1、绪绪 论论一、什麽是化学？一、什麽是化学？化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。化学是以研究物质的化学变化为主的科学 Chemistry is the study of the properties ofmaterials and the changes that materials undergo.21世纪的化学是研究泛分子。详言之，化世纪的化学是研究泛分子。详言之，化学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分
2、子、分子和渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态，直到分子材料、分子器度的聚集态和组装态，直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应，制备、剪裁和组件和分子机器的合成和反应，制备、剪裁和组装，分离和分析，结构和构象，粒度和形貌，装，分离和分析，结构和构象，粒度和形貌，物理和化学性能，生理和生物活性及其输运和物理和化学性能，生理和生物活性及其输运和调控的作用机制，以及上述各方面的规律，相调控的作用机制，以及上述各方面的规律，相互关系和应用的自然科学。互关系和应用的自然科学。-徐光宪徐光宪-核心与
3、特征：合成新物质(Synthesis)物质的组成与结构(What have I got?)物质的性质与变化(How did that transformation happen?)为什么是这种结构，为何发生这种变化(Why that change or structure,rather than others?)Chemistry=Chem.is try 化学的发展历史悠久、源远流长化学的发展历史悠久、源远流长第一时期：古代及中古时期（17世纪中叶以前）以实用为目的，化学知识来源于具体工艺以实用为目的，化学知识来源于具体工艺过程的实践过程的实践火的发现陶器的制作金属的冶炼染色、酿造造纸、火药等
4、五行学说(金、木、水、火、土）四元素说（火、水、土、空气）三要素说（硫、汞、盐）第二时期：17世纪中叶-20世纪初 化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真正被确立为一门独立的学科，并出现了许多分正被确立为一门独立的学科，并出现了许多分支学科支学科 怀疑派化学家（1661）“元素是由某些不由任何其它物质所构成的原始的和简单的物质或完全纯净的物质，他们是用一般方法不能再分的更简单的物质。”“化学的对象和任务就是要寻找和认识物质的组成和性质。”化学家之父-波意耳波意耳（Boyle 英国化学家和物理学家，英国化学家和物理学家，1627-1691）近代化学之父 拉瓦锡拉
5、瓦锡 (A.L.Lavoisier(A.L.Lavoisier 法国化学家，法国化学家，1743174317941794）1、物质燃烧时都放出光和热 2、物质只有在氧存在时才能燃烧 3、空气由两种成分构成。物质在空气中燃烧时吸收了其中的 氧，其增加的重量正好等于所吸收的氧的重量 4、非金属燃烧后通常变为酸；金属煅烧后生成的锻灰是金属 氧化物Lavoisier 的燃烧的氧学说（的燃烧的氧学说（1777）第三时期：20世纪 现代化学飞速发展，化学的理论、研究方法、实验技术以及应用等方面都有了深刻的变化，并衍生出更多的分支和交叉学科。二、二、20世纪的化学在推动人类进步和科技发展世纪的化学在推动人类
6、进步和科技发展 中起了核心的作用中起了核心的作用 1、化学为人类的进步提供了丰富物质基础化学为人类的进步提供了丰富物质基础 化学包含两类不同的工作：有些化学家在化学包含两类不同的工作：有些化学家在研究自然界并试图了解它；同时另一些化学家研究自然界并试图了解它；同时另一些化学家则在创造自然界不存在的新物质和寻找化学变则在创造自然界不存在的新物质和寻找化学变化的新途径化的新途径 化学不但能够大量制造各种自然界已有的化学不但能够大量制造各种自然界已有的物质，而且能够根据人类的需要创造出自然界物质，而且能够根据人类的需要创造出自然界本不存在的物质本不存在的物质 2、基础研究取得重大突破，研究领域不断扩
