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1、继往开来的化学医药化工学院：梁华定一、一、化学在社会发展中的作用和地位化学在社会发展中的作用和地位二二、2020世纪化学的回顾与化学学科发展的趋势世纪化学的回顾与化学学科发展的趋势三、三、2020世纪的化学取得了辉煌的成就，但未获世纪的化学取得了辉煌的成就，但未获得社会应有的认同得社会应有的认同四、四、未来化学的作用和地位未来化学的作用和地位五、五、2121世纪化学研究的六大趋势世纪化学研究的六大趋势六、六、2121世纪化学要解决的四大难题世纪化学要解决的四大难题七七.2121世纪化学的世纪化学的11 11个突破口（个突破口（10102020年）年）一、一、化学在社会发展中的作用和地位化学在社
2、会发展中的作用和地位美pimentel化学中的机会今天和明天“化学是一门中心学科，它与社会发展各方面的需要都有密切关系”1、人类生活的各个方面、社、人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息会发展的各种需要都与化学息息相关。息相关。衣衣：色泽鲜艳的衣料经过化学处理；丰富多彩的合成纤维更是化学的一大贡献；（洗涤液、干洗液等）涤纶短纤维尼龙66树脂人类生活的各个方面、社会发展的各种需要人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相关都与化学息息相关食食：装满粮袋子、丰富菜篮子关键之一是发展化学和农药生产；加工制造色味俱佳的食品离不开食品添加剂、甜味剂、防腐剂、香料、色素等。人类生活的各
3、个方面、社会发展的各种需人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相关。要都与化学息息相关。住住：建筑材料（水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料）是化工产品。人类生活的各个方面、社会发人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相展的各种需要都与化学息息相关。关。行行：用以代步的现代交通工具需石油化工产品。（汽油、柴油、防冻剂、润滑剂）美国航天飞机东方红I号人造卫星加压气化法城市煤气生产人类生活的各个方面、社会发展的各种需要人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相关。都与化学息息相关。日常生活日常生活：药品、洗涤剂、美容化妆品、文化用品。1997年原美国化学会主席年原美国化学
4、会主席R.Breslow在化学的在化学的今天和明天一门中心的、实用的和创造性的今天和明天一门中心的、实用的和创造性的科学一书中，有一段生动的叙述，引用如下：科学一书中，有一段生动的叙述，引用如下：从早晨开始，我们在用化学品建造的住宅和公寓中醒来，家具是部分地用化学工业生产的现代材料制作的，我们使用化学家们设计的肥皂和牙膏并穿上由合成纤维和合成染料制成的衣着，即使天然的纤维（如羊毛或棉花）也是经化学品处理过并染色的，这样可以改进它们的性能。为了保护起见，我们的食品被包装起来和冷藏起来且这些食品或是用肥料、除草剂和农药使之成长；或是家畜类需用兽医药来防病；或是维生素类可以加到食品中或制成片剂后口服
5、；甚至我们购买的天然食品，诸如牛奶，也必须要经化学检验来保证纯度。我们的交通工具汽车、火车、收音机在很大程度上是要依靠化学加工业的产品；晨报是印刷在经化学方法制成的纸上，所用的油墨是由化学家们制造化学的今天和明天一门中心的、实用的和创化学的今天和明天一门中心的、实用的和创造性的科学造性的科学的；用于说明事物的照片要用化学家们制造的卷片；在我们生活中的所有金属制品都是用矿石经过以化学为基础的冶炼转化变成金属或将金属再变成合金，化学油漆还能保护它们。化妆品是由化学家制造和检验过的；执法用的和国防上用的武器要依靠化学。事实上，在我们日常生活所用的产品中很难找出有哪一种不是依靠化学和在化学家们的帮助下
