī)酸鹽(環(huán)烷酸鋅)存在下、在20大氣壓、230℃與p-叔丁基苯酚(p-Tertiarybuylphenol)反映,合成了被稱為Koresin的聚合體②,由此開發(fā)了布納橡膠在粘合劑、涂料、可塑劑等方面的應(yīng)用。
(2)乙炔化反映:即乙炔在乙炔金屬(如銅、銀、鎳、鈷)催化劑存在下,次甲基(CH)上的氫與羰基化合物起加成反應(yīng),生成物中仍保留三鍵結(jié)構(gòu)。
1937年,列培發(fā)現(xiàn)有醇胺與乙炔合成丙炔胺的反應(yīng),這是由三甲胺和甲醛縮合的(Dimethymethylolamine)與乙炔用乙炔銅催化合成的。
在工業(yè)上,制造出了快速硬化劑(酚醛樹脂用)的炔化物。并且Diethylaminopentyol③被用于合成抗瘧劑撲瘧喹啉(Plasmochin)、瘧滌平(Atebrine)的中間體。
1937年,列培又發(fā)現(xiàn)了使乙炔與甲醛在5~10大氣壓、90℃~100℃條件下,用乙炔銅催化加成后合成了丙炔醇(Propargyl alcohol)④,進(jìn)行得到了丁乙炔二醇⑤(Butynediol)的方法。
HCCH+HCHOHCCCH2OH
HCHOHOCH2CCCH2OH(收率92%)
對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn):比甲醛高級(jí)的醛也發(fā)生同樣的反應(yīng),但隨著碳原子數(shù)的增多,二醇的收率下降,并且在相同條件下,可以將氨甲基醇的羥基取代為乙炔基。
R2NH HCCH R2HCHR2NCH2CCH
而且使乙炔與胺作用后,生成氨基丁炔類化合物。
R2NH HCCH R2NCH=CH2
HCCH R2NCH(CH3)CCH
在二站中,列培還開發(fā)了四氫呋喃用Ni(CO)4(含少量碘)催化合成已二酸(尼龍6,6的原料)的方法。 之后不久,列培又開發(fā)了由四氫呋喃⑥。并且還進(jìn)行了使氨與丁二醇脫氫后得到的γ-丁內(nèi)脂作用制得a-吡咯烷酮,在鉀化合物存在、15大氣壓、100℃~140℃的條件下與乙炔反應(yīng)N-乙烯基-a-吡咯烷酮(Nvinyl-a-Pyrrolidone),再用過氧化氫催化聚合后,合成了聚乙烯吡咯烷酮:
它的用途十分廣泛。涉及到化妝品乳化劑、染料的分散劑、酒類的澄清劑等。
(3)羰基化反應(yīng):即乙炔在鎳催化劑存在及加壓條件下與一氧化碳作用,生成不穩(wěn)定的環(huán)丙烯酮(Cycolpropenone)中間產(chǎn)物、后者與含活性氫化物(如醇、水、酸、胺、硫醇等)作用,產(chǎn)生多種有用的產(chǎn)物。如應(yīng)用Ni(CO)4為催化劑(缺點(diǎn):有劇毒,強(qiáng)酸存在下有腐蝕作用)則反應(yīng)可在較低溫條件下(45℃~50℃)下進(jìn)行。
1938年,列培將劃時(shí)代的方法引入一氧化碳化學(xué)工業(yè)中。如羰基金屬[Ni(CO)4]那樣作為非常有效的催化劑,在一氧化碳與乙炔(鏈)烯(烴)、醇等具有活性氫化合物反應(yīng)中,被用于合成羧酸幾其衍生物。
HCCH+CO+HYCH2=CH-COY(HY=H20、ROH)
列培所用的方法是將乙炔溶于四氫呋喃中,用溴化鎳代替Ni(CO)4,即用0.1%%NiBr2為摧毀劑,在100大氣壓,200℃~240℃,使水、一氧化碳反應(yīng)合成丙烯酸,然后進(jìn)行酸催化酯催化一高壓列培法。為了避免該法中的高壓,列培又發(fā)明了在低溫下將CO一Ni(CO)4的形式使用的方法-列培改良法(也稱化學(xué)計(jì)量合成法)。
4HCCH+4ROH+Ni(CO)4+2HCI4CH2=CHCOOR+NiCI2+H2
并且,一取代乙炔,二取代乙炔也發(fā)生同樣的反應(yīng)。
經(jīng)深入研究上面反應(yīng)后得出結(jié)論:在一取代乙炔反應(yīng)中,羰基是連接在第二號(hào)碳上,在二取代乙炔反應(yīng)中,氫原子和碳基是順式加成。另外,在由乙炔、CO、水生成對(duì)苯二酚的反應(yīng)中,是以碳基鐵[Fe(CO)5]作為CO供給源或催化劑
Fe(CO)5+4CHCH+2H20 0H
1939年,,列培雖常識(shí)了由乙炔與CO合成乙炔醛(Acetylene aldehyde HCC-CHO、OHC-CC-CHO),但發(fā)現(xiàn)在水存在時(shí)得到丙烯酸。
該反應(yīng)中的CO的供給源是Ni(CO)4,在鹽酸存在下40℃時(shí)反應(yīng)順利進(jìn)行。
1940年左右,列培根據(jù)由乙炔、CO、水合成丙烯酸的經(jīng)驗(yàn),開發(fā)了由甲醇和CO合成醋酸的方法。
