无韧化学 第1章绪论 医药化工学院无机化学教研室 www.yyhg.tzc.edu.cn
1 医药化工学院 无机化学教研室 www.yyhg.tzc.edu.cn 第1章 绪 论
学习要求 了解化学学科的研究对象、研究内容、研究方法和研究目的 了解化学各分支学科的研究范围及无机化学的发展动向 2
2 学习要求 了解化学各分支学科的研究范围及无机化学的发展动向 了解化学学科的研究对象、研究内容、研究方法和研究目的
教学内容 1-1化学及其研究对象 1-2化学的主要分支学科 1-3无机化学的发展动向 1-4本课程的任务、内容和学习 方法 3
3 教学内容 1-1 化学及其研究对象 1-2 化学的主要分支学科 1-3 无机化学的发展动向 1-4 本课程的任务、内容和学习 方法
1-1化学及其研究对象 科学的研究领域 徐光宪提出：宇宙进化分8个层次： (1)物理进化，(2)天体进化，(3)地质演变，(4)化学进化 (5)生物进化，(6)社会进化，(7)人工自然进化，（⑧）物质产 生精神，精神反作用于物质。 研究每一层次的学问依次为：(1)物理学，(2)天文学，(3)地 质学、海洋学等地球科学，(4)化学，(5)生物学、医学等生命科 学，(6)社会科学，(7)技术科学、工程科学，(8)数学、科学、 哲学、宗教、认知科学，语言学、文学、音乐、艺术等
4 科学的研究领域 徐光宪提出：宇宙进化分8个层次： （1）物理进化，（2）天体进化，（3）地质演变，（4）化学进化， （5）生物进化，（6）社会进化，（7）人工自然进化，（8）物质产 生精神，精神反作用于物质。 1-1 化学及其研究对象 研究每一层次的学问依次为：（1）物理学，（2）天文学，（3）地 质学、海洋学等地球科学，（4）化学，（5）生物学、医学等生命科 学，（6）社会科学，（7）技术科学、工程科学，（8）数学、科学、 哲学、宗教、认知科学，语言学、文学、音乐、艺术等
什么是化学 Chemistry 1789年拉瓦锡出版了《化学元素》，将化学定义成“研究元素性质的科学” 化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学 Chemistry is the study of the composition,structure, and properties of matter,and the changes that matter undergoes
5 什么是化学 Chemistry 1789年拉瓦锡出版了《化学元素》，将化学定义成“研究元素性质的科学” 化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学 Chemistry is the study of the composition , structure, and properties of matter, and the changes that matter undergoes
1化学研究的对象 研究对象 定义（哲学）：不依赖意识而可以为意识所反映的客观实在 物质 特点：“客观实在性”（是物质的唯一特性） “实物”是指具有静止质量的基本粒子所组成的物质。 物质的形态 “场”是指存在于整个空间，相互作用的场，如 实物的形态 电磁场、引力场等 超子、层子、核子、夸克一质子、中子、电子-原子核-原子 -分子-无机物-物体（具体实物）一地球-太阳系-宇宙 有机物二生物高分子-细胞-器官-生物 显然：化学只研究原子、分子和离子这个层次。 6
6 超子、层子、核子、夸克 －质子、中子、电子－ 原子核－ 原子 －分子－无机物－物体（具体实物）－地球－太阳系－宇宙 有机物－生物高分子－细胞－器官－生物 1 化学研究的对象 物质 研究对象 定义（哲学）：不依赖意识而可以为意识所反映的客观实在 特点：“客观实在性”（是物质的唯一特性) 物质的形态 是指具有静止质量的基本粒子所组成的物质。 是指存在于整个空间，相互作用的场，如 实物的形态 电磁场、引力场等 “实物” “场” 显然：化学只研究原子、分子和离子这个层次
1化学研究的对象 化学主要是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性能 、相互变化（指化学变化）以及变化过程能量关系的科学 化学主要是研究物质的分子转变规律的科学 徐光宪最近建议如下： 化学是主要研究原子，分子片，分子，原子分子团簇，原 子分子的激发态、过渡态、吸附态，超分子，生物大分子 分子和原子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组 装态，直到分子材料，分子器件和分子机器的合成和反应 分离和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其规律 和应用的自然科学
