基本介紹
簡介,生平,期刊書籍,發現元素,晚年生活,研究領域,元素符號,同分異構,電化二元論,測定原子量,個人成就,主要著作,
簡介
永斯·雅各布·貝采利烏斯（1779—1848年），化學元素符號的首倡者量子化學大師。在發展化學中作出重要貢獻，接受並發展了道爾頓的原子論；以氧作標準測定了四十多種元素的原子量；第一次採用現代元素符號並公布了當時已知元素的原子量表；發現和首次製取了矽、釷、硒等好幾種元素；首先使用“有機化學”的概念；是“電化二元論”的提出者；發現了“同分異構”現象並首先提出了“催化”概念。他的卓著成果，因此他成為十九世紀一位有名的化學權威。
永斯·雅各布·貝采利烏斯
生平
1779年8月20日，在瑞典首都斯德哥爾摩西南大約有161千米左右，一個坐落在波羅的海和維特恩湖之間被稱為林雪平的鄉鎮裡，一位國小校長的家庭中誕生一個小男孩。他叫瓊斯·雅科布·貝采里烏斯。在他4歲的時候，校長父親因病去世了，母親帶著他和2歲的妹妹改嫁給了一位牧師。兩年以後，貝采里烏斯的母親也去世了。幸運的是，自己已經有5個兒女的繼父對兄妹倆就像對待親生兒女一樣，對他們進行培養，教育。牧師並不富有，但不久他仍然盡力籌措了相當大的一筆錢，為7個孩子請了一位博學的家庭教師。 在家庭教師對孩子們進行教育的同時，牧師還非常注意滿足孩子們的求知慾，經常專門為了教育的目的而帶領他們去郊遊。小河邊有各種各樣的植物，清澈見底的水中，魚兒在游水吐泡，小蝦、小蟹在鵝卵石中鑽來碰去。小河邊一年四季的景物各不相同，對孩子們來說，沿著小河旅行無疑是一場非常有吸引力的遊戲。貝采里烏斯更喜歡這種旅行，尤其是繼父經常對他觀察事物加以指點與幫助。漸漸地，他開始全身心地愛上了大自然，有時他就躺在河邊軟軟的草地上，仰望著天空中的朵朵白雲，他仿佛覺得自己已經是大自然的一部分了。
永斯·雅各布·貝采利烏斯
1793年，14歲的貝采里烏斯進入了林雪平中學。對於那些繁雜的社會科學課程，他學習並不十分努力；但對自然科學課程，他表現出了極大的興趣，經常蒐集各種植物、動物的標本，還喜歡去打獵。在一位剛從西印度群島作學術旅行回來的新博物學教師的指導下，貝采里烏斯開始對林徹平地區的動植物進行較為系統的研究。在整箇中學階段，他給老師們留下的印象是：一個天賦好、志向廣泛但脾氣很急的年輕人。
中學畢業後，貝采里烏斯希望能夠繼續深造，繼父同意了他的要求。1796年9月，17歲的貝采里烏斯來到烏普薩拉――瑞典古老的大學城。隨即他通過了入學考試，成為了烏普薩拉大學的學生。由於繼父無力為他提供更多的資金，所以他的生活相當艱苦。為了能使自己的生活狀況有所改觀，貝采里烏斯就去給別人當家庭教師，雖然收入相當微薄，但這種自食其力的生活卻培養了他堅強的意志和熱愛勞動的品格。為了給來自不同國家的移民的孩子上課，貝采里烏斯又開始自學法語、德語和英語，正是由於有了這樣的自學經歷，所以這些語言方面的知識在他後來利用多國語言研究各種學術著作中起了很大幫助作用。
1798年秋天，大學生貝采里烏斯獲得了一筆獎學金，這樣他就有了較充足的時間去研究自己喜歡的東西而不必為了生計東奔西跑了。很快，他通過了自己的本專業――醫學哲學的考試。直到這時，貝采里烏斯對於自己以後畢生所從事的事業――化學，還沒有多大興趣。
