工程化學 緒論

大學化學主講人：陳振宇博士/副教授

華中科技大學化學與化工學院Tel704Email:2013年課程考核方式：總成績＝考試成績（滿分80分）+平時成績（滿分20分）考試方式：閉卷考試考試內(nèi)容：重點為作業(yè)及課堂上講述內(nèi)容平時成績：課堂紀律(考勤等）+作業(yè)完成情況第一章緒論1.化學的過去、現(xiàn)在和未來2.工程化學的研究內(nèi)容和學習目的3.化學學習的重要性

——化學與化學工業(yè)、化學與生活、化學與非化工類學科4.化學－科學中的雙刃劍5.擴展內(nèi)容－諾貝爾化學獎化學研究的對象和性質(zhì)化學是研究分子層次范圍內(nèi)的物質(zhì)的組成、結構、性能及其變化規(guī)律和變化過程中能量關系的科學；其研究對象包括：原子、分子、生物大分子、超分子和物質(zhì)凝聚態(tài)等?；瘜W是分子科學，是物質(zhì)科學的基礎學科之一；化學是一門中心的、實用的創(chuàng)造性的科學學習化學的重要意義

在人類面臨的能源、糧食、環(huán)境、人口與資源等大問題、諸如天然能源的有效利用、新能源的開發(fā)、環(huán)境保護、肥料、農(nóng)藥、人口的控制、資源的合理開采與利用、人們的衣食住行都離不開化學學科。由于各學科之間的相互滲透日益增強，化學已經(jīng)滲透到每個工程技術領域。材料、能源、信息是現(xiàn)代文明的三大支柱．而材料又是能源和信息技術的物質(zhì)基礎。例如信息采集、處理和執(zhí)行都需要各種功能材料，可以肯定，現(xiàn)代工程技術上所面臨的課題．需要的化學知識會越來越多。

化學是

二十一世紀的核心學科之一

化學家徐光憲院士

化學是

自然科學中承上啟下的中心科學學習化學的重要意義簡話化學發(fā)展(1)實用和自然哲學時期(～公元前后)古代化學(15世紀以前)

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：埃及：煉鐵、鞣制皮革、提取藥物香料、制造陶器公元前2500-2000年，中國銅的冶煉技術，殷代青銅公元前一世紀，中國發(fā)明了造紙術商代青銅器(銅錫合金)古代化學

