20世紀(jì)化學(xué)的輝煌成就
20世紀(jì)人類對(duì)物質(zhì)需求的日益增加以及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大的推動(dòng)了化學(xué)學(xué)科自身的發(fā)展?；瘜W(xué)不僅形成了完整的理論體系，而且在理論的指導(dǎo)下，化學(xué)實(shí)踐為人類創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)。從19世紀(jì)的經(jīng)典化學(xué)到20世紀(jì)的現(xiàn)代化學(xué)的飛躍，從本質(zhì)上說是從19世紀(jì)的道爾頓原子論、門捷列夫元素周期表等在原子的層次上認(rèn)識(shí)和研究化學(xué)，進(jìn)步到20世紀(jì)在分子的層次上認(rèn)識(shí)和研究化學(xué)。如對(duì)組成分子的化學(xué)鍵的本質(zhì)、分子的強(qiáng)相互作用和弱相互作用、分子催化、分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認(rèn)識(shí)，以至1900多萬種化合物的發(fā)現(xiàn)與合成；對(duì)生物分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究促進(jìn)了生命科學(xué)的發(fā)展。另一方面，化學(xué)過程工業(yè)以及與化學(xué)相關(guān)的國計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，如糧食、能源、材料、醫(yī)藥、交通、國防以及人類的衣食住行用等，在這100年中發(fā)生的變化是有目共睹的。過去的100年間化學(xué)學(xué)科的重大突破性成果可從歷屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的重大貢獻(xiàn)中獲悉

歷屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)簡況

獲獎(jiǎng)年份獲獎(jiǎng)?wù)邍@獎(jiǎng)成就
1901J. H. van’t Hoff荷蘭溶劑中化學(xué)動(dòng)力學(xué)定律和滲透壓定律
1902E. Fisher德國糖類和嘌啉化合物的合成
1903S. Arrhenius瑞典電離理論
1904W. Ramsay英國惰性氣體的發(fā)現(xiàn)及其在元素周期表中位置的確定
1905A. von Baeyer德國有機(jī)染料和氫化芳香化合物的研究
1906H. Moissan法國單質(zhì)氟的制備，高溫反射電爐的發(fā)明
1907E. Buchner德國發(fā)酵的生物化學(xué)研究
1908E. Rutherford英國元素嬗變和放射性物質(zhì)的化學(xué)研究
1909W. Ostwald德國催化、電化學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
1910O.Wallach德國脂環(huán)族化合物的開創(chuàng)性研究
1911M.Curie波蘭放射性元素釙和鐳的發(fā)現(xiàn)
1912V. Grignard
P. Sabatier法國
法國格氏試劑的發(fā)現(xiàn)
有機(jī)化合物的催化加氫
1913A. Werner瑞士金屬絡(luò)合物的配位理論
1914Th. Richards美國精密測(cè)定了許多元素的原子量
1915R. Willstatter德國葉綠素和植物色素的研究
1916無
1917無
1918F.Haber德國氨的合成
1919無
1920W. Nernst德國熱化學(xué)研究
1921F. Soddy英國放射性化學(xué)物質(zhì)的研究及同位素起源和性質(zhì)的研究
1922F. W. Aston英國質(zhì)譜儀的發(fā)明，許多非放射性同位素及原子量的整數(shù)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)
1923F. Pregl奧地利有機(jī)微量分析方法的創(chuàng)立
1924無
1925R. Zsigmondy德國膠體化學(xué)研究
1926T. Svedberg瑞士發(fā)明超速離心機(jī)并用于高分散膠體物質(zhì)研究
1927H. Wieland德國膽酸的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)的測(cè)定
1928A. Windaus法國甾醇結(jié)構(gòu)測(cè)定，維生素D3的合成
1929A.Harden
H. von Euler-Chelpin英國
法國糖的發(fā)酵以及酶在發(fā)酵中作用的研究
1930H. Fischer德國血紅素、葉綠素的結(jié)構(gòu)研究，高鐵血紅素的合成
