现代化学与应用课件

现代化学与应用现代化学口现代化学基础理论口应用学与农业口化学与医药口化学与材料化学学科的成就和地位口1.化学学科的地位口早在1985年,美国学者GC皮门特尔指出:“化学是一门中心科学,它与社会多方面的需要有关化学的基础研究则将有助于我们的后代赖以满足演化中的需要,赖以解决许多难以预期的问题口(1)化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生命、材料、环境等朝阳科学是下游。化学是中心科学,是从上游到下游的必经之地日(2)化学又是一门社会迫切需要的中心科学,与我们的衣、食、住(建材、家具)、行(汽车、道路)都有非常紧密的联系口(3)化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学(sun-risesclences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。口今天,在人类社会发展过程中迫切需要解决的几个重大问题:环境、粮食、能源、生命进化等,都需要化学的参与。化学的辉煌成就20世纪的化学成就,表现在理论、实验、应用等多方面。化学理论1.放射性和铀裂变的重大发现产生了6项诺贝尔奖2.化学键和现代量子化学理论3.合成化学的成就20世纪合成化学得到了极大的发展。在这100年中,在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目己从1900年的55万种,增加到1999年12月31日的2340万种。其中绝大多数是化学家合成的,几乎又创造出了一个新的自然界。有机合成大师Woodward合成了维生素B121990年由Kish完成了Palytoxin的全合成结构极其复杂的维生素B12,海葵霉素等的金合成表现出科学与艺术的高度结合。4.高分子科学和材料诺贝尔奖:◆1920年HStaudinger提出了高分子这个概念—1953年的诺贝尔化学奖。◆1953年Ziegler成功地在常温下将乙烯聚合成聚乙烯,从而发现了配位聚合反应。1955年Natt实现了丙烯的定向聚合,得到了高产率、高结晶度的全同构型的聚丙烯,使合成方法聚合物结构-性能三者联系起来,成为高分子化学发展史中一项里程碑。为此,Ziegler和Nat共获了1963年诺贝尔化学奖◆1974年Flory因在高分子性质方面的成就也获得了诺贝尔化学奖三火合成高分子材料:合成橡胶、合成塑料和合成纤维5.化学反应理论■1956年Semenov和Hinshelwood在化学反应机理、反应速度和链式反应方面的开创性研究获得了诺贝尔化学奖■1967年Eigenporter和Norrish因发展了闪光光解法技术用于研究发生在十亿分之一秒内的快速化学反应,对快速反应动力学研究作出了重大贡献,三人共获了诺贝尔化学奖。■1986年李远哲、Herschbach和Polany因发明了获得各种态信息的交叉分子束技术,并利用该技术研究F+H2的反应动力学,对化学反应的基本原理作出了重要贡献,为此共获了诺贝尔化学奖1999年Zewail因利用飞秒光谱技术研究过渡态的成就获诺贝尔化学奖。6.分析技术的发展◆经典的成分和组成分析方法仍在不断改进,分析灵敏度从常量发展到微量、超微量、痕量◆分析方法,可深入到进行结构分析,构象测定,同位素测定,各种活泼中间体如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等的直接测定,以及对短寿命亚稳态分子的检测等◆分离技术也不断革新,离子交换、膜技术、色谱法等等◆各种分析仪器如质谱仪、极谱仪、色谱仪的应用和微机化自动化及与其它重要谱仪的联用,得到迅速发展和完备◆现代航天技术的发展和对各行星成分的遥控分析,反映出分析技术的现代化水平。二、化学的巨大贡献1.对现代生命科学和生物技术的重大贡献●蛋自质的合成牛胰岛素的人工合成◆酶的化学●核酸的化学●化学对基因工程的贡献2.对人类健康的贡献20世纪化学家通过合成、半合成或从动植物、微生物中提取而得到的临床有效的化学药物超过2万种,常用的就有1000余种,而且这个数目还在快速增加。青霉素、链霉素、金霉素、氯霉素、头孢菌素等类型抗生素的发明,为人类的健康做出了巨大贡献。3.对国民经济和人类日常生活的贡献化学过程工业现代化学发展的趋势分析新世纪化学主要研究的物质层次口(1)原子层次的化学:核化学、放射化学、同位素化学、元素化学、单原子操纵和检测化学等口(2)分子片层次的化学:原子只有一百多种,但是分子数已达三千多万种,因此,在原子和分子之间引入一个新层次“分子片”日(3)分子层次的化学:三千多多万种化合物(分子),通常分为无机、有机和高分子化合物,但是近些年合成的金属有机化合物、元素

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲

2、最困难