大学无机化学序言.ppt

1、无机化学Inorganic Chemistry,绪论 introduction,1 化学的研究对象,2 化学的主要分支,3 怎样学习化学,物质结构层次：,夸克,质子,中子,原子核,原子(离子),纳米材料,分子,单质 化合物,星体,电子,宇宙,(宇观),微观,(介观),宏观,当今化学发展的趋势大致是: 由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理论并用理论指导实践，进而开创新的研究。,哪些是关键性的问题呢？ 化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之，化学已成为中心科学，与21世纪的四个重大课题（能源、材料、环境和生命科学）都有关。,1、化学研究的对象,原子 atom,分

2、子molecules,亚分子submolecule,超分子supramolecule,化学的定义： 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。,1）分子层次（molecular scale）不是传统的分子概念，它既包括各种单原子分子、各种气态原子或单核离子，也包括以共价键结合的传统意义的分子，还包括离子晶体、原子晶体或金属晶体等的单晶以及各种聚合度不同的高分子，即核-电子体系。,2）化学物质（chemical substance） 不包括物质的另一基本形态-场。化学研究的是以间断形式存在的物质形态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究

3、范畴。,3）组成（form）包括定性组成和定量组成。弄清物质的定性组成应确证它含有那些元素，物质的定量组成包括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。,准确完整地把握化学的定义，应注意以下几点：,4)结构（structure-Something made up of a number of parts that are held or put together in a particular way）包括原子结构、分子结构和晶体结构以及说明物质结构的各种结构理论。,5)性质（property）包括物理性质和化学性质。物理性质如溶解性、热性质和某些谱学性质等在化学中应用相当广泛，自然也成

4、为化的研究内容。,6)变化（change）不仅研究化学变化，也研究与化学变化相关的物理变化，如热化学、电化学和表面化学都是研究与化学过程相关的物理过程。,随着科学技术的迅速发展，化学研究的内容、方法和手段发生了极为深刻的变化。可以说，当今化学，日新月异。现代化学的定义也不只一种！真是仁者见仁，智者见智。比如:,中国大百科全书化学卷的定义:化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。（1989）,初中化学教材定义：化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。,曾国屏的定义：化学是研究物质从元素向生命进化过程中的各个物质层次的组成、结构和变化的科学。（1996）,廖正衡的定义：化学

5、主要是研究物质的分子转变规律的科学。指出化学的定义有20多种不同提法。（1986）,化学的定义一直颇有争议。,徐光宪的定义：定义的多维性。（1986、1997、2002）,魏光的定义：化学是研究分子及其近层次物质性能、构成、演变、应用诸运动规律的科学。（1998） .,化学创造了世界。,高压钠灯,备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。,氧化锆陶瓷,高纯氧化铝透明陶瓷管,氧化铝陶瓷制品,金刚石钻头,金刚石,现代通信用光缆,光学纤维胃镜,用光导纤维做手术，不用开刀,F-117是一种单座

6、战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。,近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。,富勒烯C60 fullerene,俄罗斯套娃,C50 中国科学院院士、厦门大学教授郑兰荪领导和组织完成 2004年月日出版的美国科学杂志发布了此项成果,纳米碳管 carbon nano tube,IBM,中国地图,化学改变了世界。,海边,长海,化学更要保护世界。,镜海,泸沽湖,2 化学的主要分支,21 古代化学 22 近代化学的萌芽 23 化学的现状 24 无机化学

7、的研究对象和发展 25 无机化学的任务,21 古代化学,实用和自然哲学时期（-公元前后） 炼金术、炼丹时期（公元前后公元1500年） 医化学时期（公元15001700年） 燃素学说时期（公元1700-1774年）,22 近代化学的萌芽,1700年史塔尔（Stahl）的燃素说 1748年罗蒙诺索夫的质量不灭定律 1774年拉瓦锡提出氧化理论 1803年Dalton 建立的原子论 1808年盖吕萨布（Gay-Lussac）的气体简比定律 1811年阿佛加德罗（Avogadro)定律和分子概念 1869年门捷列夫建立元素周期系,23 化学的现状,化学各分支学科与边缘学科的建立产生了众多的分支学科，期

8、中经典的四个分支学科是： 无机化学(inorganic chemistry) 有机化学(organic chemistry) 分析化学(analytical chemistry) 物理化学(physical chemistry),化学9大类，77分支,无机化学8个,有机化学8个,无机合成化学 无机物分离化学 元素无机化学 配位化学 金属簇化合物 物理无机化学 稳定同位素化学 无机固体化学,分析化学16个,物理化学14个,定性分析 容量分析 重量分析 原子光谱法 分子光谱法 电分析化学 色谱法 质谱分析 ,高分子化学6个,有机合成 金属有机及元素有机化学 天然产物化学 物理有机化学 有机固体化学

9、 有机光化学 有机分析化学 立体化学,核化学与放射化学9个,环境化学8个,生命化学5个,材料化学3个,战后和平时期中随着工农业生产的飞跃发展,无机化学不仅在原有的天地中长进, 而且还不断渗透到其他各种学科而产生了新的边缘学科, 如: 有机金属化合物化学 无机固体化学 物理无机化学 生物无机化学和无机生物化学.,大约在1900年到第二次世界大战期间, 同突飞猛进的有机化学相比,无机化学的进展却是很缓慢的。无机化学家在这段时期没有重大的建树, 缺乏全局性的工作, 无机化学的研究显得冷冷清清。,24 无机化学的研究对象和发展,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