20世纪化学发展轨迹初探
化学发展简史
化学发展简史化学是一门研究物质的性质、组成、结构、变化以及它们之间相互作用的科学。
它的发展可以追溯到古代,但真正成为一门独立的学科是在近代。
本文将以时间顺序为基础,介绍化学发展的历史。
1. 古代化学的起源古代化学的起源可以追溯到公元前3000年摆布的古埃及和古巴比伦。
古埃及人和古巴比伦人掌握了一些基本的化学知识,如金属提炼、颜料制备等。
古希腊的阿尔凡尼、柏拉图等人也对化学进行了一定的探索。
2. 炼金术的兴起中世纪时期,炼金术兴起,成为了当时化学的主要形式。
炼金术师追求将低贵金属转化为贵金属,寻觅长生不老的药物等。
虽然炼金术的目标是不切实际的,但在实践中,炼金术师掌握了许多实验技术和化学知识,为化学的发展奠定了基础。
3. 化学元素的发现18世纪末至19世纪初,化学元素的发现成为化学发展的重要里程碑。
英国化学家道尔顿提出了原子理论,认为所有物质都是由不可分割的原子组成。
同时,法国化学家拉瓦锡提出了化学元素的概念,并将化学元素进行了分类。
这些理论和发现为后来的化学研究奠定了基础。
4. 有机化学的崛起19世纪,有机化学开始崛起。
德国化学家弗里德里希·维勒提出了有机化合物是由碳原子构成的,并研究了许多有机化合物的合成方法。
此后,有机化学迅速发展,许多新的有机化合物被发现,如煤油、合成染料等。
5. 物理化学的兴起19世纪末,物理化学作为一门新兴学科开始兴起。
物理化学研究物质的物理性质和化学性质之间的关系,通过物理方法研究化学反应和化学平衡。
瑞士化学家奥斯瓦尔德·奥斯特瓦尔德提出了活性质子理论,为物理化学的发展做出了重要贡献。
6. 量子化学的发展20世纪初,量子力学的发展为化学研究提供了新的理论基础。
量子化学研究份子和原子的结构、性质和反应机制。
丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了玻尔模型,解释了氢原子的能级结构。
此后,量子化学在化学研究中得到广泛应用。
7. 化学工业的发展20世纪,化学工业得到了快速发展。
了解化学技术的发展历程
了解化学技术的发展历程化学技术作为一门关乎材料、能源和生命科学等领域的重要学科,其发展历程丰富多彩,涵盖了从古代炼金术的起源到现代高新技术的应用。
通过对化学技术的发展历程的了解,我们可以更好地认识到化学技术对人类社会的巨大推动作用。
最早的炼金术可追溯到公元前3000多年的古埃及和古巴比伦。
当时的人们试图将贵金属如黄金和银从普通金属中分离出来,以致富和获得永生。
尽管炼金术并没有成功实现这些目标,但它确立了化学实验与实验方法的基本原则。
在近代化学的先驱者安托万·拉瓦锡等科学家的贡献下,化学研究逐渐具备了科学性和系统性的特征。
拉瓦锡提出的“元素”和“化合物”概念,为化学技术的理论奠定了基础。
他还发明了一种能够进行量的测量的“沉淀法”,为实验方法的发展提供了模板。
19世纪上半叶,化学技术迎来了空前的突破。
道尔顿提出的原子论、阿沙姆提出的电解效应和法拉第提出的等电显微镜等重要理论和仪器的出现,使化学技术的研究进入了一个新的阶段。
这些发现不仅推动了化学原理的研究,也为化学工艺的发展提供了强有力的支持。
到了20世纪初,化学技术进一步发展壮大。
以哈-布好炼铝法为代表的金属冶炼技术和傅-哈机理的发现,不仅解决了金属冶炼中的一系列技术难题,也推动了金属工业的蓬勃发展。
与此同时,一系列有机合成技术的创新,如贝克曼的酰胺合成法、梅库尔的电化学反应和尖晶石催化剂的应用,大大促进了合成化学的发展,揭开了有机化合物合成的新篇章。
20世纪中叶以后,化学技术的发展进入了高速发展的阶段。
在这个时期,化学技术开始广泛应用于能源方面的研究和开发。
从石油的分离提纯到石化工业的兴起,化学技术为能源领域的发展做出了突出贡献。
此外,材料科学、生物科技和环境科学等领域的蓬勃发展也离不开化学技术的支持。
近年来,随着人类社会的快速发展和对可持续发展的追求,绿色化学技术崭露头角。
新型催化剂、新能源材料和精细化学品合成等技术的研究和应用,为解决环境问题和资源短缺问题提供了新思路和新路径。
中外化学发展史时间轴
中外化学发展史时间轴一、古代化学(公元前3000年-公元17世纪)公元前3000年左右,古埃及人开始使用化学技术,制造金属器具和染料。
公元前6世纪,古希腊人开始研究火和水等自然现象,奠定了化学研究的基础。
公元2世纪,古罗马人开始研究矿物和药物,并发展了一些实验方法。
二、中世纪化学(公元17世纪-公元18世纪)17世纪,欧洲发生了科学革命,启蒙运动的思想逐渐传播,化学研究开始迅速发展。
1661年,罗伯特·波义耳提出了物质不能被创造或销毁的理论,奠定了现代化学的基础。
18世纪,化学元素的发现和研究成为主要研究领域,安托万·拉瓦锡发现了氧气。
1789年,拉瓦锡提出了化学元素的概念,并建立了现代化学符号和化学方程式。
三、现代化学(19世纪)19世纪初,约翰·道尔顿提出了原子理论,认为所有物质由不可分割的小粒子组成。
1807年,亚历山大·冯·洪堡发现了电解现象,奠定了电化学的基础。
1828年,弗里德里希·维勒首次合成了尿素,证明有机化合物可以由无机物质合成。
1833年,米歇尔·尼克劳斯·塞尔纳克首次提出了化学反应速率的概念,开创了化学动力学的研究领域。
1856年,威廉·普兰克发现了能量量子化的现象,奠定了量子化学的基础。
四、现代有机化学(20世纪)20世纪初,有机化学开始迅速发展,人们对有机物质的结构和性质有了更深入的理解。
1902年,爱尔兰化学家阿瑟·亨利·赖特利首次合成了脂肪酸,开创了有机合成化学的新时代。
1928年,弗里德里希·贝格尔首次合成了橡胶,推动了合成橡胶工业的发展。
20世纪中叶,合成药物的研究取得了重大突破,人们开始广泛使用抗生素等药物。
20世纪末,纳米材料的研究成为热点,人们开始研究纳米粒子的性质和应用。
五、现代无机化学(20世纪)20世纪初,无机化学研究重点转向材料科学和能源领域。
