第0章 绪论
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徐光宪先生做了同样的事：“我认为物理化学教材中最 有启发性的是Noyes 和Sherri著的《Chemical Principles》。 我做完了书中498道习题，并把它归入了自己的框架。从此 我自信物理化学读通了，过关了。”
化学是人类进步的关键 ◆ 化学肥料
化学是人类进步的关键
◆ 化学农药
我国粮食作物由于使用化学农药，每年挽回 的粮食损失占总产量的7%。据联合国统计，亚、 非、拉国家如果不使用农药防治棉花害虫，棉花 将损失50%。中国农科院植保所研究员、北京农 药会理事袁会珠说：基地的蔬菜如果不使用农药， 将要减产六、七成。
◆ 超纯材料
化学是人百度文库进步的关键
新疆红碧玉
镍合金
◆ 石油冶炼
化学是人类进步的关键
世界要高速发展，没有能源不行。就目前来讲，石 油和煤炭等矿物燃料仍是主要的能源来源。石油冶炼、 煤的深度利用和高能推进剂制备是化学制备技术发展的 结果，化学已经是高科技腾飞的促进剂。
四、无机化学的研究范围
无机化学是研究物质的组成、性质、结构和反 应的科学，是化学中最古老的分支学科，目前， 仍然是化学科学中最基础的部分。无机化学的研 究对象覆盖整个元素周期表中的元素，它遇到的 结构类型丰富多彩，研究的化学键型复杂多变， 涉及化学根本问题的规律及理论也大多是由无机 化学衍生出来的。无机化合物的多样性，导致了 在实践中的一系列重要应用。
第0章 绪论
本章学习要求
※ 了解化学的定义和研究对象 ； ※ 了解化学在社会发展中的作用和中心地位； ※ 了解无机化学发展的趋势； ※ 了解学习无机化学的基本方法。
一、化学是一门中心学科
1993年8月在北京召开了第34届国际纯粹与 应用化学联合会，来自50多个国家和地区的1000 多位中外化学家云集北京，参加了这次会议，会 议的议题是“化学------21世纪的中心学科。”
举例： 人体健康；
利用化学开发新材料和新能源，以改善人类的 生存条件，使人类生活得更加美好。
了解化学研究的内容，才能利用化学知识服务于社会，造福于人类。
◆ 从科学本身讲，化学是一门承上启下的学科。
数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材 料、环境等科学是下游。上游科学研究的对象比较 简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比 较复杂，除了用本门科学的方法以外，还要借用上 游科学的理论和方法。化学是中心科学，是从上游 到下游的必经之地，化学科学创造和分离的物质正 是材料学、生命科学、医学、环境学、物理学研究 的物质基础。
3. 金属原子簇化合物化学
金属原子簇化合物大多具有优良的催化性能，有的 还具有特殊的电学、磁学性质，如PbMo6S8在磁场中是 良好的超导体，某些含硫有机配体的簇合物有特殊的生 物活性，是研究铁硫蛋白和固氮酶的模型物。
PbMo6S8在磁场中是良好的超导体
4. 生物无机化学
基础研究方向直接与生命过程相关,主要探讨人 体中的微量金属离子与蛋白质的配位作用以及金属 酶的活性中心对生物功能的影响和在生命过程中作 用。
的论证方法。
归纳法： 由个别到一般的论证方法。
4. 重视化学实验的训练
“我们现在提出来全面的化学教育就是 要求教学不仅仅是传授知识和技术，还有更 重要的就是要训练科学方法和科学思维，同 时还要培养科学精神和科学品德，这就是全 面的化学教育。”
5. 重视做好化学习题
L.Pauling在进加州理工学院前，则对Noyes 和Sherril 的《Chemical Principles》上的500道（实际是498道）习题 独有情钟,全部认真解答。Pauling说：“（我做完这500道习 题后）大大加深了对物理化学的认识。Noyes对逻辑的缜密 思维的强调，以及他引导学生发现定律和规则的技巧，对我 自己的科学思维方式影响很大。”