關于宇宙的結構問題，最早的見解是我國商末（約公元前1140年）出現(xiàn)在“易經(jīng)”中的“八卦”和“五行”學說。公元前五世紀，安培多克爾(Empedocles)提出宇宙是由水、火、氣、土“四原質(zhì)”構成的。公元前400年德謨克利特提出樸素的原子論。公元前四世紀，亞里斯多德(Aristotle)提出冷、熱、干、濕的“四原性”學說簡話化學發(fā)展ImmortalPhilosopherofAntiquityAristotle384-322B.C.Plato427-347B.C.簡話化學發(fā)展簡話摧化學賠發(fā)展(2搖)煉金憲術、傍煉丹也術時賽期(公元粱前后澡～公志元15揮00年)封建懇社會障，中焰國道匠家化鑰學煉雅丹（Pb3O4、Hg幻玉S）公元犬二世齒紀，遷東漢旗魏伯鐮陽著理有世凡界最產(chǎn)早煉以丹術焰文獻公元偵四世郊紀，槳東晉淡葛洪戶著有頌煉丹獸術巨揮著，阿發(fā)現(xiàn)涼了反采應的配可逆辦性（Hg豪S←巖→H掌g;培P玻b3O4←→拘P想b）以走及金尾屬間魯?shù)娜≠嚧‵e和Cu鹽）這段漢時期戰(zhàn)，化奶學走猛入了桃歧途鍋，但央積累禍了更枝多的欄化學總知識科，提抽高了罰實驗亡技術脖，制亂作了貢操作慌器皿橫。古代或化學簡話泄化學紅發(fā)展(3角)醫(yī)化扇學時凱期(公元15敗00～17優(yōu)00年)16趣世紀肢初，斤歐洲臨資本蝕主義閉工業(yè)選的發(fā)質(zhì)展迫因使化尿?qū)W走檢上正炎路煉金環(huán)術改句革，傲化學貢方法位制成蒜藥劑演（無失機物浪）明代乖李時圖珍《笨本草公綱目掙》，地列有訪中藥遇材、扎礦物爪10伸00假多種鴨并附際有制廣備方記法、奔性質(zhì)即介紹明代繪宋應噸星著剃有《落天工爆開物君》(這16肉39巧年)句，總祖結了土我國棕的工蘇業(yè)技毒術.古代伏化學簡話馳化學泛發(fā)展(4籮)燃素負說時死期(公元17喪00～17禽74年)英國繁的波燥義爾場(Bo涉yl茅e)提出紡各種蒼物質(zhì)埋的微乓粒都界是由末基本令粒子紛的不主同聚獵集體鐘構成由的。狹對燃循燒現(xiàn)叮象認磁為火想是由尖一種近實在蛋的、炕具有湊重量銅的火躬微粒禮構成棉的。17稿00船年，直德國謀的施翅塔爾香(St酷ah向l)提出“燃素腐說”，清略除了“原性”學說澆。法國柜拉瓦鍛錫(La殺vo塔is艱ie郵r)的燃燒跪的氧屋學說，近粘代化漢學由顧此萌嫩芽。古代康化學Ju品st憶us揭v稻on泥L攔ie濫bi憂gFr浩ie真dr艷ic溜h所Au由gu迫st誼K禽ek扇ul患éFr末ie強dl喜ic敢h清W?構hl股er歐洲收近代躬化學妙家J.誰W械il箏la榆rd劫G盜ib絡bsSv寸an恨te搭A胳ug幕us參t票Ar咸rh慎en吳iu夜s電離幸學說J.健W悔il距l(xiāng)a朵rd尊G漆ib孫bs化學床熱力的學Fr霧it哄z案Ha現(xiàn)be暴rTh評e兵la細bo掌ra踐to萬ry蝕a級pp己ar裁at右us盟d冬es敗ig土ne別d壟byFr縱it括z羽Ha供be飯ran剖d腎Ro溜be究rt翅L鎮(zhèn)e劈燕Ro輛ss胡ig猾no透l巡壽fo沃r尚pr坊od盟uc程in課g罩am購mo屬ni蒼a捏fr電om石h縫yd獸ro修ge蜜n協(xié)an給d本ni窮tr火og頭en近代技化學煌的發(fā)蠢展趨閉勢和撤特點(1辛)從發(fā)宏觀撞到微欺觀(2拋)從良體相毯到表才相(3漁)從純定性位到定圾量(4覽)從捉單一雜學科居到交笑叉學線科(5甜)從蠢研究麥平衡魯態(tài)到掙研究憶非平端衡態(tài)化學盆學科超的發(fā)亡展趨探勢單用決宏觀筑的研揚究方紛法是搏不夠礎的，宵只有圾深入型到微胖觀，足研究路分子攻、原暈子層拴次的當運動沖規(guī)律聾，才引能掌駝握化牧學變打化的揉本質(zhì)精和結墻構與杯物性料的關荷系。(1遠)榜從宏圈觀到衰微觀化學心學科故的發(fā)債展趨銜勢在多詢相體故系中激，化腐學反哪應總榴是在庸表相均上進寬行，漲隨著戒測試鈔手段龍的進跳步，鵲了解置表碎相反五應的啊實際鏈過程遇，推略動表檢面化均學和椒多相絹催化幫的發(fā)墾展。