基礎(chǔ)化學(xué)第一章：緒論

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基礎(chǔ)化學(xué)2024/2/272緒論化學(xué)發(fā)展的歷史一化學(xué)的定義和分類二化學(xué)研究的基本方法三化學(xué)在社會發(fā)展中的地位及作用四《基礎(chǔ)化學(xué)》課程內(nèi)容五

大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法六2024/2/273一、化學(xué)發(fā)展的歷史---Why?···17世紀(jì)中葉20世紀(jì)···古代化學(xué)近代化學(xué)現(xiàn)代化學(xué)17世紀(jì)后半葉～19世紀(jì)末2024/2/274古代化學(xué)時期——以實用為目的，化學(xué)知識來源于具體工藝過程的實踐代表：

煉丹術(shù)、煉金術(shù)、冶煉青銅、制作陶器、染色、釀造、造紙、火藥等

中國五行學(xué)說(金、木、水、火、土）古希臘四元素說（火、水、土、氣）

明代李時珍：《本草綱目》

宋應(yīng)星：《天工開物》特點：實用性、經(jīng)驗性、零散性2024/2/275

傳說中葛洪煉丹的水源

放在銀盒中的唐代丹砂按古代煉金術(shù)方法煉制的“金”——

鋅銅合金

HgS（s,紅色）+O2(g)=Hg(l)+SO2(g)Hg(l)＋S(s)=HgS(s,黑色)HgS(s,黑色)△

HgS(s,紅色)2024/2/276

汞跟許多金屬都很有緣分，能溶解鈉、鉀、鋅、錫、鉛、銀和金等金屬(唯獨不溶鐵)，并與它們結(jié)合成汞合金——汞齊?！褒R”是古代對合金的稱呼。金子與汞形成金汞齊后，看上去銀光閃閃。道士袖中取出的就是表面涂有金汞齊的黃金，當(dāng)它投入炭盆后，汞受熱蒸發(fā)，留下來便是金光燦燦的黃金了。古代的鍍金技術(shù)就是將金汞齊涂在銅器表面，再經(jīng)烘烤，汞蒸發(fā)后，金就留在器物表面了。由于汞能溶解多種金屬，故被譽為“金屬溶劑”。在批判煉丹術(shù)的同時，醫(yī)藥化學(xué)從煉丹術(shù)的母體中破土而出成為獨立的化學(xué)學(xué)科，為人類創(chuàng)造物質(zhì)文明做出了重大貢獻。點銀成金的故事，可以看出當(dāng)時化學(xué)發(fā)展的水平。點銀成金騙術(shù)的奧秘：2024/2/277中世紀(jì)煉金術(shù)士工作地15世紀(jì)的煉金裝置（大英圖書館）歐洲中世紀(jì)煉金家用的符號我國古代煉丹家用的蒸餾器

未形成理論體系，化學(xué)還不能稱為科學(xué)2024/2/278近代化學(xué)時期——實現(xiàn)了從經(jīng)驗到理論的重大飛躍，被確立為一門獨立的學(xué)科，并出現(xiàn)許多分支學(xué)科特點：明確了化學(xué)的科學(xué)性，創(chuàng)造和建立了化學(xué) 的理論體系代表：

波意耳（英國化學(xué)家和物理學(xué)家，1627-1691）——“化學(xué)不是為煉金，也不是為治病，應(yīng)當(dāng)從煉金術(shù)和醫(yī)學(xué)中分離出來，成為一門獨立的科學(xué)?！薄盎瘜W(xué)的對象和任務(wù)就是要尋找和認(rèn)識物質(zhì)的組成和性質(zhì)。”2024/2/279近代化學(xué)時期

拉瓦錫(法國化學(xué)家，1743—1794）

1.物質(zhì)燃燒時都放出光和熱

2.物質(zhì)只有在氧存在時才能燃燒

3.空氣由兩種成分構(gòu)成。物質(zhì)在空氣中燃燒時吸收了其中的氧，其增加的重量正好等于所吸收的氧的重量

4.非金屬燃燒后通常變?yōu)樗?；金屬煅燒后生成的鍛灰是金屬氧化物燃燒的氧化學(xué)說1777(推翻燃素說)2024/2/2710近代化學(xué)時期

道爾頓（英國中學(xué)教師，1768-1844）

門捷列夫元素周期律1869原子學(xué)說18271.不同元素，原子質(zhì)量不同2.不同元素的原子以簡單比例結(jié)合成化合物

阿佛加德羅確立分子假說1811第一張元素周期表(1869年)

