教学课件化学与社会 ppt 第一章绪 论.ppt

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1、化 学 与 社 会 第二版 孟长功 等编写 （大连理工大学出版社） 郧阳师范高等专科学校 （2008级化学教育，85人） 2010年9月,世纪之交，科教兴国的战略举措在祖国各地得到有力贯彻，另人鼓舞，面向世纪教学内容和课程体系改革，在全国高校普遍展开，催人奋进。化学与社会是我们化学系2005年下半学期，首次为我系部分专业开设的一门选修课程，旨在改变教学观念，革新化学教育，拓展化学教学视野，反映当代化学前沿，体现学科间的渗透与融合，重在创新，以达到提高学生科学素养的目的。,化学与社会 首先我们来了解一下化学发展史 :化学与社会到低有什么联系，他为社会提供了什么？创造了什么？为社会又带来了什么？,

2、人类合成、创造更多新 物质的历史。,人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史。,化学科学发展史,从天然产物中分离与人工合成的化合物种类统计,55万种,110万种,236.7万种,2340万种,4500万种,们来分我析一下，人类分离和合成物质种类数据的变化，你有什么样的认识？,化学,信息 生命 材料 环境 能源 地球空间 核科学,随着社会的发展、科技的进步、人们生活的日益改善，同时当今社会也面临着三大问题:,能源、资源、环境,随着科技的发展，除了传统的学科以外，现在产生了三大新兴学科:,信息、材料、能源,化学是人类创造新物质的工具,20世纪化学的回顾,(1)基础研究的重大突破: 放射件和铀裂变

3、的大发明；化学键和现代量子化学理论；创造新分子、新结构合成化学；高分子科学和材料；化学动力学与分子反应动态学。 (2)化学工业的大发展 石油化工 三大合成材料(塑料、纤维、橡胶) 合成氨工业 医药工业,未来化学的作用和地位 (1)化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一 (2)化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用 (3)化学继续推动材料科学发展 (4)化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障。,化学与材料,材料,化学组成,使用功能,非金属材料（如陶瓷）金属材料（如合金）有机高分子材料（如橡胶）,复合材料 （如多功能）高功能材料 （如超导）结构材料 （如耐高温）信息材料 （如液晶

4、）,材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？,材料与化学,钛的记忆合金,合成橡胶,超导合金,纳米材料,导电塑料,现代：高科技纳米技术,扫描隧道显微镜,纳米碳管模型,足球烯C60分子,纳米铜具有超塑延展性，铜纳米结晶体机械特性惊人,信息与化学,硅芯片,光导纤维,液晶屏幕,能源与化学,太阳能,氢能汽车,农业与化学,化学与生活-纺织品,航天与化学,导弹,航天飞机,宇航员服装,航天服

5、由服装、头盔、手套和航天靴等组成。其中结构最复杂的服装由14层组成：最里层是液冷通风服的衬里；衬里外是液冷通风服，这种服装是由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成； 这种航天服属舱内航天服，除了头盔和胶皮手套，整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的.为了防止膨胀，宇航服上特制了各种环、拉链、缝纫线以及衬料等。同时，保温、吸汗散湿、防细菌、防幅射等功能也体现在其中。,你知道印刷电路板是如何制造的吗？,敷铜板,用油漆描出电路图,放入FeCl3溶液中浸泡,化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,生产化肥，使粮食大量增产,本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的

6、发明者弗里茨哈伯。赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。,请从化学角度说明合成氨反应原理,了解工业合成氨的条件.,600 和25107Pa压力下进行反应，大约可以生成8%的氨,改良品种,2001年2月19日，袁隆平被被授予2000年度中国国家最高科学技术奖。这位杂交水稻专家的研究成果，不仅使中国率先在世界上实现“超级稻”目标，还对解决中国乃至全世界的粮食问题具有重大意义。,70年代初，袁隆平发表了水稻有杂交优势的观点，打破了世界性的自花授粉作物育种的禁区。国际上的同行们称袁隆平为“世界杂交水稻之父”。,第二次大战开始后，作为杀虫剂的除虫菊酯由于东南亚被日本占领

