大学化学---刘克松---绪论

《大学化学---刘克松---绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学化学---刘克松---绪论（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、热烈欢迎 1304班，1401班， 1402班，1511班， 1512班同学来到北航！,北京航空航天大学 大学化学 主讲：刘克松 化学与环境学院 办公室：为民楼739室 Tel: 8233 8212 Email: ,绪 论,什么是化学 研究对象 化学的分支 为什么要学习化学 如何学好普通化学 关于我们的课程,什么是化学,基本定义： 化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构和性质及其变化规律和变化过程中能量关系的科学。,简单定义： 化学是一门关于变化的科学。,物质（世界是由物质组成的）: 自然界存在的一切物质-地球的矿物，空气中的气体， 海洋中的水和盐；动植物体内找到的化学物质；人类创造的新

2、物质。 变化（物质和能量）: 因闪电而着火的树木，与生命相关的变化以及由化学家发明和创造的新变化。,研究对象,研究的物质对象：原子、分子、生物大分子、超分子和物质凝聚态等多个层次,超分子：分子通过分子间的相互作用(非共价键力)而形成的分子聚集体。 凝聚态：由大量粒子组成，并且粒子间有很强的相互作用的系统。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质，固态和液态是最常见的凝聚态（宏观聚集态晶体、非晶体、流体、等离子体以及介观聚集态纳米、溶胶、凝胶、气溶胶等）。 宏观：肉眼能见到的物体均为宏观物体，小至直径在0.1 mm的物体（肉眼分辨极限），大至宇宙等。 微观：通常是指分子、原子等粒子层面的物质世界（纳米

3、级，1 纳米 = 10-9 米）。 介观：“介观（mesoscopic）”这个词汇，由Van Kampen于1981年所创，指的是介乎于微观和宏观之间的状态。介观尺度就是指介于宏观和微观之间的尺度；一般认为它的尺度在纳米和毫米之间。,化学的分支,一级学科： 化学（0703） 二级学科： 无机化学（070301 ） 分析化学（070302 ） 有机化学（070303 ） 物理化学（070304 ） 高分子化学与物理 （070305 ）,无机化学： 研究无机物的组成、结构、性质和无机化学反应与过程的化学。 包括在元素周期表中所有元素的单质及其化合物。,无机化学,有机化学： 研究碳氢化合物及其衍生物

4、的化学，也有人称它为“碳的化学”。,1965年我国在世界上首次合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素（治疗糖尿病）,有机化学,1974年人工合成维生素B12（C63H88CoN14O14P），开创了人工合成天然产物的新局面（治疗恶性贫血、促进儿童发育等）,有机化学的作用：世界上每年合成的新化合物中约70%以上是有机化合物，直接或间接地为人类提供了大量的必需品。,高分子化学： 研究高分子化合物的结构、性能与反应、合成方法、加工成型及应用的化学。 在20世纪，高分子材料是人类物质文明的标志之一。塑料、纤维、橡胶这三大合成材料以及形形色色的功能高分子材料，对提高人类生活质量、促进国民经济发展和科技进步做出

5、了巨大贡献。,分析化学： 测量和表征物质的组成和结构的学科。,环境扫描电子显微镜,透射电子 显微镜,X-射线衍射仪,随着纳米技术及计算机技术的发展，有望把分析化学实验搬到微/纳米级的芯片上进行。,分析化学 三聚氰胺,化学式：C3H6N6， 是一种重要的有机化工 中间产品，主要用来制 作三聚氰胺树脂，有毒性。用普通的全氮测定法测饲料和食品中的蛋白质数值时，根本不会区分这种伪蛋白氮。添加在食品中，可以提高检测时食品中蛋白质检测数值。,物理化学： 研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法的学科。 物理化学是化学学科以及在分子层次上研究物质变化的其它学科的理论基础，主要包括：化学热力学、化学动力学

6、、结构化学和量子化学等。例如，根据量子化学计算可以进行分子的合理设计及优化（药物设计、材料设计）。,唐敖庆 院士,江元生：科学院院士 1991年 张乾二：科学院院士 1991年孙家锺：科学院院士 1991年 邓从豪：科学院院士 1993年 曾任山东大学校长 刘若庄：科学院院士 1999年 鄢国森：曾任四川大学校长 戴树珊：云南大学 古正： 四川大学,新的生长点,新能源,关注健康,为什么要学习化学, ,化学是我们认识自然的重要途径 化学是一项智力挑战 化学与人类社会的发展息息相关 化学是生动的和激动人心的,化学是我们认识自然的重要途径,荷叶（A）及不同放大倍数下荷叶表面的SEM照片（B, C）,

