无机化学 绪论PPT课件

中国科学院资深院士 北京大学化学学院 教授徐光宪提出：
21世纪的化学是研究泛分子的科学
泛分子是泛指21世纪化学的研究对象，可 以分成10个层次：
①原子层次 ②分子片层次 ③结构单元层次 ④分子层次 ⑤超分子层次 ⑥高分子层次 ⑦生物分子层次 ⑧纳米分子和纳米聚集体层次 ⑨原子和分子的宏观聚集体层次 ⑩复杂分子体系及其组装体层次
21世纪的化学是：
实验的科学
理wk.baidu.com的科学
计算机模拟的科学
二、108年的诺贝尔化学奖
瑞典著名化学家和发明家，生于斯德哥 尔摩，在小学只学习了一年，这是他一生中 唯一一次接受的正规教育。诺贝尔具有良好 的语言天赋，能熟练掌握瑞典语、俄语、英 语、德语和法语等五国语言。1847年意大利 化学家索勃莱洛发明了烈性炸药——硝化甘 油，但这种炸药在使用中很不安全，诺贝尔 决心对这种炸药进行改进。
诺贝尔
A. B. Nobel （1833～1896）
诺贝尔拥有众多的发明和专利，他的跨国公司遍及 瑞典、德国、英国、法国、俄国等20多个国家。他一生 富甲天下，可为了企业发展和改进发明，他四处奔波， 四海为家，把全部精力贡献给了人类的科学事业，他终 身未婚。1896年12月10日，诺贝尔在家中病逝，享年63 岁。诺贝尔生前曾立下遗嘱：建立一项基金，其利息每 年以奖金的形式，赠与那些在前一年里造福于人类贡献 最大的人。我衷心希望世界上最有成就的人获奖。诺贝 尔奖从1901年开始，每年在诺贝尔的逝世日即12月10日 颁发。
的科学素养和科学道德。
认真掌握实验基本技能，学会如何处理实验数据，实事求
是，提高解决实际问题的能力。
（3）课前预习，课上认真听讲、记笔记，课
后及时总结 归纳，培养创新的能力。
（4）同学之间学习和工作要互相关心，互相
帮助，有亲和力，培养团队精神。
八、考核： 平时10%，期中20%，期末70%
四、无机化学的重要性
• a金属有机化学Wilkinson和Fisher由于在环戊二烯 基金属化合物即所谓 的夹心化合物的 研究方面作出 的 杰出贡献而荣获了1973年的诺贝尔化学奖。
• b 配位化学 上世纪50、60年代, 无机化学最活跃的 领域是配位化学
• c 金属原子簇化合物化学
• d 生物无机化学
尺度的不同，常常引起主要相互作用力不同，导致物质 性能及其运动规律和原理的质的区别，尺度效应至关重要。 例如金的熔点1063℃，纳米金330 ℃；银的熔点为960.3℃， 而纳米银100 ℃；纳米铂黑催化剂可使乙烯催化反应的温度从 600 ℃降至室温等。
纳米材料的结构与性能关系的基本规律是21世纪的化学 和物理需要解决的重大难题之一。
• e 无机固体化学 • F 非金属化学
稀有气体化学,硼烷化学,碳化学
2.无机化学在化学中的地位
• a.既是一门专业课，同时也是其他专业的基础课。 • b.中学课改。
五、无机化学的内容介绍 化学基本原理
元素化学
六、主要参考书目
1.无机化学（第四版） 武汉大学主编， 高等教育出版社出版
2. 无机化学（上册） （第四版）北京师 范大学编著，高等教育出版社出版
17
9
4
6
30
5
71
6
131
1901～2007 诺贝尔三大自然科学奖获奖主要职业分配
学科
物理学 化 学 生理学
获奖人次
180 152 190
其中大学教授人数 144 120 123
大学教授百分比 80% 80% 65%
获奖人完成代表性工作的年龄段
30 25 20 15 10
5 0
30以下
31-35
36-40
41-45
46-50
51-55
56-60 60以上
获奖人获奖年龄段(平均54.3岁)
40 30 20 10 0
31-35 36-40 41-45 46-50 51-55 56-60 61-65 66-70 71-75 76-80 81-85 86-90
1976～2007诺贝尔三大自然科学奖获奖美国获奖者所占比重
1. 化学的第一难题——化学反应理论和定律
彻底了解微观化学反应的规律和反应理论，如 决定某两个或几个分子之间能否发生化学反应、能 否生成预想的分子、需要什么催化剂才能在温和条 件下进行反应、如何在理论指导下控制化学反应、 如何计算化学反应速率、如何确定化学反应的途径 等一系列问题，都是化学反应的理论问题。（光合 作用、生物固氮、酶的催化等反应机理）
