尤斯蒂斯·馮·李比希（德國化學(xué)家）

尤斯圖斯·馮· 李比希 ，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德國達(dá)姆施塔特，1873年4月18日逝世于德國慕尼黑）是一位德國化學(xué)家，他最重要的貢獻(xiàn)在于農(nóng)業(yè)和生物化學(xué)，他創(chuàng)立了有機(jī)化學(xué)。因此被稱為“有機(jī)化學(xué)之父”。作為大學(xué)教授，他發(fā)明了現(xiàn)代面向?qū)嶒炇业慕虒W(xué)方法，因為這一創(chuàng)新，他被譽(yù)為歷史上最偉大的化學(xué)教育家之一。他發(fā)現(xiàn)了氮對于植物營養(yǎng)的重要性，因此也被稱為“肥料工業(yè)之父”。

人物簡介

德國著名的化學(xué)家、化學(xué)教育家李比希1803年5月12日生于德國達(dá)姆斯塔特（Darnistadt）一個經(jīng)營藥物、染料及化學(xué)試劑的小商人家庭。兒童時代，李比希隨父親制造過家庭藥物和涂料，后來又當(dāng)過藥劑師的徒弟。少年時代的李比希對當(dāng)時德國學(xué)校正規(guī)化、公式化一套的陳舊教育感到乏味，但卻酷愛閱讀化學(xué)書籍和動手做化學(xué)試驗。

1820年在波恩大學(xué)學(xué)習(xí)，上了大學(xué)他來到了波恩，進(jìn)入埃爾蘭根大學(xué)并于1822年取得博士學(xué)位。1822年獲哲學(xué)博士學(xué)位。同年到巴黎，常聽J.-L. 蓋-呂薩克和P.-L.杜隆等化學(xué)家的講演。不久就在蓋-呂薩克的實(shí)驗室中工作。1824年回到德國，任吉森大學(xué)化學(xué)教授，創(chuàng)立了吉森實(shí)驗室。1824年完成了一系列雷酸化合物的研究。此時韋勒正在研究氰化物。他們分別寫的文章同時在蓋呂薩克主編的雜志上發(fā)表，蓋呂薩克指出這兩類不同的化合物具有相同的分子式。這是化學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)不同化合物具有同樣的分子式，從此誕生了“同分異構(gòu)體”這個名詞。同時也以此為契機(jī)與韋勒成為終生不渝的密友。從這一年開始他在一個叫吉森的小城的大學(xué)里教書，開創(chuàng)性地建立了學(xué)生普通實(shí)驗室。

李比希以極大的熱情投入了有機(jī)化學(xué)。1840年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會會員。1842年榮譽(yù)當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。1852年李比希任慕尼黑大學(xué)教授。當(dāng)時中歐處于反動時期，李比希由于持有自由派的觀點(diǎn)并積極參與政治活動而被通緝。他不得不離開波恩到了巴黎，在那里得到德國科學(xué)界泰斗洪堡的幫助和推薦到蓋呂薩克的實(shí)驗室工作。

1873年4月18日卒于慕尼黑。

青年時代

不遠(yuǎn)千里到波恩求學(xué)，他的第一個老師是卡斯特納。后來，李比希又轉(zhuǎn)到埃爾蘭根大學(xué)學(xué)習(xí)，并于1822年獲博士學(xué)位，博士論文的題目是《論雷酸汞的成分》。獲博士學(xué)位以后，他又到法國巴黎繼續(xù)深造。經(jīng)洪堡（A·Von·Htmboldt，1769一1859）教授推薦，他進(jìn)入了蓋·呂薩克實(shí)驗室進(jìn)行研究工作。

在1822一1824兩年的研究中，在探索各種有機(jī)化合物的同時，他系統(tǒng)地研究了雷酸鹽。找到了防止雷酸鹽爆炸的填充劑，發(fā)現(xiàn)用烘焙過的苦土（MgO）與雷酸鹽相混和，可以非常有效地防止雷酸鹽爆炸。李比希在1823年6月23日向科學(xué)院報告了他的研究成果。當(dāng)時，會議主持人洪堡教授對李比希說：“您的研究不僅本身具有重要意義，更重要的是這一成果使人們感到，您是一位有杰出才干的人?！?/p>

回到德國

前期

擔(dān)任了吉森（Giessen）大學(xué)編外教授，兩年以后升為正式教授，當(dāng)時他年僅22歲。

李比希在化學(xué)上建樹極多，除雷酸鹽的研究成果之外， 1829年發(fā)現(xiàn)了馬尿酸，18N年合成了氯醛和氯仿，1832年和維勒鑒定苯乙?；?834年提出乙醇、乙醚等，都可視為乙基的化合物，并命名了乙基（C2H5一）。

