幾百萬年前，人類過著非常簡單的原始生活，靠打獵為生，吃生肉和野果。據考古學家考證，至少在50萬年前，就可以找到人類用火的證據，即在北京周口店北京猿人生活過的地方發現了燒焦的動物骨骼。
有了火，原始人告別了吃血喝血的生活。人類吃了熟食後，健康水平提高了，智力發展了，生存能力提高了。
後來人們學會了摩擦生火，鉆木取火，這樣火就可以隨身攜帶了。因此，人們不再是火種的看管者，而是成為了能控制火勢的生火者。
火是人類用來發明工具和創造財富的武器。利用火能產生各種化學反應的特性，人類開始了制陶、冶金、釀造等工藝，進入了生產生活的廣闊天地。
2.歷史悠久的制陶工藝
很難證實陶器是何時產生的。關於陶器的起源，眾說紛紜。有人推測，人類生活最原始的容器是由樹枝制成的。為了使其耐火和致密，通常在容器的內部和外部塗上壹層粘土。在使用過程中，這些容器偶爾會著火，裏面的樹枝都被燒光了，但粘土不會著火，不僅保留了下來，還變得比著火前更硬更好。這個偶然事件給了人們很大的啟發。後來，人們幹脆不再用樹枝做骨架，開始有意識地搗碎粘土。與水混合，揉捏到非常柔軟的程度，塑造成各種形狀，在陽光下曬幹，最後在篝火上燃燒，制成原始的陶器。
大約1萬年前，中國開始出現燒制陶器的窯爐，成為最早生產陶器的國家。陶器的發明是制造技術的重大突破。制作陶器的過程改變了粘土的性質，使粘土的成分發生了壹系列的化學變化，如二氧化矽、氧化鋁、碳酸鈣、氧化鎂等，使陶器具有優異的防水和耐久性能。所以陶器不僅有新的技術意義，也有新的經濟意義。它為人們處理食物增加了烹飪方法。陶瓷紡車、陶瓷刀、陶瓷銼等工具在生產中也起著重要作用；同時，陶瓷儲物可以使糧食和水易於儲存。因此，陶器很快成為人類生活和生產的必需品，尤其是對於定居下來從事農業生產的人們來說。
3.冶金化學的興起
在新石器時代晚期，人們開始用金屬代替石器制造工具。用的最多的是銅。然而，這種自然資源畢竟是有限的，所以從礦石中冶煉金屬的冶金學應運而生。銅礦首先被冶煉。約公元前3800年，伊朗開始將銅礦石(孔雀石)與木炭混合，加熱後獲得金屬銅。純銅比較軟，用它做的工具和武器質量不夠好。在此基礎上，經過改進，出現了青銅器。
從公元前3000年到公元前2500年，除了銅，錫和鉛也被冶煉。在純銅中加入錫，可以使銅的熔點降低到800℃左右，因此更容易鑄造。銅和錫的合金叫青銅(有時含鉛)，硬度高，適合制造生產工具。青銅制成的武器堅硬鋒利，青銅制成的生產工具遠勝於紫銅。也有青銅鑄造的銅幣。中國在鑄造青銅器方面取得了很大成就，如殷早期的“司母戊”鼎。它是壹種禮器，也是世界上出土的最大的青銅器。再比如戰國時期的編鐘，堪稱古代音樂中的壹大創造。所以青銅器的出現促進了當時農業、兵器、金融、藝術的發展，把社會文明向前推進了壹步。
中國、埃及和印度是世界上最早煉鐵和使用鐵的國家。春秋晚期(公元前6世紀)，中國制造生鐵用於鑄造。最早的時候是用木炭煉鐵，木炭不完全燃燒產生的壹氧化碳將鐵礦石中的氧化鐵還原成金屬鐵。鐵被廣泛用於制作犁頭、鐵鍬(壹種鋤草工具)、鐵鍬等農具，鐵鼎等器皿，當然也用於制作武器。正是從公元前8世紀到公元前7世紀，歐洲和其他國家進入了鐵器時代。因為鐵比青銅硬，煉鐵的原料也遠比銅豐富，所以在大多數地方，鐵已經取代了青銅。
4.中國的偉大貢獻——火藥和造紙術。
黑火藥是中國古代四大發明之壹。為什麽叫“黑粉”？這也要從它使用的原材料說起。火藥的三種原料是硫磺、硝石和木炭。木炭是黑色的，所以火藥也是黑色的，稱為黑火藥。火藥的性質是容易著火，所以可以聯想到火，但是如何理解“藥”這個詞呢？原來硫磺和硝石在古代都是治病的藥。所以黑粉可以理解為會著火的黑藥。
