化學(xué)學(xué)科的發(fā)展、現(xiàn)狀與未來(lái)(已修改)
2025-01-22 20:13 本頁(yè)面
【正文】 化學(xué)學(xué)科的發(fā)展、現(xiàn)狀與未來(lái) 1 化學(xué)學(xué)科發(fā)展的簡(jiǎn)單回顧 2 化學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵及其地位作用 3 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 4 化學(xué)學(xué)科前沿介紹 綠色化學(xué) 超分子化學(xué) 邵 爽 浙江教育學(xué)院 理工學(xué)院 13588151586 1 1 化學(xué)學(xué)科發(fā)展的簡(jiǎn)單回顧 遠(yuǎn)古的化學(xué) —— 實(shí)用技術(shù) 如：冶金、火藥、造紙等。 近代化學(xué) —— 基本理論的建立 如：質(zhì)量守恒定律、燃燒學(xué)說(shuō)、阿佛加德羅定律、原子論、分子論、電離學(xué)說(shuō)、酸堿理論等。 現(xiàn)代化學(xué) —— 物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和合成化學(xué) 如：雜化軌道理論（ VB法）、分子軌道理論（ MO法）、配位場(chǎng)理論、逆合成、手性合成、綠色化學(xué)、組合化學(xué)、分子設(shè)計(jì)等。 未來(lái)的化學(xué) —— 綜合學(xué)科發(fā)展的科學(xué) 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(xué)科滲透、交叉聯(lián)合 ?？茖W(xué) — 技術(shù) — 生產(chǎn)、必須創(chuàng)新、理論與實(shí)驗(yàn)并駕齊驅(qū)、學(xué)科界限越來(lái)越模糊等。 2 1661年 波義耳在其著名論文“懷疑派的化學(xué)家”中提出 “ 元素 ”的概念，從而化學(xué)被確定為一門(mén)學(xué)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(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)了 元素周期律 ，奠定了化學(xué)學(xué)科的 理論基礎(chǔ)。 19世紀(jì)末 化學(xué)的重要分支（二級(jí)學(xué)科） 分析化學(xué)、無(wú)機(jī)化 學(xué)、有機(jī)化學(xué) 和 物理化學(xué) 相繼建立，這種分工大 大推動(dòng)了化學(xué)研究的深化。 20世紀(jì) 量子力學(xué) 的誕生，近鄰學(xué)科特別是物理學(xué)、生物學(xué) 和數(shù)學(xué)的發(fā)展，以及各種新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及精密儀 器的發(fā)明和計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使化學(xué)學(xué)科得到迅猛 的發(fā)展。 化學(xué)理論發(fā)展的重要軌跡 3 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)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(qiáng) 400倍的釙，以及放射性比鈾強(qiáng) 200多萬(wàn)倍的鐳為此而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 ? 1911年為表彰居里夫人在發(fā)現(xiàn)釙和鐳、開(kāi)拓放射化學(xué)新領(lǐng)域以及發(fā)展放射性元素的應(yīng)用方面的貢獻(xiàn)，居里夫人被授予了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) ? 1908年盧瑟福因從事關(guān)于元素衰變和放射性物質(zhì)的研究 ,提出了原子的有核結(jié)構(gòu)模型和放射性元素的衰變理論而獲得了的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ?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(xué)獎(jiǎng)。 ? 1938年費(fèi)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(xué)獎(jiǎng)。 ?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(xué)獎(jiǎng) . ?1942年費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)下成功的建造了第一座原子反應(yīng)堆。 ?1945年美國(guó)在日本投下了原子彈。 4 (2)化學(xué)鍵和現(xiàn)代量子化學(xué)理論的建立 鮑林在化學(xué)鍵本質(zhì)研究和應(yīng)用 化學(xué)鍵理論 來(lái)闡明物質(zhì)結(jié)構(gòu)而獲 1945年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 經(jīng)許多化學(xué)家近半個(gè)世紀(jì)的努力 ， 現(xiàn)代量子化學(xué)理論不斷發(fā)展和完善 ， 化學(xué)進(jìn)入 實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算并重 的時(shí)代 。 化學(xué)家們由淺入深 ， 認(rèn)識(shí)分子的本質(zhì)及其相互作用的基本原理 ， 從而讓人們進(jìn)入 分子的理性設(shè)計(jì) 的高層次領(lǐng)域 。 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重大突破 5 (3)創(chuàng)造新物質(zhì) —— 合成化學(xué) 近百年來(lái)化學(xué)家 (特別是有機(jī)化學(xué)家 )已經(jīng)設(shè)計(jì)和合成了數(shù)千萬(wàn)個(gè)化合物 ， 幾乎又創(chuàng)造了一個(gè)新的自然界；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了大量的 新反應(yīng) 、 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(kāi)創(chuàng)了 有機(jī)金屬化合物 在各種官能團(tuán)反應(yīng)中的新領(lǐng)域而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)是經(jīng)過(guò) 20世紀(jì)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(fù)雜的有機(jī)分子 (具有 64個(gè)手性中心 的 7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵 的分子 ， 存在271≈ 2 1021個(gè)異構(gòu)體 )。 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重大突破 6 OOHOHOHOHHOHOOHMeH2NOHOOOOHOHOHOHHOOOHOHOHOOHHOHOOHOHMeOHOHOHOOHOHOHHOOHOOMeMeMe OHOHOHHOOHOOHOHHOOHOHOH MeMeOHNHOHNOOH?？舅氐姆肿咏Y(jié)構(gòu) 分子式為C129H223N3O54 有 64個(gè)不對(duì)稱碳和 7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵 , 異構(gòu)體數(shù)目多達(dá) 271個(gè) 有機(jī)合成杰 作 1989年美國(guó)哈佛大學(xué)Kishi宣布全合成 64個(gè)手性中心 21021個(gè)同分異構(gòu)體 7 VB12 分子結(jié)構(gòu) 合成 1965年獲 Nobel化學(xué)獎(jiǎng) 有機(jī)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(shè)計(jì) 9 20世紀(jì)合成化學(xué)的輝煌成就 10 (4)高分子科學(xué)的建立和發(fā)展 20世紀(jì)的人類(lèi)社會(huì)文明的標(biāo)志之一是 合成材料 的出現(xiàn) 。 ?1953年 ，創(chuàng)立了高分子鏈型學(xué)說(shuō)建立了高分子粘度與分子量之間的定量關(guān)系，從而獲得了的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ?1963年 Ziegler和 Natta因發(fā)現(xiàn)了配位聚合反應(yīng)和實(shí)現(xiàn)了丙烯的定向聚合而共獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 ? 1974年 Flory因在高分子性質(zhì)方面的成就也獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 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(chǔ)存材料 光導(dǎo)纖維 超導(dǎo) …… 20世紀(jì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重大突破 11 (5)化學(xué)動(dòng)力學(xué)與分子反應(yīng)動(dòng)態(tài)學(xué)的發(fā)展 揭示 化學(xué)反應(yīng)的歷程 和研究 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其反應(yīng)能力之間的關(guān)系 ， 是控制化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的需要 。 1956年由前蘇聯(lián)的謝苗諾夫和英國(guó)的欣歇爾伍德在 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 、反應(yīng)速度 和 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 方面的開(kāi)創(chuàng)性研究而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 同時(shí)研究快速反應(yīng)的技術(shù)得到發(fā)展 ， 現(xiàn)在可以研究十億分
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