6、制造出来。从社会发展看：从社会发展看：农业农业：化肥、农药、植物生长激素和除草剂等化学产品可以提高产量，而且也改进耕作方法；工业、国防工业、国防急需性能迥异的金属材料、非金属材料和高分子材料；煤、石油、天然气的开发形成煤化学、石油化学；导弹生产、卫星发射离不开高能燃料、高能电池、耐高温、耐辐射材料。石油产品德国宝马国防国防俄罗斯KH29空地导弹美国AGM86B巡航导弹中国长征运载火箭美国中程空对空导弹 东方红I号人造卫星阿波罗II号宇宙飞船2、目前关心的几个重大问题、目前关心的几个重大问题环境保护环境保护：三废治理和利用，寻找净化环境的方法及对污染情况的监测。臭氧空洞的变化臭氧空洞的变化其中红
7、色和蓝色区为空洞酸雨能源开发和利用能源开发和利用利用太阳能和氢能的研究工作是化学科学的前沿课题。太阳能发电站电厂用制氢设备工业氢气净化设备氢燃烧电池功能材料的研制功能材料的研制主要研究和开发具有电、磁、光和催化等各种性能的新材料，如高温超导体、非线性光学材料和功能性高分子合成材料。耐热的塑料玻璃纤维生命过程的奥秘的探索生命过程的奥秘的探索从原子、分子水平上对生命过程做出化学说明，探索生命现象的奥秘。VitaminC人脑右视图血红蛋白超氧化物歧化酶的一个亚原子模型二、二、2020世纪化学的回顾与化学学科发展的趋势世纪化学的回顾与化学学科发展的趋势在19世纪末、20世纪初、X射线、放射性、电子的发
8、现叩开了原子的大门，使化学的基础理论以及研究手段发生了根本的变化，化学学科发展到近代化学的新阶段，近百年来，化学不仅在基础研究中取得突破性成果，建立了崭新的化学理论体系，而且为人类创造物质文明作出了重大贡献。（见展望21世纪的化学）（一）物质结构（一）物质结构-化学键和现代量子化学理论20世纪初，化学研究深入到原子、分子、晶体的内部结构。1、（美）鲍林应用X射线研究晶体结构，探索分子内部结构信息，把量子力学应用于分子结构内部，在经典化学中引入了杂化、共振、键、键、提出了电负性计算方法和概念，创立了价键学说和杂化轨道理论。荣获1954年诺贝尔化学奖2、莫利肯应用量子力学创立了分子轨道理论，阐明了
9、分子的共价键本质和电子结构，荣获1966年诺贝尔化学奖3、1952年（日）福井谦一提出了前线轨道理论，解释了一系列化学反应问题。1965年（美）伍德沃德和霍夫曼把量子力学由静态推进到动态，提出了分子轨道对称守恒原理，从动态角度预言反应方向、难易、构型。荣获1981年诺贝尔化学奖4、（美）科恩发展了电子密度泛函理论，把过去单个电子的波函数换成电子密度的概念来进行计算，从而开辟了计算分子性质的新途径。波普尔发展了量子化学计算方法，可计算分子体系的能量，分子的光、电、磁及平衡性质，过渡态和反应途径。荣获1998年诺贝尔化学奖（二）化学动力学与分子反应动态学在在1919世纪中叶已发展起来世纪中叶已发展
10、起来在20世纪中，L.Onsager研究了不可逆过程热力学理论，I.Prigogine1创立了非平衡态的不可逆过程热力学，提出耗散结构理论。1 1、1956年（苏）谢苗诺夫、（美）欣歇尔伍德在化学反应机理、反应速度研究，提出了化学链式反应理论。荣获1956年诺贝尔化学奖化学2、艾根提出了发生在千分之一秒内的快速反应的方法和技术（弛豫法研究快速的化学反应），波特、洛里升提出和发展了闪光光解法技术（用强脉冲、引发气体发生光化学反应并记录和推测反应所产生的自由基和激发态分子）用于研究发生在十亿分之一秒内的快速化学反应。荣获1967年诺贝尔化学奖3、（美）李远哲、赫希巴赫、（加）波拉尼，发明了获得各种
11、态信息的交叉束技术，红外线化学发光方法，对微观反应动力学研究作出的贡献，荣获1986年诺贝尔化学奖4、（美）Zewail利用飞秒激光技术研究超快速化学反应和过渡态，荣获1999年诺贝尔化学奖1、（波兰）居里夫妇19世纪末到20世纪初发现钋、镭，荣获1903年诺贝尔物理学奖，1911年发现和得到了放射性比铀强400倍的新的金属元素钋，以及比铀强200多万倍的镭，打开了20世纪原子物理学的大门。2、居里夫人测定了镭的原子量，建立了镭的放射性标准（制备了20克镭，存放在巴黎国际度量衡中心作为标准），及开拓了应用（医疗）研究，使辐射治疗得到了广泛应用，造福人类。荣获1911年诺贝尔化学奖3、20世纪初
