化学与社会-02

8.48 8.63
9.37 5.36 9.18 7.30 6.40 10.45 7.55
Institute of Scientific Inofrmation, Essential Science Indicator, 2010.
6
国培计划 （2010）
北大化学学科在世界上的排名
2010年 35名
中国国家战略目标（2010）
2010年9月8日，温家宝总理主持召开国务院常务会议，
审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性 新兴产业的决定》，其中提及七个产业领域：
节能环保 新一代信息技术 生物 高端装备制造 新能源 新材料 新能源汽车
17
国培计划 （2010）
《怀疑派化学家》（1661）
Robert Boyle（波义尔）
(1627-1691, 英国)
The Sceptical Chemist, by Robert Boyle, 1661
L. Principe, Nature 469, 30 (2011).
23
国培计划 （2010）
近代化学的建立
Lavoisier的贡献
学年。在这一期的编者按1中指出：“The biggest impact of the IYC should not be on chemists, but those who are not (or not yet) chemists.”
1
12
Nature 469, 1 (2011).
国培计划 （2010）
化学王国的版图
五个基础分支 无机化学 有机化学 分析化学 新的综合 材料化学
从基础到应用 从科学到技术
生物化学
计算化学
环境化学 能源化学
物理化学
高分子化学
18
国培计划 （2010）
2. 从魔法到科学：化学简史
化学的源头 —— 远古神秘主义
与宗教、哲学以及科学的
10558
10384
5
中山大学
厦门大学
8
10 国培计划 （2010）
84
83
资料来源：教育部学位中心
中国大学化学学科SCI排名（20052010）
排名 1 学 校 (全球排名) 北京大学 (35) 论文数 5,422 引用数 54,101 篇均引用数 9.98
2 3
4 5 6 7 8 9 10
南京大学 (54) 中国科技大学 (63)
“国际化学年”（IYC），以纪念化学学科所取得的卓 越成就以及对人类文明的突出贡献。
2011年正值国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的前
身国际化学会联盟（IACS）成立100周年，也适逢女科 学家居里夫人获得诺贝尔化学奖100周年。
2011年1月6日，《Nature》杂志以专刊形式纪念世界化
和泡沫较少的浴液去除死皮”。 （http://health.rbc.cn/ssjk/200811/t20081118_967591_1.htm）
某介绍韩国食品的网站称：“好丽友手指饼干是韩国
首款不含化学物质的饼干”。 （http://www.xici.net/b627932/d96430935.htm）
众多科学分支的基础，但却一定程度上模糊了化学自 身的形象。
化学的核心目标——理解分子的结构和功能以及分子
间相互作用——是科学领域中最核心的问题，但在科 学界之外却罕为人知。
1
11
Nature 411, 399 (2001).
国培计划 （2010）
2011：联合国国际化学年
2008年12月31日，第63届联大通过决议，将2011年定为
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 学校 北京大学 兰州大学 南开大学 吉林大学 大连理工大学 山东大学 清华大学 四川大学 中山大学 院系 化学与分子工程学院 化学化工学院 化学学院 化学学院 化工学院 化学与化工学院 化学工程系 化学学院 化学与化学工程学院
4
10 北京化工大学 化学工程学院 网址：http://www.pinglaoshi.com/servlet/do?action=doTop2009Specialty&cid=2 国培计划 （2010）
中国化学学科排名（2007）
学校代码 10001 10055 10284 10246 10358 学校名称 北京大学 南开大学 南京大学 复旦大学 中国科技大学 排名 1 1 3 4 4 评分 95 95 92 89 89
10183
10486 10335
吉林大学
武汉大学 浙江大学
6
7 8
87
85 84
27
国培计划 （2010）
Байду номын сангаас
化学的中心目标
炼金术时代的目标有两个： 点石成金和长生不老药。 现代化学的目标仍然是两个：
为社会创造财富和为人类健康服务
当一个学科把自身的目标与人类社会的目标紧密联系
在一起时，这个学科必然会动力充沛，蓬勃发展。
28
国培计划 （2010）
化学的精神
“I have attempted to give you a glimpse...of what there may be of soul in chemistry. But it may have been in vain. Perchance the chemist is already damned and the guardian the blackest. But if the chemist has lost his soul, he will not have lost his courage and as he descends into the inferno, sees the rows of glowing furnaces and sniffs the homey fumes of brimstone, he will call out: „Asmodeus, hand me a test-tube.‟” Gilbert Newton Lewis
在过去3年里，北京大学化学学科论文被引用次 数的排名在全球大学排行榜上迅速攀升。
7
国培计划 （2010）
Contents
