化學學科的發(fā)展、現(xiàn)狀與未來(已修改)
2025-01-22 20:13 本頁面
【正文】 化學學科的發(fā)展、現(xiàn)狀與未來 1 化學學科發(fā)展的簡單回顧 2 化學學科的內涵及其地位作用 3 21世紀化學學科的發(fā)展趨勢 4 化學學科前沿介紹 綠色化學 超分子化學 邵 爽 浙江教育學院 理工學院 13588151586 1 1 化學學科發(fā)展的簡單回顧 遠古的化學 —— 實用技術 如：冶金、火藥、造紙等。 近代化學 —— 基本理論的建立 如：質量守恒定律、燃燒學說、阿佛加德羅定律、原子論、分子論、電離學說、酸堿理論等。 現(xiàn)代化學 —— 物質結構理論和合成化學 如：雜化軌道理論（ VB法）、分子軌道理論（ MO法）、配位場理論、逆合成、手性合成、綠色化學、組合化學、分子設計等。 未來的化學 —— 綜合學科發(fā)展的科學 如：深入研究原子組合分子的方法和技巧 。研究分子以上層次的現(xiàn)象 。與其他學科滲透、交叉聯(lián)合 ?？茖W — 技術 — 生產、必須創(chuàng)新、理論與實驗并駕齊驅、學科界限越來越模糊等。 2 1661年 波義耳在其著名論文“懷疑派的化學家”中提出 “ 元素 ”的概念，從而化學被確定為一門學科。 1803年 道爾頓提出 原子論 。 1811年 阿伏加德羅提出了“ 分子 ”的概念。 1860年 康尼查羅提出了 原子 分子論 。 1870年 門捷列夫發(fā)現(xiàn)了 元素周期律 ，奠定了化學學科的 理論基礎。 19世紀末 化學的重要分支（二級學科） 分析化學、無機化 學、有機化學 和 物理化學 相繼建立，這種分工大 大推動了化學研究的深化。 20世紀 量子力學 的誕生，近鄰學科特別是物理學、生物學 和數學的發(fā)展，以及各種新的實驗技術及精密儀 器的發(fā)明和計算機的出現(xiàn)，使化學學科得到迅猛 的發(fā)展。 化學理論發(fā)展的重要軌跡 3 20世紀化學學科基礎研究的重大突破 (1)放射性和鈾裂變的重大發(fā)現(xiàn) ?1903年居里夫婦因發(fā)現(xiàn)了放射性比鈾強 400倍的釙，以及放射性比鈾強 200多萬倍的鐳為此而獲得了諾貝爾物理學獎。 ? 1911年為表彰居里夫人在發(fā)現(xiàn)釙和鐳、開拓放射化學新領域以及發(fā)展放射性元素的應用方面的貢獻，居里夫人被授予了諾貝爾化學獎 ? 1908年盧瑟福因從事關于元素衰變和放射性物質的研究 ,提出了原子的有核結構模型和放射性元素的衰變理論而獲得了的諾貝爾化學獎。 ?1935年約里奧 居里夫婦因第一次用人工方法創(chuàng)造出放射性元素而榮獲了的諾貝爾化學獎。 ? 1938年費米因人工合成了 60種新的放射性元素而獲得了的諾貝爾物理學獎。 ?1944年哈恩因發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象而獲得了諾貝爾化學獎 . ?1942年費米領導下成功的建造了第一座原子反應堆。 ?1945年美國在日本投下了原子彈。 4 (2)化學鍵和現(xiàn)代量子化學理論的建立 鮑林在化學鍵本質研究和應用 化學鍵理論 來闡明物質結構而獲 1945年諾貝爾化學獎 。 經許多化學家近半個世紀的努力 ， 現(xiàn)代量子化學理論不斷發(fā)展和完善 ， 化學進入 實驗和理論計算并重 的時代 。 化學家們由淺入深 ， 認識分子的本質及其相互作用的基本原理 ， 從而讓人們進入 分子的理性設計 的高層次領域 。 20世紀化學學科基礎研究的重大突破 5 (3)創(chuàng)造新物質 —— 合成化學 近百年來化學家 (特別是有機化學家 )已經設計和合成了數千萬個化合物 ， 幾乎又創(chuàng)造了一個新的自然界；同時還發(fā)現(xiàn)了大量的 新反應 、 新試劑 、 新方法和新理論 。1912年格林尼亞因發(fā)明 格林尼亞試劑 ， 開創(chuàng)了 有機金屬化合物 在各種官能團反應中的新領域而獲諾貝爾化學獎 ?，F(xiàn)代有機合成化學是經過 20世紀近 100年的研究 、 探索發(fā)展到今天已可以合成像 ?？舅?(Polytoxin)這樣復雜的有機分子 (具有 64個手性中心 的 7個骨架內雙鍵 的分子 ， 存在271≈ 2 1021個異構體 )。 20世紀化學學科基礎研究的重大突破 6 OOHOHOHOHHOHOOHMeH2NOHOOOOHOHOHOHHOOOHOHOHOOHHOHOOHOHMeOHOHOHOOHOHOHHOOHOOMeMeMe OHOHOHHOOHOOHOHHOOHOHOH MeMeOHNHOHNOOH?？舅氐姆肿咏Y構 分子式為C129H223N3O54 有 64個不對稱碳和 7個骨架內雙鍵 , 異構體數目多達 271個 有機合成杰 作 1989年美國哈佛大學Kishi宣布全合成 64個手性中心 21021個同分異構體 7 VB12 分子結構 合成 1965年獲 Nobel化學獎 有機合成杰 作 8 藥物合成 —— 抗生素 NHN HSC O 2 HOC H 2 C OP e n i c i l l i n GNHN HSC O 2 HOC H C OH 2 NA m p i c i l l i nNHN HSC O2HOC HC OH2NH OAmoxicillin隨即篩選 分子設計 9 20世紀合成化學的輝煌成就 10 (4)高分子科學的建立和發(fā)展 20世紀的人類社會文明的標志之一是 合成材料 的出現(xiàn) 。 ?1953年 ，創(chuàng)立了高分子鏈型學說建立了高分子粘度與分子量之間的定量關系，從而獲得了的諾貝爾化學獎。 ?1963年 Ziegler和 Natta因發(fā)現(xiàn)了配位聚合反應和實現(xiàn)了丙烯的定向聚合而共獲了諾貝爾化學獎。 ? 1974年 Flory因在高分子性質方面的成就也獲得了諾貝爾化學獎。 三大傳統(tǒng)合成材料 塑料 橡膠 纖維 新型功能材料 光電材料 信息儲存材料 光導纖維 超導 …… 20世紀化學學科基礎研究的重大突破 11 (5)化學動力學與分子反應動態(tài)學的發(fā)展 揭示 化學反應的歷程 和研究 物質的結構與其反應能力之間的關系 ， 是控制化學反應過程的需要 。 1956年由前蘇聯(lián)的謝苗諾夫和英國的欣歇爾伍德在 化學反應機理 、反應速度 和 鏈式反應 方面的開創(chuàng)性研究而獲諾貝爾化學獎 。 同時研究快速反應的技術得到發(fā)展 ， 現(xiàn)在可以研究十億分
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