2024/2/2711英國化學(xué)家波義耳化學(xué)之父法國化學(xué)家拉瓦錫近代化學(xué)之父英國化學(xué)家道爾頓科學(xué)原子論創(chuàng)始人美國化學(xué)家鮑林量子化學(xué)奠基人之一近代化學(xué)的四次革命

由經(jīng)驗到理論的化學(xué)大發(fā)展階段，無機、有機、分析、物理化學(xué)相繼建成。化學(xué)工業(yè)(制酸、制堿、合成氨、染料、有機合成)廣泛應(yīng)用2024/2/2712現(xiàn)代化學(xué)時期——飛速發(fā)展，化學(xué)的理論、研究方法、實驗技術(shù)以及應(yīng)用等方面都有了深刻的變化，并衍生出更多的分支學(xué)科和交叉學(xué)科代表：

高分子化學(xué)

(研究高分子的結(jié)構(gòu)、功能、合成和生產(chǎn)等， 三大合成工業(yè)：橡膠、塑料、纖維)特點：分支學(xué)科和交叉學(xué)科的出現(xiàn)及發(fā)展2024/2/2713

材料化學(xué)無機合成材料、復(fù)合材料、特殊性能材料的發(fā)展碳納米材料氧化鋯陶瓷通信用光纜隱身轟炸機現(xiàn)代化學(xué)時期上海磁懸浮2024/2/2714

生物化學(xué)現(xiàn)代化學(xué)時期植物激素植物激素，是福還是禍？腦神經(jīng)分泌細(xì)胞心側(cè)體咽側(cè)體貯存PTTHPTTH刺激低濃度JH化蛹前胸腺高濃度JH幼蟲脫皮蛻皮激素幼蟲卵蛹（滯育）低溫刺激PTTH成蟲脫皮激素昆蟲的信息素2024/2/2715現(xiàn)代化學(xué)時期

核化學(xué)利用原子能時代同位素化學(xué)、輻射化學(xué)、超鈾化學(xué)等

儀器分析化學(xué)利用光、電、磁等方面的新成就， 創(chuàng)造新儀器

量子化學(xué)利用量子力學(xué)原理和方法研究化學(xué)問題

結(jié)構(gòu)化學(xué)

環(huán)境化學(xué)……2024/2/2716

元素化學(xué)、配位化學(xué)、合成化學(xué)、儀器分析、電化學(xué)、光化學(xué)、磁化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、膠體化學(xué)、界面化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、結(jié)晶化學(xué)、高分子化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、地球化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)（生命化學(xué)）、農(nóng)業(yè)化學(xué)、工業(yè)化學(xué)、天體化學(xué)、宇宙化學(xué)、固體化學(xué)、藥物化學(xué)、核化學(xué)（放射化學(xué)、輻射化學(xué)）、化學(xué)信息學(xué)、化學(xué)商品學(xué)、化學(xué)教育學(xué)······新型學(xué)科分支或交叉學(xué)科：現(xiàn)代化學(xué)時期2024/2/2717現(xiàn)代化學(xué)時期

藥物化學(xué)1900年，人類的期望壽命只有47歲如今，人類的期望壽命大約是75歲藥物化學(xué)家的貢獻，抗菌素的開發(fā)19世紀(jì)二十年代，細(xì)菌感染常導(dǎo)致死亡。Domagk發(fā)現(xiàn)Prontosil

紅棕色染料，一種含有氨磺酰官能團的化合物，有效地治愈了受細(xì)菌致命感染的老鼠。進一步治愈了患細(xì)菌性血中毒的孩子?；前彼幬镩_創(chuàng)了今天的抗生素領(lǐng)域2024/2/2718

葉酸是一種重要的維生素，對生物很重要，磺胺能夠阻止細(xì)菌中制造葉酸的葉酸酶，沒有葉酸，細(xì)菌基因不能存活。而人類可以通過食物中獲得葉酸。殺菌機理：消毒劑：碘，苯酚麻醉劑：酒精，乙醚，普魯卡因抗病毒劑，抗霉菌劑，抗抑郁劑……現(xiàn)代化學(xué)時期

戰(zhàn)勝象癌癥，艾滋?。ˋIDS），早老性癡呆（Alzheimer’sdisease）,心臟病與中風(fēng)等疾病，2024/2/2719發(fā)現(xiàn)新藥的方法2.隨機篩選法磺氨藥物的發(fā)現(xiàn)1.自然界中尋找有效的化學(xué)物質(zhì)