火藥的發明與中國西漢時期的煉丹術有關。煉丹的目的是尋求長生不老之藥。煉丹的原料中，有硫磺和硝石。煉丹的方法是將硫磺和硝石放入煉丹爐中，用火久煉。在多次煉丹的過程中，出現了壹次又壹次的火災和爆炸。經過多次實驗，終於找到了制造火藥的方法。
黑粉發明後脫離煉金術，壹直用於軍事。古代人打仗，近距離用刀槍，遠距離用弓箭。有了黑火藥，從宋代開始，出現了各種新式武器，比如用弓發射的火藥包。火藥包有兩種:火球和火蒺藜。火是用來點燃火藥線，把火藥包扔出去，通過燃燒爆炸的方式殺死對方。
公元8世紀左右，中國的煉丹術傳到了阿拉伯，火藥的制備方法也傳了過去，後來又傳到了歐洲。就這樣，中國的火藥成為了現代炸藥的“始祖”。這是中國的偉大發明之壹。
紙是人類保存知識、傳播文化的工具，是中華民族對人類文明的壹大貢獻。在使用植物纖維制成的紙之前，中國古代傳播文字的主要方法有:在甲骨文(龜甲、牛骨)上刻字，即所謂的甲骨文；甲骨數量有限，後來都刻在竹簡或木簡上。但是孔子的《論語》所用的竹簡數量可想而知。此外，絲綢織成的絲也可用於書寫，但很難大量生產絲綢。最後，由植物纖維制成的紙應運而生，並壹直流傳至今。
1957年5月，來自中國的考古學家在陜西省Xi市灞橋的壹座古墓中發現了壹些米黃色的古代紙張。經鑒定，此紙主要由麻纖維制成，其年代不會晚於漢武帝(公元前156 ~ 87年)。它是世界上最早的植物纖維紙。
提到紙的發明，人們會想到蔡倫。他是漢武帝時期的常侍。看到當時寫字用的竹簡太重，他總結了前人造紙的經驗，帶領工匠用樹皮、麻頭、破布、破漁網等為原料，先切成塊或切掉，在水中長時間浸泡，然後搗成漿，再鋪在席子上曬幹，制成紙。它輕薄，適合書寫，非常受歡迎。
造紙是壹個極其復雜的化學過程，是廣大勞動人民智慧的產物。其實蔡倫之前就有紙了，所以蔡倫只能算是造紙技術的改進者。
5.煉金術和煉金術
當封建社會發展到壹定階段，生產力大大提高，統治階級對物質享受的要求越來越高，於是帝王貴族自然有兩種奢望:壹是希望掌握更多的財富供自己享用；第二，當他們擁有巨大的財富時，他們總是希望永遠享用它。所以，有長生不老的欲望。比如秦始皇統壹中國後，迫不及待地尋求長生不老藥。不僅徐福等人出海尋找，他還召集了壹大群方士(煉丹師)日夜為他煉制朱砂——丹藥。
煉金術士想把石頭變成金子(也就是用人工的方法制造金銀)。他們認為銅、鉛、錫、鐵等賤金屬可以通過某種方式轉化為金銀等貴金屬。例如，希臘煉金術士將銅、鉛、錫和鐵熔化成合金，然後浸泡在多硫化鈣溶液中。結果在合金表面形成了壹層硫化錫，顏色酷似黃金(現在把金硫錫叫做金粉，可以作為古建築的金塗層)。這樣，煉金術士就主觀地認為“黃金”被提煉了。其實這種只從表面顏色而不從本質來判斷物質變化的方法是自欺欺人。他們始終沒有達到“點石成金”的目的。
雖然虔誠的方士和煉金術士的目的沒有達到，但他們的努力也沒有完全白費。他們在壹個被毒氣和煙霧籠罩的簡陋的“化學實驗室”裏待了很多年，應該說是第壹批致力於探索化學科學奧秘的“化學家”。他們為化學學科的建立積累了豐富的經驗和失敗的教訓，甚至總結出了壹些現行的化學反應規律。如我國煉丹家葛洪從煉丹實踐中提出:“朱砂(硫化汞)燒成水銀後，堆積(把硫磺和水銀放在壹起)就會變成(成為)朱砂。”這是對化學變化規律的總結，即“物質可以通過人為的方法相互轉化。”
壹個煉丹師和壹個煉丹師在夜以繼日地做這些原始的化學實驗，他們肯定需要大量的實驗儀器，於是他們發明了蒸餾器、熔化爐、加熱鍋、燒杯和過濾裝置。他們還根據當時的需要生產了許多化學物質、有用的合金或治療疾病的藥物，其中許多是今天常用的酸、堿和鹽。為了記錄實驗的方法和過程，他們還創造了許多專業術語，寫了許多作品。正是這些理論、化學實驗方法、化學儀器、煉金術和煉金術著作開創了化學這門科學。
