基礎化學第一章：緒論

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基礎化學2024/2/272緒論化學發(fā)展的歷史一化學的定義和分類二化學研究的基本方法三化學在社會發(fā)展中的地位及作用四《基礎化學》課程內容五

大學化學的學習方法六2024/2/273一、化學發(fā)展的歷史---Why?···17世紀中葉20世紀···古代化學近代化學現(xiàn)代化學17世紀后半葉～19世紀末2024/2/274古代化學時期——以實用為目的，化學知識來源于具體工藝過程的實踐代表：

煉丹術、煉金術、冶煉青銅、制作陶器、染色、釀造、造紙、火藥等

中國五行學說(金、木、水、火、土）古希臘四元素說（火、水、土、氣）

明代李時珍：《本草綱目》

宋應星：《天工開物》特點：實用性、經(jīng)驗性、零散性2024/2/275

傳說中葛洪煉丹的水源

放在銀盒中的唐代丹砂按古代煉金術方法煉制的“金”——

鋅銅合金

HgS（s,紅色）+O2(g)=Hg(l)+SO2(g)Hg(l)＋S(s)=HgS(s,黑色)HgS(s,黑色)△

HgS(s,紅色)2024/2/276

汞跟許多金屬都很有緣分，能溶解鈉、鉀、鋅、錫、鉛、銀和金等金屬(唯獨不溶鐵)，并與它們結合成汞合金——汞齊?！褒R”是古代對合金的稱呼。金子與汞形成金汞齊后，看上去銀光閃閃。道士袖中取出的就是表面涂有金汞齊的黃金，當它投入炭盆后，汞受熱蒸發(fā)，留下來便是金光燦燦的黃金了。古代的鍍金技術就是將金汞齊涂在銅器表面，再經(jīng)烘烤，汞蒸發(fā)后，金就留在器物表面了。由于汞能溶解多種金屬，故被譽為“金屬溶劑”。在批判煉丹術的同時，醫(yī)藥化學從煉丹術的母體中破土而出成為獨立的化學學科，為人類創(chuàng)造物質文明做出了重大貢獻。點銀成金的故事，可以看出當時化學發(fā)展的水平。點銀成金騙術的奧秘：2024/2/277中世紀煉金術士工作地15世紀的煉金裝置（大英圖書館）歐洲中世紀煉金家用的符號我國古代煉丹家用的蒸餾器

未形成理論體系，化學還不能稱為科學2024/2/278近代化學時期——實現(xiàn)了從經(jīng)驗到理論的重大飛躍，被確立為一門獨立的學科，并出現(xiàn)許多分支學科特點：明確了化學的科學性，創(chuàng)造和建立了化學 的理論體系代表：

波意耳（英國化學家和物理學家，1627-1691）——“化學不是為煉金，也不是為治病，應當從煉金術和醫(yī)學中分離出來，成為一門獨立的科學。”——“化學的對象和任務就是要尋找和認識物質的組成和性質?！?024/2/279近代化學時期

拉瓦錫(法國化學家，1743—1794）

1.物質燃燒時都放出光和熱

2.物質只有在氧存在時才能燃燒

3.空氣由兩種成分構成。物質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)樗幔唤饘凫褵笊傻腻懟沂墙饘傺趸锶紵难趸瘜W說1777(推翻燃素說)2024/2/2710近代化學時期

道爾頓（英國中學教師，1768-1844）

門捷列夫元素周期律1869原子學說18271.不同元素，原子質量不同2.不同元素的原子以簡單比例結合成化合物

阿佛加德羅確立分子假說1811第一張元素周期表(1869年)

2024/2/2711英國化學家波義耳化學之父法國化學家拉瓦錫近代化學之父英國化學家道爾頓科學原子論創(chuàng)始人美國化學家鮑林量子化學奠基人之一近代化學的四次革命

由經(jīng)驗到理論的化學大發(fā)展階段，無機、有機、分析、物理化學相繼建成?；瘜W工業(yè)(制酸、制堿、合成氨、染料、有機合成)廣泛應用2024/2/2712現(xiàn)代化學時期——飛速發(fā)展，化學的理論、研究方法、實驗技術以及應用等方面都有了深刻的變化，并衍生出更多的分支學科和交叉學科代表：

高分子化學

(研究高分子的結構、功能、合成和生產(chǎn)等， 三大合成工業(yè)：橡膠、塑料、纖維)特點：分支學科和交叉學科的出現(xiàn)及發(fā)展2024/2/2713

材料化學無機合成材料、復合材料、特殊性能材料的發(fā)展碳納米材料氧化鋯陶瓷通信用光纜隱身轟炸機現(xiàn)代化學時期上海磁懸浮2024/2/2714

生物化學現(xiàn)代化學時期植物激素植物激素，是福還是禍？腦神經(jīng)分泌細胞心側體咽側體貯存PTTHPTTH刺激低濃度JH化蛹前胸腺高濃度JH幼蟲脫皮蛻皮激素幼蟲卵蛹（滯育）低溫刺激PTTH成蟲脫皮激素昆蟲的信息素2024/2/2715現(xiàn)代化學時期

