无机化学基本原理.ppt

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1、无机化学基本原理,龚 孟 濂 教 授 主 讲E-mail:教材：无机化学基本原理蔡少华龚孟濂史华红 编著中山大学出版社，2006年第1版第6次印刷,什么是大学？,做人；做学问。大大的学，自由地学，自觉地学。理想主义:最高堡垒 最后堡垒 Your dream is coming true by your hard work here！,“无机化学基本原理”学什么,系统地学习无机化学基本理论：热力学原理与四大平衡 结构原理（原子、分子、晶体）元素周期律 结构-性质的关系 用这些理论去分析、研究和解决无机化学问题,包括理论问题和实际应用问题。,“无机化学基本原理”怎样学,1以无机化学基本原理为纲 理

2、论框架-*热力学原理与四大平衡 宏观*结构原理（原子、分子、晶体）微观*元素周期律 宏观和微观 理论模型背景，适用范围，要点，解决什么问题，缺陷。2.思维方法-归纳法和演绎法3预习-复习-总结：规律性、特殊性、反常性,记忆重要性质。4作业5实验,教 学 安 排,*44学时，2.5学分。*评定成绩办法:总评成绩=期中考40%+期末考50%+平时作业10%*考试：有限开卷（带“课程小结”，占考试成绩10%），独立完成。,主要参考书目,1、华彤文等，普通化学原理，北京大学出版社，2001。2、严宣申等，普通无机化学，北京大学出版社，1999。3、武汉大学等，曹锡章等修订，无机化学（第3版，上、下 册

3、），高等教育出版社，1994。4、宋天佑，程鹏，王杏乔，无机化学（上册），高等教育 出版社，2004。5、宋天佑，徐家宁，程功臻，无机化学（下册），高等教 育出版社，2004。6、,G.Wilkinson,，Basic Inorganic Chemistry(3rd ed.),John Wiley&Sons(Asia)Pte Ltd.,2001。7、蔡少华,龚孟濂,刘杰，无机化学习题解答，中山大学 出版社，2004。8、竺际舜主编，无机化学习题精解，科学出版社，2001。,绪 论,一、化学是中心科学 1.材料：高纯Si、GaN、超导材料、塑料、医药、仿生材料 2.生命：Hem+O2=HemO2

4、（血红蛋白Hem）CO(g)+HemO2(aq)=O2(g)+Hem(CO)(aq)K=210 3.环境：环境污染治理 4.能源：煤、石油、核燃料发电,一、化学是中心科学(续),研究对象:原子核 原子、分子、晶体 生物体 物体,天体,推荐1本书：Ronald Breslow,Chemistry Today and Tomorrow The Central,Useful,and Creative Science.,R.布里斯罗，化学的今天和明天 一门中心的、实用的和创造性的科学，科学出版社，1998.,图1.1种可能与HIV病毒中功能活化酶相结合的待试药物的计算机模拟图像,治疗爱兹病的药物?,图

5、2.南极上空臭氧层中的空洞(根据NASA卫星提供的数据绘制:左图:1993.10.06;右图:2006.10.20,臭氧空洞达1060 万平方英里),环境保护,图3.美国North Carolina州Triangle研究所的半导体研究室,许多化学研究并不仅仅在试管和烧瓶中进行。,诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006),2006年：美国斯坦福大学的罗杰-考恩伯格因为在真核转录分子基础方面的研究获得诺贝尔化学奖。2005年：授予发现有机物合成转换(烯烃复分解反应)领域方面做出贡献的法国石油研究所化学家埃维斯-沙文(Yves Chauvin,74岁)、美国加州理工学院的化学教授罗伯特-

6、格鲁布斯(Robert H.Grubbs,63岁)和美国麻省理工学院教授理查德-施罗克(Richard R.Schrock,60岁)。烯烃复分解反应广泛应用在化学工业，尤其是制药业和塑料工业。2004年：以色列科学家阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什科和美国科学家伊尔温-罗斯，表彰他们在蛋白质控制系统方面做出重大发现:人类细胞如何控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程。,诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006)(续),2003年：美国的彼得阿格雷和罗德里克麦金农，表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。彼德.阿格雷(54岁),罗德里克.麦金农(4

