化学学科观念(总结)-1357课件

1、化学学科观念(总结)1 元素 原子世界统一性的追求中国五行说(金、木、水、火、土)五种基本物质材料：尚书左传（记录武王伐纣的军队歌唱，约前11世纪）“水火者，百姓之所饮食也；金木者，百姓之所兴生也；土者，万物之所资生，是为人用。”五种基本元素：国语郑语（西周后期，约前800年）“故先王以土与金、木、水、火杂，以成万物。”五行相克（相胜）：（春秋后期，约前250年）水胜火，火胜金，金胜木，木胜土，土胜水。五行相生：（秦汉之际，约前200年）木生火，火生土，土生金，金生水，水生木。亚里士多德：物性重要于实体；热冷、干湿 四种物性两两组合构成了元素（对立面不共存）；这些元素按照各种比例组合，构成物质

2、的实体微粒元素的嬗变；炼丹理论的基础。波义耳的微粒观波义耳（英，16271691）传统元素论波义耳任何一种物质都由所有元素构成；只是含量的差异不存在必要的几种元素；用微粒学说解释自然界的基本材料原初的普遍物质细小粒子粒子团各种物体大小、形状、运动结合成化学反应的基本单位物体的差异在于组织的不同；粒子的重排成为新物质。构成聚合性质决定拉瓦锡的元素观拉瓦锡（法国，17431794） 1789年化学概要否定古希腊四元素说，“现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说就算是元素了。”（强调今天化学分析的限制）列出第一张元素一览表，把元素分为四类：（1）简单物质，元素：光、热、氧、氮、氢（2）

3、非金属：硫、磷、氮、氯、氟、硼（3）金属：银、锑、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌（4）金属化合物：氧化钙等道尔顿的原子说1803年，曼彻斯特“文学和哲学学会”上的报告：（1）元素的最终粒子为简单原子，不可分割（2）同一元素的原子，形状、质量、性质相同（3）不同元素原子以简单整数比例结合宇宙线的研究加速器的建设物质与反物质夸克 上夸克下夸克 粲夸克奇异夸克 顶夸克底夸克 轻子 电中微子电子 中微子子 中微子子 质子中子再谈元素与原子的定义定义的历史色彩1 元素 原子世界统一性的追求科学信念：在某种价值取向下对世界规律的探寻。2 波还是粒子迄今未解的悬疑物理学关于波的研究声

4、波水波光波电子的波动性 “既然光可以具有波、粒性，那么实物粒子是否可以具有波性呢？”1924年 德布罗意（法国）：实物粒子的波动性hmc2获1926年诺贝尔奖（36岁）如何证明实物粒子运动的波性？1925年11月 瑞士苏黎世 由德拜和薛定谔发起了一次德布罗意论文的专场讨论会，德拜：“有了波，就应该有个波动方程”1926年 薛定谔 实物微粒的波动方程波函数观点1：波观点2：粒波函数 不具有可直接描述的物理意义1927年 波恩给出统计解释，进行几率描述电子运动的几率描述1927年 海森堡提出测不准原理 pq h/2Et h/2海森堡不确定关系薛定谔波动方程 波恩概率解释玻尔互补原理 量子力学的基础

5、二十世纪科学争论反对者们：爱因斯坦、德布罗意、薛定谔又一轮唯物与唯心的交锋物质是由微粒构成的吗？微粒之间存在空隙吗？对物体和运动的描述受观测手段的限制“白马非马”玻尔互补原理2 波还是粒子迄今未解的悬疑科学描述：科学是借助某种检测手段对事物的描述而非事物本身。3 共价与离子两种作用的统一体离子键与共价键的相对性键：共价性电子共享离子性静电引力共价键极性差异增大离子键单键的离子性百分数xAxBxAxB0.211.8550.442.0630.692.2700.8152.4761.0222.6821.2302.8861.4393.0891.6473.2923 共价与离子两种作用的统一体科学辩证：真实

6、事物往往是极端案例的中间状态。4 水的“衍生”有机与无机界限的突破构造的科学：科学是在发明毫不相干的事物之间的联系。5 化学变化竞争体系中主要矛盾的描述化学变化的系统是一个复杂系统离子竞争（酸碱反应）电子竞争（氧化还原）离子竞争中也存在电子竞争平衡化学方程式化学变化过程黑箱（1）只表示主要反应（或目标反应）（2）不表示反应历程5 化学变化竞争体系中主要矛盾的描述科学模型：化学变化是一个复杂系统，反应方程式只是主要矛盾的“始终状态”的描述。6 方向与势能降内涵不明的“本质”判据能量观物理变化中的势能（降）原子、分子的稳定性化学反应的趋势势能降的去向（能量守恒与品质下降）Q、WHSG化学势6 方向与势能降内涵不明的“本质”判据判据的人为定义性（构造的科学）：现象描述（变化量可测）规律 理论（定义参数，假想的“绝对量”）。科学假说：科学理论是被科学共同体“暂时”、“较普遍”认同的，能够被多数事实所支持的假说。（反应方向的认识过程）模型