CH3OH+COCH3COOH
該反應(yīng)是在250℃、650大氣壓,用磷酸、磷酸鹽、過度金屬碘化物(CoI2)、BF3等催化劑的條件下合成的。
(4)環(huán)化反映:即乙炔在Ni(CO)4若其他催化劑存在及加壓條件下聚合生成環(huán)鋅四烯 -1,3,5,7(Cyclo-Octaterene,簡稱COT)等環(huán)多烯烴類化合物(Cyclo-polyyolefins)
將乙炔加熱到高溫后生成少量的苯及其他芳香烴,這是由法國化學(xué)家貝特羅(Pierre Eugene Marcelin Berthelot 1827~1907)發(fā)現(xiàn)的。如果將該熱聚合反應(yīng)在碳話鋁上進(jìn)行,收率將有所提高。即使這樣,也是多種同系物的混合物。1940年列培與O.Schlichting、K.Klager共同發(fā)現(xiàn),使壓縮乙炔(12~20大氣壓)在環(huán)氧乙烷溶于氫呋喃的混合溶劑中,用??的鹵化物,(或氨基氰、Ni、(CN)2)為催化劑,在60℃~70℃條件下聚合成環(huán)狀多烯經(jīng)(Cyclopolyolefin),例如環(huán)鋅四烯⑦(Cyclooctaterene)。
如果將其用鎳或泊進(jìn)行催化加氫即可得到環(huán)辛烷,若將其氧化就得到辛二酸(聚酰胺樹脂原料)。并且還可由環(huán)辛烯經(jīng)環(huán)鋅(烷)醇(Cycloocatanol)、環(huán)鋅(烷)酮(Cycloocantone)、環(huán)鋅酮肟(Cycloocatanone-oxime)合成Caprylo-lactum(聚酰胺纖維原料)。
化學(xué)史是化學(xué)科學(xué)研究、產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程中的真實(shí)記載,它向人們展示了科學(xué)家們揭開神秘化學(xué)現(xiàn)象背后的規(guī)律所進(jìn)行的系統(tǒng)研究方法,以及他們所具備的優(yōu)秀科學(xué)研究精神?;瘜W(xué)史有許多充滿價(jià)值的小事例,這些事例中蘊(yùn)含了了人與人、人與自然、人與社會(huì)的關(guān)系?;瘜W(xué)史的研究價(jià)值就在于這些事例背后所暗藏的巨大教育價(jià)值。挖掘好化學(xué)史的巨大潛在價(jià)值并應(yīng)用于中學(xué)課堂教學(xué)中將是我國化學(xué)教育教學(xué)中一個(gè)不可或缺的組成部分。本文將對(duì)化學(xué)史的教育價(jià)值提出一些見解。
一、化學(xué)史教學(xué)有助于學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)
學(xué)習(xí)貴在得法,很多一線教師會(huì)發(fā)現(xiàn)在平時(shí)的教育教學(xué)中許多學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)的方法不合理,學(xué)生總習(xí)慣機(jī)械地記憶一些物質(zhì)名稱、元素符號(hào)以及化學(xué)方程式,不加總結(jié)思考地做練習(xí)題,以為這樣所謂的刻苦努力就能取得好成績。但實(shí)際上學(xué)生可能有時(shí)常常事倍功半,他們并不能真正地掌握這些知識(shí),其原因在于學(xué)生沒有真正理解所學(xué)知識(shí),只是機(jī)械記憶。此時(shí)若能在課堂上融入一些化學(xué)史小故事,會(huì)有助于學(xué)生理解每個(gè)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)存在的背景,讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)離我們并不遙遠(yuǎn),它與生活息息相關(guān),使化學(xué)以更加飽滿的形象出現(xiàn)在學(xué)生的視野中。高中人教版教材融入了很多化學(xué)史資源,如舍勒氯氣的發(fā)現(xiàn),侯德榜研究的“侯氏制堿法”,門捷列夫繪制出的元素周期表等等。因此,教師在進(jìn)行相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)時(shí)就可以適時(shí)引入一些化學(xué)史資料,這樣對(duì)學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)會(huì)起到重要作用。
