化學(xué)史——7近代化學(xué)的突破和化學(xué)發(fā)展的前沿-免費閱讀
【正文】 ? 許多復(fù)雜現(xiàn)象發(fā)生在若干個主要的特征尺度上，對過程起控制作用的各種機制也只在某些特征尺度上發(fā)生作用。 ? 新的原理和方法、儀器制造和改進(jìn)、應(yīng)用領(lǐng)域及其重要性的擴(kuò)大使得分析化學(xué)脫離化學(xué)二級學(xué)科的地位成為一門獨立的“分析科學(xué)”。所以化學(xué)處在了一個很尷尬的地位。 ? 21世紀(jì)的化學(xué)科學(xué)在材料、信息、生命和能源四大領(lǐng)域仍能發(fā)揮基礎(chǔ)作用。在各行業(yè)中屬于朝陽產(chǎn)業(yè)。 ? 需要化學(xué)家研究的領(lǐng)域： 1. 發(fā)現(xiàn)并研究新的生物活性分子 2. DNA序列雖然測定已經(jīng)解決，人類基因組（ Human Genome Project， HGP）計劃也已經(jīng)完成，但其功能和作用還幾乎屬于空白 3. 酶結(jié)構(gòu)和催化功能的關(guān)系研究 4. 通過化學(xué)方法合成生物活性分子并模擬生命過程和生命體系的合成 學(xué)科交叉與熱點研究領(lǐng)域 ? 材料科學(xué) ? 沒有化學(xué)就沒有材料科學(xué)，是化學(xué)與物理的完美結(jié)合 ? 沒有化學(xué)就沒有材料，尤其就沒有新的功能材料 ? 美國科學(xué)家 A F Heeger， A G Macdiarmid和日本科學(xué)家H Shirakawa因為發(fā)現(xiàn)聚乙炔（ Polyacetylene）的導(dǎo)電性而獲得 2022年諾貝爾化學(xué)獎，此后又合成了一系列導(dǎo)電高分子材料（結(jié)構(gòu)見下圖） ? 其他如液晶電視（被動顯像）、電致發(fā)光顯示屏（主動顯像）、光纖、鋰電池、鎳氫電池、壓電陶瓷等等 學(xué)科交叉與熱點研究領(lǐng)域 ? 環(huán)境化學(xué) ? 1995年 Nobel化學(xué)獎授予 M. Molina（墨西哥）、 S. Rowland（美）、 P. Gutzen（荷蘭），因為他們提出了平流層臭氧破壞的化學(xué)機制。 ?全世界海鹽產(chǎn)量 5000萬噸，其中我國生產(chǎn)1300多萬噸，居世界第一。古書載“澤中有火”即指地下流出石油溢到水面而燃燒。 ? 1700多年前，中國已能煉鉛及銅鉛合金。公元前2022年 中國己經(jīng)養(yǎng)蠶。公元 105年東漢蔡倫總結(jié)并推廣了紙技術(shù)，而歐洲人還在用羊皮抄書呢！ ?公元 700…800 年唐朝孫思邈在 《 伏硫磺法 》中歸早記載了黑火藥的三組分（硝酸鉀、硫磺和木炭）。洪特分別提出了核外電子排布的“泡利不相容原理”、“洪特規(guī)則”。古代和近代化學(xué)史掠影 1. 我國有了青銅器；春秋晚期能煉鐵；戰(zhàn)國晚期能煉鋼；唐代；有了火藥。 7. 1869年俄國化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律。火藥于 13 世紀(jì)傳入阿拉伯，14世紀(jì)才傳入歐洲。公元 200年養(yǎng)蠶技術(shù)傳入日本。 ?公元前 8000…6000 年中國已制造陶器。宋朝沈括 所著 《 夢溪筆談 》 第一次記載石油的用途，并預(yù)言：“此物必大行于世”。早在 3000多年前，我國就采用海水煮鹽了，是世界上制 鹽最早的國家。并且直接導(dǎo)致了南極臭氧洞的發(fā)現(xiàn)和 《 蒙特利爾議定書 》 的簽訂 ? 環(huán)境分析化學(xué)。國外開發(fā)一個新藥平均需要投入 2億美元， 10年時間。 ? 特別是功能材料和分子器件必須有雄厚的化學(xué)基礎(chǔ)。 發(fā)展趨勢和主要問題舉例 ? 新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略 ? 化學(xué)學(xué)科發(fā)展與化學(xué)分支學(xué)科重組的思考 ? 傳統(tǒng)劃分方法： ? 無機、分析、有機、物化、高分子 ? 整體化多層次的特性、交叉重組的趨勢 ? 新的二級學(xué)科： ? 合成化學(xué)：合成方法學(xué)、手性合成、模版合成等 ? 分離化學(xué)：萃取化學(xué)、離子交換、色層分離等 ? 分析化學(xué)：電分析、光和波譜分析、化學(xué)計量學(xué)、在線原位分析等 ? 物理化學(xué)：化學(xué)熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)、催化、表面 /界面化學(xué)、超臨界等 ? 理論化學(xué)：計算化學(xué)、量子化學(xué)、化學(xué)統(tǒng)計學(xué)、非線性化學(xué)等 ? 化學(xué)的最新定義： ? 化學(xué)是主要研究從原子、分子片、分子、超分子到原子和分子的各種不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài)的合成和反應(yīng)、分離和分析、結(jié)構(gòu)和形態(tài)、物理性能和生物活性及其規(guī)律和應(yīng)用的自然科學(xué)。 ? 準(zhǔn)確度和靈敏度的提高、更好的精密度和選擇性、更低的基體干擾和檢測限 …… 這些目標(biāo)的追求已達(dá)到極限。 ? 簡略的可以分為四個過程和六個尺度，分別研究其內(nèi)在規(guī)律；多尺度系統(tǒng)的突出特征是存在結(jié)構(gòu)、尺度的變化，意味著結(jié)構(gòu)的變化，從而引起行為過程的劇變，這是放大效應(yīng)的內(nèi)在機制。 ? 化工過程的現(xiàn)象和過程都是非均勻的、非線性的、多尺度的。 ? 由于計算機科學(xué)和其他學(xué)科的引入使得分析化學(xué)取得了質(zhì)的飛躍，并且在生命、環(huán)境、材料科學(xué)中的重要性日益加強。而在技術(shù)領(lǐng)域又實際上被認(rèn)為是科學(xué)，因為化學(xué)的研究成果轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品得到應(yīng)用，還需要大量的開發(fā)性工作。 ? 實際上，沒有化學(xué)背景的人從事其他相關(guān)領(lǐng)域的研究，感覺非常吃力，高度很難沖上去。 ? 由于藥物市場的推動，使得手性合成和手性拆分得到巨大發(fā)展 ? 世界藥物市場年銷售額 4000億美元，國內(nèi)大部分藥物都是仿制藥，自行設(shè)計和開發(fā)的新藥只有 100余種。 1963年完成了完整的密碼子表（核酸堿基序列決定細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)）使生命科學(xué)有了真正的發(fā)展。 ? 1977年我國在山東發(fā)現(xiàn)了迄今為止的世界上最大的金剛石 … 常林鉆石 。 ?
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