7、而断了供应来源。曾经也可以用来制备杀虫剂的砷、铅和铜的化合物，也因为军备和其他军事需要而短缺。但当时英美两国深感杀虫剂的需要。,瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能，1944年后DDT被广泛用作杀虫剂，有效的控制了虫害。米勒因此于1948年获得诺贝尔奖。,杀虫剂、除草剂的使用 DDT的故事,农药的更新换代又说明什么问题？,昆虫激素,保幼激素是幼虫始终处于幼虫阶段。,不育激素可以使害虫断子绝孙。,性激素引诱害虫聚集到一起， 然后聚而歼之。,作物套种，便于光合作用,植物光合作用是地球上规模最大的化学反应，能把光能转变成化学能的能量传递效率为9098。,医学史上的三大经典药物- 阿司匹林 、青霉素、安

8、定,资 料,1、1763年，英国一个牧师叫爱德华斯 在伦敦皇家学会宣读“关于柳树皮制寒战病的报告”。几乎一个世纪以后，一位苏格兰医生发现这种柳树皮提取物是一种强效的止痛、退热和抗炎消肿药。,2、此后不久，有机化学家分离鉴定了其中的活性成分，称之为水杨酸。随后，此化合物便用化学方法大规模生产。,用途：解热镇痛、防止心脏病发作、减缓老人视力衰退、提高免疫力,3、然而在使用过程中，人们发现其酸性成为该药的缺陷:它严重刺激口腔、食道和胃黏膜。（副反应:头痛、眩晕、恶心、耳鸣）,4、化学家尝试改用酸性较小的水杨酸钠，但仅获得部分成功。而且，水杨酸钠有一种极不愉快的味道，大多数病人不愿服用。,5、化学家后

9、来发明了可行的乙酰水杨酸合成路线，它与水杨酸钠有相同的医疗效果，又没有怪味，刺激性小，这就是阿司匹林。,青霉素,俗名：盘尼西林,青霉素的副作用：过敏性休克 预防：皮试,属于抗生素 抵抗致病微生物的药物,1929年，英国人亚历山大弗莱明发现了一种蓝绿色霉菌青霉菌， 1940年分离得到纯品，测定了它的化学结构，并投入工业化合成生产。,原料,合成技术分离技术检测技术,材料化肥农药材料,用途,化学新物质,总 结,第 一 章 绪 论主要内容：一、化学研究的对象与内容二、化学发展史三、大学生学习化学的必要性 1、化学与当代人类生活 2、化学与现代社会发展 科学家启示录诺贝尔,化学的学习具有三种境界：第一境

10、界为“走近化学”。在此阶段应对该门学科有一个整体的了解，对学科特点有宏观的把握。第二境界是“走进化学”，意即对化学进行深入的学习与研究，掌握化学的语言、研究内容、方法、理论等等。第三境界是“走出化学”。化学学习的最终目的在于应用，因此必须走出为学而学的狭隘圈子，要为人类更加美好的明天做出贡献。,总体上说来，从第一到第三境界是逐渐提高的，但是也并不绝对。古语有云：“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。对一门学科学习的好坏，不在于该学科是否为自己的主修专业，而是由学习的方法所决定，化学也是如此。目前很多人将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于化学，这说明他们对化学并不十分了解。化学的功用无处不

11、在，化学的发展得益于其它学科也促进了其它学科的发展，人们认识化学时往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益。化学更像是一门甘于“沉默”的学科，犹如“待到山花烂漫时，它在丛中笑”的梅花一样。学习化学的最后境界“走出化学”，与著名国学大师王国维先生用古诗词评点的做学问的第三境界有异曲同工之妙，正是“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处”。,一、课程简介： 化学与社会是使学生透过作为科学的窗口的化学，了解自然科学在社会进步和科技发展中的作用和地位，了解化学科学在发展过程中与其他学科相互交叉渗透的特点；了解化学具有实验和理论并重的传统，突出社会广泛关注的问题，同时力求保持化学知识本身的系