二、化學(xué)史有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)真實(shí)的科學(xué)家
教給學(xué)生知識(shí)是一方面,平時(shí)教學(xué)中要滲透學(xué)生要有理想有遠(yuǎn)大的抱負(fù),有目標(biāo)才有動(dòng)力?;瘜W(xué)史的每一個(gè)主角都是人,每一個(gè)人都有自己的日常生活、行為習(xí)慣和職業(yè)操守,化學(xué)家也不例外。教師在授課中把化學(xué)家當(dāng)成普通人,當(dāng)成朋友,這樣能尋找到更多的教學(xué)靈感和教學(xué)內(nèi)容。通過化學(xué)史的教育讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)家并不是遙不可及的,當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生這樣的意識(shí):科學(xué)家也是普通人,也是通過后天努力成為的,他們只不過是第一個(gè)吃螃蟹的人。這樣學(xué)生才有可能走近他,并且有可能在以后也成為科學(xué)家。所以在平時(shí)教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)給學(xué)生補(bǔ)充全面真實(shí)的化學(xué)知識(shí),教師起的作用很關(guān)鍵,也許是一個(gè)不經(jīng)意的介紹都會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生巨大的心理變化?;瘜W(xué)史所展現(xiàn)的優(yōu)秀化學(xué)家的人格魅力,所體現(xiàn)出來的對(duì)科學(xué)事業(yè)的執(zhí)著追求,以及百折不撓的意志品質(zhì),都會(huì)使學(xué)生在耳濡目染中受益匪淺。
三、化學(xué)史有助于學(xué)生樹立正確的辯證唯物主義世界觀
每一個(gè)人都要有正確的世界觀和人生觀,在教學(xué)中教師要注意正確引導(dǎo)學(xué)生。正確的世界觀和人生觀對(duì)科學(xué)家的科學(xué)研究成敗有重大影響。古人提倡以史為鑒、以史明理?;瘜W(xué)發(fā)展史本身就是一部優(yōu)秀的歷史教科書,我們要深入挖掘其中的教育價(jià)值。任何一門學(xué)科的發(fā)展都是一個(gè)逐漸積累和不斷完善的過程,這本身體現(xiàn)了辯證否定觀,我們必須樹立創(chuàng)新意識(shí),做到“盡信書不如無書”。比如,現(xiàn)在有些學(xué)??赡苁軛l件限制學(xué)生很少做化學(xué)實(shí)驗(yàn),所以學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)經(jīng)常會(huì)重理論輕實(shí)驗(yàn),只會(huì)紙上談兵。為了糾正學(xué)生的這種想法,教師可以適當(dāng)補(bǔ)充有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的化學(xué)史小故事,如波義爾不小心把鹽酸沾到紫羅蘭使之變色從而發(fā)明酸堿指示劑。讓學(xué)生在故事中體會(huì)到化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,任何化學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)都是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的。
四、化學(xué)史有助于進(jìn)行美育教育,培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)
