1、化学教学与科学思维化学教学与科学思维10000000000倍倍1000000000000000000倍倍1000倍倍超过超过1020以上个分子以上个分子每秒超过每秒超过1030次碰撞次碰撞端端人类对于物质结构及其反应的研究从此进入了原子分子人类对于物质结构及其反应的研究从此进入了原子分子的层次的层次阿佛迦德罗阿佛迦德罗Vs高斯高斯 化学从此化学从此“不再是一门纯不再是一门纯实验性的科学实验性的科学”。波义尔波义尔拉瓦锡拉瓦锡金属燃烧变重，金属燃烧变重，煤炭燃烧变轻，煤炭燃烧变轻，燃素？燃素？谁见过分子和原子究竟是什么样子的？谁见过分子和原子究竟是什么样子的？17世纪世纪Hook的显微的显微镜和
2、他所观察到的镜和他所观察到的木塞细胞图（数百木塞细胞图（数百倍）倍）15世纪放大镜世纪放大镜（数十倍）（数十倍）隧道扫描电镜隧道扫描电镜原子光谱有规律吗？原子光谱有规律吗？2141nR巴尔末系巴尔末系222111nnR里德堡系里德堡系卢瑟福模型的困境卢瑟福模型的困境2hnM n是整数是整数核外电子的稳定状态必须具有下列角动核外电子的稳定状态必须具有下列角动量数值量数值正确吗？正确吗？如何编号？如何编号？电子怎么从电子怎么从p轨道轨道的一端运动到另一的一端运动到另一端的？端的？电子只有空间运动一种形式吗？电子只有空间运动一种形式吗？能量仅仅取决于能量仅仅取决于n和和l吗？吗？为什么电子自旋只有顺
3、反两种形式为什么电子自旋只有顺反两种形式?1212泡利不相容原理是客观存在的吗？泡利不相容原理是客观存在的吗？MiniBooNE实验实验观察到的中微子观察到的中微子信号信号 Neutrino particles break speed of light:A building of the European Organization for Nuclear Research(CERN)is illuminated outside Geneva,Switzerland in this file photo.Scientists at CERN say they have clocked subat
4、omic neutrino particles traveling faster than light.化学化学“键键”？卢瑟福模型如何推卢瑟福模型如何推广到分子结构？广到分子结构？电子云重叠越多电子云重叠越多分子越稳定？分子越稳定？化学反应控制化学反应控制化学反应控制化学反应控制Palladium catalyst launches first nanocar（4nm)19th October 2005 纳米发电机纳米发电机 (a)低倍扫描电子显维照片显示两个互相缠绕的、表低倍扫描电子显维照片显示两个互相缠绕的、表明长有氧化锌纳米线阵列的纤维，其中一个度有金。明长有氧化锌纳米线阵列的纤维，其
5、中一个度有金。(b)高倍扫描电子高倍扫描电子显维照片显示两纤维界面处的纳米线对纳米线结构。显维照片显示两纤维界面处的纳米线对纳米线结构。(c)显示多根纤维显示多根纤维组成的纤维纳米发电机的串组成的纤维纳米发电机的串/并连式连接来提高输出电压并连式连接来提高输出电压/电流。电流。(图片来源：王中林实验室图片来源：王中林实验室)纳米秤纳米秤称量出一个称量出一个10-15克的天花病毒重量克的天花病毒重量安德烈安德烈海姆海姆(1958.10.1-)(1958.10.1-)俄罗斯裔荷兰物理学俄罗斯裔荷兰物理学家，家，20002000年因为年因为“磁悬浮青蛙磁悬浮青蛙”而获得搞笑诺贝而获得搞笑诺贝尔奖。他
6、是史上第一位同时获得这两个奖项的科尔奖。他是史上第一位同时获得这两个奖项的科学家。学家。面角守恒定律面角守恒定律 方解石方解石蓝铁矿蓝铁矿石英石英天然水晶天然水晶 F a k s i m i l e a v tittelbladet til De solido intra solidum naturaliter contento d i s s e r t a t i o n i s prodromus(1669)玻璃球玻璃球巧克力巧克力橡胶橡胶塑料塑料矾铁矿矾铁矿水晶水晶黄铁矿黄铁矿五次对称：两个世界的分界线？五次对称：两个世界的分界线？Daniel Shechtman准晶体：介乎于非晶态和
7、晶体之间。没有平移对称性，也不受旋转轴次的限制。准晶体：介乎于非晶态和晶体之间。没有平移对称性，也不受旋转轴次的限制。Ho-Mg-Zn Quasicrystal 劳厄，劳厄，1914年诺年诺贝尔物理学奖贝尔物理学奖16661666年牛顿用三色棱镜分解太阳光年牛顿用三色棱镜分解太阳光 天文学家利用世界上最大的太阳望远镜天文学家利用世界上最大的太阳望远镜获得最全太阳光谱获得最全太阳光谱 威廉威廉赫歇尔赫歇尔(Hershl，17381822)等径圆球密堆积等径圆球密堆积开普勒猜想开普勒猜想费尔玛大定理被证明后的世界数学难题费尔玛大定理被证明后的世界数学难题nnnzyxtop view side view 科学，不是给出一个永恒存在的真科学，不是给出一个永恒存在的真理，而是给永远存在的错误在不断理，而是给永远存在的错误在不断地划定着界限。地划定着界限。话剧话剧伽利略伽利略
