1、化学与社会,哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院徐晓冬,个人简介,1993.9-1997.7 北京化工大学高分子化工专业 工学学士 1997.7-1999.8 中科院长春应用化学研究所 实习研究员 1999.9-2005.1 中科院长春应用化学研究所 硕博连读 高分子化学与物理专业 理学博士2005.3-2005.8 哈尔滨工程大学化工学院 讲师2005.9-2008.8 哈尔滨工程大学材料流动站 博士后2005.9至今 哈尔滨工程大学材化学院 副教授2009.2-2009.5 日本名古屋大学应用化学 访问学者,研究方向 高分子量聚丙烯腈的合成与性能表征 手性体分离用高分子材料的制备与性能研究
2、 高性能高分子材料的制备与性能研究 官能化聚丙烯的制备与表征,联系方式 E-mail: Office: 原计算机中心305室,主要参考资料,化学与社会 孟长功 主编 大连理工大学出版社 2008.1化学与社会 唐有祺，王夔 主编 高等教育出版社 1997.7化学与人类社会 蔡炳新，王玉枝，汪秋安 主编 湖南大学出版社 2005.1化学与现代社会 吴旦 主编 科学出版社 2002.8,化学,第一章 绪论,化学的概念化学的内容化学的特点一些简单的化学原理,一、化学的概念,什么是化学？,思考,仔细观察周围世界：万物都在变化之中。,岩石风化、铁器生锈、庄稼的春种秋收、人的生老病死,例,变化是世界上无
3、所不在的现象。,按物质变化的特点，把变化分为两种类型：物理变化：变化过程中不产生新物质，只是改变了物质 的状态。如水的结冰，碘的升华等。化学变化：一些物质转化为性质不同的另一些物质，即 生成了新的物质，表现出与原物质完全不同 的物理性质和化学性质。如煤的燃烧，金属 的锈蚀，食物的腐败等。,化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。简而言之，化学是以研究物质的化学变化为主的科学。,二、化学的内容,分析化学 无机化学 有机化学 高分子化学 物理化学,分析化学 分析化学分支形成最早，自19世纪初，原子量的准确测定，促进了分析化学的发展。 分析方法和手段是化学研究的基本
4、方法和手段。包括：传统的分析方法（定性和定量分析）和仪器分析方法（定性和定量分析） 。而仪器分析主要包括：吸光光度法、发射光谱法、荧光法、X射线衍射法、质谱法、红外光谱法、紫外-可见分光光谱法、核磁共振法、各种电子显微镜、热量分析仪等。,无机化学 无机化学的形成常以1870年前后门捷列夫和迈尔发现周期律和公布周期表为标志。直到X-射线衍射仪和电子计算机的应用，使无机化合物包括配合物的结构分析成为可能，无机化学才蓬勃发展起来。氨的合成开创了无机合成工业，带动了催化化学，发展了化学热力学和反应动力学。无机化学在与有机化学、生物化学、物理学等学科的相互渗透中产生了有机金属学、生物无机化学、无机固体化
5、学等新兴学科。,有机化学 有机化学的结构理论和有机化合物的分类，也形成于19世纪下半叶。有机化学是以碳氢化合物及其衍生物为研究对象，因此也说有机化学是“碳的化学”。有机化学的发展不仅合成了一系列天然有机物，而且还合成了一些在自然界中尚未找到的化合物，这些化合物主要应用于染料和制药工业，尤其是手性化合物对于药物合成是至关重要的。目前，有机化学正朝着高选择性合成、天然复杂有机物的合成与分离、有机金属化合物的研究开发等领域不断推进。,物理化学 1887年奥斯特瓦尔德和范霍夫合作创办了物理化学杂志，标志着物理化学真正成为一个相对独立的科学体系。物理化学是从化学变化与物理变化的联系入手，研究化学反应的方