化学的发展史
化学的发展史化学的历史渊源非常古老,能够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。
当时这仅仅一种经验的积累。
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发展,是社会发展的必然结果。
而它的发展,又促动生产力的发展,推动历史的前进。
化学的发展,主要经历以下几个时期: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,仅仅化学的萌芽时期。
古时候,原始人类为了他们的生存,在与自然界的种种灾难实行抗争中,发现和利用了火。
原始人类从用火之时开始,由野蛮进入文明,同时也就开始了用化学方法理解和改造天然物质。
燃烧就是一种化学现象。
(火的发现和利用,改善了人类生存的条件,并使人类变得聪明而强大。
)掌握了火以后,人类开始食用熟食;继而人类又陆续发现了一些物质的变化,如发现在翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧炭火,会有红色的铜生成。
在中国,春秋战国由青铜社会开始转型,铁器牛耕引发的社会变革推动了化学的发展。
[3]这样,人类在逐步理解和利用这些物质的变化的过程中,制得了对人类具有使用价值的产品。
人类逐步学会了制陶、冶炼;以后又懂得了酿造、染色等等。
这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古代文明的标志。
在这些生产实践的基础上,萌发了古代化学知识。
丹药时期约从公元前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实行的相互转变,积累了很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。
化学发展的三个阶段简介
化学发展的三个阶段简介化学的发展就像是一场精彩的旅程,从最初的神秘探索到现代的高科技应用,每一步都充满了惊喜和变化。
说到这,大家是不是想起了小时候做实验的日子?那种小心翼翼,期待着什么神奇的反应发生,心里那个紧张啊,真是让人既兴奋又忐忑!早在古代,人们对物质的理解可谓是朦朦胧胧,像是在黑暗中摸索一样。
那些炼金术士们,整天在实验室里混合各种奇怪的物质,梦想着能把铅变成金子,哦,真的是痴人说梦!他们用一些复杂的符号,搞得人云亦云,听起来神秘兮兮的。
他们根本不知道化学的基本原理,只是在天马行空地幻想。
到了17世纪,化学开始慢慢走出迷雾。
像是遇到了春风,科学家们开始认真研究物质的组成,搞清楚了元素的概念。
牛顿、洛克这些大咖纷纷加入了这个大派对,大家开始用实验的方法去探索自然的奥秘。
这时候的化学,简直就像是个小孩,刚学会走路,但充满了好奇和热情。
试管、烧瓶成了他们的玩具,每一个反应都是一场小小的奇迹。
那些早期的化学家们可真是勤奋得不行,天天在实验室里折腾,做得一手好实验,虽然结果有时候搞得一团糟,但他们从中学到了很多,真是让人佩服。
进入19世纪,化学的舞台变得更加辉煌,像是放了一场盛大的烟火秀。
各种理论层出不穷,像是化学反应的规律、原子论等等,真是让人眼花缭乱。
达尔顿的原子理论就像是一颗璀璨的明珠,把科学的光辉洒向每一个角落。
这时候,化学不再是一些古怪的实验,而是变成了一门严谨的科学。
你看看,那些化学方程式,一个个写得像诗一样,优雅而富有力量。
科学家们在不断地探索中,把元素表做得越来越完备,简直是无所不能。
化学家们就像是在谱写一首宏伟的交响乐,音符跳跃着,交织成了丰富的旋律,让人忍不住想跟着一起舞动。
到了20世纪,化学又迎来了新的高峰,仿佛一颗流星划过夜空,留下了耀眼的轨迹。
现代化学的崛起,带来了无数的创新和发明。
像是药物的研发、塑料的制造等等,真是让生活变得更加多姿多彩。
那些化学家们真的是在用自己的智慧,改变着我们的生活。
化学发展简史
化学发展简史化学作为自然科学的一个重要分支,在人类社会的发展过程中发挥着重要的作用。
本文将从化学发展的历史角度出发,梳理化学发展的简史,带领读者了解化学在人类文明中的演变过程。
一、古代化学的萌芽1.1 早期人类对化学现象的观察古代人类开始对火、水、土、风等自然现象进行观察和实验,逐渐积累了化学知识。
1.2 古代文明中的化学实践古埃及、巴比伦、印度等古代文明国家在金属冶炼、染料制作、药物研究等方面有着丰富的化学实践经验。
1.3 古代哲学家对化学的思考古希腊的柏拉图、亚里士多德等哲学家开始探讨物质的本质和变化规律,为后来的化学理论奠定了基础。
二、中世纪的炼金术时代2.1 炼金术的兴起中世纪时期,炼金术盛行,人们试图通过炼金术实现黄金的制造,同时也积累了一些实验经验。
2.2 炼金术对化学的影响炼金术促进了实验方法的发展,推动了化学知识的积累和传播。
2.3 炼金术的衰落随着科学方法的兴起和实验技术的进步,炼金术逐渐被现代化学所取代,成为化学发展史上的一个重要阶段。
三、现代化学的奠基者3.1 卢瑟福的原子理论英国科学家卢瑟福提出原子理论,开创了现代化学的先河。
3.2 门捷列夫的元素周期表俄国化学家门捷列夫提出元素周期表,系统地归纳了元素的性质和周期规律。
3.3 摩尔的化学计量定律法国化学家摩尔提出了化学计量定律,为化学反应的定量研究奠定了基础。
四、化学工业的兴起4.1 工业革命对化学的影响18世纪的工业革命推动了化学工业的发展,化学产品的生产大幅增加。
4.2 化学工业的技术进步19世纪以来,化学工业的技术不断创新,化学工程、有机合成等领域取得了重大突破。
4.3 化学工业的现代化20世纪以来,化学工业实现了现代化,成为国民经济的支柱产业,为人类社会的发展做出了重要贡献。
五、当代化学的发展趋势5.1 绿色化学的兴起当代化学强调可持续发展和环保理念,绿色化学成为化学发展的重要方向。
