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(共43张PPT)
人类认识化学并使之成为一门独立的学科，经历了漫长的探索过程。早在远古时期，我们的祖先在生存中学会了使用火，继而陆续发现了一些物质的变化，如在翠绿色的孔雀石等铜矿石上燃烧炭火，有红色的铜生成。这些都是人类最早的化学实践活动。
在长期的生产和生活实践中，人们逐步积累了大量有关物质及其变化的实用知识和技能，制得了许多对人类生存具有重要意义的用品。
紫色石蕊遇酸
无色碘化钾和无色硝酸铅相遇
一、用自己的话说说“化学”？
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当你学习化学时，一扇新的科学大门正向你徐徐打开，在你的脑海中是否会有这样的想法:什么是化学？化学有什么用？
其实，化学就在我们身边，人类的衣、食、住、行都离不开化学。例如，色泽鲜艳的衣料需要经过化学处理和印染;粮食、蔬菜的丰收需要化肥、农药和除草剂的合理使用;水泥、钢材、玻璃、塑料等化工产品都是重要的建筑材料;汽油、柴油是许多现代交通工具的燃料。这些都与化学密不可分。
新工具
新方法 新技术 新手段
多学科交叉的
变化规律
组成
结构
性质
化学 物理
天文 材料 …
物理 化学
生物 数学 …
物理 化学 数学 …
物理 化学
生物 数学 …
基础学科
化学与物质科学密不可分
什么是化学？
1.化学的定义：
2.化学研究的对象：物 质
3.研究： 物质的性质、组成、结构、变化规律
化学就是要研究物质及其变化，它不仅要研究自然界已经存在的物质，还要研究和创造自然界原本不存在的新物质。是在分子、原子层次上，研究物质的性质、组成、结构、变化规律的科学。
包括：自然界已有的物质，还要根据需要研究和创造自然界不存在的新物质
什么是化学？
二、举例说明，化学与我们的关系如何密切？
衣、食、住、行，化学无所不在！
化肥－将人类从饥饿中拯救出来
高分子合成材料－改善我们的生活
药物－人类健康的守护神
染料的发明和应用使我们的生活多姿多彩
化学物质，是天使也是魔鬼
化学创造了我们美好的生活
1.染料的发明和应用使我们的生活多姿多彩
植物
染料
苯胺
染料
合成染料的发明
1856年，英国18岁的青年化学家铂金在研究治疗疟疾的特效药时，本来想制造一种解热剂，却发明了有史以来第一个通过化学合成而得的染料——马尾紫 。
20世纪50年代，卜内门公司的拉蒂和斯蒂芬开创了活性染料的合成应用时期——标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过程。
2.化肥－将人类从饥饿中拯救出来
氮肥领域的研究已经催生了三位诺贝尔化学奖得主
1918年，弗里茨·哈伯发明合成氨方法
1931年，卡尔·博施因为改进合成氨方法（找到了合适的氧化铁型催化剂，使合成氨生产工业化 ）
2007年，格哈德·埃特尔发现哈伯－博施法合成氨的作用机理（自第一次世界大战以来，人类就开始应用哈伯－博施法合成氨，但是没有人能解释合成过程的作用机理。埃特尔成功揭示了氢原子、氮原子与金属催化剂表面的作用过程，解答了这个遗留了六十多年的古老谜题。）
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
德国物理化学家弗里茨·哈伯发明的 “哈伯法”合成氨方法功不可没，结束了人类完全依靠天然氮肥的历史。
赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。
3.高分子合成材料－改善我们的生活
广泛地应用于人们生活的衣食住行和各产业领
农业
交通
生活
医疗
3.高分子合成材料－改善我们的生活
成为继金属材料、无机材料之后的第三大材料
2000年，全球年产高分子材料的总产量已超过钢，达到1.5亿吨
高分子发展中的诺贝尔化学奖
1922年，施陶丁格（德）把“高分子”这个概念引进科学领域 ，1953年获得诺贝尔化学奖。为工业化学家们的工作提供了有力的指导，从而使得聚合物的种类迅猛增长
1953年前后齐格勒－纳塔催化剂
开创了立体定向聚合的崭新领域，共获1963年诺贝尔化学奖
在塑料导电研究领域取得突破性的发现，这一领域的开创性研究“导电聚合物”获得2000年诺贝尔化学奖
20世纪70年代，黑格尔、麦克迪米德（美）和白川英树（日）改变了高分子只能是绝缘体的观念
能导电的触摸屏
新型材料类型
光电子信息材料
先进复合材料
超级陶瓷材料
新型金属材料
新型高分子材料
超导材料
树脂基复合材料, 金属基复合材料
陶瓷基复合材料, 碳纤维复合材料
纳米陶瓷
记忆合金、铝合金、金属玻璃
导电塑料做成的塑料电池人工器官、可降解材料、高吸水性高分子
4.药物－人类健康的守护神
19世纪前的药学研究对象是一些天然来源的药物
19世纪起天然药物中分离出一些生理活性的物质鸦片中分离出镇痛药吗啡
颠茄中分离出抗胆碱药阿托品
金鸡纳树皮中分离出抗疟药奎宁
鸦片有成瘾性。吸食后且兴奋，幻觉，妄想，甚至谵妄状态。在不能继续吸鸦片时,会出现血压升高、脉搏升高、体温升高、鸡皮疙瘩、瞳孔扩大、打喷嚏、腹泻、呕吐、喷嚏、失眠等症状。
长期吸食后会导致身体不适，营养欠佳，免疫力下降，精神颓废。
青蒿素1969 1972年间，中国药学家屠呦呦参与的523课题组发现并从黄花蒿中提取了青蒿素并开创疟疾治疗新方法，屠呦呦也因此获得2011年拉斯克临床医学奖 和2015年诺贝尔生理或医学奖
