化学革命与未来
化学改变人类历史的重要时刻
化学改变人类历史的重要时刻化学是自然科学的重要分支之一,它通过研究物质的性质、组成和变化,使人们得以理解宇宙万物的微观世界。
在人类历史上,许多重要时刻与化学的发展密不可分,下面将探讨几个具有历史意义的化学里程碑事件,以及它们对社会、经济和科学技术的深远影响。
古代的化学雏形化学的起源可以追溯到古代。
古埃及人使用的香料、颜料和药物,实际上是早期化学实践的一部分。
冶炼金属和制备玻璃等工艺也在埃及文明中得到了发展。
公元前4000年左右,铅、铜等金属的提取和使用标志着人类进入了金属时代。
这一时期,炼金术成为追求物质转化的途径,人们希望将贱金属转变为黄金,这在某种程度上预示了现代化学的探索方向。
17世纪的化学革命17世纪被认为是现代化学发展的开端。
罗伯特·波义耳是这一时期的重要人物之一,他提出了波义耳定律,揭示了气体和压力之间的关系。
波义耳的实验方法强调了观察和实验在科学研究中的重要性,这一思想奠定了现代化学实验的基础。
他的工作不仅促进了气体化学的发展,而且改变了科学家与自然界互动的方式,为后来的科学发展开辟了新的视野。
与此同时,安托万·拉瓦锡被誉为“现代化学之父”。
他通过一系列严格的实验结束了“燃素说”,提出物质由元素组成,并确立了质量守恒定律。
拉瓦锡的这些理论打破了早期炼金术的一些陈旧观念,为现代化学奠定了理论基础。
19世纪:元素周期表的诞生进入19世纪后,元素周期表的出现成为化学史上的又一个重要里程碑。
德米特里·门捷列夫在1869年首次系统地排列了已知元素,并预言了新元素的性质。
这一发现不仅增强了人们对物质分类和性质关系的理解,也促进了元素及其相互作用研究的热潮。
门捷列夫的方法为后来的化学家指明了研究方向,并推动了周期律在其他科学领域的发展。
一个显著例子是,有助于解释和预言元素行为的新理论,包括原子结构理论和量子力学,这些理论的发展使得化学得以深入到原子层面,改变了人类对物质本质的认知。
化学史——精选推荐
化学史以化学史上的著名人物,如葛洪、波义耳、拉瓦锡、道尔顿、阿佛加德罗、康尼查罗、戴维、法拉第、贝采尼乌斯、维勒、李比希、凯库勒、范特荷夫、门捷列夫、居里夫人、徐寿、侯德榜等为主线,从古到今简要阐述化学发展历史,并相对突出中国化学的过去与现在。
化学史系列谈之一中国古代化学:蔡伦、葛洪、李时珍一、火与能源1、火的利用(1)中国云南元谋人(180万年前)遗址、北京周口店北京人(50万年前)遗址发现有人类的用火遗迹(2)人类学会用火是化学史的发端。
2、三大能源(1)煤、石油、天然气是三大天然能源。
(2)太阳能、风能、水能、潮汐能等绿色能源的开发势在必行(绿色化学)。
二、陶瓷()釉的发明是陶器过渡到瓷器的必备条件。
()瓷器(china)在世界上以中国(China)的发明最早。
()今日著名产地:江苏宜兴(陶都)、江西景德镇、河北唐山、广东佛山(石湾)三、造纸1、文字记录材料简史()夏商时期:兽骨、龟甲、青铜器(甲骨文、一言九鼎)()秦汉时期:竹简、木简(留取丹心照汗青、罄竹难书、读书破万卷、学富五车)()其它材料:帛(即丝织品,昂贵,不易保存)、羊皮(西方)2、蔡伦的历史贡献()公元前1世纪的西汉已有用麻绳头、破布、旧鱼网制成的麻纤维纸。
()东汉尚方令蔡伦在历史上是造纸术的改良者和推广者(公元105年)。
3、造纸术的传播()7世纪经过朝鲜东传日本——中韩造纸术、印刷术之争()8世纪中叶经中亚西传阿拉伯,12世纪欧洲最早在西班牙和法国建立造纸厂。
4、纸的闲话()当今造纸工艺的漂白问题:Cl2、ClO2(绿色化学)()当今造纸工艺的原料问题:一次性筷子与日本、再生纸(绿色化学)()宣纸(安徽泾县)泄密事件:经济合作中的知识产权问题()电脑、光盘、软盘成为新的文字记录材料的无纸化时代:纸还有用吗?四、火药()人类最早使用的黑火药起源于中国的炼丹术。
()黑火药的主要成分:一硫二硝三木炭(1S + 2KNO3 + 3C == K2S + N2 + 3CO2)()中国主要用于娱乐,13世纪后期传入欧洲后主要用于扩张(计算机的用途?)五、炼丹术1、炼丹术与炼金术的主要区别与意义()炼金术以乞求财富为目的,即点石成金(点金术)——今天原子核技术可以实现()炼丹术以乞求长生不老的金丹为目的——当今美国冷冻死尸期待奇迹()炼金术与炼丹术的意义:化学的原始形式——《伊索寓言》中葡萄园的故事2、中国炼丹术简史()秦始皇派人海上“求仙人不死之药”——炼丹术的萌芽()汉武帝热心于神仙、求长生不老之术——炼丹术的兴起()东汉魏伯阳著当今世界保存下来的最早的炼丹术著作《周易参同契》()西晋初年葛洪著《抱朴子·内篇》——炼丹术的经典名著()唐朝炼丹家孙思邈著《丹房决要》()唐朝(道教为国教)唐太宗等六个皇帝服丹而死——炼丹术的鼎盛时期()明朝的皇帝服丹而死——炼丹术的衰落时期3、葛洪生平:东晋丹阳人——没落贵族——功封关内侯——失意去南海学艺——罗浮山炼丹功绩:炼丹经典《抱朴子》——《晋书·葛洪传》载:"博闻深洽,江左绝伦,著述篇章,富于班马"——名垂千古(杭州葛岭)4、发展火药(中国)、在欧洲发展成为医药化学(炼金术发展成为冶金化学)。
化学未来的发展趋势
白春礼:对化学未来的发展趋势的阐述以及对于广大化学工作者的期望发布时间:2011-06-07 【字号:小中大】谈一下化学未来的发展,有四点趋势。
化学将向更广度、更深层次的方向延伸;新工具的不断创造和应用促进化学创新发展;绿色化学将引起化学化工生产方式的变革;化学在解决战略性,全局性,前瞻性重大问题当中将继续发挥更大的作用。
化学向更广更深的层次延伸体现在几个方面,对原子,分子的认识将更为深入,多层次分子研究更为系统,创造新分子,新材料的基础上更加注重功能性。
超分子是一个分子结构与宏观性能的关键纽带,是产生更高级结构的基础。
如何设计超分子结构和材料,对复杂生命体系的理解和模拟及调控都是前沿的课题。
这是化学向更深层次,更复杂拓展的延伸。
新工具的创造和应用会促进化学的发展,随着技术能力和仪器设备的不断进步,空前准确和灵敏的仪器不断被创造和应用,科学家不仅能在原子,分子甚至电子层次观察并研究微观世界的性质,而且能够对其物质结构和能量过程进行操控。
1981年,人类实现了观察单个原子的愿望,实现了移动单个原子和单个分子,促进了化学的创新和发展。
同步辐射及各种实验方法和技术的改进,使同步辐射光源在化学研究领域中发挥重要的作用,比如真空紫外辐射光可以在量的水平上观察化学共振态。
