化学史

化学科学发展史人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史人类合成、创造更多新物质的历史海水综合利用联合工业体系一例从天然产物中分离与人工合成的化合物种类统计数据1900年统计数1945年统计数1970年统计数1999年统计数2003所统计数55万种110万种236.7万种2340万种45年增加1倍25年增加1倍29年增加10倍4500万种4年增加一倍问题：分析人类分离和合成物质种类数据的变化，你有什么样的认识？化学信息生命材料环境能源地球空间核科学随着社会的发展、科技的进步、人们生活的日益改善，同时当今社会也面临着三大问题:——能源、资源、环境随着科技的发展，除了传统的学科以外，现在产生了三大新兴学科:——信息、材料、能源化学是人类创造新物质的工具20世纪化学的回顾(1)基础研究的重大突破:放射件和铀裂变生大发明；化学键和现代量子化学理论；创造新分子、新结构——合成化学；高分子科学和材料；化学动力学与分子反应动态学。(2)化学工业的大发展①石油化工②三大合成材料(塑料、纤维、橡胶)③合成氨工业④医药工业未来化学的作用和地位(1)化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一(2)化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用(3)化学继续推动材料科学发展(4)化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障化学与材料材料化学组成使用功能非金属材料（如陶瓷）金属材料（如合金）有机高分子材料（如橡胶）复合材料（如多功能）高功能材料（如超导）结构材料（如耐高温）信息材料（如液晶）材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？材料与化学钛的记忆合金合成橡胶超导合金纳米材料导电塑料现代：高科技——纳米技术扫描隧道显微镜纳米碳管模型足球烯C60分子纳米铜具有超塑延展性铜纳米结晶体机械特性惊人现代化学材料碳纤维（复合材料）及其制品玻璃纤维增强塑料直径6cm尼龙绳能吊起2t的汽车高分子薄膜的透气鸟笼隔热材料图文：一英军士兵头部中4弹未死NEWS.SOHU.COM2003年03月28日14:39新华网原来，是他那顶结实的头盔救了他的命。沃尔德曼所戴的头盔是这次英军专门为战争打造的，其外层和普通头盔没什么区别，里料则采用的是一种名叫“凯夫拉尔”的特制纤维。该纤维含有高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%。质地如此坚硬，能够刀枪不入也就不足为奇了。纺纶纤维织成的防弹衣腈纶信息与化学硅芯片光导纤维液晶屏幕能源与化学太阳能氢能汽车农业与化学化学与生活-纺织品化学生活科技航天与化学导弹航天飞机宇航员服装航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成。其中结构最复杂的服装由14层组成：最里层是液冷通风服的衬里；衬里外是液冷通风服，这种服装是由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成；这种航天服属舱内航天服，除了头盔和胶皮手套，整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的.为了防止膨胀，宇航服上特制了各种环、拉链、缝纫线以及衬料等。同时，保温、吸汗散湿、防细菌、防幅射等功能也体现在其中。你知道印刷电路板是如何制造的吗？敷铜板用油漆描出电路图放入FeCl3溶液中浸泡印刷电路板化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2回首往事：海水中----NaCl、MgCl2Cl2、Br2、I2矿物中----Al2O3；铝、铁、铜硫酸、农药；大气中----SO2、NOx；硝酸、氮肥、炸药等；制取这些物质的化学方程式你知道吗?主要涉及哪些反应类型？普利策奖——美国新闻最高奖交流与讨论应对粮食危机?