最終促使貝采里烏斯將他的精力用到化學方面的卻是一次考試。在大學三年級的一次各科考試中，他的化學成績排在了全班的最後，要不是其他學科成績優良，他就很可能被開除了。從此以後，不甘居人後的貝采里烏斯開始主動地學習化學。此時，這位年輕人開始研讀德國化學家吉坦尼爾的教科書《反燃素化學基礎原理》。這是一部通俗易懂的教科書。貝采里烏斯後來回憶道，正是研讀了這本書後，他對於化學的興趣越來越濃厚，他的頭腦里充滿了各種化學實驗和化學知識。
那時，拉瓦錫的氧的學說正深入到化學理論當中並開始代替過時的燃素論。在燃素論與拉瓦錫學說的擁護者之間進行著激烈的辯論。在瑞典科學界占統治地位的還是燃素論，貝采里烏斯的老師們都是信奉舊觀點的，而他們的這位學生則接受了拉瓦錫的學說。貝采里烏斯在實驗室里製備了大量的氧，經常當著同學們的面進行在氧氣中燃燒各種物質的實驗。對於這些同學來說，這是使他們認識拉瓦錫氧的學說的最早實驗。在不斷的實驗中，貝采里烏斯更加深了對化學的興趣。在當時的烏普薩拉大學，化學並沒有受到太大的重視，也很少有哪個大學生想要專門獻身於這門學科之中。但貝采里烏斯此時已深深地愛上了化學，並開始努力解決自己在研究某些化學現象時出現的難題。1799年的暑假，他是在一家玻璃店裡度過的，在那裡他向一個義大利人學習了焊接玻璃和製造玻璃器皿的技藝。這項對於實驗室工作極為重要的技能，在以後總是令他的學生們感到驚嘆不已。這一年的冬天，他給麥地維礦泉水產地的一位醫生當助手，1800年冬，貝采里烏斯對麥地維礦泉水進行了化學分析，並以此作為他學位論文的題目。
這時候，在電學方面，義大利人伏特發明了能產生持續電流的伏打電池。很快，善於接受新事物的貝采里烏斯也製造了一個伏打電池，並用來研究電流的生理學的和醫療的效用。利用這一裝置，他成功地使一位殘疾人的一隻病手恢復了靈活性。對這些實驗的體會成了他博士論文的基礎。1802年5月，貝采里烏斯在烏普薩拉大學進行了公開的博士學位論文答辯，因而完成了獲得醫學博士學位所需的一切。同一年，瑞典皇家醫學會任命了剛滿23歲的貝采里烏斯為斯德哥爾摩醫學院醫學和藥學講師。從此，他開始了自己的教學生涯。
1807年，28歲的貝采里烏斯被任命為化學和藥學教授。此時他所任教的醫學院醫療系只有三個教授，因此，每個教授要開好幾門課。貝采里烏斯開的是醫學、植物學和藥學的課程，不久以後他又開了化學課。在一開始，他的藥學課很受學生們的歡迎，但來聽他的化學課的人卻是寥寥無幾。這是因為，在當時的化學教授們講課時只注重口頭講述而通常不進行任何演示和實驗。這種化學教學法在許多大學中是有傳統性的。只用口頭評說各種物質的性質和組成，卻不作化學反應的直觀實驗，不僅對於講授來說是很困難的，就是對於學生們來說，這樣抽象的化學課也是十分枯燥難懂的。因此化學課不受歡迎也就可想而知了。
貝采里烏斯力圖改變這種局面。他在講課中大大增加了實驗次數，把直觀的化學實驗引入了課堂教學之中。不久，他上化學課的教室就逐漸擠滿了前來聽課的學生。他的這種化學教學法也很快被其它許多大學所採用。在進行緊張的教學活動的同時，貝采里烏斯也積極地投入到科研活動中。1802年，他進行了電化學的研究，1803年2月，他將研究成果總結成一篇論文，這篇論文包括了貝采里烏斯以後提出的電化學理論的全部基本原理。同一年，貝采里烏斯與本國化學家赫新格爾在進行化合物分解的研究過程中，共同發現了化學新元素鈰，同時也精確地測定了這種新物質的性質。就這樣，在此以前默默無聞的24歲的雅各布·貝采里烏斯在化學界出了名。
期刊書籍