化學(xué)史發(fā)展本身就是一首首美麗的詩篇,從古代的鉆木取火到新時(shí)代的清潔燃料,從古時(shí)的樹葉遮身到當(dāng)下各種新型環(huán)保面料……化學(xué)在發(fā)展,社會(huì)在進(jìn)步,化學(xué)家的發(fā)明創(chuàng)造為人類帶來了美好的生活。比如,1965年我國科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白質(zhì)――結(jié)晶牛胰島素?;瘜W(xué)家的發(fā)明創(chuàng)造為我們的生活增添了色彩,每一種新物質(zhì)的創(chuàng)造誕生都給人類帶來了驚喜,為我們的生活提供了更多的方便?;瘜W(xué)家們創(chuàng)造的美會(huì)深深震撼著學(xué)生的心靈,帶給學(xué)生美的享受。素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)德、智、體、美勞全面發(fā)展,因此,進(jìn)行化學(xué)史教育可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行美育教育,可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活充滿熱愛,形成樂觀向上、積極進(jìn)取的良好心理素質(zhì)。
總之,化學(xué)史有著豐富的教育價(jià)值,作為化學(xué)教師應(yīng)該不斷學(xué)習(xí),努力去挖掘化學(xué)史這塊巨大的“寶藏”。在化學(xué)教學(xué)中恰當(dāng)引入化學(xué)史,可以幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;有助于學(xué)生樹立正確的辯證唯物主義世界觀;同時(shí)可以學(xué)習(xí)科學(xué)家堅(jiān)韌不拔、吃苦耐勞的品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)。
化合價(jià)概念從提出到現(xiàn)在,已經(jīng)一個(gè)半世紀(jì),隨著人們對(duì)分子及分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)越來越深入,早期那種認(rèn)為可用整數(shù)定量量度化學(xué)元素性質(zhì)的化合價(jià)概念已經(jīng)過時(shí),化學(xué)家的注意力已轉(zhuǎn)向用分子軌道理論來討論化學(xué)鍵的本質(zhì)。從歷史發(fā)展的角度來看,化合價(jià)概念的演變與發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)重要階段:化合價(jià)的提出、化合價(jià)概念的發(fā)展、化合價(jià)的電子理論階段和分子軌道理論階段。
1、化合價(jià)概念的提出。 1852年,英國化學(xué)家弗蘭克蘭在研究金屬有機(jī)化合物時(shí)提出了化合價(jià)的思想,認(rèn)為金屬或其他元素的每一個(gè)原子在化合時(shí)具有一種特殊的性質(zhì)——化合力,即任何一個(gè)原子都有和一定數(shù)目的其他原子結(jié)合的性質(zhì)。“化合力”概念的提出揭示了元素化合力與基團(tuán)化合力之間的聯(lián)系,“化合力”后來被德國化學(xué)家凱庫勒翻譯為“價(jià)”,得到歐洲各國的普遍認(rèn)可;我國早期使用的術(shù)語是“原子價(jià)”,1991年公布的《化學(xué)名詞》中譯為化合價(jià),并給出定義:一定數(shù)目的一種元素的原子只能跟一定數(shù)目的其他元素的原子化合,這種性質(zhì)叫做化合價(jià)。
2、“化合價(jià)”概念的發(fā)展。 化合價(jià)的概念提出后,在較長的時(shí)間內(nèi)并沒有相應(yīng)的理論去解釋原子間結(jié)合的原因,直到化學(xué)家們把研究重點(diǎn)從化合價(jià)的本質(zhì)轉(zhuǎn)移到原子結(jié)合的數(shù)量關(guān)系上。21世紀(jì),原子結(jié)構(gòu)理論的建立為揭示化合價(jià)的本質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。1861年,俄國有機(jī)化學(xué)家特列洛夫首先提出“化學(xué)架構(gòu)”的概念,并指出物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定于它的化學(xué)結(jié)構(gòu),通過化學(xué)性質(zhì)的研究可以推測(cè)化學(xué)結(jié)構(gòu),反之,根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)又可預(yù)見物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。隨著有關(guān)分子結(jié)構(gòu)理論的不斷充實(shí),原子間結(jié)合為分子的空間取向等問題逐步被解釋了,但是人們無法回答分子間作用力的實(shí)質(zhì)問題,1916年美國化學(xué)家路易斯在《原子和分子》中闡釋了化合價(jià)的電子理論,解釋了分子間作用力的實(shí)質(zhì),提出:原子失去或獲得電子后形成穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu),金屬原子易失電子,非金屬原子易得電子形成負(fù)離子,正、負(fù)離子間的靜電庫倫力是離子間形成化合價(jià)的本質(zhì)。
