1、无机及分析化学,主讲：周国永 电话：13925100811 E-MAIL:,11/11/2019,2,绪 论,11/11/2019,3,绪 论,简话化学发展化学学科的分支及其形成本学科的学习方法理论教学内容及学时安排参考书目,11/11/2019,4,一、简话化学发展,1. 古代化学,1.1 实用及自然哲学阶段（公元前后） 1.2 炼金术、炼丹术时期（公元前后公元1500年） 1.3 医化学时期（公元1500年公元1700年） 1.4 燃素说时期（公元1700年公元1774年）,11/11/2019,5,1.1 实用及自然哲学阶段（公元前后）,埃及：炼铁、鞣制皮革、提取药 物香料、制造陶器中国
2、：公元前25002000年，铜的冶炼技术， 殷代青铜器；公元前一世纪，造纸术的发明,商代青铜器 （铜锡合金）,100万年前，原始社会，火的利用,公元前3000年左右，奴隶社会，以实 用化学工艺为特征：,11/11/2019,6,Aristotle （384-322 B.C.）,关于宇宙的结构问题，最早的的见解是我国商末 （约公元前1140年）出现在易经中的“八卦”和“五 行”学说,公元前5世纪，安培多克尔(Empedocles)提出宇宙是由水、火、气、土“四原质”构成的,公元前400年，德谟克特提出利 朴素的原子论,公元前四世纪，亚里士多德( Aristotle)提出“四原性”学说,11/11
3、/2019,7,1.2 炼金术、炼丹术时期（公元前后公元1500年）,公元四世纪，东汉葛洪著有炼丹术巨著，发现反应的可逆性 (HgSHgPb3O4 Pb)以及 金属间的取代（Fe和Cu的盐）,十五世纪的炼金装置,中世纪炼金术士工作的地方,封建社会，中国道家化学炼丹（Pb3O4, HgS）,公元二世纪，东汉魏伯阳著有世界最早炼丹术文献,11/11/2019,8,1.3 医化学时期（公元1500公元1700年）,明代宋应星著有天工开物（1639年）总结 了我国的工业技术,16世纪初，欧洲资本主义工业的发展迫使化学 走上正路,炼金术改革，化学方法制成药剂（无机物）,明代李时珍本草纲目，列有中药材、矿
4、物 1000多种，并附有制备方法，性质介绍,11/11/2019,9,1.4 燃素说时期（公元1700公元1774年）,法国拉瓦锡(Lavoisier)的燃烧氧化学说，近代化学 由此萌芽,Stahl, Georg（16591734）,英国的波义尔提出各种物质的 微粒都是由基本粒子的不同聚集 体构成。对燃烧现象认为火是由 一种实在的，具有重量的火微粒 构成的,1700年，德国的施塔尔(Stahl) 提出“燃素说”，清除了“原性” 学说,11/11/2019,10,2. 近代化学,四次化学革命及元素周期律的发现,Robert Boyle（16271691）,Lavoisier （17431794）
5、,四次化学革命 的领军人物,化学之父,近代化学之父,11/11/2019,11,“怀疑派的化学家”一书的扉页,第一次化学革命,英国化学家罗伯特波义尔“把化学确立为 科学”（恩格斯语），被誉为 “化学之父” （墓碑语）。波义尔是站在古代科学和近代 科学的交叉点上，继往开来的伟大人物。 1661年波义尔发表了名著“怀疑派化学家” (The Sceptical Chymist)，指出，“化学不是 为了炼金，也不是为了治病，它应当从炼金 术和医学中分离出来，成为一门独立的科学”。波义尔极为崇尚实验，指出，“空谈毫无 用途，一切来自实验”。他把严密的实验方法 引入化学研究，使化学成为一门实验科学。,有人
6、称为第一次化学革命,11/11/2019,12,第二次化学革命,法国化学家拉瓦锡1783年出版名著“关于燃素的回顾”，提 出燃烧的氧化学说，1789年出版“初等化学概论”，揭开了困惑 人类几千年的燃烧之谜，以批判统治化学界近百年的“燃素说” 为标志，发动了第二次化学革命，被誉为：“化学中的牛顿”。拉瓦锡的另一项重大成就以科学元素说取代了传统思辨的旧 元素说他首次给元素下了一个科学和清晰的定义：“元素是用任 何方法都不能再分解的简单物质”。,拉瓦锡再做实验，夫人记录,漫画：拉瓦锡正在用拿破仑做呼吸实验,11/11/2019,13,氧气的发现,拉瓦锡的周期表,11/11/2019,Template
7、 copyright 2005 ,14,第三次化学革命,英国化学家道尔顿创立科学原子论，揭示了 各种化学规律、化学现象的内在了联系，成为说 明化学现象的统一理论，完成了化学领域内一次 极为重大的理论综合。有人称为近代化学史上的 第三次化学革命。1803年，道尔顿提出了原子学说：元素是由 非常微小的、看不见的、不可分割的原子组成； 原子既不能创造，不能毁灭，也不能转变，所以 在化学反应中都保持自己原有的性质。1811年，意大利物理学家阿佛加德罗（1776 1856）提出分子假说，最初一直受到冷落，后 经意大利化学家康尼采罗（S.Cannizzaeo, 18261910)等的努力，才获得科学界的普
8、遍承 认，最后形成统一的原子分子学说，前后经历 了半个多世纪。,John Dalton（17661844）,Avogadro（17761856）,11/11/2019,15,第四次化学革命量子化学的诞生,十九世纪末物理学领域三项划时代的重大发现（X射线1895， 放射性1896，电子1897），首先揭开了物理学革命的序幕，导致 了量子力学的诞生。量子力学在化学领域的实践形成了量子化学， 成为现代化学的理论支柱。1930年，美国化学家鲍林和德国物理学 家J.C.Slater（1900-1976）把量子力学处理 氢分子的成果推广到多种单质和化合物中， 建立了价键理论，阐明了共价键的方向性和 饱和性