1806―1818年，貝采里烏斯與赫新格爾編輯出版了期刊《物理、化學和礦物學叢刊》，這本刊物在物理學、化學界的影響日益加深，貝采里烏斯也經常在這一刊物上發表自己的各種研究成果。 在1806年，貝采里烏斯自己動手編寫了生理化學教科書。就在這一年，他第一次把“有機化學”的概念引入了教學之中。1808年，他著手編寫了《化學教科書》一書，這是日後許多國家的幾代化學家都學過的一部教科書，對科學的發展做出了巨大的貢獻。從1807年開始，在以後的6年中，他還進行了測定各種鹽、酸、氧化物與其他物質組成的基礎的研究。
永斯·雅各布·貝采利烏斯
由於貝采里烏斯對科學界與教育界的貢獻巨大，在1808年，他被選舉為瑞典科學院院士，1810年又被選舉為瑞典科學院院長。工作繁重的貝采里烏斯對於這種種的榮譽並沒有看得太重，他依然腳踏實地地進行自己的科研與教學工作。
作為一位科學工作者，貝采里烏斯非常注意了解世界各國最新的科學研究進展，他積極與外國科學家們進行不斷的聯繫，這進一步擴展了他科學觀點的廣度與深度。還是在科學活動的初期，他就已經同許多著名的學者，比如法國的貝爾托勒、英國的戴維等人建立了通信聯繫。1812年夏，貝采里烏斯應英國皇家學會會長戴維的邀請，訪問了英國皇家學會，通過戴維的介紹，他還結識了學會的許多傑出的代表人物。在以後的5個月中，貝采里烏斯與戴維進行了共同的化學研究，取得了許多共識，並且互相糾正了對方的一些錯誤觀點，進一步加深了他與戴維的學術聯繫。1818年春天，貝采里烏斯由於過度疲勞而生病了，醫生和朋友們都建議他能夠暫時停止化學研究，到外國進行旅行療養。他聽從了勸告，作了長時間的出國旅行，訪問了英國、法國、瑞士和德國。旅行期間，他又結識了歐洲的許多大學者。他在法國巴黎呆了10個月，與法國學者們相互交流了研究課題，貝采里烏斯從中得到了許多非常有益的啟示。1820年10月，他回到了斯德哥爾摩，又開始了新的科學研究。
此時的貝采里烏斯，已經成為世界著名的學者。他研究的範圍極廣，化學上的大問題幾乎沒有一個沒有參加研究過。
為了更好地總結當時科學的發展情況，從1821年開始，他著手出版《物理、化學進展年報》。直到他逝世，年報一共出版了27期，這些年報是19世紀上半期有關化學、物理學和礦物學方面最具權威性的文摘性刊物。
貝采里烏斯在著手出版年報時，還給自己提出了廣泛宣傳科學成就的崇高目標，他認為，他的努力將一定能夠促進生產的發展並有助於增進人民的福利。他在年報第一期中以科學院的名義寫道：“靠這些關於科學的論文或報告的繼續出版，國家的知識階層就有可能達到它的最終目的――這就是更進一步地認識人類知識的進步，更加重視實用科學的研究，從而更廣泛地把他們的研究成果套用到普通的、有利於勞動者的技藝和工藝中去，這樣就一定能夠促進生產的繁榮和勞動者生活水平的提高。”
貝采里烏斯給自己提出的第二個任務是，通過這個文摘性刊物把各國科學家的力量聯合起來，促進科學事業的發展。他指出，年報的出版不僅有利於對已作過的工作進行總結，而且還可以針對某個新的課題進行研究。
《年報》一共出版了27期，每期都是厚厚的一本，最多的一期達到800頁正文。在編輯《年報》時，貝采里烏斯不僅僅只是摘錄浩繁的科學論著，他力求把其中對科學發展最重要的論著挑選出來。他曾經說過這樣的一段話：“從科學園地中採摘的果實，正如同農人的收穫一樣，常常是工作、幸運與有利的機遇的共同產物。與前者有聯繫的只是在日常中收集事實，所以科學向前推進總是緩慢的。科學有時也會邁出比平常大的步伐，在大多數情況下，這種步伐都是很好地利用了機遇的結果，有時也是罕見的天才的出色研究的結果。像愛爾斯捷特發現的電磁效應；紀比克研究的熱電現象；法拉第發現的電磁旋光；密克爾力特發現物體的同晶現象；德伯萊涅爾發現鉑具有在常溫下引起氣化合直至發火的性質……這一切都是科學邁出的極為罕見的巨大步伐。”