引言：化学印象 什么是化学？ 从魔法到科学：化学简史 化学：人类文明发展的里程碑 化学：面向未来
8
国培计划 （2010）
引言：化学印象
长期以来，化学予民众的印象大多是负面的，从事化
化学与社会
卞 江 北京大学化学与分子工程学院 2011年1月11日
未名湖畔的百年学院
1910年4月30日，北京大学的
前身——京师大学堂设立格 致科化学门，标志着化学教 育和化学学科在中国诞生。
在过去100年里，虽历经坎坷，
但北京大学化学学科一直保 持着在国内的领先地位，并 正迅速迈向世界一流化学教 育和学术机构的行列。
学工作也被认为是一项危险的职业。
水污染 食品安全
大气污染
限塑令
9
国培计划 （2010）
“不含化学物质”
一个销售家具的店家宣称某鞋架“不含任何化学物
质”。 （http://baihuo.uuuso.com/product/Index.shtml?productId=12 2542 ）
一则美容知识介绍中要求：“尽量使用不含化学物质
物质守恒定律。
推翻燃素说（phlogiston），
建立新的燃烧理论。
命名氧（oxygen）和氢
（hydrogen）。
Antoine Lavoisier (拉瓦锡) 1743-1794, 法国化学家
24
国培计划 （2010）
镭的发现：原子结构的建立
现代原子结构理论建立于一系列实验
发现的基础之上。其中，原子放射性 的发现彻底颠覆了Dalton原子论中“原 子不可再分”的思想。
让我们一起走进化学世界！
13
国培计划 （2010）
1. 什么是化学？
化学 = 变化 + 科学
14
国培计划 （2010）
为什么要学习化学？
化学是我们认识自然的重要途径。
化学是一项智力挑战。
化学与人类社会的发展息息相关。
化学是生动的和激动人心的。
15
国培计划 （2010）
化学：中心科学
16
国培计划 （2010）
清华大学 (64) 浙江大学 (67) 复旦大学 (74) 南开大学 (77) 吉林大学 (98) 中山大学 (126) 武汉大学 (186)
5,359 4,921
4,425 7,562 4,161 5,187 5,037 2,657 2,897
45,420 42,470
41,456 40,507 38,184 37,847 32,257 27,765 21,868
10
国培计划 （2010）
“一个被成功埋没的学科”
2001年5月24日，英国著名科学杂志《Nature》发表题为
“A discipline buried by success”的编者按1，指出化 学学科深受公众误解，而化学家却不屑于宣传化学对 人类发展的所作出的重要贡献。
文章指出，化学领域的广阔和多样性，使得化学成为
阿拉伯术士为古代化学发展 做出了突出贡献
21
国培计划 （2010）
西方炼金术
“最初化学想把贱金属变为黄 金，虽然它没有实现这个目标，但 是它却完成了更伟大的工作。”
爱默生 (Ralph Waldo Emerson, 1803-1883) 美国作家、哲学家
哈利· 波特与魔法石
22
国培计划 （2010）
20
Hg(l) + S(s) = HgS(s)
国培计划 （2010）
Al-kimiya （炼金术）
“Chemistry as a science was almost created by the Muslims; for in this field, where the Greeks (so far as we know) were confined to industrial experience and vague hypothesis, the Saracens introduced precise observation, controlled experiment, and careful records. ” Will Durant in The Age of Faith
居里夫人发现放射性 元素-钋和镭(1898)
25
国培计划 （2010）
化学键理论：分子科学的建立
26
鲍林（Linus Pauling） 美国化学家 获1954年Nobel化学奖 获1962年Nobel和平奖
国培计划 （2010）
超越分子（Beyond Molecules）
―Chemistry is a bridge between physics and biology. It tries explain how complexity arose from particulate matter.‖ Jean-Marie Lehn 莱恩（1939- ） Jean-Marie Lehn 1987年Nobel化学奖
2
国培计划 （2010）
中国大学化学专业排名（2009）
排名 1 2 3 4 等级 A++ A++ A++ A++ 学校 北京大学 南京大学 吉林大学 浙江大学
武书连主编，《挑大学 选专业—2009高考志愿填报指南》，中国统计出版 社出版，2008
3
国培计划 （2010）
《评师网》化学及化工教育排名（2009）
30
国培计划 （2010）
实例一：药物合成
维生素B12，又名氰钴维生素，是
所有维生素中具有最复杂结构的 一种。Co（III）位于咕啉（corrin） 环中间（与4个N配位），并与二 甲苯咪唑（的N）配位。第6个配 体可以是氰基（-CN）、羟基（OH）和甲基等。
B12的食物来源包括动物的肝、心、
国培计划 （2010）
Gilbert Newton Lewis 1875-1946 美国化学家和教育家
29
3. 化学：人类社会发展的里程碑
化学从孕育时期到蓬勃发展，与人类社会的发展息息
相关。一些与化学有关的重要科技进步包括：
冶金技术 火药 人工合成氨 合成高分子 复合材料 纳米科技
其他分支一样，化学起源 于人类探索未知世界奥秘 的原始追求。
魔法石是西方炼金术的 标志物之一
19
国培计划 （2010）
东方炼丹术
“丹砂烧之成水银，积变又 还成丹砂。” 《抱朴子内篇金丹》
HgS(s) + O2(g) = Hg(l) + SO2(g) 东晋葛洪(~284 - ~363) 著《抱朴子内篇》