化學(xué)化工在人類社會中的地位

1、化學(xué)化工在人類社會中的地位化學(xué)化工在人類社會中的地位 一、一、2020世紀化學(xué)的回顧與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢世紀化學(xué)的回顧與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢o20世紀人類認識和利用物質(zhì)經(jīng)歷了人類生存、人類生存質(zhì)量、人類生存安全三個歷史階段。o人類生存：20世紀初、化學(xué)提供肥料（合成氨）合成纖維和其它高分子材料，石油化工產(chǎn)品。o人類生存質(zhì)量：化學(xué)創(chuàng)造了許多飼料和肥料添加劑，食品添加劑，生產(chǎn)更多、更可口食物；創(chuàng)造了許多功能材料；創(chuàng)造了許多藥物和診斷方法，戰(zhàn)勝和消滅了某些疾病。o人類生存安全： 20世紀末資源問題？環(huán)境問題？電磁輻射？20世紀有七大技術(shù)，第一是合成化學(xué)技術(shù)世紀有七大技術(shù)，第一是合成化學(xué)技術(shù)o常說20世

2、紀發(fā)明了六大技術(shù)（1）無線電、半導(dǎo)體、計算機、芯片和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（2）基因重組、克隆和生物芯片等生物技術(shù)；（3）核科學(xué)和核武器技術(shù)；（4）航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)；（5）激光技術(shù)；（6）納米技術(shù)。但很少人提到包括新藥物、新材料、高分子、化肥、農(nóng)藥的化學(xué)合成技術(shù)。o其實，化學(xué)在20世紀的成就用“空前輝煌”來描述，是并不過分的。上述六大技術(shù)如果缺少一兩個，人類照樣生存，但如果沒有發(fā)明合成氨（國外評選20世紀最重大發(fā)明，得票最多）和合成尿素，合成第一、二、三代農(nóng)藥，60億人口將一半餓死；沒有發(fā)明合成抗生素和新藥物，人類壽命縮短；沒有三大合成，人類生活受很大影響，沒有合成新分子、新材料，上述六大技術(shù)無法實現(xiàn)。

3、化學(xué)是中心科學(xué)化學(xué)是中心科學(xué)o科學(xué)分上、中、下游，數(shù)理是上游、化學(xué)是中游、朝陽學(xué)科是下游。o交叉學(xué)科中化學(xué)放棄了冠名權(quán)。例如“生物化學(xué)”被稱為“分子生物學(xué)”，“生物大分子的結(jié)構(gòu)化學(xué)”被稱為“結(jié)構(gòu)生物學(xué)”，生物大分子的物理化學(xué)”被稱為“凝聚態(tài)物理學(xué)”，“溶液理論、膠體化學(xué)”稱為“軟物質(zhì)物理學(xué)”，“量子化學(xué)”稱為“原子分子物理學(xué)”。o又如人類基因組計劃、分子芯片、分子馬達、分子導(dǎo)線、分子計算機都是化學(xué)家開始的，但開創(chuàng)研究家卻不提出“化學(xué)器件學(xué)”這一名詞，而微電子學(xué)專家馬上稱之為“分子電子學(xué)”。因此，因此，20世紀的世紀的化學(xué)在推動人類進步和科技發(fā)展中起了核心的作用化學(xué)在推動人類進步和科技發(fā)展中起了

4、核心的作用對對2020世紀末化學(xué)現(xiàn)狀和地位的不同估計世紀末化學(xué)現(xiàn)狀和地位的不同估計o20世紀末化學(xué)的作用和地位似乎淡化，核心科學(xué)、牽頭學(xué)科似乎退后：o客觀上：A、一部分化學(xué)研究方法自動化和計算機化，誤認為分析和合成已經(jīng)不是科學(xué)而是技術(shù)；B、生物學(xué)在分子層次有兩大進展（基因、創(chuàng)造新生物或生物分子）；C、創(chuàng)造新材料、藥物等，化學(xué)研究其原理、機理，處上游，材料學(xué)、藥學(xué)推出實際產(chǎn)品，處于下游。o主觀上，A、迄今為止化學(xué)研究的主流仍以創(chuàng)造新分子、新材料為目標（忽視功能研究）；B、受大趨勢的影響，20世紀化學(xué)理論重點從宏觀轉(zhuǎn)向微觀，忽視科技對化學(xué)要求。二、未來化學(xué)的作用和地位二、未來化學(xué)的作用和地位o化學(xué)

