普通化学课件 北大 卞江教授 第一章
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Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
8. 如何学好普通化学？（1）
z 气体、液体、溶液 z 化学热力学初步 z 化学动力学初步 z 化学平衡、酸碱平衡和
沉淀溶解平衡
z 氧化还原和电化学 z 原子结构和量子力学 z 分子结构和固体结构 z 配位化合物 z 元素导论
z 地球：我们的家园
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
碳60：最美丽的分子 (1985)
Jiang Bian
4. 化学王国的版图
z 五个基础分支
无机化学 有机化学 分析化学 物理化学 高分子化学
z 新的生长点
材料化学 生物化学 计算化学 环境化学 能源化学
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
7. 如何在大学获得成功？（4）
成长的阶梯
虚怀若谷
挑战权威
毕业生
主动理解
被动接受
大学新生
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
8. 如何学好普通化学？
普通化学的内容 学习兴趣 学习的毅力 一点哲学 开拓视野
Jiang Bian
鲍林的听课笔记
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：现代化学时代（3）
z 新科学：复杂性和美
普利高津创立非平衡态热力 学和耗散结构理论(1950’)
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
3. 化学简史：从黑色魔术到科学
z 黑色魔术时代（远古-公元1世纪） z 炼金术时代（1世纪-17世纪中期） z 经典化学时代（17世纪中期-19世纪末） z 现代化学时代（19世纪末至今）
1. 什么是化学？
基本定义： “化学是研究物质的性质、组成、结构和化学变化及 其能量变化的规律的科学”
简单定义： “化学是一门关于变化的科学。”
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
4
6. 化学：新材料
z 分子基材料、纳米材料、 智能材料
碳纳米管
OLED是一种分子显示材料
扫描隧道显 微镜下的原 子图像
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：黑色魔术时代（1）
z 哲人石（Philosopher’s Stone）
3. 化学简史：黑色魔术时代（2）
z 魔法石和魔戒 (Sorcerer’s Stone & Magic Ring)
h 大学学习的目的：知识还是思想？ (Knowledge or idea?)
“我要那只金手指！”
一则寓言
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
爱因斯坦
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
8. 如何学好普通化学？（2）
对未知世界的强烈兴趣
“我们（科学工作者）所能拥有的最 美好经历就是：世界是如此神奇和不 可思议。这种情感是一切真正艺术和 真正科学的摇篮。”
Jiang Bian
low
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
5
7. 如何在大学获得成功？（2）
h 学习与考试：如何准备考试？
h 勤作练习 h 有问题要及时解决 h 抓住重点
7. 如何在大学获得成功？（3）
化学：一门中心科学
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
1
与化学相关的职业
9 科学研究机构/研究人员 9 大学/教师 9 工业界/研发工程师 9 生物、医药领域/专业技术人员 9 法律、专利领域/专业人士 9 政府机构/技术官员 9 国防部门/技术军官
6. 化学：关注人类健康
z 当疾病蔓延的时候
Jiang Bian
在禽流感期间，韩国宰杀二十万只鸡鸭。
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
开发新药
Jiang Bian
6. 化学：新能源
z 飞向太空
6. 化学：环境保护
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
2
3. 化学简史：炼金术时代（3）
z 炼金术时代：欧洲炼金术
炼金术士的化学实践为后来化学科学的兴起创造了条件
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
5. 化学的理论支柱
化学
化统学计热力力学学
化学动力学
统计力学
量子力学
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
6. 化学：面向未来
z 新的综合 z 新材料 z 关注人类健康 z 开发新能源 z 环境保护 z 超级芯片
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiangneral Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3
3. 化学简史：现代化学时代（1）
Jiang Bian
3. 化学简史：炼金术时代（1）
z 炼金术时代：中国道家炼丹术
3. 化学简史：炼金术时代（2）
z 阿拉伯医学：贾比尔·伊本·海扬（约720－813）
东晋葛洪(~284 - ~363) 著《抱朴子内篇》
鲍姑(~309-~363)用青蒿 治疗癌症
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：炼金术时代（4）
“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