7、水稻叶（A）、水稻叶表面的SEM照片（B）以及单个乳突的SEM放大照片（C）,水黾（A）及水黾腿部的微米刚毛（B）和纳米沟槽结构（C）的SEM照片,蚊子眼睛及蚊子复眼的微-纳米阶层结构的SEM照片,壁虎（A）及壁虎脚趾微-纳米阶层结构刚毛的SEM照片（B-D）,贝壳（A）及贝壳的SEM照片（B，C）,化学与人类社会的发展息息相关 （生命、财富、荣誉） 炼丹、炼金、诺贝尔奖,哈利-波特与魔法石,黑色魔术时代（远古-公元1世纪）,魔戒：魔戒现身,魔法石和魔戒(Sorcerers Stone & Magic Ring),葛洪炼丹图,炼金术时代（公元1世纪-17世纪中期）,葛洪：东晋道教学者、 著名炼

8、丹家、医药学家,我国炼丹最初用的矿物可能就是丹砂（红色的硫化汞），天然产的就称为丹砂。丹砂加热可以分解出汞。汞与硫磺化合即生成黑色硫化汞，再加热升华，即可恢复红色硫化汞的原状。 汞对于炼金家来说具有很强的魅力，在他们“点石成金”的幻想中，汞曾经扮演了重要的角色。汞确实能够点石成金，但那块石头必须是含金的矿石。利用汞与含金的矿石中的金生成汞齐的性质，就可以点石成金了。到了后来，汞齐被利用在铁器上镀金和镀银，或者用作补牙材料（形成汞齐后，汞是无毒的）。,炼金术时代（公元1世纪-17世纪中期）,中国古代炼丹术的主要目的，一是修炼长生不老的丹药，二是想把贱金属转化为金银等贵金属。 后羿从西王母处得到不

9、死之药，嫦娥偷吃后便飞奔到月宫，成为月中仙子。 秦始皇（徐福东渡） 汉武帝 唐代是炼丹术的全盛时期，服丹身亡的皇帝就有唐太宗、宪宗、穆宗、敬宗和晚唐的武宗、宣宗等六个。 李白、白居易等,汉武帝,白居易,炼金术时代（公元1世纪-17世纪中期）,根据史记秦始皇本纪的记载，秦始皇的墓中灌入了大量的水银，作为“百川江河” 的象征。证明当时已熟练掌握了提炼水银的方法。,炼金术时代（公元1世纪-17世纪中期）,欧洲 炼金术,西方炼金术盛行子中世纪和文艺复兴时期。 炼金术者所采用的一个相当普遍的方法是把四种贱金属铜、锡、铅、铁熔合，获得一种类似合金的物质。然后使这种合金表面变白，这样就赋给它一种银的灵气或者

10、形式。接着再给它加进一点金子作为种籽或发酵剂使全部合金变为黄金。,炼金术时代（公元1世纪-17世纪中期）,炼金（丹）术经过现代科学证明是错误的。但作为近代化学的先驱在化学发展史上起到了一定的积极作用。通过炼金术，人们积累了化学操作的经验，发明了多种实验器具，认识了许多天然矿物。炼金术在欧洲成为近代化学产生和发展的基础 。,“最初化学想把贱金属变为黄金，虽然它没有实现这个目标，但是它却完成了更伟大的工作。” 爱默生（美国作家、哲学家）,经典化学时代（17世纪中期-19世纪）,瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人，诺贝尔奖金的创立人。去世前于1895年立下遗嘱，将其财产性大部分920万美元作为基金，

11、以其年息(每年20万美元)设立物理、化学、生理或医学、文学以及和平事业5种奖金（1969年瑞典国家银行增设经济学奖金)，奖励当年在上述领域内作出最大贡献的学者。从1901年开始，奖金在每年诺贝尔逝世日12月10日颁发。,阿尔弗雷德贝恩哈德诺贝尔 (Alfred Bernhard Nobel 1833-1896) 欧洲“最富有的流浪汉” ，一生没有妻室儿女，也没有固定住所。他曾说过：“我在哪里工作，哪里就是我的家。”,诺贝尔的遗嘱 我，签名人艾尔弗雷德伯哈德诺贝尔，经过郑重的考虑后特此宣布，下文是关于处理我死后所留下的财产的遗嘱：在此我要求遗嘱执行人以如下方式处置我可以兑换的剩余财产：将上述财产

