无机化学 绪论PPT课件

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
21世纪的化学是：
实验的科学
理论的科学
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。
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
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
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。
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。
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）
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。
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
• 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
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。
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
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
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。
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
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
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%
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