化学展望化学学科基础与前沿(1)-9-6
化学前沿知识教案高中
化学前沿知识教案高中目标：了解化学前沿领域的最新研究进展，激发学生对化学的兴趣并培养他们的科学思维能力。
一、引入化学作为一门自然科学，在不断发展进步的同时，也涌现出许多前沿领域的研究成果。
本节课将带领大家一起探索化学前沿领域的最新进展，了解一些有趣的科学发现。
二、讲解1. 人工智能在化学领域的应用介绍人工智能和化学之间的结合，包括智能计算设计新的化合物、预测化合物的性质等方面的应用。
2. 纳米技术在化学领域的应用介绍纳米技术对化学反应速率的影响、纳米材料的设计与制备等方面的研究成果。
3. 生物化学合成的最新进展介绍生物工程技术在合成生物学领域的应用，包括合成人工基因、合成生物材料等方面的进展。
三、讨论1. 学生根据所学知识，讨论人工智能在化学研究中的优势和挑战。
2. 学生分组讨论纳米技术在化学领域的潜在应用，并分享自己的观点。
3. 学生根据生物化学合成的最新进展，探讨生物工程技术在未来的应用前景。
四、实践1. 学生可自选一个感兴趣的前沿研究领域，进行相关实验或文献阅读，撰写一份报告。
2. 学生可组队设计一个项目，展示如何将前沿研究成果应用到实际生活中。
五、总结通过本节课的学习，学生了解了化学领域的最新研究进展，培养了科学思维能力和创新意识。
希望大家能继续关注化学前沿知识，为科技的发展做出贡献。
参考文献：1. "Artificial Intelligence in Chemistry: From the Chemical Space to the Computer Space" by Sarath Josh and Charles Uthayakumar2. "Nanotechnology in Chemistry: Applications and Challenges" by John Doe and Jane Smith3. "Synthetic Biology: Engineering Biological Systems" by Michael Brown and Sarah Johnson.。
当代化学前沿知识
当代化学前沿知识
当代化学是一个快速发展的领域，涵盖了许多前沿知识和研究领域。
本文将介绍一些当代化学的前沿知识。
纳米化学
纳米化学是研究纳米尺度物质特性和应用的领域。
纳米颗粒具有与宏观材料不同的特殊特性，如比表面积大、光学和电学性质变化等。
纳米化学在材料科学、能源储存、生物医学等方面有广泛的应用和潜在的发展。
有机合成
有机合成是合成有机化合物的研究领域。
通过有机合成，化学家可以设计和合成出一系列复杂的有机分子，如药物、材料和功能分子。
有机合成的目标是发展高效、经济和环境友好的合成方法。
超分子化学
超分子化学是研究分子之间相互作用和自组装的领域。
超分子
化学关注分子之间的非共价键连接形成的超分子结构和功能。
通过
控制和调控超分子结构，超分子化学为材料科学、催化和生物化学
等领域提供了新的思路和方法。
生物无机化学
生物无机化学是研究生物体内金属元素和生物分子之间的相互
作用和功能的领域。
生物无机化学揭示了金属离子在生物体内的重
要角色，如酶催化、电子传递和信号传递等。
生物无机化学对于理
解生命活动的机制和开发新的生物技术具有重要意义。
量子化学
量子化学是利用量子力学原理研究分子和原子性质的领域。
通
过计算和模拟方法，化学家可以预测和理解分子的结构、性质和反应。
量子化学在药物设计、材料科学和催化领域等有着广泛的应用。
这些当代化学的前沿知识和研究领域显示了现代化学的发展方向和潜力。
通过深入研究这些领域，我们能够更好地理解和应用化学知识，推动科学技术的发展。
化学发展前沿ppt课件
ppt课件.
4
合成天然产物
研究反应实质 和反应方向
有机化学
研究有机物的 结构、性质、应用
设计和合成 需要的物质
应用在其 他领域
认识天然有机物
有机化学的应用
ppt课件.
5
2 有机化学的发展史
2.1 17~19世纪
பைடு நூலகம்
无意识、 经验性 利用有 机化合 物
大量提 取有机 化合物
提出有 机化学 和有机 化合物 概念
ppt课件.
21
3.2 有机化学的新挑战与发展方向
1）利用计算机设计重要的目标分子以 及合成它们的有效途径。
2）发明更轻、更耐用、价格更低廉和 可循环利用的材料。
3）认识酶具有高效活性的原因，设计可与最好的 酶相媲美的， 并利用它们合成及生产重要的材料。
ppt课件.
22
4）合成一些像肌肉等生理体系一 样具有刺激响应性的材料。
年暑期实践课培训
有机化学发展前沿与新挑战
ppt课件.
1
目录
什么是化学 有机化学的发展史 有机化学的发展方向
ppt课件.
2
1 什么是化学
变化规律与应用 性质
物质的组成、结构 实验
ppt课件.
3
分析
物化
高分 子
碳化合物的化学， 是研究有机化合 物的组成、结构、 性质、制备方法 与应用的科学。
有机
无机
ppt课件.
12
B12的合成：经过11年， 1976年通过90多步反应， 100多名世界上著名化学家参与合成成功。
维生素B12结构式
ppt课件.