原位气固反应X射线吸收精细结构谱实验新方法,各种应用促进了化学向更深层次的发展。
绿色化学将促进化学化工生产方式的变革,绿色化学不仅是对现有过程的改进和新过程的研究,未来化学的研究将更加注重绿色产品设计的理念。
绿色化学将注重经济,高效,制备与人类生活相关的物质,绿色化学不仅是创造可持续的化学产品,也需要变废为宝,将今天的废弃物变为明天有用的资源,将引起化学化工的变革。
美国在1995年设立了总统绿色化学挑战奖,07年通过了绿色化学研究和发展法案。
日本在上世纪90年代旨在防止全球气候变暖,在21世纪重建绿色地球的新阳光计划开始实施,主要内容为能源和环境技术研究开发。
中学生应该了解化学发展历程趋势论文
中学生应该了解的化学发展历程与趋势摘要:当代中学生是21世纪的主宰者,也是21世纪科学发展的主要驱动力。
化学作为科学的重要一部分,虽然在中学阶段只是一些基础知识,但中学生也应该了解其发展历程及未来趋势。
化学经过萌芽时期、形成时期、发展时期和成熟时期,至今为止,化学的发展进入了一个高新技术阶段。
化学处于材料化学、生命化学、环境化学、绿色化学等新兴交叉学科的中心地位,化学的原理和研究方法广泛使用于其他学科。
功能材料的应用成为社会生产、国民经济、国防建设的先导。
但社会生活中仍然存在许多食品不安全因素、环境污染问题、资源的不合理开发和能源浪费等一系列问题,这些需要化学工作者及当代中学生继续进一步去解决。
关键词:中学生化学发展发展趋势21世纪的社会主角是当代的中学生,21世纪的化学发展还要靠当代中学生的努力。
要想在化学方面有所建树,中学生就应该了解化学的发展历程及未来的发展趋势。
自人类出现后,化学便与人类结下了不解之缘。
远古时代的钻木取火,用火烧煮食物,制陶,冶铜和铁器等等,这些化学技术的应用极大地促进了当时社会生产力的发展,标志着人类社会的进步。
今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的各个方面起着越来越大的作用。
那么,从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?一、化学学科发展历程的回顾1、远古的工艺化学时期在远古的工艺化学时期,人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是凭借几千万年的实践经验摸索出来的,当时化学虽然知识还没有形成,但已经有了萌芽,这便是化学发展的萌芽时期。
2、炼丹术和炼金术时期大约到了公元前1500年,人们开始对长生不死向往,战国时期的方士认为只有金石之类的不朽之物方能成就人们的不死之身。
于是,炼丹术便由此开始。
由于丝绸之路的开通,中国的炼丹术逆向传入欧洲的波斯和阿拉伯地区。
这时的波斯已经伊斯兰化,伊斯兰教徒没有得道成仙、长生不老的观念,他们只有对金的崇拜,于是人们想把其他金属皆变作黄金,因此炼丹术在该地区演化成炼金术。
2024版化学的发展历史简介
古代人们对物质的变化产生了浓厚的兴趣,如燃烧、发酵、锈蚀等现象。他们 开始尝试解释这些变化的原因,逐渐形成了一些朴素的化学观念。
炼金术与早期实验
炼金术的起源
炼金术起源于古代,是一种试图通过化学方法将贱金属转变为 贵金属(如黄金)的实践。炼金术士们进行了大量的实验,积 累了丰富的化学知识和经验。
03
现代化学的分支与拓展
有机化学的崛起与发展
有机化合物的早期研究
18世纪至19世纪初,化学家们开始关注有机化合物,如糖、脂肪 和蛋白质等,并探索其组成、结构和性质。
有机合成的发展
19世纪中后期,随着合成方法的不断改进,有机合成成为有机化 学的重要分支,实现了许多复杂有机分子的合成。
有机化学在生活中的应用
17-18世纪的化学革命源自1 2 3燃素说的兴衰 17世纪末,德国化学家贝歇尔提出燃素说,认为 物质燃烧是释放燃素的过程。然而,随着氧气的 发现,燃素说逐渐被淘汰。
定量化学的兴起 法国化学家拉瓦锡通过精确的定量实验,揭示了 化学反应中物质质量守恒的定律,为化学的定量 研究奠定了基础。
化学命名法的统一 瑞典化学家贝采利乌斯提出了一套系统的化学元 素命名法,使得化学语言得以统一和规范。
无机材料的发展
无机化学的发展促进了无机材料的研发与应用,如陶瓷、玻璃、半 导体材料等,为现代科技提供了重要支撑。
分析化学的精确与高效
分析方法的不断进步
分析化学研究物质的组成、含量和结构等分析方法,包括光谱分析、色谱分析、质谱分 析等,不断提高分析的精确度和效率。
仪器分析的广泛应用
随着科技的发展,各种先进的仪器分析方法广泛应用于化学分析中,如原子吸收光谱仪、 气相色谱仪等,为科研和生产提供了有力支持。
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、变化以及与能量的关系的科学。
它在人类社会的发展中扮演着重要的角色。
本文将为您介绍化学发展的简史,从古代到现代,梳理出一系列重要的里程碑。
1. 古代化学古代化学的起源可以追溯到公元前3000年的古埃及和古巴比伦。
当时的人们通过试错的方式,探索了金属冶炼、染料制备等基本化学过程。
其中,古埃及人发明了制造玻璃的方法,而古巴比伦人则开发了肥料的制备技术。
2. 古希腊化学古希腊时期,化学开始以一种哲学的方式被研究。
众所周知的古希腊化学家包括亚里士多德、希波克拉底和伊壁鸠鲁。
亚里士多德提出了四元素理论,即地、水、火、气是构成物质的基本元素。
希波克拉底则提出了“四体液”理论,认为人体的健康与四种体液(血液、黄胆、黑胆和粘液)的平衡有关。
3. 化学革命17世纪末至18世纪初,化学经历了一场革命。
安东尼·拉瓦锡、约瑟夫·普利斯特利和亨利·卡文迪什等化学家的工作开创了现代化学的基础。
他们提出了反应质量守恒、氧化还原和酸碱理论等重要概念。
其中,拉瓦锡是第一个系统地分类元素的科学家,他提出了化学元素的概念,并编写了一本包含33种元素的化学元素表。
4. 原子理论19世纪初,约翰·道尔顿提出了原子理论。
他认为,所有物质都由不可分割的微小粒子组成,这些粒子被称为原子。
道尔顿的原子理论为化学提供了一个统一的框架,使得化学研究能够更加系统和准确。
5. 有机化学的诞生19世纪,化学家弗里德里希·维勒通过实验发现,有机化合物可以由无机物质合成。
这一发现颠覆了当时普遍认为有机化合物只能由生物体合成的观念。
