普通化学原理第一章绪论ppt课件

大学化学 教材：普通化学原理（第 3 版） 华彤文 等编，北京大学出版社 参考书： 大学化学 傅献彩 主编，高等教育出版社 普通化学 General Chemistry Jean B. Umland 等著, 机械工业出版社 进一步阅读参考书 化学原理 印永嘉，姚天扬 等编，高等教育出版社 物理化学 傅献彩 等编，高等教育出版社 结构化学 江元生 著，高等教育出版社 结构化学基础 周公度 等编著，北京大学出版社 成绩考核 期中考试 30% 期末考试 40% 平时成绩(作业/上课/测验 15%) 课程论文 15 课程论文 个人或组合（ 3人） 选题：第十六章 各班内不能重复 时间节点： 3月1日 各班汇总提交题目，电子文本 6月2日 提交论文 书面/电子文本 要求： 至少3篇参考文献，其中 1 2 篇国外期刊论文或书 课程论文格式 题目 (4号黑体) 姓名 班级 学号 Email (5号仿宋) 摘要 (小5号宋体) 正文 (5号宋体) 英文 (Times New Roman) 参考文献 (小5号宋体) 单倍行距 第一章 绪论 世界：由形形式式的处于永恒运动中的 物质所组成 自然科学：以客观存在的物质作为考察 对象、以其基本属性运动为研究内 容 物质：场、实物(具有静止质量的物质） 化学研究对象：实物 化学的地位： 基础学科、中心学科 化学的定义 （在原子、分子和离子层次上）研究 物质的组成、结构、性质及其相互变化 规律的一门科学。 研究物质的组成、结构、性质、变化 和应用的科学。（中国大百科全书） 化学主要是研究物质的分子转变规 律的科学。 化学新参考定义 化学是主要研究从原子、 分子片、 分子、 超分子、 到分子和原子的各 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 徐光宪: 建议重组化学分支学科,科学时报, 1999.11.14 化学的物质观 物质分类 混合物：两种或两种以上的物质混合 在一起的物质（多相混合物、均相混 合物）。 纯物质：用物理方法无法再将它分离 出可分离的部分，亦就是其它物质均 已不再存在，只有一种物质。 化学的物质观 单质和化合物 元素：不能用一般物理或化学的方法再 分解成更简单的物质的纯物质，“具有 相同原子序数的相同原子构成的物质” 单质：由一种元素构成的纯物质 化合物：由两种或两种以上的元素化合 而成的纯物质 化学的物质观 物质是由基本物质-元素所构成 ，元素通常不能由一种元素变成另一 种元素，构成物质世界的基本结构单 元是原子、分子、离子这些微观粒子 （包括分子片）. 化学变化的特征 1. 质变: 化学键的重组 2. 定量: 变化前后物质总量不变 3. 伴能: 热和功 化学的发展化学来源 1. 传统技艺 冶金 陶瓷 酿酒 印染 2. 古代哲学家思想 古代炼金术 元素说 (17世纪中叶Boyle) 燃烧学说 (18世纪 Lavoisier) 原子论 (19世纪Dolton) 元素周期率 (1869门捷列夫周 期表) 火 干 土 冷 水 湿 气 热 水火 土金 木 化学的发展无机化学 研究无机化合物的性质与反应，1860元素周期律发 现为标志 无机材料 特殊性能材料 光导纤维 储氢 磁记录 超导 C60 生物无机 生物体内微量元素的行为和作用，生物 活性化合物（结构/物化性质与生物活性） 含铂配合物(抗癌) 有机金属 含-C-M-键的化合物 Grignard试剂(CH3MgI) “夹心”式化合物 催化剂 半导体 药物 能源 理论无机 化学的发展有机化学 研究碳氢化合物及其衍生物 无机物106种 有机物108种 三药（医药/农药/兽药）、染料、日用化工、胰岛 素、B12、香料 天然有机 物理有机 金属有机 合成有机 首个人工合成的有机化合物 CO(NH2)2 化学的发展高分子化学 研究高聚物的合成、反应、化学和物理性 质以及应用。高分子材料由成千上万个小 分子单体聚合而成的 弹性好 强度高 耐腐蚀 易加工成型 橡胶 纤维 塑料 半导体高分子材料 光敏高分子材料 液 晶高分子 高分子药物 吸水性纤维生物 高分子材料 化学的发展分析化学 分析物质的组成、结构、性质，以及分 离和提纯。 