植物、動物和微生物在和細(xì)菌的斗爭中，產(chǎn)生了一些保護自身的方法。

霉菌抵抗細(xì)菌而產(chǎn)生了幾種最有效的抗菌劑：青霉素、鏈霉素、萬古霉素…現(xiàn)代化學(xué)時期2024/2/27203.組合化學(xué)法

按排序制造出多種帶有表現(xiàn)其特性化學(xué)“附加物”的新化合物，根據(jù)生物耙(如酶)進行同步篩選，鑒定出有效化合物。再以這些有效化合物的結(jié)構(gòu)為起點，合成新的化合物用于實驗。4.合理藥物設(shè)計

設(shè)計和制造具有所期望生物效應(yīng)的特殊分子，如計算機模擬藥物設(shè)計?，F(xiàn)代化學(xué)時期2024/2/2721化學(xué)創(chuàng)造了世界!化工廠高爐煉鐵高壓鈉燈電動汽車2024/2/2722化學(xué)改變了世界!2024/2/27232024/2/2724化學(xué)更要保護世界!2024/2/2725關(guān)于“化學(xué)的未來”

物理學(xué)家利奧.斯齊拉德（LeoSzilard）說：

“預(yù)言是困難的，特別是關(guān)于未來”。有一些預(yù)見我們可以有把握的做出來，但有一些我們從來沒有想到過的有趣的新鮮事物將會被發(fā)明或發(fā)現(xiàn)出來，科學(xué)包括化學(xué)總是給我們以種種驚訝，而且將繼續(xù)下去。

2024/2/2726著名的化學(xué)期刊1.美國化學(xué)會（ACS）2.英國皇家化學(xué)會（RSC）

3.日本化學(xué)會(CSJ)

4.SD著名的化學(xué)數(shù)據(jù)庫2024/2/2727二、化學(xué)的定義和分類---What?1.定義：

化學(xué)是研究物質(zhì)變化(物質(zhì)運動)的科學(xué)；是一門在原子、分子或離子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間內(nèi)在聯(lián)系及其變化規(guī)律的科學(xué)

研究對象：物質(zhì)實體，不包含物理學(xué)中的“場”Note：2024/2/2728物質(zhì)場：引力場、電磁場、光子場等內(nèi)層(電子、質(zhì)子、中子、光子)實體若干層次：外層(天體地球等)次外層(單質(zhì)和化合物)次內(nèi)層(原子分子離子)

目的：通過認(rèn)識物質(zhì)的化學(xué)變化規(guī)律去改造物質(zhì)，把自然界中的原料加工成更好的、或創(chuàng)造自然界中沒有的物質(zhì)以更好的為人類服務(wù)2024/2/27292.分類化學(xué)各分支學(xué)科無機化學(xué)8個有機化學(xué)8個無機合成化學(xué)無機物分離化學(xué)元素?zé)o機化學(xué)配位化學(xué)金屬簇化合物物理無機化學(xué)穩(wěn)定同位素化學(xué)固體無機化學(xué)分析化學(xué)16個物理化學(xué)定性分析容量分析重量分析原子光譜法分子光譜法電分析化學(xué)色譜法質(zhì)譜分析高分子化學(xué)有機合成金屬有機及元素有機化學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)物理有機化學(xué)有機固體化學(xué)有機光化學(xué)有機分析化學(xué)立體化學(xué)核化學(xué)生物化學(xué)放射化學(xué)……2024/2/2730三、化學(xué)研究的基本方法---How?

實踐認(rèn)識再實踐再認(rèn)識化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)感性認(rèn)識理性認(rèn)識邏輯推理、科學(xué)抽象化學(xué)實驗整理歸納經(jīng)驗定律解釋假說理論驗證修正、補充、推翻理論循環(huán)2024/2/2731四、化學(xué)在社會發(fā)展中的地位及作用

化學(xué)是自然科學(xué)的中心，是人類繼續(xù)生存的關(guān)鍵科學(xué)，是一門滿足社會需要的中心科學(xué)；與人類生活息息相關(guān)，與社會發(fā)展息息相關(guān)1.化學(xué)與人類生活息息相關(guān)衣、食、住、行、美、健都與化學(xué)緊密相關(guān)2024/2/2732食在炸油條時，油條會迅速膨脹起來，為什么？油條中含有什么化學(xué)物質(zhì)？純堿和明礬2024/2/2733純堿和明礬的作用

