无机化学的今天和未来.ppt

中级无机化学 * 主 讲：张 根 成 教 授 Tel. E-mail:zgchx406@163.com 无机化学的今天和明天 一 无机化学的沿革 三 现代无机化学发展的特点 二 无机化学发展的现状和 未来发展的可能方向 化学是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性质以及变化规律和变化过程中能量关系的科学(现代又扩展到超分子层次)。无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。 一 无机化学的沿革 ?最初的化学就是无机化学； ?为研究无机物和有机物的性质和反应的一般规律, 产生了新的化学分支──物理化学 (物理化学通常是以1887年德国出版?物理化学学报?杂志为其标志)； ○在这个时期无机化学家的贡献是: ★19世纪中后期是无机化学的建立和发展时期。 2 合成已知元素的新化合物 3 确立了原子量的氧单位 4 门捷列夫提出了元素周期表 5 维尔纳提出了配位学说 1 发现新元素 ? 1828年武勒由氰酸铵制得尿素, NH4OCN NH2CONH2 动摇了有机物只是生命体产物的观点, 有机化学应运而生； 大约在1900年到第二次世界大战期间, 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, 无机化学的研究显得冷冷清清。 ▼当时出版的无机化学的大全或教科书, 几乎都是无机化学的实验资料库, 是纯粹描述性的无机化学。 ▼无机化学专业的教育也很薄弱, 教师只能讲“存在、制备、性质、用途” ,学生学起来多不感到兴趣。 ?这个时期, 无机化学处于萧条时期。 第二次世界大战中美国的曼哈顿工程(原子能计划 * ) 极大地促进了无机化学的发展。 *第二次世界大战中，美国陆军部主导实施的曼哈顿工程，动员了当时盟国最优秀的核科学家，历时3年，耗资20亿美元 。其直接的结果是于1945年7月16日，进行了世界上第一次核爆炸。 1938年12月，德国物理学家哈恩（HAHN）和斯特拉斯曼(STRASSMAN)在实验中发现，用慢中子照射铀－235原子核会裂变成两个更轻的原子核。这个过程发生的质量亏损所释放的能量，比相同质量的化学反应要大几百万倍。丹麦物理学家玻尔（BOHR）获此消息，1939年1月前往普林斯顿高级研究所访问，将消息带到美国，引起了震动。正处大战（39.9-45.9）爆发前夕，科学家们非常忧虑。犹太裔物理学家西拉德（SZILARD）、意大利物理学家费米（FERMI）、匈牙利出身物理学家威格纳（WIGNER）和特勒（TELLER）等意识到绝不能让纳粹率先拥有。西拉德和威格纳想到应尽快与比利时方面联系，不把铀卖给德国。 1939年7月西拉德和威格纳在爱因斯坦劝说下 ，决定将信改寄给罗斯福总统。罗斯福于1939年10月19日下令成立了一个铀元素顾问委员会，并任命国家标准局长布里格斯（Briggs）担任该委员会的主席。1940年2月到1941年11月，陆海军方面共支持了16项科学家们的研究，总金额达到30万美元。 1941年12月6日，珍珠港事件前一天，罗斯福总统正式批准开发原子武器的计划。康普顿（Compton）、劳伦兹（Lawrence）和尤里（Urey）三名诺贝尔奖获得者领衔，在新墨西哥州成立了阿拉莫斯原子弹研究所，奥本海默被任命为研究所所长，组建了强大的研究阵容。鲍勃?威尔森、费因曼（FEYNMAN）、费米 、佩汀等都参加。 1939年9月战争在欧洲爆发，德国军械局把利用铀裂变制造核武器的研究立项，并招海森堡来领导这个项目。 1944年，盟军在诺曼底登陆，美国的情报人员了解到德国的原子武器研究并没有取得大的进展。1945年8月6日和9日，原子弹在日本广岛和长崎爆炸，许多科学家感到了震撼。 *原子能计划是一项综合性工程, 它涉及到物理学和化学的各个领域，尤其向无机化学提出了更多的课题： ?原子反应堆的建立，促进了具有特殊性能的新无机材料的合成的研究； ?同位素工厂的建设, 促进了各种现代分析、分离方法的发展; ?原子能计划的实施, 量子力学和物理测试手段在无机化学中得到了应用, 无机化学在理论(如周期系理论、原子分子理论、配位化学理论、无机化学热力学、无机反应动力学)上也渐趋成熟。 ?粒子加速器的建造, 推动了超铀元素的合成;