無機及分析化學-緒論

《無機及分析化學》主講：周國永電話-MAIL:411522442@2/4/20232緒論2/4/20233緒論

簡話化學發(fā)展

化學學科的分支及其形成

本學科的學習方法

理論教學內(nèi)容及學時安排

參考書目2/4/20234一、簡話化學發(fā)展1.古代化學1.1實用及自然哲學階段（～公元前后）1.2煉金術(shù)、煉丹術(shù)時期（公元前后～公元1500年）1.3醫(yī)化學時期（公元1500年～公元1700年）1.4燃素說時期（公元1700年～公元1774年）2/4/202351.1

實用及自然哲學階段（～公元前后）

埃及：煉鐵、鞣制皮革、提取藥物香料、制造陶器中國：公元前2500～2000年，銅的冶煉技術(shù)，殷代青銅器；公元前一世紀，造紙術(shù)的發(fā)明

商代青銅器（銅錫合金）100萬年前，原始社會，火的利用

公元前3000年左右，奴隸社會，以實用化學工藝為特征：2/4/20236

Aristotle（384-322B.C.）

關(guān)于宇宙的結(jié)構(gòu)問題，最早的的見解是我國商末（約公元前1140年）出現(xiàn)在易經(jīng)中的“八卦”和“五行”學說

公元前5世紀，安培多克爾(Empedocles)提出宇宙是由水、火、氣、土“四原質(zhì)”構(gòu)成的

公元前400年，德謨克特提出利樸素的原子論

公元前四世紀，亞里士多德(Aristotle)提出“四原性”學說2/4/202371.2

煉金術(shù)、煉丹術(shù)時期（公元前后～公元1500年）

公元四世紀，東漢葛洪著有煉丹術(shù)巨著，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的可逆性(HgS←→HgPb3O4←→Pb)以及金屬間的取代（Fe和Cu的鹽）

十五世紀的煉金裝置中世紀煉金術(shù)士工作的地方

封建社會，中國道家化學煉丹（Pb3O4,HgS）

公元二世紀，東漢魏伯陽著有世界最早煉丹術(shù)文獻2/4/202381.3

醫(yī)化學時期（公元1500～公元1700年）

明代宋應(yīng)星著有《天工開物》（1639年）總結(jié)了我國的工業(yè)技術(shù)16世紀初，歐洲資本主義工業(yè)的發(fā)展迫使化學走上正路

煉金術(shù)改革，化學方法制成藥劑（無機物）

明代李時珍《本草綱目》，列有中藥材、礦物1000多種，并附有制備方法，性質(zhì)介紹2/4/202391.4燃素說時期（公元1700～公元1774年）

法國拉瓦錫(Lavoisier)的燃燒氧化學說，近代化學由此萌芽

Stahl,Georg

（1659～1734）

英國的波義爾提出各種物質(zhì)的微粒都是由基本粒子的不同聚集體構(gòu)成。對燃燒現(xiàn)象認為火是由一種實在的，具有重量的火微粒構(gòu)成的1700年，德國的施塔爾(Stahl)提出“燃素說”，清除了“原性”學說2/4/2023102.近代化學－－－四次化學革命及元素周期律的發(fā)現(xiàn)

RobertBoyle

（1627～1691）

Lavoisier（1743～1794）四次化學革命的領(lǐng)軍人物化學之父近代化學之父

Dalton（1766～1844）科學原子論創(chuàng)始人

Pauling（1901～1994）量子化學奠基人之一2/4/202311“懷疑派的化學家”一書的扉頁

第一次化學革命

英國化學家羅伯特·波義爾“把化學確立為科學”（恩格斯語），被譽為“化學之父”（墓碑語）。波義爾是站在古代科學和近代科學的交叉點上，繼往開來的偉大人物。1661年波義爾發(fā)表了名著“懷疑派化學家”(TheScepticalChymist)，指出，“化學不是為了煉金，也不是為了治病，它應(yīng)當從煉金術(shù)和醫(yī)學中分離出來，成為一門獨立的科學”。波義爾極為崇尚實驗，指出，“空談毫無用途，一切來自實驗”。他把嚴密的實驗方法引入化學研究，使化學成為一門實驗科學。