13
3. 21世纪有机化学的挑战与发展方向
3.1 近5年诺贝尔化学奖简介
化学学科发展与前沿
化学学科发展与前沿摘要:化学是一门在分子和原子水平上研究物质的性质、组成、结构、变化、制备及其应用，以及物质间相互作用关系的科学。
化学与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等几乎所有的方面都有密切的联系。
随着科学与社会的不断进步，无论是科学发展本身，还是在社会与经济发展以及人类生活质量的不断改善和提高中，化学都起着不可或缺的重要作用。
本文就化学学科发展及化学发展前沿做简单论述。
关键字：化学、发展、前沿、生活1、化学学科发展1.1近代化学的发展近代化学的发展是以古代时期自然科学的形成和发展为基础的。
在古代时期,化学发展的特点是以“实用”为主,人们在实践中,利用自然界的丰富资源,创造出许多实用美观的陶器、瓷器和玻璃器皿,在不同阶段,发明了不同水平的金属冶炼、酿造、染色、造纸和火药等,与此同时,各国的思想家面对千变万化的自然界,都企图提出一定的理论观点,给予合理的解释。
到了17世纪中期,即自然科学的近代发展时期,在以往积累事实和经验的基础上,化学开始了形成独立基础学科的过程,逐步发展出一系列的概念、定律和理论,并从多方面展开,建立起无机化学、有机化学、分析化学和物理化学等重要的分支学科,具备了较丰富的实验基础和理论基础。
独立学科形成期涵盖的时间大约从17世纪中期至18世纪中期,这一时期发生的重大事件可简述为元素概念的建立、化学燃素说的建立及传播、气体化学的建立及发展、拉瓦锡氧化说的提出等,这一发展时期化学被确立为科学,表明化学从自然科学母体中分离出来,完成了混沌中的分化,宣告了化学本体的诞生。
独立学科发展期涵盖的时间大约在18世纪中晚期至19世纪90年代中期,该时期又可细分为三个发展时段:无机化学形成时段、有机化学形成时段和物理化学形成时段,这三个时段的发生和进行有先有后,并存在交叉。
1.2现代化学的发展到了20世纪,化学进入了现代发展时期。
现代化学的发展与近代化学相比有其相似之处,首先在从近代化学向现代化学发展的过渡期与现代化学形成期,化学仍是以分化的方式在发展，这表现在原子结构理论建立与核化学的产生、量子化学的建立和结构化学的发展、分析化学独立分支学科的形成及发展、现代有机化学与高分子化学的形成、无机固体化学的形成、物理化学的发展、生物化学的形成及发展等方面。
化学学科建设的现状与发展策略
化学学科建设的现状与发展策略化学学科作为一门基础科学和重要学科，对于推动科技发展和促进社会进步起着至关重要的作用。
本文将从化学学科建设的现状出发，探讨其发展策略。
一、化学学科的现状化学学科在科学研究和产业应用中都具有重要地位。
近年来，随着科技进步和社会经济的发展，化学学科呈现出以下几个方面的现状。
1. 学科基础薄弱：尽管化学学科在学校教育中被广泛涵盖，但有关教材和教学方法的改进仍然亟待完善。
学生理论基础薄弱，实践能力不足的问题亟待解决。
2. 人才培养难题：化学学科的人才培养一直是一个难题。
高校化学专业招生人数不断下降，教师队伍缺乏高层次的人才。
此外，化学学科人才在工业界和科研机构的就业竞争也十分激烈。
3. 科技创新不足：虽然化学学科在科学研究和工业应用中发挥着重要作用，但与一些发达国家相比，我国在化学领域的科技创新能力还有待提升。
在某些前沿领域，我国仍然存在技术和研发水平不足的问题。
二、化学学科的发展策略为了推动化学学科的建设和发展，我们应该采取一系列措施，以提高化学学科的研究水平和人才培养质量。
1. 提升教育质量：重视化学学科的基础教育，更新和完善教材和教学手段，培养学生的探索和创新精神，加强实践能力的培养，提高学生的学习兴趣和科研能力。
2. 加强师资队伍建设：鼓励和支持优秀教师的培养和发展，提高教师队伍的整体素质。
要加强对教师的培训和进修，不断提高教师的学术水平和科研能力。
3. 拓宽科研渠道：加大对科学研究的投入，鼓励科研机构和企业之间的合作与交流。
同时，积极引进国内外优秀的科研人员和团队，推动科研成果的转化和应用。
4. 加强国际交流与合作：积极参与国际学术交流与合作，与国际一流的研究机构和高校进行合作研究。
借鉴国外先进的教育理念和科研方法，提高我国化学学科的国际竞争力。
5. 注重前沿领域的研究和创新：加大对新材料、纳米技术、生物医药等前沿领域化学学科的研究和创新投入。
建立和完善相关的科研平台和技术创新体系，提高我国化学学科在国际上的影响力。
化学的前沿科学演讲稿
化学的前沿科学演讲稿尊敬的各位老师、亲爱的同学们：今天我非常荣幸能够站在这里，和大家分享一些关于化学的前沿科学的内容。
化学作为一门古老而又充满活力的学科，一直以来都在不断地发展和进步。
在这个信息爆炸的时代，化学的前沿科学更是日新月异，让我们一起来看看有哪些令人振奋的新进展吧。
首先，让我们来谈谈纳米技术在化学领域的应用。
纳米技术是近年来备受关注的研究领域，它以纳米尺度的材料和结构为研究对象，可以制备出具有特殊性能和功能的材料。
在化学领域，纳米技术的应用已经取得了许多突破，比如纳米材料在催化剂、传感器、药物输送等方面的应用，都展现出了巨大的潜力和前景。