(2摔)碌從體廟相到藏表相化學證學科容的發(fā)棄展趨珠勢隨著偵計算倆機技新術的凈飛速哪發(fā)展車，大資大縮敞短了渡數(shù)據(jù)棄處理如的時慨間，拿并可湖進行餡人工詢模擬組和自痰動記唐錄，毫使許忘多以前前只柱能扶做定帽性研括究的苗課題湊現(xiàn)在教可進己行定李量監(jiān)白測。(3千)令從定獨性到器定量化學辭學科鑄的發(fā)雙展趨堤勢化學姻學科蠢與其穩(wěn)他學齡科以患及化殘學內(nèi)在部更張進一姑步相掛互滲搜透、組相互秘結合莫，形窗成了連許多泰極具蜻生命鞏力的交叉科學晨，如吼生物投化學炮、地尾球化頁學、刻天體咬化學準、計甲算化爹學、耍金屬掃有機折化學鳳、物熔理有誕機化搖學等簡。(4甜)衫從單起一學暗科到交叉學科化學捐學科發(fā)的發(fā)捎展趨護勢經(jīng)典聯(lián)熱力唱學只冬研究幻玉平衡揭態(tài)和捐封閉情體系屬或孤灑立體藝系，成然而唱對處知于非滾平衡趟態(tài)的敞開放旗體系干的研獲究更圍具有愧實際燃意義粘，自19巡壽60年以棵來，燒逐漸烤形成側(cè)了非閱平衡爸態(tài)熱竊力學法這個汁學科利分支丸。(5匆)從吹研究籍平衡胳態(tài)到遷研究騰非平革衡態(tài)現(xiàn)代倡化學碌的若原干基等本問曠題反應鄭過程針與控侵制合成爬化學基于似能量升轉(zhuǎn)換腔的化闖學反德應新反釀應途碎徑與透綠色映化學設計博反應納米鄉(xiāng)豐化學捐與單并分子陜化學復雜騾體系婦的組會成、請結構臨與功丑能間形關系風研究物質(zhì)仇的表久征、墳鑒定男與測儲試方嚇法工程慨化學它的目的和內(nèi)月容“工蛇程化儉學”捧課程定的教裝學學擇習是悠為了鉆進行預高素羽質(zhì)的塞化學掩通才揉教育曉。使掉大家導的基扶礎知逝識、篇科學河素質(zhì)載得到鑒提高地。臨使工辮科背捐景的準同學視能將落化學計理論腸、方銀法與格工程系技術獄結合箱，分民析、親認章識工葛程技旗術中進的化上學問芬題?！肮へ澇袒鯇W”橫課程撫是現(xiàn)逆代化宇學導丈論課授程。尚介紹優(yōu)物質(zhì)園的基且本結徹構理額論和蟻化學籌反應淋的基蛇本規(guī)蘋律，鈴細分筒為一鐵下內(nèi)悟容：1.揉理論座化學兇：化則學熱娛力學擱、化雹學動儉力學彈、物喂質(zhì)結因構理曠論。2.話基本略知識膛和應若用化抱學：奔物質(zhì)育的性集質(zhì)、就與其慎他學武科的韻滲透笛。3.散實驗纏化學羊：基趣本操輪作、蛋數(shù)據(jù)立測定寬、性僅質(zhì)或克理論遵的驗爸證。化學來的作趙用和攔未來1.目前商全球施關注塑的四升大熱貝點問能題：環(huán)境萄的保鍛護能源憲的開符發(fā)和客利用新材差料的唇研制生命窄科學化學換與國吳防化學猜對健隸康和隙生命順的貢托獻（族藥物亂化學燈）化學魄與衣——服裝食——農(nóng)業(yè)蛇，食休品住——住房兄和家貢庭陳承設品茶方面使的作鄉(xiāng)豐用（建垂筑材疫料）行——交通趁工具虧、燃啊料2.化學輕是一擋門實土用的袍科學借：3.化學稱與其牽他學冶科交稅叉滲免透——生命燒科學19庫53年英娛國《自然》雜志矮發(fā)表欣了英縮慧國克果里克撈和美辯國沃臂特森士的DN懼A雙螺突旋結印構的閉分子奧模型牛，通棋過X-射線良結構胳分析莫確定繞了生為命物頁質(zhì)-核酸斬的空咬間結鴉構。DN龜A雙螺皇旋結汗構的彼解析俘奠定誓了當泳今分鍋子生須物學貓的基里礎。秀二人犯因此如而獲巡壽得19遷62年諾琴貝爾愈生理蘿和醫(yī)知學獎臂?；瘜W目在應赤用中俱的教標訓嗎啡阿片伸是罌北粟科袍植物葵罌粟難未成燭熟果斃的漿握汁，牲其中竄至少團含有25種生緊物堿崖，而桂嗎啡停含量餅最高伴可達20鄭%左右臉。自夸古人體們就票知道椒阿片班有鎮(zhèn)五痛止罷咳等己功效覺。18境05年從談阿片漫中提翻取分金離得萬到純績品嗎剝啡（Mo苦rp惑hi碎ne打)，19尤52年全醒合成鮮嗎啡洲。嗎啡結構：

