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生活中的化学绍兴文理学院化学化工学院陶菲菲（13588504665）人类的生活精神生活物质生活离不开物质音乐器材、演播器材、电视、电影……衣服、食物、冶炼钢铁、生活用品……光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀现代通信用光缆我们的衣、食、住、行无不与化学有关，人人都需要化学制品，我们生活在化学世界里。人类的生活离不开化学，只有化学这门科学得到高度发展，才能使我们生活丰富多彩，人们在家庭日常生活中，始终离不开吃、穿、用、住，而其中常常遇到许多有关化学问题。●在吃的方面，如食物和营养、各种调味品；●在穿的方面，如各种天然纤维、人造纤维的合成纤维及其织物，随之所需的肥皂和合成洗涤剂以及它们去垢除污的方法；●在用的方面，如塑料及其制品、各种化妆品、玻璃、陶瓷等制品；●在住的方面，如各种装饰材料，涂料等；●…………引言化学：是主要研究物质的组成、结构、性质和应用的自然科学；改造原有物质和制造新物质也是化学主要研究内容。例如：矿石各种金属火车飞机轮船制造冶炼煤、石油各种燃料用油各种塑料、纤维、橡胶由于地球上的物质资源分布不均衡和过度开发，还有新物质种类及数量的剧增。当这些超过了自然界的自我调节能力时，便出现众多的环境问题和生活问题。结论：化学是一把双刃剑——化学不可怕，观念最可怕戴立信院士等人在《化学学报》新千年特稿“创造更美好的生活和更清洁的环境——化学的回顾与展望”一文中，也有类似的说法：“化学和所有其他科学一样是一把双刃剑”。化学本身无对错，功过全在人，于人类有利还是有害全在人类自己。化学的存在是对还是错？化学家认为：物质固有的性质是由它的组成、结构和所处的状态决定的。物质的变化是组成原有物质的各种原子重新组合的过程。但是它们的组合方式和过程不能随心所欲，通常要受到体系的能量、分子的化学结构和反应条件的严格控制。因此，只有化学才能够担负起既要满足人类物质生活不断提高的需要，又要防止环境问题的产生和恶化的要求，从而导致了绿色化学的提出和其内涵的持续扩展。我们不能责备那些无生命、无意志的化学物质，也不要抱怨那些发明和制造这些物质的化学家和生产者。我们应当清楚，环境问题的出现和恶化是人类忽视了应当与环境保持和谐关系的结果。而解决这些问题又不能不依靠化学。无论在国外还是在在中国，却有一种世俗的看法使很多人恨化学、怕化学，认为化学是破坏人类环境和安全的头号杀手，认为化学一无是处，事实真是这样的吗？请阅读来自美国的以下一段材料：伊格洛克中学的一名学生于4月26日赢得大爱达荷瀑布市科学大会的一等奖。他试图向人们说明，我们已经被搞假科学的奇谈怪论者所吓倒，他们在社区到处散布恐慌。他在论文中呼吁人们签署一项请愿书，要求对一种名为“一氧化二氢”的化学物质进行严格控制，或者完全予以废除。理由还非常充足，因为：1、它有可能引发过多出汗和呕吐；2、它是酸雨的主要成分；3、处在气体状态时，它能引起严重的灼伤；4、发生事故时，吸入也有可能致命；5、它是腐蚀的成因；6、它会使汽车制动装置效率减低；7、在不可救治的癌症病人肿瘤中已经发现该物质。他问过50个人，想了解他们是否支持禁止使用这种化学物质。43人说支持；6人说尚不能确定；只有1人准确回答出这种化学物质是什么。他赢得大奖的论文题目是：《我们到底有多蠢？》商家愚弄大众——“化学盲”的悲哀！其实不仅在国内，在过去一段较长的时间以来，国外的人们也对化学存在着很深的误解，认为化学就是带来环境污染的祸首，甚至歧视化学、厌恶化学，似乎有化学就不会有“绿色”，“化学”已经被许多人所误解为“污染”同义词——在日常生活中，某些所谓“绿色食品”的广告经常声称“本产品绝不含有任何化学元素”。“化学盲”众口铄金对人们造成误导，如今赫赫有名的杜邦公司也不得不让步地从宣传口号“BetterLifethroughChemistry”中把“Chemistry”去掉!化学是一门中心科学，它与社会发展各方面的需要都有密切关系化学不仅是化学工作者的专业知识，也是广大人民科学知识的组成部分，化学教育的普及是社会发展的需要，是提高公民文化素质的需要。