后期

李比希和法國化學(xué)家杜馬合作，在1837年10月23日呈送法國科學(xué)院的論文中指出：“無機(jī)化學(xué)中的‘基’是簡單的多有機(jī)化學(xué)中的‘基’是化合物，這是二者的不同點(diǎn)。但是，在無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)中，化學(xué)的規(guī)律是一樣的?！?838年，李比希還給“基”下了如下的定義。

1．有機(jī)化學(xué)中的“基”是一系列化合物中不變的部分。

2.“基”在化合物中，可被元素置換。

3．置換“基”的元素，可以被其他元素所取代。

一個原子團(tuán)滿足以上三個條件中的兩條就可以稱為“基”。從此，有機(jī)化學(xué)中“基”的概念就確定了。

1837年，李比希還提出了有關(guān)多元酸的理論，開展了對有機(jī)酸的研究，說明了酸和氫的內(nèi)在聯(lián)系。1839年，李比希研究了“發(fā)酵”和“腐敗”問題，對“發(fā)酵”和“腐敗”做了理論說明。同時，他還研究了尿酸的衍生物、生物堿、氨基酸、胱胺、肌酸等多種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

人物貢獻(xiàn)

分析化學(xué)

他作過大量的有機(jī)化合物的準(zhǔn)確分析，改進(jìn)了有機(jī)分析的若干方法，定出大批化合物的化學(xué)式，發(fā)現(xiàn)了同分異構(gòu)現(xiàn)象。他在化學(xué)上的重要貢獻(xiàn)還有：1829年發(fā)現(xiàn)并分析馬尿酸；1831年發(fā)現(xiàn)并制得氯仿和三氯乙醛；1832年與F.維勒共同發(fā)現(xiàn)安息香基并提出基團(tuán)理論，為有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展作出貢獻(xiàn)；1839年提出多元酸理論。1840年以后的30年里，他轉(zhuǎn)而研究生物化學(xué)和農(nóng)業(yè)化學(xué)。他用實(shí)驗方法證明：植物生長需要碳酸、氨、氧化鎂、磷、硝酸以及鉀、鈉和鐵的化合物等無機(jī)物；人和動物的排泄物只有轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓帷焙拖跛岬炔拍鼙恢参镂?。這些觀點(diǎn)是近代農(nóng)業(yè)化學(xué)的基礎(chǔ)。他大力提倡用無機(jī)肥料來提高收成。他還認(rèn)為動物的食物不但需要一定的數(shù)量，還需要各種不同的種類，或有機(jī)物或無機(jī)物，而且須有相當(dāng)?shù)谋壤?。他又證明糖類可生成脂肪。還提出發(fā)酵作用的原理。李比希一生共發(fā)表了318篇化學(xué)和其他科學(xué)的論文。著有《有機(jī)物分析》、《生物化學(xué)》、《化學(xué)通信》、《化學(xué)研究》、《農(nóng)業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)》、《關(guān)于近世農(nóng)業(yè)之科學(xué)信件》等。他還和維勒合編了《純粹與應(yīng)用化學(xué)詞典》。1831年創(chuàng)辦《藥物雜志》并任編輯，1840年后此雜志改名為《化學(xué)和藥物雜志》，他和維勒同任編輯。

當(dāng)時有機(jī)物的分析技術(shù)還相當(dāng)落后，他改進(jìn)并完善了由蓋呂薩克和泰納爾提出的有機(jī)物燃燒分析法，使之根據(jù)產(chǎn)生的二氧化碳和水的量能夠精確的確定碳和氫的含量。后來杜馬又發(fā)明測定有機(jī)氮的好方法，這樣就形成了完整的有機(jī)分析體系。吉森這個小地方也成為當(dāng)時世界的化學(xué)中心，對19世紀(jì)德國成為化學(xué)強(qiáng)國起著重要作用。1845年他被封為男爵，1852年后因健康惡化而退出教學(xué)工作，但仍然從事力所能及的研究工作。并開始對生物化學(xué)產(chǎn)生了興趣，對生命的活力是由體內(nèi)食物氧化產(chǎn)生的能量提供的觀點(diǎn)之建立起了積極作用。然而對發(fā)酵過程的理解卻和貝采利烏斯犯了同樣的錯誤。在對農(nóng)業(yè)化學(xué)方面，他也是成功和失敗并存。首先他正確地指出：土地肥力喪失的主要原因是，植物消耗了土壤里的生命所必需的礦物成分，諸如鈉、鈣、磷等。他還是第一個主張用化肥代替天然肥料進(jìn)行施肥的人。不過，他錯誤的認(rèn)為植物所必需的氮是從大氣中直接吸收的，所以在他的化肥配料表中沒有加入氮化物。這一點(diǎn)后來被糾正了，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生了巨大的飛躍。

