【正文】 轉(zhuǎn)生命過程所需的酶分子和其他功能蛋白質(zhì)分子或幾乎全部分子機(jī)器，其設(shè)計(jì)都存放在通過長期演化所得的染色體中。我們的答案是：21世紀(jì)的化學(xué)決不會消微衰亡，而是要更加輝煌。原來TNT能緩慢釋放NO，而NO能使血管擴(kuò)張，它是一種傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”，叫做EDRF。現(xiàn)在多數(shù)科學(xué)家預(yù)言21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，但現(xiàn)代生命科學(xué)必須在分子的水平上來研究。第二是分子片層次的化學(xué)。21世紀(jì)將研究分子的多元分類法，如按照分子片結(jié)合方式和生成的分子結(jié)構(gòu)類型分類，先分為0維，1維，2維，3維分子，0維分子再用(nxcπ)來分類，其中n表示分子片數(shù)，x與價(jià)電子數(shù)有關(guān)，c是分子內(nèi)成環(huán)的數(shù)目，π是π鍵的數(shù)目。ⅰ合成化學(xué)21世紀(jì)的化學(xué)，不但研究對象要更新，而且研究方法也要更新。(3)各類分析方法的聯(lián)用，例如色質(zhì)聯(lián)用，色譜和光譜聯(lián)用，ICPMS，GCFTIRMS等。化學(xué)不再是純實(shí)驗(yàn)科學(xué)了。它使人類認(rèn)識和改造物質(zhì)世界的手段和能力延伸到原子和分子。做此柵欄的目的就是要試圖捕獲或?qū)⒁恍╇娮酉拗圃趫A形結(jié)構(gòu)中，迫使這些電子進(jìn)入“量子”態(tài)。，注意引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究活動，并通過探究活動和合作學(xué)習(xí)，主動地獲取知識；注意培養(yǎng)學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的問題的思路和方法，體驗(yàn)探究活動的過程、方法和成功后的喜悅，從而使學(xué)生產(chǎn)生親近化學(xué)、熱愛化學(xué)并渴望了解化學(xué)的情感，樹立學(xué)好化學(xué)的信心?！罢肀菊n題的探究活動記錄，按探究目的、步驟和方法、現(xiàn)象和結(jié)論等寫出探究報(bào)告”很重要，這是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法的重要一環(huán)，應(yīng)對學(xué)生有嚴(yán)格的要求。三層火焰既有明顯的邊緣，又有不確定的頂部。，可利用多種媒體或?qū)嵨锉硌轂閷W(xué)生提供不遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則和操作規(guī)程所帶來危害的事實(shí)，以使學(xué)生從中領(lǐng)悟遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則和操作規(guī)程的重要性。燈帽如系玻璃磨口的，則將燈熄滅后，尚需趁熱將燈帽再提起一次，放走熱酒精蒸氣同時進(jìn)入一部分冷空氣，再蓋好，以保持燈帽內(nèi)外壓強(qiáng)一致，下次使用時，容易打開燈帽。因此本單元結(jié)合氧氣的性質(zhì)和制取，介紹了化學(xué)反應(yīng)的初步概念，還介紹了兩類最基本的化學(xué)反應(yīng)──化合反應(yīng)與分解反應(yīng)。這三部分內(nèi)容相互密切聯(lián)系，并逐步深入。 空氣是一種寶貴的資源(氧氣、氮?dú)?、稀有氣體的用途)教學(xué)時，應(yīng)盡量從學(xué)生熟悉的事物引入。教師也應(yīng)簡單介紹一下大氣的自凈作用，這是一種自然環(huán)境的調(diào)節(jié)機(jī)能。但用這種方法測定的水面上升僅為1／10體積左右，誤差就更大了。④認(rèn)識到科學(xué)探究既需要觀察和實(shí)驗(yàn)，又需要進(jìn)行推理和判斷。解釋與結(jié)論①能對事實(shí)與證據(jù)進(jìn)行簡單的加工與整理，初步判斷事實(shí)證據(jù)與假設(shè)之間的關(guān)系。這些成分所以幾乎不變，主要是自然界各種變化相互補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果。事實(shí)上，瑞典化學(xué)家舍勒(，1742—1786)在盧瑟福和普利斯特里研究氮?dú)獾耐瑫r，于1772年也從事這一研究，他可算是第一個認(rèn)為氮是空氣成分之一的人。