血红蛋白的血红素中心
固氮酶的结构
5. 无机固体化学
现代社会中的三大支柱产业能源,信息和材料 都与无机化学的基础研究密切相关。特别是无机固 体材料在材料学研究和应用中占有重要的地位。
6. 非金属无机化学
7. 超分子化学
超分子化学是一门处于 近代化学、材料化学和生命 科学交汇点的新兴学科。超 分子”是共价键分子化学的 一次升华，被称为“超越分 子概念的化学”，它在材料 科学、信息科学、生命科学 中均具有重要的理论意义和 广阔的应用前景。
● 物质的组成发生了变化，即产生了新的物质；
● 物质的聚集态发生了变化；
● 变化过程伴随着能量的变化；是一个放热反应。
化学的研究对象
化学主要是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组 成、结构、性能、相互变化以及变化过程中能量关系的科学。 简单而言，化学可定义为研究物质化学变化的科学。而化学 变化是指由于分子或原子、离子等核外电子运动状态变化而 引起物质组成质变的一类变化。
化学是人类进步的关键 ◆ 化学纤维 世界纤维消耗量中，化学纤维占约約一半。沒 有合成纤维工业，将有接近1/2的人口沒有办法 解決“温”的问题。化学纤维装扮着世界，美化 着人类生活。
化学是人类进步的关键 ◆ 化学合成药物
化学合成药物的发展，使得許多不治之症得以治愈，使 人们的寿命延长了将近1倍，並大大改善了人类的生存品 质。例如人们熟知的青霉素的发现和大量生产，拯救了千 百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救 了许多的伤病员。进入21世纪，化学合成药物仍然是最有 效、最常用、最大量及最重要的治疗药物。同时，化学的 发展使得人们对药物分子改造的设想得以实现，合成药物 成为人类健康的守护神。
化学学科的主要分支
超分子 由两个或两个以上子体系，通过分子间作用 力而形成的一个具有一定结构和功能的实体。超分子内 的分子间作用力属于非共价键，通常是静电作用、氢键 和范德华力等。
四、研究化学的目的
化学是人们了解世界、创造社会的基础
人类社会赖以生存和发展的基础是物质资料的生产。 ★ 棉花可以直接用来织布，煤可以直接用作燃料，水可以直 接饮用解渴。 ★ 加工处理后才能用的物质：铁矿石只有经过冶炼才能变成 用途极广的钢铁，石英只有经过复杂加工，才能变成现代社会 高科技产业中广泛使用的半导体材料和光导纤维材料。 ★可以直接利用，但经过加工处理后可做它用或变成价值更 高的有用物质的物质：煤尽管可以直接使用，但经过加工，可 生产出许许多多的有用物质，如聚乙烯、醋酸纤维、碳纤维等， 我们身上的衣服很有可能就是煤的深加工产品。
◆ 化学史学习有助于了解科学探索的过 程，进行科学思维方法的熏陶。
◆ 化学史学习有助于对学习化学情感态度 价值观的培养。
3. 重视学习中思维方法的训练
建议学习中，预习和听讲使用“演绎法”，复 习和总结使用“归纳法”；在化学原理学习中采用 “演绎法”，在元素部分采用“归纳法”。
演绎法：从普遍性结论或一般事理推导出个别性结论
◆ 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、 空间和核科学等八大科学相互交叉和渗透，产生了 许多交叉学科，并在相互促进中共同发展。
如：生物化学
地球化学
环境化学
核化学
中国核化学家---王方定
二、化学的定义和研究对象
【定义】 化学主要是在分子、原子或离子等层次上研 究物质的组成、结构、性能、相互变化以及变化过程中 能量关系的科学。简单而言，化学可定义为研究物质化 学变化的科学。而化学变化是指由于分子或原子、离子 等核外电子运动状态变化而引起物质组成质变的一类变 化。 【举例】 H2在O2中燃烧生成液态水，分析该反应：
五、无机化学学科的现状和发展趋势
形成了多个学科分支：
◆ 金属有机化合物化学 ◆ 配位化学 ◆ 金属原子簇化合物化学 ◆ 生物无机化学 ◆ 无机固体化学
◆ 非金属无机化学 ◆ 超分子化学
