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1、化 学 知 识 集 锦1阿伏加德罗和分子学说1776 年 8 月 9 日阿伏加德罗生于意大利都灵市。从 1800 年起，他从事数学和物理学研究。1811 年阿伏加德罗发表了他的分子学说，即：同体积的气体，在温度相同、压力相同时，含有同数目的分子。阿伏加德罗的这一学说使分子理论获得了很大发展，但那都是五十多年之后的事。在当时，由于化学权威疏忽或轻视这一学说，阿伏加德罗的贡献没有受到重视。直到五十多年以后，1864 年德文的近代化学理论一书出版，许多科学家从这本书里懂得并且接受了阿伏加德罗理论，但此时阿伏加德罗已经病故。现在阿伏加德罗理论已被视为定律，为全世界科学家所正式承认。阿伏加德罗常数已被人
2、们用许多方法所测定，6.0210 23 是科学上一个十分重要的数据，它将永远与阿伏加德罗及其对科学的贡献联系在一起。苯的发现和苯分子结构学说苯是在 1825 年由英国科学家法拉第(Michael Faraday，1791 1867)首先发现的。19 世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。从生产煤气的原料中制备出煤气之后，剩下一种油状的液体却长期无人问津。法拉第是第一位对这种油状液体感兴趣的科学家。他用蒸馏的方法将这种油状液体进行分离，得到另一种液体，实际上就是苯。当时法拉第将这种液体称为“氢的重碳化合物”。1834 年，德国科学家米希尔里希(EEMitscherlich，1
3、794 1863)通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制液体相同的一种液体，并命名为苯。待有机化学中的正确的分子概念和原子价概念建立之后，法国化学家日拉尔(CFGerhardt，1815 1856)等人又确定了苯的相对分子质量为 78，分子式为 C6H6。苯分子中碳的相对含量如此之高，使化学家们感到惊讶。如何确定它的结构式呢？化学家们为难了：苯的碳、氢比值如此之大，表明苯是高度不饱和的化合物。但它又不具有典型的不饱和化合物应具有的易发生加成反应的性质。德国化学家凯库勒是一位极富想象力的学者，他曾提出了碳四价和碳原子之间可以连接成链这一重要学说。对苯的结构，他在分析了大量的实验事实之后
4、认为：这是一个很稳定的“核” ，6 个碳原子之间的结合非常牢固，而且排列十分紧凑，它可以与其他碳原子相连形成芳香族化合物。于是，凯库勒集中精力研究这 6 个碳原子的“核”。在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定之后，1865 年他终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键，他先以() 式(如图 1)表示苯结构。1866 年他又提出了()式，后简化为() 式，也就是我们现在所说的凯库勒式。图 1 凯库勒提出的苯分子的几种结构式有人曾用 6 只小猴子形象地表示苯分子的结构，如图 2。化 学 知 识 集 锦2德国化学家凯库勒 图 2 6 只小猴组成的苯分子示意图关于凯库勒悟出苯分子的
5、环状结构的经过，一直是化学史上的一个趣闻。据他自己说这来自于一个梦。那是他在比利时的根特大学任教时，一天夜晚，他在书房中打起了瞌睡，眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲，忽见一蛇抓住了自己的尾巴，并旋转不停。他像触电般地猛醒过来，整理苯环结构的假说，又忙了一夜。对此，凯库勒说：“我们应该会做梦！那么我们就可以发现真理，但不要在清醒的理智检验之前，就宣布我们的梦。 ”应该指出的是，凯库勒能够从梦中得到启发，成功地提出重要的结构学说，并不是偶然的。这是由于他善于独立思考，平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题，才会梦其所思；更重要的是，他懂得化合价的真正意义，善于捕捉直觉形