5.2 材料化学的发展新材料的研发和应用成为当代化学的热点,为现代科技的发展提供了重要支撑。
20世纪化学的回顾与21世纪化学之展望
20世纪化学的回顾与21世纪化学之展望王彦广化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学,它涉及存在于自然界的物质(如矿物、空气中的气体、海洋里的水和盐、动植物体内的化学成分),以及由化学家创造的新物质,它涉及自然界的变化(如因闪电而着火的树木、生命过程中的化学变化),还有那些由化学家发明创造的新变化。
作为自然科学中的一门基础学科,化学是当代科学技术和人类物质文明迅猛发展的基础和动力,是一门中心的、实用的和创造性的科学,是一门古老而又生机勃勃的科学。
现在很多化学工作者都在预测21世纪化学学科发展的前景,推测21世纪化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?实际上,我们只要温故以知新,就不难看出未来化学发展的动向。
1.20世纪化学的辉煌成就20世纪人类对物质需求的日益增加以及科学技术的迅猛发展,极大的推动了化学学科自身的发展。
化学不仅形成了完整的理论体系,而且在理论的指导下,化学实践为人类创造了丰富的物质。
从19世纪的经典化学到20世纪的现代化学的飞跃,从本质上说是从19世纪的道尔顿原子论、门捷列夫元素周期表等在原子的层次上认识和研究化学,进步到20世纪在分子的层次上认识和研究化学。
如对组成分子的化学键的本质、分子的强相互作用和弱相互作用、分子催化、分子的结构与功能关系的认识,以至1900多万种化合物的发现与合成;对生物分子的结构与功能关系的研究促进了生命科学的发展。
另一方面,化学过程工业以及与化学相关的国计民生的各个领域,如粮食、能源、材料、医药、交通、国防以及人类的衣食住行用等,在这100年中发生的变化是有目共睹的。
过去的100年间化学学科的重大突破性成果可从历届诺贝尔化学奖获得者的重大贡献中获悉(见表1)。
表1 历届诺贝尔化学奖获奖简况(1)放射性和铀裂变的重大发现20世纪在能源利用方面一个重大突破是核能的释放和可控利用。
20世纪化讲义学发展轨迹初探
20世纪化学发展轨迹初探
对于20世纪化学发展的思考
一、现代化学发展的态势与特点 二、化学研究重心的转移与研究层
次的突破 三、化学研究价值的不断提升
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一、现代化学发展的态势与特点 1.现代化学发展的态势 2.现代化学发展的特点
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1. 现代化学发展的态势
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2.现代化学发展的特点
(1)从宏观研究到微观研究,直至意识到 微观研究与宏观研究相结合。
(2)从静态研究到动态研究,直至意识到 静态研究与动态研究相结合。
(3)由复杂到简单,再由简单到复杂的研 究方式的转变。
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(1)从宏观研究到微观研究,直至意 识到微观研究与宏观研究相结合
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b.测定分子结构
MS:
分子被打成碎片,测定分子碎片的精确 质量, 确定碎片的组成,并进一步推测分子 中原子是如何连接的。
C 12.000000
O 15.995915
H
1.007825
CH4 16.031300
可以区分一个氧原子还是一个甲烷分子。
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b. 测定分子结构
雄酮激素A环饱和,是个醇,另 外,多一个角甲基。
组成与结构上的微小差别导致性 的极大差异。
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(1)认识分子——研究分子的组
成、 结构、结构与性质的关系
“反应停”中有两种组成相同,但 构型不同的对映异构体, 互为左 右手,因而性能不同。
“反应停”的有效成分为镇静剂, 它有很好的镇定功能,不会致畸变, 但另一种构型无镇静作用,且有强 烈的致畸作用。
近代化学史的发展
近代化学史的发展近代化学史是研究化学科学在近代时期的发展历程和重要成就的学科领域。
化学作为一门自然科学,通过对物质的性质、组成和变化规律的研究,为人类社会的发展和进步做出了重要贡献。
以下将详细介绍近代化学史的发展过程。
1. 古代化学的基础古代化学的基础可以追溯到古埃及和古希腊时期。
古埃及人在金属冶炼、染料制备等方面有着丰富的经验,并且研究了一些草药的性质和用途。
古希腊的著名哲学家和科学家如亚里士多德、苏格拉底等也对化学领域进行了一些探索。
2. 化学元素的发现18世纪至19世纪初,化学元素的发现成为化学史上的重要里程碑。
安托万·拉瓦锡通过对化合物的分解和合成实验,提出了元素的概念,并发现了多种元素,如氧、氢、氮等。
约瑟夫·普鲁斯特提出了元素比例定律,即化合物中不同元素的质量比例是恒定的。
3. 元素周期表的建立19世纪中叶,德国化学家门捷列夫发现了元素周期律,这是近代化学史上的重大突破。
他将已知的元素按照一定的规律排列,并预测了一些尚未被发现的元素。
这一发现为后来化学元素的分类和研究提供了重要的指导。
4. 有机化学的发展19世纪,有机化学得到了快速发展。
弗里德里希·凯库勒首次提出了有机化合物的结构理论,认为有机化合物是由碳原子构成的。
这一理论的提出推动了有机化学的发展,并促使人们对有机化合物的合成和反应机理进行深入研究。
5. 无机化学的突破19世纪末至20世纪初,无机化学取得了一系列重要突破。
荷兰科学家雅各布斯·亨德里克斯·范霍夫发现了范霍夫催化剂,为催化剂的研究奠定了基础。
