化学学科基本思想与观念汇总

精细陶瓷
• 光导纤维－用高纯度的石英玻璃熔融体， 拉出直径约100微米的细丝，称石英玻璃纤 维。进行光纤通讯，激光是理想光源。用 氟玻璃制成的光导纤维，可把光信号传输 到太平洋彼岸不需中继站。光损耗大的光 导纤维可在短距离使用，特别适合制作各 种人体内窥镜，如胃镜、膀胱镜、直肠镜、 子宫镜等，便于诊断和医治各种疾病。
3. 化学对促进人类健康的作用
• 生命活动是最复杂的现象。在长期进化过 程中, 人体已经形成一个高度自我调节的开 放系统。化学物质通过人体的吸收和排泄 而处于大循环中, 影响着人体的结构与功能。 化学物质进入人体后, 不仅起营养作用, 还 起调节、控制作用。
• 人的生病和治病、衰老和疲劳以及脑 活动与神经传导等, 无不与化学物质有 关。缺少维生素会加速老化, 乳酸在肌 肉内积累就会感到疲劳, 钙离子水平调 节视觉变化等。在人体内既有有机物, 也有无机物; 既有生物大分子, 又有金 属离子。它们可使一些生命物质激活 或抑制, 形成连锁式的化学反应和相应 的生命过程, 从而表现各种各样的功能。
（二）化学是社会和经济发展迫切需要 的实用科学 • 化学已经渗透到国民经济的发展和人 民物质文化生活的改善和提高的几乎 所有方面，无论是高新尖端技术，还 是国民经济发展的各种支柱和支撑产 业，还是人们的衣食住行、生活休闲、 医疗保健，无不都与化学科学的发展 密切相关。
一、化学的价值
• 90年代初，“国际纯粹和应用化学联合会 （IUPAC）”提出化学是21世纪的中心科 学。1995年，印永嘉带领一批知名科学家 编写了《21世纪的中心科学－化学》一书。 印永嘉在前言中写道：化学是一门基础学 科，又是与国民经济的发展和人们日常生 活（吃、穿、用及身体健康）有密切关连 的学科。
• 从利用天然材料到创造和利用合成材 料是人类历史中的一大关键性进步
材料化学
• 金属材料－ • 不锈钢（发现：一次世界大战，研制不锈 钢制枪管；用途－制炊具、各种化工设备、 食品加工设备） • 钛合金（耐腐蚀、高强度，避免磁性水雷 攻击，上天下海、低温超导特性） • 半导体材料
陶瓷材料－无机非金属材料
土壤化学－水化学－环境化学
• 化学引用化学热力学、化学动力学的概念 和方法与土壤学融合，研究土壤中物质转 化和迁移规律，发展了土壤化学； • 研究水体中物质转化和迁移规律诞生了水 化学。 • 水化学和土壤化学在解决水体、土壤中有 害物质的转化和迁移问题上发挥了重要作 用，成为环境化学的基础。
（2）化学带动了材料科学的发展
化学学科基本思想与观念
王超英 2013－9－17
一、化学的价值
二、化学教育的价值
三、化学学科基本思想与观念 四、化学学科思想与方法的培养
中国化学会《化学学科发展报告(2006)》
（一）化学是承上启下的中心科学 “21世纪将是一个生命科学和信息科学的世 纪”，那么究竟“化学还有什么用 呢？”。 诺贝尔化学奖获得者H. W. Kroto 的回答是: “正是因为21世纪是生命科学和信息科学的 世纪，所以化学才更为重要”，这是因为化 学是一门承上启下、渗透于各种新兴交叉学 科的中心科学。”
• 人造纤维－以天然高分子纤维素或蛋白质 为原料，经过化学改性而制成，如粘胶纤 维（人造棉）、醋酸纤维（人造丝）、再 生蛋白质纤维。
• 合成纤维－由合成高分子为原料，通过拉 丝工艺获得纤维 • 最重要的品种是聚酯（涤纶，的确良，用 于织衣料、运输带、过滤布、渔网等）、 聚酰胺（尼龙、锦纶，用于做渔网、降落 伞、丝袜等）、聚丙烯腈（腈纶），占合 成纤维总量的90%以上。另外还有聚乙烯 醇缩甲醛（维纶）、聚丙烯（丙纶）聚氯 乙烯（氯纶）
1．化学对人类物质基础的作用
• 化学的研究对象是物质，研究物质组成与 结构和性能的关系，研究物质转化的规律 和控制手段。
• 进入20世纪以来，人类开始遇到人口增长、 资源匮乏，环境恶化等问题的威胁。而化 学以其理论和方法通过分析、合成和控制 化学过程等手段，在解决这些问题时起到 了核心和基础作用。
• 该书从基础化学、材料化学、地球和 海洋化学、生命化学与仿生化学、环 境化学、能源化学、农业化学、食品 化学等几个方面介绍了化学的价值
化学的价值
• 1．化学对人类物质基础的作用 • 2. 化学在相关学科发展中的作用 • 3．化学对促进人类健康的作用 • 4. 化学对人类生存环境的作用
• 5. 化学对提高人类生活质量的作用
• 传统陶瓷－玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、 耐火砖、分子筛等 • 精细陶瓷－高温结构陶瓷、透明陶瓷、光
导纤维、生物陶瓷、纳米陶瓷
• 传统陶瓷－主要成分硅酸盐（天然硅酸盐 如岩石、砂子、粘土、云母、滑石、石棉、 石英等；人造硅酸盐如玻璃、水泥、各种 陶瓷、砖瓦、耐火砖、分子筛等、
精细陶瓷
• 高温结构陶瓷－化学成分氮化硅（代替铸 铁作汽车发动机，不需水冷，机械强度高、 硬度高、导热性好 、化学稳定性好） • 透明陶瓷－各种氧化物如氧化铝、氧化镁、 氧化铍等和非氧化物如砷化镓、硫化锌、 硒化锌、氟化钙等。光学性能优异，耐高 温。用氧化铝陶瓷制造高压钠灯，发光效 率高，使用寿命长
精细陶瓷
• 生物陶瓷－如氧化铝陶瓷做假牙，与天然 齿十分接近，还可做人工关节，如膝、肘、 肩、指、髋关节等。 • 纳米陶瓷－具有延展性，有的甚至出现超 塑性。如室温下合成的二氧化钛陶瓷，可 以弯曲。解决了陶瓷的脆性问题。
合成高分子材料
• 塑料－在一定的温度和压力下塑制成型的 合成高分子材料。聚乙烯、工程塑料、特 种塑料（如聚四氟乙烯） • 人造纤维 • 合成纤维
化学不但能够大量制造各种自然界已有
的物质，而且能够根据人类需要创造
出自然界本不存在的物质。如：化肥、
合金、合成材料等等
1928年尿素的合成－打破了不能人工 合成生物体内的生物物质的思想禁锢，
使合成化学获得了大发展
2. 化学在相关学科发展中的作用
（1）化学研究带动其他学科的过程研究
• 化学研究使人们逐渐掌握了物质变化的规 律和各类化学反应的机理 • 所以，化学研究来自百度文库工业、农业、环境保护、 能源等方面科学研究的推动力。化学与其 他学科融合之后分化出许多研究各种化学 过程的学科。