大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)：緒論課件

大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)緒論大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)緒論一、什麼是化學(xué)？

化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。

化學(xué)是以研究物質(zhì)的化學(xué)變化為主的科學(xué)

Chemistryisthestudyofthepropertiesofmaterialsandthechangesthatmaterialsundergo.一、什麼是化學(xué)？化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)21世紀的化學(xué)是研究泛分子。詳言之，化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài)，直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應(yīng)，制備、剪裁和組裝，分離和分析，結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，粒度和形貌，物理和化學(xué)性能，生理和生物活性及其輸運和調(diào)控的作用機制，以及上述各方面的規(guī)律，相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。

---徐光憲---21世紀的化學(xué)是研究泛分子。詳言之，化核心與特征：合成新物質(zhì)(Synthesis)物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)(WhathaveIgot?)物質(zhì)的性質(zhì)與變化(Howdidthattransformationhappen?)為什么是這種結(jié)構(gòu)，為何發(fā)生這種變化(Whythatchangeorstructure,ratherthanothers?)Chemistry=Chem.istry核心與特征：合成新物質(zhì)(Synthesis)Chemis化學(xué)的發(fā)展歷史悠久、源遠流長第一時期：古代及中古時期（17世紀中葉以前）

以實用為目的，化學(xué)知識來源于具體工藝過程的實踐火的發(fā)現(xiàn)陶器的制作金屬的冶煉染色、釀造造紙、火藥等五行學(xué)說(金、木、水、火、土）四元素說（火、水、土、空氣）三要素說（硫、汞、鹽）化學(xué)的發(fā)展歷史悠久、源遠流長第一時期：古代及中古時期（17世第二時期：17世紀中葉-20世紀初

化學(xué)實現(xiàn)了從經(jīng)驗到理論的重大飛躍，真正被確立為一門獨立的學(xué)科，并出現(xiàn)了許多分支學(xué)科

《懷疑派化學(xué)家》（1661）

“元素是由某些不由任何其它物質(zhì)所構(gòu)成的原始的和簡單的物質(zhì)或完全純凈的物質(zhì)，他們是用一般方法不能再分的更簡單的物質(zhì)?！薄盎瘜W(xué)的對象和任務(wù)就是要尋找和認識物質(zhì)的組成和性質(zhì)。”化學(xué)家之父--波意耳（Boyle英國化學(xué)家和物理學(xué)家，1627-1691）第二時期：17世紀中葉-20世紀初“元素是近代化學(xué)之父–

拉瓦錫

(A.L.Lavoisier法國化學(xué)家，1743—1794）

1、物質(zhì)燃燒時都放出光和熱

2、物質(zhì)只有在氧存在時才能燃燒

3、空氣由兩種成分構(gòu)成。物質(zhì)在空氣中燃燒時吸收了其中的氧，其增加的重量正好等于所吸收的氧的重量

4、非金屬燃燒后通常變?yōu)樗?；金屬煅燒后生成的鍛灰是金屬氧化物L(fēng)avoisier的燃燒的氧學(xué)說（1777）近代化學(xué)之父–拉瓦錫1、物質(zhì)燃燒時都放出光和熱Lavoi第三時期：20世紀現(xiàn)代化學(xué)飛速發(fā)展，化學(xué)的理論、研究方法、實驗技術(shù)以及應(yīng)用等方面都有了深刻的變化，并衍生出更多的分支和交叉學(xué)科。第三時期：20世紀二、20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

1、化學(xué)為人類的進步提供了豐富物質(zhì)基礎(chǔ)

化學(xué)包含兩類不同的工作：有些化學(xué)家在研究自然界并試圖了解它；同時另一些化學(xué)家則在創(chuàng)造自然界不存在的新物質(zhì)和尋找化學(xué)變化的新途徑

化學(xué)不但能夠大量制造各種自然界已有的物質(zhì)，而且能夠根據(jù)人類的需要創(chuàng)造出自然界本不存在的物質(zhì)

二、20世紀的化學(xué)在推動人類進步和科技發(fā)展1、化學(xué)為人類2、基礎(chǔ)研究取得重大突破，研究領(lǐng)域不斷擴展

放射性和鈾裂變的重大發(fā)現(xiàn)，打開了原子物理學(xué)的大門。

化學(xué)鍵和和現(xiàn)代量子化學(xué)理論的建立，使化學(xué)進入實驗和理論計算并重的新時代，使人們對分子的理性設(shè)計和剪裁成為可能。