1898年拉姆塞又在液態(tài)空氣蒸發(fā)后的殘余物里，先后發(fā)現(xiàn)了氪(拉丁文原意是“隱藏的”)，氖(拉丁文原意是“新的”)和氙(拉丁文原意是“生疏的”)。后來，倫敦逐漸用天然氣和電力取代煙煤，1956年又制定了潔凈空氣法，禁止使用污染性燃料，空氣質(zhì)量大為改觀。1952年冬天，天氣特別冷而陰濕，家家都燒煤取暖。1868年8月18日在印度發(fā)生了日全蝕，法國天文學(xué)家嚴(yán)森(，1824—1907)從分光鏡中發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有一條跟鈉D線不在同一位置上的黃線，這條光譜線是當(dāng)時尚未知道的新元素所產(chǎn)生的。那年8月1日他如法加熱汞煅灰(即氧化汞)，發(fā)現(xiàn)蠟燭在分解出的“空氣”中燃燒時放出更為光亮的火焰；他又將老鼠放在這種氣體中，發(fā)現(xiàn)老鼠比在同體積的尋?？諝庵谢畹臅r間約長了4倍。以后，由于植物的光合作用持續(xù)地進(jìn)行，空氣中的二氧化碳在植物發(fā)生光合作用的過程中被吸收了大部分，并使空氣里的氧氣越來越多，終于形成以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鞯默F(xiàn)代空氣。收集證據(jù)①具有較強(qiáng)的實(shí)證意識。科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，也是義務(wù)教育階段的化學(xué)課程的重要內(nèi)容，對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用。，并塞緊塞子。，可引導(dǎo)學(xué)生分析“大氣污染”的漫畫。，知道空氣是一種寶貴的自然資源，養(yǎng)成關(guān)注環(huán)境、熱愛自然的情感。選擇以空氣為題，開始這一單元的教學(xué)活動，是符合“從學(xué)生熟悉的事物入手，進(jìn)行科學(xué)教育”的原則的。此外燈芯最好松緊適度，過緊則燈芯容易燒焦。教材沒有采用單純的基本操作訓(xùn)練的方法，而是結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作練習(xí)，這樣更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。燃燒著的蠟燭因其頂部受熱熔化而形成一個凹槽，熔化后的無色液體貯于凹槽中，并浸潤燭芯直至火焰的底部。教材中對這個探究活動的小結(jié)很重要，要引導(dǎo)學(xué)生親自感受化學(xué)學(xué)習(xí)的以下特點(diǎn)：(1)關(guān)注物質(zhì)的性質(zhì)；(2)關(guān)注物質(zhì)的變化；(3)關(guān)注物質(zhì)的變化過程及其現(xiàn)象。只有在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、電子工程學(xué)以及其他學(xué)科的很多方面得到充分發(fā)展的情況下，才能真正地形成一項(xiàng)具體的納米技術(shù)。納米科技的最終目標(biāo)是直接以原子和分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品，因此研究單原子、分子的特性和相互作用以及揭示在納米尺度上的新現(xiàn)象、新效應(yīng)是納米科技研究的重要前沿方向。生物學(xué)用基因重組方法創(chuàng)造的新物種遠(yuǎn)比天然的物種少。展望21世紀(jì)，這個趨勢將進(jìn)一步發(fā)展。如果其中含有抗體，就能和樹脂中的抗原結(jié)合。第六是宏觀聚集態(tài)的化學(xué)，其中包括固體化學(xué)，晶體化學(xué)，非晶態(tài)化學(xué)，流體和溶液化學(xué)，等離子體化學(xué)，膠體化學(xué)，界面化學(xué)等。高分子，生物大分子，自由基，準(zhǔn)分子(即分子的激發(fā)態(tài)，過渡態(tài)，吸附態(tài)等) 和帶電荷的分子離子都屬于分子的范疇。這個定義的上半句是化學(xué)的主要研究對象，下半句是研究內(nèi)容和方法。上游科學(xué)研究的對象比較簡單，但研究的深度很深。例如諾貝爾在1864年用硝酸甘油(TNT)制造出安全炸藥，使TNT成為19世紀(jì)60年代的明星分子。實(shí)際上，隨著金屬有機(jī)物、分子篩和氧化物載體等物質(zhì)的設(shè)計(jì)和合成越來越得心應(yīng)手，催化化學(xué)等學(xué)科在挑戰(zhàn)面前贏得機(jī)會的條件也越來越好了。在蛋白質(zhì)中，兩種紅蛋白，即血紅和肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)測定得最早，功能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系也了解得最為深入。