發現元素
永斯·雅各布·貝采利烏斯
一八〇七年，斯德哥爾摩大學的醫學系需要一位能教化學的講師，他去申請立刻被錄取。貝采利烏斯才知道他無意中發現的新元素，是一件很重要的學術成就。一八〇八年，他為學生寫了一本化學課本，一改再改，十五年以後才拿出去出版，這本書後來被譯成法文、德文、英文，在歐美各大學廣被使用。
一八〇八年，貝采利烏斯分析血液，發現血紅素含鐵，又分析各種食物，發現菠菜中含有大量的鐵，因此他建議多吃菠菜可以增進體力，並促進血液的產生。這個研究成果當時被很多人譏笑：菠菜是綠色的，血液是紅色的，吃綠色的怎能補紅色的？貝采利烏斯沒有爭辯什麼，他繼續研究生理代謝的化學反應。他不知道他已開啟了一個重要的學科生理化學。一八〇五年，他寫道：人類大腦的功能是大自然界最大的奧秘，許多化學作用參與其間，只要有一個化學作用出問題，人就會瘋掉；每當解開大腦中一個小小的化學反應，就是我邁向認識上帝的一大步。
不久，貝采利烏斯提出：導致肌肉的酸痛是乳酸，不是醋酸。他又發現乳酸有光學上左旋與右旋的差別，這種分子有一樣的分子式，但有不同的排列結構，他就稱為同分異構物（isomerism）。一八一七年，他在冶鉛礦爐的地下殘渣中，分析出一種新的元素，他命名為硒（Selenium），這個字的原意是月亮，因為硒是從礦渣中區分出來的，如同月亮是從地球分出一般。後來他又從挪威南部勒峰島上所產的黑色花崗石中發現一種新元素，就為其取名為釷（Thorium）。
一八一八年，貝采利烏斯提出他最有名的研究成果原子量訂定。當他研究各種元素的氧化物時，發現各元素有一定的重量、比例去組成各種不同的物質，他以每摩爾的氧原子有十六克重為基礎，定出四十五種已知元素的原子量。一八二六年，他以拉丁文訂下各種原子的符號，並且排出原子量表，這是最早的原子量確定與其周期表。為什麼化學元素要用拉丁文?貝采利烏斯認為：日常用字會隨時間而改變其用詞的涵義，非口語的拉丁文反而能留下原來的涵義。
晚年生活
貝采利烏斯畢生專心致力於科學事業，他56歲才初婚。他的妻子伊莉莎白(Elisabeth Poppius) 當時年僅24歲，是瑞典國務大臣波皮烏斯( Poppius)的一位千金，婚前貝采里烏斯被授於男爵爵位，結婚時，他們舉行了豪華的婚禮。政府官員、科學家、社會名流以及他的學生們都來向他們表示祝賀。婚後，貝采利烏斯繼續埋頭於科研工作。他一邊在大學裡講課，一邊呆在實驗室工作，並抽空編寫《年度述評》1836年，他還在《物理學與化學年鑑》雜誌上發表了一篇論文，首次提出化學反應中使用的“催化”與“催化劑”概念；又是他，1841年第一個提出了“同素異形”的術語。即使貝采利烏斯的化學成就已經名聞國際，但是他在經濟上還是非常的拮据。他長期居住在一間地下室里，房間已經夠小了，還不時有些學生來與他討論功課，晚上太晚了就借睡在客廳里。貝采利烏斯睡覺時鼾聲很大，不過這些學生習以為常。貝采利烏斯的妻子波比爾(ElisabethPoppius)，是他教會牧師的女兒。當新娘子蜜月歸來，隨即發現丈夫的家幾乎是座乞丐屋，二十多個學生睡臥在每個角落，未清的碗盤、衣服高高地堆疊著，一對新人得一同動手清理。
永斯·雅各布·貝采利烏斯
