現(xiàn)代化學發(fā)展及其對中學化學的影響(編輯修改稿)
2025-02-14 02:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 研制開發(fā)家電用環(huán)保催化劑、烹調(diào)器用自凈化催化劑、光催化空氣凈化劑、催化燃料電池、汽車尾氣凈化劑等。 （ 7）計算機化學科學 ? 一方面電子信息產(chǎn)業(yè)需要大量的化工原料，其中有基材、光刻膠、摻雜劑、封裝材料及專用清洗劑等。 ? 另一方面，隨著分子生物學的不斷興起和發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)在生物大分子之間遵循化學和生理規(guī)律發(fā)生相互作用過程中，能形成具有類似于計算機的信息傳輸和處理、甚至邏輯運算功能的 “ 生物電路 ” ，從而誕生了生物計算。 ? 計算機化學科學的另一領(lǐng)域是發(fā)展理論化學計算及微觀過程模型的軟件。 ? （ 1）化學反應理論 ? 建立嚴格的微觀化學反應理論，既要從初始原理出發(fā)，又要巧妙地采取近似方法，使之能解決實際問題，包括決定某兩個或幾個分子之間能否發(fā)生化學反應？能否生成預期的分子？需要什么催化劑才能在溫和條件下進行反應？如何在理論指導下控制化學反應？如何計算化學反應的速率？如何確定化學反應的途徑等。 （ 2）結(jié)構(gòu)和性能的定量關(guān)系 ? 理論上說，一個分子的電子云密度可以決定它的所有性質(zhì)，但實際計算很困難。 ? 要優(yōu)先研究的課題：分子和分子間的非共價鍵的相互作用的本質(zhì)和規(guī)律；超分子結(jié)構(gòu)的類型、生成和調(diào)控的規(guī)律；給體－受體作用原理；生物大分子的結(jié)構(gòu)以及與生物和生理活性的關(guān)系；分子自由基的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的關(guān)系；摻雜晶體的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系；如何設(shè)計合成具有人們期望的某種性能的材料？如何使宏觀材料達到微觀化學鍵的強度？ （ 3）生命現(xiàn)象的化學機理 ? 研究配體小分子和受體生物大分子相互作用的機理，這是藥物設(shè)計的基礎(chǔ)。 ? 搞清楚光合作用、生物固氮作用，牛羊等食草動物胃內(nèi)酶分子如何把植物纖維分解為小分子的反應機理。 ? 人類的大腦是用 “ 泛分子 ” 組裝成的最精巧的計算機，徹底了解大腦的結(jié)構(gòu)和功能，是多學科共同面對的難題。 ? 了解活體內(nèi)信息分子的運動規(guī)律和生理調(diào)控的化學機理。 ? 如何實現(xiàn)從生物分子到分子生命的飛躍？如何制造活的分子，跨越從化學進化到生物進化的鴻溝？ ? 研究復雜、開放、非平衡的生命系統(tǒng)的熱力學，耗散和混沌狀態(tài)，分形現(xiàn)象等非線性問題 （ 4）納米尺度的基本規(guī)律 ? 尺度的不同，常常引起主要相互作用力的不同 導致物質(zhì)性能及其運動規(guī)律和原理的質(zhì)的區(qū)別 ? 納米尺度的熱力學性質(zhì) 如金的熔點 1063℃ ，納米金（ 5－ 10nm）的熔化溫度為 330 ℃ 。銀的熔點為 ℃ ，而納米銀（ 5－ 10nm）為 100 ℃ 。 ? 納米磁性 量子隧穿效應、量子相干效應等 ? 納米粒子比表面很大，由此引起性質(zhì)的不同。例如，納米鉑黑催化劑可使乙烯催化反應的溫度從 6000 ℃ 降至室溫。 三、高中化學課程中的現(xiàn)代化學內(nèi)容 ? ? 《 化學 1》 知道化學是在分子層面上認識物質(zhì)和合成新物質(zhì)的一門科學 ? 《 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 》 了解 晶格能 的應用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強弱；舉例說明 分子間作用力 對物質(zhì)狀態(tài)等方面的影響；列舉含有 氫鍵 的物質(zhì)，知道氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響。 ? 《 化學 1》 通過實驗認識氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物在生產(chǎn)中的應用和對 生態(tài)環(huán)境 的影響。 ? 《 化學 2》 以 酸雨 的防治和無磷洗滌劑的使用為例，體會化學對環(huán)境保護的意義；能說明合成新物質(zhì)對人類生活的影響，討論在化工生產(chǎn)中遵循 “ 綠色化學思想 ” 的重要性。 ? 《 實驗化學 》 樹立綠色化學思想，形成環(huán)境保護的意識。
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