環(huán)境問題在很大程度上也與能源結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。生物學(xué)在19世紀(jì)后半期接連出現(xiàn)了進(jìn)化論、遺傳定律和細(xì)胞學(xué)說等突破性進(jìn)展，如果要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，特別是要更多地揭示生命的共性和本質(zhì)，極大限度地消除其神秘色彩以及解決農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的問題，就必須從化學(xué)方面來研究生命和生物體，并將認(rèn)識的層次逐漸從細(xì)胞過渡到分子水平。現(xiàn)在化學(xué)手中的百來個元素和三千萬上下化學(xué)物種是當(dāng)今人類所能依賴的物質(zhì)寶庫。1860年化學(xué)又理順了當(dāng)量與原子量的關(guān)系，改正了化學(xué)式和分子式，從而使原子論得以確立。而化學(xué)家從事的新燃料電池及催化劑的研究可能在21世紀(jì)初出現(xiàn)突破，電動汽車將向?qū)嵱没~出一大步，這將改變?nèi)祟惸茉聪M(fèi)的方式，同時提高人類生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。我國化學(xué)家還將在克服和治理土地荒漠化、干旱及鹽堿地等農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)問題方面做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。更多的化學(xué)工作者會投身到研究生命、研究材料的隊(duì)伍中去，并在化學(xué)與生物學(xué)、化學(xué)與材料的交叉領(lǐng)域大有作為。21世紀(jì)的化學(xué)家將更加普遍地利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行反應(yīng)設(shè)計(jì)，人們有望讓計(jì)算機(jī)按照優(yōu)秀化學(xué)家的思想方式去思考，讓計(jì)算機(jī)評估浩如煙海的已知反應(yīng)，從而選擇最佳合成路線以制得預(yù)想的目的化合物。各類催化合成研究將會有更大進(jìn)展。三、資料化學(xué)是一門實(shí)用的學(xué)科，它與數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科共同成為當(dāng)代自然科學(xué)迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)。教學(xué)建議如下：、態(tài)度和價(jià)值觀教育為主要教學(xué)目標(biāo)的課題，盡管教材中出現(xiàn)了原子、分子、元素等，但僅僅是作為名詞出現(xiàn)，并不要求了解它們的涵義，不要不恰當(dāng)?shù)匕褜儆诤竺鎲卧慕虒W(xué)內(nèi)容提前到這個課題中完成，這樣不僅達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，而且會在很大程度上扼殺學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。②合成化學(xué)未來化學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)是合成化學(xué)的發(fā)展，21世紀(jì)合成化學(xué)將進(jìn)一步向高效率和高選擇性發(fā)展。⑤設(shè)計(jì)反應(yīng)綜合結(jié)構(gòu)研究、分子設(shè)計(jì)、合成、性能研究的成果以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，是創(chuàng)造特定性能物質(zhì)或材料的有效途徑。能否發(fā)展和建立適合于原子、分子、分子聚集體等不同層次的表征、鑒定與測定方法，特別是痕量物質(zhì)的測定方法，將成為制約化學(xué)發(fā)展的一大關(guān)鍵。(3)化學(xué)對國民生活質(zhì)量的影響我國人口在21世紀(jì)上半葉將達(dá)到16億，保持我國農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展是我們面臨的艱巨任務(wù)。我國化學(xué)家可望在未來幾年里創(chuàng)制和開發(fā)出多種新型催化劑，使我國的煤、天然氣和煤層氣的綜合優(yōu)化利用取得優(yōu)異成績，從而減緩我國的能源緊張和環(huán)境污染的壓力。