既要增加食物产量，保证人类生存；又要保证质量以保证人类安全；还要保护耕地、草原，改善农牧业生态环境，以保持农牧业的可持续发展。问题：在粮食增产上科学家提出了哪些不同的建议？增产粮食（27）DDT合成氨作物套种袁隆平生产化肥，使粮食大量增产本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨·哈伯。赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。N2+3H22NH3高温、高压催化剂请从化学角度说明合成氨反应原理,了解工业合成氨的条件.600℃和2~5×107Pa压力下进行反应，大约可以生成8%的氨改良品种2001年2月19日，袁隆平被被授予2000年度中国国家最高科学技术奖。这位杂交水稻专家的研究成果，不仅使中国率先在世界上实现“超级稻”目标，还对解决中国乃至全世界的粮食问题具有重大意义。70年代初，袁隆平发表了水稻有杂交优势的观点，打破了世界性的自花授粉作物育种的禁区。国际上的同行们称袁隆平为“世界杂交水稻之父”。DDT的故事•第二次大战开始后，作为杀虫剂的除虫菊酯由于东南亚被日本占领而断了供应来源。曾经也可以用来制备杀虫剂的砷、铅和铜的化合物，也因为军备和其他军事需要而短缺。但当时英美两国深感杀虫剂的需要。•瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能，1944年后DDT被广泛用作杀虫剂，有效的控制了虫害。米勒因此于1948年获得诺贝尔奖。杀虫剂、除草剂的使用农药的更新换代又说明什么问题？思考说明生产农药要考虑高效、低残留且能被降解，无毒副作用。昆虫激素•保幼激素——是幼虫始终处于幼虫阶段。•不育激素——可以使害虫断子绝孙。•性激素——引诱害虫聚集到一起，然后聚而歼之。作物套种，便于光合作用6CO2+6H2OC6H12O6+6O2光照叶绿素植物光合作用是地球上规模最大的化学反应，能把光能转变成化学能的能量传递效率为90％～98％。增产粮食生产化肥利用基因工程育种研制杀虫剂、除草剂研究光和作用的机制医学史上的三大经典药物----阿司匹林、青霉素、安定资料1、1763年，牧师EdwardStone在伦敦皇家学会宣读“关于柳树皮制寒战病的报告”。几乎一个世纪以后，一位苏格兰医生发现这种柳树皮提取物是一种强效的止痛、退热和抗炎消肿药。2、此后不久，有机化学家分离鉴定了其中的活性成分，称之为水杨酸。随后，此化合物便用化学方法大规模生产。COOHOH用途：解热镇痛、防止心脏病发作、减缓老人视力衰退、提高免疫力3、然而在使用过程中，人们发现其酸性成为该药的缺陷:它严重刺激口腔、食道和胃黏膜。（副反应:头痛、眩晕、恶心、耳鸣）4、化学家尝试改用酸性较小的水杨酸钠，但仅获得部分成功。而且，水杨酸钠有一种极不愉快的味道，大多数病人不愿服用。COONaOH水杨酸钠5、化学家后来发明了可行的乙酰水杨酸合成路线，它与水杨酸钠有相同的医疗效果，又没有怪味，刺激性小，这就是阿司匹林。COOHOOCCH3阿司匹林COOHOH青霉素俗名：盘尼西林青霉素的副作用：过敏性休克预防：皮试属于抗生素——抵抗致病微生物的药物1929年，弗莱明(Flemming)发现了一种蓝绿色霉菌——青霉菌，1940年分离得到纯品，测定了它的化学结构，并投入工业化合成生产。专家指出，安定片具有较好的抗焦虑和镇静催眠作用，但连续服用也会有头昏、嗜睡、乏力、幻觉等不良反应，服久了会发生依赖性，一旦停药，还会出现失眠、焦虑、激动、震颤等症状，个别严重的会有惊厥、高热等，甚至危及生命。安定是世界上最有名的镇静剂发明者:克罗地亚裔的化学家斯特伯奇原料合成技术分离技术检测技术材料化肥农药材料……用途化学新物质总结习题2004年4月22日第35个“世界地球日”，我国确定的主题是：“善待地球——科学发展”。下列行为中不符合这一主题的是A.采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质B.大量开采地下水，以满足社会对水的需求C.减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯烃D.