此外,弗里德里希·维勒发现了氨合成反应,为人类农业生产做出了巨大贡献。
6. 物理化学的兴起20世纪初,物理化学作为一门新兴学科开始兴起。
物理学和化学的交叉研究推动了化学领域的发展。
瑞士物理学家沃尔夫冈·保尔曼提出了动力学理论,解释了化学反应的速率和机理。
此外,物理化学还涉及到热力学、光谱学等方面的研究。
近代化学史的发展
近代化学史的发展近代化学史可以追溯到17世纪末的欧洲,随着科学方法的发展和实验技术的进步,化学逐渐成为一门独立的科学学科。
本文将详细介绍近代化学史的发展过程,包括重要的科学家、理论和实验成果。
1. 17世纪:化学的起源17世纪,化学的研究主要集中在燃烧、氧气和酸碱等方面。
罗伯特·博义和约瑟夫·普利斯特利是这一时期的重要科学家。
博义提出了燃烧是物质与“燃素”相结合的过程,普利斯特利则发现了氧气并研究了酸碱中的化学反应。
2. 18世纪:化学元素的发现18世纪,化学元素的概念逐渐被确立。
安托万·拉瓦锡和乔瑟夫·普鲁斯特等科学家通过实验发现了多种元素,如氧、氢、氮、碳等。
拉瓦锡提出了化学元素的概念,并将化学反应归结为元素之间的组合和分解。
3. 19世纪:原子论的建立19世纪初,约翰·道尔顿提出了原子论,认为物质由不可分割的微粒组成。
道尔顿的原子论为化学研究提供了基础。
随后,阿沙福·阿沙福特提出了化学元素周期表,将元素按照其原子量和性质进行分类。
4. 19世纪中叶:有机化学的兴起19世纪中叶,有机化学得到了快速发展。
弗里德里希·凯库勒首次成功地合成了尿素,这一成果推翻了生命只能由生命产生的观念。
此后,化学家们开始合成各种有机化合物,并研究它们的结构和性质。
5. 19世纪末:物质的电性质和化学反应动力学19世纪末,化学研究开始涉及物质的电性质和化学反应动力学。
迈克尔·法拉第提出了电解学定律,揭示了物质在电解过程中的行为规律。
威尔逊·史密斯则研究了化学反应的速率和反应机理。
6. 20世纪:量子化学和高分子化学的发展20世纪初,量子力学的发展为化学研究提供了新的理论基础。
物理学家尤金·保罗·维格纳将量子力学应用于化学中,提出了分子轨道理论和价键理论,解释了化学键的形成和分子结构的稳定性。
此外,高分子化学的发展也成为20世纪化学的重要分支。
近代化学史的发展
近代化学史的发展近代化学史是研究化学科学在近代时期的发展和演变过程的学科领域。
近代化学史的研究范围主要涵盖了从18世纪末到20世纪初的时期,这个时期被认为是化学科学发展的关键时期,涌现了许多重要的科学家和理论。
一、18世纪末到19世纪初的化学革命18世纪末到19世纪初是化学科学发展的重要时期,也被称为化学革命。
这个时期,化学科学从实验经验的积累中逐渐发展为一个基于理论的科学学科。
这一时期的关键人物包括拉瓦锡、道尔顿和贝尔塔洛等。
1. 拉瓦锡的贡献拉瓦锡(Antoine Lavoisier)是近代化学史上的重要人物之一。
他提出了氧气的概念,并将其命名为“氧”。
拉瓦锡还提出了质量守恒定律,即在化学反应中,物质的质量不会发生改变。
他的实验研究打破了传统的燃烧理论,为化学科学的发展奠定了基础。
2. 道尔顿的原子理论约翰·道尔顿(John Dalton)是近代化学史上另一位重要的科学家。
他提出了原子理论,认为物质由不可分割的弱小颗粒组成,这些颗粒被称为原子。
道尔顿的原子理论为化学反应的解释提供了基础,奠定了现代化学的基石。
3. 贝尔塔洛的元素周期表贝尔塔洛(Dmitri Mendeleev)是化学史上的重要人物之一。
他提出了元素周期表,将元素按照一定的规律罗列,使得元素的性质和周期性变化得到了合理的解释。
贝尔塔洛的元素周期表为化学元素的分类和研究提供了重要的工具。
二、19世纪的有机化学19世纪是有机化学研究的黄金时期,许多重要的有机化合物被发现和研究。
这个时期的有机化学主要集中在研究碳化合物的结构和性质。
1. 弗朗西斯科·佩斯提利奥的研究佩斯提利奥(Francesco Pestiello)是19世纪有机化学研究的重要人物之一。
他发现了许多重要的有机化合物,如乙醇、乙酸和乙醚等。
他的实验和研究为有机化学的发展做出了重要贡献。
2. 弗里德里希·奥斯特瓦尔德的合成化学奥斯特瓦尔德(Friedrich Wöhler)是19世纪有机化学研究的重要人物之一。
20世讲义纪化学发展轨迹初探
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1.现代化学发展的态势
b.新分子和新材料的飞速发展,化合物的数目呈 指数增长。 1900 年 55 万种 1945 年 110 万种 (45年增加一倍) 1970 年 236.7 万种 (25年约增加一倍) 1980 年 593 万种 (10年约增加一倍) 1990 年 1057.6万种 (10年约增加一倍) 2000 年 2650 万种 (10年增加一倍半)
1912年首次应用MS,数次获化学奖 1922年因用MS发现大量非放射性 同位素
1934年因用MS发现重氢 1996年因用MS发现C60 2002年因发明测定生物大分子的质谱 法。
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b.测定分子结构
NMR:
磁性核在磁场中会有磁共振吸收。 处于不同化学环境中的氢原子,其磁 共振吸收峰的位置不同,每个峰的精 细结构不同。由此可以推测分子的化 学结构与空间结构。
雄酮激素A环饱和,是个醇,另 外,多一个角甲基。
组成与结构上的微小差别导致性 的极大差异。
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(1)认识分子——研究分子的组
成、 结构、结构与性质的关系
“反应停”中有两种组成相同,但 构型不同的对映异构体, 互为左 右手,因而性能不同。