嗎啡黎的作考用及刪缺陷年：嗎啡特的藥閑理作艘用主鐘要是（1）鎮(zhèn)濾痛。虧嗎啡京有強它大的憲鎮(zhèn)痛播作用用，并啞且持影續(xù)時箏間長毅。吩（2）鎮(zhèn)巧靜。鈔嗎啡蠟可有爭效改款善因黨疼痛肚引起甚的焦旨慮、呀恐懼魂等不塊愉快卵情緒納。床（3）止盜咳。臘能抑晨制大蒼腦呼證吸中更樞和正咳嗽饅中樞壘活動堡，使躍呼吸行減慢沒并產(chǎn)冶生鎮(zhèn)拴咳作化用；踏（4）止昌瀉、慚通便投。能送興奮療胃腸獵道平尋滑肌從、括師約肌座，有母止瀉悉和通冬便的斃作用嗎啡腰缺點卵：容鋤易成腐癮，傘抑制欣呼吸源中樞嗎啡久的“津改性幸”二乙?guī)王；悊岱?8姜74年，凈為了褲提高輪嗎啡接的止風痛性汪能降失低其錘成癮禾性，宅英國懇倫敦肺圣瑪敞麗醫(yī)摟院對榆嗎啡尚性能享進行犬了人急工改展性。尸其簡沃要過透程是哀：從定罌粟希果實佩中收慚取漿亂汁,風干娘后制島成鴉毀片,將鴉晴片溶雁于水,經(jīng)化芒學過歇程制宋成嗎精啡,再將困嗎啡氧經(jīng)過經(jīng)乙酰鉆化處薄理得眾到成魔品。嗎啡史的“悲改性穩(wěn)”二乙粱酰嗎執(zhí)啡，熔俗濱稱海畏洛因(H丙er弟oi冠n)，董是嗎電啡的霜半合疫成品,化學悟名稱盡叫呈為灰白圣色粉騾末狀,也就我是人蠟們所考說的得“白殃粉”膛、“俯白面談”。18損98年,拜爾(B撿ay宿er草)藥物芹化學捧公司拖將海翅洛因膨作為艱戒斷遼藥批更量生鄰產(chǎn),用其室治療掏嗎啡溝成癮,但在畏應用但中發(fā)蝕現(xiàn)其狠成癮輪性比凱嗎啡補更為緞強烈,其藥世效與熄毒性橫達到最同等懷數(shù)量英嗎啡信的3～5倍。社此后,各國覺取消將了海論洛因朱在臨哀床上迎的應木用。斷海洛美因的翠合成余，不間僅沒坦有成捏為藥企品造曲福人漿類,反而白成了債危害閥人類煎的“判白色早瘟疫陸”。麻黃沿素到夜甲級姿苯丙糖胺麻黃各素的抖功效①防憤治腰晴麻時紀出現(xiàn)饑的低對血壓俊。②綿預防偽支氣嚇管哮去喘發(fā)殲作和他輕度儲哮喘犬的治立療。擾③治菜療蕁揭麻疹旅和神電經(jīng)血網(wǎng)管性照水腫板等過少敏性踐疾病丈。④柔治療須鼻粘薄膜充識血腫門脹引拖起的熟鼻塞基。麻黃闖素去衫羥基旬化去年3月5日，謀湖北臣省襄蘿樊市奸警方冤成功衛(wèi)偵破斜了我呼國首蠅例利去用互沈聯(lián)網(wǎng)什出售失麻黃滾素去轉(zhuǎn)羥基鼠化配蒙方案巡壽，時抗年17歲的瞞犯罪乓嫌疑燈人胡勒飛因濃涉嫌某出售導該反貝應配欄方而盒被警唱方刑胳事拘爺留。去羥便基化甲基掏苯丙姻胺甲基危苯丙辰胺,外觀蘿為純閑白結駁晶體,晶瑩礙剔透,故被滴吸毒姿、販街毒者逗稱為犯“冰紡”(I瘡ce丘)。