诺贝尔化学奖之启迪.ppt

1、重庆工商大学环境与生物工程学院,主讲：方明建,诺贝尔化学奖之启迪,诺贝尔化学奖的启迪,2,诺贝尔化学奖之启迪,诺贝尔奖是当今世界最享盛誉, 最具权威性, 全球性的国际大奖, 它对世界科技进步和社会发展起着极大的推动作用, 它所表彰的科学成就, 堪称二十世纪人类智慧之灵光.,诺贝尔化学奖的启迪,4,本讲内容:,一.诺贝尔生平简介 二.诺贝尔奖概况 三.诺贝尔化学奖述评 四.诺贝尔化学奖举例 五.群星荟萃,光彩照人 六.诺贝尔科学奖留下的遗憾 七、中国科学家与诺贝尔科学奖,诺贝尔化学奖的启迪,5,Alfred Bernhard Nobel(1833.10.211896.12.10） 瑞典著名的化学

2、家, 工程师和实业家, 炸药及其它威力更大的炸药的发明人, 诺贝尔奖金的创立者.,一、诺贝尔生平简介,出生日期:1833年10月21日 出生地: 瑞典，斯德哥尔摩 父亲:伊曼纫尔诺贝尔(Immanuel Nobel) , 机械师兼建筑师, 富创造发明. 母亲:O.鲁德贝克，瑞典著名科学家,A. Nobel出生不久, 家遇火灾, 倾家荡产, 1842年跟随父母移居俄国圣彼德堡. 主要靠家庭教师教育, 16岁的Nobel显示出化学才能, 并掌握了除瑞典母语以外的英,法,德,俄等国语言. 1719岁, 到德,法,意和美国作了两年学习性旅行, 继而在美国铁甲舰“蒙尼陀”号的建造者J.埃里克森指导下工作

3、4年. 后回圣彼德堡,在其父的工厂里工作, 直到1859年该厂破产, 重返瑞典.,诺贝尔化学奖的启迪,8,1864年, Nobel的划时代发明发火器获得一项专利. 1867年(英)和1868年(美), 黄色炸药取得专利. 并在采矿, 筑路, 隧道爆破等方面引发了巨大变革. 1875年, 另一种威力更大的炸药爆炸胶获专利. 1887年发明并制成硝化甘油无烟火药.,诺贝尔化学奖的启迪,9,Nobel的发明, 迅速转化为生产力, 直接应用于工业. Nobel是建立跨国公司的先驱. Nobel在20多个国家建立了90多个工厂和公司.,当今许多化学方面的领导企业,都可寻根于诺贝尔本人当初所建公司. 诸如

4、: 英国帝国化学工业公司 德国诺贝尔炸药公司 瑞典诺贝尔工业公司,诺贝尔化学奖的启迪,11,诺贝尔的一生,是创造与发明的一生,他发明与改进了炸药; 他开发了橡胶,人造革等合成材料; 他致力于无线电通讯,安全警报系统等的研究. 据不完全统计,Nobel所获专利达355项,其中炸药方面的有129项.,诺贝尔化学奖的启迪,12,Nobel 奔波于世界各地, 在为科学, 工业和社会作出重大贡献的同时, 创造和拥有巨大财富. 1896年Nobel积劳成疾, 晚年患冠状动脉硬化症. 12月10日在意大利桑利莫的家中与世长逝, 享年63岁. 29日安葬于斯德哥尔摩市郊.,诺贝尔化学奖的启迪,13,Nobel

5、向来为科学和慈善事业慷慨捐款. 大部分财产交付信托, 设立奖励基金. 临终遗言, 又把约920万$遗产几乎全放入基金. 后来成为了国际上最高荣誉的诺贝尔奖金.,诺贝尔化学奖的启迪,14,为发明,不畏艰险,勇于创新,素有“科学狂人”之称. 为科学,执着追求,临终前仍不忘为科学做贡献. 具隐士气质,不喜颂扬. 热爱文学,尤其崇拜英国浪漫主义诗人雪莱. 写过小说和剧本,如兄弟和姐妹,最快乐的非洲和专利细菌(讽刺喜剧)等.,Nobel的品格及爱好,诺贝尔化学奖的启迪,15,热爱和平,反对战争. 自幼体弱,性格内向,富于幻想. Nobel曾悲观地自述道:“A.Nobel有一半的生活是悲惨的.在他出世的第