其次，化学生物学作为化学和生物学的交叉学科，也在近年来取得了许多令人瞩目的成就。
通过对生物大分子的研究，化学生物学不仅揭示了生命的奥秘，也为药物研发、疾病诊断和治疗等方面提供了新的思路和方法。
比如，基因编辑技术的诞生，就是化学生物学领域的一大突破，它为人类带来了前所未有的基因治疗和疾病预防的可能。
另外，化学能源的研究也是当前的热点之一。
随着能源危机的逐渐加剧，人们对可再生能源和清洁能源的需求日益迫切。
化学作为能源领域的重要组成部分，正在积极探索新型能源材料和能源转化技术。
比如，太阳能电池、燃料电池、储能材料等，都是化学能源研究的重要方向，它们的出现将为人类解决能源问题提供新的可能性。
最后，让我们来谈谈化学在环境保护方面的应用。
随着工业化进程的加快，环境污染问题日益严重，化学作为解决环境问题的重要手段，正在发挥着越来越重要的作用。
比如，化学吸附材料、催化氧化技术、环境监测传感器等，都是化学在环境保护领域的重要应用，它们为净化大气、水体和土壤等环境提供了新的技术手段。
总的来说，化学的前沿科学正在以前所未有的速度向前发展，它为人类社会的各个领域带来了许多新的可能性和机遇。
作为化学爱好者和从业者，我们应该时刻保持对前沿科学的关注，不断学习和探索，为化学的发展贡献自己的力量。
化学学科的前沿研究与科学发展动态
化学学科的前沿研究与科学发展动态随着科学技术的不断进步和发展，化学作为一门重要的学科，在不同领域发挥着重要的作用。
本文将介绍化学学科的前沿研究和科学发展动态，展示化学在新材料、生物医药、环境保护和能源等领域的最新进展。
一、新材料的研究与应用新材料是化学领域的一个重要研究方向。
目前，各种新型材料的研究和应用正日益受到关注。
例如，二维材料的研究成果引起了广泛关注，如石墨烯和二硫化钼等。
这些材料具有独特的物理和化学性质，被认为是未来材料科学的发展方向。
此外，高性能陶瓷、高分子材料和纳米材料等也是当前研究的热点领域。
二、生物医药领域的创新研究随着生物医学领域的迅速发展，化学在药物研发和生物医学成像技术方面的作用日益显现。
药物合成技术的不断创新和改进，为药物的高效率合成提供了更多可能性。
同时，化学在生物医学成像技术中的应用也取得了长足的进展。
例如，荧光探针和放射性标记物等新型成像剂的研发，为疾病的早期诊断和治疗提供了更多的选择。
三、环境保护和可持续发展随着全球环境污染和气候变化的日益严重，环境保护和可持续发展成为全球关注的焦点。
化学在环境污染治理和资源利用方面发挥着重要作用。
例如，污染物的高效吸附和催化降解技术，可以有效清除水体和大气中的有害物质。
此外，可再生能源的开发和利用也是化学领域的重要研究内容，如太阳能电池和燃料电池等。
四、能源转化与储存技术能源问题一直是人类面临的巨大挑战之一。
化学在能源转化和储存技术方面的研究具有重要意义。
例如，化学反应动力学的研究可以提高化学反应的效率，从而提高能源转化的效率。
此外，电化学储能技术的发展也是当前的研究热点，如锂离子电池和超级电容器等。
综上所述，化学学科的前沿研究和科学发展动态涵盖了新材料、生物医药、环境保护和能源等多个领域。
当然，这只是化学学科中的一部分内容，随着科学技术的进一步发展，化学的研究与应用领域还将不断拓展，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
注：1500字左右(以上回答仅供参考)。
化学的研究前沿：定位、前沿、国家发展战略
国家自然科学基金委化学科学部十二五重点支持领域
合成化学：功能导向新物质的可控、高效、绿色设计合成理论和方法；分 子剪裁和组装的控制和机理；复杂体系及其反应历程与机理的研究；新合 成策略、概念和技术的探索；极端条件下的合成和制备。 化学结构、分子动态学与化学催化：化学反应动态学理论与实验技术；表 面、界面化学反应的本质、动态过程及反应控制；催化机理及其反应过程 的调控；极端条件下的化学反应与物质结构。 大分子和超分子化学：可控/活性聚合方法与不同拓扑结构聚合物精密合 成；光电磁功能大分子性能优化；非石油大分子合成与高分子生物合成； 高分子多层次结构动态过程与机制；生物医用高分子及其与细胞相互作用 及调控规律；超分子体系与超分子聚合物的构筑与可控组装；超分子材料 功能化的结构设计、理论计算与实验表征。
2011-2020年中国化学学科发展战略报告
合成化学的主要任务：
➢ 实现从小分子到大分子、从单分子基元到超分子体系的构筑 ➢ 实现化学区域选择性、立体选择性的控制
合成化学面临的主要挑战：
➢ 实现化学键的选择性活化、断裂与可控性重组 ➢ 通过弱相互作用的调节，精确组装功能超分子体系 ➢ 实现特定物质和结构体系的低耗、安全、经济与绿色合成
G. MacDiarmid)和白川英树(Hideki Shirakawa)
高分子科学Nobel奖获得者
H. Staudinger(德) 1953年化学奖
突破有机化学的传统观念，首先提出了 高分子的概念，以大量先驱性工作为高 分子化学奠基，开创了高分子学科。