5、仍然是解決食品問題的主要學(xué)科之一化學(xué)仍然是解決食品問題的主要學(xué)科之一oA、化學(xué)將支撐生物學(xué)在提供優(yōu)良品種，提供轉(zhuǎn)基因生物等方面作貢獻oB、化學(xué)將在設(shè)計、合成功能分子和結(jié)構(gòu)材料以及分子層次闡明和控制生物過程的機理方面，為研究開發(fā)高效安全肥料、飼料、農(nóng)藥、農(nóng)用材料、生物肥料、生物農(nóng)藥打下基礎(chǔ)oC、利用化學(xué)和生物方法增加動植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食品和食品添加劑，改正食品儲存加工方法，減少不安全因素，是化學(xué)研究的重要內(nèi)容化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用中起關(guān)鍵作用oA、要研究高效潔凈的轉(zhuǎn)化技術(shù)和控制低品位燃料的化學(xué)反應(yīng)

6、（保護環(huán)境，降低成本）oB、開發(fā)新能源，太陽能以及高效潔凈的化學(xué)電源與燃料電池等將成為21世紀的重要能源oC、礦產(chǎn)資源是不可再生，化學(xué)要研究重要礦產(chǎn)資源（如稀土）的分離和深加工技術(shù)以及利用化學(xué)繼續(xù)推動材料科學(xué)的發(fā)展化學(xué)繼續(xù)推動材料科學(xué)的發(fā)展oA、化學(xué)是新材料的源泉，末來化學(xué)不僅要設(shè)計和合成分子而且要把這些分子組裝、構(gòu)筑成有特定功能的材料，從超導(dǎo)體到催化劑、藥物控釋載體、納米材料都要從分子以上層次研究材料的結(jié)構(gòu)oB、20世紀化學(xué)模擬酶的活性中心已取得進展，未來將會在可用于生產(chǎn)、生活和醫(yī)療的模擬酶的研究方面有突破oC、21世紀電子技術(shù)將向更快、更小、功能更強的方向發(fā)展，目前大家正在致力于量子計算機

7、、生物計算機、分子器件、生物芯片等新技術(shù)，標志著分子電子學(xué)、分子信息技術(shù)的到來，需要設(shè)計、合成各種物質(zhì)和材料化學(xué)是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障化學(xué)是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障oA、通過研究各種物質(zhì)和能的生物效應(yīng)（正面和負面）的化學(xué)基礎(chǔ)特別是搞清兩面性的本質(zhì)，找出最佳利用方案oB、研究開發(fā)對環(huán)境無害的化學(xué)品和生活用品，研究對環(huán)境無害的生產(chǎn)方式，這兩方面是綠色化學(xué)的主要內(nèi)容oC、研究大環(huán)境和小環(huán)境（如室內(nèi)環(huán)境）中不利因素的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和與人體的相互作用，提出優(yōu)化環(huán)境潔凈生活空間的途徑o從分子水平了解病理過程，提出預(yù)警生物標志物的檢測方法，建議預(yù)防途徑，預(yù)防疾病三、現(xiàn)代化工在國民經(jīng)濟

8、中的地位 o化工是強大的傳統(tǒng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一 又是戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)（從1970 s開始化工及其產(chǎn)品在全球經(jīng)濟戰(zhàn)略中一直扮演重要角色）o 也是當代高科技的基礎(chǔ)o 同時與人類的衣食住行用有著密切的關(guān)系 化工化工信息信息材料材料航天航天生命生命 輕工輕工食品食品能源能源環(huán)境環(huán)境建筑建筑農(nóng)牧業(yè)農(nóng)牧業(yè)化肥化肥農(nóng)藥農(nóng)藥高能電池。高能電池?；た茖W(xué)與技術(shù)是國民經(jīng)濟支柱及高科技產(chǎn)業(yè)的支撐化工科學(xué)與技術(shù)是國民經(jīng)濟支柱及高科技產(chǎn)業(yè)的支撐 , ,在二十一世紀必將持續(xù)高速發(fā)展在二十一世紀必將持續(xù)高速發(fā)展醫(yī)藥醫(yī)藥功能材料功能材料添加劑添加劑飼料飼料化肥化肥瀝青瀝青橡膠輪胎橡膠輪胎農(nóng)藥殺蟲劑農(nóng)藥殺蟲劑化工與農(nóng)業(yè)化工與農(nóng)業(yè) o化肥化肥

9、o農(nóng)藥農(nóng)藥：研制高效、低毒和安全的農(nóng)藥研制高效、低毒和安全的農(nóng)藥o植物激素及生長調(diào)節(jié)劑植物激素及生長調(diào)節(jié)劑o其他：其他： 農(nóng)膜、土壤改良劑、飼料添加劑等。農(nóng)膜、土壤改良劑、飼料添加劑等。 化工與醫(yī)藥化工與醫(yī)藥 o制藥工業(yè)制藥工業(yè) o生物制藥生物制藥o化學(xué)合成制藥化學(xué)合成制藥o中藥制藥中藥制藥o是特殊商品，許多國家的制藥工業(yè)發(fā)展速度是特殊商品，許多國家的制藥工業(yè)發(fā)展速度多年來都高于其他工業(yè)的發(fā)展速度多年來都高于其他工業(yè)的發(fā)展速度?；づc能源化工與能源 一次能源與二次能源一次能源與二次能源 o 一次能源：指從自然界獲得且可直接加以利用的熱源一次能源：指從自然界獲得且可直接加以利用的熱源和動力源，包