6、象；加之以事实为依据，以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨，这一切都为他取得成功奠定了基础。玻尔保护诺贝尔金质奖章玻尔是丹麦物理学家、诺贝尔奖章获得者。第二次世界大战期间,由于德军即将占领丹麦,玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国,决定把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军手中,他把奖章溶解在一种溶液中,并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后,纳粹分子闯进玻尔家中,连奖章的影子也没发现。战后,玻尔从溶液中提取出金,又重新铸成了奖章。玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢？这种溶液就是王水。王水的氧化性比硝酸强,可以使金溶解。这位伟大的科学家不仅用他的知识和智慧保住了奖章,还用他那蔑
7、视敌人、热爱祖国的精神,鼓舞着后人。催熟水果家里如果有青香蕉、绿桔子等尚未完全成熟的水果，要想把它们尽快催熟而又没有乙烯，可以把青香蕉等生水果和熟苹果等成熟的水果放在同一个塑料袋里，这样，不几天青香蕉就可以变黄、成熟。这是因为，水果在成熟的过程中，自身能放出乙烯气体，利用成熟水果放出的乙烯可以催熟生水果。碘化合物与人体健康碘化钾、碘化钠、碘酸盐等含碘化合物，在实验室中是重要试剂；在食品和医疗上，它们又是重要的养分和药剂，对于维护人体健康起着重要的作用。 碘是人体内的一种必需微量元素，是甲状腺激素的重要组成成分。正常人体内共含碘 15 mg20 mg，其中 70%80% 浓集在甲状腺内。人体内的
8、碘以化合物的形式存在，其主要生理作用通过形成甲状腺激素而发生。因此，甲状腺素所具有的生理作用和重要机能，均与碘有直接关系。化 学 知 识 集 锦3人体含碘量与环境(土壤、水 )及食物含碘有关，直接受每日碘摄入量的影响。摄入量过少， 会使体内含碘量减少。食物和水中的碘大多是无机碘化合物，极易被胃肠道吸收。人体一般每日摄入 0.1 mg0.2 mg 就可满足需要。正常情况下，通过食物、饮水及呼吸空气即可摄入所需的微量碘。但一些地区由于种种原因水质、地质中缺碘，食物含碘也少，造成人体摄碘量不足。人体缺乏碘可导致一系列生化紊乱及生理功能异常，如引起地方性甲状腺肿，导致婴、幼儿生长发育停滞、智力低下等。
9、碘缺乏病是世界上分布最广、发病人数最多的地方病。我国是世界上严重缺碘的地区，全国约有四亿人缺碘。长期以来，人们对甲状腺肿等碘缺乏病的发生与预防进行了大量研究，世界卫生组织对此给予了相当的重视，各国政府也采取了一些措施，如:提供含碘(碘的化合物)食盐和其他食品( 如高碘蛋)，井水加碘，食用含碘丰富的海产品等，其中以含碘食盐最为方便有效。1990 年世界儿童首脑会议制定了“2000年全球消灭碘缺乏病”的目标，1991 年 3 月我国政府向国际社会做出庄严承诺：2000年在中国大陆消除碘缺乏病。值得注意的是，人体摄入过多的碘也是有害的，是否需要在正常膳食之外特意“补碘”，要经过正规体检，听取医生的建
10、议，切不可盲目“补碘”。碘缺乏对不同生命阶段的影响年龄组 胎儿 婴儿 儿童及青少年 成人碘缺乏障碍流产、死胎、先天畸型、出生死亡率和新生儿死亡率上升、呆小病、智力缺陷及胎儿甲状腺功能低下婴儿甲状腺功能低下、婴儿甲状腺肿青少年甲状腺低下、甲状腺肿、精神功能受损、发育迟缓、呆小病甲状腺肿及其迸发症、甲状腺功能低下、精神功能受损番茄电池实验原理：番茄汁显酸性,当在番茄里平行地插入铜片和锌片时,形成原电池。实验用品：导线、灵敏电流计。番茄、铜片、锌片。实验步骤 1. 取 2 个半熟的番茄,相隔一定距离,分别插入铜片和锌片。2. 按下图所示，用导线将铜片与锌片及电流计相连,观察现象。蕃茄电池氟化合物与人
11、体健康氟是人体中的一种必需微量元素。在人体必需元素中，人体对氟含量最为敏感，化 学 知 识 集 锦4从满足人体对氟的需要到由于氟过多而导致中毒的量之间相差不多，因此氟对人体的安全范围比其他微量元素窄得多。所以要更加注意自然界、饮水及食物中氟含量对人体健康的影响。氟在人体中主要分布在骨胳、牙齿、指甲和毛发中，尤以牙釉质中含量多，氟的摄入量或多或少也最先表现在牙齿上。当人体缺氟时，会患龋齿，氟多了又会患斑釉齿，如果再多，会患氟骨症等系列病症。人体中氟的主要来源是饮水，有研究认为，饮水含氟量为 1.0 mg/L1.5 mg/L 较为适宜，最高不得超过 2.0 mg/L。市场上出售的加氟牙膏含有氟化钠