6、向和限度（化学热力学）、化学反应的速率和机理（化学动力学）以及物质的微观结构与宏观性质之间的关系（结构化学）等问题，它是化学学科的理论核心。,高分子化学 20世纪初，酚醛树脂的合成，开辟了高分子材料领域，高分子化学得以迅速发展。目前，高分子材料已是人类社会文明的标志之一，三大合成材料：橡胶、塑料和纤维的世界年产量超过了1亿吨 ，其总产量已超过各种金属总产量之和，在整个材料工业中已占据重要低位。,三、化学的特点,特点之一：化学是一门中心科学。 化学与农业、电子学、生物学、材料学、医药学、环境科学、计算机科学、工程学、地质学、物理学、冶金学等领域密切相关，并对这些领域有重大贡献。,地质学：矿物、气
7、体、水和盐,沿断层带喷出的熔岩,火山喷发产生的熔岩,夏威夷火山国家公园基拉韦厄火山喷发的熔岩,冰岛火山喷发的熔岩,1983年1月3日开始喷发，迄今喷到太平洋普纳海岸线的熔岩已堆积成2万多公亩的陆地。,2010年4月份之内两度喷发，火山灰云覆盖范围北从北极圈、南至法国地中海沿岸，西起西班牙，东到俄罗斯，甚至抵达亚洲。,新疆铁陨石，陨落于新疆维吾尔族自治区准噶尔盆地，重约30吨，现陈列于乌鲁木齐展览馆,日本北海道农业试验场用扬撒煤灰的方法加速冰雪消融,化学解释针灸,羊毛脂用来护肤,熊胆用来明目,古代陶瓷,登山设备,现代仿陶餐具,公元前200年的彩陶,古代制墨,火药的发明,中药,特点之二：化学是一门
8、实用科学。,化学与衣、食、住、行化学与国防的关系化学对生活的质量做出了哪些贡献健康和生命的化学,化学与衣食住行,衣,食,化学与衣食住行,住,行,化学与军事高科技,导弹,火箭炮,原子弹,氢弹,侦毒管,防毒面具与防护塑料服,宇航员太空行走的装备后背座：氮推进器，液体氧，水罐，计算机等。控制板（胸前和臂下）：调节氮气，氧气和水供应等。头盔：透明塑料（多层材料） ，涂金的防护镜，减少太阳的辐射。手套：硅橡胶,化学与生活品质,车内饰,化学与生活品质,电镀,化学与生命健康,特点之三：化学是一门创造性科学。,研究并认识自然界改善天然高分子的性质创造自然界不存在的新物质决定化学是一门实验性极强的科学 （1）离
9、开实验就没有发现 （2）细致观察是成功的基础 （3）实验手段的不断进步是化学发展的关键,1990年，美国IBM公司的两位科学家用扫描隧道显微镜针尖移动吸附在金属镍表面上的35个氙原子，经过22小时的操作，把氙原子排成了“IBM”字样，原子间间距只有1.3nm左右。这是人类有目的、有规律地移动和排布单个原子的开始。,1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。最近有报道称已经通过搬动硅原子作成了金字塔，实现了原子的立体式搬迁。,硅表面77重构图 吸附在铂表面的碘原子33阵列图,中国地图,铁原子在铜(111)表面排成的汉
10、字,铂表面上一氧化碳分子排成的纳米人,铜(111)表面的铁原子围栏,高序石墨表面碳原子规则排列的STM图像,用DNA分子构建的字母图案“D”、“N”、“A”,1996年，因发现C60，克鲁托、斯莫利和柯尔荣获诺贝尔化学奖。,C60的结构 加拿大蒙特利尔万国博览会的美国馆,四、一些简单的化学原理,化学反应遵守质量守恒定律：在化学反应前后，反 应体系中物质的总质量不会改变化学变化都伴随着能量的变化：在化学反应中，如果放出的能量大于吸收的能量，则此反应为放热反应，反之为吸热反应原子联结的方式将强烈地影响物质的化学和物理性质（共价键、离子键、同分异构体、手对称性等）,NaCl的形成,同分异构体,手性体,课堂讨论,我们生活中的化学有哪些？,思考题,什么是化学？它有哪些分支？简要说明每一分支的发展历程。,