12、统性，力求由浅入深和循序渐进，使学生的化学基础知识有所充实和提高。本课程以无机和有机化学为基础，对若干重要的基本概念如原子结构、周期律、化学键、化学计量、烃及其衍生物等作必要的复习和适当的提高。学生可以通过化学事例认识自然科学与社会科学的相互联系，提高科学文化素养。,二、课程的任务和教学目标 化学与国民经济各个部门、尖端科学技术的各个领域以及人民生活的各个方面都有着密切的联系，它是一门重要的基础科学，同时也是一门中心科学。化学不仅是化学工作者的专业知识，也是广大人民科学知识的组成部分。化学教育的普及是社会发展的需要，是提高公民文化素质的需要。化学与社会能够适应时代的文化内容，可以拓展学生的知识

13、范围，加深学生的心灵内涵，使生活的意义和价值更为丰富多彩。使学生在德、智、体、美更高层次上有机结合。使学生的自学能力、记忆能力、思维表达能力、组织管理能力和创新应用能力都有所提高。,三、课程的基本要求 1. 了解自然科学在社会进步和科技发展中的作用和地位。 2. 了解化学科学在发展过程中与其他学科相互交叉渗透的特点。 3. 了解化学具有实验和理论并重的传统。 4. 通过化学事例认识自然科学与社会科学的相互联系，提高科学文化素养。,现代科学技术对人类社会的各个方面有着极其广泛而深刻的影响。科学，在人们认识和改造客观世界的实践中发挥了巨大的威力，起着越来越重要的作用。科学活动已经成为人类的一个极其

14、重要的实践领域。自本世纪初以来，科学作为一种社会现象，吸引了越来越多的学者的注意。他们把门类繁多的自然科学和社会科学当作一个整体来考察，研究科学总体发展的规律性，及其同社会其它因素之间的内在联系，从而形成了一门研究科学本身的新兴学科科学。那么化学又是一门什么科学呢？化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变化条件的自然科学。就其所研究物质的长度而言，化学所研究的最颗粒物质的尺寸在10-1010-5M之间。因此，化学通过探索这一长度范围的物质变化规律，为人类认识自然、改造自然提供了强有力的武器。,化学家把从大自然中取得的原料经过各种化学转化，得到比原料更有价

15、值的产品，甚至是自然界中完全没有的新物质，使它们为人类社会服务，以满足人们对物质的不断需求和丰富人们的物质生活，目前已了解到，己合成出的各种化学物质己近二万五仟多种。可以想象，化学科学在人类社会的发展过程中作出了多么重要的贡献！从金属的冶炼、水的纯化，到化肥和农药的使用、高分子材料的研究，甚至计算机芯片的制造，化学科学在解决人类生存与发展的每一个重大问题中都发挥了重要作用。即便是到了今天，人类社会所面临的环境污染、资源能源危机等一系列难题的解决，也都要依赖于化学科学的发展，同时也给出解决这些难题的对策。,在当今社会我们所关注的能源、材料、环境、生命和人类健康等一些热点问题，单凭一些简单的认识和

16、处理是不能达到预期的效果的，如果将化学基础知识、化学的处理办法渗透其中的话，在能源的开发和利用、为社会提供新材料、防治大气与水体污染以及在人类健康和认识生命本质等方面所发挥的作用，并突出把化学放在政治、经济和社会等领域中审视其重要价值，才能使我们了解化学在社会发展中的作用和地位，才能认识到自然科学与社会科学的相互联系，以培养我们的科学社会观，才能增强我们的社会责任感，提高我们的科学素养，完善我们的知识结构，提高我们的工作效率，才能高质量的生活在我们社会生活中。,本书各章节穿插了与正文密切相关的“科学家启示录”和“身边化学点滴”两个专栏。通过介绍科学家的品质与业绩，让我们领悟科学家成功的秘诀和做