在科學(xué)發(fā)達(dá)的今天看來，長生不死顯然是不可能的，而煉金術(shù)者向往的是一種改變化學(xué)元素的人工核反應(yīng)。總之，要使生活所需的衣食住行以及醫(yī)藥等物資越來越富足，很難離開化學(xué)所能發(fā)揮的直接或間接的作用。幸好擺弄熱、聲、光、電、磁等效應(yīng)的經(jīng)典物理也已取得了累累成果，為機(jī)電工業(yè)奠立了科學(xué)基礎(chǔ)，并從19世紀(jì)末起又在揭示原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和波粒二象性中將牛頓力學(xué)發(fā)展為量子力學(xué)，使物理學(xué)進(jìn)入近代物理時期。目前環(huán)境治理問題已經(jīng)刻不容緩。酶分子為生命過程充當(dāng)著高度專一的高效催化劑。首先，可供選擇的反應(yīng)條件和方法的范圍，要比生命過程或生物體內(nèi)開闊得多。從20世紀(jì)下半葉起，化學(xué)的主要任務(wù)不再是發(fā)現(xiàn)新元素，而是合成新分子。(3)在21世紀(jì)人們將不再滿足于合成新分子，而要把分子擴(kuò)展組裝成分子材料，分子器件，分子機(jī)器，例如碳納米管分子導(dǎo)線，分子開關(guān)，分子磁體，分子電路，分子計(jì)算機(jī)等。(2)從化學(xué)的研究對象、內(nèi)容和方法的更新，可以看到21世紀(jì)化學(xué)的發(fā)展將更加輝煌①化學(xué)的定義化學(xué)是研究化學(xué)進(jìn)化這一層次的科學(xué)。分子是一個可以獨(dú)立存在，具有一定化學(xué)特性的物質(zhì)微粒。艾滋病毒HIVP是一個生物大分子，其活性部位形似環(huán)糊精，大小與C60十分接近，它們可以形成超分子，達(dá)到抑制HIVP的目的。例如把反應(yīng)物A接到離子交換樹脂上，讓反應(yīng)物B在溶液中和樹脂上的A起反應(yīng)，則反應(yīng)產(chǎn)物就自動和A分離。他們非常重視理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，在1956年的“十二年科學(xué)規(guī)劃”中，按照周總理的指示，增加了第56項(xiàng)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究”，對推動我國現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展起了重要的作用。④化學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系物理學(xué)是研究物質(zhì)和4種相互作用，能量，機(jī)械運(yùn)動，熱，聲，光，電，磁，以及分子，原子和原子以下各個層次的粒子的基本規(guī)律的自然科學(xué)。1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會議在美國巴爾的摩與第五屆國際STM學(xué)術(shù)會議同時舉辦(實(shí)際上是一個會議有兩個名稱)，《Nanotechnology》和《Nanobiology》兩種國際性專業(yè)期刊也在同年相繼問世。但據(jù)估計(jì)納米技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展水平只相當(dāng)于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)在20世紀(jì)50年代的發(fā)展水平。對我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同的探究，通過給出實(shí)驗(yàn)原理的信息和圖示實(shí)驗(yàn)步驟等方法，著重培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察和分析能力，并能明確地表述探究所得到的結(jié)論。點(diǎn)燃的蠟燭能夠持續(xù)燃燒，燃燒時沒有聲音，并在燃燒的過程中緩慢地變短。、加熱、洗滌儀器等基本實(shí)驗(yàn)操作。(2)只能用燃著的火柴或細(xì)木條去點(diǎn)燃，絕不允許用另一只酒精燈去“對火”，因?yàn)閭?cè)傾的酒精燈會溢出酒精，引起大面積著火!(3)燈內(nèi)酒精耗到少于容積1／4以下時應(yīng)及時補(bǔ)充，因酒精過少既容易燒焦燈芯，又容易在燈內(nèi)形成酒精與空氣的爆炸混合物?？諝馐侨巳硕茧x不開的物質(zhì)，由于看不見，摸不著，學(xué)生只知其重要，卻又不十分清楚空氣到底是什么。