10、括煤、石油、天然氣、油田氣等，林木秸和動力源，包括煤、石油、天然氣、油田氣等，林木秸稈等植物燃料，沼氣，核燃料，還有水能、風(fēng)能、地?zé)岫挼戎参锶剂?，沼氣，核燃料，還有水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和太陽能等。能、海洋能和太陽能等。o二次能源：指從一次能源加工得到的便于利用的能量形二次能源：指從一次能源加工得到的便于利用的能量形式，除火電外，主要是指化學(xué)加工得到的汽油、柴油、式，除火電外，主要是指化學(xué)加工得到的汽油、柴油、煤油、重油、渣油和人造汽油等液體燃料，煤氣、液化煤油、重油、渣油和人造汽油等液體燃料，煤氣、液化石油氣等氣體燃料。石油氣等氣體燃料。 n 圖圖1-1 1-1 世界和中國能源消耗構(gòu)成世

11、界和中國能源消耗構(gòu)成 化工與人類生活化工與人類生活o迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的12001200多多萬個化合物各自有其性質(zhì)和功能。農(nóng)萬個化合物各自有其性質(zhì)和功能。農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、吃穿用、衣食吃穿用、衣食住行住行無不緊密地依賴化學(xué)品，化工使無不緊密地依賴化學(xué)品，化工使人們生活更加豐富多彩。人們生活更加豐富多彩。 化工與國防化工與國防o火炸藥工業(yè)是廣義化學(xué)加工工業(yè)的重要組成部分，火炸藥工業(yè)是廣義化學(xué)加工工業(yè)的重要組成部分，它的生產(chǎn)工藝及設(shè)備與一般化學(xué)工業(yè)，特別是燃它的生產(chǎn)工藝及設(shè)備與一般化學(xué)工業(yè)，特別是燃料工業(yè)、制藥工業(yè)十分相近，具有相同的操作和料

12、工業(yè)、制藥工業(yè)十分相近，具有相同的操作和過程。過程。o隨著火箭和導(dǎo)彈技術(shù)的進步，對推進劑的要求也隨著火箭和導(dǎo)彈技術(shù)的進步，對推進劑的要求也越來越高，要求化工提供能量和沖量更高的發(fā)射越來越高，要求化工提供能量和沖量更高的發(fā)射藥和推進劑，以及能量更大、破壞力和殺傷力更藥和推進劑，以及能量更大、破壞力和殺傷力更強的猛炸藥。強的猛炸藥。o與國防有關(guān)的化工產(chǎn)品與國防有關(guān)的化工產(chǎn)品化工是最大的行業(yè)和市場 o2003年，中國化工產(chǎn)品現(xiàn)價總產(chǎn)值達 9702億元，接近國內(nèi)GDP總量的10%o包括石油在內(nèi)的化工行業(yè)，是一個支脈眾多的龐大家族，是中國的最大行業(yè)。o化工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈特別長 上游 中游 下游因此化工市場

13、也可以說是中國最大的市場?；瘜W(xué)工業(yè)行業(yè)范疇化學(xué)工業(yè)行業(yè)范疇o無機化學(xué)工業(yè)無機化學(xué)工業(yè) （包括化學(xué)肥料，（包括化學(xué)肥料，“三酸三酸”，“二堿二堿”，無機鹽，稀有元素，電化學(xué)等），無機鹽，稀有元素，電化學(xué)等）o基本有機化工基本有機化工 （以天然資源：煤、石油、天然（以天然資源：煤、石油、天然氣、生物質(zhì)為原料經(jīng)過化學(xué)加工得到氣、生物質(zhì)為原料經(jīng)過化學(xué)加工得到“三烯三烯” ，“三苯三苯”，“一炔一炔” ，萘等八大基礎(chǔ)原料，然，萘等八大基礎(chǔ)原料，然后再進一步為基本有機原料的工業(yè)）后再進一步為基本有機原料的工業(yè)）o高分子化學(xué)工業(yè)高分子化學(xué)工業(yè) （包括合成塑料、合成橡膠、（包括合成塑料、合成橡膠、合成纖維等）合成纖維等）o精細化學(xué)品加工工業(yè)精細化學(xué)品加工工業(yè)化工產(chǎn)品o可分為25類類。o第1類：氨、電石、硫酸、化學(xué)肥料；第2類：堿工業(yè)產(chǎn)品；第3類：無機化工產(chǎn)品；第4類：高壓氣體；第5類：火藥；第6類：芳香族及焦油產(chǎn)品；第7類：有機化工產(chǎn)品；第8類：石油化工和石油