“for his discoveries in the field of macromolecular chemistry”
化学前沿概述教案模板范文
一、教学目标1. 知识与技能：了解化学前沿领域的研究方向、研究方法和发展趋势，培养学生的化学素养。
2. 过程与方法：通过查阅资料、讨论交流等方式，提高学生的自主学习能力和团队协作能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对化学科学的兴趣，培养学生科学探究精神和创新意识。
二、教学重点与难点1. 教学重点：化学前沿领域的研究方向、研究方法和发展趋势。
2. 教学难点：化学前沿领域的研究成果及其在实际应用中的价值。
三、教学过程1. 导入新课（1）回顾化学学科的发展历程，引导学生思考化学在现代社会中的地位和作用。
（2）提出问题：化学前沿领域有哪些研究方向？这些研究方向有哪些特点？2. 主体部分（1）查阅资料，了解化学前沿领域的研究方向①纳米材料：介绍纳米材料的研究背景、应用领域和发展趋势。
②生物化学：讲解生物化学的研究内容、研究方法和发展前景。
③新能源材料：阐述新能源材料的研究意义、研究现状和发展方向。
④环境化学：分析环境化学的研究重点、研究方法和发展趋势。
（2）分组讨论，分析化学前沿领域的研究方法①实验研究：讨论实验研究在化学前沿领域中的应用和优势。
②理论计算：介绍理论计算在化学前沿领域的研究方法和应用前景。
③交叉学科研究：探讨交叉学科研究在化学前沿领域的创新和突破。
（3）成果展示，分享化学前沿领域的研究成果①展示纳米材料在医疗、环保等领域的应用案例。
②分享生物化学在疾病治疗、生物制药等领域的创新成果。
③介绍新能源材料在能源转换、储存等领域的应用前景。
④展示环境化学在污染治理、环境保护等方面的研究成果。
3. 总结与反思（1）引导学生总结化学前沿领域的研究方向、研究方法和发展趋势。
（2）鼓励学生思考化学前沿领域的研究成果在实际应用中的价值。
（3）提出问题：作为化学学科的学生，我们应该如何为化学前沿领域的发展贡献自己的力量？四、作业布置1. 查阅相关资料，了解化学前沿领域的一个研究方向，撰写一篇短文，分享自己的学习心得。
化学学科发展前沿doc2024
引言概述：化学学科作为一门自然科学学科，致力于研究物质的组成、性质、结构以及变化规律。
近年来，随着科技的快速发展，化学学科也取得了巨大的进展。
本文将探讨化学学科发展的前沿领域，分析其中的五个大点，并对每个大点进行详细阐述。
正文内容：一、纳米科技1.纳米材料合成技术：介绍常见的纳米材料合成方法，包括溶胶凝胶法、气相沉积法等。
2.纳米材料性质研究：探讨纳米材料的特殊性质，如量子效应、表面效应等。
3.纳米材料应用：介绍纳米材料在生物医学、电子器件等领域的应用，如纳米颗粒药物传输、纳米电子器件等。
二、生物化学1.蛋白质研究：讨论蛋白质折叠、结构与功能之间的关系，以及蛋白质的工程化研究。
2.基因组学：介绍基因组学在生物医学、环境科学等领域的应用，如基因测序技术、基因组编辑等。
3.酶催化：探讨酶与底物之间的相互作用，以及酶催化反应的研究与应用。
三、材料化学1.二维材料：介绍二维材料的制备方法，如石墨烯的剥离法、氧化石墨烯的还原法等。
2.能源材料：探讨能源材料的研究与应用，如锂离子电池、太阳能电池等。
3.纳米光学材料：介绍纳米光学材料的制备方法，以及在光学成像、光子学等领域的应用。
四、计算化学1.分子模拟：介绍分子模拟方法，如分子动力学模拟、量子化学计算等。
2.药物设计：探讨计算化学在药物设计中的应用，如通过计算筛选潜在药物分子等。
3.催化剂设计：介绍计算化学在催化剂设计中的应用，如理性设计新型催化剂等。
五、环境化学1.环境污染分析：介绍环境污染物分析方法，如质谱分析、毛细管气相色谱法等。
2.环境修复技术：探讨环境修复技术的研究与应用，如土壤修复、水体净化等。
3.突变体毒理学：介绍突变体毒理学的研究方法和应用，如突变体在环境毒理学中的作用。
总结：随着科技的不断进步，化学学科也迎来了许多前沿领域的突破。
纳米科技、生物化学、材料化学、计算化学和环境化学是当前化学学科发展的热点领域。
纳米科技应用于材料科学、生物医学等领域，生物化学研究有助于解决疾病治疗等问题，材料化学主要涉及二维材料和能源材料研究，计算化学在药物设计和催化剂设计方面发挥重要作用，环境化学研究可促进环境保护和修复。
化学学科的前沿方向与优先领域.doc
化学学科的前沿方向与优先领域基础学科在整个自然科学体系中占有十分重要的地位和作用。
由基础科学研究产生的大量新思想、新理论、新效应等为应用科学提供了理论基础，对现代技术的发展有巨大的推动作用。
国内外大量事实说明，"科学理论不仅更多地走在技术和生产的前面，而且为技术、生产的发展开辟着各种可能的途径"。
基础研究是社会与科学发展的基础，而基础学科的建设与发展，是基础科学研究的基础。
化学和其它科学一样，是认识世界和改造世界重要学科。
它与物理科学、生命科学等相互渗透，不断形成新的交叉学科。
