化学学科发展、现状与未来

1908年卢瑟福因从事关于元素衰变和放射性物质的研究,提出了原子的有核 结构模型和放射性元素的衰变理论而获得了的诺贝尔化学奖。
1935年约里奥-居里夫妇因第一次用人工方法创造出放射性元素而荣获了的 诺贝尔化学奖。
1938年费米因人工合成了60种新的放射性元素而获得了的诺贝尔物理学奖 。
1944年哈恩因发现了核裂变现象而获得了诺贝尔化学奖.
1942年费米领导下成功的建造了第一座原子反应堆。
1945年美国在日本投下了原子弹。
化学学科发展、现状与未来
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1.1 20世纪化学学科基础研究的重大突破
(2)化学键和现代量子化学理论的建立
鲍林在化学键本质研究和应用化学键理论来阐明物 质结构而获1945年诺贝尔化学奖。经许多化学家近半个世 纪的努力，现代量子化学理论不断发展和完善，化学进 入实验和理论计算并重的时代。化学家们由浅入深，认 识分子的本质及其相互作用的基本原理，从而让人们进 入分子的理性设计的高层次领域。
Me
OH
O
64个手性
OH
O
OH
中心
OH
HO
OH 2×1021个 HO 同分异构
OH
OH 体
O
HO
OH
Me
OH
OH
O
OH
有64个不对称碳和7个骨架内
OH
OH
OH
双键, 异构体数目多达271个
HO
OH
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OH
有机合成 杰作
R.B.Woodward 合成 1965年获Nobel化学奖
化学学科的发展、现状与未来
邵爽
1 化学学科发展的简单回顾 2 化学学科的内涵及其地位作用 3 21世纪化学学科的发展趋势 4 化学学科前沿介绍
绿色化学 超分子化学
化学学科发展、现状与未来
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1 化学学科发展的简单回顾
远古的化学——实用技术
如：冶金、火药、造纸等。
近代化学——基本理论的建立
如：质量守恒定律、燃烧学说、阿佛加德罗定律、原子论、分子 论、电离学说、酸碱理论等。
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1.1 20世纪化学学科基础研究的重大突破
(1)放射性和铀裂变的重大发现
1903年居里夫妇因发现了放射性比铀强400倍的钋，以及放射性比铀强ห้องสมุดไป่ตู้00 多万倍的镭为此而获得了诺贝尔物理学奖。
1911年为表彰居里夫人在发现钋和镭、开拓放射化学新领域以及发展放射 性元素的应用方面的贡献，居里夫人被授予了诺贝尔化学奖
1974年Flory因在高分子性质方面的成就也获得了诺贝尔化学奖
。
三大传统合成材料
塑料 橡胶 纤维
新型功能材料
光电材料 信息储存材料 光导纤维 超导
化学学科发展、现状与未来
……
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1.1 20世纪化学学科基础研究的重大突破
(5)化学动力学与分子反应动态学的发展
揭示化学反应的历程和研究物质的结构与其反应能 力之间的关系，是控制化学反应过程的需要。1956年由前 苏联的谢苗诺夫和英国的欣歇尔伍德在化学反应机理、 反应速度和链式反应方面的开创性研究而获诺贝尔化学 奖。同时研究快速反应的技术得到发展，现在可以研究 十亿分之一秒内发生的化学反应。美籍华人化学家李远 哲及美国化学家赫希巴赫首先研制成功能获得各种态信 息的交叉分子束实验装置，从微观角度来认识化学反应 ，发展了分子反应动态学，亦称态--态化学，对化学反应 的基本原理做出了重要突破。(荣获1986年诺贝尔化学奖) 。
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1.1 20世纪化学学科基础研究的重大突破
(3)创造新物质——合成化学
近百年来化学家(特别是有机化学家)已经设计和合成 了数千万个化合物，几乎又创造了一个新的自然界；同 时还发现了大量的新反应、新试剂、新方法和新理论。 1912年格林尼亚因发明格林尼亚试剂，开创了有机金属化 合物在各种官能团反应中的新领域而获诺贝尔化学奖。 现代有机合成化学是经过20世纪近100年的研究、探索发 展到今天已可以合成像海葵毒素(Polytoxin)这样复杂的有 机分子(具有64个手性中心的7个骨架内双键的分子，存在 271≈2×1021个异构体)。
理论基础。
19世纪末 化学的重要分支（二级学科）分析化学、无机化
学、有机化学和物理化学相继建立，这种分工大
大推动了化学研究的深化。
20世纪 量子力学的诞生，近邻学科特别是物理学、生物学
和数学的发展，以及各种新的实验技术及精密仪
器的发明和计算机的出现，使化学学科得
到迅猛
的发展。
化学学科发展、现状与未来
化学学科发展、现状与未来
VB12 分子结构
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药物合成——抗生素
随即筛选
H N CH2CO
分子设计
O
Penicillin G
H S
N
CO2H
H N CHCO H2N O
Ampicillin
H S
N
CO2H
H N
H
HO
CHCO
S
H2N O
Amoxicillin
N CO2H
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20世纪合成化学的辉煌成就
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1.1 20世纪化学学科基础研究的重大突破
(4)高分子科学的建立和发展
20世纪的人类社会文明的标志之一是合成材料的出现。
1953年H.Staudinger因提出了高分子这个概念，创立了高分子链 型学说建立了高分子粘度与分子量之间的定量关系，从而获得了 的诺贝尔化学奖。
1963年Ziegler和Natta因发现了配位聚合反应和实现了丙烯的定 向聚合而共获了诺贝尔化学奖。
化学学科发展、现状与未来
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有机合成 杰作 O
H2N
O O
OH
OH HO
HO OH O
OH
OH OH
OH
1989年美国哈佛大学 HO Kishi宣布全合成
海葵毒素的分子结构
Me OH
OH
分子式为
OH
OH
C129H223N3O54
OH
OH
HO
O
O Me OH Me OH
HN
NH
OH
OH
Me
OH
Me
OO
现代化学——物质结构理论和合成化学
如：杂化轨道理论（VB法）、分子轨道理论（MO法）、配位场理论、 逆合成、手性合成、绿色化学、组合化学、分子设计等。
未来的化学——综合学科发展的科学
如：深入研究原子组合分子的方法和技巧;研究分子以上层次的现 象;与其他学科渗透、交叉联合;科学—技术—生产、必须创新、理论 与实验并驾齐驱、学科界限越来越模糊等。
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化学理论发展的重要轨迹
1661年 波义耳在其著名论文“怀疑派的化学家”中提出
“元素”的概念，从而化学被确定为一门学科。
1803年 道尔顿提出原子论。
1811年 阿伏加德罗提出了“分子”的概念。
1860年 康尼查罗提出了原子--分子论。
1870年 门捷列夫发现了元素周期律，奠定了化学学科的