化学与人类生活息息相关化学与衣、食、住、行衣：合成纤维，衣料的化学处理与印染食：化肥、农药、植物生长激素和除草剂住、行：金属、非金属材料、高分子材料化学与社会发展密切相关环境、能源、材料、生命过程奥秘探索与化学密切相关。环境问题主要有大气环境，水环境，土壤环境常见的能源：煤炭、石油、天然气等材料：新型无机材料、高分子材料、纳米材料生命：化学是生命科学的基础目录第一章化学与生命健康第二章化学与食品第三章化学与生活第一章化学与生命健康生命过程就是生物体发生的各种物质转化以及能量转化的总结果。在生命活动过程中，化学元素和营养物质则通过食物链循环转化，再通过微生物分解返回环境。危害人类健康的疾病都与体内某些元素平衡的失调有关。生命化学进化过程四个阶段从无机小分子物质生成有机小分子物质；从有机小分子物质形成有机高分子物质；从有机高分子物质组成多分子体系；从多分子体系演变为原始生命。物质在一个相当漫长的历史长河中从低级向高级，从无生命向有生命的发展进化。地球本身经历了元素的进化（由宇宙中最丰富的元素氢通过核反应合成各种各样的元素，以构成星体本身）。分子的进化（由原子间的反应生成分子，由分子间的反应生成更复杂的分子，聚合物分子以及生物聚合物分子）和生物的进化（由最原始的细胞的出现进化到人）。1.1生物体中的化学元素的分类和主要功能存在于生物体内的元素可分为：必需元素、常量元素和微量元素；非必需元素；有毒（有害）元素。人体内大约含30多种元素，其中有11种为常量元素，C、H、O、N、S、P、C1、Ca、Mg、Na、K等，约占99.95％，其余的0.05％为微量元素或超微量元素。哪些是构成人体的必需元素?C、H、O和N四种元素约占人体体重的96％。此外，体内还有少量P、NaCl。对于每种必需元素，都有一段其相应的最佳健康浓度，有的具有较大的体内恒定值，有的在最佳浓度和中毒浓度之间只有一个狭窄的安全限度。效应死亡区缺乏区适量区中毒区死亡区浓度有20～30种普遍存在于组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应和作用还未被人们认识，有待于研究，所以称它们为非必需元素。另外一些则是能显著毒害机体的元素。如，血液中非常低浓度的铅、镉或汞，具有有害的作用，就可称为有毒元素，亦称有害元素。每一种必需元素在体内都有其合适的浓度范围。例如，人们对碘的最小需要量为0.1mg/天，耐受量为1000mg/天，当大于10000mg/天即为中毒量。有时元素的过量可能比缺乏更令人担忧，因为某个元素的缺乏易于补充，而过量往往则难以清除，或清除过程中会产生副作用。元素在生物体内所起到的生理和生化作用结构材料：无机元素中Ca、P构成硬组织，C、H、O、N、S构成有机大分子结构材料，如多糖、蛋白质等。运载作用：如含有Fe2+的血红蛋白对O2和CO2的运载作用等。组成金属酶或作为酶的激活剂调节体液的物理、化学特性存在于体液中的Na+、K+、Cl-等发挥了重要作用。“信使”作用化学信号的接受器是蛋白质。Ca+作为细胞中功能最多的信使，它的主要受体是一种由很多氨基酸组成的单肽链蛋白质，称钙媒介蛋白质(分子量为16700)。有些元素可同时在几个方面发挥作用例如，Ca2+就有多方面的生物功能。元素在生物体内所起到的生理和生化作用钙钙是骨骼和牙齿的主要成分。调控人体正常肌肉收缩和心肌收缩，同时起细胞信使作用。例如，血液中Ca2+过多，会造成神经传导和肌肉反应的减弱，使人对任何刺激都无反应，但血液中Ca2+太少，又会造成神经和肌肉的超应激性，在这种极度兴奋的情况下，微小的刺激，比如一个响声、咳嗽，就可能使人陷入痉挛性抽搐。磷磷，骨骼和牙齿中除了含Ca外，磷也是一种重要的元素。体内90％的磷是以磷酸根PO43-的形式存在。磷的化学规律控制着核糖、核酸以及氨基酸、蛋白质的化学规律，从而控制着生命的化学进化。K+、Na+和C1-在体内的作用K+、Na+和C1-在体内的作用是错综复杂而又相互关联的。K+和Na+以KCl和NaCl的形式存在。K+、Na+、C1-的首要作用是控制细胞、组织液和血液内的电解质平衡，对保持体液的正常流通和控制体内的酸碱平衡都是必要的。