17、人的哲理，这对于帮助我们树立科学的人生观、价值观和人文素质都是十分有益的。通过列举一些化学在我们身边的应用实例，使所讲到的一些内容更贴近我们的生活，以激发我们对化学学习的兴趣和求知欲望，这就是我们开设这门课程的初终和目的。,目前，我们已经学过了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学以及与化学有关的其它知识，应该说我们有了较好的化学基础，也了解了化学这门学科在社会中发挥的基本作用和它在社会发展中所给人民带来的物质享受和文明表现。但我们对化学这门科学的发展过程、深层次的研究内容和未来的发展前景可能还了解的不够充分，所以我们有必要再继续学习和了解化学研究对象与内容、化学发展史、化学的未来及大学生学习

18、化学的必要性。,一、化学研究的对象与内容 1、化学研究的对象 我们大家都知道，化学是一门重要的分支学科，并且是一门中心科学。它是以化学学科本身作为研究对象，从总体上研究化学科学的本质特征、社会功能、认识方法和自身发展规律等战略性问题的一门科学。化学一方面把化学作为一种社会现象来研究，研究它在社会发展中的地位、作用及发展规律；另一方面又把化学科学作为一种认识现象来研究，研究它本身的概念、体系、结构及其认识与方法。因此，化学研究的对象主要是研究化学科学整体的本质属性和特征、发展规律及其社会关系与效应等战略性的问题。,2、化学科学的内容 化学科学的研究内容，大体上包括以下五个方面的问题。 （1）、化

19、学同社会和社会现象的关系 化学把化学放在整个社会中进行考察和研究，探索化学对象及其与纷纭繁杂的社会现象之间的相互关系和作用。这里主要有三个方面的内容： 深入认识化学在自然科学体系中的地位。化学被确立为科学虽然只有300 余年的历史，但是它在自然科学体系中占有极其重要的地位，并且在科学发展中不断得到加强。特别是在20世纪后，由于化学的发展即高度分化又高度综合，与其它学科日益互相渗透、相互交叉，就使得化学一方面与物理学密切结合，进一步揭示化学运动的本质；另一方面又与生物学紧密联系，旨在认识生命的奥秘和对常规化工过程进行改造。此外，它还向诸如天文学和地理学等其它学科渗透。化学不仅研究宏观世界和微观世

20、界，还研究宇宙世界，例如宇宙化学所研究的宇宙起源和太阳系起源等问题。我们相信，随着整个科学的发展和社会的进步，化学必将在自然科学体系中具有越来越重要的地位。,全面评价化学在社会中的作用。许多学者认为，当代化学与生物学已成为各种科学技术的“先导性科学”，与人类的关系十分密切。当今各发达国家也都十分重视化学，如英、美等国的化学研究基金在整个科学基金的分配比例都在其它学科之上，美国70年代后的化学研究基金基本保持在科学总基金的20左右。而化学工业的增长速度，则跃居首位，超过其它任何一门行业。战后的日本，1950年化学工业总产值为8.4 亿美元，1970年为152.5 亿美元，1980年达776亿美元

21、，30年增长91倍。许多发达国家都是靠化学的发展起家的。日本在20世纪60年代经济起飞的重要条件就是依靠了化学工业。,全面探讨化学给社会带来的影响。主要是研究化学技术和化学产品对社会的影响。应当既看到其有利的一面，也应注意到对社会造成不利的一面。化学发展在为创造人类基本生活条件方面确是起到了极其重要的作用，例如化肥和农药的使用为每年迅速增长着的人口提供了维持其基本生活条件的数十亿吨粮食，但是，也造成了全球性的环境污染和生态平衡的破坏，导致了各种各样疾病的发生。这些都需要化学家、哲学家、社会学家共同进行研究。,（2）化学自身的体系结构 化学科学是一种知识体系，是以概念、符号和理论来反映客观物质世