节约能源，提高能源利用率B你是如何理解化学是创造新物质的工具？联系生活中的实例。演示实验：将天然纤维制成化学纤维实验步骤：1.Cu(OH)2的制取2.制取铜氨溶液3.棉花的溶解4.化学纤维的制取化学的发展可以分为三个时期：古代化学近代化学现代化学化学发展简史一、古代化学:从化学的萌芽至17世纪中期为古代化学时期，它是化学史的重要构成部分。特点：古代时期，化学虽经历了漫长的岁月，但知识较为零散，没有形成严格的理论体系，研制出来的物质和实验器皿，为化学科学的发展做出了重大贡献。成果：主要从事炼丹、炼金、医用化学、冶金。化学的前奏人类文明的起点－火的使用炼丹古代实用化学，是一些具体工艺中的化学知识，如陶瓷、冶金、酿造等；人类对自然界的本源、构成及其变因的认识，即古代的物质观；炼金术，它是古代化学发展的重要形式；医药化学和冶金化学，它们在从炼金术到科学化学的转变中起了桥梁的作用。这时期的化学主要来源于四个方面二、近代化学：17世纪中叶到19世纪90年代末这一段时期为近代化学时期。特点：这个时期的化学，从一般的知识积累发展到系统的整理阶段，明确了化学的科学性，创造和建立了化学的理论体系。英国化学家波义耳提出了元素的概念，法国化学家拉瓦锡开创了实验定量分析的科学方法，建立了“氧化学说”，否定了“燃素说”，道尔顿提出了化学原子的科学概念，创立了“原子学说”，门捷列夫提出了元素周期率，创建了原始周期表等等。此时化学出现了无机、有机、分析、物理化学四个分支。有影响的成果是：微粒说17世纪中叶英国化学家波义耳R.Boyle(1627-1691)微粒说•用微粒说统一地说明自然界各种物质及其运动的基础上,提出了相对于古代來说是科学的元素概念。•他指出:元素是确定的、实在的、可观察到的实物,它们应该是用一般的化学方法不能再分为更简单的某些实物。燃素说（一种错误的理论）Phlogiston1703德國化學家貝歇尔JJ.BCCher(1635~1682)油土說德國医药化学家斯塔尔G.E.SUM(1660-1734)燃素說•气、水、土等都是元素。•土质又分为三种:固定土、油性土和流土。•油性土常存在于动植物体中,物体燃烧时所含的油土便逸出,剩下固定土或流质土。可燃物－燃素＝灰烬金属+燃素＝鍛灰化学之父-拉瓦锡拉瓦锡A.L.Lavoisier1743~1794(法)重要贡献:一、出版了第一本化学教科书TraiteElementairdeChimie(1789)1.揭开了化学在江湖术士渲染下的神秘面纱。2.将一系例化学元素加以清析定义3.虽然还有许多错误,但所用的方法和提出的概念,已对现代化学奠下了基础。二、掀起了一场化学革命，建立”氧化学说”1803年10月21日，道耳顿在曼徹斯特的「文学和哲学学会」上第一次敘述关于原子论及原子量的计算见解：◎元素（单质）的最終粒子称为简单原子，它們极其微小，是看不见的；既不能创造，也不能毀灭和不可再分割的。在一切化学变化中保持其本性不变。◎同一种元素的原子，其形狀、质量及各种性质都是相同的；不同元素的原子在形狀、质量及各种性质上则不相同。每一种元素以其原子的质量为最基本的特征。◎不同元素的原子以简单数目的比例相結合，形成了化学中的化合現象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量是所含各种元素原子质量的总和。同一化合物的复杂原子，其組成、形狀、质量、和性质也相同。道耳顿「原子说」道耳顿DaltonJohn1766~1844英國三、现代化学：从19世纪90年代末至今，物理学的三大微观发现开始，伴随着微观领域化学发展的开端，化学进入现代时期。特点：揭示了原子的内部结构和微观离子运动规律，揭示了分子运动本质。主要成果：卢瑟福含核原子的“天体行星模型”；量子力学基础上的原子结构模型和化学键理论；化学的发展高度分化又高度综合，产生了如计算机化学、固体化学、生物化学、高分子化学、合成化学、环境化学等许多边缘学科。1911年，英国物理学家卢瑟福（E．Rutherford）借助一个放射源，用α粒子轰击金箔的散射实验，发现了原子核，从而提出了最早的原子结构模型，即“天体行星模型”。在这个模型中，把微观的原子看成似“太阳系”，带正电的原子核