《近代化学的突破和化学发展的前沿(科普)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《近代化学的突破和化学发展的前沿(科普)（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、古代和近代 化学史掠影我国有了青铜器；春秋晚期能炼铁；战国晚期 能炼钢；唐代；有了火药。 十八世纪七十年代，瑞典化学家舍勒和英国化 学家普利斯里分别发现并制得了氧气；法国化 学家锡最早用天平和为研究化学的工具，并推 翻了燃素学说；英国化学家卡文迪许。雷利等 陆续从空气中发现了惰性气体。 1748年俄国化学家罗蒙诺索夫建立了质量守 恒定律。 1808年英国科学家道尔顿提出了近代原子学 说。 1811年意大利科学家阿佛加德罗提出了分子的概念 。 二十世纪奥地利和德国物理学家泡利。洪特分别提出 了核外电子排布的“泡利不相容原理”、“洪特规则”。 1869年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。 十九世
2、纪荷兰物理学家范德华首先研究了分子间作用 力。 1888年法国化学家勒沙特列提出了化学平衡移动原 理 。 十九世纪英国物理学家丁达尔和植物学家布朗 分别提出了胶体的“丁达尔现象”、“布朗运动”。 1828年；德国化学家维勒第一次证明有机物可 用普通的无机物制得。 1890年德国化学家凯库蔓提出了苯分子的结 构式。 1911年英国的卢瑟福提出原子核模型（1908年 因其在研究元素核衰变和原子结构上的成就荣 获诺贝尔化学奖） 1962年加拿大的巴特来合成了第一个惰气化合 物（XePtF6）中国化学史上的 “世界第一” v公元前100年中国发明造纸术。公元105 年东汉蔡伦总结并推广了纸技术，而欧洲
3、 人还在用羊皮抄书呢！ v公元700800年唐朝孙思邈在伏硫磺 法中归早记载了黑火药的三组分（硝酸 钾、硫磺和木炭）。火药于13 世纪传入 阿拉伯，14世纪才传入欧洲。 v公元前200后400年中国炼丹术兴起。 魏伯阳的周易参同契和葛洪的抱扑 子记录了汞、铅、金、硫等元素和数十 药物的性状与配制。公元750年中国炼丹 太传入阿拉伯。 v公元800年唐朝茅华是世界上第一们发现氧 气的人。他比英国的普利斯特里（1774年 ）和瑞典的舍勒（1773年）氧气约早1000 年。 v我国是“纤维之王”蚕丝的故乡。公元前 2000年 中国己经养蚕。公元200年养蚕技 术传入日本。 v公元前600年中国已掌握
4、冶铁技术，比欧洲 早1900多年。公元前200年，中国炼出了 球墨铸铁，比英美领先2000年。 v1000多年前中国就能炼锌，早于欧洲400 年。 v公元前2000年中国已会熔铸红铜 。公元 前1700年中国已开始冶铸青铜。公元900 多年我国的胆水浸铜法是世界上最早的湿 法冶金技术（置换法）。 v1700多年前，中国已能炼铅及铜铅合金。 v公元前80006000年中国已制造陶器。 公元200年中国比较成熟地掌握了制瓷技 术 。 v3000多年前我国已利用天然染料染色。 我 国是世界上最早发现漆料和制作漆器的国 家，约有7000年历史。 v公元前40003000年中国已会酿造酒。公 元前100
5、0年我国已掌握制曲技术，比欧洲 的“淀粉发酵法”制造酒精早2000多年。 v3000多年前，我们祖先发现石油。古书载“ 泽中有火”即指地下流出石油溢到水面而燃 烧。宋朝沈括 所著梦溪笔谈第一次记 载石油的用途，并预言：“此物必大行于世” 。 v世界上最早开发和利用天然气的是中国的 四川省邛和陕西省鸿门两地。 v我国祖先很早开始使用木炭和石炭（又叫 黑炭，即煤），而欧洲人16世纪才开始利 用煤。 v1939年，中国化工专家侯德榜提出“联合 制碱法”，1939年侯德榜完成了世界上第 一部纯碱工业专著制碱。 v1965年，我国在世界 上第一个用人工的 方法合成活性蛋白质结晶牛胰岛素。( 由于署名原因