6、一声大哭之时,就应由一位仁慈的医生将他窒息而死.”,Nobel的品格及爱好,诺贝尔化学奖的启迪,16,A. Nobel成功之处在于, 把两种才能科学家的洞察力和创造精神与具有崇高理想的国际企业家的远见集于一身. A. Nobel伟大之处在于, 生前不扬名, 生后为他人,Nobel的品格及爱好,诺贝尔化学奖的启迪,17,1. 诺贝尔奖的创立根据A.B.Nobel遗嘱设立基金. 每年由4个机构(瑞典3个, 挪威1个)颁发. 1901年12月10日(逝世5周年)首次颁发. 2. 诺贝尔奖的项目,二、诺贝尔奖概况,奖项颁奖机构 1.物理学奖瑞典皇家科学院 2.化学奖 瑞典皇家科学院 3.生理学或医学奖

7、瑞典皇家卡罗林外 科医学研究院科学院 4.文学奖瑞典文学院 (以上均在斯德哥尔摩) 5.和平奖挪威议会任命的五 人评委会(在奥斯陆) 6.经济科学奖*由瑞典银行于1968年增 设,1969年首次颁发,诺贝尔化学奖的启迪,19,3. 诺贝尔奖的管理,诺贝尔基金会是基金的合理法人和管理者. 每项奖, 颁赠金质奖章一枚, 奖状一张,奖金一笔, 奖金数额视基金会收入而定, 约为英镑1100030000.(1998年约15万瑞典克朗) (1996年化学奖110万$/3人）,诺贝尔化学奖的启迪,20,日程: a) 上一年秋发出提名候选人的请柬(只对个人). b) 当年2月1日前书面提交候选人名单. c)

8、9 10月初, 评委会将推荐书提交授奖机构. d) 11月15日以前, 授奖机构作出最后决定. e) 12月10日举行隆重的颁奖仪式.,诺贝尔化学奖的启迪,21,诺贝尔化学奖的启迪,22,Professor Ding Tingzhen On behalf of the Royal Swedish Academy of Sciences we, as members of the Nobel Committee for chemistry, have the honour of inviting you to submit proposals for the award of The Nobel

9、 Prize in Chemistry for 1998,诺贝尔化学奖的启迪,23,授奖只对个人,但和平奖可以发给机构. 一笔奖金,或全发给一个人,或由2个(多人)分享. 若获奖者谢绝或未领取奖金,则奖金退回基金会,而获奖者仍可列入获奖名单(注明“拒受奖金”) 奖金授予 “对人类作出最大贡献的人”, “而不论其国籍,种族,宗教信仰或意识形态.”,诺贝尔化学奖的启迪,24,从1901年至1999年Nobel化学奖共颁发了90次, 129人获奖. 纵观获奖的研究成果, 有以下诸多特点：,两个阶段,两个研究中心(如图所示),三、诺贝尔化学奖述评,诺贝尔化学奖的启迪,25,1. 19011945年欧洲

10、为中心,诺贝尔化学奖的启迪,26,2. 19461988年美国为中心,诺贝尔化学奖的启迪,27,19011998化学分支学科获奖情况(重叠统计) 学科 获奖次数获奖率(%) 生物化学32 36 有机化学22 25 结构化学22 25 物理化学20 22 理论化学17 19,反映现代化学的发展特点,学科 获奖次数 获奖率(%) 无机化学1314 研究方法1314 放射化学910 分析化学56 仪器研究56 元素发现56 环境化学11,诺贝尔化学奖的启迪,29,生命化学获奖占1/3以上. 主要在以下几方面: (1) 生命活性大分子的分离, 结构测 定和化学合成 (2) 酶化学 (3) 遗传物质的发