无机物分析：化学容量分析、原子发射（ 吸收）光谱、可见分光光谱、电化学分 析 有机物分析：色谱、红外光谱、紫外光谱 、质谱、核磁共振 应用：工业分析 商品检验 兴奋剂检测 化学的发展物理化学 研究化学变化及其规律 化学热力学 反应发生的方向和程度（热 化学、电化学、溶液化学、胶体化学） 化学动力学 反应的速率和机理 结构化学 原子分子水平的微观结构以 及与宏观性质的关系 现代化学的发展和前沿 化学: 核心 实用 创造性科学 寻求结构多样性和分子多样性, 合成数千 万计的化学物质, 发展化学合成理论和技术 , 阐明生命的起源, 发现生物活性物质, 新 材料, 新药物的设计合成 研究物质结构和形态的理论, 方法和实验 手段, 认识物质的结构与性能之间的关系和 规律 当前化学研究前沿 认识化学反应过程的化学反应动态学和以混合量子 与经典方法的含时统计理论为代表的理论化学 具有生物活性，具有光、电,、磁等性能的功能化合 物的高选择性合成与制备 化学催化，生命体系中的化学过程以及化学生物学 极端条件下的化学行为以及与人类生存相关的分析 和超快速、超微量、 在位、 活体分析和检测手段 分子以上层次化学与纳米化学以及化学反应的尺度 效应 以可持续发展为目标的绿色化学 现代化学分支学科的重组 合成化学 合成方法学/手性合成/模板合成 分离化学 萃取化学/离子交换/色层分离 分析化学 电分析化学/光和波谱分析化学/ 化学计量学/在线原位分析 物理化学 化学热力学/结构化学/催化化学/表 面与界面化学/超临界化学 理论化学 计算化学/量子化学/化学统计学/非 线性化学 徐光宪: 建议重组化学分支学科,科学时报, 1999.11.14 21世纪化学学科发展的方向 寻求结构多样性的研究与功能研究结合 加强复杂化学体系的研究 重视化学信息学和高效计算机信息处理在 化学中的应用 新实验方法的建立和方法学研究 跟踪、分析、 模拟化学反应过程 21世纪化学的四大难题 化学的第一根本规律：建立精确有效 而又普遍运用的化学反应的含时多体 量子理论和统计理论。 分子结构及其和性能的定量关系。 生命现象中的化学机理问题。 纳米尺度的基本规律。 化学工业 用化学方法进行生产的工业，利用化学 反应改变物质结构、成分、形态等生产 化学产品的部门。 如：无机酸、碱、盐、稀有元素、合成 纤维、塑料、合成橡胶、 合成纤维、石 油、染料、油漆、化肥、农药、药剂、 日用化学品、食品工业、电子材料、冶 金等。 化学研究的科学方法论 实验 人们在细心观察自然界各种现象后，在积累 大量实际知识的基础上，为了探求有关事物内在的 规律性，人为控制一些条件，将自然过程加以简化 ，重演自然过程（甚至发现自然界没有的过程）从 而找出规律性 定律 通过一系列有目的的实验得到一些有规律的 东西，以简洁的文字或数字公式来表示 理论 人们通过积极的思维，加以分析、判断和推 理，有时还需提出模型，构成一种假说来说明定律 以及定律存在的内在原因。若这种假设不仅能解释 已有的定律，而且能预测新的现象和规律，并被一 系列实验所证实，这时假设可称为“理论”。一个 理论往往可以综合一个较广泛的领域。 诺贝尔化学奖 编编 号 学科获奖获奖 次数/年人次 1物理化学3142 2有机化学2743 3无机化学1517 4生物化学1531 5分析化学45 6高分子化学47 7应用化学36 诺贝尔化学奖 国家 获奖获奖 人次国家获奖获奖 人次 美国58.5阿根廷1 德国27比利时1 英国25捷克1 法国8丹麦1 瑞士6芬兰1 瑞典4匈牙利1 日本4意大利1 加拿大3挪威1 荷兰3俄罗斯1 奥地利2埃及0.5 以色列 大学化学课程内容 物质状态(固/液/气/溶液)以及定量计算 物质结构(原子/分子)以及对性质的影响 化学变化以及规律 化学反应的能量变化 化学反应的限度与方向以及影响因素 化学反应的速率和过程以及影响因素 四大平衡以及计算 化学原理 简单回顾 化学计量学与质量守恒定律 化学符号元素、化学式、化学反应方程式 原子和分子的相对和绝对质量摩尔概念 ： 12C12作为统一标准建立各元素原子的相 对质量 质量守恒和化学反应方程式的配平 南京大学化学学科 微结构国家实验室（配位化学国家重点实验室） 教育部重点实验室：介观化学、生命分析化学