无机化学第四版 北师大等 绪论(精品·公开课件).ppt

* * 化学原理 Chemical Principles （1） 绪 论 一、什么是化学？ 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。 化学是以研究物质的化学变化为主的科学。 Chemistry is the study of the properties of materials and the changes that materials undergo. 21世纪的化学是研究泛分子。详言之，化 学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高 分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过 渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和 原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程 度的聚集态和组装态，直到分子材料、分子器 件和分子机器的合成和反应，制备、剪裁和组 装，分离和分析，结构和构象，粒度和形貌， 物理和化学性能，生理和生物活性及其输运和 调控的作用机制，以及上述各方面的规律，相 互关系和应用的自然科学。 --- 徐光宪--- 化学的发展历史悠久、源远流长 第一时期：古代及中古时期（17世纪中叶以前） 以实用为目的，化学知识来源于具体工艺 过程的实践 火的发现 陶器的制作 金属的冶炼 染色、酿造 造纸、火药等 五行学说(金、木、水、火、土） 四元素说（火、水、土、空气） 三要素说（硫、汞、盐） 第二时期：17世纪中叶-20世纪初 化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真 正被确立为一门独立的学科，并出现了许多分 支学科 《怀疑派化学家》（1661） “ 元素是由某些不由任何其它物质所构成 的原始的和简单的物质或完全纯净的物质，他 们是用一般方法不能再分的更简单的物质。” “化学的对象和任务就是要寻找和认识物 质的组成和性质。” 化学家之父-- 波意耳 （Boyle 英国化学家和物理学家，1627-1691） “空谈毫无用处，一切来自实验” 构成自然界的基本材料是一种由原初的 普遍物质构成的细小致密、不可分割的粒子。 这种粒子结合成粒子团，粒子团再聚合成物 体。 近代化学之父– 拉瓦锡 ( A.L.Lavoisier 法国化学家， 1743—1794） 1、物质燃烧时都放出光和热 2、物质只有在氧存在时才能燃烧 3、空气由两种成分构成。物质在空气中燃烧时吸收了其中的 氧，其增加的重量正好等于所吸收的氧的重量 4、非金属燃烧后通常变为酸；金属煅烧后生成的锻灰是金属 氧化物 Stahl 的燃素说（1703） 火是由无数细小而活泼的微粒构 成的物质实体，即燃素。一切可燃物中 都含有燃素，任何与燃烧有关的化学变 化都是物体吸收或释放燃素的过程 Lavoisier 的燃烧的氧学说（1777） 道尔顿 原子论（1827） 阿伏加德罗 分子假说（1811） 门捷列夫 元素周期律（1869） 元素是用任何方法都不能再分解的简单物 质。 第三时期：20世纪 现代化学飞速发展，化学的理论、研究 方法、实验技术以及应用等方面都有了深刻 的变化，并衍生出更多的分支和交叉学科。 二、20世纪的化学在推动人类进步和科技发展 中起了核心的作用 1、 化学为人类的进步提供了丰富物质基础 化学包含两类不同的工作：有些化学家在 研究自然界并试图了解它；同时另一些化学家 则在创造自然界不存在的新物质和寻找化学变 化的新途径 化学不但能够大量制造各种自然界已有的 物质，而且能够根据人类的需要创造出自然界 本不存在的物质 2、基础研究取得重大突破，研究领域不断扩展 放射性和铀裂变的重大发现，打开了原子 物理学的大门。 化学键和和现代量子化学理论的建立，使 化学进入实验和理论计算并重的新时代，使人 们对分子的理性设计和剪裁成为可能。 化学动力学与分子动态学的研究，使人们 能深入到原子、分子的结构和内部运动，分子 间相互作用和碰撞过程来研究化学反应的速率 与机理 大量的新反应、新试剂、新方法、新理论 的发现，使合成化学家又创造了一个新的自然 界。 3、推动了相关学科的发展， 促进了学科的交 叉与渗透 (1) 牵动其他学科向分子层次发展 生物学从描述性的科学发展成为20世纪末 的前沿学