11、现与结构分析 (4) 某些生命过程的研究,生命科学领域, 化学屡建奇功,诺贝尔化学奖的启迪,30,仅有机合成(包括合成理论)获奖数占1/4, 加上无机合成(配合物)获奖率则更大. 例如: Diels-Alder双烯合成, (Cp)2Fe夹心化合物, 冠醚穴醚, 血红素, B12, 尼龙66等等的合成. 分子的设计与制备, 始终是化学魅力与威力之所在.,创造分子,魅力无穷,诺贝尔化学奖的启迪,31,“伍德沃德霍夫曼规则”的提出,成功指导VB12的全合成. R.B.Woodward (19171979)获1965年化学奖. R.Hoffmann (1937 )获1981年化学奖, 他即是化学教授,

12、 又是物理学教授.,学科交叉,硕果累累,1985年化学奖授予了 数学家 H.A.Hauptman 和 物理学家, 化学家 J.Karle 表彰他们共同研究的X-射线测定晶体和分子结构的方法.,诺贝尔化学奖的启迪,33,方法创新, 手段先进, 成绩卓著 例如: 极谱, 色谱, 核磁共振谱, 同位素示踪法, X-射线单晶衍射, 激光技术, 分子束技术, STM技术, 飞秒(10-15s)分辨技术等.,理论建树, 化学增辉 例如: 分子结构(量子化学,分子建模) 化学反应(链反应, 超快速反应,电子 转移反应机理) 非平衡态热力学(耗散结构理论) 前线轨道, 分子轨道守恒 等瓣相似,综上所述, 现代

13、化学研究的若干特点： 宏观与微观结合 实验与理论并重 结构性能功能统一,诺贝尔化学奖的启迪,35,1996年 Robert F. Curl, Jr., Harold W. Kroto, and Richard E. Smalley for their discovery of fullerens.（发现碳的球状结构） (三人共享1.1百万$奖金, 交叉学科, 科学意义-理论价值-应用前景, 研究热潮持续十余年, 方兴未艾),四、诺贝尔化学奖举例,诺贝尔化学奖的启迪,36,1992年诺贝尔化学奖授予 Rudolph A.Marcus for his contributions to the th

14、eory of electron transfer reactions in chemical system.（因在化学体系电子转移反应理论的贡献而获奖） R.马库斯(1923 )出生于加拿大, 美国化学家, CIT化学讲座教授. 1956年提出电子转移理论, 并不断完善它.,1964年 提出电子转移模型 (电子转移反应速度常数的数学表达式, 传递能垒的两个组成部分) 19801990年 理论得到实验的验证.日益受到重视. 为光诱导电子转移反应, 光合作用, 蛋白质的redox反应等提供最有价值的理论基础.,诺贝尔化学奖的启迪,38,Frederich Sanger (F.桑格1918 ) 英

15、国生物化学家. 1939年获剑桥大学工程学学士学位, 1943年获Ph. D., 毕业后在剑桥医学研究会分子生物学实验室工作. 两度Nobel化学奖的唯一得主(1958年和1980年). For his work on the structure of proteins, especially that of insulin; and the contri-butions concerning the determination of base sequences in nucleic acids.,诺贝尔化学奖的启迪,39,1995 Crutzen克罗岑, Molina莫利纳, Roowla

16、nd罗兰 发现臭氧层的破坏,近几年的Nobel Prize in Chemistry,诺贝尔化学奖的启迪,40,1996 Curl柯尔, Kroto克罗托, Smalley斯摩利 C60的发现，碳的球状结构,诺贝尔化学奖的启迪,41,1997 Boyer博也, Walker沃克, Skou 斯科 发现ATP（三磷酸腺苷）合成酶, 离子泵,诺贝尔化学奖的启迪,42,1998年 W.Kohn科恩, J.A.Pople波普尔 Quantum Chemistry 密度泛函理论,诺贝尔化学奖的启迪,43,1999年 A.H.Zewail 泽韦尔 Femtochemistry 千万亿分之一焦耳,诺贝尔化学