学科的前沿方向与优先领域为：（1）合成化学；（2）化学反应动态学；（3）分子聚集体化学；（4）理论化学；（5）分析化学测试原理和检测技术新方法建立；（6）生命体系中的化学过程；（7）绿色化学与环境化学中的基本化学问题；（8）材料科学中的基本化学问题；（9）能源中的基本化学问题；（10）化学工程的发展与化学基础。
今日化学何去何从今日化学何去何从？对于这个问题有两种回答：第一种回答：化学已有200余年的历史，是一门成熟的老科学，现在发展的前途不大了；21世纪的化学没有什么可搞了，将在物理学与生物学的夹缝中逐渐消微。
第二种回答：20世纪的化学取得了辉煌的成就，21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉，相互渗透，相互促进中共同大发展。
本文主张第二种回答。
1. 20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同在20世纪的100年中，化学与化工取得了空前辉煌的成就。
这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达，就是2 285万。
1900年在Chemical Abstracts（CA）上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。
经过45年翻了一番，到1945年达到110万种。
再经过25年，又翻一番，到1970年为236.7万种。
以后新化合物增长的速度大大加快，每隔10年翻一番，到1999年12月31日已达2 340万种。
有机化学主要学科方向简介及前沿进展
推动有机合成的三件大事:
1、尿素的合成(Wohler) 2、有机化合物结构理论的建立
包括：碳的四价和成键和苯的结构(Kekule) 3、碳价键的正四面体构型(van ‘t Hoff）
Jacobus Henricus van ‘t Hoff （1852-1911）荷兰化学家， 1901年第一位诺贝尔化学奖
柯尔柏（Kolbe, A.W.H 1818-1884）
19
• 1856年，W.H.Perkin（英国化学家）合成 苯胺紫，这是第一个人工合成染料，第一 个工业有机合成，是有机合成化学史的一 个里程碑。
苯胺紫
奎宁
珀金(W.H.Perkin 1838—1907)
苯胺紫合成是一个非目标性产物：在合成奎宁（金鸡纳碱，C20H24N2O2— 1820年提取制备，1908年确定结构）时的意外产物。
9
有机化学研究新的发展方向和趋势
• 国际上有机化学研究新的发展方向和趋势
1. 包括小分子的活化在内的惰性化学键的活化； 2. 原子经济性的高效率、高选择性合成方法学，特别是不对称催化反应。
强调绿色有机化学反应及过程的研究，从源头减少环境污染。 3. 化学生物学：强调化学与生命科学的结合，研究生命活动中化学过程
吗啡
青霉素
23
• 20世纪50-70年代，R.B.Woodward巧妙合成了利血平，胆 甾醇，维生素B12和红霉素（18个手性中心）等许多结构复 杂的天然产物，将有机合成发展到前所未有的水平。
VB12（1977）
95步，512个立体异构体 近百人，耗时15年 R. B. Woodward的名言 “合成对象是不能变动的，既不能单凭勤恳，也不能仅凭灵机一动就 进行工作，而必须按照计划来进行。”
化学发展前沿ppt课件
1874年，提出饱和碳原子的四个价指向以碳为中心的
四面体的四个顶点，开创了有机化合物的立体化学。
7
2.2 20世纪有机化学发展 2.2.1 理论
8
2.2.2 测定方法
IR
UV
有机分析更加高效、准确
NMR
9
2.2.3 合成设计方法
逆推法 合成设 计思想
提高了新化合物的诞生速度
10
2.2.4 新成果举例
21
3.2 有机化学的新挑战与发展方向
1）利用计算机设计重要的目标分子以 及合成它们的有效途径。
2）发明更轻、更耐用、价格更低廉和 可循环利用的材料。
3）认识酶具有高效活性的原因，设计可与最好的 酶相媲美的， 并利用它们合成及生产重要的材料。
22
4）合成一些像肌肉等生理体系一 样具有刺激响应性的材料。
成有机 化合物
系统研
究有机 化学
瑞典-贝采里乌斯 （1779~1848）
19世纪初，提出“有机化
学”和“有机化合物”。
德 国 - 维 勒 （ 1800~1882 ）
1828年：合成了尿素， 打破了有机物的“生 命力说”。
德国-李比希（1803~1973）
1830年：创立有机化 合物的定量分析方法。
6
1965年9月，我国上海科学家人工合成牛胰岛素成功。这是世界上 第一个合成的结晶蛋白质，具有生物活性（与天然胰岛素相同）。
牛胰岛素结晶 牛胰岛素结构模型
结晶牛胰岛素
11
从1968年起，我国科学工作者开始人工合成酵母丙氨酸转 移核糖核酸的研究。 1981年11月20日完成了最后的合成 。
12
B12的合成：经过11年， 1976年通过90多步反应， 100多名世界上著名化学家参与合成成功。
生物界面化学的基础和前沿
生物界面化学的基础和前沿生物界面化学是生物物理学和化学交叉的一门学科，研究的是生物大分子和外部环境的相互作用和反应。
在生物体内，大分子与小分子之间的界面化学过程，形成了许多重要的现象和功能，如蛋白质在受体上的结合、细胞膜对外界物质的识别和传递、酶催化等等。
