第1章从化学的角度看世界 第1章从化学的角度看世界 1.1什么是化学 ■化学是研究分子层次范围内的物质的结构和能量变化的科学： ■化学是分子科学，是物质科学的基础学科之一； ■化学是一门中心的，实用的创造性的科学。 物质的结构：原子结构、分子结构、晶体结构： 能量变化：物质变化（化学变化）过程中伴随的功和热的转换关系。 1.2化学的作用和未来 1.简话化学发展 (1)古代化学(15世纪以前) 1)实用和自然哲学时期(~公元前后) ■100万年前，原始社会，火的利用： ■公元前3000年左右，奴隶社会，以实用化学工艺为特征： ■埃及：炼铁、鞣制皮革、提取药物香料、制造陶器 ■公元前2500-2000年，中国铜的冶炼技术，殷代青铜器 ■公元前一世纪，中国发明了造纸术 关于字宙的结构问题，最早的见解是我国商末（约公元前1140年）出现在“易经”中的 “八卦”和“五行”学说。 ■公元前五世纪，安培多克尔(Empedocles)提出宇宙是由水、火、气、土“四原质”构成的。 ■公元前400年德谟克利特提出朴素的原子论。 ■公元前四世纪，亚里斯多德(Aristotle)提出冷、热、干、湿的四原性”学说 亚里斯多德认为把“原性”取出或放入，“原质”就可以相互转化：该哲学思想支配了人 们达两千年之久，使化学走上了炼金、炼丹的歧途。 2)炼金术、炼丹术时期（公元前后~公元1500年） ■封建社会，中国道家化学炼丹(Pb3O4、HgS) ■公元二世纪，东汉魏伯阳著有世界最早炼丹术文献 ■公元四世纪，东晋葛洪著有炼丹术巨著，发现了反应的可逆性(HgS←-→Hg,Pb3O4←-→ Pb)以及金属间的取代(Fe和Cu盐) 这段时期，化学走入了歧途，但积累了更多的化学知识，提高了实验技术，制作了操作 器皿。 3)医化学时期（公元1500~1700年） ■16世纪初，欧洲资本主义工业的发展迫使化学走上正路 ■炼金术改革，化学方法制成药剂（无机物） ■明代李时珍《本草纲目》，列有中药材、矿物1000多种并附有制备方法、性质介绍 明代宋应星著有《天工开物》(1639年)，总结了我国的工业技术 4)燃素说时期（公元1700~1774年）
第 1 章 从化学的角度看世界 1 第 1 章 从化学的角度看世界 1.1 什么是化学 化学是研究分子层次范围内的物质的结构和能量变化的科学； 化学是分子科学，是物质科学的基础学科之一； 化学是一门中心的，实用的创造性的科学。 物质的结构：原子结构、分子结构、晶体结构； 能量变化：物质变化（化学变化）过程中伴随的功和热的转换关系。 1.2 化学的作用和未来 1. 简话化学发展 (1)古代化学(15 世纪以前) 1) 实用和自然哲学时期(～公元前后) 100 万年前，原始社会，火的利用； 公元前 3000 年左右，奴隶社会，以实用化学工艺为特征： 埃及：炼铁、鞣制皮革、提取药物香料、制造陶器 公元前 2500-2000 年，中国铜的冶炼技术，殷代青铜器 公元前一世纪，中国发明了造纸术 关于宇宙的结构问题，最早的见解是我国商末（约公元前 1140 年）出现在“易经”中的 “八卦”和“五行”学说。 公元前五世纪，安培多克尔(Empedocles)提出宇宙是由水、火、气、土“四原质”构成的。 公元前 400 年 德谟克利特提出朴素的原子论。 公元前四世纪，亚里斯多德(Aristotle)提出冷、热、干、湿的“四原性”学说 亚里斯多德认为把“原性”取出或放入，“原质”就可以相互转化；该哲学思想支配了人 们达两千年之久，使化学走上了炼金、炼丹的歧途。 2) 炼金术、炼丹术时期(公元前后～公元 1500 年) 封建社会，中国道家化学炼丹（Pb3O4、HgS） 公元二世纪，东汉魏伯阳著有世界最早炼丹术文献 公元四世纪，东晋葛洪著有炼丹术巨著，发现了反应的可逆性（HgS←→Hg; Pb3O4 ←→ Pb）以及金属间的取代（Fe 和 Cu 盐） 这段时期，化学走入了歧途，但积累了更多的化学知识，提高了实验技术，制作了操作 器皿。 3) 医化学时期(公元 1500～1700 年) 16 世纪初，欧洲资本主义工业的发展迫使化学走上正路 炼金术改革，化学方法制成药剂（无机物） 明代李时珍《本草纲目》，列有中药材、矿物 1000 多种并附有制备方法、性质介绍 明代宋应星著有《天工开物》(1639 年)，总结了我国的工业技术 4) 燃素说时期(公元 1700～1774 年)