核化學利用原子能時代同位素化學、輻射化學、超鈾化學等

儀器分析化學利用光、電、磁等方面的新成就， 創(chuàng)造新儀器

量子化學利用量子力學原理和方法研究化學問題

結構化學

環(huán)境化學……2024/2/2716

元素化學、配位化學、合成化學、儀器分析、電化學、光化學、磁化學、化學熱力學、化學動力學、膠體化學、界面化學、結構化學、結晶化學、高分子化學、化學工程學、地球化學、環(huán)境化學、生物化學（生命化學）、農(nóng)業(yè)化學、工業(yè)化學、天體化學、宇宙化學、固體化學、藥物化學、核化學（放射化學、輻射化學）、化學信息學、化學商品學、化學教育學······新型學科分支或交叉學科：現(xiàn)代化學時期2024/2/2717現(xiàn)代化學時期

藥物化學1900年，人類的期望壽命只有47歲如今，人類的期望壽命大約是75歲藥物化學家的貢獻，抗菌素的開發(fā)19世紀二十年代，細菌感染常導致死亡。Domagk發(fā)現(xiàn)Prontosil

紅棕色染料，一種含有氨磺酰官能團的化合物，有效地治愈了受細菌致命感染的老鼠。進一步治愈了患細菌性血中毒的孩子?；前彼幬镩_創(chuàng)了今天的抗生素領域2024/2/2718

葉酸是一種重要的維生素，對生物很重要，磺胺能夠阻止細菌中制造葉酸的葉酸酶，沒有葉酸，細菌基因不能存活。而人類可以通過食物中獲得葉酸。殺菌機理：消毒劑：碘，苯酚麻醉劑：酒精，乙醚，普魯卡因抗病毒劑，抗霉菌劑，抗抑郁劑……現(xiàn)代化學時期

戰(zhàn)勝象癌癥，艾滋?。ˋIDS），早老性癡呆（Alzheimer’sdisease）,心臟病與中風等疾病，2024/2/2719發(fā)現(xiàn)新藥的方法2.隨機篩選法磺氨藥物的發(fā)現(xiàn)1.自然界中尋找有效的化學物質

植物、動物和微生物在和細菌的斗爭中，產(chǎn)生了一些保護自身的方法。

霉菌抵抗細菌而產(chǎn)生了幾種最有效的抗菌劑：青霉素、鏈霉素、萬古霉素…現(xiàn)代化學時期2024/2/27203.組合化學法

按排序制造出多種帶有表現(xiàn)其特性化學“附加物”的新化合物，根據(jù)生物耙(如酶)進行同步篩選，鑒定出有效化合物。再以這些有效化合物的結構為起點，合成新的化合物用于實驗。4.合理藥物設計

設計和制造具有所期望生物效應的特殊分子，如計算機模擬藥物設計。現(xiàn)代化學時期2024/2/2721化學創(chuàng)造了世界!化工廠高爐煉鐵高壓鈉燈電動汽車2024/2/2722化學改變了世界!2024/2/27232024/2/2724化學更要保護世界!2024/2/2725關于“化學的未來”

物理學家利奧.斯齊拉德（LeoSzilard）說：

“預言是困難的，特別是關于未來”。有一些預見我們可以有把握的做出來，但有一些我們從來沒有想到過的有趣的新鮮事物將會被發(fā)明或發(fā)現(xiàn)出來，科學包括化學總是給我們以種種驚訝，而且將繼續(xù)下去。

2024/2/2726著名的化學期刊1.美國化學會（ACS）2.英國皇家化學會（RSC）

3.日本化學會(CSJ)

4.SD著名的化學數(shù)據(jù)庫2024/2/2727二、化學的定義和分類---What?1.定義：

化學是研究物質變化(物質運動)的科學；是一門在原子、分子或離子層次上研究物質的組成、結構、性質之間內在聯(lián)系及其變化規(guī)律的科學

研究對象：物質實體，不包含物理學中的“場”Note：2024/2/2728物質場：引力場、電磁場、光子場等內層(電子、質子、中子、光子)實體若干層次：外層(天體地球等)次外層(單質和化合物)次內層(原子分子離子)

目的：通過認識物質的化學變化規(guī)律去改造物質，把自然界中的原料加工成更好的、或創(chuàng)造自然界中沒有的物質以更好的為人類服務2024/2/27292.分類化學各分支學科無機化學8個有機化學8個無機合成化學無機物分離化學元素無機化學配位化學金屬簇化合物物理無機化學穩(wěn)定同位素化學固體無機化學分析化學16個物理化學定性分析容量分析重量分析原子光譜法分子光譜法電分析化學色譜法質譜分析高分子化學有機合成金屬有機及元素有機化學天然產(chǎn)物化學物理有機化學有機固體化學有機光化學有機分析化學立體化學核化學生物化學放射化學……2024/2/2730三、化學研究的基本方法---How?