17、奖的启迪,44,2000年因发现和发展了导电高聚物而获奖,J. Heeger黑格,G. MacDiarmid 麦克迪尔米德,Hideki Shirakawa 白川英树,珍惜诺贝尔得主留下的精神财富,范特霍夫(Jacobus Hendricus vant Hoff)(18521911),首届(1901年)诺贝尔化学奖荣获者,五、群星荟萃,光彩照人,诺贝尔化学奖的启迪,46,1852.8.30 生于荷兰,长于农村,由祖父母抚养. 1871年 中等工程专科学校毕业,同年进入莱顿大学数学系 18721874 转入波恩大学,师从凯库勒(F.A. KeKule) 学习化学 1874年 在巴黎大学师从化学家

18、沃慈,同年在乌特勒克大学获Ph. D.,诺贝尔化学奖的启迪,47,1877 任阿姆斯特丹大学化学讲师 1878 任化学教授,兼化学系主任 1887 任德国莱比锡大学物理化学教授 18961911 柏林大学物理化学教授 1900 选为德国化学会会员 1911.3.1 在柏林逝世,诺贝尔化学奖的启迪,48,主要学术成就,1874 “对于氰醋酸和丙二酸性质的新认识” (博士论文) 1874 “论原子在空间的排列”(荷兰文,11页,第一篇论文) 1875 “发展三维化学结构的新认识”(法文,并译为德文) 提出碳原子正四面体构型理论,奠定立体化学基础,诺贝尔化学奖的启迪,49,1878 有机化学概论 1

19、884 化学动力学研究 1885 化学平衡定律 1886 “气体体系或稀溶液中的化学平衡”(获诺贝尔化学奖的主要研究成果),主要学术成就,把植物生理学上的渗透慨念和物质在溶液中的状态联系起来，提出溶液渗透压的动力学定律。,诺贝尔化学奖的启迪,50,1887 稀溶液理论基础 1891 “空间化学” 1901 立体化学基础 1903 在科学应用中的物理化学,主要学术成就,诺贝尔化学奖的启迪,51,主要奖励及荣誉,1893 获英国皇家学会戴维奖章 1901 Nobel化学奖 1901 芝加哥大学、哈佛大学和耶鲁大学授予名誉博士学位,诺贝尔化学奖的启迪,52,1903 维多利亚大学授予名誉博士学位 1

20、908 海德堡大学授予名誉博士学位 荷兰皇家科学院、普鲁士科学院、美国国家科学院和法国科学院分别授予名誉院士,主要奖励及荣誉,诺贝尔化学奖的启迪,53,Vant Hoff 的一句格言：,“只有在贫苦和不幸的环境中，才能使人活得更加坚强。”,诺贝尔化学奖的启迪,54,G = RT ln K G =RT ln (Q/K),你还记得Vant Hoff等温方程式吗?,首先提出等容条件下，温度上升，化学平衡将向着吸热的方向移动，并给出把温 度、反应热和平衡常数三个物理量联系起来的数学方程式。,诺贝尔化学奖的启迪,55,范特霍夫一向尊重父母和师长。 1901年获诺贝尔奖后，他的母亲从家乡来信劝告儿子： “

21、应当把 Nobel 奖用于 noble (高尚)的事业！” 于是，Vant Hoff 把奖金的大部分献给了慈善事业。,诺贝尔化学奖的启迪,56,(Marie Sklodowska Curie )(18671934),居里夫人,诺贝尔化学奖的启迪,57,居里夫人获1903年Nobel物理奖,1911年获化学奖. 她一生荣获各国授予奖金10项,奖章16枚,各种学衔107种及20多个最高荣誉称号. 堪称:荣耀一生, 流芳百世.,诺贝尔化学奖的启迪,58,然而, Marie 伟大之处何在?,为科学奋斗终生, 为人类献出一切!,诺贝尔化学奖的启迪,60,Marie 1867年出生于波兰华沙,她有4个姐姐

22、,1个哥哥. 父母均为中学教师. 家境清贫. 她自幼勤奋好学,16岁曾获1枚 gold medal. 1885年随兄到华沙,作私人家庭教师. 6年之后,靠积蓄自费留学巴黎(Sorbonne University).,诺贝尔化学奖的启迪,61,1893年获物理学学士学位, 成绩名列第一. 1894年获数学学士学位, 成绩名列第二. 1895年大学毕业后, 与法国著名物理学家Pierre Curie结婚. 共同发现与研究放射性元素钋和镭, 成为原子时代的奠基人. 1903年居里夫妇成为首次双双同获诺贝尔物理奖. 1911年因发现元素镭和补，对擂的分离及其性质和化合物的研究，Marie再获化学奖.,