“反应停”的有效成分为镇静剂, 它有很好的镇定功能,不会致畸变, 但另一种构型无镇静作用,且有强 烈的致畸作用。
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1.现代化学发展的态势
20世纪现代化学取得了辉煌的 成就。 作为化学发展的理论基础 原子-分子论,在化学发展进程中 不断丰富、深化和扩展,但并无 发生颠复性的变化。
平稳发展
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1.现代化学发展的态势
化学发展简史
化学发展简史化学作为一门科学,对于人类社会的发展起到了重要的推动作用。
本文将从化学的起源、发展和重要里程碑等方面,对化学的发展历史进行详细的介绍。
1. 起源与古代化学化学的起源可以追溯到古代。
古埃及人、巴比伦人、古希腊人等都在日常生活中运用了一些化学知识。
例如,古埃及人掌握了金属冶炼技术,巴比伦人发展了陶瓷制作技术,古希腊人研究了一些物质的性质和变化规律。
古代化学的主要目的是为了满足人们的生活需求,比如制作药物、染料、香料等。
2. 中世纪和炼金术中世纪时期,化学的发展受到了宗教和哲学观念的束缚,炼金术成为当时化学研究的主要方向。
炼金术师试图通过炼金术来寻找黄金,但实际上他们的实验和研究为后来的化学实验方法奠定了基础。
炼金术师们发现了一些重要的元素,如汞、硫和铅,同时也发展了一些实验方法和设备。
3. 科学革命与现代化学的诞生17世纪的科学革命为化学的发展带来了新的动力。
罗伯特·博义、约瑟夫·普利斯特利、安托万·拉瓦锡等科学家通过实验和观察,提出了一些重要的化学理论。
博义提出了现代化学中的元素概念,普利斯特利发现了氧气,拉瓦锡则提出了化学反应中的质量守恒定律。
这些理论的提出,为现代化学的诞生奠定了基础。
4. 元素周期表的发现19世纪,俄国化学家德米特里·门捷列夫发现了元素周期律,这是化学史上的重要里程碑之一。
通过对已知元素的分类和整理,门捷列夫发现了元素周期表中的周期性规律。
这一发现不仅使化学的系统性得到了极大的提升,也为后来的元素研究和新元素的发现提供了重要的指导。
5. 有机化学的发展19世纪,有机化学的发展成为化学领域的重要分支。
弗里德里希·凯库勒、奥古斯特·凯库勒等科学家通过对有机化合物的研究,提出了许多重要的有机化学理论和概念。
例如,凯库勒兄弟提出了碳原子的四价性和化学键的概念,为有机化学的发展奠定了基础。
有机化学的发展也为合成药物、染料等有机化合物的制备提供了重要的理论支持。
化学发展简史
化学发展简史化学是自然科学的一个重要分支,研究物质的组成、性质、结构、变化规律以及与能量的关系。
本文将为您介绍化学发展的简史,从古代的炼金术到现代的化学科学,带您领略化学发展的脉络和里程碑。
1. 古代炼金术的起源古代炼金术是化学发展的起点,起源于古埃及和古希腊。
炼金术士追求将普通金属转化为黄金,同时也追求创造长生不老药和万能药水。
尽管炼金术未能实现这些目标,但它奠定了实验和观察的基础,为后来的化学研究打下了基础。
2. 基础理论的建立17世纪,罗伯特·波义耳提出了现代化学的基础理论,包括质量守恒定律、气体压力与体积的关系(波义耳定律)等。
安托万·拉瓦锡则提出了元素的概念,将化学研究从炼金术的迷信中解放出来。
约瑟夫·普鲁斯特提出了化合物的比例定律,奠定了化学计量学的基础。
3. 元素周期表的发现19世纪,德米特里·门捷列夫发现了元素周期表的规律,将元素按照原子序数罗列,并根据性质进行分类。
门捷列夫的发现为化学研究提供了重要的指导,使得科学家们更好地理解了元素之间的关系。
4. 有机化学的崛起19世纪末,弗里德里希·凯库勒开创了有机化学的新时代。
他提出了碳原子的四价性,揭示了有机化合物的结构和反应规律。
此后,有机化学快速发展,许多重要有机化合物被发现,如酮、醛、醇等。
5. 原子结构的揭示20世纪初,欧内斯特·卢瑟福提出了原子核的概念,并通过金箔散射实验证实了原子核的存在。
随后,尼尔斯·玻尔提出了原子的量子理论,解释了原子光谱的规律。
这些发现为原子结构的揭示奠定了基础,为后来的量子力学提供了重要的启示。
6. 化学反应动力学的研究20世纪初,化学反应动力学的研究取得了重要发展。
斯文·阿兰·阿伦尼乌斯提出了速率方程,并研究了反应速率与反应物浓度的关系。
这些研究为化学反应的控制和优化提供了理论依据。
7. 高份子化学的兴起20世纪初,赫尔曼·斯图尔特·斯图尔克发现了合成橡胶的方法,开创了高份子化学的新领域。
化学发展简史
化学发展简史一、引言化学作为一门自然科学,研究物质的组成、结构、性质、变化规律以及与能量的转化关系。
它的发展历程可以追溯到古代,随着人类对物质认识的不断深入,化学科学也逐渐发展壮大。
本文将从古代化学的起源开始,梳理化学发展的重要里程碑,介绍化学学科的发展历史。
二、古代化学的起源古代化学的起源可以追溯到约公元前3000年的古埃及和古巴比伦。
古埃及人通过矿石的冶炼和制作化妆品等实践,积累了一定的化学知识。
古巴比伦人则通过陶器的制作和染料的提取等活动,探索了一些化学现象。
此外,古印度、古希腊、古罗马等文明古国也都有各自的化学实践和理论。
三、近代化学的起步17世纪至18世纪,化学开始走上科学化的道路。
这一时期的重要人物包括罗伯特·波义耳、安托万·拉瓦锡、约瑟夫·普鲁斯特等。
波义耳提出了质量守恒定律,拉瓦锡发现了氧气和氢气,普鲁斯特提出了化学元素比例定律。
这些发现和理论奠定了化学的基础,并为后续的研究提供了重要的参考。
四、元素周期表的建立19世纪中叶,化学家德米特里·门捷列夫提出了元素周期表的构想。
他根据元素的原子质量和性质的周期性变化,将元素按照一定的规律排列,形成了现代元素周期表的雏形。
随后,亨利·莫塞莱和格伦·西奥多·塞弗特等科学家对元素周期表进行了进一步的完善和发展。
元素周期表的建立对于化学研究和应用具有重要的意义。
五、有机化学的崛起19世纪末至20世纪初,有机化学开始崭露头角。