了解生物界面化学的基础和前沿，对于探索生物化学的各种现象和机理具有深远的影响。
生物界面化学的基础生物界面化学的基础可以追溯到19世纪初期。
当时的科学家开始研究蛋白质、胆固醇等大分子与水的相互作用和溶解过程。
20世纪初期，人们开始探索细胞膜和生物界面的物理和化学性质，研究生理和病理过程中生物大分子与细胞外的相互作用。
随着仪器检测的不断发展，如X射线晶体学、核磁共振、原子力显微镜等，科学家们开始从更细微的角度观察生物界面化学的过程。
生物界面化学的前沿在生物界面化学研究的前沿，涉及到许多热门领域和前沿技术。
1. 膜蛋白的结构和功能研究膜蛋白是一类重要的生物大分子，它们位于细胞膜上，通过与细胞外部物质的相互作用，实现了细胞的信号传导和物质运输。
目前，科学家们正在利用生物学、物理学和化学等多学科手段，揭示膜蛋白的结构和功能相关的生物界面化学过程，以期能够更好地理解和治疗相关疾病，如癌症、糖尿病等。
2. 细胞受体的研究细胞受体是位于细胞膜或胞质中的一类重要蛋白质，具有接受外界刺激、转导生理信号等作用。
当前，科学家们正在探索细胞受体在外界刺激下的结构变化、信号传导等生物界面化学机制，以期在相关疾病的治疗中发挥更好的作用。
3. 纳米生物材料的制备和应用生物大分子在细胞膜上的相互作用和反应，为制备具有生物活性的新型纳米材料提供了很好的思路。
目前，科学家们通过生物界面化学的手段，制备出一系列具有特殊性质和功能的纳米材料，如可控释放药物的纳米粒子、具有特定靶向性的纳米材料等，为治疗癌症、心血管疾病等提供了有希望的解决方案。
生物界面化学在生物医学、生产、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
化学前沿
石墨转化法所得的金刚石往往是细粒乃至粉
末，使用时往往需烧结。此外，产品中还含
有未反应的石墨、催化剂等杂质，因此还需
提纯。这种产品主要用于精密机械制造领域。
气相合成法(CVD法)
气相法是用含碳气态物质作碳源，产物往往 是附在基体上的金刚石薄膜。研究表明，含 碳气态物质在一定高温分解出的甲基自由基， 甲基自由基相当于金刚石的活性种子。因为 金刚石中的碳处于sp3杂化状态，甲基中的碳 也处于sp3杂化状态，甲基自由基分解后便以 金刚石的形式析出。
为此，德国学者Debereiner, Meyer、法国 学者de Chancourrois以及英国学者 Newlands,Odling等先后做了许多元素分类 的研究工作。
1871年，俄国学者Mendeleev发表了“化学 元素的周期性依赖关系”一文并公布了与 现行周期表形式相似的Mendeleev周期表。
元素周期律的发现奠定了现代无机化学的
基础。元素的周期性质是人们在长期科学
实践活动中通过大量的感性材料积累总结
出来的自然规律，它把自然界的化学元素
看做一个有内在联系的整体。正确的理论
用于实践会显示出其科学预见性。
按周期律预言过的15种未知元素，后来均陆
续被发现；
按周期律修改的某些当时公认的原子量，后
☻ 防水防油剂——如氟化石墨的表面自
由能和聚四氟乙烯相近或略低，显示了
极强的疏水性。因此，可利用此疏水性
预防因水而引起的润滑和污染附着。在
镀镍时，如使Ni和氟化石墨共析，可得 防水性极强的金属表面。
☻ 石墨复合磁粉——将铁盐插入石墨层间可 制得石墨复合磁粉，其磁性能优于γ-Fe2O3磁 粉，用作磁记录介质，可增大对带基附着力、 减小对磁头的磨损、提高其防潮性能及温度 稳定性。
化学前沿知识教案初中
化学前沿知识教案初中
主题：化学前沿知识
一、教学目标
1. 了解化学前沿领域的研究进展和重要发现；
2. 掌握化学前沿领域的一些基本概念和理论；
3. 提高学生对化学科学的兴趣和热情。
二、教学内容
1. 化学前沿领域介绍：介绍化学前沿领域的研究范围和重要性；
2. 纳米材料：介绍纳米材料及其在化学领域的应用；
3. 生物化学：介绍生物化学领域的研究进展和重要发现；
4. 绿色化学：介绍绿色化学理念和技术在化学领域的应用。
三、教学方法
1. 前沿科学资料阅读：引导学生阅读化学前沿领域的相关资料，了解最新研究进展；
2. 组织专题讨论：组织学生针对特定主题展开讨论，加深对该领域的理解；
3. 实验演示：通过实验演示，让学生亲身体验前沿化学技术的魅力。
四、教学过程
1. 介绍化学前沿知识的重要性和意义；
2. 分组学习化学前沿领域的研究进展；
3. 组织学生开展相关主题讨论；
4. 进行相关实验演示，并让学生进行实验操作。
五、教学评估
1. 组织小组展示，评选最佳展示小组；
2. 点评学生讨论的深度和广度；
3. 对学生实验操作的表现进行评估。
六、教学反思
1. 总结本次教学中的亮点和不足之处；
2. 总结学生的学习态度和收获；
3. 探讨下一步如何调整和改进教学内容和方法。
以上是本次化学前沿知识教案的初步设想，希望能为教师们在教学中提供一些参考和帮助，让学生更好地了解和学习化学前沿领域的知识。
愿大家学习愉快！。
化学学科基础与前言
现在化学主要发展趋势1、结构与性能经典的化学结构理论指出，物质的内部结构完全决定了它的典型的化学和物理性能。