23、诺贝尔化学奖的启迪,62,Marie为新发现的放射性元素“钋”命名为 Polonium,以纪念自己的祖国. 1903年Marie获欧洲第一位女性博士学衔. 1906年4月19日 Pierre Curie 因车祸不幸身亡. Marie接替其工作位置,成为欧洲第一位女教授. 第一次世界大战期间,参加战地救护,任红十字会放射性服务部领导工作. 功勋卓越.,诺贝尔化学奖的启迪,63,战后继续从事研究工作,曾两度访问美国,接受美国总统赠予的纯镭21.0g. 1922年，她被巴黎医科博士学院选为第一位自由联合女院士. 1932年,在马德里主持“文化前途”国际会议,向全世界呼吁:“发展科学,保护人材”. 1

24、934年上半年(生命临终时期),完成学术巨著放射性手稿,诺贝尔化学奖的启迪,64,1934年7月4日,因镭中毒患恶性贫血症,久治无效,在法国病逝.享年68岁. 死后60年,1995年4月20日,在巴黎国家Pantheon陵园举行了Marie的重葬仪式,与民族英雄并列.,Marie的座右铭:,“若能追随理想而生活, 本着正直自由的精神, 勇往直前的毅力, 诚实不自欺的思想而行, 则定能臻于至美至善的境地.”,诺贝尔化学奖的启迪,66,Frederic Joliot Curie(19001958)Irene Joliot Curie(18971956),诺贝尔化学奖的启迪,67,居里夫人的女儿伊莱

25、纳,女婿约里奥,继承父母未尽的科学事业,发明人工制造放射性同位素的技术. 双双获得1935年Nobel化学奖.,从此开始了通过核反应由稳定元素合成人工放射性元素的历史。,诺贝尔化学奖的启迪,68,P.J.W.Debye 德拜荷兰 (18841966) 1936年Nobel化学奖. 长期寓居德国,二战期间毅然离去。,为科学跨越国度 为正义不忘祖国,因研究偶极矩、X射线和电子衍射对分子结构知识听作的贡献而获奖。,Curie family, Pauling鲍林 (美国，1901-1994) 1954年化学奖,1962年和平奖,反对战争,保护和平,因对化学键本质的研究并用以阐明复杂物质的结构而获奖。,

26、诺贝尔化学奖的启迪,70,H.Moissan 莫桑法国 (18521907) 1906年Nobel化学奖。因氟的研究, 中毒去世，临终遗言：“做人应该为自己树立永远为之奋斗的理想目标。”,志存高远, 勇于献身,因离析出元素氟并改进电炉而获奖,诺贝尔化学奖的启迪,71,C.N.Hinshelwood 欣谢尔伍德英国 (18971967) 1956年诺贝尔化学奖, 为科学终生未娶.,志存高远, 勇于献身,因化学反应动力学方面的研究而获奖,诺贝尔化学奖的启迪,72,F.Pregl 普列格尔奥地利 （18691930)1923年诺贝尔化学奖.胆酸研究,微量分析.中学时代,各门功课全优,特别喜爱化学.,

27、勤奋学习, 勇攀高峰,因发明有机物质微量分析的方法而获奖,诺贝尔化学奖的启迪,73,R.B.W 伍德沃德美国 (19171979)1965年诺贝尔化学奖.有机合成,分子轨道对称守恒,茂铁夹心结构.16岁进入MIT,20岁获Ph.D, 后任哈福大学最年轻教授.,因在有机合成上的杰出成就而获奖,诺贝尔化学奖的启迪,74,S.A.Arrhenius 阿仑尼乌斯瑞典 (1859 1927 )1903年诺贝尔化学奖,电离理论.曾遭冷嘲热讽,被斥为奇谈怪论“.但他毫不动摇,持之以恒,事实证明其正确性.,坚强的意志, 顽强的毅力,因提出电离学理论而获奖,诺贝尔化学奖的启迪,75,S.Moore 莫尔 (美国

