氩元素概念的形成和发展与化学思想的演进

19世纪末英国化学家瑞利和拉姆塞发现了氩元素，引发了“惰性气体”的发现，开辟了周期表中的零族元素；20世纪20年代氩元素同位素的发现使人们对氩元素的概念有了新认识；21世纪初，氩化合物的发现使人们对氩的“惰性”有了全新的认识，改称氩为稀有气体元素。总之，氩元素概念的形成和发展对于元素周期律的完善和发展，以及人们对原子结构和化学键理论的认识都起到了极为重要的桥梁作用。     

从简单土质物质到现代化学元素：钙元素的发现及其概念的发展

18世纪末,法国化学家拉瓦锡预言石灰等土质不是简单物质。19世纪初,英国化学家戴维利用电化学技术从石灰中制得一种新的金属,并将其命名为“钙”(calcium),钙元素概念初步形成。随后,原子论的提出与钙原子量的测定使钙元素概念得到发展。到了20世纪,钙元素同位素的发现使人们对钙元素概念有了新的认识。总之,钙元素概念的发展史不仅是元素概念的发展史,也是科学思想、科学方法的演变史。     

镉元素的发现及其概念的发展

通过对镉元素概念发展历程的考证分析可知,19世纪初,随着科学思想和化学分析方法的发展,德国化学家斯特罗迈耶首次通过药物分析制取并命名镉单质。至1826年,瑞典化学家贝采利乌斯首次测定镉原子量,赋予镉元素新的含义。镉原子量测定以及元素周期表形成,使镉元素的概念和镉原子结合起来。1924年,英国化学家阿斯顿通过质谱仪发现了镉同位素,从而形成了现代的镉元素概念。总之,随着科学思想和方法的不断发展,镉元素概念的内涵也在不断发展变化。     

钨元素的发现及其概念的发展

1781年,瑞典化学家舍勒在白钨矿中发现了钨酸,预测其中一定含有一种新金属元素,并将其命名为钨(Tungsten)。1783年,西班牙化学家德鲁亚尔兄弟从黑钨矿中成功提取出了舍勒所说的新金属单质,将其命名为钨(Wolfram)。1803年,英国化学家道尔顿原子论的提出,赋予钨元素新的含义:具有一定质量的钨原子。1930年以后,钨同位素的发现使人们对钨元素有了新认识,并逐渐形成了现代钨元素的概念。关于钨元素的认识经历了从假说到客观存在、从定性到定量、从宏观到微观的发展历程。钨元素概念的演变体现了科学思想和科学方法的进步。     

从软锰矿到锰同位素：锰元素的发现及其概念的发展

1771年，瑞典化学家托伯恩·伯格曼明确提出软锰矿中含有新元素的假说，并将之初步命名为manganese(锰)。1774年，瑞典矿物学家甘恩首次制取出锰单质，锰元素假说得以验证。同年，瑞典化学家舍勒对锰单质的性质进行了表征，并确认manganese(锰)一词为该元素命名，锰元素的概念正式形成。同位素化学兴起后，1923年至今共发现25种锰的同位素，锰元素被明确定义为质子数为25的所有原子的总称。锰元素的发现浓缩了19世纪初系统分析法形成以前早期分析化学的发展，其概念的演变渗透出系统分析法的形成以及同位素化学的兴起，在定性到定量的研究过程中体现了科学思想和方法的进步。     

锆元素概念的形成和发展

1789年,普鲁士分析化学家克拉普罗特提出黄锆石中含有一种新土质,并将其命名为“锆土”,锆元素假说正式形成。随后,锆的原子重量的测定以及锆元素在元素表中位置的确定,促进了锆元素假说的发展。1914年,荷兰工程师勒利和汉布格首次制得纯度较高的金属锆,这使得锆元素假说得以证实,锆元素概念正式形成。从1924年至2020年,锆同位素的发现使人们对锆元素有了新认识,促使了现代锆元素概念的形成。锆元素概念的形成和发展的过程既是元素的发现史,也是化学思想和化学方法的演进史。     

硼元素概念的发展史

通过对硼元素概念的发展史考证分析可知,硼元素概念的发展大致可划分为3个时期,即硼元素假说的形成、硼元素概念的形成与发展、现代硼元素概念的建立。18世纪,拉瓦锡预言了硼元素的存在。19世纪初,硼单质的制取成功标志着硼元素概念正式形成。20世纪,随着原子结构理论的建立和同位素的发现,人们对硼元素有了新的认识。硼元素概念的发展过程,是一个从提出假说到验证假说并不断深入认识的发展过程,也是科学技术不断进步、科学理论逐渐成熟、科学思想演变发展的过程。     

氢元素概念发展史与化学思想的演进

18世纪,发现氢气的卡文迪什认为该气体是水与燃素的化合物;但发现水的组成的拉瓦锡认为氢气是一种元素物质。到19世纪,原子分子论形成后,氢气被认为是由双原子分子构成的单质。20世纪30年代,氢同位素的发现使人们对氢元素概念有了新认识,并逐渐形成现代氢元素概念。氢元素概念的发展史不仅是元素概念的发展史,也是科学思想的演进史和科学方法的发展史。     