6、，诺贝尔化学奖与国人擦肩 而过) v七十年代，中国独创无氰电镀新工艺取代有 毒的氰法电镀，是世界电镀史上的创举。 v1977年我国在山东发现了迄今为止的世界上 最大的金刚石常林钻石。 v全世界海盐产量5000万吨，其中我国生产 1300多万吨，居世界第一。早在3000多年 前，我国就采用海水煮盐了，是世界上制 盐 最早的国家。 v世界上已知的140多种有用矿，我国都有。 是世界上冶炼矿产最早的国家。 二十世纪化学 的回顾诺贝尔化学奖情况v从1901年到1999年总计91届，因战争等原因停发 8次v学科交叉性很强，有许多非化学家获得化学奖， 同时也有许多化学家获得其它奖v年龄最大者83岁，最小的
7、35岁，平均55.5岁，研 究成果或者重大发现通常在授奖之前1020年做 出的v有机32项，物化26项，无机14项，生化11项，分 析6项，高分子4项化学基础研究的五大突破v放射性和铀裂变1g铀裂变能量=2.5t标准煤燃烧1903年居里夫妇获Nobel物理奖（打开了原子物理学的大门）1911年居里夫人获得Nobel化学奖（发现钋、镭）1908年卢瑟福（英）获Nobel化学奖（元素嬗变和放射性物质的化学 研究） 1935年约里奥-居里夫妇获得Nobel化学奖（发现人工放射元素）1938年费米（意）获得Nobel物理奖（创造新元素）1944年哈恩（德）获得Nobel化学奖（发现重核裂变）两门学科相
8、互推动才有了突飞猛进的发展，放射性的发现才有了 原子物理学以致量子力学和整个微观世界的研究，物理学关于原子 结构和量子论的理论研究才使得化学开始真正成为一门现代意义上 的科学，而不单纯是实验室的工作。物理学研究原子结构而化学研 究原子的组合，是整个二十世纪科学史的主流。化学基础研究的五大突破v化学键和现代量子化学理论1954年鲍林（美）获的Nobel化学奖（化学键本质研究和利用化学键 理论阐明物质结构方面的贡献这项工作对于沃森-克里克发现 DNA双螺旋结构至关重要，并开拓了分子生物学的研究；1962年又 因支持进步事业积极维护世界和平反对战争获得Nobel和平奖）1966年莫里肯R.S. Mu
9、lliken获得Nobel化学奖（用量子力学创立了化 学结构的分子轨道理论，阐明了分子的共价键本质和电子结构） 1981年福井谦一（日）霍夫曼（美）共享Nobel化学奖（52年提出 的前线轨道理论，分子轨道对称守恒原理2004年另一位日本科 学家因为在高分辨质谱研究生物大分子结构方面的贡献获奖，其工 作开创于六十年代，几乎没有发表文章） 1988年科恩（美）波普尔（英）共享Nobel化学奖（量子化学领域）由于这些化学理论的发展使人们能够真正开始分子设计去创造新 的功能分子（如药物和新材料的设计、性质预测等）化学基础研究的五大突破v创造新分子新结构合成化学 1912年格林尼亚（V. Grigna
10、rd ）获的Nobel化学奖（发明格氏试剂从而开创 了有机金属在各种官能团反应的新领域） 1928年A.Windaus合成甾体类生物分子获奖 1937年W.N. Haworth合成抗坏血栓Vc获奖 1947年R. Robinson合成生物碱类分子获奖 1950年狄尔斯-阿尔德获得Nobel化学奖（1928年发现的Diels-Alder双烯合 成反应） 1955年Vodu Vigneand合成多肽类分子获奖 1963年德国的齐格勒和意大利的纳塔分享Nobel化学奖（Ziegler-Natta催化 剂用于有机金属催化烯烃定向聚合，实现了乙烯的常压聚合和丙烯的定向有 规聚合） 1965年R.B. W
11、oodward合成了奎宁、可的松、叶绿素、胆固醇等一系列生物 分子而获奖 1973年英国G. Wilkinson和德国E.O. Fischer合成了用作高分子合成催化剂 的茂金属化合物对金属有机化学和配位化学的贡献获奖 1979年H.C. Brown（美）和G. Wittig（德）因分别发展了硼有机化合物和 Wittig反应共享Nobel化学奖 1984年R.B Merrifield发明固相多肽合成法对有机合成方法学的贡献获奖 1990年E.J. Corey（哈佛大学）提出了“逆合成分析法”促进了有机合成化学 的快速发展而获奖化学基础研究的五大突破v高分子科学和材料1953年德国H. Stau