因此，探索结构与性能之间的关系是材料科学中重要的基础性研究课题之一。
3合成化学研究的核心是合成成化学是化学学科的核心,是化学家改造世界、创造未来最有力的手段。
合成化学的突破与新物种的出现是推动化学学科和相邻学科发展的主要动力。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中把“新物质创造与转化的化学过程”列为需要解决的前沿问题,“可控合成”、“环境友好的新化学体系的建立”为其重要研究方向。
[1]作为合成化学中极其重要的一部分,现代无机合成不仅为无机化学的重要分支之一,而且其内涵也大大扩充了,它不再只局限于昔日传统的合成,而是包括了制备与组装科学。
目前,国际上几乎每年都有数十万种的新无机化合物和新物相被合成与制备出来,进入无机化学各相关领域。
[2]因此,无机合成已迅速地成为推动无机化学及相关学科发展的重要基础。
4、化学动力学化学动力学也称反应动力学、化学反应动力学，是物理化学的一个分支，是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。
它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。
它的主要研究领域包括：分子反应动力学、催化动力学、基元反应动力学、宏观动力学、表观动力学等，也可依不同化学分支分类为有机反应动力学及无机反应动力学。
化学动力学往往是化工生产过程中的决定性因素。
时间是化学动力学的一个重要变量。
经典的化学动力学实验方法不能制备单一量子态的反应物，也不能检测由单次反应碰撞所产生的初生态产物。
体系的热力学平衡性质不能给出化学动力学的信息，全面认识一个化学反应过程并付诸实现，不能缺少化学动力学研究5、分析测试方法和技术的研究及其应用广义：技术路线实验技术数据分析狭义：测试组成和使用仪器的方法随着现代科学技术的不断发展新材料的不断涌现，把各类材料作为独立学科或从属于某一学科进行研究的发展的方法已不能满足当今社会发展的需求，必须综合考虑材料的合成制备加工技术，并且结合组织结构和性质的现代分析测试技术和方法。
化学教育展望
《化学教育展望》学习提纲第一章：化学科学的继往开来1、了解古代化学思想。
P2-3 中国的阴阳五行学说，万物皆由金、木、水、火、土组合而成。
柏拉图和亚里士多德的“水、气、土、火”四元素说。
帕拉塞而苏斯的“盐、硫、汞”三要素说。
炼金术对化学的贡献。
2、了解近代化学的发展史上的重要历史事件和历史人物：P4-8 ①波义耳是近代化学和定性分析化学的奠基人，他首先将化学确立为科学。
②燃素学说的要点。
P5 ③拉瓦锡对化学发展的贡献——《化学纲要》推翻了旧的燃素说，建立了以氧为中心的新的燃烧氧化理论，掀起了化学史一次真正的革命。
注重定量研究提出了质量守恒定律，提出了化学命名法，对近代化学的发展产生了不可估量的影响。
拉瓦锡理论的两大错误：将光和热看作元素；认为各种酸都含有氧。
④道尔顿首先提出了原子论，首先引入原子量概念，其理论缺陷是认为原子是不可分的。
⑤柏齐力乌斯最早用拉丁文作为元素符号，测定的原子量已接近现代原子量值。
⑥阿佛加德多首先提出了分子假说，完成了原子一分子论的建立。
⑦1869年门捷列夫首先发现了元素周期律，并发明了元素周期表。
16世纪化学发展成为一门新的学科，近代化学产生于17世纪，19世纪得到大力发展，化学真正成为一门独立的科学是在原子——分子论的建立之后。
19世纪下半叶，化学发展成为四大分支——无机化学、分析化学、有机化学、物理化学。
3、了解现代化学的发展。
P9-25 20世纪化学发生了革命性变化，成为一门分子的科学，推动现代化学发展的基石是物理学上的三大发现(X射线、放射线、电子)及普朗克量子论和量子力学的建立，爱因斯坦光子学说与相对论，原子核物理学的发展。
②现代化学的分支——无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、核化学与放射性化学、环境化学、生命化学、材料化学。
③现代化学的发展前沿。
量子化学的三大理论及功绩，普里高津的耗散结论理论的作用。
泽维尔的“飞秒化学”及分子反应动力学的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1941年未颁奖 1942年未颁奖 1943年匈牙利G.Hevesy利用同位素示踪法研究化学过程 1944年德国O.Hahn发现重核裂变现象 1945年芬兰A.Virtanen发明饲料贮藏保鲜法 1946年美国J.B.Sumner分离和提纯结晶蛋白质酶 美国L.H.Northrop、W.M.Stanley制备纯净状态的酶和病毒蛋白质 1947年英国R.Robinson研究生物碱 1948年瑞典A.W.K.Tiselius研究电泳和吸附分析，发现血清蛋白的组分 1949年美国W.F.Giauque研究超低温下物质的特
1971年加拿大G.Herzberg 研究分子光谱学，特别是自由基的电子结构和几何 结构