1931C.Bosch
F. Bergius德國
德國化學(xué)高壓法
1932J. Langmuir美國表面化學(xué)研究
1933無
1934H. C. Urey美國重水和重氫同位素的發(fā)現(xiàn)
1935F. Joliot-Curie
I. Joliot-Curie法國
法國新人工放射性元素的合成
1936P. Debye荷蘭提出了極性分子理論，確定了分子偶極矩的測(cè)定方法
1937W. N. Haworth
P. Karrer英國
瑞士糖類環(huán)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，維生素A、C和B12、胡蘿卜素及核黃素的合成
1938R. Kuhn德國維生素和類胡蘿卜素研究
1939A.F. J. Butenandt
L. Ruzicka德國
瑞士性激素研究
聚亞甲基多碳原子大環(huán)和多萜烯研究
1940無
1941無
1942無
1943G. Heresy匈牙利利用同位素示蹤研究化學(xué)反應(yīng)
1944O. Hahn德國重核裂變的發(fā)現(xiàn)
1945A. J. Virtamen荷蘭發(fā)明了飼料貯存保鮮方法，對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)和營養(yǎng)化學(xué)做出貢獻(xiàn)
1946J. B. Sumner
J. H. Northrop
W. M. Stanley美國
美國
美國發(fā)現(xiàn)酶的類結(jié)晶法
分離得到純的酶和病毒蛋白
1947R. Robinson英國生物堿等生物活性植物成分研究
1948A. W. K. Tiselius瑞典電泳和吸附分析的研究，血清蛋白的發(fā)現(xiàn)
1949W. F. Giaugue美國化學(xué)熱力學(xué)特別是超低溫下物質(zhì)性質(zhì)的研究
1950O. Diels
K. Alder德國
德國發(fā)現(xiàn)了雙烯合成反應(yīng)，即Diels-Alder反應(yīng)
1951E.M. Mcmillan
G. Seaborg美國
美國超鈾元素的發(fā)現(xiàn)
1952A.J. P. Martin
R. L. M. Synge英國
英國分配色譜分析法
1953H. Staudinger德國高分子化學(xué)方面的杰出貢獻(xiàn)
1954L. Pauling美國化學(xué)鍵本質(zhì)和復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究
1955V. du. Vigneand美國生物化學(xué)中重要含硫化合物的研究，多肽激素的合成
1956C. N. Hinchelwood英國
蘇聯(lián)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究
1957A. Todd英國核苷酸及核苷酸輔酶的研究
1958F. Sanger英國蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特別是胰島素結(jié)構(gòu)的測(cè)定
1959J. Heyrovsky捷克極譜分析法的發(fā)明
1960W. F. Libby美國14C測(cè)定地質(zhì)年代方法的發(fā)明
1961M. Calvin美國光合作用研究
1962M. F. Perutz
J. C. Kendrew英國
英國蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究
1963K. Ziegler
G. Natta德國
意大利Ziegler-Natta催化劑的發(fā)明，定向有規(guī)高聚物的合成
1964D. C. Hodgkin英國重要生物大分子的結(jié)構(gòu)測(cè)定
1965R. B. Woodward美國天然有機(jī)化合物的合成
1966R. S. Mulliken美國分子軌道理論
1967M. Eigen
R. G. W. Norrish
G. Porter德國
英國
英國用馳豫法、閃光光解法研究快速化學(xué)反應(yīng)
1968L. Onsager美國不可逆過程熱力學(xué)研究
1969D.H. R. Barton
O. Hassel英國
挪威發(fā)展了構(gòu)象分析概念及其在化學(xué)中的應(yīng)用
1970L. F. Leloir阿根廷從糖的生物合成中發(fā)現(xiàn)了糖核苷酸的作用
1971G. Herzberg加拿大分子光譜學(xué)和自由基電子結(jié)構(gòu)
1972C .B. Anfinsen
S. Moore
W. H. Stein美國
美國
美國核糖核酸酶分子結(jié)構(gòu)和催化反應(yīng)活性中心的研究
1973G.Wilkinson
E. O. Fischer英國