化學(xué)動力學(xué)與分子動態(tài)學(xué)的研究，使人們能深入到原子、分子的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運動，分子間相互作用和碰撞過程來研究化學(xué)反應(yīng)的速率與機理2、基礎(chǔ)研究取得重大突破，研究領(lǐng)域不斷擴展放

大量的新反應(yīng)、新試劑、新方法、新理論的發(fā)現(xiàn)，使合成化學(xué)家又創(chuàng)造了一個新的自然界。大量的新反應(yīng)、新試劑、新方法、新理論3、推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，促進了學(xué)科的交叉與滲透(1)牽動其他學(xué)科向分子層次發(fā)展

生物學(xué)從描述性的科學(xué)發(fā)展成為20世紀末的前沿學(xué)科，在很大程度上是依靠化學(xué)所提供的理論、概念、方法，甚至試劑和材料

生物小分子(糖、血紅素、葉綠素、維生素)的化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究。生物大分子（蛋白質(zhì)、酶）的分離提純技術(shù)及化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究活性生物大分子的合成（維生素B12、胰島素）3、推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，促進了學(xué)科的交(1)牽動其他學(xué)VB12Woodward(1965年，Nobel獎）VB12Woodward(1965年，Nobel獎）

(2)化學(xué)帶動了材料科學(xué)的發(fā)展三大合成高分子材料（人造纖維、人造橡膠、塑料）新型結(jié)構(gòu)材料（各種合金、特種陶瓷、納米材料）信息功能材料（液晶材料、電致發(fā)光材料、非線性光學(xué)材料、光電信息存儲材料、超導(dǎo)材料）生物工程材料(2)化學(xué)帶動了材料科學(xué)的發(fā)展三大合成

化學(xué)家不僅合成了各種材料的新分子，更重要的是創(chuàng)立了研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和形態(tài)的理論、方法和實驗手段，認識了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系和規(guī)律，為設(shè)計具有各種特殊功能的化學(xué)品提供了有效的方法和手段化學(xué)家不僅合成了各種材料的

(3)化學(xué)實驗方法學(xué)推動其它學(xué)科在分子層次上觀察和測定物質(zhì)的變化過程。

化學(xué)不斷研究和建立各種分析和檢測方法，檢測物質(zhì)的組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)的原理、方法和技術(shù)，推動了各個學(xué)科的發(fā)展。各種光譜、波譜、能譜技術(shù)各種化學(xué)、生物傳感器、微流技術(shù)電子掃描隧道顯微鏡(3)化學(xué)實驗方法學(xué)推動其它學(xué)科在分子

化學(xué)是一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的科學(xué)

化學(xué)為總管物質(zhì)在分子層次上變化之學(xué)科，人類之衣、食、住、行無不仰給于化學(xué)所掌管之成百化學(xué)元素及其所組成之萬千化合物和無數(shù)制劑、材料?；瘜W(xué)具有實驗和理論并重之傳統(tǒng)，強于試驗不言而喻，而其發(fā)展亦受惠于突出理論之思維，…。在自然科學(xué)中，化學(xué)和物理儼然為共管物質(zhì)及其運動之核心科學(xué)，遂有自然科學(xué)之軸心之稱。

---唐有棋---化學(xué)是一門中心的、實用的、創(chuàng)三、化學(xué)變化的特征1.化學(xué)變化是質(zhì)變2.化學(xué)變化是定量的變化3.化學(xué)變化伴隨著能量的變化三、化學(xué)變化的特征1.化學(xué)變化是質(zhì)變2.化學(xué)變化是定量的變化四、化學(xué)的分支學(xué)科化學(xué)無機化學(xué)(InorganicChemistry)有機化學(xué)(OrganicChemistry)分析化學(xué)(AnalyticChemistry)物理化學(xué)(PhysicalChemistry)高分子化學(xué)(PolymerChemistry)生物化學(xué)（biochemistry)放射化學(xué)與核化學(xué)(NuclearChemistry)四、化學(xué)的分支學(xué)科化無機化學(xué)(InorganicChem化學(xué)材料化學(xué)能源化學(xué)環(huán)境化學(xué)地質(zhì)化學(xué)天體化學(xué)