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
绪论
1. 什么是化学？ 2. 为什么要学习化学？ 3. 化学简史：从黑色魔
术到科学 4. 化学王国的版图 5. 化学的理论支柱 6. 化学：面向未来
7. 如何在大学获得成功？ 8. 如何学好普通化学？ 9. 科学方法论 10. 科学计算：有效数字 11. 关于我们的课程
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
哈利·波特 与魔法石
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
指环王： 魔戒重现
Jiang Bian
3. 化学简史：经典化学时代（3）
z 道尔顿原子论(1801)和阿伏加德罗假说(1811)
3. 化学简史：经典化学时代（4）
z 门捷列夫和 化学元素周期表 (1869)
道尔顿(Dalton) 阿伏加德罗(Avogadro)
(1766-1844，英国 )
(1776-1856, 意大利)
Jiang Bian
2. 为什么要学习化学？（1）
为什么要学习化学？（2）
z 化学是我们认识自然的重要途径 z 化学是一项智力挑战 z 化学与人类社会的发展息息相关 z 化学是生动的和激动人心的
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：经典化学时代（2）
z 现代化学之父-拉瓦锡(1743-1794)，奠定化 学的实验基础（燃烧理论）
“他们一瞬间就砍掉了那颗头颅，但 是可能一百年也不会再产生这样一 个。”
拉格朗日 （Joseph-Louis Lagrange, 1736-1813）
法国著名数学家
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：经典化学时代（1）
z 近代化学的奠基人－罗伯特·波义尔
波义尔
(1627-1691, 英国)
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
The Sceptical Chemist, by Robert Boyle, 1661
6. 化学：超级芯片
下一代计算机
Blue Gene/L, IBM, 2005, 136.8 万亿次浮点运算/秒
eServer, IBM, 2005, 10.31 万 亿次浮点运算/秒
7. 如何在大学获得成功？（1）
h 大学心理学：正弦曲线
high
入学时间
情绪指标
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
北京大学化学学院 2006级
普通化学
“Q这u里i s要i c根on绝vie一n 切las犹cia豫re, ogni sospetto, Ogni这vil里tà任co何nv怯ien懦c都he无qu济i s于ia事mo。rt”a.”
D但an丁te (1265-1321) Divine 《Co神me曲dy》, I地nf狱ern篇o,，C第ant三o 歌III
z 原子模型
3. 化学简史：现代化学时代（2）
z 鲍林和化学键 (1930’)
居里夫人发现放射性 元素-钋和镭(1898)
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
卢瑟福的α粒子 散射实验(1911)
尼尔斯·玻尔创立 “Bohr原子模 型”(1913)
Jiang Bian
8. 如何学好普通化学？（1）
z 气体、液体、溶液 z 化学热力学初步 z 化学动力学初步 z 化学平衡、酸碱平衡和
沉淀溶解平衡
z 氧化还原和电化学 z 原子结构和量子力学 z 分子结构和固体结构 z 配位化合物 z 元素导论
z 地球：我们的家园
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
碳60：最美丽的分子 (1985)
Jiang Bian
4. 化学王国的版图
z 五个基础分支
无机化学 有机化学 分析化学 物理化学 高分子化学
z 新的生长点
材料化学 生物化学 计算化学 环境化学 能源化学
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
7. 如何在大学获得成功？（4）
成长的阶梯
虚怀若谷
挑战权威
毕业生
主动理解
被动接受
大学新生
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
8. 如何学好普通化学？
普通化学的内容 学习兴趣 学习的毅力 一点哲学 开拓视野
Jiang Bian
鲍林的听课笔记
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：现代化学时代（3）
z 新科学：复杂性和美
普利高津创立非平衡态热力 学和耗散结构理论(1950’)
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
3. 化学简史：从黑色魔术到科学
z 黑色魔术时代（远古-公元1世纪） z 炼金术时代（1世纪-17世纪中期） z 经典化学时代（17世纪中期-19世纪末） z 现代化学时代（19世纪末至今）
1. 什么是化学？
基本定义： “化学是研究物质的性质、组成、结构和化学变化及 其能量变化的规律的科学”
简单定义： “化学是一门关于变化的科学。”
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
4
6. 化学：新材料
z 分子基材料、纳米材料、 智能材料
碳纳米管
OLED是一种分子显示材料
扫描隧道显 微镜下的原 子图像
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：黑色魔术时代（1）
z 哲人石（Philosopher’s Stone）
3. 化学简史：黑色魔术时代（2）
z 魔法石和魔戒 (Sorcerer’s Stone & Magic Ring)
h 大学学习的目的：知识还是思想？ (Knowledge or idea?)