二、化合價(jià)的學(xué)習(xí)困難分析
通過對(duì)化合價(jià)概念的演變與發(fā)展的歷史回顧,我們可以看到,在第一階段的化合價(jià)概念僅僅回答了原子間相互化合的數(shù)量關(guān)系。第二階段則將化合價(jià)的數(shù)值與共價(jià)鍵數(shù)目或原子中未配對(duì)電子數(shù)目畫上等號(hào),從而使化合價(jià)這一起初比較抽象的概念變得具體起來。第三階段,化合價(jià)的分子軌道理論為揭示化學(xué)鍵的本質(zhì)提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)說明用整數(shù)定量度量原子化合價(jià)的概念已經(jīng)過時(shí),對(duì)于奇數(shù)電子的分子、缺電子分子和夾心面包型分子中原子的化合價(jià),必須用分子軌道理論來闡述才能得到滿意的解釋。這不斷變化的含義,讓化合價(jià)披上了一層神秘的面紗,也導(dǎo)致了學(xué)生化合價(jià)學(xué)習(xí)的困難。
首先,從化合價(jià)的發(fā)展歷程可以看出,化合價(jià)這一概念的含義不斷在發(fā)生變化,而并不是我們現(xiàn)在教材中給出的化合價(jià)的含義,所以這就導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)了化合價(jià)概念之后,按照所學(xué)的化合價(jià)知識(shí)去判斷其他物質(zhì)中元素的化合價(jià)時(shí),常常會(huì)遇到解釋不通的時(shí)候,比如說四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)、過氧化氫中氧的化合價(jià)。這樣就導(dǎo)致學(xué)生難以理解化合價(jià)這個(gè)概念。
初三學(xué)生在學(xué)習(xí)化合價(jià)之前頭腦中沒有與“化合價(jià)”相連接的先行組織者,化合價(jià)知識(shí)很難與學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相連接,學(xué)生只能靠死記硬背老師教給的口訣,這樣學(xué)到的知識(shí)在練習(xí)應(yīng)用中又頻頻出錯(cuò),這對(duì)學(xué)生來說更是雪上加霜,化合價(jià)的學(xué)習(xí)更加困難。
其次,化合價(jià)如此復(fù)雜的發(fā)展史,對(duì)于很多的初中教師也是陌生的,教師在理解化合價(jià)時(shí)都不能給出其確切的含義,如果要傳授給學(xué)生,講到什么程度、怎樣講合適,這對(duì)教師來說本身就是一個(gè)挑戰(zhàn),所以很多教師則干脆不講,直接告訴學(xué)生一個(gè)“化合價(jià)記憶口訣”,學(xué)生們只會(huì)記住這些口訣,而對(duì)于化合價(jià)什么含義、怎么用,則是一塌糊涂。
三、解決化合價(jià)學(xué)習(xí)困難的教學(xué)建議
以上從化合價(jià)發(fā)展史的角度分析了初中化合價(jià)難學(xué)的主要原因,在教學(xué)中為幫助學(xué)生理解化合價(jià)的概念,教師要注意以下兩個(gè)方面:
化合價(jià)概念從提出到現(xiàn)在,已經(jīng)一個(gè)半世紀(jì),隨著人們對(duì)分子及分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)越來越深入,早期那種認(rèn)為可用整數(shù)定量量度化學(xué)元素性質(zhì)的化合價(jià)概念已經(jīng)過時(shí),化學(xué)家的注意力已轉(zhuǎn)向用分子軌道理論來討論化學(xué)鍵的本質(zhì).從歷史發(fā)展的角度來看,化合價(jià)概念的演變與發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)重要階段:化合價(jià)的提出、化合價(jià)概念的發(fā)展、化合價(jià)的電子理論階段和分子軌道理論階段.