弗里德里希·奥斯特瓦尔德、奥古斯特·凯库勒、阿道夫·冯·巴耳末等化学家通过对有机化合物的研究,揭示了有机化学的特点和规律。
他们的工作为有机合成化学的发展奠定了基础,也为药物、染料、塑料等应用领域提供了重要的支持。
六、量子化学的兴起20世纪初,量子力学的发展为化学提供了新的理论工具。
化学家尤金·保罗·维格纳、罗伯特·穆利金等人运用量子力学的原理,解释了分子和原子的结构和性质。
化学发展史与自然辩证法
化学发展史与自然辩证法一、本文概述化学,作为一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学,其发展历程充满了曲折与探索。
本文旨在探讨化学发展史的演进轨迹,以及自然辩证法在这一过程中的体现。
通过对化学发展史的梳理,我们可以更好地理解科学发展的内在逻辑和规律,通过自然辩证法的视角,我们可以揭示化学发展中的矛盾、对立和统一,进一步理解科学的本质和特性。
本文将首先概述化学发展的主要阶段,从古代的炼金术和化学萌芽,到近代化学的建立和发展,再到现代化学的繁荣和创新。
然后,本文将重点分析自然辩证法在化学发展中的应用,包括对立统一规律、质量互变规律、否定之否定规律等。
这些规律不仅揭示了化学现象的本质,也指导了化学研究的实践。
本文将总结化学发展史对自然辩证法的启示,以及对未来化学研究的展望。
通过本文的论述,我们希望能够为读者提供一个全面而深入的视角,以理解化学发展史的演变和内在逻辑,也希望能够启发读者对自然辩证法的思考和应用,从而更好地认识和理解科学的本质和发展规律。
二、化学发展史的概述化学发展史是一部揭示自然界物质转化规律的壮丽史诗。
从古代朴素的炼金术,到现代精细的化学科学,化学的发展经历了漫长而曲折的道路。
早在公元前几千年,人类就开始了对物质变化的初步探索,如火的发现和使用,陶器的制作等。
这些早期的实践活动,虽然并未形成系统的化学理论,但无疑为后来的化学发展奠定了基础。
进入中世纪,炼金术盛行一时。
尽管炼金术的目标往往带有神秘和迷信色彩,但它对化学实验技术和化学理论的发展起到了推动作用。
通过炼金术的实践,人们开始意识到物质的变化遵循一定的规律,这为后来的化学理论的形成提供了重要的启示。
随着文艺复兴的到来,科学的理性主义开始兴起。
化学逐渐摆脱了炼金术的神秘主义束缚,开始向着实证和理论的方向发展。
17世纪,波义耳等科学家的出现,标志着现代化学的诞生。
他们通过实验和观察,提出了元素、化合物等基本概念,为后来的化学理论的发展奠定了基础。
[课外阅读]二十世纪的化学发展历程
[课外阅读]二十世纪的化学发展历程化学是一门建立在实验基础上的科学,实验与理论一直是化学研究中相互依赖、彼此促进的两个方面。
进入20世纪以后,由于受到自然科学其他学科发展的影响,并广泛地应用了当代科学的理论、技术和方法,化学在认识物质的组成、结构、合成和测试等方面都有了长足的进展,而且在理论方面取得了许多重要成果。
在无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大分支学科的基础上产生了新的化学分支学科。
近代物理的理论和技术、数学方法及计算机技术在化学中的应用,对现代化学的发展起了很大的推动作用。
19世纪末,电子、X射现和放射性的发现为化学在20世纪的重大进展创造了条件。
在结构化学方面,由于电子的发现开始并确立的现代的有核原子模型,不仅丰富和深化了对元素周期表的认识,而且发展了分子理论。
应用量子力学研究分子结构,产生了量子化学。
从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了价键理论、分子轨道理论和佩位场理论。
化学反应理论也随着深入到微观境界。
应用X射现作为研究物质结构的新分析手段,可以洞察物质的晶体化学结构。
测定化学立体结构的衍射方法,有X射线衍射、电子衍射和中子衍射等方法。
其中以X射线衍射法的应用所积累的精密分子立体结构信息最多。
研究物质结构的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁共振谱、电子自选共振谱、光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等,与计算机联用后,积累大量物质结构与性能相关的资料,正由经验向理论发展。
电子显微镜放大倍数不断提高,人们以可直接观察分子的结构。
经典的元素学说由于放射性的发现而产生深刻的变革。
从放射性衰变理论的创立、同位素的发现到人工核反应和核裂变的实现、氘的发现、中子和正电子及其它基本粒子的发现,不仅是人类的认识深入到亚原子层次,而且创立了相应的实验方法和理论;不仅实现了古代炼丹家转变元素的思想,而且改变了人的宇宙观。
作为20世纪的时代标志,人类开始掌握和使用核能。
近代化学史的发展
近代化学史的发展近代化学史是指从18世纪末至20世纪初,化学科学在理论和实践方面经历了重大变革和发展的历史阶段。
本文将从几个重要的方面介绍近代化学史的发展。
一、化学元素的发现和周期表的建立近代化学史的一个重要里程碑是化学元素的发现和周期表的建立。
在18世纪末,化学家开始研究各种物质的组成和性质,通过实验和观察,他们逐渐发现了一系列的化学元素,如氧、氮、氢等。
随后,化学家门捷列夫提出了元素周期表的概念,将已知的元素按照一定的规律罗列起来,使人们更好地理解元素之间的关系和性质。
二、有机化学的兴起和结构理论的建立19世纪初,有机化学开始兴起,化学家们开始研究有机物质的组成和变化规律。
著名的化学家贝克勒尔和李比希提出了有机化合物的结构理论,认为有机化合物是由碳原子构成的,并且碳原子能够形成多种多样的化学键。
这一理论的提出极大地推动了有机化学的发展,并为后来的有机合成和药物研究奠定了基础。
三、化学反应动力学的研究在19世纪末,化学反应动力学成为化学研究的一个重要方向。
化学家们开始关注反应速率、反应机理以及影响反应速率的因素。