從這些史實可以看出，方士和煉金術士對化學的興起和發展做出了巨大的貢獻。後人切不可因為他們“追求長生不老，點石成金”而嘲諷他們，而應尊重他們是發展化學科學的先驅。因此，在英語中，化學家和煉金術士這兩個術語非常相似，它們的真正含義是“化學來源於煉金術”。
1.2創建現代化學理論——探索物質結構
世界是由物質構成的，但是物質是由什麽構成的呢？Xi·伯昌(約公元前1140年)是第壹個試圖回答這個問題的人。他認為:“易有太極，易有兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。”用陰陽八卦解釋物質的構成。
大約公元前1400年，西方自然哲學提出了物質結構的思想。希臘的泰勒斯認為水是萬物之母；黑拉克裏斯認為壹切都是火做的；亞裏士多德在《發生與毀滅》壹書中論證物質結構時，把四種“原始性”作為最原始的本性。它們又熱又冷，又幹又濕。當它們兩兩結合時，就形成了火、氣、水、土四種“元素”，進而形成了各種物質。
上述論點都沒有觸及物質結構的本質。在化學發展史上，第壹次給出元素明確定義的是英國的波義耳。他指出:“元素是物質的基礎，它可以和其他元素結合形成化合物。但是，如果元素從化合物中分離出來，就不能再分解成比它更簡單的東西了。”
波義耳還主張，化學不應被視為制造金屬和藥物的經驗技能，而應被視為壹門科學。因此，波義耳被認為是將化學確立為壹門科學的人。
人類對物質結構的認識是無窮無盡的，物質是由元素構成的。那麽，元素是由什麽組成的呢？1803年，英國化學家道爾頓創立的原子理論進壹步解決了這個問題。
原子論主要有三個內容:1。所有的元素都是由不能被分割和破壞的粒子組成的，這些粒子叫做原子；2.同壹元素的原子具有相同的性質和質量，但不同元素的原子具有不同的性質和質量；3.壹定數量的兩種不同的元素結合形成壹種化合物。
原子理論成功地解釋了許多化學現象。隨後意大利化學家阿沃·伽德羅在1811提出了分子學說，進壹步補充和發展了道爾頓的原子論。他認為，很多物質往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在。比如氧是由兩個氧原子組成的氧分子，而化合物其實是分子。此後，化學從宏觀轉向微觀，使化學研究建立在原子和分子水平上。
1.3現代化學的興起
19年底，物理學出現三大發現，分別是X射線、放射性和電子。這些新發現猛烈地沖擊了道爾頓關於原子不可分割的思想，從而打開了原子和原子核內部結構的大門，揭示了微觀世界更深層次的奧秘。
在化學中引入熱力學等物理理論後，我們可以利用化學平衡和反應速率的概念來判斷化學反應中物質轉化的方向和條件，從而建立物理化學，從理論上把化學提高到壹個新的水平。
基於量子力學的建立，化學鍵(分子中原子間的結合力)理論使人們進壹步認識了分子結構與性質的關系，極大地促進了化學與材料科學的聯系，為材料科學的發展提供了理論基礎。
化學與社會的關系也日益密切。化學家用化學的觀點去觀察和思考社會問題，用化學知識去分析和解決社會問題，如能源危機、食品問題、環境汙染等等。
化學與其他學科的交叉和滲透產生了許多邊緣學科，如生物化學、地球化學、宇宙化學、海洋化學、大氣化學等。，使生物、電子、航空航天、激光、地質、海洋等科技迅速發展。
化學也為人類的衣食住行提供了無數的物質保障，為改善人民生活、提高人類健康水平做出了應有的貢獻。
隨著現代化學的興起，化學從無機化學和有機化學發展成為壹門多學科的科學，建立了以無機化學、有機化學、分析化學、物理化學和高分子化學為子學科的化學學科。化學家，壹個“分子建築師”，將用善變的雙手為全人類創造今天的大廈和明天的世界。
近年來化學方面的重要發現
