近代化学的突破和化学发展的前沿科普

合集下载
  1. 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. 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. 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)。
❖ 医药工业;
1932年德国科学家内科医生G. Domagk发现磺胺类药物有抗细菌感 染的能力,并获得1939年Nobel生理及医药奖,并由此引起化学合 成药物的热潮
二十一世纪化 学的展望
学科交叉与热点研究领域
❖ 生命科学
1953年Nature杂志发表了Watson-Crick用X-ray结构分 析确定的DNA双螺旋分子模型,1962年荣获Nobel生理 及医药奖。1963年完成了完整的密码子表(核酸碱基序 列决定细胞功能的蛋白质)使生命科学有了真正的发展。
❖ 世界上最早开发和利用天然气的是中国的 四川省邛和陕西省鸿门两地。
❖ 我国祖先很早开始使用木炭和石炭(又叫 黑炭,即煤),而欧洲人16世纪才开始利 用煤。
❖ 1939年,中国化工专家侯德榜提出“联合 制碱法”,1939年侯德榜完成了世界上第 一部纯碱工业专著《制碱》。
❖ 1965年,我国在世界 上第一个用人工的方 法合成活性蛋白质…结晶牛胰岛素。(由于 署名原因,诺贝尔化学奖与国人擦肩而过)
学科交叉与热点研究领域
❖ 环境化学
1995年Nobel化学奖授予M. Molina(墨西哥)、S. Rowland(美)、P. Gutzen(荷兰),因为他们提出了 平流层臭氧破坏的化学机制。并且直接导致了南极臭氧 洞的发现和《蒙特利尔议定书》的签订
环境分析化学。没有分析化学家就没有现代的环境科学 大气环境化学 水环境化学 土壤环境化学 元素化学循环 化学污染控制 环境计算化学
需要化学家研究的领域:
1. 发现并研究新的生物活性分子 2. DNA序列虽然测定已经解决,人类基因组(Human Genome
Project,HGP)计划也已经完成,但其功能和作用还几乎属于 空白 3. 酶结构和催化功能的关系研究 4. 通过化学方法合成生物活性分子并模拟生命过程和生命体系的 合成
❖ 有机32项,物化26项,无机14项,生化11项,分析 6项,高分子4项
化学基础研究的五大突破
❖ 放射性和铀裂变
1g铀裂变能量=2.5t标准煤燃烧 1903年居里夫妇获Nobel物理奖(打开了原子物理学的大门) 1911年居里夫人获得Nobel化学奖(发现钋、镭) 1908年卢瑟福(英)获Nobel化学奖(元素嬗变和放射性物质的化学
❖ 公元800年唐朝茅华是世界上第一们发现氧 气的人。他比英国的普利斯特里(1774年) 和瑞典的舍勒(1773年)氧气约早1000年。
❖ 我国是“纤维之王”…蚕丝的故乡。公元前 2000年 中国己经养蚕。公元200年养国已掌握冶铁技术,比欧洲 早1900多年。公元前200年,中国炼出了球 墨铸铁,比英美领先2000年。
9. 1888年法国化学家勒沙特列提出了化学平衡移动原 理。
10. 十九世纪英国物理学家丁达尔和植物学家布 朗分别提出了胶体的“丁达尔现象”、“布 朗运动”。
11. 1828年;德国化学家维勒第一次证明有机物 可用普通的无机物制得。
12. 1890年德国化学家凯库蔓提出了苯分子的结 构式。
❖ 公元700…800年唐朝孙思邈在《伏硫磺法》 中归早记载了黑火药的三组分(硝酸钾、 硫磺和木炭)。火药于13 世纪传入阿拉伯, 14世纪才传入欧洲。
❖ 公元前200…后400年中国炼丹术兴起。魏 伯阳的《周易参同契》和葛洪的《抱扑子》 记录了汞、铅、金、硫等元素和数十药物 的性状与配制。公元750年中国炼丹太传入 阿拉伯。
1974年Flory在研究高分子性质方面的卓越成就, 为发展高分子理论作出的巨大贡献而获奖
化学基础研究的五大突破
❖ 化学动力学与分子反应动态学
1956年前苏联化学家谢苗诺夫N. Semenov和英 国S. Hinchelwood在化学反应机理、反应速度和 链式反应的贡献获奖