7、展基础研究取得重大突破，研究领域不断扩展 放射性和铀裂变的重大发现，打开了原子放射性和铀裂变的重大发现，打开了原子物理学的大门。物理学的大门。化学键和和现代量子化学理论的建立，使化学键和和现代量子化学理论的建立，使化学进入实验和理论计算并重的新时代，使人化学进入实验和理论计算并重的新时代，使人们对分子的理性设计和剪裁成为可能。们对分子的理性设计和剪裁成为可能。化学动力学与分子动态学的研究，使人们化学动力学与分子动态学的研究，使人们能深入到原子、分子的结构和内部运动，分子能深入到原子、分子的结构和内部运动，分子间相互作用和碰撞过程来研究化学反应的速率间相互作用和碰撞过程来研究化学反应的速率与机理
8、与机理 大量的新反应、新试剂、新方法、新理论大量的新反应、新试剂、新方法、新理论的发现，使合成化学家又创造了一个新的自然的发现，使合成化学家又创造了一个新的自然界。界。3、推动了相关学科的发展，、推动了相关学科的发展，促进了学科的交促进了学科的交 叉与渗透叉与渗透(1)牵动其他学科向分子层次发展牵动其他学科向分子层次发展 生物学从描述性的科学发展成为生物学从描述性的科学发展成为20世纪末世纪末的前沿学科，在很大程度上是依靠化学所提供的前沿学科，在很大程度上是依靠化学所提供的理论、概念、方法，甚至试剂和材料的理论、概念、方法，甚至试剂和材料 生物小分子生物小分子(糖、血红素、叶绿素、维生糖、血红
9、素、叶绿素、维生素素)的化学结构的研究。的化学结构的研究。生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯技术及化学结构的研究技术及化学结构的研究 活性生物大分子的合成（维生素活性生物大分子的合成（维生素B12、胰、胰岛素）岛素）VB12Woodward (1965年，Nobel奖）(2)化学带动了材料科学的发展化学带动了材料科学的发展三大合成高分子材料（人造纤维、人造橡胶、三大合成高分子材料（人造纤维、人造橡胶、塑料）塑料）新型结构材料（各种合金、特种陶瓷、纳米新型结构材料（各种合金、特种陶瓷、纳米材料）材料）信息功能材料（液晶材料、电致发光材料、信息功能材料（液晶材料、
10、电致发光材料、非线性光学材料、光电信息存储材料、超导非线性光学材料、光电信息存储材料、超导材料）材料）生物工程材料生物工程材料 化学家不仅合成了各种材料的新分子，化学家不仅合成了各种材料的新分子，更重要的是创立了研究物质结构和形态的更重要的是创立了研究物质结构和形态的理论、方法和实验手段，认识了物质的结理论、方法和实验手段，认识了物质的结构与性能之间的关系和规律，为设计具有构与性能之间的关系和规律，为设计具有各种特殊功能的化学品提供了有效的方法各种特殊功能的化学品提供了有效的方法和手段和手段 (3)化学实验方法学推动其它学科在分子化学实验方法学推动其它学科在分子 层次上观察和测定物质的变化过程
11、。层次上观察和测定物质的变化过程。化学不断研究和建立各种分析和检测方法，化学不断研究和建立各种分析和检测方法，检测物质的组成、形态、结构、理化性质的原检测物质的组成、形态、结构、理化性质的原理、方法和技术，推动了各个学科的发展。理、方法和技术，推动了各个学科的发展。各种光谱、波谱、能谱技术各种光谱、波谱、能谱技术各种化学、生物传感器、微流技术各种化学、生物传感器、微流技术电子扫描隧道显微镜电子扫描隧道显微镜 化学是一门中心的、实用的、创化学是一门中心的、实用的、创造性的科学造性的科学 化学为总管物质在分子层次上变化之学科，人类之衣、食、住、行无不仰给于化学所掌管之成百化学元素及其所组成之万千化
12、合物和无数制剂、材料。化学具有实验和理论并重之传统，强于试验不言而喻，而其发展亦受惠于突出理论之思维，。在自然科学中，化学和物理俨然为共管物质及其运动之核心科学，遂有自然科学之轴心之称。-唐有棋唐有棋-三、化学变化的特征三、化学变化的特征1.化学变化是质变2.化学变化是定量的变化3.化学变化伴随着能量的变化四、化学的分支学科四、化学的分支学科化化学学无机化学无机化学(Inorganic Chemistry)有机化学有机化学(Organic Chemistry)分析化学分析化学(Analytic Chemistry)物理化学物理化学(Physical Chemistry)高分子化学高分子化学(Polymer Chemistry)生物化学（生物化学（biochemistry)放射化学与核化学放射化学与核化学(Nuclear Chemistry)化 学材料化学材料化学能源化学能源化学环境化学环境化学地质化学地质化学天体化学天体化学 化学生物学化学生物学化学信息学化学信息学有机光电子学有机光电子学五、关于本门课程五、关于本门课程1、课程内容(1)化学的基本原理物质的特性微观性质(原子结构和价键理论)宏观性质(气体、液体、固体)化学反应的基本规律反应的平衡反应的速率反应的能量(2)化学的广泛应用和前沿领域学习方法：学习方法：1.预习预习;2.课堂笔记课堂笔记3.习题与答疑习题与答疑