“我要那只金手指！”
一则寓言
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
爱因斯坦
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
8. 如何学好普通化学？（2）
对未知世界的强烈兴趣
“我们（科学工作者）所能拥有的最 美好经历就是：世界是如此神奇和不 可思议。这种情感是一切真正艺术和 真正科学的摇篮。”
Jiang Bian
low
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
5
7. 如何在大学获得成功？（2）
h 学习与考试：如何准备考试？
h 勤作练习 h 有问题要及时解决 h 抓住重点
7. 如何在大学获得成功？（3）
化学：一门中心科学
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
1
与化学相关的职业
9 科学研究机构/研究人员 9 大学/教师 9 工业界/研发工程师 9 生物、医药领域/专业技术人员 9 法律、专利领域/专业人士 9 政府机构/技术官员 9 国防部门/技术军官
6. 化学：关注人类健康
z 当疾病蔓延的时候
Jiang Bian
在禽流感期间，韩国宰杀二十万只鸡鸭。
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
开发新药
Jiang Bian
6. 化学：新能源
z 飞向太空
6. 化学：环境保护
Jiang Bian
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
2
3. 化学简史：炼金术时代（3）
z 炼金术时代：欧洲炼金术
炼金术士的化学实践为后来化学科学的兴起创造了条件
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
5. 化学的理论支柱
化学
化统学计热力力学学
化学动力学
统计力学
量子力学
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
6. 化学：面向未来
z 新的综合 z 新材料 z 关注人类健康 z 开发新能源 z 环境保护 z 超级芯片
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiangneral Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3
3. 化学简史：现代化学时代（1）
Jiang Bian
3. 化学简史：炼金术时代（1）
z 炼金术时代：中国道家炼丹术
3. 化学简史：炼金术时代（2）
z 阿拉伯医学：贾比尔·伊本·海扬（约720－813）
东晋葛洪(~284 - ~363) 著《抱朴子内篇》
鲍姑(~309-~363)用青蒿 治疗癌症
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：炼金术时代（4）
“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
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
绪论
1. 什么是化学？ 2. 为什么要学习化学？ 3. 化学简史：从黑色魔
术到科学 4. 化学王国的版图 5. 化学的理论支柱 6. 化学：面向未来
7. 如何在大学获得成功？ 8. 如何学好普通化学？ 9. 科学方法论 10. 科学计算：有效数字 11. 关于我们的课程
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
哈利·波特 与魔法石
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
指环王： 魔戒重现
Jiang Bian
3. 化学简史：经典化学时代（3）
z 道尔顿原子论(1801)和阿伏加德罗假说(1811)
3. 化学简史：经典化学时代（4）
z 门捷列夫和 化学元素周期表 (1869)
道尔顿(Dalton) 阿伏加德罗(Avogadro)
(1766-1844，英国 )
(1776-1856, 意大利)
Jiang Bian
2. 为什么要学习化学？（1）
为什么要学习化学？（2）
z 化学是我们认识自然的重要途径 z 化学是一项智力挑战 z 化学与人类社会的发展息息相关 z 化学是生动的和激动人心的
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：经典化学时代（2）
z 现代化学之父-拉瓦锡(1743-1794)，奠定化 学的实验基础（燃烧理论）
“他们一瞬间就砍掉了那颗头颅，但 是可能一百年也不会再产生这样一 个。”
拉格朗日 （Joseph-Louis Lagrange, 1736-1813）
法国著名数学家
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
Jiang Bian
3. 化学简史：经典化学时代（1）
z 近代化学的奠基人－罗伯特·波义尔
波义尔
(1627-1691, 英国)
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
The Sceptical Chemist, by Robert Boyle, 1661
6. 化学：超级芯片
下一代计算机
Blue Gene/L, IBM, 2005, 136.8 万亿次浮点运算/秒
eServer, IBM, 2005, 10.31 万 亿次浮点运算/秒
7. 如何在大学获得成功？（1）
h 大学心理学：正弦曲线
high
入学时间
情绪指标
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
北京大学化学学院 2006级
普通化学
“Q这u里i s要i c根on绝vie一n 切las犹cia豫re, ogni sospetto, Ogni这vil里tà任co何nv怯ien懦c都he无qu济i s于ia事mo。rt”a.”
D但an丁te (1265-1321) Divine 《Co神me曲dy》, I地nf狱ern篇o,，C第ant三o 歌III
z 原子模型
3. 化学简史：现代化学时代（2）
z 鲍林和化学键 (1930’)
居里夫人发现放射性 元素-钋和镭(1898)
Introduction, General Chemistry, CCME, Peking University. 2006
卢瑟福的α粒子 散射实验(1911)
尼尔斯·玻尔创立 “Bohr原子模 型”(1913)