1967年德国埃根Eigen用驰豫法研究快速反应, 英国G. Porter和 R.G.W. Norrish用闪光分解法研 究快速反应动力学分享奖项
❖ 1000多年前中国就能炼锌,早于欧洲400年。
❖ 公元前2000年中国已会熔铸红铜 。公元前 1700年中国已开始冶铸青铜。公元900多年 我国的胆水浸铜法是世界上最早的湿法冶 金技术(置换法)。
❖ 1700多年前,中国已能炼铅及铜铅合金。
❖ 公元前8000…6000年中国已制造陶器。公 元200年中国比较成熟地掌握了制瓷技术 。
4. 1808年英国科学家道尔顿提出了近代原子学 说。
5. 1811年意大利科学家阿佛加德罗提出了分子的概念。
6. 二十世纪奥地利和德国物理学家泡利。洪特分别提 出了核外电子排布的“泡利不相容原理”、“洪特 规则”。
7. 1869年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。
8. 十九世纪荷兰物理学家范德华首先研究了分子间作 用力。
1. 我国有了青铜器;春秋晚期能炼铁;战国晚 期能炼钢;唐代;有了火药。
2. 十八世纪七十年代,瑞典化学家舍勒和英国 化学家普利斯里分别发现并制得了氧气;法 国化学家锡最早用天平和为研究化学的工具, 并推翻了燃素学说;英国化学家卡文迪许。 雷利等陆续从空气中发现了惰性气体。
3. 1748年俄国化学家罗蒙诺索夫建立了质量守 恒定律。
剂用于有机金属催化烯烃定向聚合,实现了乙烯的常压聚合和丙烯的定向有 规聚合) 1965年R.B. Woodward合成了奎宁、可的松、叶绿素、胆固醇等一系列生物 分子而获奖 1973年英国G. Wilkinson和德国E.O. Fischer合成了用作高分子合成催化剂 的茂金属化合物对金属有机化学和配位化学的贡献获奖 1979年H.C. Brown(美)和G. Wittig(德)因分别发展了硼有机化合物和 Wittig反应共享Nobel化学奖 1984年R.B Merrifield发明固相多肽合成法对有机合成方法学的贡献获奖 1990年E.J. Corey(哈佛大学)提出了“逆合成分析法”促进了有机合成化 学的快速发展而获奖
学科交叉与热点研究领域
❖ 材料科学
没有化学就没有材料科学,是化学与物理的完美结合 没有化学就没有材料,尤其就没有新的功能材料 美国科学家A F Heeger,A G Macdiarmid和日本科学家
H Shirakawa因为发现聚乙炔(Polyacetylene)的导电 性而获得2000年诺贝尔化学奖,此后又合成了一系列导 电高分子材料(结构见下图) 其他如液晶电视(被动显像)、电致发光显示屏(主动 显像)、光纤、锂电池、镍氢电池、压电陶瓷等等
❖ 七十年代,中国独创无氰电镀新工艺取代有毒 的氰法电镀,是世界电镀史上的创举。
❖ 1977年我国在山东发现了迄今为止的世界上 最大的金刚石…常林钻石。
❖ 全世界海盐产量5000万吨,其中我国生产 1300多万吨,居世界第一。早在3000多年前, 我国就采用海水煮盐了,是世界上制 盐最早 的国家。
❖ 3000多年前我国已利用天然染料染色。 我 国是世界上最早发现漆料和制作漆器的国家, 约有7000年历史。
❖ 公元前4000…3000年中国已会酿造酒。公元 前1000年我国已掌握制曲技术,比欧洲的 “淀粉发酵法”制造酒精早2000多年。
❖ 3000多年前,我们祖先发现石油。古书载 “泽中有火”即指地下流出石油溢到水面而 燃烧。宋朝沈括 所著《梦溪笔谈》第一次记 载石油的用途,并预言:“此物必大行于 世”。
1966年莫里肯R.S. Mulliken获得Nobel化学奖(用量子力学创立了化 学结构的分子轨道理论,阐明了分子的共价键本质和电子结构)
1981年福井谦一(日)霍夫曼(美)共享Nobel化学奖(52年提出的 前线轨道理论,分子轨道对称守恒原理——2004年另一位日本科学 家因为在高分辨质谱研究生物大分子结构方面的贡献获奖,其工作 开创于六十年代,几乎没有发表文章)
化学基础研究的五大突破