1.化合價(jià)概念的提出
1852年,英國化學(xué)家弗蘭克蘭在研究金屬有機(jī)化合物時(shí)提出了化合價(jià)的思想,認(rèn)為金屬或其他元素的每一個(gè)原子在化合時(shí)具有一種特殊的性質(zhì)――化合力,即任何一個(gè)原子都有和一定數(shù)目的其他原子結(jié)合的性質(zhì).“化合力”概念的提出揭示了元素化合力與基團(tuán)化合力之間的聯(lián)系,“化合力”后來被德國化學(xué)家凱庫勒翻譯為“價(jià)”,得到歐洲各國的普遍認(rèn)可;我國早期使用的術(shù)語是“原子價(jià)”,1991年公布的《化學(xué)名詞》中譯為化合價(jià),并給出定義:一定數(shù)目的一種元素的原子只能跟一定數(shù)目的其他元素的原子化合,這種性質(zhì)叫做化合價(jià).
2.“化合價(jià)”概念的發(fā)展
化合價(jià)的概念提出后,在較長的時(shí)間內(nèi)并沒有相應(yīng)的理論去解釋原子間結(jié)合的原因,直到化學(xué)家們把研究重點(diǎn)從化合價(jià)的本質(zhì)轉(zhuǎn)移到原子結(jié)合的數(shù)量關(guān)系上.20世紀(jì),原子結(jié)構(gòu)理論的建立為揭示化合價(jià)的本質(zhì)奠定了基礎(chǔ).1861年,俄國有機(jī)化學(xué)家特列洛夫首先提出“化學(xué)架構(gòu)”的概念,并指出物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定于它的化學(xué)結(jié)構(gòu),1916年美國化學(xué)家路易斯在《原子和分子》中闡釋了化合價(jià)的電子理論,解釋了分子間作用力的實(shí)質(zhì),提出:原子失去或獲得電子后形成穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu),金屬原子易失電子,非金屬原子易得電子形成負(fù)離子,正、負(fù)離子間的靜電庫侖力是離子間形成化合價(jià)的本質(zhì).
3.電子理論的發(fā)展
1927年,英國化學(xué)家海特勒和德國化學(xué)家倫敦把量子力學(xué)理論應(yīng)用到分子結(jié)構(gòu)中來,后來又經(jīng)過美國化學(xué)家鮑林等人的發(fā)展,建立了現(xiàn)代價(jià)鍵理論(簡稱VB法,又叫電子配對(duì)法),1931年,由鮑林和斯萊托創(chuàng)立了雜化軌道理論.價(jià)鍵理論和雜化軌道理論都認(rèn)為,原子的化合價(jià)與原子核外電子層中未配對(duì)的電子數(shù)目相等.因?yàn)橛袔讉€(gè)未配對(duì)電子,就可以借電子對(duì)的形式來形成幾個(gè)共價(jià)鍵,從而生成具有一定穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分子.例如:H、F、O、N、He、Ne基態(tài)時(shí)原子核外未配對(duì)電子數(shù)分別是1、1、2、3、0、0,所以它們的化合價(jià)也分別為1、1、2、3、0、0.