12、，（英）卢瑟福提出了原子的有核结构模型和放射性元素的衰变理论，研究了人工核反应，荣获1908年诺贝尔化学奖（三）放射性和铀裂变的重大发现4、（法）约里奥居里夫妇第一次用人工方法创造放射性元素，荣获1935年诺贝尔化学奖5、（美）费米用慢中子轰击各种元素获得了60种新的放射性元素，荣获1938年诺贝尔物理学奖6、1939年（德）哈恩发现了核裂变荣获1944年诺贝尔化学奖新元素发现1951年美国人和G.Seaborg发现了超铀元素。（四）合成化学的发展1、1912年（法）格林尼亚发明了格林尼亚试剂，荣获1912年诺贝尔化学奖2、1928年（德）狄尔斯和阿尔德发现了双烯合成反应，荣获1950年诺贝尔
13、化学奖3、1953年（德）齐格勒和纳塔尔发现了有机金属催化烯烃定向聚合，获1963年诺贝尔化学奖4、合成生物高分子：甾体（A.Windaus1928年诺贝尔化学奖）、抗坏血酸（W.N.Haworth1937年诺贝尔化学奖）、生物碱（R.Robinson1947年诺贝尔化学奖）、多肽（V.duVigneand1955年诺贝尔化学奖）、合成了奎宁、胆固醇、可的松、叶绿素、利血平等一系列复杂有机分子（R.B.Woodward荣获1965年诺贝尔化学奖）（VB12、分子轨道对称守恒原理）5、（英）威尔金森，德费歇尔合成了过渡金属二茂夹心化合物，荣获1973年诺贝尔化学奖6、（美）布朗、维蒂希发展了硼有
14、机化合物和发明Wittig反应，荣获1979年诺贝尔化学奖7、（美）梅里菲尔德发明了固相多肽合成法，荣获1984年诺贝尔化学奖8、（美）柯里提出了逆合成分析法，荣获1990年诺贝尔化学奖（五）生命科学的重大贡献20世纪初开始生物小分子（如糖、血红素、叶绿素、维生素等）的化学结构与合成研究就多次获诺贝尔化学奖1955年首次合成多肽激素催产素和加压素，获1955年诺贝尔化学奖；1953年提出了DNA分子双螺旋结构模型，获1962年诺贝尔医学奖；1960年成功地测定了鲸肌红旦白和马血红蛋白的空间结构，获1962年诺贝尔化学奖；1980年DNA分裂和重组研究，DNA测序方法，开创了现代基因工程，获19
15、80年诺贝尔化学奖；1982年发明象重组技术和揭示病毒和细胞内遗传物质的结构，获1982年诺贝尔化学奖；1984年发明多肽固相合成法，获1984年诺贝尔化学奖；1988年测定细菌光合反应中心膜旦白色素复合体的三维结构，获1988年诺贝尔化学奖；1989年发现核糖核酸酶，获诺贝尔化学奖；1993年发明寡核苷酸定点诱变法和多聚酶链式反应技术（对基因工程的贡献）获1993年诺贝尔化学奖；1997年发现能量分子ATP的形成过程，发现了维持细胞中钠、钾离子的酶，并阐明其作用机理，获1997年诺贝尔化学奖；以下是以下是2000年至年至2008年诺贝尔化学奖获奖者名单及其主要成就年诺贝尔化学奖获奖者名单及其
16、主要成就2008年,日本科学家下村修、美国科学家马丁沙尔菲和美籍华裔科学家钱永键因在发现和研究绿色荧光蛋白方面做出贡献而获奖。2007年，德国科学家格哈德埃特尔因在表面化学研究领域做出开拓性贡献而获奖。2006年，美国科学家罗杰科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域做出贡献而获奖。2005年，法国科学家伊夫肖万、美国科学家罗伯特格拉布和理查德施罗克因在烯烃复分解反应研究领域做出贡献而获奖。2004年，以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯因发现泛素调节的蛋白质降解而获奖。2003年，美国科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农。他们因为在细胞膜通道领域做出了“开创性贡献”而获奖。2002年，美国科学家约翰芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特维特里希。他们发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。2001年，诺贝尔化学奖奖金一半授予美国科学家威廉诺尔斯与日本科学家野依良治，以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所做出的贡献；另一半授予美国科学家巴里夏普莱斯，以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。2000年，美国科学家艾伦黑格、艾伦马克迪尔米德和日本科学家
