世紀(jì)化學(xué)發(fā)展軌跡初探(編輯修改稿)
2025-02-14 00:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)構(gòu)而獲化學(xué)獎(jiǎng)； 1962年又榮獲 Nobel和平獎(jiǎng)。 華東師范大學(xué) 高劍南 36 60～ 70年代晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定為廣大化學(xué)家所采用。 1953年沃森與克里克根據(jù)威爾金斯特別是女化學(xué)家富蘭克林的 X射線衍射數(shù)據(jù)提出 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)， 1962年獲生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 華東師范大學(xué) 高劍南 37 1962年肯德魯因測(cè)定鯨肌紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)，佩魯茲因完成馬血紅蛋白精細(xì)結(jié)構(gòu)的測(cè)定而獲化學(xué)獎(jiǎng)。 1964年霍奇金 (女 )因用 X射線衍射測(cè)定重要生物化學(xué)物質(zhì)維生素B1青霉素的結(jié)構(gòu)而獲化學(xué)獎(jiǎng)。 華東師范大學(xué) 高劍南 38 80年代多功能晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，提供了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息。 1985年豪普特曼與卡爾因發(fā)明直接法而獲化學(xué)獎(jiǎng)； 1988年戴森霍弗、休伯與米歇爾因測(cè)定光合作用反應(yīng)中心的三維結(jié)構(gòu)而獲化學(xué)獎(jiǎng)。 華東師范大學(xué) 高劍南 39 1982年， IBM公司蘇黎世實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家賓尼（ ）和羅雷爾 ()根據(jù)量子隧道效應(yīng)發(fā)明了掃描隧道顯微鏡 (Scanning Tunneling Microscope，縮寫 STM ) 華東師范大學(xué) 高劍南 40 STM有一直徑約幾納米的很尖銳的導(dǎo)電探針，工作時(shí)在針尖與樣品之間加電壓。當(dāng)針頭和樣品表面的距離為 ,樣品中電子由于隧道效應(yīng)而穿越兩者之間的勢(shì)壘到達(dá)針尖 (或反方向 )，于是產(chǎn)生隧道電流。隧道電流的大小與針尖至樣品表面的距離成指數(shù)關(guān)系。 華東師范大學(xué) 高劍南 41 STM 橫向分辨率 ， 縱向分辨率 ， 比一般電子顯微鏡的分辨率高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。 華東師范大學(xué) 高劍南 42 STM 可觀察到苯分子的六元環(huán)結(jié)構(gòu)、DNA的單鏈結(jié)構(gòu)、 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)； 能進(jìn)行單原子操作，實(shí)現(xiàn)單原子 的移動(dòng)。 華東師范大學(xué) 高劍南 43 人們不僅目睹了原子、分子，使原子、分子不再僅僅是抽象的模型，而且還是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的客體，可以進(jìn)行搬動(dòng)。 1986年獲 Nobel物理獎(jiǎng)。 華東師范大學(xué) 高劍南 44 總結(jié)了一些結(jié)構(gòu)與功能的規(guī)律 ,尚未提出統(tǒng)一的理倫。 華東師范大學(xué) 高劍南 45 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 ，反應(yīng)能否發(fā)生？ ，則會(huì)進(jìn)行到什么程度？伴隨著怎樣的能量變化？ ——反應(yīng)進(jìn)行的速率？ ——反應(yīng)機(jī)理？ 華東師范大學(xué) 高劍南 46 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 ?自然界中有很多自發(fā)進(jìn)行的變化。 ?自發(fā)過(guò)程的共同特點(diǎn)是： 。 。 限度。 華東師范大學(xué) 高劍南 47 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 如何判斷過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行呢？ 對(duì)于一個(gè)孤立體系來(lái)說(shuō)，自發(fā)過(guò)程總是向著混亂度增大的方向進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，混亂度達(dá)到極大，自發(fā)過(guò)程便停止進(jìn)行。 華東師范大學(xué) 高劍南 48 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 考慮到化學(xué)反應(yīng)常在等溫、 等壓、 只做體積功的條件下進(jìn) 行， 可用描寫熱力學(xué)系統(tǒng)的一 個(gè)狀態(tài)參量吉布斯自由能的變化 △ Z小于零作為反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)。 華東師范大學(xué) 高劍南 49 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 化學(xué)熱力學(xué)能夠預(yù)言某一化學(xué)反應(yīng)能否進(jìn)行，進(jìn)行到什么程度，但它不能告訴我們反應(yīng)的速度。反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)大，不等于反應(yīng)速度快。 華東師范大學(xué) 高劍南 50 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 常溫下，氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的趨勢(shì)很大，但反應(yīng)速率極小，經(jīng)過(guò) 105億年才生成 %的水。 華東師范大學(xué) 高劍南 51 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵是提高反應(yīng)速率。改變化學(xué)反應(yīng)速率的物質(zhì)是催化劑。 華東師范大學(xué) 高劍南 52 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 酶是一類能加速生化反應(yīng)的催化劑。酶催化的特點(diǎn)是： 華東師范大學(xué) 高劍南 53 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 由于發(fā)明催化劑而獲化學(xué)獎(jiǎng)： 1918年 哈伯合成氨催化劑； 1963年 ZieglerNatta催化劑； 1973年 金屬茂化合物催化劑； 2022年 手性催化劑。 華東師范大學(xué) 高劍南 54 (2)調(diào)控分子 —— 研究分子的化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律 為什么有的反應(yīng)進(jìn)行得很快 ,有的反應(yīng)進(jìn)行得很慢？
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