即系冰毒籃。該苦藥小倚劑量綱時有慶短暫予的興汁奮抗蓋疲勞夾作用,故其尚丸劑師又有鴨“大急力丸午”之纏稱?？睢氨⒍尽绷曜钤绾挠扇丈斜救怂野l(fā)明驚，在挺二次斗大戰(zhàn)質(zhì)時，纏日本絕侵略譜者給寄士兵柴服用悶冰毒催，以衣提高喉戰(zhàn)斗昏力。50年代祖在我盈國叫妻“抗透疲勞歪素片評”，19霞57年在呼重慶悅曾出搜現(xiàn)過犁吸食冊冰毒宣的成朋癮人富群。19茄62年，京在山模西、汪內(nèi)蒙以古等假地也養(yǎng)發(fā)生秀過濫蜓用的施問題蜜。后鉛來國盟家禁姐止了村去氧均麻黃鍬素的灣生產(chǎn)宜、銷惹售與罩使用膠。冰性毒是對一種碧致幻美劑，釣影響侮人的區(qū)中樞杜神經(jīng)巨系統(tǒng)笛、可很引起窩感覺案和情甚緒上嘉的變弄化、氏對時敲間和咐空間根產(chǎn)生姻錯覺拖、幻乎覺直爪至導禾致自仍我歪瓜曲、孕妄想待和思群維分桂裂的篩天然傅或人乎工合糖成的喂一類僑精神洋藥品易。冰廳毒屬蘆苯丙鹽胺類香中樞芬神經(jīng)它興奮少劑，綿是我森國規(guī)忍定管偶制的廚精神哪藥品詢。吸初食冰業(yè)毒可令產(chǎn)生專強烈碎的依掛賴性垃，在沾人體誓內(nèi)的腳作用掃快而匠強，基一旦支斷藥捎，會背出現(xiàn)民戒斷尊癥狀急。用熱藥后茅精神忠興奮避、性裝欲亢酬進，熔對食憶物和療睡眠納的要銹求降椅低，動常導饑致激底動不閣安和衛(wèi)暴力舅行為葡。反應銳停：充五十隊年恩銅怨反應騰停具俗有一伶定的蔬鎮(zhèn)靜政安眠貴的作配用，跡而且堡對孕鄉(xiāng)豐婦懷隨孕早高期的但妊娠蘭嘔吐捉療效伙極佳橋。跡反應珠停便薪成了夾“孕天婦的纖理想句選擇稈”，輪在歐衰洲、勒亞洲勵、非謝洲、判澳洲沫和南蜜美洲招被醫(yī)奧生大企量給深予孕謝婦以左治療僑妊娠休嘔吐防。50年代洗后期體，德模國生魚產(chǎn)一何種叫裹“反觸應停臨”的績新藥選。該工藥屬顫非巴駱比妥夫類藥若，有驢鎮(zhèn)靜扯和止禾吐作暢用。遺在小因鼠動員物實穴驗中歪證實楚反應研停對仰胎仔廉無致塘畸作茄用，測對孕尊婦也蝦無毒臨性反燙應，柔因此無曾廣肚泛用槽來治跨療早像孕反蝦應。曾但此阻后不焦斷發(fā)臺現(xiàn)似鏟海豹危的無覽肢、綢短肢章畸形棵兒出嚴生，厘經(jīng)過糞多年汪悉心丟研究相，并前在猴噴子的喜動物魔實驗乘中得參到證蝴實，肌那些跡畸形叢兒系販母親揪在早完孕期譜間服達用“品反應璃?！痹┧乱?。這蛛才通站令禁深止，梁但為燥時已限晚。用在19比59年～19胡61年德放國就雹生下運了60池00多例海豹典胎，英墻國80域00余例溪，日據(jù)本30敬00余例汁，歷壇史上杜稱為“海礦豹胎蟲”悲劇土。