高中化学竞赛化学研究的对象和内容课件
加入VIP免费下载

高中化学竞赛化学研究的对象和内容课件

ID:734050

大小:399

页数:21页

时间:2021-06-16

加入VIP免费下载
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天资源网负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
网站客服:403074932
资料简介
共23 1 欢迎你 来自全国 各地的新同学 共23 2 §0-1. 化学研究的对象和内容 • 什么是化学? • 化学是一门中心的、实用的和创造性科学 • 目前,人们把客观存在的物质划分为实物和 场两种形态,化学研究的对象是实物,场不属于 化学研究的范畴。 • 化学通常说是研究物质的组成、结构、性质 与变化规律的科学。 • 这里的物质包括: 自然界存在的一切物质--- 地球的矿物, 空气中的气体, 海洋中的水和盐; 动植物体内找到的化学物质; 人类创造的新物 质。 共23 3 • 这里的变化包括: 因闪电而着火的树木; 与生 命相关的变化和由化学家发明和创造的新变化。 • 就物质的构造而言,大至宏观的天体,小至 微观的基本粒子,其间可分为若干个层次。 • 第一层次:包括地球在内的天体称为第一层次; • 第二层次:组成天体的单质和化合物称为第二层 次; • 第三层次:组成单质和化合物的原子,分子和离 子作为第三层次; • 第四层次:组成原子,分子和离子的电子、质子、 中子以及介子、等许多基本粒子还可构成第四层 次; • 就化学而言,其研究对象只局限在原子,分 子和离子这一层次上的实物。 共23 4 另外,物质的运动包含有多种形式,如机械运 动、物理运动、化学运动、生物运动和社会运动等 等,而化学研究的内容仅限于研究物质的化学运动 即化学变化。 化学变化的特点表现在: (1)在化学变化过程中原子,分子和离子因核外 电子的运动状态的改变而发生分解和化合,即是质 变,这是化学变化的第一个特点; (2)化学变化的同时常伴随有物理变化,即能量 的变化(如光、热等),因此在研究物质的化学变 化的同时,必须注意研究相关的物理变化,这是化 学变化的第二个特点; 共23 5 (3)在化学变化时反应物是按一定的质变关系来 发生变化的,即有定量的关系,这是化学变化的第 三个特点。 在化学变化后,物质的组成发生了改变,也就 是说由原物质变成了新的物质,但不涉及新元素的 生成,即不涉及到原子核的改变。例: 235 92 U + 1 0 n( ) 56 a + 36Kr + (2-3) 1 0 n 2 1 H + 3 1 H 4 2 H + 1 0n 共23 6 这种运动一般都纳入物理变化的范畴,但却有 新物质的产生,而我们说的化学变化是发生分子组 成的质变,这种质变是由于分子中的原子外层的电 子的运动状态的改变而引起的。 在这里原子核的 组成并没有发生变化,即化学变化的根本特点是: 在原子核组成不变的情况下发生的质变,是由于分 子或原子、离子等内部的 电子的运动而引起的物 质组成的质变,所以上述核反应就不是化学变化。 超分子:比分子高一个层次,是超分子层次 (Supramolecule scale),它也是化学研究的对 象。 共23 7 超分子的内涵有二: 其一是与很大的分子同义,即巨分子 (Macromolecule),它们是单一的分子,它们的 原子间以强相互作用力结合,但它们是由许多小分 子合成的, 而且具有某种特殊的高级结构或构型。 另一层含义是若干个分子以弱的相互作用力 (通常称为分子间作用力,包括范德华力和氢键等) 相联系,并且通过所谓“自组装”(Self- assembling)或“自组织”(Self-organizing)构筑 (tectonize)成某种结构。 通常化学研究的是第二种含义。近年来 人们 普遍认为超分子以上的层次是21世纪化学重要的 研究对象 。 共23 8 综上所述,可以给我们研究的化学下一 个这样的定义: 化学主要在分子层次上以及以超分子为 代表的分子以上层次上研究物质组成、结构、 性能和变化的学科(包括过程中能量关系)。 至于将来,究竟化学研究的分子以上的 层次还将如何向上发展,以什么为代表,尚 不能做出预言。 共23 9 §0-2.化学发展简史和前景 • 2.1 古代化学 • 一、实用和自然哲学时期 • 原始社会:人类第一个化学上的发明就是火; • 奴隶社会:“实用时期”(实用化学工艺为 特征),如:炼铁;有色玻璃;药物、染料和香 料;陶器等等。 • 两汉时期:发明了造纸术,不少零星的化学 知识, • 思考宇宙结构和物质问题的基础,并提出了 一些看法。