實踐認識再實踐再認識化學是一門以實驗為基礎的科學感性認識理性認識邏輯推理、科學抽象化學實驗整理歸納經(jīng)驗定律解釋假說理論驗證修正、補充、推翻理論循環(huán)2024/2/2731四、化學在社會發(fā)展中的地位及作用

化學是自然科學的中心，是人類繼續(xù)生存的關鍵科學，是一門滿足社會需要的中心科學；與人類生活息息相關，與社會發(fā)展息息相關1.化學與人類生活息息相關衣、食、住、行、美、健都與化學緊密相關2024/2/2732食在炸油條時，油條會迅速膨脹起來，為什么？油條中含有什么化學物質？純堿和明礬2024/2/2733純堿和明礬的作用

1.純堿(Na2CO3)與面團里的水發(fā)生反應，生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉

Na2CO3+H2O=NaHCO3+NaOH2.生成的碳酸氫鈉受熱分解成碳酸鈉，水和二氧化碳氣體。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO22024/2/2734

兩個反應結果使面團里形成了許多充滿二氧化碳氣體的微小氣室，氣體受熱會發(fā)生膨脹，所以在炸油條時，油條會迅速膨脹起來。NaOH是強堿，不能食用3.用明礬(Al2(SO4)3K2SO4·24H2O)來中和氫氧化鈉的堿性：Al2(SO4)3K2SO4.24H2O+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4+K2SO4+24H2O氫氧化鋁是胃舒平的主要成分，它能中和胃中產(chǎn)生過多的胃酸（鹽酸），保護胃壁黏膜?；加形覆〉娜?，常吃油條有好處？2024/2/2735衣：人們的衣服是由色彩鮮艷的衣料做成、它包含了極多的化學物質。如：各種化學染料、各種合成纖維，制作的過程也包含了各種先進的化學工藝食：在人類的食物中，菜肴中的調味品如味精、醬油、甜味劑以及食品保鮮劑都是化學產(chǎn)品?。壕幼∈侨祟惿娴幕緱l件之一。各種建筑材料、裝璜材料無一不是化學產(chǎn)品。如：鋼材、水泥、油漆、塑料板等等。正因為有了這些材料，我們才能居住在溫暖舒適的房間里行：用以代步的各種交通工具。如自行車、汽車、輪船、飛機等都離不開化學產(chǎn)品。車體由鋼材構成，輪胎由橡膠制作，汽油、柴油、潤滑劑、防凍劑等都是化學產(chǎn)品美：各種化妝、護膚、洗滌用品。如：肥皂、洗滌劑、去污劑、美容霜、防曬霜、香水等都是化學產(chǎn)品健：各種藥物以及保健品，都是經(jīng)過化學合成出來的藥品2024/2/2736化學化學化學化學化學2024/2/27372.化學與社會發(fā)展息息相關

農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、科技現(xiàn)代化的發(fā)展離不開化學的發(fā)展

農(nóng)業(yè)：化肥、農(nóng)藥、植物生長劑、除草劑等。使產(chǎn)量大大提高，解決了十三億人口大國的吃飯問題工業(yè)和國防：制作導彈、衛(wèi)星、原子彈、氫彈的各種性能優(yōu)異的金屬材料、非金屬材料、高分子材料經(jīng)過化學合成得到。高能燃料、高能電池、高敏膠片及耐輻射材料也通過化學合成得到科技現(xiàn)代化：各種特殊性質功能材料的產(chǎn)生，大大推動了社會的進步和科學的發(fā)展。如：高溫超導材料、高效永磁材料及發(fā)光材料等2024/2/2738

能源供給：天然能源，如：煤炭、石油、天然氣的開發(fā)和煉制包含了豐富的化學知識，已經(jīng)形成了煤炭化學、石油化學等專門的研究領域；新能源的開發(fā)，如太陽能、氫能源(海水制氫)的利用環(huán)境保護：治理由工業(yè)發(fā)展而帶來的三廢(廢水、廢液、廢渣)的污染問題CO2：溫室效應，氣候變暖，冰川融化，疾病增加NO2，SO2：造成酸雨，破壞地表植物破壞臭氧層N2O等氮氧化物(汽車尾氣)的排放CF2Cl2(氟利昂)CF2Cl2Cl+CF2ClO3+Cl

ClO+O2O+

ClO

Cl+O2O+O3O2+O22024/2/2739五、《基礎化學》課程內容第一章緒論第二章原子結構第三章分子結構第四章配位化合物第五章物質的聚集狀態(tài)第六章化學熱力學第七章化學平衡第八章化學動力學第九章溶液中的離子酸堿平衡第十章溶液中的電子酸堿平衡第十一章電化學基礎與氧化還原平衡202