教學(xué)改革

李比希對化學(xué)教學(xué)一貫盡心竭力，自1824年回國后，他發(fā)現(xiàn)德國的化學(xué)教育落后于法國，許多德國大學(xué)沒有化學(xué)教授，化學(xué)課由醫(yī)學(xué)博士講授。化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的條件就更差了，全國只有湯姆遜設(shè)立的一處實(shí)驗室，一些著名化學(xué)家的實(shí)驗室，都是私人性質(zhì)的。只能接受一兩名學(xué)生做專題研究。

李比希從巴黎回國擔(dān)任了吉森大學(xué)的化學(xué)教授，立即著手實(shí)施一項前所未聞的計劃，那就是改革德國的傳統(tǒng)化學(xué)教育體制與教學(xué)方式，探索造就新一代化學(xué)家的方法。當(dāng)時德國大學(xué)中的化學(xué)教育，通常是把化學(xué)知識混雜在自然哲學(xué)中講授，而且沒有專門的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗室，學(xué)生得不到實(shí)驗操作的訓(xùn)練。李比希深知，作為一個真正的化學(xué)家僅有哲學(xué)思辨是不夠的，化學(xué)知識只有從實(shí)驗中獲得。而這種實(shí)驗訓(xùn)練在那時的德國大學(xué)中還得不到。于是李比希下決心借鑒國外化學(xué)實(shí)驗室的經(jīng)驗，在吉森建立一個現(xiàn)代化的實(shí)驗室，讓一批又一批的青年人在那里得到訓(xùn)練，從中培養(yǎng)出一代化學(xué)家。吉森實(shí)驗室是一座供化學(xué)教學(xué)使用的實(shí)驗室，它向全體學(xué)生開放，可以同時容納22名學(xué)生做實(shí)驗，并在化學(xué)實(shí)驗過程的同時進(jìn)行講授，講臺的兩側(cè)有各種實(shí)驗設(shè)備和儀器，可以方便地為聽講人做各種演示實(shí)驗。

為了發(fā)展化學(xué)教學(xué)，李比希還用新的體系編制了化學(xué)教學(xué)大綱。他認(rèn)為，化學(xué)不僅是一門實(shí)驗科學(xué)，同時直接關(guān)系到國家的命運(yùn)和人民的生活。所以他認(rèn)為：“學(xué)習(xí)化學(xué)的真正中心，不在于講課，而在于實(shí)際工作?！痹摯缶V規(guī)定：開始，學(xué)生在學(xué)習(xí)講義的同時還要做實(shí)驗，先使用已知化合物進(jìn)行定性分析和定量分析，然后從天然物質(zhì)中提純和鑒定新化合物以及進(jìn)行無機(jī)合成和有機(jī)合成；學(xué)完這一課程后，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行獨(dú)立的研究作為畢業(yè)論文項目；最后通過鑒定獲得博士學(xué)位。他要求他的學(xué)生既會定性分析，又會定量分析，然后自行制備各種有機(jī)化合物。這樣就可以培養(yǎng)出較強(qiáng)的實(shí)際工作能力。李比希這種讓學(xué)生在實(shí)驗室中從系統(tǒng)訓(xùn)練逐步轉(zhuǎn)入獨(dú)立研究的教學(xué)體制，在他之前并未被人們認(rèn)識到，而它為近代化學(xué)教育體制奠定了基礎(chǔ)。由于這一實(shí)驗室培養(yǎng)出一大批第一流的化學(xué)人才，所以成了全世界化學(xué)化工工作者注目和向往的地方。李比希實(shí)驗室科研和教學(xué)的風(fēng)格，很快傳遍了全世界。

化學(xué)教學(xué)大綱的編制和李比希熱誠而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，使得化學(xué)教育運(yùn)動在德國比在其他任何地方以更大的勢頭和更深遠(yuǎn)的影響發(fā)展起來，從而吸引著四面八方的學(xué)生擁向吉森大學(xué)，聚集于李比希門下。

在李比希的精心指導(dǎo)下，通過實(shí)驗室中的系統(tǒng)訓(xùn)練培養(yǎng)出了一大批聞名于世的化學(xué)家。其中名列前茅的有為染料化學(xué)和染料工業(yè)奠定基礎(chǔ)的霍夫曼、發(fā)現(xiàn)鹵代烷和金屬鈉作用制備烴的武慈、提出苯環(huán)狀結(jié)構(gòu)學(xué)說為有機(jī)結(jié)構(gòu)理論奠定堅實(shí)基礎(chǔ)而被譽(yù)為“化學(xué)建筑師”的凱庫勒，以及被門捷列夫譽(yù)為“俄國化學(xué)家之父”的沃斯克列先斯基，此外還有俄國的齊寧、法國的日拉爾、英國的亞歷山大·威廉·威廉姆遜等。值得指出的是這些學(xué)生還在本國仿效吉森的做法，建立了一批面向?qū)W生的教學(xué)實(shí)驗室，使吉森的化學(xué)教育模式在全世界得到積極推廣，培養(yǎng)出眾多著名的化學(xué)家，并形成了吉森一李比希學(xué)派，為世界化學(xué)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。