维勒的工作奠定了有机化学的基础,为后来的有机合成化学奠定了基础。
6. 元素周期表1869年,俄国化学家德米特里·门捷列夫发表了一篇题为《化学元素周期表》的论文,提出了元素周期表的构想。
他将已知的元素按照一定的规律排列,使得相似性的元素出现在同一列中。
化学的历史和发展
化学的历史和发展化学是一门探索物质世界的学科,也是自然科学中最为基础和广泛的学科之一。
化学对改变人类历史的发展做出了巨大的贡献。
在这篇文章中,我们将探索化学的历史和发展。
1. 古代化学的发展化学起源于古代,早在公元前332年前的古希腊,雅典的亚里士多德便描述了物质组成的理论,认为物质是由四种元素(火、水、土、气)组成的。
古希腊哲学家德谟克利特则认为物质是由一种粒子组成并在运动中变化的。
在古代中国,药学是最早发展起来的医学学科之一,早在公元前1000年,就有神农氏、华佗、扁鹊等医生医学家对化合物的热敷、涂抹、擦洗等处方的使用得到了广泛的关注。
另外古印度和古巴比伦的科学家也在化学领域取得了卓越的成果。
2. 现代化学的发展自从18世纪末19世纪初,化学开始进入现代化学时代,化学家们通过化学反应和实验来深入研究元素和化学反应。
这一时期的重要发现包括拉瓦锡发现现存的元素周期规律,门捷列夫发现化学反应中不可压缩性原则,达尔文发现种种生命现象是源于分子的行为。
20世纪初以来,化学成为一种应用广泛的科学,不仅仅关注物质如何组成,在更加高级的领域中,如生物化学、超分子化学、材料科学等,它的应用范围进一步扩展到了人类生存和进步的方方面面,如制药、化妆品、生命科学,通讯等领域。
3. 化学在社会发展中的作用化学不仅在科学研究中取得了卓越的成就,而且还在社会情况的发展中扮演了重要角色。
在工业革命中,化学的进展被认为是驱动工业革命的重要力量之一。
纺织工业、化工、农业等各种重要产业都得益于化学的发展。
此外,当今社会的化学活动还在环境保护、疾病治疗、解决饮用水问题等上起着重要的关键性作用。
例如,化学家们发明了一系列环保材料的,例如塑料袋、金属锅等节能环保的产品,化学家们还可以设计更加有效的药物,这些药物可以缓解各种疾病患者的痛苦。
4. 化学的未来发展趋势化学的未来发展受到了科技、社会和环境诸多制约因素的影响,但是它的发展仍会秉承创新和改进的精神,为人类的发展做出更多贡献。
化工行业的发展现状与未来趋势
化工行业的发展现状与未来趋势近几十年来,化工行业一直以快速的速度发展,成为国民经济中的重要组成部分。
化工产品广泛应用于农业、医药、能源、日用品等各个领域,对国家经济发展起到了重要的推动作用。
本文将探讨化工行业的发展现状以及未来的发展趋势。
首先,回顾化工行业的发展历程。
20世纪的化学革命为化工行业的发展奠定了坚实的基础。
随着新材料、新工艺的不断涌现,化工行业逐渐转向高附加值产品,并呈现出多元化的发展趋势。
如今,化工行业已经从简单的原料制造过程转变为技术密集型产业,注重技术创新和绿色发展。
同时,随着全球经济一体化的加速,国际市场竞争日益激烈,化工企业不得不加强技术创新以保持竞争力。
其次,分析当前化工行业的发展现状。
近年来,我国化工行业在科技创新、绿色发展、产能扩张等方面取得了显著成绩。
随着投入实施国家“中国制造2025”和“绿色制造”战略,我国化工行业开始加大创新投入,推动技术创新,加快绿色转型。
同时,我国化工企业在国际市场上的地位也不断提升,逐渐成为全球化工行业的重要参与者。
然而,当前我国化工行业还存在着资源消耗高、环境污染严重等问题,需要进一步加强环境保护和资源节约,实现可持续发展。
接下来,探讨化工行业未来的发展趋势。
首先是技术创新的重要性。
未来,化工行业将更加重视技术创新,加大研发投入,推动新材料、新工艺的应用。
同时,人工智能、大数据等新兴技术的发展将为化工行业带来深远的影响,提升企业的生产效率和产品质量。
其次是绿色发展的需求。
随着环境问题日益凸显,可持续发展已成为全球关注的焦点。
化工行业在未来将积极响应国家绿色战略,推动绿色制造,减少对环境的负面影响。
绿色化工产品将成为未来市场的发展方向,同时也对企业的技术水平和管理能力提出了更高的要求。
最后是国际竞争的挑战。
随着全球化的进一步推进,化工行业将面临更加激烈的国际竞争。
我国化工企业需要加强与国际化工巨头的竞争,提升企业的核心竞争力。
同时,加强国际合作,拓宽市场,积极参与全球化工产业链,提高我国化工行业的国际话语权和竞争力。
《化学史》读后感
《化学史》读后感在浩瀚的学术海洋中,《化学史》犹如一座灯塔,指引着我探索化学的奥秘与历史变迁。
这本书不仅带我走进了化学的殿堂,更让我对人类文明的演进有了更深刻的认识。
一、化学的起源与早期发展自然哲学的影响:古代的哲学家们通过对自然现象的观察,开始思考物质的本源和变化。
例如,希腊哲学家亚里士多德提出的四元素说,认为世界由土、水、气、火四元素构成,对后世的化学思想产生了深远影响。
炼金术与冶金术的兴起:早期的化学知识大多与炼金术和冶金术相关。
人们通过加热、溶解、蒸馏等手段,尝试从矿石中提取金属或制作合金,逐渐积累了丰富的实践经验。
二、近代化学的诞生化学革命:随着科学方法的进步,化学逐渐从炼金术中分离出来,成为一门独立的科学。
拉瓦锡的氧化学说彻底颠覆了传统的燃素说,为化学界带来了革命性的变革。
化学元素的发现:随着各种新仪器的发明和使用,科学家们相继发现了许多新的化学元素。
这一过程不断推进着人们对物质结构的理解。
三、现代化学的发展与应用化合物的合成与表征:进入20世纪后,化学家们不仅能够合成各种复杂的化合物,还能够通过现代仪器对这些化合物进行精确的表征。
这大大推动了药物、材料等领域的发展。
绿色化学的兴起:为了解决环境问题,绿色化学强调在化学生产和使用中减少或消除对环境的负面影响。
这为化学的发展指明了新的方向。
四、化学与社会的关系化学与日常生活:从食物的保存到药物的研发,再到清洁用品的生产,化学知识已经渗透到我们生活的方方面面。
化学与工业生产:无论是重工业还是轻工业,都离不开化学的支持。
从钢铁的生产到塑料的合成,化学技术都是其背后的关键驱动力。
五、对未来的展望新材料的探索与应用:随着科技的发展,新型材料如碳纳米管、石墨烯等不断涌现,为未来的科技革命奠定了基础。
生物技术与化学的结合:基因编辑、合成生物学等领域的发展将为化学带来全新的研究视角和应用领域。
六、《化学史》中的启示科学精神的传承:从古代的自然哲学到现代的绿色化学,化学的发展始终伴随着科学精神的传承和弘扬。