1 . 金属有机化合物化学
金属有机化合物通常指至少含有一个M-C键 的化合物。
金属有机化合物发展的前4个里程碑
2 . 配位化学
六、学习无机化学的方法
1. 重视化学理论的指导作用
◆ 重视元素周期律的指导作用 ◆ 注意内容的“纲举目张”
2. 重视化学史的学习
◆“化一学门史科学学习的有历助史于是拓这展门知科识学视中野最，宝了贵解的 一部科分学，知因识为的科动学态只形能成给过我程们。知识，而历史却 能给我们智慧。” -----付鹰
为什么说化学是21世纪的中心学科？
◆ 化西学藏开是发一新能门源社，会出 迫切需要的中心科学，化学与衣、 食太、阳住就可、以行挣、钱 能源、信息、材料、国防、环境保护、
医药卫生、资源利用等都有密切的关系，它能促进社
会发展。
镍氢电池
利用化学生产农药和化肥，以增产粮食产量；
利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒，保障
夸夸克克
质质子子 中中子子
原原子子核核 电电子子
原原子子 ((离离子子))
纳纳 米米 材材 料料 分分子子
宇宇宙宙
（宇观）
单单 质质 化化合合物物
星星体体
微观
（介观）
宏观
三、化学的新发展和新地位
在徐光宪先生的论文和《展望21世纪的化学》一书中， 认为21世纪的化学应该定义为：21世纪的化学是研究原子、 分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分 子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子 和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态 和组装态, 直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反 应, 制备、剪裁和组装, 分离和分析, 结构和构象, 粒度和形貌, 物理和化学性能, 生理和生物活性及其输运和调控的作用机 制, 以及上述各方面的规律, 相互关系和应用的自然科学。 (例如大块金的熔点为1063℃，而2nm金颗粒的熔点仅530℃)
化学是人类进步的关键 ◆ 化学肥料
化学是人类进步的关键
◆ 化学农药
我国粮食作物由于使用化学农药，每年挽回 的粮食损失占总产量的7%。据联合国统计，亚、 非、拉国家如果不使用农药防治棉花害虫，棉花 将损失50%。中国农科院植保所研究员、北京农 药会理事袁会珠说：基地的蔬菜如果不使用农药， 将要减产六、七成。
◆ 超纯材料
化学是人百度文库进步的关键
新疆红碧玉
镍合金
◆ 石油冶炼
化学是人类进步的关键
世界要高速发展，没有能源不行。就目前来讲，石 油和煤炭等矿物燃料仍是主要的能源来源。石油冶炼、 煤的深度利用和高能推进剂制备是化学制备技术发展的 结果，化学已经是高科技腾飞的促进剂。
四、无机化学的研究范围
无机化学是研究物质的组成、性质、结构和反 应的科学，是化学中最古老的分支学科，目前， 仍然是化学科学中最基础的部分。无机化学的研 究对象覆盖整个元素周期表中的元素，它遇到的 结构类型丰富多彩，研究的化学键型复杂多变， 涉及化学根本问题的规律及理论也大多是由无机 化学衍生出来的。无机化合物的多样性，导致了 在实践中的一系列重要应用。
第0章 绪论
本章学习要求
※ 了解化学的定义和研究对象 ； ※ 了解化学在社会发展中的作用和中心地位； ※ 了解无机化学发展的趋势； ※ 了解学习无机化学的基本方法。
一、化学是一门中心学科
1993年8月在北京召开了第34届国际纯粹与 应用化学联合会，来自50多个国家和地区的1000 多位中外化学家云集北京，参加了这次会议，会 议的议题是“化学------21世纪的中心学科。”
举例： 人体健康；
利用化学开发新材料和新能源，以改善人类的 生存条件，使人类生活得更加美好。
了解化学研究的内容，才能利用化学知识服务于社会，造福于人类。
◆ 从科学本身讲，化学是一门承上启下的学科。
