无机化学第1章-终结版

1《大学化学》欢迎大家共同学习主讲人：崔艳丽

Email：cuiyl@Tel微信）玉泉校区教八-325房间

浙江大学化学系化学生物学与药物研究所《工程化学基础》（第二版）编著：陈林根等出版：高等教育出版社《无机化学》高教出版社（第五版）大连理工大学无机化学教研室编3课题PPT在公共信箱unichem2016@163.com

（文件中心）密码：chem2016上半学期课程作业：交2次（第3周，第7周）

期末开卷考试占50％，课程作业和课堂练习占50％。开卷考试，允许带手抄资料（手抄笔记）和参考书2-4本。计算器。杜绝其他电子产品。4课程讨论题目名称题目1：化学反应和材料保护（6.1-6.2,小论文：糖化学）1学时(12位同学）题目2：化学反应和材料保护（6.3-6.4，小论文：鞘糖脂化学）1学时（12位同学)题目3：古今论砷与生命(抗癌每人查1英文）1学时(12位同学）题目4：石墨烯的热度（医疗能源）1学时（12位同学）题目5：表面等离子体谐振技术测试抗原抗体结合反应1学时(13位同学）每人在大的题目下写小论文（2-3千字，近5年参考文献，同组可讨论）全班分5个组：组里每人都要查资料，汇总后，每人都要参加准备ppt；第六周开始每组讲ppt，可选几个同学讲PPT，讲的时候都要准备讲稿，交本组讲稿(1000字）。每人独立写论文（2-3千字，按老师模板），第七周上交电子版（参考文献：至少最近5年中英资料各3篇，每个组内重复参考文献不多于1篇。）。6第1章，绪论1、了解化学学科的地位和作用，明确学习本课程的要求。

2、了解物质层次及其运动理论，明确原子和分子等原子结合态单元是介观粒子的概念。

3、理解系统和环境，聚集状态和相等概念，明确敞开系统、封闭系统、孤立系统及相的划分。

4、明确化学反应中的质量守恒和能量变化，掌握化学计量数的概念。

5、明确反应进度的概念，掌握物质的量的符号、单位及有关计算。学习要求71.化学研究的对象

化学是从原子和分子等原子结合态单元层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，它涉及存在于自然界的物质（如矿物、空气中的气体、海洋里的水和盐、动植物体内的化学成分）及人造物质。1.1，化学与科学技术构建和应用化学知识的基本方法化学知识的积累和构建感性认识理性认识现象反应物质性质结构化学知识的掌握和应用9

化学的主要任务是创造新物质，以满足人类对物质的需求。（化学的创新性）表：新分子和新材料的飞速增长年份已知化合物的数目190055万种1945110万种，大约45年翻一倍197023.7万种，大约25年翻一倍1975414.8万种1980593万种，大约10年翻一倍1985785万种19901057.6万种，大约10年翻一倍1999超过2000万种2.化学的主要任务10化学在旧的自然界旁又建起了一个新的自然界。

——R.B.Woodward海葵毒素：C129H223N3O54(2680),64个不对称中心,7个非末端双键,异构体数目271个.1990年由Kishi领导的24位研究生和博士后经历8年努力完成了Palytoxin的全合成.11牛胰岛素是一种51肽，它有两条肽链：A链为21肽，其中含4个半胱氨酸残基，B链为30肽，有2个半胱氨酸残基，它们通过两个二硫键“桥”连接起来：

我国科学工作者于1965年9月在世界上首次合成了生理活性和天然产品基本相同的结晶牛胰岛素。

12

任何自然科学的最终目标都是要为人类造福，使人类生活的更美好。(1)保证人类的生存，(2)提高人类的生活质量，(3)延长人类的寿命。（举例：使粮棉油增产、改善生活、合成药物）3.研究目的（化学的实用性）131918

FritzHaber(Germany,1868-1934)

Germany,Kaiser-Wilhelm-Institut(nowFritz-Haber-Institut)fürphysikalischeChemieundElectrochemie,Berlin-Dahlem,

"forthesynthesisofammoniafromitselements".1931

CarlBosch(Germany,1874-1940)

Germany,HeidelbergUniversityandI.G.andFriedrichBergius(Germany,1884-1949)

Germany,HeidelbergUniversityandI.G.