化学工程的发展与展望
化学工程的发展与展望化学工程是一门古老而又充满活力的学科,其发展脉络可以追溯至古代的炼金术和制药技术。
随着科学技术的进步和产业发展的需要,化学工程得到了迅猛的发展,为社会经济的发展做出了巨大的贡献。
本文将从化学工程的发展历程、现状以及未来展望三个方面进行分析,旨在全面了解化学工程的发展态势以及未来的发展趋势。
一、化学工程的发展历程化学工程的发展源远流长,可以追溯到古代的炼金术和制药技术。
而真正意义上的化学工程学科则可以追溯到17世纪的蒸汽机的发明,这一时期对原料的提取和处理逐渐形成了一套比较完善的工程体系。
18世纪工业革命的兴起,化学工程开始进入了工业生产的领域,煤气、化肥、纺织等行业的兴起使得化学工程开始展露头角。
20世纪以来,随着科学技术的迅猛发展和经济全球化的发展趋势,化学工程得到了迅猛的发展,成为了一门重要的工程学科。
以石油化工为代表的化工产业的发展,使得化学工程得到了迅猛的发展。
化学工程在环境保护、新能源开发、生物技术等领域也取得了巨大的成就,为人类的生活、生产带来了巨大的改变。
二、化学工程的现状在当今社会,化学工程已经成为了一门综合性的学科,并且成为了国民经济的支柱产业之一。
化学工程在各个领域都有着广泛的应用,从石油化工到生物技术,从新材料到环境保护,都有着广泛的应用。
在石油化工领域,化学工程发挥了重要的作用。
从炼油、化肥、石化到塑料工业,每一项产业都依赖于化学工程的技术支撑。
化学工程在这些领域不断创新,推动了石油化工的发展。
在新能源领域,化学工程也有着突出的表现。
随着传统能源的日益枯竭,新能源的开发成为了全球范围内的共同任务。
化学工程通过研究和开发新能源技术,如太阳能、风能、生物质能等,为新能源的开发提供了重要支撑。
在环境保护领域,化学工程也有着不可替代的作用。
化学工程通过研究和开发环保技术,如废水处理、废气处理、固体废物处理等,为环保事业的发展提供了技术支持。
在生物技术、新材料等领域,化学工程也有着广泛的应用。
化学史上的几次革命
化学史上的几次革命
化学史上的几次革命是指一些重大的科学发现和理论突破,对化学发展产生了深远的影响。
以下是其中几次重要的革命:
1. 燃烧革命:17世纪,著名科学家罗伯特·波义耳提出了燃烧的理论,认为燃烧是一种反应,需要氧气。
这一理论打破了以前对于燃烧的传统观念,对化学领域的发展产生了重大影响。
2. 元素概念的确立革命:18世纪末19世纪初,化学家安托万·拉瓦锡提出了元素的概念,将化学要素划分为不可再分的基本单位。
这个概念为化学领域奠定了基础,并使得元素的研究和理论发展成为可能。
3. 周期表的提出革命:19世纪末,俄国化学家门捷列夫提出了周期表,将元素按照原子序数进行排列,使得元素的组织和分类更加系统和清晰。
这一发现对后来的元素研究和化学反应机理的解析有着重要的影响。
4. 量子力学的发现革命:20世纪初,量子力学的发现为理解原子和分子的结构和行为提供了基础。
化学家们利用量子力学的原理,成功地解释了化学反应速率、光谱特性等现象,推动了化学领域的发展。
5. DNA的发现革命:20世纪50年代,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现了DNA的结构,揭示了基因和遗传信息的传递方式。
这一发现对生物化学和分子生物学的发展产生了巨大的影响,开启了基因工程和生物技术的时代。
这些革命性的科学发现和理论突破,推动了化学领域的发展和进步,也为其他科学领域的研究提供了重要的基础。
化学专业对未来的规划与展望
环境领域
化学在环境保护和治理中发挥重要作用,如水处 理、大气治理等。
ABCD
能源领域
化学在新能源的开发和利用中扮演重要角色,如 燃料电池、太阳能电池等。
材料科学
化学在新型材料的研发和制备中具有不可替代的 地位,如高分子材料、纳米材料等。
化学专业教育现状
基础学科地位
化学作为一门基础学科,在高等 教育中占据重要地位,为其他相 关学科提供理论基础和技术支持 。
人工智能与计算化学的结合是未来化学领域 的重要发展趋势之一。
详细描述
人工智能和计算化学的结合可以实现更高效 、精确的化学计算和模拟,为新材料的研发 、药物设计等领域提供更强大的技术支持。 同时,人工智能还可以应用于化学实验数据 的分析和处理,提高实验效率和准确性。
03
化学专业人才培养的规划
培养目标与定位
生物医药领域的化学应用
总结词
生物医药领域的化学应用是化学专业未来的重要发展方向之 一。
详细描述
在生物医药领域,化学专业可以为新药研发、药物合成、药 物代谢等方面提供技术支持。同时,随着基因编辑技术的发 展,化学专业也可以为基因治疗和基因编辑提供关键的化学 工具和试剂。
人工智能与计算化学的结合
总结词
培养目标
培养具备化学基础理论、基本知识和 基本技能,具有良好的科学素养和创 新能力,能在化学及相关领域从事科 研、教学、技术和管理工作的高素质 专门人才。
定位
为国家和地方经济社会发展提供人才 支撑,为化学及相关领域的发展提供 智力支持。
课程设置与教学方法改革
课程设置
加强基础课程,如无机化学、有机化学、物 理化学等;增加选修课程,如材料化学、环 境化学、药物化学等;注重实验和实践教学 ,提高学生的动手能力和创新能力。
近代化学史的发展
近代化学史的发展近代化学史是研究近现代化学学科的发展过程、理论成果和重要人物的历史学科。
化学作为一门自然科学,经历了漫长的发展历程,从古代的炼金术到现代的化学科学,取得了许多重要的突破和进展。
本文将从近代化学史的不同阶段和重要里程碑进行详细的介绍。
一、18世纪的化学革命18世纪是近代化学史中的重要时期,被称为化学革命的时期。
这一时期的化学研究突破了古代的炼金术观念,建立了现代化学的基础。
其中最重要的里程碑是安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)的燃烧理论。
他通过实验研究,证明了燃烧是氧气与物质反应产生的现象,推翻了以往的燃烧理论。
拉瓦锡还提出了质量守恒定律,认识到化学反应中物质的质量不会改变,这是化学定量分析的基础。
二、19世纪的化学进步19世纪是化学史上的黄金时代,许多重要的理论和实验成果相继涌现。
其中最重要的是约翰·道尔顿(John Dalton)的原子理论。
道尔顿认为,所有物质都由不可再分的微小粒子组成,称为原子。