10年10月5日，英國皇家科學瑞典學院宣布將2005年諾貝爾化學獎授予三位有機化學家，分別是法國學者伊夫·肖萬和美國學者Richard R.Schroch和Robert H.Grubbs，以表彰他們對烯烴復分解反應研究的貢獻。烯烴復分解反應是有機化學中最重要和最有用的反應之壹，廣泛應用於化學工業，尤其是醫藥工業和塑料工業。
肖萬出生於1930。他從事有機合成與轉化的研究已有30年。目前，他擔任法國石油研究所名譽所長。
施勒克1945出生於美國印第安納州伯爾尼，1971畢業於加州大學河濱分校，哈佛大學博士，英國劍橋大學博士後研究員壹年。從1975開始在麻省理工學院任教，從1980成為該院化學系教授。迄今為止，他已經發表了400多篇學術論文。
格拉布於1942年出生於美國肯塔基州凱爾福特。1965獲得佛羅裏達大學化學碩士學位，1968獲得哥倫比亞大學博士學位。1969-1978任密歇根州立大學助理教授、副教授，1978至今任加州理工學院化學系教授。自大學畢業以來，Grubb在《美國國家科學院學報》和《美國化學學會學報》等權威期刊上發表了多篇論文。
讓原子交換“夥伴”
碳(C12)是地球上生命的核心元素，地球上所有的有機物都含有它。碳通常以單質、化合物和晶態的形式存在，即“富勒烯”(布基球)。碳原子可以以不同的方式與多種原子連接，形成小到幾個原子，大到幾百萬個原子的分子。這種獨特的多樣性奠定了生命的基礎，也是有機化學這門與人類生活密切相關的學科的核心。
地球上的所有生命都基於這些碳化合物。原子之間的連接稱為鍵，壹個碳原子可以通過單鍵、雙鍵或三鍵與其他原子連接。碳原子可以形成長的鍵和鏈，氫和氧糾纏固定在壹起形成雙原子化學分子，也稱為雙鍵。具有碳碳雙鍵的鏈狀有機分子稱為烯烴。在壹個烯烴分子中，兩個碳原子像二重奏中的舞伴壹樣手拉手跳舞。今年諾貝爾化學獎的三位獲獎者之所以獲獎，是因為他們想出了如何指導烯烴分子交換“伴侶”，並將分子成分重組為其他性能更好的物質。這個隱喻在英語中是“隱喻”。在轉位反應中，雙原子分子可以在碳原子的作用下斷裂，從而改變原原子團的位置。但是，轉位過程需要借助壹些特殊的化學催化劑來完成。這種換位合成法就是烯烴復分解反應，被諾貝爾化學獎主席佩爾·阿爾貝格幽默地比喻為“換伴侶之舞”。在宣布化學獎得主的儀式上，主席親自走上講臺，邀請皇家科學院的兩位男教授和兩位女工作人員在會場中央表演烯烴復分解反應的意義。起初，兩個男人是壹對舞伴，兩個女人是壹對舞伴。在“加催化劑”的叫聲中，他們互換了位置，換上了兩對男女舞伴。這種對“有機合成中的復分解法”的形象解讀，引起了在場人的愉快笑聲。
化學反應有四種基本類型:化合、分解、置換和復分解。易位反應是壹種反應，其中兩種化合物相互交換成分以形成另外兩種化學物質。從意義上來說，“復分解”就是“易位”。在復分解反應中，借助特殊的催化劑，碳原子形成的舊鍵不斷斷裂，新鍵不斷形成，各種元素發生易位重組，形成新的有機物。因此，復分解反應可以看作是壹場換舞伴的舞蹈。
化學鍵的斷裂和形成是化學研究領域最基本的問題，而碳碳鍵斷裂和形成規律的研究是有機化學要解決的核心問題之壹，三位獲獎者都在這個最基本、最核心的方面做出了貢獻。
20世紀50年代，首次發現在金屬化合物的催化下，烯烴中的碳碳雙鍵會發生拆解重組，形成新的分子。這個過程被命名為烯烴復分解反應。然而，當時沒有人知道這種金屬催化劑的分子結構和工作原理。為了破譯這壹對人類生活有重大價值和用途的化學之謎，人們提出了許多假說，但大部分都未得到世界化學界的認可。