1.純堿(Na2CO3)與面團里的水發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉

Na2CO3+H2O=NaHCO3+NaOH2.生成的碳酸氫鈉受熱分解成碳酸鈉，水和二氧化碳?xì)怏w。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO22024/2/2734

兩個反應(yīng)結(jié)果使面團里形成了許多充滿二氧化碳?xì)怏w的微小氣室，氣體受熱會發(fā)生膨脹，所以在炸油條時，油條會迅速膨脹起來。NaOH是強堿，不能食用3.用明礬(Al2(SO4)3K2SO4·24H2O)來中和氫氧化鈉的堿性：Al2(SO4)3K2SO4.24H2O+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4+K2SO4+24H2O氫氧化鋁是胃舒平的主要成分，它能中和胃中產(chǎn)生過多的胃酸（鹽酸），保護胃壁黏膜?；加形覆〉娜耍３杂蜅l有好處？2024/2/2735衣：人們的衣服是由色彩鮮艷的衣料做成、它包含了極多的化學(xué)物質(zhì)。如：各種化學(xué)染料、各種合成纖維，制作的過程也包含了各種先進的化學(xué)工藝食：在人類的食物中，菜肴中的調(diào)味品如味精、醬油、甜味劑以及食品保鮮劑都是化學(xué)產(chǎn)品?。壕幼∈侨祟惿娴幕緱l件之一。各種建筑材料、裝璜材料無一不是化學(xué)產(chǎn)品。如：鋼材、水泥、油漆、塑料板等等。正因為有了這些材料，我們才能居住在溫暖舒適的房間里行：用以代步的各種交通工具。如自行車、汽車、輪船、飛機等都離不開化學(xué)產(chǎn)品。車體由鋼材構(gòu)成，輪胎由橡膠制作，汽油、柴油、潤滑劑、防凍劑等都是化學(xué)產(chǎn)品美：各種化妝、護膚、洗滌用品。如：肥皂、洗滌劑、去污劑、美容霜、防曬霜、香水等都是化學(xué)產(chǎn)品?。焊鞣N藥物以及保健品，都是經(jīng)過化學(xué)合成出來的藥品2024/2/2736化學(xué)化學(xué)化學(xué)化學(xué)化學(xué)2024/2/27372.化學(xué)與社會發(fā)展息息相關(guān)

農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、科技現(xiàn)代化的發(fā)展離不開化學(xué)的發(fā)展

農(nóng)業(yè)：化肥、農(nóng)藥、植物生長劑、除草劑等。使產(chǎn)量大大提高，解決了十三億人口大國的吃飯問題工業(yè)和國防：制作導(dǎo)彈、衛(wèi)星、原子彈、氫彈的各種性能優(yōu)異的金屬材料、非金屬材料、高分子材料經(jīng)過化學(xué)合成得到。高能燃料、高能電池、高敏膠片及耐輻射材料也通過化學(xué)合成得到科技現(xiàn)代化：各種特殊性質(zhì)功能材料的產(chǎn)生，大大推動了社會的進步和科學(xué)的發(fā)展。如：高溫超導(dǎo)材料、高效永磁材料及發(fā)光材料等2024/2/2738

能源供給：天然能源，如：煤炭、石油、天然氣的開發(fā)和煉制包含了豐富的化學(xué)知識，已經(jīng)形成了煤炭化學(xué)、石油化學(xué)等專門的研究領(lǐng)域；新能源的開發(fā)，如太陽能、氫能源(海水制氫)的利用環(huán)境保護：治理由工業(yè)發(fā)展而帶來的三廢(廢水、廢液、廢渣)的污染問題CO2：溫室效應(yīng)，氣候變暖，冰川融化，疾病增加NO2，SO2：造成酸雨，破壞地表植物破壞臭氧層N2O等氮氧化物(汽車尾氣)的排放CF2Cl2(氟利昂)CF2Cl2Cl+CF2ClO3+Cl

ClO+O2O+

ClO

Cl+O2O+O3O2+O22024/2/2739五、《基礎(chǔ)化學(xué)》課程內(nèi)容第一章緒論第二章原子結(jié)構(gòu)第三章分子結(jié)構(gòu)第四章配位化合物第五章物質(zhì)的聚集狀態(tài)第六章化學(xué)熱力學(xué)第七章化學(xué)平衡第八章化學(xué)動力學(xué)第九章溶液中的離子酸堿平衡第十章溶液中的電子酸堿平衡第十一章電化學(xué)基礎(chǔ)與氧化還原平衡202