数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材 料、环境等科学是下游。上游科学研究的对象比较 简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比 较复杂，除了用本门科学的方法以外，还要借用上 游科学的理论和方法。化学是中心科学，是从上游 到下游的必经之地，化学科学创造和分离的物质正 是材料学、生命科学、医学、环境学、物理学研究 的物质基础。
3. 金属原子簇化合物化学
金属原子簇化合物大多具有优良的催化性能，有的 还具有特殊的电学、磁学性质，如PbMo6S8在磁场中是 良好的超导体，某些含硫有机配体的簇合物有特殊的生 物活性，是研究铁硫蛋白和固氮酶的模型物。
PbMo6S8在磁场中是良好的超导体
4. 生物无机化学
基础研究方向直接与生命过程相关,主要探讨人 体中的微量金属离子与蛋白质的配位作用以及金属 酶的活性中心对生物功能的影响和在生命过程中作 用。
的论证方法。
归纳法： 由个别到一般的论证方法。
4. 重视化学实验的训练
“我们现在提出来全面的化学教育就是 要求教学不仅仅是传授知识和技术，还有更 重要的就是要训练科学方法和科学思维，同 时还要培养科学精神和科学品德，这就是全 面的化学教育。”
5. 重视做好化学习题
L.Pauling在进加州理工学院前，则对Noyes 和Sherril 的《Chemical Principles》上的500道（实际是498道）习题 独有情钟,全部认真解答。Pauling说：“（我做完这500道习 题后）大大加深了对物理化学的认识。Noyes对逻辑的缜密 思维的强调，以及他引导学生发现定律和规则的技巧，对我 自己的科学思维方式影响很大。”
血红蛋白的血红素中心
固氮酶的结构
5. 无机固体化学
现代社会中的三大支柱产业能源,信息和材料 都与无机化学的基础研究密切相关。特别是无机固 体材料在材料学研究和应用中占有重要的地位。
6. 非金属无机化学
7. 超分子化学
超分子化学是一门处于 近代化学、材料化学和生命 科学交汇点的新兴学科。超 分子”是共价键分子化学的 一次升华，被称为“超越分 子概念的化学”，它在材料 科学、信息科学、生命科学 中均具有重要的理论意义和 广阔的应用前景。
● 物质的组成发生了变化，即产生了新的物质；
● 物质的聚集态发生了变化；
● 变化过程伴随着能量的变化；是一个放热反应。
化学的研究对象
化学主要是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组 成、结构、性能、相互变化以及变化过程中能量关系的科学。 简单而言，化学可定义为研究物质化学变化的科学。而化学 变化是指由于分子或原子、离子等核外电子运动状态变化而 引起物质组成质变的一类变化。
化学是人类进步的关键 ◆ 化学纤维 世界纤维消耗量中，化学纤维占约約一半。沒 有合成纤维工业，将有接近1/2的人口沒有办法 解決“温”的问题。化学纤维装扮着世界，美化 着人类生活。
化学是人类进步的关键 ◆ 化学合成药物
化学合成药物的发展，使得許多不治之症得以治愈，使 人们的寿命延长了将近1倍，並大大改善了人类的生存品 质。例如人们熟知的青霉素的发现和大量生产，拯救了千 百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救 了许多的伤病员。进入21世纪，化学合成药物仍然是最有 效、最常用、最大量及最重要的治疗药物。同时，化学的 发展使得人们对药物分子改造的设想得以实现，合成药物 成为人类健康的守护神。
化学学科的主要分支
超分子 由两个或两个以上子体系，通过分子间作用 力而形成的一个具有一定结构和功能的实体。超分子内 的分子间作用力属于非共价键，通常是静电作用、氢键 和范德华力等。
四、研究化学的目的
化学是人们了解世界、创造社会的基础
