【正文】 之一秒內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 。 美籍華人化學(xué)家李遠(yuǎn)哲及美國化學(xué)家赫希巴赫首先研制成功能獲得各種態(tài)信息的 交叉分子束 實(shí)驗(yàn)裝置 ， 從微觀角度來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng) ，發(fā)展了 分子反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué) ， 亦稱態(tài) 態(tài)化學(xué) ， 對化學(xué)反應(yīng)的基本原理做出了重要突破 。 (榮獲 1986年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) )。 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重大突破 12 關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的歷程的重要研究成果 …… ?1956年 Semenov和 Hinchelwood在化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)速度和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)方面的開創(chuàng)性研究獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ?1967年 Eigen Porter和 Norrish因發(fā)展了閃光光解法技術(shù)用于研究發(fā)生在十億分之一秒內(nèi)的快速化學(xué)反應(yīng)，對快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究作出了重大貢獻(xiàn)，三人共獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ?1986年李遠(yuǎn)哲 、 Herschbach和 Polany因發(fā)明了獲得各種態(tài)信息的交叉分子束技術(shù) ， 并利用該技術(shù) F+H2的反應(yīng)動(dòng)力學(xué) （ 態(tài)－態(tài)化學(xué) ） ， 對化學(xué)反應(yīng)的基本原理作出了重要貢獻(xiàn) ， 為此共獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 ?1999年 Zewail因利用飛秒光譜技術(shù)研究過渡態(tài)的成就獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 …… 13 飛秒化學(xué) ?飛秒化學(xué)是研究在極小的時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的過程和機(jī)理。這一領(lǐng)域涉及的時(shí)間間隔短至約千萬億分之一秒，即 1飛秒。 1 s(s,秒 )=103ms(毫秒 )=109ns(納秒 )＝ 1015 fs (femtosecond飛秒 ) ?飛秒化學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ) —— 飛秒激光。不同波長的激光可以選擇性地激發(fā)和檢測不同的分子，或者同一分子的不同內(nèi)部能量狀態(tài)，或量子態(tài)分布。 ?從分子的角度來說，化學(xué)反應(yīng)的本身就是分子體系的波函數(shù)隨時(shí)間的變化，在勢能面上運(yùn)動(dòng)的過程。實(shí)驗(yàn)上，通過觀察在不同時(shí)刻體系的性質(zhì)，就可以得到這種演化的圖像，從而理解反應(yīng)的具體動(dòng)力學(xué)過程。由于分子內(nèi)部、化學(xué)反應(yīng)過程中及凝聚相中分子間相互作用過程是在非常短的時(shí)間里發(fā)生的，比如說，化學(xué)反應(yīng)過渡態(tài)的壽命一般只有幾十飛秒，所以必須在飛秒的時(shí)間尺度上對化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行檢測。也就是說，要象照相一樣，要用足夠短的“快門”，來捕捉分子運(yùn)動(dòng)和變化的瞬間行為的信息。 14 (6)分析科學(xué)的發(fā)展 20世紀(jì) 70年代 ， 生命科學(xué) 、 信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ，使分析化學(xué)進(jìn)入了嶄新階段 ， 它不只限于測定物質(zhì)的組成和含量 ， 而要對 物質(zhì)的狀態(tài) (氧化 ． 還原態(tài) 、 各種結(jié)合態(tài) 、 結(jié)晶態(tài) )、結(jié)構(gòu) (一維 、 二維 、 三維空間分布 )、 微區(qū) 、 薄層和表面的組成與結(jié)構(gòu)以及 化學(xué)行為 和 生物活性 等做出瞬時(shí)追蹤 ， 無損 和 在線監(jiān)測 等分析及過程控制 ， 甚至要求 直接觀察原子和分子的形態(tài)與排列 。 分析化學(xué)成為一門儀器裝置和測量的科學(xué) 。 1990年開始的人類基因組計(jì)劃 (HGP)中 ， 由于 DNA測序技術(shù)不斷推陳出新 ， 從 板凝膠 電泳到 凝膠毛細(xì)管 電泳 、 線性高分子溶液毛細(xì)管 電泳 、 到 陣列毛細(xì)管 電泳 ， 直至 全基因組鳥槍 測序技術(shù) 。 終于使人類基因組計(jì)劃提前到 2023年完成 。 分析化學(xué)在推進(jìn)人們弄清環(huán)境和生命有關(guān)的化學(xué)問題中起著關(guān)鍵作用 。 