22、界，探索物质分子的质变规律，指导人们改造客观物质世界。化学知识首先来源于人们的生产实践活动，同时也萌发于人类对周围世界的观察和概括。化学通过300多年来的发展，特别是20世纪以来的发展，至今已经成为具有严密结构的知识体系，并成为化学学研究的重要内容。研究化学科学的体系结构，就是要从化学科学的整体出发，揭示各个分支学科的内在联系，以及对有关的化学物质、化学反应、化学发现等方面进行综合整理和系统分类。这里的关键是应该建立一个反映当代化学科学体系特点与趋势的分类原则。此外，我们还应该注意研究基础理论、技术科学和工程技术三者之间内在的、辩证的关系，并结合我国化学化工发展的实际进行战略研究。,（ 3）化

23、学同生产的关系。 化学与化工生产既有区别，又相互联系。化学是研究物质分子及其聚集态的组成、结构、性质和变化规律的科学。它是人们通过对物质世界的认识积累起来的知识体系，从一般意义上说，是属于社会的精神财富。而化工生产则是在大范围内实现。自然界物质的转化，是化学理论的物化和异化，是属于人类的一种生产实践活动，为社会创造物质财富。化学和化工生产的联系与结合，在历史上随着时间的不同而呈现出不同的结合形式。在古代，化学知识和化学工艺都以原始的实用化学的形式相结合；在近代，主要是以化工生产、化工技术向化学理论转化的形式相结合；,在现代，主要是以化学理论向化工技术进而向化工生产转化的形式相结合。我们应该着手

24、研究当代化学理论、化工技术和化工生产相结合的整体化发展的特点问题。如放射化学的研究、原子核裂变的实现，开辟了原子能利用的新时代，为当今世界各国原子能电站的建立提供了理论依据和技术准备；高分子化学理论和高分子化工技术及高分子生产的结合，导致许多新材料工业的崛起和高分子技术的发明，促进了高分子化学工业的迅速发展，从而影响到人们生产和生活各个方面。科学变为直接生产力，是近代科学技术革命的特点。从化学的发展可以看到，化学的研究往往来源于生产的需要，又走在生产的前面。,（ 4）化学自身的发展规律 化学还需要探讨化学的基本范畴和化学发展的一般规律。化学的发展过程，体现了人类对化学物质及其质变规律认识不断深

25、化的过程。化学科学发展的动力，首先是来自化学科学内部的矛盾，诸如化学实验和化学理论的矛盾，化学知识体系分化和综合的矛盾，化学理论中新旧理论的矛盾，化学实验中真象与假象间的矛盾等等。其次，还有化学发展的继承和创新、量变和质变、连续性和间断性、渐进性和突变性的矛盾等等，这些矛盾的存在推动着化学呈现出波浪式、螺旋式上升的发展形式。这些矛盾涉及到社会诸多方面复杂的因素，如社会的生产、经济、政治、教育、哲学，化学家的哲学思想和科学思想，化学同其它科学发展的相互作用等等。这些因素都在不同程度上影响着化学的发展。化学的基本范畴则揭示和反映了化学体系的本质联系，揭示着化学物质和化学反应特点和规定性，如化合与分

26、解、结构与性能、平衡与速度等。研究化学的基本范畴，能够帮助我们更好地认识化学体系和其物质的变化规律，从而更有力地推动化学科学的发展。,（ 5）化学的认识论和方法论 还需要研究化学探索的活动规律。化学研究活动既是精神生产过程又是物质生产过程，可以揭示物质世界的化学本质，创造精神财富，并提供自然界所没有的新物质和新材料。化学研究能力或化学能力，是由化学劳动者、化学研究工具（实验设备、实验技术、情报材料）和化学对象等三个要素所组成。其中，化学劳动者是决定的因素，是最活跃最复杂的因素。因此，如何造就一批高质量的化学人才，是发展化学的关键。化学人才的培养是化学研究的重要内容，是促进化学能力的提高以及化学