如: • 亚里士多德:四种“原性”------热、冷、干、湿 构成宇宙的四种原质。 共23 10 二、炼金术和炼丹术时期(公元前后---公元1500 年) 道学家用化学方法去“炼丹”(即Pb3O4 和 HgS)。前者也称红丹,铅丹,橙红色粉末。 东汉的魏伯阳著有“周易参同契”一书,这部 书是世界上最早的炼丹术文献。 阿拉伯炼丹术比中国晚500年。 “哲人石” 在这段时期,化学走入了歧途,但也积累了更 多的化学知识,提高了实验技术水平,制作了许多 器皿。 共23 11 三、医药化学时期 在16世纪初期,开始了资本主义工业的发展, 商业的兴盛和生活本身提出的一系列的新要求。如 医治疾病等迫使化学走上了正路。 李时珍(医药化学家、医生)著有医药学巨著 “本草纲目”(1590年)。当时用化学方法制成 了许多药剂,主要是无机物成功地医治了一些疾病, 促使许多医生加入这一队伍,推动了化学的发展。 由于和化学联系最密切的在当时除药物外就 是冶金了, 所以人们的注意力指向了燃烧反应, 即化学进入了第四个时期---- 燃素学说时期。 共23 12 四、燃素学说时期(公元1700-1774年) 史塔尔:1700年提出了一种燃素学说。 他认为任何能燃烧的物体里都含有一种名叫燃 素的物质。 学说的主要功绩是彻底清除了亚里士多德的 “原性”学说。 困难:所有被氧化的金属总是比氧化前要重些, 这和预期的适好相反。 拉瓦锡的氧化理论(1774年), 通过实验证 实燃烧并不是放出燃素,恰恰相反,是燃烧物质和 空气中的氧所起的化合反应,近代化学也就由此产 生了萌芽。 共23 13 2-2 近代化学的萌芽 1661年波义耳(Boyle):“怀疑派的化学家” 1869年门捷列夫:元素周期律。 天平的使用:它使化学的研究进入定量阶段。 1748年罗蒙罗索夫的质量不灭定律; 1774年拉瓦锡的氧化理论; 18世纪末普劳斯特的定比定律; 1803年道尔顿(Dolton)建立的倍比定律, 当量电功率,原子学说,相对原子量; 1811年阿佛加德罗(Avogadro)定律和分子 概念,使化学成为一门科学; 1869年门捷列夫:元素周期系,并找出了它们 的规律,使化学体现了从量变到质变的客观规律。 共23 14 2-3 化学的现在与未来前景 X-射线: 放射性: 电子: 三大发现的意义在于打开了探索原子和原子核 内部结构的大门,孕育着科学上的新概念和新理论 的产生。 物理学:量子论、相对论和量子力学新理论。 化学:原子结构和分子结构学说。 这是一场巨大的科学革命,化学也就由此进入 了现代化学的发展时期。 共23 15 现代化学具有不同于过去历史时期的显著特点: • 从宏观的研究深入到微观的研究; • 从描述性科学向推理性的科学过渡; • 大大提高了化学的定量化水平,向定量科学发展; • 对物质的静态结构和化学反应的动态研究愈精细 化; • 化学学科既高度分化又高度综合的发展趋势日益 加速。 所以,从这些不同来看,现代化学的主要发 展趋势概括起来说,是沿着以下六个主要方面发 展: 现代化学的主要发展趋势 • 1、结构与性能关系; • 2、原子核结构和核内 微粒运动规律的研究 ; • 3、合成化学研究;化 学的核心是合成; • 4、化学动力学的研究 ; • 5、分析测试方法和技 术的研究及其应用 • 6、学科的进一步分化 和融合,产生大量的 边缘学科。 化学家涉足的工业领域如图所示 共23 18 现代化学的若干基本问题 • 反应过程与控制 • 合成化学 • 基于能量转换的化学反应 • 新反应途径与绿色化学 • 设计反应 • 纳米化学与单分子化学 • 复杂体系的组成、结构与功能间关系研究 • 物质的表征、鉴定与测试方法 共23 19 • 目前全球关注的四大热点问题: • 环境的保护 • 能源的开发和利用 • 新材料的研制 • 生命科学 共23 20 • 1.以无机化学基本原理为纲 • 热力学原理 --- 宏观 • 结构原理(原子、分子、晶体) --- 微观 • 元素周期律 --- 宏观和微观 • 2.预习--- 复习 --- 总结 • 规律性、特殊性、反常性。记忆重要性质。 • 3.作业 • 通过课后习题巩固理论知识 共23 21 主要参考书目 1.无机化学学习指导 淮北煤炭师范学院编著 中国矿业大学出版社 2. 无机化学 (第三版)北京师范21大学编著, 高等教育出版社出版 3. 无机化学习题精解 胡少文等编著, 科学出版社出版 4.无机化学(第三版) 武汉大学主编, 高等教育出版社出版 5. 无机化学 (第一版)傅献彩主编, 高等教育出版社出版

资料: 3.2万

进入主页

人气:

10000+的老师在这里下载备课资料