這對夫妻後來沒有孩子，他們就把學生當孩子養。這些學生中有好多日後成了傑出的化學家，例如第一個合成尿素的維勒（Wohler）、在鐵礦中發現新元素鋰（lithium）的亞維森（Arfwedson）、發現新元素釩（vanadium）的沙弗斯頓（Sefstrom）、發現新元素鑭（lanthanum）的孟珊樂（Mosander）、發現新元素鈥（holmium）與銩（thulium）的尼爾遜（Nilsson）等。
貝采利烏斯寫道：在我的眼中，學生比任何成就更重要。至於我，我只要睡醒時看到頭上有天花板，腳下有地板就滿足了。
貝采利烏斯晚年時，在瑞典皇家科學院發表的最後一次演講說道：我對上帝充滿了感恩，我覺得自己是最幸福的一個男人。他死於一八四八年八月七日。由於長期緊張地工作和經常接觸有毒化學藥品，貝采利烏斯的健康遭受很大損傷，積勞成疾，於1848年8月7日，在斯德哥爾摩病逝，享年69歲。瑞典科學院和瑞典政府為他舉行了隆重的葬禮。
研究領域
永斯·雅各布·貝采利烏斯
①在發展原子論方面，永斯·雅各布·貝采利烏斯認為，為了確立原子學說首先應以最大的精確度測出儘可能多的元素的原子量。1814年他發表了包含41種元素的原子量表，1818年增加到45種元素，1826年增加到50種元素。後一張表實際上同現在的數值一樣（除了鹼金屬和銀的數值是現代數值的2倍）。他發現了幾種新元素：鈰（1803年）、硒（1817年）、釷（1828年）。他還提出了新的元素符號體系，沿用至今。
②在電化學方面，永斯·雅各布·貝采利烏斯1814年提出了電化二元論：化合物都是由兩種電性質不同（即帶正電荷和負電荷）的組分構成的，開創了對分子中各原子間相互關係的探索。在研究金屬和非金屬的特性，以及解釋無機化合物性質和製備過程方面獲得成功。
③在有機化學方面，永斯·雅各布·貝采利烏斯在1806年最早提出“有機化學”這個名稱。他發現了外消旋酒石酸，並由於它與酒石酸有相同的化學組成，但有不同的物理性質而認識到同分異構現象，並命名。1835年他發現了催化作用，並命名。
④在分析化學方面，永斯·雅各布·貝采利烏斯創始了重量分析。永斯·雅各布·貝采利烏斯最早分離出矽（1810年）、鉭（1824年）和鋯（1824年）；詳盡地研究了碲的化合物（1834年）和稀有金屬（釩、鉬、鎢等）的化合物。他大大改進了分析方法（使用橡皮管、水浴、乾燥器、洗瓶、濾紙、吹管分析）和燃燒分析方法（1814年）。
元素符號
永斯·雅各布·貝采利烏斯
同分異構
永斯·雅各布·貝采利烏斯
貝采利烏斯還是開創有機化學研究領域的傑出化學家。1814年貝采利烏斯通過精確的實驗證實，有機物也遵守定組成定律。這就開始了對有機物的深入研究。他最早引用了“有機化學”概念。但由於當時科學條件限制，有機化學研究的對象只能是從天然動植物有機體中提取的有機物，即只能從有機物製造有機物。這給了人們一種錯覺，似乎有機物均屬“有生機之物”或“有生命之物”，並只有在一種非物質的“生命力”的作用下才能形成，而不能在實驗室里用化學方法合成。顯然，這種“生命力論”及貝采利烏斯的電化二元論，都束縛了有機化學的發展。但是，當1828年維勒人工合成尿素之後，貝采利烏斯受到極大啟發，他想到自己也曾發現過雷酸銀和氰酸銀，這是兩種組成相同而性質不同的物質，當時誤認是由於實驗誤差造成的。在維勒之後，他發現酒石酸和葡萄酸也有類似情況，於是他認為必須提出一個新概念。他說：“我建議把相同組成而不同性質的物質稱為‘同分異構’的物質”。同分異構現象的發現以及從理論上的闡明，是在物質組成和緒構理論發展中邁出的重要一步，它開始了分子結構問題的研究，促進了有機化學的發展。