27、发展的重要因素。 化学探索的一般方法包括：（1 ）一般自然科学方法在化学中的应用，诸如实验、观察、逻辑方法、模型方法、理论方法和数学方法在化学中的具体应用等；（2 ）低层次学科方法的提升或高层次学科方法的还原应用；（3 ）从化学家的科学活动中总结科学方法；（4 ）横断学科方法如系统方法、信息方法和控制论方法等在化学中的具体运用。,我们大家都知道，世界是由物质组成的。只要我们认真观察一下周围的世界，就会发现各种形式的物质都在变化之中。如秋天枝叶变黄以、铁生锈、电池是如何产生电的、食物为什么在低温或高温会变质腐败的、人体是如何利用食物维持生命的等等。这些问题，化学可以给出较恰当的答案。所以，化学是

28、研究物质变化的科学 。而化学变化的过程是分子、原子、或离子核外电子运动状态的改变而发生分解和化合的过程。化学研究的物质是只有静止质量并占据一定空间的实物，而非物质的另一基本形态场。它涉及存在于自然界的物质，如地球上的矿物、空气中的气体、海洋里的盐和水，及在动物身上找到的化学物质和由人类创造的新物质等。因此，要研究物质的化学反应，首先要在原子、分子水平上研究参与反应的物质的组成、结构、性质，最终要对变化本身的规律进行研究，即要研究物质化学反应能否发生，化学反应进行的程度，反应速度的快慢等。,例如，在研究氢气和氧气能否发生反应时，通过化学热力学研究知道，这两种气体是可以发生的，但在通常情况下，反应

29、速度相当的慢（106亿年才生成0.15%的水）。若改变条件，将H2和O2收集并混合到一起，封闭在一个容器中，将容器温度升到6000C时，或是有催化剂存在下，反应很快就会完成并生成水。 综上所述，化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质、变化规律以及在变化过程中的能量转换关系的科学。,二、化学发展史 1、化学发展的五个时期 化学的历史渊源非常古老，可以说从人类学会使用火，就开始了最早的化学实践活动。我们的祖先钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽，充分利用燃烧时的发光发热现象。当时这只是一种经验的积累。化学知识的形成、化学的发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类社会的进步而

30、发展，是社会发展的必然结果。而它的发展，又促进生产力的发展，推动历史的前进。化学的发展，主要经历以下五个时期： （一）化学的萌芽时期：从远古到公元前1500年，人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属，学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色，这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。,（二）炼丹和医药化学时期：约从公元前1500年到公元1650年，化学被炼丹术、炼金术所控制。为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验，而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。虽然炼丹家、炼金术士们都以失

31、败而告终，但他们在炼制长生不老药的过程中，在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变，积累了许多物质发生化学变化的条件和现象，为化学的发展积累了丰富的实践经验。当时出现的“化学”一词，其含义便是“炼金术”。但随着炼丹术、炼金术的衰落，人们更多地看到它荒唐的一面，化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥，中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材。,（三）燃素化学时期：这个时期从1650年到1775年，是近代化学的孕育时期。随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，进行化学变化的理论研究，使化学成为自然科学的一个分支。这一阶段开始的标志是英国化学家波

32、义耳为化学元素指明科学的概念。继之，化学又借燃素说从炼金术中解放出来。燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程，尽管这个理论是错误的，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了许多化学现象。在燃素说流行的一百多年间，化学家为解释各种现象，做了大量的实验，发现多种气体的存在，积累了更多关于物质转化的新知识。特别是燃素说，认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒等，一些观点从思想上奠定了近代化学发展的基础。,（四）定量化学时期：这个时期从1775年到1900年，是近代化学发展的时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学

33、说，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说，接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念。自从用原子-分子论来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。这一时期，建立了不少化学基本定律。俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论，这些都使化学成为一门系统的科学，也为现代化学的发展奠定了基础。,（五）科学相互渗透时期：这个时期基本上从20世纪初开始，是现代化学时期。20世纪初，物理学的长足发展，各种物理测试手段的涌现，促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究，尤其是量子理论的发展，使化学和物理学有了更多共同的语言，解决