他还提出了元素化合法则,即化合物的比例是由元素原子的比例决定的,这为化学定量分析奠定了基础。
此外,亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)的化学地理学研究、弗里德里希·奥古斯特·基库勒(Friedrich August Kekulé)的有机化学结构理论以及迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的电化学研究都为化学学科的发展做出了重要贡献。
三、20世纪的化学革命20世纪是化学史上的又一个重要时期,许多重大的科学发现和技术突破改变了人们对化学的认识。
其中最重要的是量子力学的发展。
量子力学是描述微观粒子行为的理论,对于解释化学反应和物质性质具有重要意义。
著名的量子化学家埃尔温·谢尔宾格(Erwin Schrödinger)和沃尔特·海森堡(Werner Heisenberg)的工作为量子化学的发展奠定了基础。
化学与工业革命了解化学工业的历史与发展
化学与工业革命了解化学工业的历史与发展化学与工业革命:了解化学工业的历史与发展化学工业作为人类社会发展进程中的重要组成部分,对于促进经济增长、满足人们日益增长的需求扮演了至关重要的角色。
本文将深入探讨化学与工业革命的关系,简要介绍化学工业的历史与发展,并分析其对社会、经济、科技的影响以及未来发展趋势。
一、化学与工业革命的紧密联系工业革命将人类社会从传统的手工业阶段迅速推进到机械化、自动化和大规模生产的时代。
而化学作为一门探索物质组成、性质、变化以及研究其在工业上应用的科学,为工业化进程提供了强有力的支撑。
1. 早期化学工业的萌芽化学工业的起源可以追溯到17世纪的英国。
当时,该国在采矿、冶金、纺织等方面取得了重大突破,同时也促进了化学工业的快速发展。
其中,盐、硫酸、硝酸等的生产成为早期化学工业的代表。
2. 化学工业的巨大发展随着科学技术的进步和工艺的改进,化学工业在19世纪逐渐发展起来。
从煤炭、石油、化肥、合成材料等行业的崛起,到塑料、化学纤维、农药、医药等的兴起,都为化学工业的繁荣铺平了道路。
化学工业的蓬勃发展不仅推动了全球工业结构的变革,也极大地促进了人类社会的经济增长和生活质量的提升。
二、化学工业的历史与发展回顾化学工业的历史与发展,我们可以看到其经历了几个重要的阶段。
1. 化学工业起步阶段化学工业的起步阶段可以追溯到18世纪末和19世纪初,当时以制盐、提炼金属为主要生产领域。
同时,化学工业还发展了生产氯、氢氧化钠等有机化合物的制造方法,从而为工业发展带来了新的可能性。
2. 石油化工的兴起石油在19世纪中叶逐渐成为化学工业重要的原料。
石油的加工利用从简单的提炼燃料到多样化的化学产品,如塑料、橡胶、合成纤维等,使得石油化工成为化学工业中最具规模和重要性的领域之一。
3. 合成洗涤剂与材料革命20世纪初,合成洗涤剂的发明推动了洗涤剂行业的快速发展,大大提高了人们的生活质量。
同时,合成材料的广泛应用也为工业生产提供了更多的可能性,如人造纤维、塑料等的大规模生产。
化学技术的发展历程与未来前景展望
化学技术的发展历程与未来前景展望随着科技的不断进步,化学技术在人类社会中扮演着越来越重要的角色。
化学技术的发展可以追溯到几千年前,从最早的炼金术到现代化学工业,我们可以看到这一领域的巨大进步。
本文将追溯化学技术的发展历程,并展望未来的前景。
一、古代化学技术的发展在人类历史的早期阶段,化学技术主要是以炼金术为代表。
炼金术的起源可以追溯到古代埃及、希腊和中国,这些文明通过试错和经验积累,逐渐发展出一些基本的化学技术,例如金属冶炼和颜料制作。
随着时间的推移,炼金术逐渐演变为更现代化的化学技术。
在中世纪,阿拉伯人对药物和香料进行了广泛研究,为化学技术的发展奠定了基础。
同时,欧洲的炼金术士也在不断寻求炼金术的实用化,他们试图寻找可以将一种物质转化为另一种物质的方法。
二、化学技术的工业革命18世纪的工业革命是化学技术发展的重要里程碑。
在这个时期,人工合成化学品的制造成为一种新的方式。
例如,尼古拉斯·勒布朗开发出了制备硫酸的方法,这是当时非常重要的化工原料。
还有,卡尔·威尔在1799年发明了最早的无烟火药,为工业革命提供了巨大的动力。
三、化学技术在现代社会中的应用随着工业化的推进,化学技术在现代社会中的应用范围越来越广泛。
化学品广泛应用于农业、医药、日用品和能源等领域。
例如,化肥的使用改变了农业的发展方式,使得作物产量可以大幅提高。
医药行业通过合成药物和化学疗法,提高了疾病治愈率和人的健康水平。
此外,化学技术也在环境保护方面起到了重要作用。
通过污水处理、废弃物管理和大气排放控制等技术手段,化学技术可以减少环境负荷,保护生态系统,提高可持续发展水平。
四、未来化学技术的前景展望随着科技的不断进步,化学技术的前景展望非常广阔。
以下是几个可能的发展趋势:1. 绿色化学技术的发展:为了应对气候变化和环境污染的挑战,绿色化学技术将得到更多的重视。
研究人员将致力于发展更环保、可持续的生产方法,减少对环境的影响。
《化学史》读后感
《化学史》读后感引言概述:《化学史》是一部介绍化学发展历程的著作,通过讲述化学学科的起源、发展和演变,展现了人类对物质世界的探索和认识。
本文将从不同角度来探讨这部书籍给我带来的感悟和启示。
一、化学学科的起源1.1 化学的起源可以追溯到古代的炼金术,炼金术士尝试将不同物质转化为黄金。
1.2 伊比利亚半岛的穆斯林学者在中世纪对化学的研究做出了重要贡献。
1.3 17世纪的科学革命使得化学从炼金术逐渐转变为现代科学学科。
二、化学的发展历程2.1 18世纪的拉瓦锡提出了化学元素的概念,开创了现代化学的基础。
2.2 19世纪的门德里夫人和居里夫人的发现为放射性元素的研究提供了重要的线索。
2.3 20世纪的量子化学革命彻底改变了人们对化学的认识,揭示了物质微观结构的神奇。
三、化学的应用领域3.1 化学在医药领域的应用为人类健康带来了巨大的进步,如抗生素的发现和应用。
3.2 化学在材料科学领域的应用推动了现代工业的发展,如塑料和合金的研究。
3.3 化学在环境保护领域的应用匡助我们更好地理解和解决环境污染问题,如大气污染和水质污染。
四、化学的未来发展4.1 随着科技的不断进步,化学领域将迎来更多的突破和创新,如纳米技术和生物化学的发展。
4.2 化学在能源领域的应用将成为未来的重要方向,如太阳能电池和燃料电池的研究。