9、，此后鲍林又提出了杂化轨道理论。鲍林是现代化学最伟大的化学家之一， 他是现代结构化学的奠基人，并把化学结构 理论引入生物大分子结构研究，提出了蛋白 质分子多肽链的螺旋结构。1954年获诺贝尔 化学奖，1962年获诺贝尔和平奖。,Pauling（19011994）,11/11/2019,16,元素周期律的发现,D.I.Menderleev（18341907）,1869年，俄国化学家们捷列夫和德国化学家 迈尔独立发现元素周期律。二者都是在编写教科 书过程中完成这一重要发现的。迈尔对元素性质 的研究偏重于物理性质，而门捷列夫则更多的着 眼元素的化学性质。,元素周期律的发现在化 学发展史上具有划时代的
10、意 义，它把看起来孤立的、杂 乱无章的化学元素知识，纳入到一个严整的自 然体系之中，揭示了自然界一条最基本的规律， 使化学研究进入了系统化阶段，是化学发展史 上继原子论之后又一次重大的总和。成为化学 的主要基石之一。,11/11/2019,17,二、化学学科的分支及其形成,四大基础化学,无机化学,分析化学,物理化学,有机化学,化学与其他学科交叉形成多种边缘学科：环境化学、农业化学、生物化学、 材料化学,高分子化学,11/11/2019,18,2.1 无机化学,除去碳氢化合物和其他衍生物外，无 机化学是对所有元素和它们的化合物及反 应进行实验研究和理论解释的科学。,定义,分支,无机材料合成配位化
11、学原子簇化学超导材料无机晶体化学稀土化学生物无机化学,11/11/2019,19,2.2 有机化学,定义,研究碳氢化合物及其衍生物的化学 分支，也有人称为“碳的化学” 。,Liebig（18031873）,Wohler（18001882）,Kekule （18291896）,有机化学之父 分析了大量有机物,首次合成尿素 打破无机有机的界限,发现苯环结构,11/11/2019,20,分支,有机合成化学金属有机化学和有机催化天然物有机化学物理有机化学（研究有机分子 结构与性能的关系，有机化学反 应机理及用理论计算化学的方法 来理解、预见和发现新的有机化 学现象。）生物有机化学,11/11/2019
12、,21,2.3 分析化学,定义,测量和表征物质的组成和结构的分支学 科。以化学反应为基础的分析方法称为 化学分析法，利用特定仪器并以物质的 物理化学性质为基础的分析方法称为仪 器分析法,Berzelius,贝采里乌斯测定 原子量使用的天平,11/11/2019,22,主要内容,现代分析化学正向快速、准确、 微量、微区、表面、自动化等方面发展。,光谱分析电化学分析色谱分析质谱分析核磁共振（NMR）表面分析放射化分析单分子（原子）检测,11/11/2019,23,2.4 物理化学,定义,是从物质的物理现象和化学现象的 联系入手，用物理学的原理和方法研究 化学变化基本规律的学科。涵盖从微观 到宏观对
13、结构与性质的关系规律、化学 过程机理及其控制的研究。,物理化学三剑客,阿伦尼乌斯 （18591927）,奥斯瓦尔德 （18531932）,范特霍夫 （18521911）,11/11/2019,24,2.5 高分子化学,研究链状大分子的合成、大分子的链 结构和聚集态结构，以及大分子聚合物作 为高分子材料的成型及应用。,定义,主要内容,高分子合成高分子高级结构和尺度与 性能的关系 高分子物理高分子成型功能高分子通用高分子材料及合成高 分子的原料,11/11/2019,25,2.6 化学工程,化学通过化学工程产生巨大的工业价 值和经济意义。从一个化学反应在实验室 获得样品到中试放大，最后进入工业化生
14、 产，是化学工程所要研究的全部过程。,定义,主要内容,化工过程中的多尺度效应化学反应催化反应器非传统反应工程生化反应工程,11/11/2019,26,三、本学科的学习方法,课前预习，找出难点。课间认真听讲，做好课堂笔记。课后做适当练习，巩固所学知识，多思考。做好阶段性总结，对所学知识点进行归纳。,11/11/2019,27,四、理论教学内容及学时安排,序号 1 第一章 溶液和胶体 4 2 第二章 化学反应的能量和方向 3 3 第三章 化学反应的速率和限度 4 4 第四章 物质结构简介 2 5 第五章 重要生命元素 4 6 第六章 分析化学概论 4,11/11/2019,28,7 第七章 酸碱平
15、衡与酸碱滴定法 4 8 第八章 沉淀-溶解平衡与沉淀测定法 4 9 第九章 配位化合物与配位滴定法 2 10 第十章 氧化还原反应与氧化还原滴定法 2 11 第十一章电位分析与电导分析 2 12 第十二章 吸光光度分析法 2 13 第十三章 分析化学中的重要分离方法 2 14 第十四章 其他仪器分析简介 2,11/11/2019,29,五、参考书目,无机及分析化学 呼世斌等编 高等教育出版社 2010年 无机及分析化学 董元彦等编 科学出版社 2000年无机及分析化学 陈虹锦主编 科学出版社 2002年无机化学（上册） 武汉大学等校编 高等教育出版社 1996年分析化学 武汉大学等校编 高等教育出版社 第五版无机及分析化学习题解答,
