化學(xué)史——7近代化學(xué)的突破和化學(xué)發(fā)展的前沿(存儲(chǔ)版)
【正文】 3000多年前，我們祖先發(fā)現(xiàn)石油。公元 900多年我國(guó)的膽水浸銅法是世界上最早的濕法冶金技術(shù)（置換法）。 ?我國(guó)是“纖維之王” … 蠶絲的故鄉(xiāng)。 ? 1911年英國(guó)的盧瑟福提出原子核模型（ 1908年因其在研究元素核衰變和原子結(jié)構(gòu)上的成就榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)） ? 1962年加拿大的巴特來合成了第一個(gè)惰氣化合物（ XePtF6） 中國(guó)化學(xué)史上的“ 世界第一 ” ?公元前 100年中國(guó)發(fā)明造紙術(shù)。 6. 二十世紀(jì)奧地利和德國(guó)物理學(xué)家泡利。 2. 十八世紀(jì)七十年代，瑞典化學(xué)家舍勒和英國(guó)化學(xué)家普利斯里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣；法國(guó)化學(xué)家錫最早用天平和為研究化學(xué)的工具，并推翻了燃素學(xué)說；英國(guó)化學(xué)家卡文迪許。 8. 十九世紀(jì)荷蘭物理學(xué)家范德華首先研究了分子間作用力。 ?公元前 200… 后 400年中國(guó)煉丹術(shù)興起。 ?公元前 600年中國(guó)已掌握冶鐵技術(shù)，比歐洲早 1900多年。公元 200年中國(guó)比較成熟地掌握了制瓷技術(shù) 。 ?世界上最早開發(fā)和利用天然氣的是中國(guó)的四川省邛和陜西省鴻門兩地。 ?世界上已知的 140多種有用礦，我國(guó)都有。沒有分析化學(xué)家就沒有現(xiàn)代的環(huán)境科學(xué) ? 大氣環(huán)境化學(xué) ? 水環(huán)境化學(xué) ? 土壤環(huán)境化學(xué) ? 元素化學(xué)循環(huán) ? 化學(xué)污染控制 ? 環(huán)境計(jì)算化學(xué) 學(xué)科交叉與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域 ? 綠色化學(xué) ? 污染和廢棄物大都來自化學(xué)并且極為迅速的消耗不可再生資源 ? Green Chemistry的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。 ? 化學(xué)為人類進(jìn)步提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于許多學(xué)科分支的發(fā)展起了帶頭作用，但是其地位和作用一直受到忽視。 ? 但是化學(xué)學(xué)科始終與其他學(xué)科相隔一層無形之物（類似于玻璃）看得見、過不去、連不起。 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略 ? 原始創(chuàng)新是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的靈魂 ? 基礎(chǔ)研究是人類文明進(jìn)步的動(dòng)力，是科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源泉和后盾，是新技術(shù)新發(fā)明的先導(dǎo)，也是培養(yǎng)人才的搖籃。必須建立新的檢測(cè)原理、改進(jìn)相關(guān)的儀器和技術(shù)。 ? 解決放大效應(yīng)的前沿方向是利用當(dāng)代非線性科學(xué)的知識(shí)進(jìn)行多尺度分析 。 ? 主要方向： 1. 定向合成和高選擇性合成方法學(xué)的研究 2. 綠色合成（原子經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好性） 3. 極端條件和溫和條件下的合成 4. 具有特定功能、特殊結(jié)構(gòu)的分子的合成和分子聚集體的組裝 5. 基礎(chǔ)理論和計(jì)算機(jī)應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 化工過程中的多尺度效應(yīng) ? 見下圖 ? 化學(xué)關(guān)注原子 /分子層次上的相互轉(zhuǎn)化以及熱力學(xué) /動(dòng)力學(xué)上的可行性，但對(duì)工廠要真正實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到符合人們要求的產(chǎn)品卻復(fù)雜的多。礙而實(shí)通，曰理高妙；出自意外，曰意高妙；寫出幽微，如清澈見底，曰想高妙；非齊非怪，剝落文采，知其妙而不知其所以妙，曰自然高妙 ” 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 新世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略 ? 21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展的方向 1. 尋求結(jié)構(gòu)多樣性的研究與功能研究結(jié)合 2. 加強(qiáng)復(fù)雜化學(xué)體系的研究 3. 重視化學(xué)信息學(xué)和高效計(jì)算機(jī)信息處理在化學(xué)中的應(yīng)用 4. 新實(shí)驗(yàn)方法的建立和方法學(xué)研究 5. 跟蹤、分析、模擬化學(xué)反應(yīng)過程 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué) —— 北京大學(xué)徐光憲院士發(fā)表在 《 中國(guó)科學(xué)基金 》 2022年第 2期上的文章（略有改動(dòng)） ? 一門科學(xué)的定義至少有三個(gè)屬性 1. 整體性和局部性 2. 發(fā)展性 3. 定義的多維性 ? 21世紀(jì)化學(xué)的定義和內(nèi)涵 1. 化學(xué)的一維定義 可分為十個(gè)層次： 原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、超分子、高分子、生物分子、納米分子和納米聚集體、原子和分子的宏觀聚集體、復(fù)雜分子體系及其組裝體層次 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 21世紀(jì)化學(xué)的定義和內(nèi)涵 1. 化學(xué)的一維定義 可分為十個(gè)層次： 原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、超分子、高分子、生物分子、納米分子和納米聚集體、原子和分子的宏觀聚集體、復(fù)雜分子體系及其組裝體層次 2. 化學(xué)的二維定義 化學(xué)是研究 X對(duì)象的 Y內(nèi)容的科學(xué) 3. 化學(xué)的三維定義 化學(xué)是用 Z方法研究 X對(duì)象的 Y內(nèi)容的科學(xué) 4. 化學(xué)的四維定義 化學(xué)是用 Z方法研究 X對(duì)象的 Y內(nèi)容以達(dá)到 W目的的科學(xué) 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 21世紀(jì)化學(xué)研究的六大趨勢(shì) 1. 更加重視國(guó)家目標(biāo)，更加重視不同學(xué)科之間的交叉融合 2. 理論和實(shí)驗(yàn)更加緊密結(jié)合 3. 在研究方法和手段上，更加重視尺度效應(yīng) 4. 合成化學(xué)的新方法層出不窮 5. 分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué) 發(fā)展趨勢(shì)和主要問題舉例 ? 21世紀(jì)化學(xué)的四大難題 1. 化學(xué)的第一根本定律 —— 化學(xué)反應(yīng)理論和定律 2. 化學(xué)的第二根本定律 —— 結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系 3. 納米尺度的基本規(guī)律 4. 活化分子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 發(fā)
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