化学概论第一讲

化学科学与技术作业：做好听课记录，下课时上交！

请用A4规格纸书写。只有化学才能创造新物质！本课程包括三个专题讲座：第一讲化学概况第二讲化学与能源第三讲纳米材料化学《科学》社论：让化学成为真正的“中心科学”化学是解决能源问题、疾病治疗问题的原动力。公众心目中，物理学才是科学的代表；最近，生物学也加入其中。奇怪的是，化学总是无法“见人”。利用二氧化碳制造生命这一类问题，明显是和物理学与生物学紧密相连的，但答案却属于化学的范畴。一、化学概况1.1化学的定义

研究变化的科学。

研究物质的性质、组成、结构、变化，以及物质间相互作用关系的科学。

“中心科学”，为部分科学学类的核心。1.2化学研究的主要内容1.3化学门类化学二级学科的传统分类：无机化学有机化学物理化学分析化学高分子化学结构化学物理化学作为一门学科是从1877年德国化学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家范托夫创刊的《物理化学杂志》开始的。

从物理角度分析化学原理。关注分子如何形成结构、动态变化、分子光谱原理、平衡态，涉及的热力学、动力学、量子化学、统计力学等重要物理领域。

物理变化往往导致化学变化。物理化学物理化学研究三个方面：

化学体系的宏观平衡性质:以热力学三个基本定律为基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。

化学体系的微观结构和性质:以量子理论为基础，研究原子和分子的结构、表面相的结构，结构与物性的规律性。

化学体系的动态性质:研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中化学变化的速率和变化机理。有化学动力学、催化、光化学和电化学。

分析检测仪器和方法的开发；

开发分析物质成分、结构的方法，使化学成分得以定性和定量，化学结构得以确定;

当代分析化学着重仪器分析，常用的分析仪器有几大类，包括原子与分子光谱仪，电化学分析仪器，核磁共振，X光，以及质谱仪。分析化学

研究碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的化合物的化学。主要研究有机化合物的合成途径和方法，结构和物理性质。有机合成和新反应途径的开发，对于药物，天然物，生物和材料高分子的开发，都是极为重要的，对于化学工业有极大的影响。

有机化学

有机化合物以外元素的化学领域；研究化合物的合成途径和方法，结构和物理性质，最常见的分子体系为金属簇合物。有机和无机化学领域常有交叠，甚至有密不可分的趋势。有机金属化学就是一门结合有机和无机领域的化学。

无机化学

卢嘉锡院士:我国著名化学家、化学教育家。1939年进入美国加洲理工学院1955年当选为中国科学院学部委员（院士）1960年福州大学副校长兼中科院福州物质结构研究所所长1981年出任中国科学院院长。

卢嘉锡院士在物理化学、结构化学、核化学、材料化学、仿生化学等领域成就卓著，特别是在原子簇化学和晶体材料领域成绩斐然。运用非实验的推算来解释或预测化合物的各种现象。主要包括量子化学。

理论化学

量子力学计算化学

(计算机代码在化学中的应用)分子模拟

(分子结构模型化的方法）分子动力学（模拟原子和分子的集合的运动）分子力学（模拟分子内及分子间相互作用势能面）数学化学（使用纯数学方法讨论及预测分子结构。理论反应动力学对与反应化合物相关的动态体系及其相应的微分方程的理论研究。吉林大学理论化学计算国家重点实验室

提供各种简约的计算方法，来预测并辅助实验结果的推断。实用性上已有诺贝尔奖的肯定，如1998年获诺贝尔化学奖的密度泛函方法。

计算化学

主要应用化学的理论和方法来研究生命现象，在分子水平上阐明生命现象的化学本质，即研究生物体的化学组成及化学变化的规律。研究蛋白质，碳水化合物，脂类，核酸以及其他生物分子的结构和功能。生物化学

活细胞主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫等组成；分为大分子和小分子；前者包括蛋白质、核酸、多糖、脂质；后者有维生素、激素、氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。以热力学的观点来研究化学的，以焓、熵等状态函数来描述和预言化学物质稳定性和化学反应发生的结果。

热化学

研究各种因为电力推动而发生的化学作用或者产生电力的化学过程。电化学

电解、电镀、电池、微弧氧化、电氧化、电还原重点开发电力能源、材料防护、电化学传感器等。研究各种化学物质，受到各种频率光线照射之后的化学反应变化。

光化学

光化学合成:光化学反应作为合成化合物的手段可以得到其它方法难以得到的新颖结构化合物光化学反应、光化学合成、光催化等。

光化学反应装置：一是反应溶液围绕着光源的装置；二是光源围绕着反应溶液的装置。S是配合物离子、金属离子或半导体光照产生的空穴；A-是配合物离子或半导体的光照产生的电子。第一个反应主要是光致产生强氧化剂和还原剂的过程；第二，三个反应是其后的对水的氧化还原反应。研究化学物质药理作用。研究药物的组成、结构、效能及机理。开发新型药物。药物使用的安全性问题。开发药物化学相关的器械。药物化学

用量子力学及其他纯理论手段解释各种化学现象。量子化学

运用薛定谔方程结合结构模型求解化学结构问题。给出物质磁性、发光、导电、半导体、光谱学性能的解释。研究不同的次原子粒子怎样组合在一起，形成一个原子核，及研究一个原子核中的物质如何变化。

核化学

核性质；核结构；核转变；核转变化学效应核化学广泛应用于各个领域如：利用中子活化分析，可准确地测定样品中50种以上元素含量，灵敏度很高;该法已广泛应用于材料科学、环境科学、生物学、医学、地学、宇宙化学、考古学和法医学等领域。核化学武器有巨大威力，可用导弹、火箭、飞机、火炮等。研究那些参与化学反应的物质属于或带有放射性同位素的化学反应的一门学科。例如，采用碘的放射性同位素标记各种蛋白质或激素，利用放射免疫分析技术，检测血清中物质的浓度。

放射化学

研究外太空的化学物质，分析它们的成分、结构与性质，从而研究宇宙的演化和可能的生命痕迹。

天文化学

对地球大气层及其他星球大气层化学问题的研究。微量气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氟氯烃类(CFCS)、臭氧(O3)等，气溶胶主要包括硫酸盐(SO42-)/硝酸盐(NO32-)、沙尘/矿尘、黑碳/有机碳气溶胶、海盐等大气化学

研究共价键以外各种化学键，例如氢键、范德华力、疏水效应的运作。

超分子化学

不同分子之间因彼此的弱相互作用而形成的一种新物质，这类物质由分子组成，彼此之间不是共价键结合，称为超分子。

研究和解决材料制备与合成、性能与结构分析、材料使用、