4.分子軌道理論階段
1931年鮑林提出了雜化軌道理論和電價(jià)配鍵、共價(jià)鍵的配合物價(jià)鍵理論,1932年美國化學(xué)家密立根和德國化學(xué)家洪特等人創(chuàng)立了分子軌道理論(簡稱MO理論),以及隨后提出的單電子鍵、三電子鍵和缺電子鍵等概念,使化學(xué)家們對(duì)原子間相互化合的形式、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化和發(fā)展,同時(shí)也使化合價(jià)的傳統(tǒng)概念暴露出來這樣那樣的缺陷.1938年,鮑林出版了《化學(xué)鍵本質(zhì)》一書,宣告了用整數(shù)定量量度化學(xué)元素性質(zhì)的化合價(jià)的消亡,并引導(dǎo)化學(xué)家們將注意力轉(zhuǎn)到探索化學(xué)鍵的本質(zhì)上來.至此,人們開始清醒地認(rèn)識(shí)到用化學(xué)鍵數(shù)目來計(jì)算原子的化合價(jià)的方法是行不通的,至少在有些類型的化合物中是無法應(yīng)用的.
二、化合價(jià)的學(xué)習(xí)困難分析
通過對(duì)化合價(jià)概念的演變與發(fā)展的歷史回顧,我們可以看到,在第一階段的化合價(jià)概念僅僅回答了原子間相互化合的數(shù)量關(guān)系.第二階段則將化合價(jià)的數(shù)值與共價(jià)鍵數(shù)目或原子中未配對(duì)電子數(shù)目畫上等號(hào),從而使化合價(jià)這一起初比較抽象的概念變得具體起來.第三階段,化合價(jià)的分子軌道理論為揭示化學(xué)鍵的本質(zhì)提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)說明用整數(shù)定量度量原子化合價(jià)的概念已經(jīng)過時(shí),對(duì)于奇數(shù)電子的分子、缺電子分子和夾心面包型分子中原子的化合價(jià),必須用分子軌道理論來闡述才能得到滿意的解釋.這不斷變化的含義,讓化合價(jià)披上了一層神秘的面紗,也導(dǎo)致了學(xué)生化合價(jià)學(xué)習(xí)的困難.
首先,從化合價(jià)的發(fā)展歷程可以看出,化合價(jià)這一概念的含義不斷在發(fā)生變化,而并不是我們現(xiàn)在教材中給出的化合價(jià)的含義,所以這就導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)了化合價(jià)概念之后,按照所學(xué)的化合價(jià)知識(shí)去判斷其他物質(zhì)中元素的化合價(jià)時(shí),常常會(huì)遇到解釋不通的時(shí)候,比如說四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)、過氧化氫中氧的化合價(jià).這樣就導(dǎo)致學(xué)生難以理解化合價(jià)這個(gè)概念.
初三學(xué)生在學(xué)習(xí)化合價(jià)之前頭腦中沒有與“化合價(jià)”相連接的先行組織者,化合價(jià)知識(shí)很難與學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相連接,學(xué)生只能靠死記硬背老師教給的口訣,這樣學(xué)到的知識(shí)在練習(xí)應(yīng)用中又頻頻出錯(cuò),這對(duì)學(xué)生來說更是雪上加霜,化合價(jià)的學(xué)習(xí)更加困難.
其次,化合價(jià)如此復(fù)雜的發(fā)展史,對(duì)于很多的初中教師也是陌生的,教師在理解化合價(jià)時(shí)都不能給出其確切的含義,如果要傳授給學(xué)生,講到什么程度、怎樣講合適,這對(duì)教師來說本身就是一個(gè)挑戰(zhàn),所以很多教師則干脆不講,直接告訴學(xué)生一個(gè)“化合價(jià)記憶口訣”,學(xué)生們只會(huì)記住這些口訣,而對(duì)于化合價(jià)什么含義、怎么用,則是一塌糊涂.
三、解決化合價(jià)學(xué)習(xí)困難的教學(xué)建議