4.3 化学在食品科学领域的应用将匡助我们更好地解决粮食安全和营养健康问题,如基因改良和食品添加剂的研究。
五、个人感悟和启示5.1 通过阅读《化学史》,我深刻感受到化学作为一门科学学科的重要性和广泛应用性。
5.2 我意识到化学的发展离不开科学家们的不懈努力和探索精神,他们的成就将永远被后人铭记。
5.3 《化学史》激励我更加热爱化学学科,希翼能够为人类的进步和发展做出自己的贡献。
综上所述,《化学史》是一部引人深思的著作,通过对化学学科的发展历程和应用领域的介绍,让我对化学这门学科有了更深刻的认识和理解,也激励我更加热爱科学,为人类的未来发展贡献自己的力量。
历史·化学:《化学革命:了解化学科学的发展与应用》
历史·化学:《化学革命:了解化学科学的发展与应用》一、引言化学作为一门科学,经历了漫长的发展过程,从最早的试错探索到现代科技的应用,每一个时期都有着不同的贡献者和突破。
本文将从历史的角度出发,回顾并介绍化学革命中的重要里程碑和应用领域。
二、古代化学:起源与演变古代化学在人类社会进步初期就已经存在,其起源可以追溯到公元前四千年的古埃及和美索不达米亚地区。
当时人们主要进行金属冶炼和染料制备等实践活动,这些活动成为了化学发展的种子。
随后,中国古代智慧也对化学做出了重要贡献,如药物制备、火药等技术的创造。
三、近代化学:元素周期表及它的推动作用近代化学具有开创性意义的事件是德国化学家门捷列夫(Dmitri Mendeleev)于1869年提出元素周期表。
通过观察各个元素之间的相似性和规律性,门捷列夫成功地将元素进行分类,并预测了尚未被发现的新元素的存在。
元素周期表为化学研究奠定了基础,也推动了众多后来的发现和应用。
四、20世纪化学革命:有机合成与材料科学20世纪是化学史上最具变革性的时期之一。
在这个时期中,德国科学家弗里茨·哈伯(Fritz Haber)首次成功地制造出无色、震撼力巨大的氨气。
这项技术不仅推动了农业生产,还对实现战略上重要的炸药制造发挥着关键作用。
接着,人们开始广泛使用合成原料制造新材料,如塑料和合成纤维等。
五、当代化学:奠定信息科技基石随着信息科技的迅速发展,化学也被应用于计算机产业。
从晶体管到集成电路再到纳米技术,化学在电子领域起到了至关重要的作用。
例如,硅芯片中使用的半导体材料离不开晶体结构理论;而纳米技术则能将物质处理到微小尺度,在光电子和存储器件等方面取得突破。
六、未来展望:智能材料和可持续发展随着全球环境问题日益突出,化学的研究也向着可持续发展方向迈进。
智能材料将成为未来的研究热点,这些材料具有诸如自愈合、自适应等特性,为医疗、交通运输以及能源等领域带来了巨大的潜力和机遇。
化学革命的奇迹探索化学科学的最新突破
化学化学革命的奇迹探索化学科学的最新突破化学革命的奇迹:探索化学科学的最新突破化学,作为自然科学的一个重要分支,一直在不断探索与创新。
在过去的几十年里,化学科学经历了一场革命,取得了一系列惊人的突破。
本文将带领读者探索化学革命的奇迹,介绍一些最新的化学科学突破。
从材料科学到环境保护,从医药研究到能源开发,化学的革命正为人类的生活与发展带来巨大的影响。
1. 新材料的突破随着现代材料科学的发展,新材料的研究成为了化学领域的一大热点。
近年来,许多令人瞩目的新材料被开发出来,具有出色的性能和广泛的应用前景。
例如,二维材料的发现引起了广泛的关注。
石墨烯作为最典型的二维材料之一,具有出色的导电性和机械性能,被认为是未来电子器件的理想候选材料。
此外,二维过渡金属硫化物、氮化硼等材料的研究也取得了重要进展,为新一代微电子器件、能源存储等领域的发展提供了新的可能性。
另外,有机无机杂化材料的研究也是当前的热点之一。
这些材料以有机分子和无机结构单元的组合形式存在,具有独特的性质和多样的应用潜力。
例如,金属有机框架材料(MOFs)具有高度可调性和多孔结构,可用于气体分离、催化反应等领域的应用。
2. 环境保护的创新在全球环保日益紧迫的背景下,化学科学正不断致力于解决环境污染和可持续发展等难题。
一系列新的技术和方法在环境保护领域取得了突破性的进展。
例如,光催化技术被广泛应用于水污染治理。
通过利用光催化剂在光照作用下产生活性氧化物,水中的有机物和污染物可以被高效降解。
此外,电化学水处理技术也取得了显著的进展,通过电催化剂的作用,能够高效地去除水中的有害物质。
此外,新型环保材料的研发也引起了人们的广泛关注。
例如,可降解塑料的开发和应用,为解决塑料垃圾带来的环境问题提供了新的解决方案。
同时,生物降解材料的研究也为环保产业的发展提供了可持续的替代品。
3. 医药领域的革新化学科学在医药领域的应用广泛而深远,对人类健康与生命的保护起着至关重要的作用。
化学技术的自动化与智能化趋势预测
化学技术的自动化与智能化趋势预测在当前科技飞速发展的背景下,化学技术也正在迎来一次革命性的变革。
自动化与智能化成为化学领域未来发展的关键趋势。
本文将详细探讨化学技术自动化与智能化的趋势,并对未来发展进行预测。
一、自动化的趋势1.1 生产流程自动化传统的化学生产过程通常需要大量的人工操作,由于存在人为因素,生产过程的控制和效率受到限制。
然而,随着自动化技术的发展,越来越多的生产流程可以实现自动控制。
自动化系统可以减少操作人员的错误,提高生产效率,降低成本,同时保证产品质量的一致性。
1.2 实验研究自动化化学研究中的实验操作通常需要耗费大量时间和精力,而且结果往往受到实验人员的主观因素影响。
然而,通过自动化技术可以实现实验研究的自动化。
自动化实验设备能够精确控制各种实验变量,提高实验的可重复性和准确性。
这不仅可以大大提高科研工作的效率,还有助于加快新产品的开发速度。
1.3 数据分析与处理自动化在化学数据的处理中,由于数据量庞大和复杂性高,传统的手工处理方式效率较低。
然而,通过自动化技术,可以对大量数据进行快速和准确的分析。
自动化数据处理工具可以应用于反应分析、化合物性质预测等领域,帮助研究人员更好地理解化学现象和实现理论模型的优化。
二、智能化的趋势2.1 人工智能在化学领域的应用人工智能作为一种辅助决策和问题解决的工具,已经在多个领域展示出强大的潜力。
在化学领域,人工智能可以被用于反应预测、新药研发、材料设计等方面。
通过机器学习和深度学习等技术,人工智能可以帮助化学家从大量的实验数据中发现模式和信息,加速新材料和新化合物的研发过程。
2.2 智能化实验设备的发展随着人工智能技术的发展,智能化实验设备也逐渐出现。
