化學與社會第一章

化學與社會第一章第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日成績評定平時30分期末考試40分讀書報告30分作業(yè)(15分)；出勤(15分)自選與化學有關專題或平時40分(每次10份，達4次無成績）期末考試60分第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日研究內(nèi)容化學研究什么？化學學科的發(fā)展方向與化學研究中的機遇化學與環(huán)境化學與材料化學與農(nóng)業(yè)化學與生命化學與現(xiàn)代文明納米專題第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日第一章序論一、化學研究什麼？1化學研究的對象

第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日單質(zhì)：指由同種元素的原子組成的物質(zhì)，如氧氣(O2)和氮氣(N2)；金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鋅(Zn)和錫(Sn)等

化合物：指由不同種元素的原子組成的物質(zhì)，如鹽酸(HCl)，氫氧化納(NaOH)，碳酸鈣(CaCO3)第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日機械運動:位置的移動物理運動：蠟燭燃燒由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)?；瘜W運動：蠟燭燃燒變CO2生物運動：花開花落

物質(zhì)運動形式第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學運動：物質(zhì)間的化學變化。本質(zhì)是原子、分子、離子或核外電子運動狀態(tài)的改變。伴隨化學變化的發(fā)生也常產(chǎn)生物理變化，如光、電、熱的變化.第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日鐵生銹水結(jié)冰草燃燒鹽溶于水指出那些是化學變化?第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日

物質(zhì)發(fā)生化學變化后，它的組成會發(fā)生變化。研究化學變化時，常對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、發(fā)生變化所需的外界條件及變化規(guī)律等進行研究。

解決化學變化能否發(fā)生、進行程度如何及有哪些影響因素等問題，能為社會生產(chǎn)實踐提供理論指導。

熱力學研究結(jié)果表明氫氣(H2)與氧氣(O2)可以發(fā)生化學反應生成水（H2O）。但事實上正常條件下，空氣中的氧氣和氫氣能穩(wěn)定存在而并不生成水。動力學研究顯示這是因為二者反應速度很慢，106億年才生成0.15%的水。因此若想實現(xiàn)該反應，就必須研究影響該反應的各種因素,如催化劑等。

第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學是一門在原子、分子和離子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等變化條件及規(guī)律的科學。亦即是研究物質(zhì)變化的科學?；瘜W的定義第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學研究的目的—認識自然，改造自然，造福人類

出于對自然界物質(zhì)的好奇，人們很早就知道如何從自然界分離出某些化學物質(zhì)，例如從花卉中提取顏料來染布和作畫。同時，人類很早也認識到通過化學變化來制造新物質(zhì)，最早的可能是肥皂和活性炭。從化學元素概念的提出、氧化學說的建立、元素周期律的發(fā)現(xiàn)、由無機化合物合成有機化合物（尿素），為人類文明的進步帶來飛躍。化學研究的各項成果為人類認識自然和改造自然及社會的發(fā)展和進步起了非常重要作用。

第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日

化學研究圍繞保證人類的生存、提高人類生活質(zhì)量和延長人類壽命的目標一直在做不懈的努力。如化學研究在解決人類的衣、食、住、行、能源短缺、合理使用自然資源及環(huán)境保護等難題方面和合成新材料、新藥物及探明生命過程中的化學奧秘方面曾經(jīng)而且還將繼續(xù)做出巨大的貢獻。

化學研究發(fā)展到今天從來就沒有脫離過為人類造福和使人類生活得更美好的長期而遠大的目標。第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日二、化學學科的發(fā)展方向與化學研究中的機遇

近代化學時期（從十七世紀中葉到十九世紀末）：化學作為一門獨立的學科的形成和發(fā)展時期。元素論的誕生標志著化學學科的確立；從燃素說到氧化學說的建立，化學計量定律的確立、原子-分子學說的建立、及元素周期律的發(fā)現(xiàn)。科學實驗的興起和化學工業(yè)的蓬勃發(fā)展，促進了化學史上一系列的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明?；瘜W的分支學科也迅速發(fā)展。