瑞典化学家阿兰德森提出了速率方程的概念,并通过实验研究了不同反应物浓度对反应速率的影响。
这一研究为后来的化学工业和催化剂研究提供了理论基础。
四、量子力学和原子结构的研究20世纪初,量子力学的发展对化学科学产生了深远的影响。
量子力学提出了原子和份子的波粒二象性理论,并通过数学模型解释了原子的能级结构和光谱现象。
化学家们通过量子力学的理论,解释了化学键的形成和断裂过程,并且发展了量子化学的计算方法,为化学反应的研究提供了新的工具和思路。
五、聚合物的研究和高份子化学的兴起20世纪初,聚合物的研究成为化学领域的一个重要方向。
化学家们开始研究大份子化合物的合成和性质,如橡胶、塑料等。
瑞典化学家斯特鲁维提出了聚合物的概念,并提出了聚合反应的机理。
随后,高份子化学逐渐成为一个独立的学科,并且在材料科学、医药等领域产生了广泛的应用。
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1.现代化学发展的态势
c.分析手段仪器化、分析对象复杂化。 从组成到形态分析; 从总体到微区分析(空间分辨率0.1nm); 从整体到表面及逐层分析; 从宏观组分到微观结构分析(样品质量小于 100μg也能给出确切的结构信息); 从静态到快速反应跟踪(现场)分析; 从破坏试样到无损分析从离线到在线分析。
华东师范大学 高剑南37来自b.测定分子结构80年代多功能晶体结构数据库的建 立,提供了系统的结构信息。 1985年豪普特曼与卡尔因发明直接法 而获化学奖; 1988年戴森霍弗、休伯与米歇尔因测 定光合作用反应中心的三维结构而获 化学奖。
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b.测定分子结构
1982年,IBM公司苏黎世实验室 的两位科学家宾尼(G.Binning)和罗 雷尔(H.Rohere)根据量子隧道效应发 明了扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,缩写STM )
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b.测定分子结构 XRD: 晶体对X射线衍射,可提供: 衍射方向——测定晶胞参数,即 晶胞的大小和形状。 衍射强度——确定晶体的点阵型 式以及晶胞中原子的种类及其分 布。
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b.测定分子结构 XRD不仅可以测量键长、键角、 二面角等表征分子空间构型的参数, 而且还能直接测量分子中电荷密度 的空间分布,从而确定晶体和分子 的整体结构。
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b.测定分子结构 60~70年代晶体结构的测定为 广大化学家所采用。 1953年沃森与克里克根据威尔 金斯特别是女化学家富兰克林的X 射线衍射数据提出DNA的双螺旋结 构,1962年获生理学与医学奖。
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b.测定分子结构 1962年肯德鲁因测定鲸肌红蛋 白的三维结构,佩鲁兹因完成马血 红蛋白精细结构的测定而获化学奖。 1964年霍奇金(女)因用X射线 衍射测定重要生物化学物质维生素 B12、青霉素的结构而获化学奖。
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b.测定分子结构
X射线衍射法的发展轨迹: 1912年劳厄提出晶体可对X射线发生衍射, 1914年获物理奖。 1914年布拉格父子奠定晶体对X射线衍射 的原理和方法,次年布拉格父子获物理奖。 1936年德拜因发明X射线衍射粉末法和提 出偶极矩的概念而获化学奖。
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b. 测定分子结构
1912年首次应用MS,数次获化学奖 1922年因用MS发现大量非放射性 同位素 1934年因用MS发现重氢 1996年因用MS发现C60 2002年因发明测定生物大分子的质谱 法。
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b.测定分子结构
NMR:
磁性核在磁场中会有磁共振吸收。 处于不同化学环境中的氢原子,其磁 共振吸收峰的位置不同,每个峰的精 细结构不同。由此可以推测分子的化 学结构与空间结构。
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b.测定分子结构
2003年保罗·C·劳特伯和皮特·曼斯 菲尔德因为发明核磁共振成像(MRI) 而被授予生理学或医学奖。磁共振成 像的临床应用是医学影像学中的一场 革命,是继CT、B超等影像检查手段后 又一新的断层成像方法,与CT相比, MRI具有高组织分辨力和无放射损伤等 优点。
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b.测定分子结构 人们不仅目睹了原子、分子, 使原子、分子不再仅仅是抽象的模 型,而且还是一个实实在在的客体, 可以进行搬动。 1986年获 Nobel物理奖。
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c.探究构效关系
总结了一些结构与功能的规律, 尚未提出统一的理伦。
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(2)调控分子—— 研究分子的化 学反应的规律 a.给定条件下,反应能否发生? b.如能发生,则会进行到什么程度? 伴随着怎样的能量变化? c.反应所需要的时间——反应进行 的速率? d.反应怎样发生——反应机理?
