化学的今天和明天PPT课件.ppt

,绪言,1,化学的定义,化学（chemistry）是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。是与生活联系极为密切的学科之一，随着化学的发展，生活中一些奥秘也逐渐被揭示。生活中随处可见化学知识，从日常生活中积累化学知识。可以加深对所学知识的理解，从而提高对化学的学习兴趣。,2,一、生活中常见的一些化学现象,为什么香蕉一受冻或碰伤皮就会发黑？在香蕉皮的细胞里，通常有一种氧化酵素的化学物质，平常它被细胞膜包裹着，不与空气接触，可是，若受冻、碰伤，细胞膜破坏后，那氧化酵素便会流出，经氧化后，生成一种黑色物质。,3,食盐的化学名字叫氯化钠，分子式为NaCL。提起食盐，人们都知道它可以调味，夏天常喝些盐开水还可以补充体内的盐分，防止中暑。此外，食盐在日常生活中还有以下用途：1、清早起来喝一杯淡盐开水，可以治便秘；2、用盐水洗头可以减少头发脱落；3、茄子根加点盐煮水洗脚，可以治脚气病；4、皮肤被热水烫着了，用盐水洗一下可以减少痛苦；5、讲演、唱歌前喝点淡盐水，可以避免喉咙干哑；6、洗衣服时加点盐，能有效地防止褪色；7、把胡萝卜咂成糊状，拌上盐，可以擦掉衣服上的血迹；8、炸东西时，在油里放点盐，油不外溅；,食盐的妙用,4,醋的妙用,醋的化学名字叫乙酸，分子式为CH3COOH。醋不仅是一种调味品，且还有很多用途：1、在烹调蔬菜时，放点醋不但味道鲜美，而且有保护蔬菜中维生素C的作用（Vc在酸性环境中不易被破坏）。2、在煮排骨、鸡、鱼时，如果加一点醋，可以使骨中的钙质和磷质被大量溶解在汤中，从而大大提高了人体对钙、磷的吸收率。3、患有低酸性胃病（胃酸分泌过少，如萎缩性胃炎）的人，如果经常用少量的醋作调味品，既可增进食欲，又可使疾病得到治疗。4、衣服上沾染了水果汁，用醋一泡，一搓就掉。5、用醋浸泡暖水瓶中的水垢，可以达到除垢的目的。6、夏天毛巾易发生霉变而出异味，用少量的醋洗毛巾就可以消除异味。,5,二、人类重要的营养物质,6,1.知道营养素是指蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水六类物质2.了解蛋白质、糖类、油脂和维生素与人类健康的关系和主要食物来源,，,7,8,蛋白质,糖类,油脂,维生素,无机盐,水,人体所需六大营养素：,9,另外还有：大豆、花生的种子里等,1.构成细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的原料；2.如血红蛋白运输氧气和二氧化碳，各种酶催化反应，促进新陈代谢等。,由多种氨基酸构成的复杂化合物。相对分子质量很大,大分子化合物。,很多种：如血红蛋白、酶等,1、蛋白质,10,蛋白质是由多种氨基酸（如丙氨酸、甘氨酸等）构成的极为复杂的化合物，相对分子质量从几万到几百万。,11,酶,12,酶：酶是生物催化剂，特点如下：所需条件温和（温和性）催化效率高（高效性）高度的专一性（专一性）,13,由蛋白质和血红素构成，起载体作用，运输氧气和二氧化碳,血红蛋白,14,煤气中毒的原理血红蛋白与一氧化碳结合，而且能力很强，不易分离，且不能再与氧气结合，人就会缺氧窒息死亡。,15,吸烟有害健康,香烟烟气中的有毒物质,香烟烟气中含有几百种有毒物质，其中就有一氧化碳；血红蛋白易与CO结合并且难分离，不能再与氧气结合，使人缺氧窒息死亡。,16,蛋白质,人体摄入蛋白质,氨基酸,尿素、CO2+H2O,每克蛋白质完全氧化放出热量为18kJ,氨基酸,17,蛋白质分子在受到某些物理因素（如高温、紫外线、超声波、高电压）和化学因素（如酸、碱、有机溶剂、重金属盐）的影响，其结构会被破坏，失去生物活性。,如：CuSO4、BaCl2等,蛋白质的变性,18,破坏蛋白质的结构，使其变质。甲醛水溶液用于制作动物标本。,19,室内装修：甲醛的危害,20,另外还有：香蕉、红薯等,提供人类所需总能量的60%70%,由C、H、O三种元素组成,淀粉(C6H10O5)n、纤维素、麦芽糖、葡萄糖C6H12O6、蔗糖C12H22O11、果糖等,2、糖类,21,另外还有：黄豆、核桃等,1.