史上十大美丽化学实验

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化学是甚幺?

教授面对这样的问题,常会笑着把化学的英文辞彙(Chemistry)拆开来讲:「Chem is try (化学就是动手试)。」化学的发展正是仰赖不断的实验,揭开隐含其中的奥秘。

在化学史上有许多优雅又富含深意的实验,而美国「化学与工程新知(Chemical and Engineering News)」期刊在2003年,邀请化学家与历史学家共同票选出史上最美丽的十大化学实验,条列于下。

1. 巴斯德(Louis Pasteur)将酒石酸盐类的光学异构物分离(1848年)

2. 拉瓦节(Antoine Lavoisier)在金属氧化方面的研究,随后导引出燃烧和氧化作用的基本理论。(约1775年)

3. 费雪(Emil Fischer)决定葡萄糖的结构。(约1890年)

4. 戴维(Humphry Davy)利用电解分离元素,包括钠、钾(1807年)与镁、钙、锶、钡(1808年)。

5. 柏金(William Henry Perkin)人工合成淡紫色的染料。(1856年)

6. 克希荷夫(Gustav Kirchhoff)和本生(Robert Bunsen)证明金属盐类在火燄中加热,释放出的光谱线具有元素特质。(1859年)

7. 卜利士力(Joseph Priestley)透过加热「红色的金属灰」--也就是氧化汞,发现了氧气。(1774年)

8. 巴特莱特(Neil Bartlett)利用六氟化铂合成六氟铂酸氙,是合成钝气化合物的第一人。(1962年)

9. 格里纳(Victor Grignard)发现含镁的有机化合物可应用在有机合成。(约1899年)

10. 居礼夫妇(Marie and Pierre Curie)发现钋和镭元素。(1898年)

美的认定是主观的,美国化学传统基金会会长沙克雷(Arnold Thackray)说:「我不够资格评断近五百年来的实验,以当时的眼光判定是否简单、优雅。但是,我认为一个实验若『美』,那它应该对今日人类有深远影响。」

精研科学历史的拉姆柏格(Peter J. Ramberg)教授说:「在清单上鲜有实验是为了验证化学理论,而是以合成实验居多。」「製备与合成永远都是教科书的重点,它们在化学家的心目中是经典实验;化学家与物理学家对『美的实验』有不同的认知,物理学家会认为美的实验是对特定假说作验证实验。」

既然有票选,就免不了有遗珠之憾,最大的两颗遗珠是乌勒(Friedrich Wöhler)从氰酸铵(ammonium cyanate)合成尿素,以及华生(James Watson)、克里克(Francis Crick)决定DNA双股螺旋的结构。

乌勒的实验被认为是有机化学的开端,不过科学史学家认为乌勒的故事现今已经被严重的扭曲。历史系教授洛克(Alan J. Rocke)说:「第一,乌勒的反应只是单纯的重组反应,称不上非常优雅的反应。第二,乌勒合成的尿素并非第一种人工合成的有机物(译注:应该是第一种由「无机物」所合成的有机物)。第三,有机物只能由生命体合成的生机说(vitalism)并非由乌勒实验来反驳,乌勒本身也从未如此宣称。」

那DNA双螺旋的解密呢?华生与克立克的影响不言而喻,部分评审委员认为这是个精采的杰作,却算不上「实验」。拉姆柏格点出这只是利用X射线的照片配合模型构筑来釐清结构,「华生与克立克是应用已建立的化学与晶体知识来解答生物上的关键问题。」

也许你不见得满意上面所列出来的名单和评审的言论,而在心中另有所属,不过这些实验确实都是一时之选,就让我们一起相遇在这些化学史上重要的时刻吧!


参考文献
1. Michael Freemantle “Chemistry at Its Most Beautiful” C&E News, 2003, 34, 27-30

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