"inrecognitionoftheircontributionstotheinventionanddevelopmentofchemicalhighpressuremethods".HaberProcess----20世纪人类最重大的发明如果没有Haber在1909年发明的用锇作催化剂的高压合成氨技术，世界粮食产量至少要减半，60多亿人口有30亿要饿死。14药物的发明

据世界卫生组织统计，世界人口的平均寿命已从20世纪初的45岁上升到2004年的73岁。

为什么人类寿命会如此显著延长呢？

主要有两方面的原因：

（1）医疗条件改善了，其中药物的使用是很关键的因素；（2）人类生活质量提高了，包括营养状况、生活和工作环境的改善等。

这两方面的原因都与合成化学紧密相关。

15从染料到磺胺药

1904年，德国化学家PaulEhrlich(1908年获诺贝尔奖)发现，用来给细菌染色以便做显微镜检查的某些染料能够杀死细菌。1932年德国病理学家G.Domagk在对许多染料进行筛选试验之后，发现百浪多息对治疗小鼠细菌感染有一定效果。

百浪多息

磺胺类药物的发明，曾使死亡率很高的细菌性疾病如肺炎、脑膜炎等得到了有效控制，为人类的健康做出了重要贡献。

16从天然产物中寻找新药物：

蒿甲醚于1994年开发上市，1995年被WHO列入国际药典，这是我国第一个被国际公认的创新药物。

17紫杉醇是20世纪70年代从紫杉树皮中提取出来的结构比较复杂的天然抗癌药物，现已广泛用于治疗卵巢癌和乳腺癌。紫杉醇的天然来源（即从紫杉树皮中提取）极为有限。化学家虽然已经成功地进行了紫杉醇的全合成，但从经济角度估计成本过高，实用上难以代替天然来源。然而，利用植物组织培养制备其结构类似的成分，再经过简单的半合成将其转化为紫杉醇，是需要化学家继续探索的一项课题。

18紫金港校区的风雨操场的屋顶由聚四氟乙烯制成19X-粉末衍射仪

液相色谱仪

气相色谱仪

浙江大学化学实验中心公共仪器平台实验室

元素自动分析仪

气相色谱-质谱仪

傅立叶变换红外光谱仪

20粒度分布测定仪

微机热天平荧光光谱、紫外光谱仪

核磁共振波谱仪原子吸收光谱仪浙江大学化学实验中心公共仪器平台实验室

21

化学的发展、兴盛也离不开其它学科的发展和技术进步。元素周期律的发现，卢瑟福的原子结构模型以及薛定谔方程的建立等等，为化学的发展翻开了崭新的一页，计算机、微电子、激光等技术的进步为化学工作者探究物质奥秘、进行分子设计和合成提供了更有力的技术支持，化学也因此获得了前所未有的发展。4.化学与其他学科之间的关系（中心学科）23六大分支学科（即化学的二级学科）：

(1)无机化学：主要研究无机物的组成、结构、性质和无机化学反应与过程；

(2)有机化学：主要研究碳氢化合物及其衍生物的化学，也有人称之为“碳的化学”；

(3)高分子化学：主要研究高分子化合物的结构、性能与反应、合成方法、加工成型及应用的化学。

(4)分析化学：主要是测量和表征物质的组成和结构。

(5)物理化学：主要研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法。

(6)结构化学：研究物质的原子和分子等结合态单元结构和性质的关系及其应用。5.化学的学科体系242526

与其它学科之间的交叉与渗透萌发出许多新的学科，例如：6.由化学萌发出的新兴学科交叉学科材料化学环境化学生物化学分子生物学27新兴学科化学生物学超分子化学绿色化学组合化学微分析化学28

化学不仅是重要的基础学科之一，它在物理、生物、环境、天文宇宙、地质地理、材料等学科发展中起着中心环节的作用。它与我们的日常生活以及社会活动息息相关。7.化学是重要的基础学科之一291.2，教学对象和目的①化学研究类，②化学品生产类，③非化学研究非化学品生产类。1.本课程是现实需要的产物大学本科化学教学的分类30