重要的供能物质，提供人体所需能量的20%25%；2.人体贮存的脂肪作为备用能源。,植物油呈液态，称为油；动物油脂呈固态，称为脂肪。,花生油、豆油、菜籽油、牛油、奶油等,3、油脂,22,另外还有：动物肝脏、肌肉、鱼类、蛋类等,调节新陈代谢、预防疾病、维持身体健康。,缺维生素A夜盲症缺维生素C坏血病,维生素有20多种,4、维生素,23,缺维生素A：引起夜盲症、眼干症、易得传染病。缺维生素B：会引起皮炎、贫血、肌肉萎缩等。缺乏维生素C：易患坏血病。缺乏维生素D：使青少年发育不良得佝偻病，老人会发生骨质疏松。,缺乏维生素或维生素过量的危害：,24,过量摄入维生素对身体也有害：维生素A过量：会引起食欲不振，四肢疼痛，贫血，呕吐等症状。维生素B1过量：会引起心律失常，神经衰弱等症状。维生素C过量：会引起腹泻，肾结石等症状。维生素D过量：会引起脑栓塞，高血压，肌肉萎缩等症状。,25,不能盲目地增大或减少某种营养素的摄入量，无论是哪种营养素，过多或过少都会影响健康。要平衡膳食，不挑食，不偏食。,你知道吗？,26,中国居民“平衡膳食宝塔”,不超过50克油脂,125200克动物性食物,400500克蔬菜100200克水果,300-500克谷类,100克奶制品50克豆制品,按每天计算,27,三、化学元素与人体健康,28,1.知道人体的主要化学元素组成2.了解钙、铁、锌等元素对人体健康的重要作用。3.初步认识化学科学的发展在帮助人类战胜疾病与营养健康方面的重大贡献,29,组成人体的元素有50多种。人体含量较多的元素有11种，含量在0.01%以上，称为常量元素。它们是氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁，它们占人体质量的99.95%。人体中含量占前四位的元素氧、碳、氢、氮(共约96%)是以水、蛋白质、糖类、脂肪和维生素的形式存在的。,【思考】你知道组成人体的元素有哪些吗？组成人体的元素中哪种元素的含量是最多的？,1、人体中的化学元素,30,人体中除了11种元素以外的其他元素（约4%）如铁、锌、硒、碘等，其含量都在0.01%以下，称为微量元素。这些元素主要以无机盐的形式存在。,31,32,化学元素能够调节人体的新陈代谢，促进身体健康，有些元素是构成人体组织的重要材料。,下面研究一些元素对人体健康的影响：,钙,铁,锌,硒,碘,氟,钠,钾,健康,33,人体中的化学元素-钙,含量和分布：成人体内约含钙1.2kg，99%存在于骨骼和牙齿中。主要以羟基磷酸钙Ca10(PO4)6(OH)2晶体的形式存在。钙是人体必需常量元素，是骨骼、牙齿的主要成分，维持神经和肌肉的活动。人体每日必须摄入足够量的钙。幼儿和青少年缺钙会得佝偻病和发育不良，老年人缺钙会骨质疏松，容易骨折。,34,作用：钙使得骨骼和牙齿具有坚硬的结构支架。缺钙的危害：幼儿及青少年缺钙会得佝偻病和发育不良，老年人缺钙会导致骨质疏松，容易骨折。,佝偻病,35,如何补钙：尽量食补：多吃含钙较多的牛奶、奶酪、鸡蛋、豆制品、海带、紫菜、虾皮、芝麻、山楂、海鱼、蔬菜等。在食用这些食品时，应避免过多食用含植酸、草酸、鞣酸的食物，以免形成难溶的钙的化合物，影响钙的吸收。,36,补钙不是越多越好。重要的是看吸收。每次服用钙元素超过200毫克时，就会降低吸收率。补钙的同时注意适当补充维生素D。维生素D有助于钙的吸收。应注意增加户外活动，晒太阳。因紫外线能促使体内的胆固醇转化为维生素D。,37,铁是血红蛋白的成分，能帮助氧气的运输。铁缺乏可引起缺铁性贫血，使人的体质虚弱，皮肤苍白、易疲劳、头晕、对寒冷过敏。摄入过量的铁（将产生慢性或急性铁中毒，慢性中度症状为：肝脏含有大量的铁将导致肝硬化、胰腺纤维化等。急性铁中毒使胃肠道上皮发生严重而广泛的坏死，最终导致死亡。,人体中的化学元素-铁,38,铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，铁在人体中含45g，是血红蛋白的组成部分，参与氧气的运输和各种器官的形成。