1.化學發(fā)展簡史古代化學時期（十七世紀以前）：制陶、玻璃制造、煉銅和鐵、造紙和火藥、煉丹和煉金、醫(yī)藥化學和冶金化學等的萌芽期。這一時期的化學特點是注重實用性，化學知識是經(jīng)驗性和零散性的。第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日現(xiàn)代化學（十九世紀末，二十世紀初）：X-射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)?；瘜W的研究深入到探索原子、分子、晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。量子力學的建立全面揭示了元素周期律的本質(zhì)?；瘜W研究從宏觀實驗和經(jīng)驗歸納轉(zhuǎn)為從微觀領域的演繹和推理來闡明物質(zhì)及其變化本質(zhì)。經(jīng)歷了從宏觀到微觀、從靜態(tài)到動態(tài)的認識過程，建立了嶄新的化學理論體系，化學與其它學科的研究和發(fā)展也相互滲透、相互促進?，F(xiàn)代化學有三個突出的特點：（1）多學科的綜合性和相互滲透；（2）新的實驗手段的普遍應用；(3)理論與實驗相結(jié)合。第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日InorganicChemistry,2009,48,5772:(NH4)2MoS4+CuI+4,4’-Bipy+Bu4NI

{Mo2O2S6Cu6I2(4,4-bipy)6}n中性化合物第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日一級學科:

化學二級學科:無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、高分子化學、環(huán)境化學及化學工程等。交叉邊緣科學：生物無機化學、生物有機化學、物理有機化學、金屬有機化學等。按研究劃分:

基礎研究、應用研究和開發(fā)研究。然而實際上的劃分卻是不易的，例如催化。

化學學科的分支第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日

（a）弄清各種物質(zhì)在各種狀態(tài)下的組成、結(jié)構(gòu)和性能等及其相互關系（結(jié)構(gòu)研究）。(b)弄清各種物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的機理細節(jié)及其結(jié)構(gòu)變化的控制方法和手段（結(jié)構(gòu)變化）。（c）弄清各種物質(zhì)化學反應的機理細節(jié)及其結(jié)構(gòu)變化的控制方法和手段（反應機理）。（d）根據(jù)需要能夠任意設計和合成各種性能的化合物（合成化學）。

化學學科自身的使命化學學科的發(fā)展方向既涉及本身具有普遍科學意義的各項研究，又應該考慮整個社會大系統(tǒng)環(huán)境的各個角度例如國家政策、方針、社會需求、現(xiàn)有的科學資源及科學實力等。除了要完成自身的歷史使命外，還肩負著促進其它自然科學與社會科學的發(fā)展和進步。第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學的發(fā)展與其它學科的相互關系

化學與生命科學生命科學之謎？

1.生命起源之謎。

最早的生命從何而來？這個被人們稱為“自然歷史上最復雜、最難以解決的疑問”，今后仍是科學研究的焦點，將長期吸引學者的注意。2．大腦之謎。這個“大自然創(chuàng)造的最神秘黑箱”，有著無比奇妙的特點。諾貝爾獎金獲得者克里克寫道：“你本身，你的喜怒哀樂，你的記憶，你的雄心，你的個人第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日