12、兑换成现金，然后进行安全可靠的投资；以这份资金成立一个基金会，将基金所产生的利息每年奖给在前一年中为人类作出杰出贡献的人。 将此利息划分为五等份，分配如下：一份奖给在物理界有最重大的发现或发明的人；一份奖给在化学上有最重大的发现或改进的人；一份奖给在医学和生理学界有最重大的发现的人；一份奖给在文学界创作出具有理想倾向的最佳作品的人；最后一份奖给为促进民族团结友好、取消或裁减常备军队以及为和平会议的组织和宣传尽到最大努力或作出最大贡献的人。物理奖和化学奖由斯德哥尔摩瑞典科学院颁发；医学和生理学奖由斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院颁发；文学奖由斯德哥尔摩文学院颁发；和平奖由挪威议会选举产生的5人委员会颁

13、发。 对于获奖候选人的国籍不予任何考虑，也就是说，不管他或她是不是斯堪的纳维亚人，谁最符合条件谁就应该获得奖金，我在此声明，这样授予奖金是我的迫切愿望这是我惟一有效的遗嘱。在我死后，若发现以前任何有关财产处置的遗嘱，一概作废。,根据诺贝尔基金会评选章程规定，一项资金既可以完全由一人获得，也可以由两人或多人平均分享。其中，和平奖除了可以颁发给个人、两人或多人之外，还可以颁发给某一组织和机构。 按章程规定，获奖者每年除了可以获得当年颁发的那份数额可观的奖金之外，还可以获得一枚金质奖章和一份获奖证书。由于诺贝尔基金的主要基金每年是变化的，其基金所得纯收入也就每年有所不同，因此每年的每项奖金数额也就各

14、不相同。例如，1901年第一次颁奖时，每项奖金的数额约为15万瑞典克朗，约合4.2万美元。此后，由于在债券、股票、房地产等方面的投资获利，诺贝尔基金不断增值积累，其奖金金额也在逐年增长。80年代之后，每项奖金的数额增加到100多万瑞典克朗。到了90年代，每项奖金数额又有较大增长。例如，1993年每项奖金为670万瑞典克朗，当年的这一数额约合84万美元。又如，1996年的每项奖金已增加到740万瑞典克朗，当年的这一数额约合112万美元。 金质奖章约重半镑，内含黄金23，奖章直径约为65厘米，正面是诺贝尔的浮雕像。不同奖项、奖章的背面饰物不同。每份获奖证书的设计也各具风采。颁奖仪式隆重而简朴，每年

15、出席的人数限定在1500人至1800人之间，其中男士要穿燕尾服或民族服装，女士要穿严肃的晚礼服，仪式中所用的鲜花从世界各地空运而来，以表示对知识的尊重。,诺贝尔奖自1901年颁发以来，共有六位美籍华人获诺贝尔科学奖，他们分别是李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲、朱棣文和崔琦。 1957年，李政道和杨振宁因“发现宇称不守恒”而被授予诺贝尔物理学奖。 1976年丁肇中因“发现一类新的基本粒子”而获得诺贝尔化学学奖。 1986年李远哲因“发明了交叉分子束方法使详细了解化学反应的过程成为可能，为研究化学新领域反应动力学作出贡献”而获得诺贝尔化学奖。 1997年朱棣文因“发明了用激光冷却和俘获原子的方法”荣

16、获诺贝尔物理学奖。 1998年，崔琦与德国的霍斯特斯托尔默和美国的罗伯特劳克林因在量子物理学研究做出的重大贡献而获诺贝尔物理学奖。,2008年诺贝尔奖,生理学或医学奖： 德国科学家哈拉尔德-楚尔-豪森和两位法国科学家弗朗索瓦丝-巴尔-西诺西和吕克-蒙塔尼。； 物理学奖：美国芝加哥大学费米实验室名誉教授南部阳一郎、日本筑波高能加速器研究机构名誉教授小林诚和日本京都大学汤川理论物理研究所名誉教授益川敏英 化学奖：美国的下村修、马丁查尔菲和钱永健（中国导弹之父钱学森的堂侄）； 文学奖：法国作家勒-克莱齐奥 ； 和平奖：芬兰前总统阿赫蒂萨里获和平奖 经济学奖：美国经济学家、普林斯顿大学教授保罗-克鲁格曼 2008年诺贝尔奖每项奖金为 1000万瑞典克朗（约合140万美元）,法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西（左）和吕克蒙塔尼（中）及德国科学家哈拉尔德楚尔豪森（右）前两者由于发现人类免疫缺陷病毒（HIV）而获奖 ，而后者则因其在人类乳突淋瘤病毒（HPV）研究方面的成就获