缺铁导致人记忆力、免疫力和对温度的适应力下降或引发贫血。通过食用加铁酱油补充铁元素，一方面可以减少贫血病的发生，另一方面也容易控制补铁量。,39,锌参与人体内许多金属酶的组成，对人的生命活动进行调节。若人体缺锌，人的生长、蛋白质的合成、DNA和RNA的代谢等都将发生障碍，从而影响人体发育，缺锌最常见的病因是膳食不平衡。锌缺乏的特征是食欲减退，生长发育迟缓，皮肤粗糙、干裂，味觉失去灵敏度，毛发色素变淡，指甲上有白斑，创伤愈合较慢等；孕妇缺锌甚至可能出现胎儿畸形。,人体中的化学元素-锌,40,硒有防癌、抗癌作用。硒缺乏是引起克山病的一个重要病因。缺硒会诱发肝坏死、诱发心血管疾病。人轻度或中度缺硒，征兆和症状不明显。摄入过量的硒将引起硒中毒，其症状为：胃肠障碍、腹水、贫血、毛发脱落、指甲及皮肤变形、肝脏受损。正常人如摄入超过生理需要量50倍的硒会有中毒的危险。,人体中的化学元素-硒,41,碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要原料。甲状腺激素具有影响肌体代谢、生长发育，特别是脑发育的生理作用。缺碘会引起甲状腺肿大，幼儿缺碘会影响生长发育，造成思维迟钝。过量也会引起甲状腺肿大。食用加碘（碘酸钾）食盐是科学补碘的方法。,俗称粗脖子病,人体中的化学元素-碘,42,钠参与水的代谢，保证体内水的平衡，维持体内酸和碱的平衡，是胰汁、胆汁、汗和泪水的组成成分。钠缺乏症可造成生长缓慢、食欲减退、由于失水体重减轻、哺乳期的母亲奶水减少、肌肉痉挛、恶心、腹泻和头痛。膳食中长期摄入过多的钠将导致高血压，如果误将食盐当作食糖给婴幼儿食用，有可能导致死亡。,.人体中的化学元素-钠,43,钾的大部分生理功能都是在与钠协同作用中发挥的，因此维持体内钾、钠离子的平衡，对生命活动有重要意义。钾能够调节细胞内适宜的渗透压，调节体液的酸碱平衡，参于细胞内糖和蛋白质的代谢，维持正常的神经兴奋性和心肌运动，在摄入高钠而导致高血压时，钾具有降血压作用。钾缺乏可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱和烦躁，最后导致心跳停止。,.人体中的化学元素-钾,44,氟是人体中的一种必需微量元素。在人体必需元素中，人体对氟含量最为敏感，从满足人体对氟的需要到由于氟过多而导致中毒的量之间相差不多，因此氟对人体的安全范围比其他微量元素窄得多。所以要更加注意自然界、饮水及食物中氟含量对人体健康的影响。氟在人体中主要分布在骨胳、牙齿、指甲和毛发中,尤以牙釉质中含量多,氟的摄入量或多或少也最先表现在牙齿上。当人体缺氟时,会患龋齿,氟多了又会患斑釉齿，如果再多，会患氟骨症等系列病症。,人体中的化学元素-氟,45,氟元素过量氟骨病,龋齿、氟斑牙,斑釉牙,46,几种元素的食物来源,47,四、化学研究的领域,1、利用化学生产化肥和农药，以增加粮食的产量2、利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒，保障人体健康3、利用化学开发新能源和新材料，以改善人类的生存条件4、利用化学综合应用自然资源和保护环境各种各样物质，发现和合成3000万种，丰富了人类物质和文化生活。例如：日常生活：衣食住行；生产,48,农药，目前世界上统一的英文名为pesticide-即为杀害药剂，但实际上所谓的农药系指用于防治危害农林牧业生产的有害生物(害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草,49,合成药物：指以结构较简单的化合物或具有一定基本结构的天然产物为原料，经过一系列反应过程制得的对人体具有预防、治疗及诊断作用的原料药。这些药物都是具有单一的化学结构的纯物质。化学合成药的发展已有一百多年历史。19世纪40年代，乙醚、氯仿等麻醉剂在外科和牙科手术中的成功应用，标志着化学合成药在医疗史上的出现。随着有机化学、药理学和化学工业的发展，化学合成药发展迅速，品种、产量、产值等均在制药工业中占首要地位。世界上临床使用的化学合成药物品种已多达数千种。