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无机化学,课程介绍,无机化学 讲解人：王凡,考试方式：闭卷考试 办公地点：化工新楼619 联系方式：3237022 ,课程目的：通过理论教学和实验教学，使学生获得无机化学领域的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生严谨的科学态度及分析问题和解决问题的能力。 学习方法：课堂教学 + 课后作业 + 课外自学 + 动手实验 观念改变：改变学习思维，加快学习节奏，加强自学能力，努力扩大专业知识面。,化学,研究物质的 形成、性质和变化的科学 核心与特征：合成新物质(Synthesis) 物质的组成与结构(What have I got?) 物质的性质与变化(How did that transformation happen?) 为什么是这种结构，为何发生这种变化(Why that change or structure, rather than others?),Chemistry Chem-is-try,化学实验的重要性,1、化学是以实验为基础的科学； 2、物质间的反应按实验手段的不同可能有多种途径，得到多种产物； 3、化学学科的发展离不开大量的偶然现象的出现； 4、化学是一门思想不僵化的学科，原因就在于实验手段的层出不穷。,化学的发展, 1789， Lavoisier, 化学开始成为科学 200年前，化学的中心问题：“What is it？” (分析物质的组成，至少在元素水平上) 1901-，最常问的问题：“How?”和“Why?” (从宏观尺度理解物质的变化，Gibbs化学热力学),“新化学”与100年以前有何区别？ 合成，更精通和突出，以某种可控的方式; 分析，更深入和细致，; 化学反应机理，转化的原子路径，飞秒时间尺度 ; 理论，不仅限于解释和理解，预言性可与实验竞争 与物理、材料和生命科学的交叉与融合！,诺贝尔化学奖,2000年 黑格、麦克迪尔米德【美国】、白川秀树【日本】因发现能够导电的塑料，而共同获得诺贝尔化学奖。 2001年 威廉诺尔斯、巴里夏普莱斯【美国】、野依良治【日本】因在“手性催化氢化反应”领域取得的成就，而共同获得诺贝尔化学奖。 2002年 约翰芬恩【美国】、田中耕一【日本】、库尔特维特里希【瑞士】因发明了对生物大分子进行确认和结构分析、质谱分析的方法，而共同获得诺贝尔化学奖。 2003年 彼得阿格雷、罗德里克麦金农【美国】因在细胞膜通道方面做出的开创性贡献，而共同获得诺贝尔化学奖。,2004年 阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什科【以色列】、伊尔温-罗斯【美国】三人因在蛋白质控制系统方面的重大发现而共同获得该奖项。他们突破性地发现了人类细胞如何控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程。 2005年 伊夫肖万【法国】、罗伯特格拉布【美国】、理查德施罗克【美国】，因在烯烃复分解反应研究方面的贡献而荣获诺贝尔化学奖。,1901-2000年诺贝尔化学奖 获奖国家排名情况,获奖人完成代表性工作的年龄段,1善于发现矛盾，勇于挑战传统，勤于探索始可能取得自然科学理论的重大突破。真理的被承认，有时需要耐心等待客观验证。,2原始性重大发现来源于敏锐实验观察和创新实验研究。 3发明新仪器新装备，往往可以打开新的科学之门。 4创新意识、原始创新思想和创新战略比经费和设备更有决定性意义。 5数学和计算机的应用，有可能给科学理论和技术带来创新突破。 6高水平创新成果有赖于优良人际氛围和科学条件优越的工作基地。,化学的主要分支,无机化学 分析化学 有机化学 物理化学,量子化学、催化化学、合成化学、放射化学,稀土化学、材料化学、高分子化学、药物化学,无机化学的研究领域,研究无机物质的组成、性质、结构及它们之间的相互关系，以及无机制备和无机反应的科学。 无机物质指除去碳氢化合物及其衍生物之外的所有元素和化合物，但较简单的碳的化合物，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳化物等仍属于无机物质。,生物无机化学,无机化学和生物化学形成的边缘学科： 已知与动、植物生命活动有密切关系的化学元素达到30多种，其中的19种为金属。在许多生物过程中，金属起着核心作用，例如动物体中输送氧气要靠血红蛋白中的铁，植物的光合作用依靠含有镁原子的叶绿素。已知的金属酶有数百种，它们的功能都与金属元素和生物体内物质的反应有关。 金属酶、金属蛋白的结构和机制 模拟金属酶及金属蛋白 微量元素在生命体中作用（铅、汞等） 金属无机药物（铂配合物治癌和螯合物等） 生物无机仿生材料,有机金属化学（配合物化学）,研究金属元素与碳成键形成的有机金属化合物。例如格利雅试剂RMgX（R为烷基）。这类化合物广泛用作有机合成试剂、催化剂，用于医药、农药和材料工业。进展有二茂铁的合成，硼氢化合物和齐格勒纳塔催化剂（聚烯烃的合成）的发现。,超分子化学,超分子化学研究由两种以上的化学物质(分子、离子等)借分子间力相结合而形成的超分子实体，这种有一定组织构造的实体具有很好设定的性能。如果说分子化学是共价键的化学，超分子化学则是分子间键的化学。 超分子三个重要特征：自组装、自组织和自复制 自组装：基质和蛋白质受体的结合，酶反应中的锁钥关系，蛋白质-蛋白质络合物的组装 自组织：由分子间力的协同作用而自动组织起来形成有一定结构但数目可以多少不等的多分子聚集体，如单分子层、膜、囊泡、胶束、液晶等 自复制：DNA的复制,无机固体化学,是化学和物理学相结合的边缘科学。主要研究无机材料的固相制备反应以及在晶体生长、固体腐蚀、氧化、电化学过程中缺陷的杂质对固体中原子、电子和晶格运动的影响。成就有：人工单晶的合成；无机纤维（玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等）的制造；半导体材料（高纯锗和高纯硅）的提纯；新型陶瓷的制造；纳米材料。,无机化学的任务,现代无机化学既有理论又有事实,它把最新的量子力学成就作为自己阐述元素和化合物性质的理论基础, 也力图用热力学、动力学的知识去揭示无机反应的方向和历程。 无机化学家不是单纯地提供实验结果，而是也在不遗余力地进行理论探索。他们擅长于实验合成，也胜任于对自己的实验发现作出理论说明。无机化学涉猎的范围很宽,周期表中的100多种元素以及除烃和烃衍生物以外的所有化合物都是无机化学的研究对象。因此无机化学的研究任务异常繁重, 但同时也说明它是一门丰富多彩具有无限发展前途的学科。,无机化学与其它化学课程的关系,无机化学,高等无机化学,有机化学,高分子化学,分析化学,物理化学,无机材料化学、生物无机化学等,有机金属化学、物理有机化学、药物化学等,高分子化学、高分子物理、高分子材料与工程等,生化分析、仪器分析、化学分析等,化学热力学、化学动力学、结构化学等,生物化学,本学期课程安排,（一）物质的状态 （二）原子结构 （三）化学键与分子结构 （四）化学热力学初步 （五）化学反应的速率与化学平衡 （六）溶液 （七）电解质溶液 （八）氧化还原反应,（ 3学时） （ 8学时） （12学时） （ 6学时） （ 6学时） （ 4学时）