1970年，法國學者伊夫·肖萬破解了有機化學之謎。年，肖萬和他的學生經過多年的努力，發表了壹篇論文，闡述了復分解反應的原理和反應所需的金屬絡合物催化劑，提出烯烴復分解反應中的催化劑應該是金屬卡賓。Cabin是英文carbon的音譯，即“Carbon”的翻譯。肖萬的論文還詳細解釋了催化劑作為中介，幫助烯烴分子“交換夥伴”的過程。當時的有機化學大師給了轉位合成壹個“藥方”，為研制實用催化劑奠定了理論基礎，指明了研究方向。
金屬卡賓是指壹種有機分子，其中壹個碳原子和壹個金屬原子通過雙鍵相連。他們可以看作是壹對手牽著手的舞伴。與烯烴分子相遇後，兩對情侶會暫時結合，手拉手跳四支舞。然後它們“交換伴侶”，結合成兩個新的分子，其中壹個是新的烯烴分子，另壹個是金屬原子及其新的伴侶。後者繼續尋找下壹個烯烴分子，再次“交換伴侶”。
這壹理論提出後，越來越多的化學家認識到烯烴復分解反應在有機合成中有很大的應用前景，但對催化劑的要求很高，尋找和開發並不容易。什麽金屬元素是最理想的卡賓化合物？在開發實用催化劑方面，另外兩位2005年諾貝爾化學獎得主貢獻最大。
1990年，理查德·施羅克成為世界上第壹個制造出可有效用於復分解合成的金屬化合物催化劑的科學家。1994年，施勒克和他的合作者報道了金屬鉬的卡賓化合物可以用作烯烴復分解的非常有效的催化劑。這壹結果表明，烯烴復分解可以取代許多傳統的有機合成方法，並用於合成新的有機分子。
在1992中，robert h. grubbs發現釕的卡賓化合物也可以在復分解合成法中用作金屬化合物催化劑。這種催化劑在空氣中非常穩定，所以在現實生活中有很多用途。此後，Grubb對釕催化劑進行了改進，使這種“Grubb催化劑”成為第壹種廣泛應用於化學工業的烯烴復分解催化劑，也是檢驗新型催化劑性能的標準。
諾貝爾化學獎評委會在向這三位科學家頒發諾貝爾化學獎的聲明中說，通過研究碳原子之間的化學鏈接是如何建立和分解的，烯烴的復分解是產生化學反應的關鍵方法。簡而言之，正是他們在有機合成和復分解反應方面的發現，也就是解釋了碳原子之間化學鍵是如何形成的，最終讓他們獲得了2005年的諾貝爾化學獎。
綠色化學的開端
轉位合成的發現將為化學工業生產更多新的化學分子，如更多的新藥提供千載難逢的機會。只要我們能想到，就沒有造不出來的新化學分子。
聲明中還稱，獲獎者發現的復分解方法已被廣泛應用於化學工業，尤其是生物制藥和生物化學領域，將對最終攻克艾滋病等疾病有很大幫助。英國皇家科學瑞典學院認為，烯烴復分解反應是尋找治療人類重大疾病藥物的重要武器；獲獎者的發現為開發治療阿爾茨海默病、唐氏綜合征、艾滋病和癌癥的藥物奠定了基礎。
烯烴復分解反應是壹種非常有用的化學反應，廣泛應用於天然反應的純合成、高分子化學和多肽蛋白的合成。基於獲獎者的發現，近年來學術界和工業界掀起了研究烯烴復分解反應和設計合成新有機物的熱潮。他們的研究成果廣泛應用於生產和生活，推動了有機化學和高分子化學的發展，使人類每天受益。
諾貝爾化學獎主席阿爾伯格稱贊:這個獎項的結果再次表明，科學理論只有與工業相結合，創造出改變人類生活、提高生活質量的發明創造，才能成為有益於人類的科學理論。本次化學獎的獲獎者對化學工業、制藥工業、先進塑料材料的合成以及“綠色醫學”的未來發展起到了革命性的推動作用。
“綠色高效”概括了2005年諾貝爾化學獎成果的特點。化學工業中每天都在使用轉位合成，主要用於開發新藥和合成高級塑料材料。在三位獲獎者的努力下，轉位合成法變得更加有效，反應步驟比以前簡化，不僅大大提高了化工生產中的產量和效率，而且大大減少了所需的資源和材料浪費，主要副產物乙烯可以重復利用；使用更簡單，常溫常壓下即可完成；潛在的有害廢物可以用更智能的方式清除，從而大大減少對環境的汙染。鑒於此，諾貝爾委員會稱贊說，換位合成法使人們向綠色化學邁出了重要壹步，大大降低了有害廢棄物對人們的危害。皇家科學瑞典學院稱贊道:這是壹個重要基礎科學造福人類、社會和環境的範例。