(S)-裝th奸al壺id米om影id京e(R)-野th紐奉al煩id色om沫id擇e手性斧藥物五、球諾貝助爾化潤學獎19需01化學義動力幸學19家02年合準成了辣糖類泥等19血03電解勞質(zhì)溶苗液19丈04年惰早性氣扭體19硬05年有幫機染作料19開06氟元伏素19儉07年酵楚素和墾酶19曲08年盧演瑟福19柔09催化測作用19旅10脂環(huán)抵式化四合物19禁11發(fā)現(xiàn)誕鐳和科釙19釣12格林侍尼亞革試劑19核13原子苗化合檔價19撇14原子蔥量19次15葉綠央素19艘16億--耗-1背91嘗7年未19矛18固氮就法19篩19未頒玻獎19備20電化修學19羽21放射回性同翼位素19施22非放禽射性鴨、質(zhì)停譜儀19兩23微量助分析叼法19晶24未頒釣獎19旨25膠體邁化學19里26分散壁系統(tǒng)19涼27膽酸沿化學嚇結構19加28甾醇腹與維屯生素19鴉29糖發(fā)悠酵和躍酶19澤30血紅蹦素和鳥葉綠瓶素19魔31高壓留化學盛方法19惹32表面劍化學19昨33未頒炎獎19窮34重氫19海35人工干放射稀性元撈素19斜36分子寶磁耦突極矩19郵37碳水先化合緞物Vc坦1刊93適8胡蘿偶卜素潔維生話素19狠39性激接素19喇40馳—1腎94保2未頒電獎19眉43放射仆性示墻蹤19叼44重核糞裂變接反應19卵45農(nóng)業(yè)謹化學樸營養(yǎng)僵化學19露46分離渡提純管酶19部47生物獨堿19洗48電泳翻技術灑吸附仆色譜19緒49化學浩熱力沾學19濃50狄爾燭斯–阿爾崖德反模應19烘51超鈾畢元素19瘋52分配技色譜羨法19橫53環(huán)狀祥高分塔子化能合物19畏54化學持結合逃的本薄性19躺55合成政含硫大生物稿體19辦56氣相夠反應膊化學吧動力謠學19滑57核酸咬酶及扭核酸何輔酶諾貝摩爾化新學獎(續(xù))19適58胰島否素結千構19碰59極普往法19營60碳素尋年代括測定傻法19換61植物柱光合處作用19墊62蛋白娛質(zhì)的第精細蟲結構19袋63新型雅催化注劑聚撤合19攔64歉XR賞D與分胖子結接構19尸65有機尾合成初法19魯66量子濾力學19閱67測定果快速喂化學漢反應19騙68不可好逆過件程熱將力學19叼69立體惡化學匹理論19莖70糖核智苷酸19媽71自由恩基電浮子結圾構19釋72核糖攔核苷雷酸酶弱區(qū)位19太7有機甜金屬訪化合紫物19騎74高分仁子化寨學19挺75酶催武化反該應19梨76甲硼惠烷的駛結構19蠢77攜“耗散獄結構槳”理撕論19烘78生物抹膜能敵量轉(zhuǎn)濱換