有人稱為第一次化學革命2/4/202312

第二次化學革命

法國化學家拉瓦錫1783年出版名著“關(guān)于燃素的回顧”，提出燃燒的氧化學說，1789年出版“初等化學概論”，揭開了困惑人類幾千年的燃燒之謎，以批判統(tǒng)治化學界近百年的“燃素說”為標志，發(fā)動了第二次化學革命，被譽為：“化學中的牛頓”。拉瓦錫的另一項重大成就以科學元素說取代了傳統(tǒng)思辨的舊元素說他首次給元素下了一個科學和清晰的定義：“元素是用任何方法都不能再分解的簡單物質(zhì)”。拉瓦錫再做實驗，夫人記錄漫畫：拉瓦錫正在用拿破侖做呼吸實驗2/4/202313氧氣的發(fā)現(xiàn)拉瓦錫的周期表2/4/2023Templatecopyright200514

第三次化學革命

英國化學家道爾頓創(chuàng)立科學原子論，揭示了各種化學規(guī)律、化學現(xiàn)象的內(nèi)在了聯(lián)系，成為說明化學現(xiàn)象的統(tǒng)一理論，完成了化學領(lǐng)域內(nèi)一次極為重大的理論綜合。有人稱為近代化學史上的第三次化學革命。

1803年，道爾頓提出了原子學說：元素是由非常微小的、看不見的、不可分割的原子組成；原子既不能創(chuàng)造，不能毀滅，也不能轉(zhuǎn)變，所以在化學反應(yīng)中都保持自己原有的性質(zhì)。

1811年，意大利物理學家阿佛加德羅（1776～1856）提出分子假說，最初一直受到冷落，后經(jīng)意大利化學家康尼采羅（S.Cannizzaeo,1826～1910)等的努力，才獲得科學界的普遍承認，最后形成統(tǒng)一的原子－分子學說，前后經(jīng)歷了半個多世紀。JohnDalton（1766～1844）Avogadro（1776～1856）2/4/202315

第四次化學革命－－－量子化學的誕生

十九世紀末物理學領(lǐng)域三項劃時代的重大發(fā)現(xiàn)（X射線1895，放射性1896，電子1897），首先揭開了物理學革命的序幕，導(dǎo)致了量子力學的誕生。量子力學在化學領(lǐng)域的實踐形成了量子化學，成為現(xiàn)代化學的理論支柱。

1930年，美國化學家鮑林和德國物理學家J.C.Slater（1900-1976）把量子力學處理氫分子的成果推廣到多種單質(zhì)和化合物中，建立了價鍵理論，闡明了共價鍵的方向性和飽和性，此后鮑林又提出了雜化軌道理論。鮑林是現(xiàn)代化學最偉大的化學家之一，他是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化學的奠基人，并把化學結(jié)構(gòu)理論引入生物大分子結(jié)構(gòu)研究，提出了蛋白質(zhì)分子多肽鏈的螺旋結(jié)構(gòu)。1954年獲諾貝爾化學獎，1962年獲諾貝爾和平獎。Pauling

（1901～1994）2/4/202316

元素周期律的發(fā)現(xiàn)D.I.Menderleev

（1834～1907）

1869年，俄國化學家們捷列夫和德國化學家邁爾獨立發(fā)現(xiàn)元素周期律。二者都是在編寫教科書過程中完成這一重要發(fā)現(xiàn)的。邁爾對元素性質(zhì)的研究偏重于物理性質(zhì)，而門捷列夫則更多的著眼元素的化學性質(zhì)。