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重大突破 光譜：原子吸收、原子發(fā)射 波譜：紅外光譜、紫外光譜 核磁共振、質(zhì)譜 能譜：電子能譜 色譜：氣相色譜、液相色譜 X射線衍射：單晶、粉末 15 (7)生命科學(xué) 生物小分子化學(xué)，蛋白質(zhì)化學(xué) 核酸化學(xué)，糖化學(xué) 蛋白質(zhì)的化學(xué) 結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu) , 二級結(jié)構(gòu) , 三級結(jié)構(gòu) , 四級結(jié)構(gòu) 氨基酸序列分析儀 酶的化學(xué) ? 酶催化的機(jī)理 ? 化學(xué)模擬 ? 生物合成與生物轉(zhuǎn)化 核酸的化學(xué) ? DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)（ WatsonCrick獲 1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎(jiǎng) ) ? 堿基配對原則 ? DNA的復(fù)制 ? 基因表達(dá) ? 遺傳密碼的發(fā)現(xiàn) ? 中心法則 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重大突破 16 ?20世紀(jì)初開始生物小分子（如糖、血紅素、葉綠素、維生素等）的化學(xué)結(jié)構(gòu)與合成研究就多次獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) ?1955年首次合成多肽激素催產(chǎn)素和加壓素，獲 1955年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)； ?1960年成功地測定了鯨肌紅旦白和馬血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)，獲1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)； ?1980年 、 DNA分裂和重組、DNA測序以及現(xiàn)代基因工程學(xué)方面的杰出貢獻(xiàn)而共獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ?1982年 “象重組“技術(shù)和揭示病毒和細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ? 1993年 發(fā)明多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)對基因工程的貢獻(xiàn)而共獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 化學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域的重要研究成果 17 DNA 18 蛋白酶的一種 ——胰蛋白酶的結(jié)構(gòu)和排列順序示意圖 19 1965年 9月，我國科學(xué)家汪猷帥 上百位化學(xué)工作者經(jīng)過 6年多堅(jiān)持不懈的努力，獲得了人工全合成牛胰島素晶體。這是世界上第一個(gè)人工合成的蛋白質(zhì)。 兩條肽鏈 :A鏈 21個(gè)氨基酸殘基 ,B鏈 30個(gè)殘基 ,分子量 5700道爾頓 ,1953年確定全部化學(xué)結(jié)構(gòu) . 1965年我國的 人工合成牛胰島素 20 20世紀(jì)化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展 (1)石油化工成為支柱產(chǎn)業(yè) 20世紀(jì) 30年代催化劑進(jìn)入石油化工， 催化動(dòng)力學(xué) 的發(fā)展及 催化劑 的作用使石油的 各種餾分 成為各種不同用途的化工產(chǎn)品，石油化工迅速發(fā)展，已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占重要地位的工業(yè)領(lǐng)域。 世界化工總產(chǎn)值中 80％以上的產(chǎn)品與石油化工有關(guān) 。 21 (2)三大合成材料時(shí)代 20世紀(jì)前半葉 ， 由于基礎(chǔ)化學(xué)中的高分子化學(xué)的興起和發(fā)展 ， 逐步形成了 塑料 、 纖維 、 橡膠 三大合成材料工業(yè) 。 到 20世紀(jì)末 ， 世界年產(chǎn)合成橡膠能力已 1200萬噸 ，合成纖維達(dá) 1500萬噸 ， 合成塑料已超過 6000萬噸 。 以塑料為主體的三大合成材料 ， 以體積計(jì)算其世界總產(chǎn)量已超過全部金屬的產(chǎn)量 ， 所以有人稱 20世紀(jì)為聚合物時(shí)代 。 20世紀(jì)化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展 22 (3)化肥 （ 農(nóng)藥 ） 工業(yè)的巨大作用 20世紀(jì)面臨人口大幅度增長和糧食需求迅速增加的局面 。 在解決這一困難中 ， 化肥起了重要作用 。 其中 氮肥 的生產(chǎn)關(guān)鍵問題是如何利用大氣中的氮大規(guī)模合成肥料 。 1909年德國化學(xué)家哈伯用鋨作催化劑成功地建立了每小時(shí)產(chǎn)生 80克氨的實(shí)驗(yàn)裝置 。 哈伯因此而榮獲 1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 1931年德國博施建成第一個(gè)用鐵催化劑的 合成氨 工廠日產(chǎn)量為 30