化學(xué)生物學(xué)化學(xué)信息學(xué)有機光電子學(xué)化學(xué)材料化學(xué)五、關(guān)于本門課程1、課程內(nèi)容化學(xué)的基本原理物質(zhì)的特性微觀性質(zhì)(原子結(jié)構(gòu)和價鍵理論)宏觀性質(zhì)(氣體、液體、固體)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律反應(yīng)的平衡反應(yīng)的速率反應(yīng)的能量(2)化學(xué)的廣泛應(yīng)用和前沿領(lǐng)域五、關(guān)于本門課程1、課程內(nèi)容化學(xué)的基本原理物質(zhì)的特性微觀性學(xué)習(xí)方法：1.預(yù)習(xí);2.課堂筆記3.習(xí)題與答疑

學(xué)習(xí)方法：1.預(yù)習(xí);2.課堂筆記3.習(xí)題與答疑大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)緒論大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)緒論一、什麼是化學(xué)？

化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。

化學(xué)是以研究物質(zhì)的化學(xué)變化為主的科學(xué)

Chemistryisthestudyofthepropertiesofmaterialsandthechangesthatmaterialsundergo.一、什麼是化學(xué)？化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)21世紀的化學(xué)是研究泛分子。詳言之，化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài)，直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應(yīng)，制備、剪裁和組裝，分離和分析，結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，粒度和形貌，物理和化學(xué)性能，生理和生物活性及其輸運和調(diào)控的作用機制，以及上述各方面的規(guī)律，相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。

---徐光憲---21世紀的化學(xué)是研究泛分子。詳言之，化核心與特征：合成新物質(zhì)(Synthesis)物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)(WhathaveIgot?)物質(zhì)的性質(zhì)與變化(Howdidthattransformationhappen?)為什么是這種結(jié)構(gòu)，為何發(fā)生這種變化(Whythatchangeorstructure,ratherthanothers?)Chemistry=Chem.istry核心與特征：合成新物質(zhì)(Synthesis)Chemis化學(xué)的發(fā)展歷史悠久、源遠流長第一時期：古代及中古時期（17世紀中葉以前）

以實用為目的，化學(xué)知識來源于具體工藝過程的實踐火的發(fā)現(xiàn)陶器的制作金屬的冶煉染色、釀造造紙、火藥等五行學(xué)說(金、木、水、火、土）四元素說（火、水、土、空氣）三要素說（硫、汞、鹽）化學(xué)的發(fā)展歷史悠久、源遠流長第一時期：古代及中古時期（17世第二時期：17世紀中葉-20世紀初

化學(xué)實現(xiàn)了從經(jīng)驗到理論的重大飛躍，真正被確立為一門獨立的學(xué)科，并出現(xiàn)了許多分支學(xué)科

《懷疑派化學(xué)家》（1661）

“元素是由某些不由任何其它物質(zhì)所構(gòu)成的原始的和簡單的物質(zhì)或完全純凈的物質(zhì)，他們是用一般方法不能再分的更簡單的物質(zhì)?！薄盎瘜W(xué)的對象和任務(wù)就是要尋找和認識物質(zhì)的組成和性質(zhì)?！被瘜W(xué)家之父--波意耳（Boyle英國化學(xué)家和物理學(xué)家，1627-1691）第二時期：17世紀中葉-20世紀初“元素是近代化學(xué)之父–

拉瓦錫

(A.L.Lavoisier法國化學(xué)家，1743—1794）

1、物質(zhì)燃燒時都放出光和熱

2、物質(zhì)只有在氧存在時才能燃燒

3、空氣由兩種成分構(gòu)成。物質(zhì)在空氣中燃燒時吸收了其中的氧，其增加的重量正好等于所吸收的氧的重量

4、非金屬燃燒后通常變?yōu)樗?；金屬煅燒后生成的鍛灰是金屬氧化物L(fēng)avoisier的燃燒的氧學(xué)說（1777）近代化學(xué)之父–拉瓦錫1、物質(zhì)燃燒時都放出光和熱Lavoi第三時期：20世紀現(xiàn)代化學(xué)飛速發(fā)展，化學(xué)的理論、研究方法、實驗技術(shù)以及應(yīng)用等方面都有了深刻的變化，并衍生出更多的分支和交叉學(xué)科。第三時期：20世紀二、20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