硫键：从概念形成到实际应用

早期含硫键物质的合成和硫键结构的发现为硫键概念形成奠定了基础。20世纪90年代以来,对硫族原子亲电性和亲核性的探索使人们对硫键的本质有了深刻的认识,促使了硫键概念的形成。此后,化学家分别于2002年和2010年开发了硫键超分子自组装和阴离子识别功能,并开始重视硫键在固体和溶液中的应用。随着对新型分子间作用力关注度的提高,硫键会越来越受到人们的重视,其应用也会有更广阔的前景。     

溴元素发现史上的成功和遗憾及其历史意义

1826年,法国青年化学家巴拉尔宣布发现了溴元素。然而,同时期的德国化学家李比希、洛威等人面对相似的实验现象与溴元素的发现失之交臂。溴元素的发现使卤族基本成型,增强了科学家验证氟元素假说的信心,并促进了元素周期律的发现。同时,溴元素的发现过程彰显了批判精神和直觉思维对于科学发现的重要作用,说明了科学态度是从事科学研究的必备素养。     

磷单质概念的新发展

自白磷与红磷相继被发现后，磷单质的概念初步形成。20世纪初期，黑磷的发现突破了人们对磷单质的认识。随后，紫磷、蓝磷、二磷分子以及环状磷的出现，使磷单质的概念有了新的发展。几种新的磷单质的发现，建立了磷单质概念的新范式，科学家在探索磷单质概念多元化的道路上还将继续前行。     

非金属元素掺杂纳米二氧化钛

二氧化钛在光电转化、光催化等众多领域具有重要的应用价值,但较宽的禁带宽度和较低的电子传递效率导致其光利用率较低。离子掺杂和纳米化是改变其能带结构、提高电子传输能力的有效策略,根据掺杂离子的性质,可分为金属离子掺杂和非金属元素掺杂。与传统二氧化钛相比,纳米二氧化钛具有特殊的表面效应和粒度效应,其化学活性、耐热性等都强于传统二氧化钛。本文主要对非金属元素掺杂纳米二氧化钛的研究进行评述,包括IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA族元素的单一元素掺杂以及和金属或非金属元素共掺杂,重点介绍了纳米二氧化钛的非金属掺杂与其能带结构、可见光响应和光催化性能之间的关系及其应用情况,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

硅元素的发现及其概念的发展

通过对硅元素发现历程的考证分析可知,17、18世纪随着科学实验的兴起以及元素观的发展,科学家以实践为基础,运用逻辑思维和直觉思维预见了硅元素的存在;19世纪随着电化学和分析化学的发展,科学家们成功制取无定形硅和晶体硅;20世纪30年代,硅同位素的发现使人们对硅元素的概念有了新认识。总之,随着科学思想的演进和科学方法的发展,硅元素概念的内涵也在不断发展变化。     

Application of titanium catalysts for the syntheses of heterocycles

The metal catalyzed synthesis of heterocycles is becoming an important and highly rewarding protocol in organic synthesis. Traditional approaches require expensive or highly specialized equipment or would be of limited use to the synthetic organic chemist due to their highly inconvenient approaches. Titanium-mediated cyclization reactions have been recognized as some of the simplest and useful tools for regio- as well as stereoselective syntheses of five-membered N-heterocycles. This review summarizes the applications of titanium catalysts with emphasis of their synthetic applications for different heterocylces. This review covered interesting discoveries in the past few years.     

女化学家艾达·诺达克

德国女化学家艾达·诺达克的亲身经历对理解她那个时代的女科学家具有重要的参照作用和价值。二战前后的德国禁止为已婚妇女提供带薪岗位,女科学家也不例外。在此背景下,婚前的几年包括婚后的30余年里艾达·诺达克与丈夫沃尔特·诺达克长期合作,以此赢得从事科学研究的机会和环境。婚后的艾达·诺达克几乎一直"无薪",甚至无明确的科研岗位,由此导致了不必要的歧视。尽管如此,艾达·诺达克依然取得了重要的科学成就,在铼元素的发现和核裂变预见方面的贡献尤为显著。艾达·诺达克虽获得了一些荣誉和一定的认可,但对她的认识和理解还需继续深入。     

铪元素及其同位素的发现：技术进步和思想发展的共同结晶

1869年，门捷列夫在第一张元素周期表中的锆元素后留出原子量为180的元素位置，预测铪与锆同族。1913年，原子序数和莫斯莱定律的提出揭示了铪元素在周期表中位置排列的实质，为铪元素的发现提供理论基础。20世纪20年代，玻尔理论的发展证实铪与锆同族，指导科学家从锆矿石中寻找铪元素。1923年，赫维西和科斯特借助X射线光谱技术发现铪元素，彰显了X射线光谱技术的独特价值。20世纪30年代以后，同位素理论和质谱技术促成了铪同位素的发现，使人们对铪元素有了新的认识。总之，铪元素及其同位素的发现是技术进步和思想发展的共同结晶。     

从零维到三维的碳范式:碳单质概念的新发展

自18世纪石墨与金刚石的组成被确定为碳元素后,碳单质概念初步形成。然而,20世纪末期,包括C₆₀在内的富勒烯一族的发现突破了人们对碳单质的认识。随后,碳纳米管、石墨烯以及人工合成的T-碳的出现,重新诠释了碳单质的概念。碳单质的新发现,建立了从零维到三维的碳范式,掀开了对“碳单质”研究和应用的新篇章。