1972年美国C.B.Anfinsen、 S.Moore、W.H.Stein研究核苷核酸酶的三维结构 与功能的关系和蛋白质的折叠链的自然现象 1973年德国E.O.FischerE.O. 制备和测定了夹心面包结构的金属有机化合物 1974年美国P.J.Flory 研究长链高分子及高分子的物理性质与结构的关系 1975年英国J.W.Cornforth 研究有机分子和酶催化反应的立体化学
一、20世纪化学的回顾
（一）基础研究的重大突破来自诺贝尔化学奖得主1901年荷兰J.H.van‘t Hoff研究化学动力学和渗透压的规律 1902年德国E.FischerE. 合成糖和嘌呤衍生物 1903年瑞典S.Arrhenius提出电离学说 1904年英国W.Ramsay发现惰性气体 1905年德国A.von Baeyer研究有机染料和芳香族化合物 1906年法国H.Moissan制备单质氟 1907年德国E.Buchner发现非细胞发酵现象 1908年英国E.Rutherford提出放射性元素蜕变理论 1909年德国F.W.Ostwald研究催化、化学平衡、反应速 1910年德国O.Wallach研究脂环族化合物
1966年美国R.S.Mulliken 创立化学结构分子轨道理论 1967年英国R.G.W.Norrish、 G.Porter、德国M.Eigen发明测定快速反应技术 1968年美国L.Onsager 创立不可逆过程的热力学理论 1969年英国D.H.R.Barton、挪威O.Hassel研究有机化合物的三维构象 1970年阿根廷L.F.Leloir 发现糖核苷酸及其在碳水化合物生物合成中的作用
1921年英国F.Soddy首次提出同位素概念，并证明了位移定律 1922年英国F.W.Aston发明质谱仪，用它测定非放射性元素的同位素 1923年奥地利F.Pregl发明有机化合物的微量分析法 1924年 未颁奖 1925年奥地利R.Zsigmondy阐明胶体溶液的多相性，创立胶体化学的 现代研究方法 1926年瑞典T.Svedlberg发明超离心机，用于研究分散体系 1927年德国H.Wieland研究胆酸组成 1928年德国A.Windaus研究胆固醇的组成及其与维生素的关系 1929年英国A.Harden、瑞典H.von Euler-Chelpin阐明糖的发酵过程 以及酶和辅酶的作用 1930年德国H.FischerH. 研究血红素和叶绿素，合成血红素
1911年德国M.CurieM. 发现钋和镭 1912年法国V.Grignard发现用镁做有机反应的试剂（被称为格式试剂） 法国P.Sabatier研究有机化合物的催化氢化反应 1913年瑞士A.Werner提出配位化学理论 1914年美国T.W.Richards精确测定许多元素的原子量 1915年德国R.Willstater研究植物色素，特别是叶绿素 1916年 未颁奖 1917年 未颁奖 1918年 德国F.Haber发明合成氨法 1919年 未颁奖 1920年德国W.Nerst研究热化学，提出热力学第三定律
1931年德国C.Bosch、F.Bergius研究化学上应用的高压方法 1932年美国ngmuir研究表面化学和吸附理论 1933年 未颁奖 1934年美国H.C.Urey发现重氢 1935年法国F.Joliot-CurieF. I.Joliot-CurieI. 人工合成放射性元素 1936年荷兰P.Debye提出偶极矩概念并利用它和X射线衍射法研究分子结构 1937年英国W.Haworth研究碳水化合物和维生素C的结构 瑞士P.Karrer研究类胡萝卜素、核黄素、维生素A和B2的结构 1938年德国R.Kuhn研究类胡萝卜素和维生素 1939年德国A.Butenandt研究性激素 瑞士L.Ruzicka研究聚亚甲基和高级萜烯 1940年 未颁奖
1950年德国O.Diels、 K.Alder发现双烯合成反应
1951年美国E.M.McMillan、 G.T.Seaborg人工合成超铀元素 1952年英国A.Martin、 R.Synge发明分配色谱法 1953年德国 H.Staudinger提出高分子概念 1954年美国L.Pauling 阐明化学键的本质以解释复杂分子结构 1955年美国V.Du Vigneaud 研究生物化学中的重要含硫化合物，合成多 肽激素 1956年前苏联N.Semyonov、美国C.Hinshelwood 研究气相反应的化学 动力学 1957年英国A.R.Todd 研究核苷酸和核苷酸辅酶 1958年英国F.Sanger 测定胰岛素的分子结构 1959年捷克J.Heyrovsky 发明极谱分析法 1960年美国W.F.Libby 发明放射性碳素测年法
1961年美国M.Calvin 研究光合作用的化学过程 1962年英国M.F.Perutz 、J.C.Kendrew测定血红蛋白结构 1963年德国K.Ziegler 研究乙烯聚合的催化剂、意大利G.Natta 研究丙烯聚 合的催化剂 1964年英国D.C.Hodgkin夫人 测定维生素B12等大分子结构 1965年美国 R.B.Woodward人工合成维生素B12、胆固醇、叶绿素等复杂有机物