随着有机合成理论和技术的发展，人们对药物分子改造的设想也得以实现，使得合成药物成为人们主要应用的药品
合成类麻醉药品有：芬太尼、吗啡片、磷酸可待因片、盐酸可卡因粉、福尔可定片、盐酸哌替啶片… …
阿司匹林－历史悠久的解热镇痛药
诞生于1899年3月6日。阿司匹林已应用超百年，医药史上三大经典药物之一。至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂
紫杉醇是最经典的抗癌药物
20世纪60年代开始从太平洋紫杉树的树皮中提取出来的。1992年，紫杉醇得到FDA的批准作为治疗子宫癌的药物之后，施贵宝公司获得了5年的市场垄断权。
但是太平洋紫杉树的资源短缺，紫杉醇使用受限。直到1994年，佛罗里达州立大学的科学家设计了一种合成紫杉醇的方法，彻底解决了太平洋紫杉树太少的问题
三、化学发展史
① 发现和利用了火
② 发现了一些物质的变化，制得一些实用的产品。
（1）古代
火
青铜器 （商代）
火药
造 纸
陶器
中国古代发明——火药
火药从中国经阿拉伯传入欧洲，应用到19世纪。
（2）近代 —— ①研究物质的微观
英国：道尔顿—原子论
意大利：阿伏加德罗——分子学说
1803年提出原子学说,为近代化学奠定坚实的基础
1811年引入“分子”概念
成为整个化学的基础和使化学日益完善的源泉
原子论和分子学说的创立，奠定了近代化学的基础，使化学成为了一门独立的自然科学。
元素周期律的发现和元素周期表的发明使用，使化学学习 和研究变得有规律可循。
（2）近代 —— ②发现元素周期律和周期表
物质世界存在多少种化学元素？
化学家也难以准确回答，因为新元素仍在不断地被发现！门捷列夫指出元素的性质随着原子量的增加而呈周期性的变化，1869年他发表了《元素的性质和原子量的关系》，并公布了他的元素周期表
门捷列夫根据周期表，不但纠正了一些有错误的原子量，还先后预言了15种以上的未知元素的存在！
门捷列夫
（3）现代 ——纳米技术、绿色化学
纳米是长度单位，1纳米（nm）等于10－9m
1纳米是一根头发丝直径的六万分之一。
纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用
纳米科技引发科技产业革命
M3芯片搭载250亿个晶体管，比M2多50亿个。支持24GB的统一内存。
纳米科技从幻想到现实
1959
费曼的幻想点燃纳米科技之火
1982
1985
1989
1990
1991
1993
扫描隧道显微镜发明原子、分子从此可见
完美的对称
富勒烯的意外发现
35个氙原子排出“IBM”
首次实现单个原子的操控
首届国际纳米科技会议纳米科技诞生的标志
碳纳米管
被科学家发现
中科院科学家操 纵原子成功写下 “中国”二字
2000
美国NNI计划
纳米技术的研发成为21世纪技术创新的主要驱动器
……
1999
最小的“秤”
纳米效应
1.表面效应
随着颗粒直径变小，比表面积（表面积/体积）将会显著增大，说明具有高表面能的不安定原子所占的百分数将会显著地增加，极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。
如对催化性能影响显著。
纳米效应
2.小尺寸效应
随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变 ，如光、热、磁，以及力学性能会发生显著变化。
如金属塑料和超延展性金属等。
3.量子效应
纳米颗粒不同于块材，能级产生分裂－量子尺寸效应。量子隧道效应本质上是量子跃迁，电子迅速穿越势垒。
如扫描隧道显微镜的发明。
碳纳米管的性能
1.结实、轻。强度为钢的100倍，重量只有钢的1/6。
2.利用碳纳米管制造人造卫星拖绳，不仅可为卫星供电，还可耐受高温。 做为锂电池电极材料可延长电池寿命，改善充放电性能。
3.用碳基分子电子装置取代芯片，将引发计算机新的革命。
……
化学学科特征：
1.实验
2.符号特征
3.认识世界、享受生活
多进实验室
怎样学好化学？
记忆
练习、训练思维
要求：预习发现问题、听课解决问题、复习总结归纳！
2.举例说明，化学与我们的关系如何密切？
3.请简单勾画化学的发展过程？
4.怎样学好化学？
1.用自己的话说说“化学”？
小结：
1.绿水青山就是金山银山。关于化学、物质、人类活动和环境问题的认识或做法合理的是---( )
A.实验室将废液直接倒入下水道
B.纯天然的化妆品中不含任何化学物质
C.化学是环境污染的主因,所以没有必要发展化学
D.解决环境问题,应从源头上消除污染,而不是先污染后治理
练习：
D
2.化学学科不涉及的研究领域是---（ ）
A.开发新能源 B.合成新物质
C.防治环境污染 D.空间形式和数量关系
3.化学开始成为一门独立自然科学的基础是（ ）
A.原子论和分子学说的创立
B.元素概念的提出
C.门捷列夫发现元素周期律和元素周期表
D.绿色化学的提出
D
A
4.化学给我们带来了---（ ）
A.工业发展所需的动力
B.农业高产所需的化肥
C.人类战胜疾病所需的药物
D.人类需要的新材料
A
B
C
D
5. 通过前面的化学学习,我们认识到化学是研究物质的______、 _____、 ________________的一门自然科学。
组成
结构
性质及其变化规律
6.为了保障食品安全,防止滥用食品添加剂,需要用化学_______和_______ ,对食品进行______和______ 。
试剂
技术
化验
检测

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