電化二元論
關於化學親合力的研究，使貝采利烏斯建立起電化二元論的學說，貝采利烏斯早年對電解過程做過仔細考察，特別是電解槽兩極的電荷相反，電荷之間的吸引和排斥給他留下了深刻印象，促使他決心套用電學的上述觀點來分析化合物組成和化學反應的機理。經過更多的實驗考察後，他於1811年，從電學的角度出發，提出一個被認為更合理的化學親合力理論，即他的電化二元論。他根據電學中的二元性和實驗證明的鹽能被電流分解為鹼和酸的事實，把酸鹼的概念與電的極性聯繫起來，認為鹼是由金屬的氧化物形成，它帶陽電：非金屬的氧化物帶陰電，能形成酸，在這兩種氧化物之間，也有引力在起作用，相互作用的結果形成鹽。例如氧化鈣帶陽電，二氧化碳帶陰電，二者相互作用時形成碳酸鈣。然後他又將這種極性推廣到元素上面，他構想，每個原子都帶有正負兩種電荷，氧是負電性最強的元素，鉀是正電性最強的元素，其它元素按其負電性（或正電性）的強弱介於二者之間。元素間之所以能相互作用，是由於它們帶相反電荷相互吸引。例如負電性最強的元素氧被其它元素所吸引，從而同它們化合。但是，這樣形成的氧化物卻不是中性的，它們也帶電。因為不等量的電荷是無法完全中和的。因此，如前所述，金屬的氧化物帶陽電，非金屬的氧化物帶陰電。按照貝采利烏斯的假定，物質總是帶電荷的，即使化合以後仍帶電荷，物質相互作用的親合力就是電的吸引力。把電看作是物質粒子的本性，這種認識比戴維只停留在表象的認識深刻得多。貝采利烏斯把物質的化學性和電性都統一在同一的物質屬性內，通過物質的電性變化來認識物質的化學變化，把這兩種變化有機地聯繫起來，這是對化學物質、對化學過程的認識的一個重要的思想發展。
測定原子量
貝采利烏斯是當時最著名的分析化學家之一。他在測定原子量時，把許多新的分析方法、新試劑和新儀器設備引進分析化學中來，使定量分析的精確度空前提高。他對各種分析操作進行過細緻的研究與改進。例如他曾指出，漏斗的錐角60度時過濾速度最快，而且濾紙不能高出漏斗，否則溶劑在濾紙邊緣會很快蒸發，使沉澱難以洗淨。貝采利烏斯對礦物學做過長期系統的研究。他在對礦物進行定量的全分析時，發現其中大部分是“矽質”（矽石）。矽質與其他金屬的氧化物緒合成化合物，就是礦物的主要成分。貝采利烏斯把含有這種化合物的礦物，取名為“矽酸鹽”。並對各種矽酸按其組成做了分類，這種分類沿用至今。1814年他發表了關於礦物新的純化學分類法的論文，引起學術界極大重視，立即被譯為英文和德文。同時在礦物研究中，他還發現過一些新元素。例如1803年發現鈰；1817年發現了硒；1828年發現釷。另外還發現了矽、鍅、鉭、鍺等等。
個人成就
貝采利烏斯著有《化學教程》（2卷，1808～1812年）和《電的化學作用和化學比例理論》（1814年）。 貝采利烏斯還是一位化學教育家。他十分重視化學人才的培養。他曾編著化學教科書共三卷，於1816年初版後不久，即被譯成法文和德文。在貝采利烏斯生前，該書在瑞典曾印行過五版。它是一部最完整、最系統和最通俗的化學教科書。在長達30多年間，成千上萬的青年化學家們都讀過該書。貝采利烏斯以其廣博的知識和正確評價實驗數據的洞察力吸引著科學家們。他總是不斷地改造舊方法，創造新方法，並且毫不隱瞞地把自己的所有成就都寫迸教科書里，給青年學者們鋪成了前進的坦途。維勒等一大批化學家都曾師承於貝采利烏斯，他是當時國際上公認的化學權威之一。
主要著作
1、《化學教程》
2、《生理化學》
3、《年度述評》
4、《電的化學作用和化學比例理論》