生产方法化学合成药的生产绝大多数采用间歇法，大致分为三种:全化学合成,大多数化学合成药是用基本化工原料和化工产品经各种不同的化学反应制得，如磺胺药、各种解热镇痛药。半合成，部分化学合成药是以具有一定基本结构的天然产物作为中间体进行化学加工，制得如甾体激素类(见激素)、半合成抗生素（见抗生素、维生素A、E等（见维生素）。化学合成结合微生物(酶催化)合成，此法可使许多药品的生产过程更为经济合理,例如维生素C、甾体激素和氨基酸等的合成,50,资料一：,卡介苗：卡介苗能够产生对结核感染的免疫作用，并可降低肿瘤发病率，其中包括白血病、淋巴瘤及结缔组织瘤等。卡介苗1921年即进行人体试种，获得良好的效果。卡介苗之所以叫卡介苗，是因为它是由法国细菌学家卡尔美和介林发明的。,51,新能源,包括太阳能、光能、核能、海洋能、潮汐能、风能、生物质能、氢能、铀能、水能。新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源,52,新能源新材料是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新的科技理念。新能源新材料特点：性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。一般有：超导材料、太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料、智能材料、磁性材料新能源的特点：（1）资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；（2)能量密度低，开发利用需要较大空间；（3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；（4)分布广，有利于小规模分散利用；（5)间断式供应，波动性大，对继续供能不利；（6)目前除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。,53,六、化学发展的历程,古代化学：陶瓷、铜器、铁器、纸、火药、酒、染料近代化学：道尔顿和阿伏加德罗创立的原子论和分子学说。重要结论：物质是由原子和分子构成的，分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。1869年，门捷列夫发现了元素周期律和元素周期表,54,55,56,波义耳的故事,科学家波义耳有很多故事流传至今。今天在这里就给诸位介绍一个关于他“无意”中发现色彩变化魔法的故事。波义耳的故事始于一片美丽的玫瑰园，在一个炎热的夏天，外出归来的波义耳正要进入自己的专属实验室，忽然一股醉人心脾的香气扑鼻而来。循香找去，是一大片盛开的玫瑰，旁边还有他最爱的紫罗兰。他随手摘下几朵带进了实验室。爱花心切的波义耳为了能随时看到自己心爱的紫罗兰，就把花插进了一个实验用的烧瓶，随手放在自己的工作台上。然后开始工作。工作中的波义耳意外的把盐酸甩到了花瓣上，顿时冒气几缕白烟，惜花之人波义耳立刻放下手头的工作去处理，他熟练的把冒烟的花朵放到水龙头下用流动的清水不断冲洗。然后奇迹发生了，被处理过的紫罗兰花瓣居然变成了红色！这是为什么呢？如果换成别人，可能惊讶或者感叹之后也就不了了之啦，可是波义耳的伟大就在于他的勤于思考。敏感的波义耳立刻联想到，这个现象的本质应该是源于花朵中有一种成分发生了化学反应，那么这种成分是什么物质呢？其他物质是否也会发生这样的反应？这个现象有什么意义呢？接下来大量的相关实验表明，在正常的气温和一个大气压的条件下，绝大部分植物在接触到酸或碱后都会变色。尤其以一种叫石蕊的地衣植物中提取的浸液最为明显。藉此他发明了最初的石蕊试纸，在此后的三百年时间里，它一直是化学实验室里不可或缺的必备品。这就是波义耳的故事,57,拉瓦锡,的主要成就是与他人合作制定出化学物种命名原则，创立了化学物种分类新体系。