这些设备能够自动收集、分析和处理实验数据,并根据需要做出决策。
例如,智能化仪器可以根据实验结果动态调整实验条件,优化实验过程。
智能化实验设备的出现,将进一步提高实验的自动化水平,促进实验的智能化发展。
化学的前世今生(2024)
引言:化学是一门研究物质的性质、组成、结构、变化和能量转化的科学,其发展历程与人类社会进步的历史密不可分。
本文将从五个大点展开,详细探讨化学在不同历史阶段的发展和影响。
概述:化学作为一门独立的科学学科,起源于古希腊时期的炼金术。
在炼金术士的实践探索中,化学的基本概念开始形成。
随着人类认知的不断深入,化学逐渐发展成为一门系统的学科,并渗透到诸多领域,如医药、农业、材料等。
本文将从古希腊时期到当代,分析化学的发展与变革。
正文内容:一、古希腊时期的化学探索1.古希腊炼金术士的实践探索2.炼金术士对物质本质的认识3.古希腊化学理论的形成4.古希腊化学对当代科学的影响5.古希腊化学的局限性与不足二、近代化学的奠基者1.约翰·道尔顿与原子理论的提出2.亚当·斯密与化学能量的研究3.安托万·拉瓦锡的化学反应定律4.近代化学实验技术的发展5.近代化学理论的进一步发展三、化学与现代社会发展1.医药化学在人类健康中的应用2.农业化学的进步与农产品质量的提升3.化学在环境保护中的作用4.化学工业对社会经济发展的推动5.化学在材料科学和能源领域的应用四、现代化学技术的进步1.分析化学技术的发展2.有机化学合成的突破3.无机化学研究的进展4.材料化学与纳米技术的应用5.化学生物学的崛起与发展五、化学的未来与挑战1.新材料与化学革命2.新能源与可持续发展的化学解决方案3.环境污染与化学治理4.化学教育与人才培养5.化学技术的伦理与社会责任总结:化学作为一门独立学科的发展与人类社会的发展历史紧密相连。
从古希腊时期的炼金术到近代化学的奠基者、化学与现代社会发展、化学技术的进步以及化学的未来与挑战,我们可以看到化学对人类社会的影响和贡献。
随着化学的发展与应用,更多的挑战也随之而来,如环境污染、可持续发展等。
因此,我们需要在化学研究、教育和应用中引入伦理和社会责任,推动化学科学的可持续发展。
引言:化学作为自然科学的一门重要学科,研究了物质的组成、性质、变化规律以及与能量之间的关系。
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化学革命与未来摘要: 分析了十八世纪化学革命产生的的背景,阐述了燃烧氧化学说的伟意义及其在化学发展史上的地位,并探讨了拉瓦锡的科学思想和研究方法。
十八世纪的法国爆发了两种大革命,一种是政治大革命,一种是化学革命.未来,人们将要告别钢铁时代,迎接那崛起的一个新奇的高分子时代。
学未来趋势关键词:化学革命,能源,高分子化学,化学与未来1.化学革命的背景任何一种革命,总有它的背景,化学革命也不例外.它的发生,首先取决于自身的矛盾运动.十八世纪中期,愈来愈多的物质被发现,日益复杂的实验现象相继出现,极大地丰富了人们对物质世界和化学变化的认识,也使原来试图解释一切的“燃素说”变得难圆其说了,为此,法国的拉瓦锡、施塔贝尔和贝岩、荷兰的伯尔哈费、俄国的罗蒙诺索夫等化学家纷纷向“燃素说”发出了质疑和批判. 施塔贝尔在他的《教义—实验化学》一书中指出“燃素说”的自相矛盾;更尖锐批判“燃素说”的是拉瓦锡,他说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意解释事物.有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能穿过容器器壁的微孔,有时又不能;它能同时解释碱性和非碱性、透明性和不透明性、有色和无色。
它真是个变色虫,每时每刻都在改变它的面貌.”近代化学发轫于18世纪和19世纪之交提出的元素学说和原子学说。
此前多少个世纪都曾进行过与化学有关的实践,从事物质转化的探索,其中最有影响的是追求长生不死的炼丹术和热衷于发财致富的炼金术。
这些实践及其目标都带有极大的盲目性和狭隘性。
在科学发达的今天看来,长生不死显然是不可能的,而炼金术者向往的是一种改变化学元素的人工核反应。
它们不可能成功,但在医药化学和冶金化学方面也曾积累过点滴原始资料,并从盲目实践所得的教训中终于转向对物质组成的探索。
从19世纪初起,化学进入了持续至今以原子论为主线的新时期。
1860年化学又理顺了当量与原子量的关系,改正了化学式和分子式,从而使原子论得以确立。
从此,化学的发展越来越顺当。
奠定近代化学总体的理论基础是原子-分子论,简称原子论。
它指明:不同元素代表不同原子;原子在空间按一定方式或结构结合成分子;分子的结构决定其性能;分子进一步集聚成物体。
这个理论的内涵随着化学的发展不断深化和扩展。
在自然科学的各个分支中,化学是侧重在原子-分子水平上研究物质的组成、结构和性能及其相互转化的学科。
在这种称为化学反应或化学过程的转化中,原子相互结合的方式或分子的结构是要改变的。
从天然资源制取所需物资一般都要通过化学过程,从而出现基于化学的种种产业。
化学过程的重要性还在于它们普遍进行于包括生物界在内的大自然中。
迄今能源工业在很大程度上仍有赖于化学过程。
在包括经济、文化、科技和教育在内的社会需求的驱使下,化学学科之发展仍有赖于其他学科和一系列新技术的推动,其中化学与物理的关系特别密切。
它们早期曾有过约定俗成的分工。
分工的要点是化学要追究物质的组成,而物理在研究中则要回避物质组成的变化。
这种分工曾是双方乐意的,并且也取得了种瓜得瓜、种豆得豆的效果。
迷恋于追究物质组成的化学在19世纪建成了原子-分子理论,发现和合成了大量化合物,揭示了元素周期律和碳原子价键的四面体向等重大规律。
从此,对物质世界的认识大为深入而开阔。
这些进展为天然资源的开发提供了科学依据。
但化学若要对物质的认识再深入一步就需要迎接外来的契机了。
幸好摆弄热、声、光、电、磁等效应的经典物理也已取得了累累成果,为机电工业奠立了科学基础,并从19世纪末起又在揭示原子内部结构和波-粒二象性中将牛顿力学发展为量子力学,使物理学进入近代物理时期。
近代物理对化学的发展不论在实验和理论上都提供了新的起点。
化学与生物学和矿物学等学科也有很深的渊源关系。
生物学在19世纪后半期接连出现了进化论、遗传定律和细胞学说等突破性进展,如果要在此基础上进一步发展,特别是要更多地揭示生命的共性和本质,极大限度地消除其神秘色彩以及解决农业和医药方面的问题,就必须从化学方面来研究生命和生物体,并将认识的层次逐渐从细胞过渡到分子水平。