第1章从化学的角度看世界 英国的波义尔(Boyl)提出各种物质的微粒都是由基本粒子的不同聚集体构成的。对燃 烧现象认为火是由一种实在的、具有重量的火微粒构成的。 ■ 1700年，德国的施塔尔(Stahl)提出“燃素说”，清除了“原性”学说。 ■法国拉瓦锡(Lavoisier)的燃烧的氧学说，近代化学由此萌芽。 (2)近代化学的创立 ■1748年，罗蒙诺索夫的质量不灭定律 ■1774年，拉瓦锡(Lavoisier)的氧化理论 ■18世纪末，普劳斯特Proust)的定比定律 ■1803年，道尔顿(Dalton)倍比定律、当量定律、原子学说、相对原子量概念 ■1808年，盖.吕萨克(Gay-Lussac)的气体反应体积定律 ■1811年，亚佛加德罗(Avogadro)定律和分子概念 ■1869年门捷列夫的元素周期律 2.化学学科的分支及其形成 无机化学 分析化学 化 有机化学 物理化学 高分子化学 (1)无机化学 无机化学定义：除去碳氢化合物和其大多数衍生物外，无机化学是对所有元素和它们 的化合物及反应进行实验研究和理论解释的科学。 最初的化学是无机化学。如：青铜、陶瓷、彩陶、点金术、炼丹术、黑火药等： 以门捷列夫、Meyer-一元素周期律为标志，标志现代无机化学形成 (2)分析化学： 含量的测定、成分的分析、结构的表征，是分析化学的三大领域。分析天平的使用一 定量概念的建立一高新仪器的发明和使用为分析化学的发展起到了重要的作用。 贝采里乌斯分析天平的使用和定量分析的建立是分析化学的标志。 (3)有机化学 1)十九世纪初，李比希(Liebig),分析了大量的有机化合物 2)1824年，德国化学家维勒(Wohler)成功合成了尿素 3)1834年，法国的杜马(Dumas),系统定量地研究了卤化反应，提出了“取代学说” 4)1842年，日拉尔提出了有机化合物同系列的概念 5) 弗兰克兰的原子价学说 6) 凯库勒的原子链学说，1865年，提出苯的环状结构学说 7)有机立体化学的兴起，有机结构理论的发展十九世纪后半期，有机化学飞速发展 (4)物理化学 物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化规律的一门科学 物理化学的创立和建设： 1)气体理论和溶液理论的建立 2)热化学与化学热力学的发展
第 1 章 从化学的角度看世界 2 英国的波义尔(Boyle)提出各种物质的微粒都是由基本粒子的不同聚集体构成的。对燃 烧现象认为火是由一种实在的、具有重量的火微粒构成的。 1700 年，德国的施塔尔(Stahl)提出“燃素说”，清除了“原性”学说。 法国拉瓦锡(Lavoisier)的燃烧的氧学说，近代化学由此萌芽。 (2)近代化学的创立 1748 年，罗蒙诺索夫的质量不灭定律 1774 年，拉瓦锡(Lavoisier)的氧化理论 18 世纪末，普劳斯特(Proust)的定比定律 1803 年，道尔顿(Dalton)倍比定律、当量定律、原子学说、相对原子量概念 1808 年，盖.吕萨克(Gay-Lussac)的气体反应体积定律 1811 年，亚佛加德罗(Avogadro)定律和分子概念 1869 年门捷列夫的元素周期律 2. 化学学科的分支及其形成 (1)无机化学 无机化学定义：除去碳氢化合物和其大多数衍生物外，无机化学是对所有元素和它们 的化合物及反应进行实验研究和理论解释的科学。 最初的化学是无机化学。如：青铜、陶瓷、彩陶、点金术、炼丹术、黑火药等； 以门捷列夫、Meyer——元素周期律为标志，标志现代无机化学形成 (2)分析化学： 含量的测定、成分的分析、结构的表征，是分析化学的三大领域。分析天平的使用—— 定量概念的建立——高新仪器的发明和使用为分析化学的发展起到了重要的作用。 贝采里乌斯分析天平的使用和定量分析的建立是分析化学的标志。 (3)有机化学 1) 十九世纪初，李比希(Liebig)，分析了大量的有机化合物 2) 1824 年，德国化学家维勒(Wöhler)成功合成了尿素 3) 1834 年，法国的杜马(Dumas)，系统定量地研究了卤化反应，提出了“取代学说” 4) 1842 年，日拉尔提出了有机化合物同系列的概念 5) 弗兰克兰的原子价学说 6) 凯库勒的原子链学说，1865 年，提出苯的环状结构学说 7) 有机立体化学的兴起，有机结构理论的发展十九世纪后半期，有机化学飞速发展 (4)物理化学 物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化规律的一门科学 物理化学的创立和建设： 1) 气体理论和溶液理论的建立 2) 热化学与化学热力学的发展 化 学 无机化学 分析化学 有机化学 物理化学 高分子化学