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b.测定分子结构 STM 横向分辨率0.1nm, 纵向分辨率0.01nm, 比一般电子显微镜的分辨率高两个 数量级。
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b.测定分子结构 STM 可观察到苯分子的六元环结构、 DNA的单链结构、DNA的双螺旋 结构; 能进行单原子操作,实现单原子 的移动。
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(3)由复杂到简单,再由简单到复杂 的研究方式的转变
从复杂系统的简化,到逐步回 归复杂系统。
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二、化学研究重心的转移与 研究层次的突破
1.研究重心由原子移向分子 2.向分子以上层次突破
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1.研究重心由原子移向分子 19世纪: 主要在原子层次上认识和研究 化学。恩格斯说过“在19世纪对于
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b.测定分子结构
乙醇
H H H-C-C-O-H H H 有三组共振吸收峰 峰面积比为3∶2∶1 分别为三个小峰,四个小峰 和一个峰。
二甲醚
H O H H- C C- H H H 一个共振吸收峰
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b.测定分子结构 1946年发明NMR 1952年获物理奖 1991年因发明傅里叶变换NMR、 二维的NMR谱而获化学奖 2002年因发明用NMR测定溶液中 生物大分子的方法而获化学奖
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b.测定分子结构 化学方法: 根据物质的性质与反应( 如氧化、 降价产物) 推断化合物的结构,然 后通过用简单化合物合成被测化合 物加以验证。如胆固醇结构的测定。
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胆固醇结构
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b.测定分子结构
物理方法:
质谱法、光谱法、 波谱法、衍射法、 能谱法、扫描隧道显微镜等。
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1.现代化学发展的态势 20世纪现代化学取得了辉煌的 成就。 作为化学发展的理论基础 原子-分子论,在化学发展进程中 不断丰富、深化和扩展,但并无 发生颠复性的变化。 平稳发展
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1.现代化学发展的态势 快速
a. 随着化学内部以及化学与 其他科学的交叉与渗透,其研究范 围越来越宽,已发展成九个分支学 科。
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b.测定分子结构 20世纪40~50年代各类代表性 的无机物和有机物的晶体结构大 多数已经测定,总结出的键长、 键角及其变异规律和分子的构型、 构象规律,成为化学、物理学、 矿物学和冶金学等共同的科学基 础。
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b.测定分子结构 1954年鲍林因阐明化学键的本质 与根据共振论和X射线衍射数据成 功地推断血红蛋白的α螺旋结构而 获化学奖;1962年又荣获Nobel和 平奖。
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(2)调控分子—— 研究分子的化 学反应的规律 常温下,氢气与氧气反应生成水 的趋势很大,但反应速率极小,经 过105亿年才生成0.1%的水。
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(2)调控分子—— 研究分子的化 学反应的规律 实现化学反应的关键是提高反 应速率。改变化学反应速率的物质 是催化剂。
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(2)调控分子 ——研究分子的化 学反应的规律 考虑到化学反应常在等温、 等压、 只做体积功的条件下进 行, 可用描写热力学系统的一 个状态参量吉布斯自由能的变化 △Z小于零作为反应自发进行的 判据。
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(2)调控分子 ——研究分子的化 学反应的规律 化学热力学能够预言某一化学反 应能否进行,进行到什么程度,但 它不能告诉我们反应的速度。反应 自发进行的趋势大,不等于反应速 度快。
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1.现代化学发展的态势
b.新分子和新材料的飞速发展,化合物的数目呈 指数增长。 1900 年 55 万种 1945 年 110 万种 (45年增加一倍) 1970 年 236.7 万种 (25年约增加一倍) 1980 年 593 万种 (10年约增加一倍) 1990 年 1057.6万种 (10年约增加一倍) 2000 年 2650 万种 (10年增加一倍半)
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(1)认识分子——研究分子的组成、 结构、结构与性质的关系 雌酮激素和雄酮激素: 两种性激素结构的 共同特点: 有四个环 (3个六元 环和1个五元环) 三个侧链(2个角甲基 与1个OH基)—甾族
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(1)认识分子——研究分子的组成、 结构、结构与性质的关系
区别: 雌酮激素A环是芳环,是个酚; 雄酮激素A环饱和,是个醇,另 外,多一个角甲基。 组成与结构上的微小差别导致性 的极大差异。
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18
(1)认识分子——研究分子的组 成、 结构、结构与性质的关系
“反应停”中有两种组成相同,但
构型不同的对映异构体, 互为左 右手,因而性能不同。 “反应停”的有效成分为镇静剂, 它有很好的镇定功能,不会致畸变, 但另一种构型无镇静作用,且有强 烈的致畸作用。
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b.测定分子结构
STM有一直径约几纳米的很尖锐的 导电探针,工作时在针尖与样品之间 加电压。当针头和样品表面的距离为 0.1nm时,样品中电子由于隧道效应而 穿越两者之间的势垒到达针尖(或反方 向 ),于是产生隧道电流。隧道电流 的大小与针尖至样品表面的距离成指 数关系。
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2.现代化学发展的特点
(1)从宏观研究到微观研究,直至意识到 微观研究与宏观研究相结合。 (2)从静态研究到动态研究,直至意识到 静态研究与动态研究相结合。 (3)由复杂到简单,再由简单到复杂的研 究方式的转变。