化学当时的发展水平正足以迎接这样的挑战,生物化学得以应运而生。
化学学科在发展中除了满足社会对它提出的需求外,也对其他学科和技术的发展给予了丰硕的回报。
2.化学与近代化学在最近半个世纪中,新的需求不但使自身及其各个分支取得了很大进展,而且还在分子生物学和材料科学等新学科的奠立上起了十分积极的作用,同时还迎来了计算机、激光、磁共振、新材料和重组DNA技术等新事物以及新的发展机会。
在这个时期中,化学在认识原子结合成分子的方式、依据和规律方面已日趋深入而系统。
这个进展足以代表化学学科为其他学科和技术的发展所作回报的一个方面。
体系的结构和过程的机制是化学研究中需要探索的两个带有普遍性的阶段性目标。
在此激光、分子束和脉冲等技术大显神通的时代,化学动力学和动态学也都取得了重大进展。
此外,高分子化学、有机化学、无机化学和分析化学等分支学科也取得了无愧于时代的重大发展。
化学学科的核心任务或今后长远的努力方向大体上可归纳成3个方面:(1)开展化学反应的基础研究,以利开发新化学过程;(2)揭示组成-结构-性能之间关系和有关规律,以利设计分子或结构和创造新物质;(3)利用新技术和新原理强化分析和测试方法的威力,使化学工作的耳目趋于灵敏和可靠。
3.化学与未来发展趋势展望今后,化学将一如既往,积极参与材料科学和分子生物学的发展。
这两个领域与化学处在同一个物质结构层次上,可以分享很大一部分原理和方法学,而且涉及的是光电子、信息通信以及健康和福利等新兴产业。
在21世纪中,化学在能源和环境产业中也当大有可为。
目前环境治理问题已经刻不容缓。
对于防治大气和水污染以及处理污水,化学不但有用武之地,而且还有解铃还须系铃人的关系。
化学界已对绿色工艺十分重视。
环境问题在很大程度上也与能源结构密切相关。
当前的能源结构不可能持续很久。
利用太阳能发电和制氢以及回收CO2都是化学与有关学科需要一起解决的重要问题。
在能源和环境产业中,电化学在解决化学能源问题和催化化学在发展绿色工艺方面都将起到极为重要的作用。
我很同意国外有人这样展望化学的未来:“除了继续培育化学中的核心学科外,在今后25年中,化学家还将揭示生物学中的很多奥秘,并创造出具有神奇性能的物质。
”在最近15年中,新物质的创制确实是很可观的,其中最为突出的要推一系列高Tc超导氧化物和以C60为代表的富勒烯类物质。
金属有机物和分子筛等的合成化学也有值得注目的进展。
化学家肯定还会在生命科学的发展中继续作出重要贡献。
我们还应该想到事情的另外一方面。
我们要看到,生命过程在本质上是化学过程,但我们所熟悉的化学过程一般还远远不如生命过程那样平易而高效。
在化学学科中化学反应和创造新物质的研究无疑是具有核心地位的。
现在已有很多蛋白质,如酶和红蛋白等,在生物体中发挥作用的机制可以通过其结构予以揭示和理解。
在生物体中,化学反应都是在酶分子上进行的。
酶分子为生命过程充当着高度专一的高效催化剂。
作为生命“蓝图”的基因谱实际上依附于由DNA构成的染色体,它们首先为能使生命过程顺利进行的各种酶分子提供了设计。
染色体中也包含了合成其他功能蛋白质所需的信息。
在蛋白质中,两种红蛋白,即血红和肌红蛋白的结构测定得最早,功能与结构的关系也了解得最为深入。
它们是为脊椎动物分别执行输氧和储氧功能的蛋白质,其设计之巧妙令人惊异。
酶分子和其他功能蛋白质分子在执行其所承担的任务时简直是万无一失的。
它们已被恰当地称为分子机器。
运转生命过程所需的酶分子和其他功能蛋白质分子或几乎全部分子机器,其设计都存放在通过长期演化所得的染色体中。
在理解这些设计及其作用机制后,人们学会了借用和模拟这些设计和有关机制的本领。
在20世纪70年代早期首先发展了重组DNA技术,并已成为制备或生产蛋白质的新方法。
20世纪80年代出现了生产单克隆抗体的技术后,不久人们记起了Pauling早在20世纪40年代说过的话:“酶可以认为是一个能专一地识别其反应过渡态的抗体”。
这样就逐渐形成了催化抗体的想法:若要为某个反应找一个像酶这样的催化剂,只需为这个反应的过渡态克隆出抗体来,但过渡态是反应分子在关键部位上有了畸变的活化了的分子,是不稳定的,从而需要找一个在形状和结合力等方面可以做上述活化分子替身的稳定分子来做抗原。
在考虑开发新化学过程时,对选择性的要求是很严峻的。
现在越来越意识到反应的原子经济性也必须严格要求。
化学反应的这些品格都会通过经济和环境等因素涉及到社会的持续发展问题。
在观摩和欣赏以及认真钻研生命过程的同时,也要有点“与其临渊羡鱼,不如退而结网”的想法,从而也不可无视自己的优势,即在实验室或体外开发化学过程的优势。
首先,可供选择的反应条件和方法的范围,要比生命过程或生物体内开阔得多。
除温度和压力等条件外,激光等新技术的应用更是值得重视的因素。
更有甚者,化学家可以“驰骋”在整个元素周期系中,得出大量别开生面的新物质,供他们驱使。
实际上,随着金属有机物、分子筛和氧化物载体等物质的设计和合成越来越得心应手,催化化学等学科在挑战面前赢得机会的条件也越来越好了。
近代航空航天技术、原子能工业、电子工业和海洋开发等事业促进了高分子科学的发展。
现代化的通讯器材、遥控设备、雷达、电子计算机等,如果没有合成材料,那是不可设想的。
在21世纪,具有特殊功能的高分子材料,将得到迅速的发展。
功能高分子中最引人注目的是生物高分子(即构成同生命有关大分子)。
人们如果能使生物高分子所有的奇妙功能在合成高分子上出现,将对工业、农业、医学等产生无法估量的影响。
蛋白质、酶和核酸,它们是生命现象的物质基础,研究它们的结构和功能,对探索生命奥秘是极其重要的。
合成材料将更广泛地应用于制造人造器官。
人造皮肤的最后成功,将使真皮移植成为过去。
目前已制成具有酶活性的生物高聚物,将来会制造出具有“人”的功能的设备。
一种强度超过金属钛、能耐 2 000 ℃以上高温的合成高分子材料将会诞生。
工程塑料中的丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚酞醋等树脂,可以替代普通的陶瓷制作厨房用具。
合成陶瓷坚韧不易碎,使普通陶瓷制品大为逊色。
美国休斯敦的宇宙宫,纽约肯尼迪空间中心巨大的圆拱和尖顶,都是用塑料制成的。
它将成为未来建筑中重要的基本工程材料。
未来,人们将要告别钢铁时代,迎接那崛起的一个新奇的高分子时代。
学未来趋势。