人类社会赖以生存和发展的基础是物质资料的生产。 ★ 棉花可以直接用来织布，煤可以直接用作燃料，水可以直 接饮用解渴。 ★ 加工处理后才能用的物质：铁矿石只有经过冶炼才能变成 用途极广的钢铁，石英只有经过复杂加工，才能变成现代社会 高科技产业中广泛使用的半导体材料和光导纤维材料。 ★可以直接利用，但经过加工处理后可做它用或变成价值更 高的有用物质的物质：煤尽管可以直接使用，但经过加工，可 生产出许许多多的有用物质，如聚乙烯、醋酸纤维、碳纤维等， 我们身上的衣服很有可能就是煤的深加工产品。
◆ 化学史学习有助于了解科学探索的过 程，进行科学思维方法的熏陶。
◆ 化学史学习有助于对学习化学情感态度 价值观的培养。
3. 重视学习中思维方法的训练
建议学习中，预习和听讲使用“演绎法”，复 习和总结使用“归纳法”；在化学原理学习中采用 “演绎法”，在元素部分采用“归纳法”。
演绎法：从普遍性结论或一般事理推导出个别性结论
◆ 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、 空间和核科学等八大科学相互交叉和渗透，产生了 许多交叉学科，并在相互促进中共同发展。
如：生物化学
地球化学
环境化学
核化学
中国核化学家---王方定
二、化学的定义和研究对象
【定义】 化学主要是在分子、原子或离子等层次上研 究物质的组成、结构、性能、相互变化以及变化过程中 能量关系的科学。简单而言，化学可定义为研究物质化 学变化的科学。而化学变化是指由于分子或原子、离子 等核外电子运动状态变化而引起物质组成质变的一类变 化。 【举例】 H2在O2中燃烧生成液态水，分析该反应：
五、无机化学学科的现状和发展趋势
形成了多个学科分支：
◆ 金属有机化合物化学 ◆ 配位化学 ◆ 金属原子簇化合物化学 ◆ 生物无机化学 ◆ 无机固体化学
◆ 非金属无机化学 ◆ 超分子化学
1 . 金属有机化合物化学
金属有机化合物通常指至少含有一个M-C键 的化合物。
金属有机化合物发展的前4个里程碑
2 . 配位化学
六、学习无机化学的方法
1. 重视化学理论的指导作用
◆ 重视元素周期律的指导作用 ◆ 注意内容的“纲举目张”
2. 重视化学史的学习
◆“化一学门史科学学习的有历助史于是拓这展门知科识学视中野最，宝了贵解的 一部科分学，知因识为的科动学态只形能成给过我程们。知识，而历史却 能给我们智慧。” -----付鹰
为什么说化学是21世纪的中心学科？
◆ 化西学藏开是发一新能门源社，会出 迫切需要的中心科学，化学与衣、 食太、阳住就可、以行挣、钱 能源、信息、材料、国防、环境保护、
医药卫生、资源利用等都有密切的关系，它能促进社
会发展。
镍氢电池
利用化学生产农药和化肥，以增产粮食产量；
利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒，保障
夸夸克克
质质子子 中中子子
原原子子核核 电电子子
原原子子 ((离离子子))
纳纳 米米 材材 料料 分分子子
宇宇宙宙
（宇观）
单单 质质 化化合合物物
星星体体
微观
（介观）
宏观
三、化学的新发展和新地位
在徐光宪先生的论文和《展望21世纪的化学》一书中， 认为21世纪的化学应该定义为：21世纪的化学是研究原子、 分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分 子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子 和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态 和组装态, 直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反 应, 制备、剪裁和组装, 分离和分析, 结构和构象, 粒度和形貌, 物理和化学性能, 生理和生物活性及其输运和调控的作用机 制, 以及上述各方面的规律, 相互关系和应用的自然科学。 (例如大块金的熔点为1063℃，而2nm金颗粒的熔点仅530℃)