德國二茂鐵結(jié)構(gòu)研究，發(fā)展了金屬有機(jī)化學(xué)和配合物化學(xué)
1974P. J. Flory美國高分子物理化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)研究
1975J. W. Cornforth
V. Prelog英國
瑞士酶催化反應(yīng)的立體化學(xué)研究
有機(jī)分子和反應(yīng)的立體化學(xué)研究
1976W. N. Lipscomb, Jr.美國有機(jī)硼化合物的結(jié)構(gòu)研究，發(fā)展了分子結(jié)構(gòu)學(xué)說和有機(jī)硼化學(xué)
1977I. Prigogine比利時(shí)研究非平衡的不可逆過程熱力學(xué)
1978P. Mitchell英國用化學(xué)滲透理論研究生物能的轉(zhuǎn)換
1979H.C. Brown
G. Wittig美國
德國發(fā)展了有機(jī)硼和有機(jī)磷試劑及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用
1980P. Berg
F. Sanger
W. Gilbert美國
英國
美國DNA分裂和重組研究，DNA測(cè)序，開創(chuàng)了現(xiàn)代基因工程學(xué)
1981Kenich Fukui
R. Hoffmann日本
美國提出前線軌道理論
提出分子軌道對(duì)稱守恒原理
1982A. Klug英國發(fā)明了“象重組”技術(shù)，利用X-射線衍射法測(cè)定了染色體的結(jié)構(gòu)
1983H. Taube美國金屬配位化合物電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)機(jī)理研究
1984R. B. Merrifield美國固相多肽合成方法的發(fā)明
1985H. A. Hauptman
J. Karle美國
美國發(fā)明了X-射線衍射確定晶體結(jié)構(gòu)的直接計(jì)算方法
1986李遠(yuǎn)哲
D. R. Herschbach
J. Polanyi美國
美國
加拿大發(fā)展了交叉分子束技術(shù)、紅外線化學(xué)發(fā)光方法，對(duì)微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究作出重要貢獻(xiàn)
1987C. J. Pedersen
D. J. Cram
J-M. Lehn美國
美國
法國開創(chuàng)主-客體化學(xué)、超分子化學(xué)、冠醚化學(xué)等新領(lǐng)域
1988J. Deisenhoger
H. Michel
R. Huber德國
德國
德國生物體中光能和電子轉(zhuǎn)移研究，光合成反應(yīng)中心研究
1989T. Cech
S. Altman美國
美國Ribozyme的發(fā)現(xiàn)
1990E. J. Corey美國有機(jī)合成特別是發(fā)展了逆合成分析法
1991R. R. Ernst瑞士二維核磁共振
1992R. A. Marcus
美國電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)理論
1993M. Smith
K. B. Mullis加拿大
美國寡聚核苷酸定點(diǎn)誘變技術(shù)
多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)
1994G. A. Olah美國碳正離子化學(xué)
1995M. Molina
S. Rowland
P. Crutzen墨西哥
美國
荷蘭研究大氣環(huán)境化學(xué)，在臭氧的形成和分解研究方面作出重要貢獻(xiàn)
1996R. F. Curl
R. E. Smalley
H. W. Kroto美國
美國
英國發(fā)現(xiàn)C60
1997J. Skou

P. Boyer
J. Walker丹麥

美國
英國發(fā)現(xiàn)了維持細(xì)胞中鈉離子和鉀離子濃度平衡的酶，并闡明其作用機(jī)理
發(fā)現(xiàn)了能量分子三磷酸腺苷的形成過程
1998W. Kohn
J. A. Pople美國發(fā)展了電子密度泛函理論
發(fā)展了量子化學(xué)計(jì)算方法
1999A. H. Zewail美國飛秒技術(shù)研究超快化學(xué)反應(yīng)過程和過渡態(tài)


1）放射性和鈾裂變的重大發(fā)現(xiàn)