，對科學(xué)方法的體驗(yàn)。后來發(fā)現(xiàn)它們在一定條件下，也能跟某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而形成化合物的事實(shí)后，才把它們改稱為稀有氣體。提前給出一些元素符號(和簡單的化學(xué)式)，可以分散難點(diǎn)，等到學(xué)習(xí)“元素、元素符號”時，學(xué)生已有較多的感性認(rèn)識了。五、資料“科學(xué)探究”的理解義務(wù)教育階段的化學(xué)課程中的科學(xué)探究，是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①能積極參與做化學(xué)實(shí)驗(yàn)?？諝獾某煞忠缘?dú)?、氧氣為主，是長期以來自然界里各種變化造成的。1772年盧瑟福(，英，1749—1819)在密閉容器中燃燒磷，除去尋?？諝庵锌芍己涂晒﹦游锖粑臍怏w，對剩下的氣體進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這種氣體不被堿液吸收，不能維持生命和具有可以滅火的性質(zhì)，因此他把這種氣體叫做“濁氣”或“毒氣”。經(jīng)過百余年后，英國物理學(xué)家雷利(，1842—1919) 5 g， 2 g，雖然兩者之差只有幾毫克，但已超出了實(shí)驗(yàn)誤差范圍。大氣污染從早期的英國倫敦?zé)熿F型發(fā)展到新型的美國洛杉磯的光化學(xué)煙霧，公害事件連綿不斷，此起彼伏。從1946～1955年是戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)期，到了1955年，日本開始了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。進(jìn)入大氣的污染物，經(jīng)過自然條件下的物理和化學(xué)作用，或是向廣闊的空間擴(kuò)散稀釋，使其濃度下降，或是受重力作用，使較重粒子沉降于地面，或是在雨水洗滌下返回大地，或是被分解破壞等，從而使空氣凈化。法國化學(xué)家拉瓦錫(,1743—1794)較早地運(yùn)用天平作為研究化學(xué)的工具，在實(shí)驗(yàn)過程中重視化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化。例如，在工廠區(qū)附近的空氣里就會因生產(chǎn)項(xiàng)目的不同而分別含有氨氣、酸蒸氣等。④初步學(xué)會通過比較、分類、歸納、概括等方法認(rèn)識知識之間的聯(lián)系，形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。②能比較清楚地表述所發(fā)現(xiàn)的問題。 氧氣，氮?dú)?，氧氣、氧氣、二氧化碳、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氡氣等中的任意四種?！瓣P(guān)心空氣質(zhì)量”的活動，是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)后的第一次較大的科學(xué)探究活動。要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，積極思考為什么會出現(xiàn)這些現(xiàn)象。技術(shù)在教學(xué)過程中，教師可以靈活處理。(有缺口的玻璃燈帽和燈口有裂縫的酒精燈都不能再用!)繪制儀器圖時，應(yīng)注意圖形正確、比例合理、線條清晰、畫面整潔。三、資料酒精燈是實(shí)驗(yàn)室常用的加熱儀器，以工業(yè)酒精為燃料，最高溫度可達(dá)800 ℃。取一只干燥的燒杯罩在蠟燭火焰上方，振蕩，石灰水變渾濁，說明蠟燭燃燒后有水和二氧化碳生成。，其現(xiàn)象很明顯，關(guān)鍵是要引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象進(jìn)行對比，并及時做出分析。一、教學(xué)目的要求，初步學(xué)會對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述的方法?？茖W(xué)家利用STM將18個銫原子和18個碘原子拖放在一起。費(fèi)曼Richard P”這次頒獎宣告了“化學(xué)的兩大支柱是實(shí)驗(yàn)和形式理論”的時代已經(jīng)來臨，盡管化學(xué)領(lǐng)域中形成理論這條支柱還相當(dāng)細(xì)弱。在微電子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，把電子管、電感、電容、電阻等元件搬到芯片上，引起了電子工業(yè)的革命。(3)從合成單個化合