7、7岁):细胞膜:H2O通道 金属离子(K+,Na+,Ca2+)通道 从分子 原子水平研究生物!治疗肾脏病,心脏病,肌肉病,神经系统病2002年：美国的约翰芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特维特里希，表彰他们发明了对生物大分子进行确认和分析的方法。,诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(1994 2006)(续),2001年：美国的威廉诺尔斯、巴里夏普莱斯、日本的野 依良治，表彰他们在更好地控制化学反应方面所作出的贡献。这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物铺平了道路。2000年：美国的阿兰黑格和阿兰麦克迪尔米德、日本的 白川秀树，表彰他们发现了导电的塑料和研发具有传导性能 的聚合体。1999年：美国的

8、阿米德泽维尔，表彰他在基本化学反应领 域所作出的先驱性研究。他将飞秒(fs,10-15 s)光谱学应用于化学反 应的转变状态研究。1998年：美国的沃尔特科恩，表彰他在60年代提出密度泛 函理论。英国的约翰波普，表彰他发明了测验化学结构和 物质特性的计算机技术。,诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域(续)(1994 2006)(续),1997年：美国的保罗博耶、英国的约翰沃克、丹麦的詹 斯斯科，表彰他们在研究身体细胞是如何储存和传递能量 方面所取得的成果。1996年：英国的哈诺德克奥托、美国的小罗伯特荷尔、理查德斯莫利，表彰他们发现了布基球(C60,C70,C140)，这是一种球型的 碳分子。199

9、5年：荷兰的保罗克鲁特恩、美国的马里奥莫利纳、F罗兰，表彰他们在研究臭氧层形成和破坏方面所取得的 成果。1994年：美国的乔治A欧拉，表彰他在碳氢化合物即烃 类研究领域所作出的杰出贡献。,二、什么叫“化学”,1.化学的定义2.化学变化的特点 3.化学的分支学科（二级学科）4.化学实验的重要性5.回顾史实，瞻望前沿,1.化学的定义：,从原子、分子及其凝聚态层次上研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的科学。物质的凝聚态:s solid（固体）l liquid（液体）g gas（气体）等离子体(plasma)玻色-爱恩斯坦冷凝体（1995）费米冷凝体（2004）,2.化学变化的特点：,2.1

10、 化学变化是质变 H2O(l)=H2O(s)2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)2.2 化学变化是定量的 2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)36 4 32 吸热(H 0)2.3 化学变化伴随能量变化：放热、吸热 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放热(H 0),3.化学的分支学科（二级学科）,无机化学 分析化学 有机化学 物理化学 高分子化学,3.1 无机化学,无机化学是研究除C、H化合物及其衍生物以外的所有元素和化合物的的组成、结构、性质、变化规律及其应用的化学分支。1871年，俄国门捷列夫发表“元素周期表”，含68个元素。,3.1 无机化学(续),40年代：铀矿中U含量约十

11、万分之几制原子弹、氢弹。有机磷萃取剂TBP或P204 40%-60%U50年代半导体：Si、Ge、In、U高纯度。60年代航天,无机化学热点：材料、生命、能源、环境,无机材料化学：光、电、磁、热等功能材料和机械材料生物无机化学：人体中25种金属元素 有机金属化学：含M-C键化合物。超真空，无水，无O2。催化剂、半导体、药物、能源。,3.化学的分支学科（二级学科）（续）,3.2 分析化学 化学分析、仪器分析 定性、定量 成分分析、结构分析 无机分析、有机分析3.3 有机化学 10，000，000多种有机化合物。人工成牛胰岛素晶体（1965，中国科学院）,3.化学的分支学科（二级学科）（续）,3.4 物理化学 化学热力学、化学动力学、结构化学 3.5 高分子化学 全世界高分子聚合物年产量1亿吨 4.化学实验的重要性5.回顾史实，瞻望前沿,