第1章 绪论大学化学=精品课程.ppt

1、第一章 绪 论,绪 论,绪 论,第一章 绪 论,本 章 目 录,1.1 化学在社会发展中的作用和地位,1.2 化学发展简史及学科分支,1.3未来21世纪化学展望,第一章 绪 论,学习要求,1.了解化学在当前及今后社会发展中的重要性,2.了解化学发展史及其主要学科情况,第一章 绪 论,化学的含义：,化学是一门在原子、 分子层次上研究物质的组 成、结构、性质及其变化 规律的科学。 即化学是以 研究物质的化学变化为主 的科学。,第一章 绪 论,1.1 化学在社会发展中的作用和地位,一、衣、食、住、行来看,1.色泽鲜艳的衣服需要经过化学处理和印染，丰富多 彩的合成纤维更是化学的一大贡献。现在广泛使用的

2、 是合成纤维，如涤纶、腈纶、尼龙、氨纶、丙纶等。这些 人工合成的纤维在很多物理性能方面优于天然纤维。在皮 革方面，现在由合成高分子材料制造的人造革、仿皮已充 斥市场。,第一章 绪 论,聚苯乙烯灯,塑料制品,地板革,第一章 绪 论,2. 加工制造色香味俱佳的食品，需要各种食品添加剂， 如甜味剂、防腐剂、香料和色素等一些用化学合成方法 或用化学分离方法从天然产物中提取出来的物质。,3. 现代建筑所用的各种材料，如水泥、塑料、涂料等都 是化工产品。人们需要的药品、洗涤剂、美容品和化装品 等日常生活必不可少的用品也都是化学制剂。,4. 现代交通工具，如汽车的轮胎、汽油、柴油、润滑油、 防冻剂也都是化工

3、产品。,第一章 绪 论,二、社会发展方面,农业 化肥、农药、植物生长激素和除草剂等化学 产品，不仅可以提高粮食产量，而且也改进了耕作方法。 用化学的方法制造的高吸水性树脂可用于农田保墒， 节约用水。,2. 工业现代化和国防科学技术现代化方面也离不开化学,煤和石油的开发，包括石油的炼制、煤炭的综合利用也 包含着很多化学知识，并且已经形成了石油化学和煤化学 两个专门分支。导弹的生产，人造卫星的发射都需要很多 具有特殊性能的化学品，如高能燃料、高能电池、高敏胶 片及耐高温、耐辐射材料的生产都离不开化学。,第一章 绪 论,石油的提炼,第一章 绪 论,航天飞机,连接动画,第一章 绪 论,3. 目前国际上

4、最关心的几个重大问题环境的保护、 能源的开发利用、功能材料的研制、生命过程的奥秘探 索都与化学有关。,三、 化学为人类进步提供物质基础,1. 化学不但能够大量制造各种自然界已有的物质， 而且能够根据人类需要创造出自然界本不存在的物质。,第一章 绪 论,2. 化学能够提供组成分析和结构分析的手段,3. 化学掌握了决定化学过程的热力学、动力学理论， 并用于解决生产和生活问题；而且能从理论上指导新物 质的合成和反应条件（如温度、压力、状态）的设计， 从而能够达到大自然所不能达到的目标。,第一章 绪 论,四、 化学在相关学科的发展中起了牵头 作用,1. 生物学: 可以说20世纪中期因化学和生物学联合在

5、一起攻克遗传信息分子结构功能关系问题，才使生命科学的研究轨迹进入以基因组成、结构、功能为核心的新阶段。 2. 天文学 氦的发现、太阳和星体光谱的分析，以至原子分子结构理论的建立和发展，既是化学的、也是天文学的重要里程碑。诞生了宇宙化学。,第一章 绪 论,3.化学研究带动其他学科对过程的研究。,4. 化学带动了材料科学的发展。,总之，化学已渗透到了国民经济的各个领域，它是一门重要的基础科学，也是一门应用性很强的应用科学，是现代科学的一个重要分支。,第一章 绪 论,1.2 化学发展简史及学科分支,1.2.1 化学发展简史 燃素学说 ：认为一切与燃烧有关的化学变化都 可以归结为物质吸收或释放一种“燃

6、素物质”的过程 Lavosier A L氧化燃烧理论: 在实验的基础上，证实燃烧的实质是物质和空气中的氧气发生的化合反应。 Lavosier提出的化学元素的概念，并揭示了众所周知的质量守恒定律公认为“化学之父”和化学科学奠基人。,第一章 绪 论,Dalton J的原子论 :,认为物质是由不能再分割的原子所组成，原子不能创 造也不能消灭，每种元素当它与其他元素化合时都是以原 子为代表的最小单位一份一份地进行。,合理地解释了当时已知的一些化学定律，而且开始了原 子量的测定工作，并得到了第一张原子量表，为化学的发 展奠立了重要的基础。化学由此进入了以原子论为主线的 新时期。,第一章 绪 论,分子论学

7、说：,1811年意大利的科学家Avogadro（阿佛加德罗）提出了 分子的概念。认为气体分子可由几个原子组成，例如 H2、 Cl2等都是双原子分子，并且指出：同温同压下同体积气体 所含分子数目相同。此学说直至半个世纪以后才被公认。,元素、原子、分子和原子量是现代化学学科中最基 本的几个概念。,第一章 绪 论,化学的研究范围极其广泛，按其研究对象和研究目的 不同，在上世纪交替之际，化学已逐渐形成了分析化学、 无机化学、有机化学和物理化学等分支学科。,1.分析化学 形成最早，自19世纪初，原子量的准确 测定，促进了分析化学的发展。 1841年Berzelius(伯采里乌斯）的化学教程 1846年F

8、resenius CR 的定量分析手手册 1855年的化学分析滴定教程,近代的仪器分析方法：,检测 10-13gmL1,1.2.2 化学学科的分支,第一章 绪 论,2. 无机化学 形成常以 1870年前后Mendeleev D I和 Meyer J L 发现周期律和公布周期表为标志。,3.有机化学 形成于19世纪下半叶。如1861年 Kekule F A提出 碳的四价概念及1874年vant Hoff和 Lebel的四面 体学说，至今仍是有机化学最基本的概念之一 。,世界有机化学权威杂志就是用Tetrahedron（四面体） 命名的，有机化学是最大的化学分支学科。,第一章 绪 论,甲烷分子结构,第一章 绪 论,4.物理化学 1887年Ostwald W和 vant Hoff J H合作创办了 物理化学杂志，标志着这个分支学科的形成。,从化学变化与物理变化的联系入手，研究化学反应的 方向和限度（化学热力学）、化学反应的速率和机理（化 学动力学）以及物质的微观结构与宏观性质间的关系（结 构化学）等问题，它是化学学科的理论核心。,化学学科在其发展过程中还与其他学科交叉结合形成 多种边缘学科，如生物化学、环境化学、农业化学、 医化学