感覺，你的自由意志，事實上不外乎是大量細胞及其相關分子的行為?！崩站S司說“你什么都不是，僅僅只是一堆神經(jīng)元”。但這堆神經(jīng)元究竟是怎樣開展工作的，至今卻還知之甚少。3．演化之謎。生命是如何演化的？達爾文“物競天譯”理論對此作了頗為精彩的解釋，但近年來一系列發(fā)現(xiàn)，卻使得這個領域重新充滿疑團。例如“寒武紀大爆炸”就是其中最具挑戰(zhàn)性的事實，在距今5億多年前的寒武紀后期，在非常短促的歷史時期內(nèi)，地球上突然冒出了許多新的動物類型，包括海綿動物、腔腸動物、腕足動物、節(jié)肢動物、脊索動物等等?？傊?，大多數(shù)“門類”都在此時同時出現(xiàn)，而之前根本并不存在，之后則基本上沒有增加。這一事實與“漸進式演化”、“系譜樹”等理論很難協(xié)調(diào)。此外在分子水平研究進化問題時，也發(fā)現(xiàn)許多難以用自然選擇理論解釋的事實?！吧绾窝莼保匀皇侵档美^續(xù)探索的大課題。第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日4.地外生命之謎。盡管直至今天還沒有找到任何地外生命存在的蹤跡，但由于宇宙中星體太多了，要否定它幾乎是不可能的事，所以尋找還必須繼續(xù)進行。一旦發(fā)現(xiàn)地外生命，由于它們所處的環(huán)境和地球截然不同，其元素組成、結(jié)構(gòu)方式、遺傳密碼、新陳代謝類型，肯定與地球型生命有很大差別、研究二者的異同，必然會導致生命科學的重大躍進。5．各種生物基因圖譜的繪制。每種生物都有自已一套獨特的遺傳系統(tǒng)，包括若干染色體及排列于其上的基因。其化學基礎則是DNA分子，是由許多核苷酸按照嚴格順序聯(lián)接起來的長鏈。測定基因位置，并最終確定各個核苷酸的排列順序，是透徹了解該生物的基礎工作?，F(xiàn)在科學家已經(jīng)完成了對大腸桿菌、酵母菌及其它11種微生物的基因圖譜工作。對于人類基因，已標識了將近一半，不過對于30億個堿基對，僅只分析了約6000萬個，大量工作需今后繼續(xù)進行。

第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日

現(xiàn)在人們認為生命的起源是通過化學途徑實現(xiàn)的，生命過程本身就是化學變化的表現(xiàn)。要了解生命必須先了解化學活性。生命科學的發(fā)展要求我們在分子水平上解釋生命過程，例如組成生命的各種酶、核酸和蛋白質(zhì)的分離，及其化學結(jié)構(gòu)與生物功能的關系，遺傳基因的序列。 應用：親子簽定傳統(tǒng)的測血型親子鑒定測DNA親子鑒定第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學與信息科學(記錄、傳輸、存儲、識別等）

計算機的計算速度和容量的提升及計算機本身的發(fā)展卻依賴新一代計算機芯片的發(fā)展。而計算機芯片所用材料又是無機或有機化合物。

計算機科學與化學實驗手（自動化和智能化、文獻）藥物及農(nóng)藥篩選量子化學的進一步發(fā)展及生物大分子的深入研究第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日單晶硅砷化鎵磷化銦碳化硅鍺化學與信息第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學與信息第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學與地球科學

同位素地球化學、微量元素地球化學、巖石地球化學、礦床地球化學等也都是化學的直接應用而發(fā)展起來的邊緣科學。

化學與環(huán)境科學、考古學和哲學的發(fā)展和進步。

文物保護和檔案材料的保護都與化學技術(shù)的進步息息相關。第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日聚苯乙烯燈塑料制品地板革化學與材料第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學與能源水能太陽能第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日

化學的發(fā)展與社會文明進步化學與社會問題和社會需求有：化學工業(yè)、增產(chǎn)糧食、增加能源、發(fā)展材料、裨益健康、改善環(huán)境、增強國防。第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學工業(yè)是一種高技術(shù)工業(yè)，它依賴現(xiàn)代化的生產(chǎn)流程、最先進的儀器設備和最新穎的構(gòu)思。它已成為各國國民經(jīng)濟中的重要支柱。

例如，美國化學品及其相關產(chǎn)品工業(yè)擁有一百萬員工，每年出口量達1750億美元，贏得約165億美元的國際貿(mào)易順差；英國化學工業(yè)年產(chǎn)值約21萬億英鎊（約占英國總產(chǎn)值9%），出口順差25億英鎊國民；日本和法國化學工業(yè)品國際貿(mào)易順差分別達461億美元和257億法郎。