拉瓦锡根据化学实验的经验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要的基础，因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。拉瓦锡之于化学，犹如牛顿之于物理学。拉瓦锡生的伟大，死得也很轰烈。他因包税官的身份在法国大革命时的1794年5月8日于巴黎被处死。但他真正置他死地的，也是两位科学家。一位叫马拉，马拉曾并写出了火焰论一书，企图作为一种燃烧学说而提交到了科学院。当时做为会长的拉瓦锡曾对此书进行了尖刻评论，认为并无科学价值而被否定。这样可能就结下了私怨。马拉首先叫喊要“埋葬这个人民公敌的伪学者！”，他用四年时间写文章攻击拉瓦锡，将拉瓦锡刻画为人民公敌之首。还有一位是拉瓦锡的同事叫佛克罗伊，佛克罗伊采取的阴险手段，直接将拉瓦锡推上断头台。佛克罗伊是巴黎植物园化学研究室的教授，曾长期和拉瓦锡在一起，也为化学理论和化学教育的发展做出了贡献，本是一位知名的学者。但是为什么却会进行这种恶劣的活动，是不是由于长期以来对拉瓦锡的嫉妒呢？后来，当罗伯斯庇尔失败以后，在为拉瓦锡举行的庄重和盛大的追悼会上，这个厚颜无耻的佛克罗伊却又反过来对拉瓦锡表示悼念，还做了歌功颂德的演讲。像这样卑劣的人，在古今的科学家中很难找出第二个人了。,58,门捷列夫,对化学这一学科发展最大贡献在于发现了化学元素周期律。他在批判地继承前人工作的基础上，对大量实验事实进行了订正、分析和概括，总结出这样一条规律：元素（以及由它所形成的单质和化合物）的性质随着原子量（现根据国家标准称为相对原子质量）的递增而呈周期性的变化，既元素周期律。他根据元素周期律编制了第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。他还在表中留下空位，预言了类似硼、铝、硅的未知元素（门捷列夫叫它类硼、类铝和类硅，即以后发现的钪、镓、锗）的性质，并指出当时测定的某些元素原子量的数值有错误。而他在周期表中也没有机械地完全按照原子量数值的顺序排列。若干年后，他的预言都得到了证实。门捷列夫工作的成功，引起了科学界的震动。人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。他不分昼夜地研究着，探求元素的化学特性和它们的一般的原子特性，然后将每个元素记在一张小纸卡上。他企图在元素全部的复杂的特性里，捕捉元素的共同性。一但他的研究，一次又一次地失败了。可他不屈服，不灰心，坚持干下去。为了彻底解决这个问题，他又走出实验室，开始出外考察和整理收集资料。一八五九年，他去德国海德尔堡进行科学深造。两年中，他集中精力研究了物理化学，使他探索元素间内在联系的基础更扎实了。一八六二年，他对巴库油田进行了考察，对液体进行了深入研究，重测了一些元素的原子量，使他对元素的特性有了深刻的了解。一八六七年，他借应邀参加在法国举行的世界工业展览俄罗斯陈列馆工作的机会，参观和考察了法国、德国、比利时的许多化工厂、实验室，大开眼界，丰富了知识。这些实践活动，不仅增长了他认识自然的才干，而且对他发现元素周期律，奠定了雄厚的基础。,59,道尔顿的原子学说,道尔顿的原子学说化学界到19世纪，从一开始就出现了非常繁荣的局面。首先，在1803年有道尔顿提出了原子学说。其次，又先后发现了三个关于化合量的定律，即普罗斯特的定比定律（约1800年）、道尔顿的倍比定律（1803年）和盖吕萨克的气体反应体积定律(1808年)。在这一基础之上还发表了阿佛加德罗的分子学说。原子核分子不用说都是物质结构的基本单位。所以，如果说化学家的一个重要任务就是要揭示物质的变化的活，那么在原子学说和分子学说建立以前，就还不能说是已经完成了这个任务。当然，原子学说并不是到了19世纪才开始出现的，过去的古代希腊哲学家也论述过原子的存在。但是，那只不过是一种臆想的产物。而19世纪道尔顿所说的院子，虽然还不能说已经了若指掌般的认识到了这种实物，然而却已经能够用确凿的实验事实来证明它的存在。这些确凿的实验事实，除了上述提到的各有关化合的定律以外，还有很多是逐年相继发现的。此外，由于要全面阐明这些化合定律的实质，在原子学说