28、,19131982)W.H.Stein 斯坦 (英国,19111980) 二人终生合作,喜获丰收.因对RNA酶分子化学结构和催化活性中心的研究成果,双双获1972年诺贝尔化学奖.,亲密合作, 团结和谐,莫尔,斯坦,诺贝尔化学奖的启迪,76,以1965年化学奖得主R.B.Woodward为首,由来自19个国家的99名专家学者组成研究组,通力合作,终于1973年实现了VB12的全合成,亲密合作, 团结和谐,VB12, 分子式:C63H88N14O14CoP. 1948年首次被分离,1956年由D.C.Hodgkin(霍奇金，英国,女)测定其晶体结构。她于1964年获诺贝尔化学奖。,诺贝尔化学奖的启

29、迪,77,VB6的合成,VB12,诺贝尔化学奖的启迪,78,因“发明有机物质微量分析的方法”而获1923年诺贝尔化学奖的奥地利化学家普列格尔去世前遗言：把所得的诺贝尔奖奖金和其他财产全部捐献给维也纳科学院。,因“发现X射线”而获1901年诺贝尔物理学奖的德国物理学家伦琴则把诺贝尔奖奖金赠给维尔茨堡大学作科研费用，其他财产则作奖学金。,获奖的钱到哪里去了？,诺贝尔化学奖的启迪,79,因“发现胰岛素”而获1923年诺贝尔生理学或医学奖的加拿大医生班廷，把诺贝尔奖奖金、国会捐款、富翁捐款、爵士年金组织起来成立了班廷基金会。,伟大的科学家不是为名利去搞科学的；为了追名逐利去搞科学的人永远也成不了伟大的

30、科学家。,诺贝尔化学奖的启迪,80,老的研究领域不一定不会再获诺贝尔奖，关键是要有新的突破，这就需要科学家用敏锐的眼光、创新的思维去寻找突破口。,许多诺贝尔自然科学奖都是授予开辟科学研究新领域的第一个人。,突破与创新是诺贝尔奖的灵魂,德国犹太科学家哈伯（F.Haber,1868-1934），1918年因合成氢而获奖，哈伯被授予诺贝尔化学奖 。,根据哈伯的建议， 1915年1月德军把装有氯气的钢瓶放在阵地前沿施放，借助风力把氯气吹向敌阵。 1918年哈伯被授予诺贝尔化学奖更是引起了英法等国的强烈抗议。 1933年哈伯因为希特勒上台后的反对犹太科学家的纳粹政策而离开了德国，1934年在瑞士逝世。,

31、六、诺贝尔奖留下的遗憾,诺贝尔化学奖的启迪,82,1948年 诺贝尔生物医学奖 P.H.Mller.(米勒，瑞士 ) 发现了等化学农药对环境的破坏作用，最终导致了环境科学的诞生,始料不及,春天也会寂静,诺贝尔化学奖的启迪,83,自1970年起,多数国家禁用DDT. 瑞典卡罗林斯医院为此失误深感羞愧.,DDT: 2,2-bis(p-chloro-phenyl)-1,1-trichloro-ethane，二氯二苯三氯乙烷,诺贝尔化学奖的启迪,84,1962年 Rachal Carson:寂静的春天.,阿尔戈尔 作序； 大多数化工公司企 图禁止寂静的春天的发行； “争论的 关键主要在于卡逊坚持自然的平衡是人类生存的主要力量。然而，当代化学家、生 物学家和科学家坚信人类正稳稳地控制着大自然。”,诺贝尔化学奖的启迪,85,扬振宁、李政道1957年同获诺贝尔物理学奖 丁肇中，1976年与斯坦福大学的里克特（B.Richet,1931-）教授分享诺贝尔物理学奖。 李远哲，1986年与哈佛大学赫希巴奇（D.R.Herschbach,1932）、加拿大多伦多大学波利亚尼(J.C.Polanyi,1929-)教授同获诺贝尔化学奖。,1.华人科学家五次获奖,七、中国科学家与诺贝尔科学奖,诺贝尔化学奖的启迪,86,朱棣文，1997年与美国的菲利普斯(W.D.Fillips,1948-)和法国学者科