Na+和K+（与Ca2+和Mg2+一起）有助于使神经和肌肉保持适当的应激水平。NaCl和KCl的作用还在于使蛋白质大分子保持在溶液之中，并使血液的粘性或稠度调节适当。人体的许多重要机能对这三种离子都有依赖关系，体内任何一种离子不平衡，都会对身体产生影响。微量元素在不同体内部位的水平与人体健康关系极大。有些疾病的发生和微量元素的平衡失调关系密切。例如我国地方病-克山病是与缺硒有关的心肌坏死；地方性甲状腺肿、地方性克汀病则是由于严重缺碘引起的等等。人体中也含有非必需微量元素，甚至有害元素如Cd、Hg、Pb、F等，这和食物、水质及大气的污染关系甚大。1.2营养与健康世界卫生组织给予健康的定义是：“一个人只有在躯体健康、心理健康、社会适应良好和道德健康四个方面健全，才是健康的人。”近代营养学是在生理学和生物化学的基础上逐渐形成的，它是一门综合性的学科。营养学研究不同人的不同营养需求，以便使儿童发育健壮、聪明，使成年人精力充沛，使老年人健康长寿。营养学是以新陈代谢为基础的生物化学。营养素就是食物的组分，主要包含糖类、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐和水等六类物质。人从食物中摄取这些营养素。1.2.1生命的基础能源——糖类糖类包括葡萄糖、果糖、乳糖、淀粉、纤维素等，它们是人体重要的能源和碳源。它们是人体重要的能源和碳源。糖分解时释放能量，供生命活动的需要，糖代谢的中间产物又可以转变成其他的含碳化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。糖的磷酸衍生物可以生成DNA、RNA、ATP等重要的生物活性物质。植物光合作用产生的糖类是动物的重要营养来源。1.2.2脂肪脂肪属于类脂物质。脂类具有重要的生物功能，它是构成生物膜的重要物质，几乎细胞所含有的磷脂都集中在生物膜中。类脂物质，主要是油脂，是肌体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。人类的一些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝等都与脂类代谢紊乱有关。植物油与动物油脂。1.2.3蛋白质蛋白质是最基本而必不可少的，只要维持蛋白质的供给，肌体就能存活。蛋白质是我们日常膳食中氮的主要来源。人类究竟需要什么样的蛋白质呢?人类的必需氨基酸有8种，赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸。蛋白质植物性蛋白质动物性蛋白质蛋白质的营养价值决定于所含的氨基酸种量和数量。凡含有各种必需氨基酸的蛋白质，能维持生命体的正常生长的蛋白质称完全蛋白质；缺少一种或一种以上必需氨基酸的蛋白质称不完全蛋白质。日常食用的豆腐、大豆、瘦肉、鱼、蛋白、奶等都含较多的蛋白质。人们膳食中的蛋白质有很大一部分由米、麦等粮食中得来。大豆是我国最经济的蛋白质来源，大豆蛋白质的氨基酸种类完全。因此，大豆是完全蛋白，营养价值相当高。米、麦蛋白的营养价值亦很高。如果利用蛋白质的互补作用，则其生理价值（指由食物摄人的总氮量在身体内存留的百分数）还可增高，例如加入少量鸡蛋蛋白可提高大豆蛋白质的生理价值。所谓粮食质量的提高，主要是指增加蛋白质在粮食中所占的比重。各种农作物中，蛋白质含量高者首推大豆。营养学认为，动物蛋白在总蛋白量中至少占1/3，若达不到时尽可能多吃些豆制品，使二者加起来占总蛋白质的1/3到1/2。1.2.4维生素维生素是维持正常生命过程所必需的一类有机物，需要量很少，但对维持健康十分重要。其主要功能是通过作为辅酶的成分调节机体代谢。长期缺乏任何一种维生素都会导致某种营养不良症及相应的疾病。有些维生素在体内有协同作用，如维生素C能提高对铁的吸收率；维生素D其主要功能是调节钙、磷代谢，维持血液钙、磷浓度正常，从而促进钙化，使牙齿、骨骼正常发育。植物体内不含维生素D，仅动物体内才含有，鱼肝油含量最丰富，蛋黄、牛奶中也都含有维生素D。人类每日必须从膳食中（或维生素制剂中）摄入一定数量的