第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學涉足的工業(yè)領域第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日1988年我國化學工業(yè)總產(chǎn)值占全國工業(yè)總產(chǎn)值的6.9%。2006年增加到18%?；瘜W及其密切相關工業(yè)，如石油加工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和橡膠制品等占全國工業(yè)總產(chǎn)值的28.6%。國際市場上化學工業(yè)品的竟爭力主要依賴該國在化學科學能否保持領先地位。盡管先進工業(yè)所依賴的純科學基礎有時是很隱蔽的，但對于國家前途來說，沒有比化學更安全的基礎科學投資領域。我國化學工業(yè)現(xiàn)況第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日用有限的土地資源去養(yǎng)活不斷增長的人口是人類面臨的一個嚴峻的問題。我國在這一問題上更為突出，人口占世界22%，耕地面積占世界7%。因此食物的增產(chǎn)問題無法回避。解決的辦法有：通過擴大耕地面積和提高單位面積耕地產(chǎn)量來提高種植業(yè)的產(chǎn)量；在分子水平上認識動物生長激素及調(diào)節(jié)物來提高養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)量；通過固氮和光合作用的深入研究和開發(fā)應用尋找增產(chǎn)食物的根本途徑；加強食物的儲藏和保鮮研究；海洋食物的進一步開發(fā)。這些解決辦法都直接或間接與化學相關，如提高單位面積耕地產(chǎn)量離不開化肥、除草劑、植物生長促進劑和調(diào)節(jié)劑、土壤改良劑、害蟲引誘劑、昆蟲信息素、昆蟲激素、農(nóng)藥等領域研究的突破?；瘜W與農(nóng)業(yè)第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日中國首例國產(chǎn)抗艾滋病藥“克度”于2002年上市由中國東北制藥集團公司自行生產(chǎn)的齊多夫定（ＡＺＴ）片劑和膠囊劑今天在中國上市，其商品定名為“克度”。獲得中國國家藥品監(jiān)督管理局的國內(nèi)上市批準文號，是中國批準生產(chǎn)的第一例抗艾滋病病毒藥品。它結(jié)束了中國抗艾滋病病毒藥品完全依賴進口的歷史。

目前中國艾滋病患者和ＨＩＶ感染者共有100萬人左右。由于長期依賴進口，高昂的藥物價格使中國的艾滋病患者每年承擔的治療費用比泰國、巴西等國患者要高出數(shù)倍以上。

目前接受雞尾酒療法治療的病人，平均每人每月的藥物花費在２５００－３０００元人民幣左右。而經(jīng)濟條件差的病人只能接受對癥療法（根據(jù)病人出現(xiàn)的病癥治療）。

化學與人類健康第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學與食品添加劑常用的合成食用色素1）莧菜紅2）胭脂紅3）檸檬黃4）日落黃5）靛藍其它添加劑如：甜味劑、防腐劑、香料、殺菌劑等第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日三聚氰胺白色無味的結(jié)晶粉末微溶于水半致死量大約為每千克體重3克胃酸作用下解離腎結(jié)石或腎衰竭第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日火藥（KNO3,C,S)的發(fā)明改變了交戰(zhàn)狀態(tài)，現(xiàn)代炸藥式樣更新?；瘜W藥品或混合物經(jīng)化學反應產(chǎn)生氣體，并釋放大量熱能，氣體急劇膨脹而爆炸。子彈（鉛或鋼質(zhì)）是用化學炸藥推動的。化學武器是使用了化學毒物。核武器利用了核變過程中產(chǎn)生的熱能和輻射。開發(fā)防毒面具及抗細菌藥物，隱形材料，保護材料也與化學密切相關?；瘜W與國防第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日人造衛(wèi)星航天飛機隱型戰(zhàn)斗機第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日導彈航天飛機第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日宇航員裝備后背座：氮推進器，液體氧，水罐等。控制板：調(diào)節(jié)氮氣，氧氣和水供應等。頭盔：透明塑料（多層材料)，涂金的防護鏡，減少太陽的輻射。手套：硅橡膠，給出觸感。第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日化學與環(huán)境人類環(huán)境自然環(huán)境社會環(huán)境地質(zhì)環(huán)境土壤環(huán)境大氣環(huán)境水體環(huán)境生物環(huán)境生產(chǎn)環(huán)境交通環(huán)境商業(yè)環(huán)境文教環(huán)境衛(wèi)生環(huán)境旅游環(huán)境第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日第四十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日第四十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日第四十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期日改善