元素周期律的發(fā)現(xiàn)在化學發(fā)展史上具有劃時代的意義，它把看起來孤立的、雜亂無章的化學元素知識，納入到一個嚴整的自然體系之中，揭示了自然界一條最基本的規(guī)律，使化學研究進入了系統(tǒng)化階段，是化學發(fā)展史上繼原子論之后又一次重大的總和。成為化學的主要基石之一。2/4/202317二、化學學科的分支及其形成四大基礎(chǔ)化學無機化學分析化學物理化學有機化學

化學與其他學科交叉形成多種邊緣學科：環(huán)境化學、農(nóng)業(yè)化學、生物化學、材料化學……高分子化學2/4/2023182.1

無機化學

除去碳氫化合物和其他衍生物外，無機化學是對所有元素和它們的化合物及反應(yīng)進行實驗研究和理論解釋的科學。定義分支

無機材料合成配位化學原子簇化學超導(dǎo)材料無機晶體化學稀土化學生物無機化學2/4/2023192.2

有機化學定義研究碳氫化合物及其衍生物的化學分支，也有人稱為“碳的化學”。Liebig

（1803～1873）Wohler

（1800～1882）Kekule（1829～1896）

有機化學之父分析了大量有機物

首次合成尿素打破無機有機的界限發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)2/4/202320分支

有機合成化學金屬有機化學和有機催化天然物有機化學物理有機化學（研究有機分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，有機化學反應(yīng)機理及用理論計算化學的方法來理解、預(yù)見和發(fā)現(xiàn)新的有機化學現(xiàn)象。）生物有機化學2/4/2023212.3

分析化學定義測量和表征物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的分支學科。以化學反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法稱為化學分析法，利用特定儀器并以物質(zhì)的物理化學性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法稱為儀器分析法Berzelius

貝采里烏斯測定原子量使用的天平2/4/202322主要內(nèi)容

現(xiàn)代分析化學正向快速、準確、微量、微區(qū)、表面、自動化等方面發(fā)展。

光譜分析電化學分析色譜分析質(zhì)譜分析核磁共振（NMR）表面分析放射化分析單分子（原子）檢測2/4/2023232.4

物理化學定義

是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手，用物理學的原理和方法研究化學變化基本規(guī)律的學科。涵蓋從微觀到宏觀對結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系規(guī)律、化學過程機理及其控制的研究。

物理化學三劍客

阿倫尼烏斯（1859～1927）

奧斯瓦爾德（1853～1932）

范特霍夫（1852～1911）2/4/2023242.5

高分子化學

研究鏈狀大分子的合成、大分子的鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，以及大分子聚合物作為高分子材料的成型及應(yīng)用。定義主要內(nèi)容

高分子合成高分子高級結(jié)構(gòu)和尺度與性能的關(guān)系高分子物理高分子成型功能高分子通用高分子材料及合成高分子的原料2/4/2023252.6

化學工程

化學通過化學工程產(chǎn)生巨大的工業(yè)價值和經(jīng)濟意義。從一個化學反應(yīng)在實驗室獲得樣品到中試放大，最后進入工業(yè)化生產(chǎn)，是化學工程所要研究的全部過程。定義主要內(nèi)容

化工過程中的多尺度效應(yīng)化學反應(yīng)—催化—反應(yīng)器非傳統(tǒng)反應(yīng)工程生化反應(yīng)工程2/4/202326三、本學科的學習方法

課前預(yù)習，找出難點。

課間認真聽講，做好課堂筆記。課后做適當練習，鞏固所學知識，多思考。做好階段性總結(jié)，對所學知識點進行歸納。2/4/202327四、理論教學內(nèi)容及學時安排序號 1 第一章溶液和膠體42 第二章化學反應(yīng)的能量和方向33 第三章化學反應(yīng)的速率和限度44 第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介25 第五章重要生命元素46 第六章分析化學概論42/4/2023287 第七章酸堿平衡與酸堿滴定法4

8 第八章沉淀-溶解平衡與沉淀測定法49 第九章配位化合物與配位滴定法210 第十章氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法211 第十一章電位分析與電導(dǎo)分析212 第十