第1章从化学的角度看世界 3)电化学的建立和发展 4)化学动力学的发展 5)结构化学的产生和发展 (5)高分子化学 1)天然高分子材料：蛋白质，淀粉：棉、麻、丝、毛 2)天然橡胶的硫化(1839年)：硝化纤维(1868年)：粘胶纤维(1893-1898年) 3)合成高分子材料：塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂 4)1909年，酚醛树脂工业化 5)1920年，Staudinger首先提出高分子的概念，获1953年诺贝尔奖 6)Floy提出高分子理论，获1974年诺贝尔奖 3.现代化学的若干基本问题 ■反应过程与控制 ■合成化学 ■基于能量转换的化学反应 ■新反应途径与绿色化学 ■设计反应 ■纳米化学与单分子化学 ■复杂体系的组成、结构与功能间关系研究 ■物质的表征、 鉴定与测试方法 4.化学的作用和未来 (1)目前全球关注的四大热点问题： ■环境的保护 ■能源的开发和利用 ■新材料的研制 ■生命科学 (2)化学是一门实用的科学： ■化学与国防 ◆ 化学对健康和生命的贡献（药物化学） 化学与衣一—服装 食一农业，食品 住一住房和家庭陈设品方面的作用（建筑材料） 行一交通工具、燃料 (3)化学与其他学科交叉渗透 1.3本课程学习的目的 1.掌握最基本的两条： 什么是化学？ 非化学类专业的学生为什么要学化学？ 2.若千年后： 在工作中分清哪个属于化学问题？ 需要找什么样的文献资料，找什么样的合作者？ 能与化学领域的人交谈，能够大体上听懂所谈的问题属于什么化学范畴
第 1 章 从化学的角度看世界 3 3) 电化学的建立和发展 4) 化学动力学的发展 5) 结构化学的产生和发展 (5)高分子化学 1) 天然高分子材料：蛋白质，淀粉；棉、麻、丝、毛 2) 天然橡胶的硫化(1839 年)；硝化纤维(1868 年)；粘胶纤维(1893-1898 年) 3) 合成高分子材料：塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂 4) 1909 年，酚醛树脂工业化 5) 1920 年，Staudinger 首先提出高分子的概念，获 1953 年诺贝尔奖 6) Flory 提出高分子理论，获 1974 年诺贝尔奖 3.现代化学的若干基本问题 反应过程与控制 合成化学 基于能量转换的化学反应 新反应途径与绿色化学 设计反应 纳米化学与单分子化学 复杂体系的组成、结构与功能间关系研究 物质的表征、鉴定与测试方法 4.化学的作用和未来 （1）目前全球关注的四大热点问题： 环境的保护 能源的开发和利用 新材料的研制 生命科学 （2）化学是一门实用的科学： 化学与国防 化学对健康和生命的贡献（药物化学） 化学与衣——服装 食——农业，食品 住——住房和家庭陈设品方面的作用（建筑材料） 行——交通工具、燃料 （3）化学与其他学科交叉渗透 1.3 本课程学习的目的 1. 掌握最基本的两条： 什么是化学？ 非化学类专业的学生为什么要学化学？ 2. 若干年后： 在工作中分清哪个属于化学问题？ 需要找什么样的文献资料，找什么样的合作者？ 能与化学领域的人交谈，能够大体上听懂所谈的问题属于什么化学范畴
第1章从化学的角度看世界 1.4授课特点 ■突出基本概念的思想： ■突出化学学科发展和研究的方法： ■突出展示化学在生活中的踪迹： ■突出化学原理在社会的各个层面的应用和重要性。 1.5考核重点 ■基本概念和思想： ■化学在生活中表现出的现象的本质： ■用化学原理来解释发生在你周围的化学变化： ■判断要实现某一个你所需要发生的化学反应或过程最基本需要达到的条件
第 1 章 从化学的角度看世界 4 1.4 授课特点 突出基本概念的思想； 突出化学学科发展和研究的方法； 突出展示化学在生活中的踪迹； 突出化学原理在社会的各个层面的应用和重要性。 1.5 考核重点 基本概念和思想； 化学在生活中表现出的现象的本质； 用化学原理来解释发生在你周围的化学变化； 判断要实现某一个你所需要发生的化学反应或过程最基本需要达到的条件