专门为上述工程类学生设计和开设。它以化学原理为经线，以化学在材料、信息、能源、环境、生命诸领域中的应用为纬线编织而成。2.本课程特点31使学生理解以下三个方面内容：①物质的组成无论多么复杂，它们最终都是由原子组成的；②原子是运动的、相互作用着的；电子的运动与光子有关。③物质的性质与物质的结构有关，化学变化时能量与质量紧密联系，不可分割，能量是物质存在的又一种表现形式。3.学习的目的32

其次，通过学习，加深对辨证唯物主义思想的理解，确立具体情况具体分析的观点，破除形形色色的迷信观念。

第三，通过学习，要求学生在碰到相关的化学问题时有较好的理解能力，并能达到“简单的问题自己解决，复杂的问题知道找谁解决”。331.3，教学中怎样使用教材1.抓住关键，突出重点，透析基础，与时俱进2.对化学原理教学不求深入展开，只求通俗易懂。3.对应用实例的教学不求多，只求精。4.一定要根据自己认识思维习惯，未来需要和现在短缺，抓住重点理解难点。341.4、一些基本概念一，物质的层次

物质是客观实在，是运动的，运动是物质的基本属性和存在形式。就物质的构造情况来看，其间可分为若干层次如微观、宏观和宇观三个层次。35表1.1有关物质层次的一些情况层次典型尺寸/m过渡尺寸/m实例理论胀观1040？3×1030

宇观1021银河系广义相对论3×1011太阳系宏观102篮球场牛顿力学3×10-10原子，分子微观10–17基本粒子量子力学3×10-27渺观10–36超弦（？钱学森3637二.系统和环境研究对象就称为系统。根据研究的需要而定，不同的方法和不同的角度对系统划分也不同。例如西医中医：14个经络361个穴位系统以外与之直接联系的部分，称为环境。38有物质和能量交换开放系统只有能量交换封闭系统无物质和能量交换隔离系统三种热力学系统系统可分为下述三类：39AgFeN2,H2NH3银片低熔合金铁片炉膛支架系统1：烧结炉2NH3(g)N2(g)+3H2(g)绝热层系统2：40三，聚集状态和相

物质在一定的温度和压力条件下所处的相对稳定的状态，称物质的聚集状态，简称物态。固态、液态、气态和等离子态。

相：系统中任何化学组成均匀，物理和化学性质都相同的，且可用机械方法分离出来的部分。相与相之间存在明显的界面。石墨、金刚石、C60Alfa-Fe体心立方结构γ-Fe面心立方结构等离子态等离子态是由等量的带负电的电子和带正电的离子组成，我们通常称处于等离子态的物质为等离子体。等离子体在宇宙中广泛存在。用人工方式也可以产生等离子体，如霓虹灯放电、原子核聚变、紫外线和X射线照射气体，都可以产生等离子体。等离子体在工业、农业和军事上都有广泛的用途，如利用等离子弧进行切割、焊接、喷涂、利用等离子体制造各种新颖的光源和显示器等。如果利用这种显示器制造电视，那么电视机可以像画一样挂在墙上。用等离子体技术处理高分子材料，包括塑料和纺织物，既能改变材料的表面性质，又能保留原材料的优异性能，而且无污染。在军事上可以利用等离子体来规避探测系统，用于飞机等武器装备的隐形。42插短片：1，相实验解说水乙醇氯化钠四氯化碳硝酸银碘化钾试剂加入次序44四，质量守恒和能量变化一般的化学反应方程式：aA+bB＝

yY+zZ或0=–aA–bB+yY+Zz常用化学反应计量方程表示化学反应中质量守恒关系，通式：式中∑为加和号，νB

为相应指定物化学式B的计量数，B为相应指定物的化学式，46反应通式表述了化学反应的两个特征：(1)质量守恒(2)能量变化：化学变化是反应物化学键破坏和生成物化学键形成的过程。破坏化学键需要吸收能量，形成化