第1章 绪论-大学化学=精品课程

第一章绪论绪论第一章绪论本章目录1.1化学在社会发展中的作用和地位1.2化学发展简史及学科分支1.3未来21世纪化学展望第一章绪论学习要求1.了解化学在当前及今后社会发展中的重要性2.了解化学发展史及其主要学科情况第一章绪论化学的含义：化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。即化学是以研究物质的化学变化为主的科学。第一章绪论1.1化学在社会发展中的作用和地位一、衣、食、住、行来看1.色泽鲜艳的衣服需要经过化学处理和印染，丰富多彩的合成纤维更是化学的一大贡献。现在广泛使用的是合成纤维，如涤纶、腈纶、尼龙、氨纶、丙纶等。这些人工合成的纤维在很多物理性能方面优于天然纤维。在皮革方面，现在由合成高分子材料制造的人造革、仿皮已充斥市场。第一章绪论聚苯乙烯灯塑料制品地板革第一章绪论2.加工制造色香味俱佳的食品，需要各种食品添加剂，如甜味剂、防腐剂、香料和色素等一些用化学合成方法或用化学分离方法从天然产物中提取出来的物质。3.现代建筑所用的各种材料，如水泥、塑料、涂料等都是化工产品。人们需要的药品、洗涤剂、美容品和化装品等日常生活必不可少的用品也都是化学制剂。4.现代交通工具，如汽车的轮胎、汽油、柴油、润滑油、防冻剂也都是化工产品。第一章绪论二、社会发展方面1.农业化肥、农药、植物生长激素和除草剂等化学产品，不仅可以提高粮食产量，而且也改进了耕作方法。用化学的方法制造的高吸水性树脂可用于农田保墒，节约用水。2.工业现代化和国防科学技术现代化方面也离不开化学煤和石油的开发，包括石油的炼制、煤炭的综合利用也包含着很多化学知识，并且已经形成了石油化学和煤化学两个专门分支。导弹的生产，人造卫星的发射都需要很多具有特殊性能的化学品，如高能燃料、高能电池、高敏胶片及耐高温、耐辐射材料的生产都离不开化学。第一章绪论石油的提炼第一章绪论航天飞机连接动画第一章绪论3.目前国际上最关心的几个重大问题——环境的保护、能源的开发利用、功能材料的研制、生命过程的奥秘探索——都与化学有关。三、化学为人类进步提供物质基础1.化学不但能够大量制造各种自然界已有的物质，而且能够根据人类需要创造出自然界本不存在的物质。NH4Cl+AgCNOAgCl+NH4CNONH4CNO(NH2)2CO=第一章绪论2.化学能够提供组成分析和结构分析的手段3.化学掌握了决定化学过程的热力学、动力学理论，并用于解决生产和生活问题；而且能从理论上指导新物质的合成和反应条件（如温度、压力、状态）的设计，从而能够达到大自然所不能达到的目标。第一章绪论四、化学在相关学科的发展中起了牵头作用•1.生物学:•可以说20世纪中期因化学和生物学联合在一起攻克遗传信息分子结构——功能关系问题，才使生命科学的研究轨迹进入以基因组成、结构、功能为核心的新阶段。•2.天文学•氦的发现、太阳和星体光谱的分析，以至原子分子结构理论的建立和发展，既是化学的、也是天文学的重要里程碑。诞生了宇宙化学。第一章绪论3.化学研究带动其他学科对过程的研究。4.化学带动了材料科学的发展。总之，化学已渗透到了国民经济的各个领域，它是一门重要的基础科学，也是一门应用性很强的应用科学，是现代科学的一个重要分支。第一章绪论1.2化学发展简史及学科分支•1.2.1化学发展简史•燃素学说：认为一切与燃烧有关的化学变化都可以归结为物质吸收或释放一种“燃素物质”的过程•LavosierAL氧化燃烧理论:在实验的基础上，证实燃烧的实质是物质和空气中的氧气发生的化合反应。•Lavosier提出的化学元素的概念，并揭示了众所周知的质量守恒定律公认为“化学之父”和化学科学奠基人。第一章绪论DaltonJ的原子论:认为物质是由不能再分割的原子所组成，原子不能创造也不能消灭，每种元素当它与其他元素化合时都是以原子为代表的最小单位一份一份地进行。合理地解释了当时已知的一些化学定律，而且开始了原子量的测定工作，并得到了第一张原子量表，为化学的发展奠立了重要的基础。化学由此进入了以原子论为主线的新时期。第一章绪论分子论学说：1811年意大利的科学家Avogadro（阿佛加德罗）提出了分子的概念。认为气体分子可由几个原子组成，例如H2、Cl2等都是双原子分子，并且指出：同温同压下同体积气体所含分子数目相同。此学说直至半个世纪以后才被公认。元素、原子、分子和原子量是现代化学学科中最基本的几个概念。第一章绪论化学的研究范围极其广泛，按其研究对象和研究目的不同，在上世纪交替之际，化学已逐渐形成了分析化学、无机化学、有机化学和物理化学等分支学科。1.分析化学形成最早，自19世纪初，原子量的准确测定，促进了分析化学的发展。1841年Berzelius(伯采里乌斯）的《化学教程》1846年FreseniusCR的《定量分析手手册》1855年的《化学分析滴定教程》近代的仪器分析方法：检测10-13g·mL－11.2.2化学学科的分支第一章绪论2.无机化学形成常以1870年前后MendeleevDI和MeyerJL发现周期律和公布周期表为标志。3.有机化学形成于19世纪下半叶。如1861年KekuleFA提出碳的四价概念及1874年van`tHoff和Lebel的四面体学说，至今仍是有机化学最基本的概念之一。世界有机化学权威杂志就是用Tetrahedron（四面体）命名的，有机化学是最大的化学分支学科。第一章绪论甲烷分子结构第一章绪论4.物理化学1887年OstwaldW和van`tHoffJH合作创办了《物理化学杂志》，标志着这个分支学科的形成。从化学变化与物理变化的联系入手，研究化学反应的方向和限度（化学热力学）、化学反应的速率和机理（化学动力学）以及物质的微观结构与宏观性质间的关系（结构化学）等问题，它是化学学科的理论核心。化学学科在其发展过程中还与其他学科交叉结合形成多种边缘学科，如生物化学、环境化学、农业化学、医化学、材料化学、地球化学、放射化学、激光化学、计算机化学、星际化学等等。第一章绪论1.3未来21世纪化学展望一、化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一。二、化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用。三、化学继续推动材料科学发展。四、信息技术