❖ 高分子科学和材料
1953年德国H. Staudinger因在高分子化学领域的 开创性工作获奖(1920年提出高分子概念,创立 聚合物分子结构学说,并随后发展了很多内容, 但未被承认和重视,随着三大合成高分子材料的 生产应用的发展,33年后才得到承认)
1963年德国的齐格勒和意大利的纳塔分享Nobel 化学奖(Ziegler-Natta催化剂用于有机金属催化 烯烃定向聚合,实现了乙烯的常压聚合和丙烯的 定向有规聚合)
研究) 1935年约里奥-居里夫妇获得Nobel化学奖(发现人工放射元素) 1938年费米(意)获得Nobel物理奖(创造新元素) 1944年哈恩(德)获得Nobel化学奖(发现重核裂变)
两门学科相互推动才有了突飞猛进的发展,放射性的发现才有了 原子物理学以致量子力学和整个微观世界的研究,物理学关于原子 结构和量子论的理论研究才使得化学开始真正成为一门现代意义上 的科学,而不单纯是实验室的工作。物理学研究原子结构而化学研 究原子的组合,是整个二十世纪科学史的主流。
化学基础研究的五大突破
❖ 化学键和现代量子化学理论
1954年鲍林(美)获的Nobel化学奖(化学键本质研究和利用化学键 理论阐明物质结构方面的贡献——这项工作对于沃森-克里克发现 DNA双螺旋结构至关重要,并开拓了分子生物学的研究;1962年又 因支持进步事业积极维护世界和平反对战争获得Nobel和平奖)
1988年科恩(美)波普尔(英)共享Nobel化学奖(量子化学领域)
由于这些化学理论的发展使人们能够真正开始分子设计去创造新 的功能分子(如药物和新材料的设计、性质预测等)
化学基础研究的五大突破
❖ 创造新分子新结构——合成化学
1912年格林尼亚(V. Grignard )获的Nobel化学奖(发明格氏试剂从而开创 了有机金属在各种官能团反应的新领域)
1911年英国的卢瑟福提出原子核模型(1908 年因其在研究元素核衰变和原子结构上的成 就荣获诺贝尔化学奖)
1962年加拿大的巴特来合成了第一个惰气化 合物(XePtF6)
中国化学史上的 “世界第一”
❖ 公元前100年中国发明造纸术。公元105年 东汉蔡伦总结并推广了纸技术,而欧洲人 还在用羊皮抄书呢!
❖ 三大合成材料;
Carothers发明了世界上第一个合成纤维尼龙-66,J.A. Nieuwland 和R.T. Collins发明了世界上第一个合成橡胶氯丁橡胶,美国杜邦公 司首先使其工业化
❖ 合成氨工业;
1909年德国化学家F.Haber实现了合成氨并在1918年获得NObel化 学奖,德国BASF公司实现了工业化Bosh领导的科研小组改进了 Haber的方法获得1931年的Nobel化学奖
❖ 世界上已知的140多种有用矿,我国都有。是 世界上冶炼矿产最早的国家。
二十世纪化学 的回顾
诺贝尔化学奖情况
❖ 从1901年到1999年总计91届,因战争等原因停发8 次
❖ 学科交叉性很强,有许多非化学家获得化学奖,同 时也有许多化学家获得其它奖
❖ 年龄最大者83岁,最小的35岁,平均55.5岁,研究 成果或者重大发现通常在授奖之前10~20年做出的
1986年李远哲、Herschach和J.G. Polany发展交 叉分子束技术、红外线化学发光法对微观反应动 力学的研究获奖
1999年Zewail用飞秒激光技术研究超快化学反应 过程和过渡态而获奖
在化学基础研究推动下的
化学工业的发展
❖ 石油化工;
催化剂使石油裂化重整成为现实并大量生产各种产品(依据馏分的 成分和沸点不同命名为石油气、石油醚、汽油、溶剂油、航空煤油、 煤油、柴油、重油-沥青)
1928年A.Windaus合成甾体类生物分子获奖 1937年W.N. Haworth合成抗坏血栓Vc获奖 1947年R. Robinson合成生物碱类分子获奖 1950年狄尔斯-阿尔德获得Nobel化学奖(1928年发现的Diels-Alder双烯合成
反应) 1955年Vodu Vigneand合成多肽类分子获奖 1963年德国的齐格勒和意大利的纳塔分享Nobel化学奖(Ziegler-Natta催化
相关文档
最新文档