34、了化学上许多未决的问题，物理化学、结构化学等理论逐步完善。同时，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使过去很难解决的蛋白质、酶等结构问题得到深入的研究，生物化学等得到快速的发展。,三、化学发展的几个过程 1、人类文明的起点火 火的利用 在几百万年以前，人类过着极其简单的原始生活，靠狩猎为生，吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证，至少在距今50万年以前，可以找到人类用火的证据，即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。 有了火，原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康，智力也有所发展，提高了生存能力。 后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携带

35、了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。 火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各样化学反应这个特点，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广阔的生产、生活天地。,2、历史悠久的工艺制陶 陶器是什么时候产生的，已很难考证。对陶器的由来，说法不一，有人推测：人类最原始的生活用容器是用树枝编成的，为了使它耐火和致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中，偶尔会被火烧着，其中的树枝都被烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧保留下来，而且变得更坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣碎。

36、用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放在太阳光底下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。 大约距今1万年以前，中国开始出现烧制陶器的窑，成为最早生产陶器的国家。制陶过程改变了粘土的性质，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等在烧制过程中发生了一系列的化学变化，使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义，而且有新的经济意义。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法。陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，特别是定居下来从事农业生产时，人们更是离不开陶器。,3、冶金化学的兴起 在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使

37、用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800年，伊朗就开始将铜矿石（孔雀石）和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜器。 到了公元前3O00年公元前2500年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡和铅两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜（有时也含有铅），它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。,4、中国的重大贡献火药和造

38、纸 黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫黄、硝石和木炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑色的，叫黑火药。火药的性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎样理解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，黑火药便可理解为黑色的会着火的药。 火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生不老的药，在炼丹的原料中，就有硫磺和硝石，炼丹的方法是把硫黄和硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中，曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多,多次试验终于找到了配制火药的方法。 黑火药发明

39、以后就与炼丹脱离了关系，一直被用在军事上。 汉武帝（公元前156年公元前87年），这是现存的世界上最早的植物纤维纸。 提起纸的发明，人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重，便总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料，先把它们剪碎或切断，放在水里长时间浸泡，再捣烂成为浆状物，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下晒干，便制成了纸。它质薄体轻，适合写字，很受欢迎。 造纸是一个极其复杂的化学工艺，它是广大劳动人民智慧的产物。实际上，蔡伦之前已经有纸了，因此，蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。,5、炼丹术与炼金术 当封建社会发展到一定的阶段，生产力有了较大

40、提高的时候，统治阶级对物质享受的要求也越来越高，皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一是希望掌握更多的财富，供他们享乐；第二，当他们有了巨大的财富以后，总希望永远享用下去。于是，便有了长生不老的愿望。例如，秦始皇统一中国以后，便迫不及待地寻求长生不老药，不但让徐福等人出海寻找，还召集了一大帮方士（炼丹家）日日夜夜为他炼制丹砂长生不老药。 炼金家想要点石成金（即用人工方法制造金银），他们认为，可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金，然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄金（现在，金

41、黄色的硫化锡被称为合金）。,表面便形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄金（现在，金黄色的硫化锡被称为金粉，可用做古建筑等的金色涂料）。这样，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法，是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。 虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中，应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训，甚至总结出一些化学反应的现律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出：“丹砂（硫化汞）

42、烧之成水银，积变（把硫和水银二者放在一起）又还成（变成）丹砂；”这是一种化学变化规律的总结，即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。 炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最,原始的化学实验，必定需要大批实验器具，于是，他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要，制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药，其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来，他们还创造了许多技术名词，写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作，开挖了化学这门科学的先河。 从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的，后世之人决不能因为