诺贝尔奖对人类的和平和社会正义事业的发展，为 科学的创新和进步，为文学事业的繁荣作出了卓越的贡 献，并且仍将继续发挥着巨大的作用。
百年诺贝尔自然科学奖简介
1901～2007 德英法美四国获诺贝尔奖人次的变迁
德
英
法
美
1901～1925 24
1
1926～1950 14
16
1951～1975 10
27
1976～2007 16
用等，都有赖于现代化学工业提供物质基础──新材料。
现代科技界给化学一个更确切的定义：“化学是一门满
足社会需要的核心科学”。
在19世纪，恩格斯把化学定义为原子的科学，研究原子的 组合和排布的变化、而原子本身不变的科学。
20世纪，人们认为化学是研究分子的科学，在20世 纪初（1900年）美国化学文摘统计的人工合成的化 合物和分子有55万种，但到了世纪末（1999年）合 成化合物增加到了2340万种（46倍）。没有别的科 学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质， 大大地扩充了化学的研究对象和深化了研究方法。
4. 化学的第四难题——生命活分子的基本规律
充分认识和彻底了解人类和生物体内活分子的运动规律，如 （1）配体 小分子和受体生物大分子的相互作用，是药物设计的基础。（2）植物光合 作用中，作为催化剂的活分子叶绿素是怎样起作用的？植物的根瘤菌能固氮， 再进一步合成蛋白质和核酸。这两个伟大的催化反应能否在化学工厂中，在 温和条件下实现。（3）牛羊等食草动物胃内的酶分子如何能把植物纤维分 解为小分子，为充分利用自然界的丰富植物纤维资源打下基础。（4）人类 的大脑是用泛分子组装成的最精巧的计算机，如何彻底了解大脑的结构和功 能。如何实现从生物分子到分子生物的飞跃？如何跨越从化学进化到生物进 化的鸿沟？等等。
无机化学 绪论
一、化学是一门核心科学
•
我们居住的地球世界，以至我们人本身，都是由
物质组成的。凡涉及物质的问题，都与化学有关。大自
然、人类社会都与化学有密切的关系。化学改变了整个
世界的面貌。
•
现代社会的一切物质文明，包括现代航天航空技
术、尖端军事技术、通讯技术、工业、原子能工业、交
通、建筑、生物技术等，以及人类的衣、食、住、行、
诺贝尔的实验并不一帆风顺，政府明令 禁止他在陆地上搞实验，他就把实验室建在 船上，在马拉伦湖上继续进行试验。1866～ 1867年，他与其父一道研制成功了信号雷管 和地雷，并发明了三硝基甘油和硅藻土混合 的安全烈性炸药。这种炸药很快被广泛用于 开矿、筑路等施工中。在此后的许多年里， 诺贝尔一生先后获得各项专利355项，其中 120余项是有关炸药的。
3. 无机化学习题精解 竺际舜主编 科学出版社出版 2001.09
4.普通化学原理 华彤文等编 北京大学出版社
七、大学的学习方法与要求
（1）大学的“教”与“学”和高中截然不同
要学会看书，学会抓住重点；找到和建立一套适合自己的
学习方法，注重培养自主学习的能力。
（2）打好专业基础，扩大知识面，培养基本
随着功能完备、性能强大的化学软件的不断涌现和计算 机与网络技术的高速度发展，越来越多的化学家通过计算机 进行化学研究，化学科学已经进入“严密科学”的时代，其 标志性特征是化学实验室研究与量子化学理论研究相协同， 解决化学家深入认识分子体系的内在矛盾，而计算机化学则 是量子化学的得力助手。三驾马车联合并用，所以
学科
物理学 化 学 生理学
获奖人次
75
62
68
其中美国获奖人次
52
38
47
美国获奖百分比
69.33% 61.29% 69.12%
三、21世纪化学的四大难题
1. 化学的第一难题——化学反应理论和定律 2. 化学的第二难题——结构和性能的定量关系 3. 化学的第三难题——纳米尺度的基本规律
4. 化学的第四难题——生命活分子的基本规律
2. 化学的第二难题——结构和性能的定量关 系
“结构”包括构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等。 “性能”包括物理、化学和功能性质，以及生物和生理活性 等。虽然科恩从理论上证明一个分子的电子云密度可以决定 它的所有性质，但实际计算要困难得多。现在对结构和性能 的定量关系的了解，还远远不够清楚。
3. 化学的第三难题——纳米尺度的基本规律