20世紀(jì)在能源利用方面一個(gè)重大突破是核能的釋放和可控利用。僅此領(lǐng)域就產(chǎn)生了6項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)。首先是居里夫婦從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初先后發(fā)現(xiàn)了放射性比鈾強(qiáng)400倍的釙，以及放射性比鈾強(qiáng)200多萬倍的鐳，這項(xiàng)艱巨的化學(xué)研究打開了20世紀(jì)原子物理學(xué)的大門，居里夫婦為此而獲得了1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1906年居里不幸遇車禍身亡，居里夫人繼續(xù)專心于鐳的研究與應(yīng)用，測(cè)定了鐳的原子量，建立了鐳的放射性標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)制備了20克鐳存放于巴黎國際度量衡中心作為標(biāo)準(zhǔn)，并積極提倡把鐳用于醫(yī)療，使放射治療得到了廣泛應(yīng)用，造福人類。為表彰居里夫人在發(fā)現(xiàn)釙和鐳、開拓放射化學(xué)新領(lǐng)域以及發(fā)展放射性元素的應(yīng)用方面的貢獻(xiàn)，1911年被授予了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。20世紀(jì)初，盧瑟福從事關(guān)于元素衰變和放射性物質(zhì)的研究,提出了原子的有核結(jié)構(gòu)模型和放射性元素的衰變理論,研究了人工核反應(yīng)，因此而獲得了1908年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。居里夫人的女兒和女婿約里奧-居里夫婦用釙的?射線轟擊硼、呂、鎂時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了帶有放射性的原子核，這是第一次用人工方法創(chuàng)造出放射性元素，為此約里奧-居里夫婦榮獲了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在約里奧-居里夫婦的基礎(chǔ)上，費(fèi)米用曼中子轟擊各種元素獲得了60種新的放射性元素，并發(fā)現(xiàn)中子轟擊原子核后，就被原子核捕獲得到一個(gè)新原子核，且不穩(wěn)定，核中的一個(gè)中子將放出一次?衰變，生成原子序數(shù)增加1的元素。這一原理和方法的發(fā)現(xiàn)，使人工放射性元素的研究迅速成為當(dāng)時(shí)的熱點(diǎn)。物理學(xué)介入化學(xué)，用物理方法在元素周期表上增加新元素成為可能。費(fèi)米的這一成就使他獲得了1938年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1939年哈恩發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象，震撼了當(dāng)時(shí)的科學(xué)界，成為原子能利用的基礎(chǔ)，為此，哈恩獲得了1944年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1939年費(fèi)里施在裂變現(xiàn)象中觀察到伴隨著碎片有巨大的能量，同時(shí)約里奧-居里夫婦和費(fèi)米都測(cè)定了鈾裂變時(shí)還放出中子，這使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)成為可能。至此釋放原子能的前期基礎(chǔ)研究已經(jīng)完成。從放射性的發(fā)現(xiàn)開始，然后發(fā)現(xiàn)了人工放射性，再后又發(fā)現(xiàn)了鈾裂變伴隨能量和中子的釋放，以至核裂變的可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。于是，1942年費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)下成功的建造了第一座原子反應(yīng)堆，1945年美國在日本投下了原子彈。核裂變和原子能的利用是20世紀(jì)初至中葉化學(xué)和物理界具有里程碑意義的重大突破。
（2）化學(xué)鍵和現(xiàn)代量子化學(xué)理論
在分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵理論方面，鮑林（L.Pauling, 1901-1994）的貢獻(xiàn)最大。他長期從事X-射線晶體結(jié)構(gòu)研究，尋求分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，把量子力學(xué)應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)，把原子價(jià)理論擴(kuò)展到金屬和金屬間化合物，提出了電負(fù)性概念和計(jì)算方法，創(chuàng)立了價(jià)鍵學(xué)說和雜化軌道理論。1954年由于他在化學(xué)鍵本質(zhì)研究和用化學(xué)鍵理論闡明物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的重大貢獻(xiàn)而榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。