43、他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们，应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。,6、创建近代化学理论探索物质结构 世界是由物质构成的，但是，物质又是由什么组成的呢？最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌（约公元前1140年），他认为：“易有太极，易生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。 约公元前1400年，西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母；黑拉克里特斯认为，万物是由火生成的；亚里士多德在发生和消灭一书中论证物质构造时，以四种“原性”作为自然界最原始的性质，它们是热、冷、干、湿，把它们成对地组合起来，便形成了四种“元素”，即火、气、水、

44、土，然后构成了各种物质。 上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上，是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出：“元素是构成物质的基本，它可以与其他元素相结合，形成化合物。但是，如果把元素从化合物中分离出来以后，它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”,波义耳还主张，不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺，而应把它看成一门科学。因此，波义耳被认为是将化学确立为科学的人。 人类对物质结构的认识是永无止境的，物质是由元素构成的，那么，元素又是由什么构成的呢？1803年，英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。 原子学说的主要内容有三

45、点：一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成，这种微粒称为原子；同一种元素的原子的性质和质量都相同，不同元素的原子的性质和质量不同；一定数目的两种不同元素化合以后，便形成化合物。 原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿伏加德罗又于1811年提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为，许多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在，例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子，而化合物实际上都是分子。从此以后，化学由宏观进入到微观的层次，使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。,7、现代化学的兴起 19世纪末，物理学上出现了三大发现，即X射线、放射性和电子。这些

46、新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速率的概念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键（分子中原子之间的结合力）理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用,化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源危机、粮食问题、环境污染等。

47、化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。 化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善人民生活，提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为多分支学科的科学，开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手，为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。,8、化学和未来 近代航空航天技术、原子能工业、电子工业和海洋开发等事业促进了高分子科学

48、的发展。现代化的通讯器材、遥控设备、雷达、电子计算机等，如果没有合成材料，那是不可设想的。 在21世纪，具有特殊功能的高分子材料，将得到迅速的发展。功能高分子中最引人注目的是生物高分子（即构成同生命有关大分子）。人们如果能使生物高分子所有的奇妙功能在合成高分子上出现，将对工业、农业、医学等产生无法估量的影响。蛋白质、酶和核酸，它们是生命现象的物质基础，研究它们的结构和功能，对探索生命奥秘是极其重要的。合成材料将更广泛地应用于制造人造器官。人造皮肤的最后成功，将使真皮移植成为过去。目前已制成具有酶活性的生物高聚物，将来会制造出具有“人”的功能的设备。一种强度超过金属钛、能耐 2 000,以上高温

49、的合成高分子材料将会诞生。工程塑料中的丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚酞醋等树脂，可以替代普通的陶瓷制作厨房用具。合成陶瓷坚韧不易碎，使普通陶瓷制品大为逊色。美国休斯敦的宇宙宫，纽约肯尼迪空间中心巨大的圆拱和尖顶，都是用塑料制成的。它将成为未来建筑中重要的基本工程材料。未来，人们将要告别钢铁时代，迎接那崛起的一个新奇的高分子时代 三、大学生学习化学的必要性 1、化学与当代人类生活 化学，一直以来都是紧跟社会发展的步伐，同时也在促进社会的发展。但是以前的教学更多的是对学生知识的传授，认为知识才是力量。但社会的不断发展，对我们提出了更高的要求，不是具备了知识就具备了所有的资本，更多的应该去与社会生活生产去结

50、合！,具备了知识就具备了所有的资本，更多的应该去与社会生活生产去结合！ 在日常生活中，可以说无处不化学，因为化学物质构成了现在的五彩世界，能量充斥社会各个角落。同时人们在改变世界过程中，越来越多的运用化学知识和技能，越来越多的体现化学在社会发展中的作用和地位。化学必将成为引领人类社会生活的基础！ 化学科学的发展，增进了人类对自然的认识，促进了社会的进步。所以说化学是人类进步的关键学科之一。但是某些化学变化或现象会影响人类的生活和社会的可持续发展，我们对此要有正确的认识并能充分、高度、负责的去对待。 与人类生活、社会发展相关联的内容较多，如穿衣、用电、取暖、生活垃圾、化妆品、医疗、运输、资源、污