12、dinger因在高分子化学领域的 开创性工作获奖（1920年提出高分子概念，创立 聚合物分子结构学说，并随后发展了很多内容， 但未被承认和重视，随着三大合成高分子材料的 生产应用的发展，33年后才得到承认）1963年德国的齐格勒和意大利的纳塔分享Nobel 化学奖（Ziegler-Natta催化剂用于有机金属催化 烯烃定向聚合，实现了乙烯的常压聚合和丙烯的 定向有规聚合） 1974年Flory在研究高分子性质方面的卓越成就 ，为发展高分子理论作出的巨大贡献而获奖化学基础研究的五大突破v化学动力学与分子反应动态学1956年前苏联化学家谢苗诺夫N. Semenov和英 国S. Hinchelwoo
13、d在化学反应机理、反应速度和 链式反应的贡献获奖 1967年德国埃根Eigen用驰豫法研究快速反应， 英国G. Porter和 R.G.W. Norrish用闪光分解法研 究快速反应动力学分享奖项 1986年李远哲、Herschach和J.G. Polany发展交 叉分子束技术、红外线化学发光法对微观反应动 力学的研究获奖 1999年Zewail用飞秒激光技术研究超快化学反应 过程和过渡态而获奖在化学基础研究推动下的 化学工业的发展vv石油化工；石油化工； 催化剂使石油裂化重整成为现实并大量生产各种产品（依据馏分的催化剂使石油裂化重整成为现实并大量生产各种产品（依据馏分的 成分和沸点不同命名为
14、石油气、石油醚、汽油、溶剂油、航空煤油成分和沸点不同命名为石油气、石油醚、汽油、溶剂油、航空煤油 、煤油、柴油、重油、煤油、柴油、重油- -沥青）沥青）vv三大合成材料三大合成材料； CarothersCarothers发明了世界上第一个合成纤维尼龙发明了世界上第一个合成纤维尼龙-66-66，J.A. J.A. NieuwlandNieuwland 和和R.T. CollinsR.T. Collins发明了世界上第一个合成橡胶氯丁橡胶，美国杜邦公发明了世界上第一个合成橡胶氯丁橡胶，美国杜邦公 司首先使其工业化司首先使其工业化vv合成氨工业；合成氨工业； 19091909年德国化学家年德国化学家
15、F.HaberF.Haber实现了合成氨并在实现了合成氨并在19181918年获得年获得NObelNObel化化 学奖，德国学奖，德国BASFBASF公司实现了工业化公司实现了工业化BoshBosh领导的科研小组改进了领导的科研小组改进了 HaberHaber的方法获得的方法获得19311931年的年的NobelNobel化学奖化学奖vv医药工业；医药工业； 19321932年德国科学家内科医生年德国科学家内科医生G. DomagkG. Domagk发现磺胺类药物有抗细菌感发现磺胺类药物有抗细菌感 染的能力，并获得染的能力，并获得19391939年年NobelNobel生理及医药奖，并由此引起
16、化学合生理及医药奖，并由此引起化学合 成药物的热潮成药物的热潮二十一世纪化二十一世纪化 学的展望学的展望学科交叉与热点研究领域v生命科学 1953年Nature杂志发表了Watson-Crick用X-ray结构分析 确定的DNA双螺旋分子模型，1962年荣获Nobel生理及 医药奖。1963年完成了完整的密码子表（核酸碱基序列 决定细胞功能的蛋白质）使生命科学有了真正的发展。 需要化学家研究的领域：v发现并研究新的生物活性分子 vDNA序列虽然测定已经解决，人类基因组（Human Genome Project，HGP）计划也已经完成，但其功能和作用还几乎属于 空白 v酶结构和催化功能的关系研究 v通过化学方法合成生物活性分子并模拟生命过程和生命体系的合 成学科交叉与热点研究领域v材料科学没有化学就没有材料科学，是化学与物理的完美结合没有化学就没有材料，尤其就没有新的功能材料美国科学家A F Heeger，A G Ma