此后，莫利肯運(yùn)用量子力學(xué)方法，創(chuàng)立了原子軌道線性組合分子軌道的理論，闡明了分子的共價(jià)鍵本質(zhì)和電子結(jié)構(gòu)，1966年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。另外，1952年福井謙一提出了前線軌道理論，用于研究分子動(dòng)態(tài)化學(xué)反應(yīng)。1965年R.B.Woodward,和R.Hoffman提出了分子軌道對(duì)稱守恒原理，用于解釋和預(yù)測(cè)一系列反應(yīng)的難易程度和產(chǎn)物的立體構(gòu)型。這些理論被認(rèn)為是認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，為此，福井謙一和Hoffman共獲1981年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1998年科恩因發(fā)展了電子密度泛函理論，以及波普爾因發(fā)展了量子化學(xué)計(jì)算方法而共獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
化學(xué)鍵和量子化學(xué)理論的發(fā)展足足花了半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，讓化學(xué)家由淺入深，認(rèn)識(shí)分子的本質(zhì)及其相互作用的基本原理，從而讓人們進(jìn)入分子的理性設(shè)計(jì)的高層次領(lǐng)域，創(chuàng)造新的功能分子，如藥物設(shè)計(jì)、新材料設(shè)計(jì)等，這也是20世紀(jì)化學(xué)的一個(gè)重大突破。
（3）合成化學(xué)的發(fā)展
創(chuàng)造新物質(zhì)是化學(xué)家的首要任務(wù)。100年來合成化學(xué)發(fā)展迅速，許多新技術(shù)被用于無機(jī)和有機(jī)化合物的合成，例如，超低溫合成、高溫合成、高壓合成、電解合成、光合成、聲合成、微波合成、等離子體合成、固相合成、仿生合成等等；發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的新反應(yīng)、新合成方法數(shù)不勝數(shù)。現(xiàn)在，幾乎所有的已知天然化合物以及化學(xué)家感興趣的具有特定功能的非天然化合物都能夠通過化學(xué)合成的方法來獲得。在人類已擁有的1900多萬種化合物中，絕大多數(shù)是化學(xué)家合成的，幾乎又創(chuàng)造出了一個(gè)新的自然界。合成化學(xué)為滿足人類對(duì)物質(zhì)的需求作出了極為重要的貢獻(xiàn)?？v觀20世紀(jì)，合成化學(xué)領(lǐng)域共獲得10項(xiàng)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1912年格林亞德因發(fā)明格氏試劑，開創(chuàng)了有機(jī)金屬在各種官能團(tuán)反應(yīng)中的新領(lǐng)域而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1928年狄爾斯和阿爾德因發(fā)現(xiàn)雙烯合成反應(yīng)而獲得1950年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1953年齊格勒和納塔發(fā)現(xiàn)了有機(jī)金屬催化烯烴定向聚合，實(shí)現(xiàn)了乙烯的常壓聚合而榮獲1963年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。人工合成生物分子一直是有機(jī)合成化學(xué)的研究重點(diǎn)。從最早的甾體（A.Windaus，1928年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）、抗壞血酸（W.N.Haworth, 1937年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）、生物堿（R.Robinson,1947年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）到多肽（V.du.Vigneand,1955年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）逐漸深入。到1965年有機(jī)合成大師Woodward由于其有機(jī)合成的獨(dú)創(chuàng)思維和高超技藝，先后合成了奎寧、膽固醇、可的松、葉綠素和利血平等一系列復(fù)雜有機(jī)化合物而榮獲諾貝爾