1、化學(xué)為人類的進步提供了豐富物質(zhì)基礎(chǔ)

化學(xué)包含兩類不同的工作：有些化學(xué)家在研究自然界并試圖了解它；同時另一些化學(xué)家則在創(chuàng)造自然界不存在的新物質(zhì)和尋找化學(xué)變化的新途徑

化學(xué)不但能夠大量制造各種自然界已有的物質(zhì)，而且能夠根據(jù)人類的需要創(chuàng)造出自然界本不存在的物質(zhì)

二、20世紀的化學(xué)在推動人類進步和科技發(fā)展1、化學(xué)為人類2、基礎(chǔ)研究取得重大突破，研究領(lǐng)域不斷擴展

放射性和鈾裂變的重大發(fā)現(xiàn)，打開了原子物理學(xué)的大門。

化學(xué)鍵和和現(xiàn)代量子化學(xué)理論的建立，使化學(xué)進入實驗和理論計算并重的新時代，使人們對分子的理性設(shè)計和剪裁成為可能。

化學(xué)動力學(xué)與分子動態(tài)學(xué)的研究，使人們能深入到原子、分子的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運動，分子間相互作用和碰撞過程來研究化學(xué)反應(yīng)的速率與機理2、基礎(chǔ)研究取得重大突破，研究領(lǐng)域不斷擴展放

大量的新反應(yīng)、新試劑、新方法、新理論的發(fā)現(xiàn)，使合成化學(xué)家又創(chuàng)造了一個新的自然界。大量的新反應(yīng)、新試劑、新方法、新理論3、推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，促進了學(xué)科的交叉與滲透(1)牽動其他學(xué)科向分子層次發(fā)展

生物學(xué)從描述性的科學(xué)發(fā)展成為20世紀末的前沿學(xué)科，在很大程度上是依靠化學(xué)所提供的理論、概念、方法，甚至試劑和材料

生物小分子(糖、血紅素、葉綠素、維生素)的化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究。生物大分子（蛋白質(zhì)、酶）的分離提純技術(shù)及化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究活性生物大分子的合成（維生素B12、胰島素）3、推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，促進了學(xué)科的交(1)牽動其他學(xué)VB12Woodward(1965年，Nobel獎）VB12Woodward(1965年，Nobel獎）

(2)化學(xué)帶動了材料科學(xué)的發(fā)展三大合成高分子材料（人造纖維、人造橡膠、塑料）新型結(jié)構(gòu)材料（各種合金、特種陶瓷、納米材料）信息功能材料（液晶材料、電致發(fā)光材料、非線性光學(xué)材料、光電信息存儲材料、超導(dǎo)材料）生物工程材料(2)化學(xué)帶動了材料科學(xué)的發(fā)展三大合成

化學(xué)家不僅合成了各種材料的新分子，更重要的是創(chuàng)立了研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和形態(tài)的理論、方法和實驗手段，認識了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系和規(guī)律，為設(shè)計具有各種特殊功能的化學(xué)品提供了有效的方法和手段化學(xué)家不僅合成了各種材料的

(3)化學(xué)實驗方法學(xué)推動其它學(xué)科在分子層次上觀察和測定物質(zhì)的變化過程。

化學(xué)不斷研究和建立各種分析和檢測方法，檢測物質(zhì)的組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)的原理、方法和技術(shù)，推動了各個學(xué)科的發(fā)展。各種光譜、波譜、能譜技術(shù)各種化學(xué)、生物傳感器、微流技術(shù)電子掃描隧道顯微鏡(3)化學(xué)實驗方法學(xué)推動其它學(xué)科在分子

化學(xué)是一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的科學(xué)

化學(xué)為總管物質(zhì)在分子層次上變化之學(xué)科，人類之衣、食、住、行無不仰給于化學(xué)所掌管之成百化學(xué)元素及其所組成之萬千化合物和無數(shù)制劑、材料?；瘜W(xué)具有實驗和