12、、氟化锶等氟化合物，有防龋作用，适用于缺氟地区。是否需要选用这种牙膏，最好听取卫生部门或牙医的建议。甘油的妙用 冬天气候寒冷、干燥，手和脸部的皮肤容易皱裂，如果涂擦一些甘油可保持皮肤滋润。但是不能使用纯甘油，因为它具有吸湿性，能吸收表皮的水分，从而使皮肤更易干裂。如果以 4/5 体积甘油与 1/5 体积水混合后再涂擦皮肤，就可以起到护肤作用。高锰酸钾的杀菌消毒作用高锰酸钾俗称灰锰氧，是一种有结晶光泽的紫黑色固体。高锰酸钾易溶于水，溶液呈鲜艳的紫红色。高锰酸钾水溶液能使细菌微生物组织因氧化而破坏，因而它具有杀菌消毒作用。0.1的高锰酸钾溶液可用来洗涤伤口；也可用来消毒碗筷、茶杯等餐具、茶具和水果
13、。使用高锰酸钾消毒水果、餐具等物品时，先将欲消毒物品放入高锰酸钾溶液中浸泡数分钟，然后用清水冲洗干净即可。使用高锰酸钾溶液消毒时注意，溶液要现用现配，放置时间长了，消毒效果会降低，当溶液变为棕黄色时，就完全失效了。关于加碘食用盐的一些问题课程教材研究所 梁英豪碘缺乏病(IDD)每年使全球 7.4 亿人受害，造成人的大脑功能障碍，甲状腺肿大或流产，又能引起精神疾病。世界卫生组织在 1999 年决定在下一个 10 年内，通过加强食盐加碘项目和扩大食用覆盖率来实现消灭碘缺乏病的目标。世界卫生组织总干事在 52 届世界卫生大会上说：“碘缺乏障碍将继续是胎儿和婴儿大脑功能损害的最主要原因，同时又是青少年
14、智力发育延迟的主要原因，而它又是可以预防的。 ”碘缺乏病在世界 130 个国家是一个严重的公共卫生问题。通过全球食盐加碘的努力，减少碘缺乏病取得了明显的进展，但估计仍有约 5000 万人不同程度地受到碘缺乏病的影响，表现出不同程度的大脑损害症状。从 1990 年1998 年，食盐加碘的国家由46 个增加到 93 个。生活在受 IDD 影响国家的住户，2/3 已能吃上碘盐。有 20 个国家的 90%的住户吃上了碘盐。我国在 1993 年以后，在全国逐步推广和实施了全民食盐加碘。全民食盐加碘的基化 学 知 识 集 锦5本含义为：所有食用盐及食品加工用盐都必须是碘盐；牲畜用盐也应是碘盐。联合国世界卫
15、生组织、儿童基金会和国际控制碘缺乏病理事会一致认为：人群碘营养正常的标准为：学龄儿童甲肿率小于 5%，尿碘水平大于 100 微克/升，新生儿促进甲状腺激素（TSH）值大于 5 微国际单位/升的比例小于 3%。从这个标准出发，我国绝大多数地区，包括城市和相当一部分沿海地区，都存在不同程度的碘缺乏。近年来，专业工作者对全国 10 大城市学龄儿童进行的碘营养调查发现，大城市的尿碘水平也多在 100 微克/升以下，儿童甲肿率大于 5%，因此传统上被认为不缺碘的大城市，实际上也遭受碘缺乏的危害。补碘最关键的时期是在胚胎期和婴幼儿期。人体最需要补碘的时期是脑神经的生长发育期。从怀孕前三个月到出生前，脑神经
16、的形态和功能已基本形成，这段时期如果缺少碘，胎儿得不到适量的甲状腺激素，脑神经组织的增殖、发育、分化就要出现障碍，轻者出现智力减退，重者是傻、矮、聋、哑、瘫的克汀病人，而且一旦造成损害，一生不治。人类的脑发育存在两个突发期，也是对碘缺乏的两个重要易伤期。第一个易伤期是在妊娠的第 12 周 18 周之间，第二个易伤期是在从妊娠中期开始到出生前后直到出生后六个月之内。孕妇随着妊娠时间的增长和胎儿的长大对碘的需求量逐渐增加，她们的碘摄入量要同时满足胎儿和孕妇本身的双重需要。另外，妇女妊娠后，肾脏能排出较多的碘而发生碘丢失，容易发生孕期营养不良。因此，国际组织建议孕妇每日碘摄入量不应低于 200 微克。哺乳期间，母亲如果自身碘摄入量不足，乳汁中碘含量会下降，最终造成婴幼儿碘缺乏。碘营养正常地区的人群吃了碘盐是否有害呢？国际控制碘缺乏病理事会曾指出，人的摄碘安全范围相对很大，从医学角度看，一个碘营养正常的人，每天摄入 1000微克以下的碘都是安全的。从我国现状来看，在碘营养正常的地区，人群每天