7 化学主要是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性能 、相互变化（指化学变化）以及变化过程能量关系的科学 化学主要是研究物质的分子转变规律的科学 1 化学研究的对象 徐光宪最近建议如下： 化学是主要研究原子，分子片，分子，原子分子团簇，原 子分子的激发态、过渡态、吸附态，超分子，生物大分子， 分子和原子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组 装态，直到分子材料，分子器件和分子机器的合成和反应， 分离和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其规律 和应用的自然科学
1化学研究的对象 化学可从研究对象的不同划分为10个层次 原子层次化学 包括核化学，放射化学，同位素化学，Sp区元素化学，d 区元素化学，4f区元素化学，5f区元素化学，超5f区元 素化学，单原子操纵和检测化学 原子只有110余种，但分子数已超过2000万种，因此有必要 在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次，21世纪， 应该开展分子片化学的研究。.内容包括：分子片的定义，分 分子片（亚分 子片的价，分子片的高精度从头计算，分子片接轨成分子的 子)层次化学 理论算法，分子片的电负性、酸碱性、亲电和亲核性、氧化 还原活性序列，分子片的周期性，分子片的实验组装法，分 子片试剂，分子片的自组装，功能分子片（如染料分子的生 色团，药物分子的活性基团)的和基本规律的研究等
8 化学可从研究对象的不同划分为10个层次 原子层次化学 包括核化学，放射化学，同位素化学，sp 区元素化学， d 区元素化学，4f 区元素化学，5f 区元素化学，超5f 区元 素化学，单原子操纵和检测化学 分子片（亚分 子）层次化学 原子只有110余种，但分子数已超过2000万种，因此有必要 在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次，21世纪， 应该开展分子片化学的研究。内容包括：分子片的定义，分 子片的价，分子片的高精度从头计算，分子片接轨成分子的 理论算法，分子片的电负性、酸碱性、亲电和亲核性、氧化 还原活性序列，分子片的周期性，分子片的实验组装法，分 子片试剂，分子片的自组装，功能分子片（如染料分子的生 色团，药物分子的活性基团）的和基本规律的研究等 1 化学研究的对象
1化学研究的对象 结构单元层次 如芳香化合物的母核，高分子化学中的单体，蛋白质中 的氨基酸，DNA中的4种碱基等。 分子层次的化学分子是一个可以独立存在且具有一定化学特性的物质微粒。 单原子分子，其它原子分子，高分子，生物大分子，自由基， 准分子，（即分子的激发态，过渡态，吸附态）和带电荷的分 子离子都属于分子的范畴。现已合成2000多万种，近来合成 的众多化合物如金属有机化合物，元素有机化合物，原子簇 化合物，金属酶，金属硫蛋白，富勒烯，团簇，配位高分子 等很难适应老的分类法。21世纪将研究分子的多元分类法， 如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类。 9
9 如芳香化合物的母核，高分子化学中的单体，蛋白质中 的氨基酸，DNA中的4种碱基等。 结构单元层次 1 化学研究的对象 分子层次的化学 分子是一个可以独立存在且具有一定化学特性的物质微粒。 单原子分子，其它原子分子，高分子，生物大分子，自由基， 准分子（即分子的激发态，过渡态，吸附态）和带电荷的分 子离子都属于分子的范畴。现已合成2000多万种，近来合成 的众多化合物如金属有机化合物，元素有机化合物，原子簇 化合物，金属酶，金属硫蛋白，富勒烯，团簇，配位高分子 等很难适应老的分类法。21世纪将研究分子的多元分类法， 如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类
1化学研究的对象 超分子层次化学 超分子是≥2个分子通过非共价键的分子间作用力结合起来的物质 微粒2]。这种分子间的作用力包括范德华力，氢键，疏水-疏水、 疏水一亲水、亲水一亲水基团相互作用，静电引力，极化作用， 电荷迁移，分子的堆积和组装，位阻和空间效应等，今后要重视 分子间的作用力研究。 高分子层次化学 生物分子层次 包括生物化学，分子生物学，化学生物学，酶化学，脑化学，神 经化学，基因化学，生命调控化学，药物化学，手性化学，环境 化学，生命起源，认知化学，从生物分子到分子生物的飞跃。 10
10 超分子层次化学 高分子层次化学 超分子是≥2个分子通过非共价键的分子间作用力结合起来的物质 微粒[2]。这种分子间的作用力包括范德华力，氢键，疏水－疏水、 疏水－亲水、亲水－亲水基团相互作用，静电引力，极化作用， 电荷迁移，分子的堆积和组装，位阻和空间效应等，今后要重视 分子间的作用力研究。 生物分子层次 包括生物化学，分子生物学，化学生物学，酶化学，脑化学，神 经化学，基因化学，生命调控化学，药物化学，手性化学，环境 化学，生命起源，认知化学，从生物分子到分子生物的飞跃。 1 化学研究的对象