基礎(chǔ)化學(xué)第一章

1、基礎(chǔ)化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)廖增輝第一章第一章 緒緒 論論一、化學(xué)是一門中心科學(xué)一、化學(xué)是一門中心科學(xué) Chemistry is the branch of science that studies the composition and properties of matter and the changes that matter undergoes. 2化學(xué)的歷史化學(xué)的歷史1.古代及中古時(shí)期古代及中古時(shí)期17世紀(jì)中葉前：煉金術(shù)世紀(jì)中葉前：煉金術(shù)( alchemy chemistry) 、煉丹術(shù)、煉丹術(shù)、醫(yī)藥學(xué)萌芽。醫(yī)藥學(xué)萌芽。煉金術(shù)煉金術(shù)-催化、孵生了現(xiàn)代化學(xué)，是化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)催化、孵生了現(xiàn)代化學(xué)，

2、是化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)早期的煉金術(shù)士總早期的煉金術(shù)士總是偷偷地進(jìn)行活動(dòng)。是偷偷地進(jìn)行活動(dòng)。在昏暗的實(shí)驗(yàn)室，在昏暗的實(shí)驗(yàn)室，煉金術(shù)士利用冶煉煉金術(shù)士利用冶煉爐，使用風(fēng)箱重復(fù)爐，使用風(fēng)箱重復(fù)煉金術(shù)的試驗(yàn)。帶煉金術(shù)的試驗(yàn)。帶有自我迷惑的神秘有自我迷惑的神秘色彩。色彩。3煉金術(shù)士無意中發(fā)現(xiàn)的冶煉技術(shù)與某些化學(xué)反應(yīng)，對(duì)煉金術(shù)士無意中發(fā)現(xiàn)的冶煉技術(shù)與某些化學(xué)反應(yīng)，對(duì)后來的化學(xué)家都有很大的啟發(fā)價(jià)值。通過不斷試驗(yàn)，后來的化學(xué)家都有很大的啟發(fā)價(jià)值。通過不斷試驗(yàn)，催生了某些新化學(xué)藥品與醫(yī)療藥品，并確定了類似分催生了某些新化學(xué)藥品與醫(yī)療藥品，并確定了類似分離、精煉、蒸餾與發(fā)酵等試驗(yàn)程序?，F(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)室離、精煉、蒸餾與發(fā)酵

3、等試驗(yàn)程序?，F(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用的設(shè)備和技術(shù)，有許多是從中發(fā)展而來的。內(nèi)使用的設(shè)備和技術(shù)，有許多是從中發(fā)展而來的。偉人牛頓偉人牛頓-曾狂熱曾狂熱而持久地投身于煉而持久地投身于煉金術(shù)的研究。金術(shù)的研究。1936年，一批年，一批“不不具科學(xué)價(jià)值具科學(xué)價(jià)值”的牛的牛頓手稿被拍賣。其頓手稿被拍賣。其中留下的有關(guān)煉金中留下的有關(guān)煉金術(shù)資料竟超過術(shù)資料竟超過100萬字。萬字。4在羅馬帝國，在羅馬帝國，煉金術(shù)得到宮煉金術(shù)得到宮廷資助廷資助某種程度上，某種程度上，煉金術(shù)士對(duì)開煉金術(shù)士對(duì)開啟現(xiàn)代化學(xué)這啟現(xiàn)代化學(xué)這門學(xué)科作出了門學(xué)科作出了貢獻(xiàn)。貢獻(xiàn)。5煉丹術(shù)：煉丹術(shù)：煉丹家把天然丹砂（紅色硫化汞）置于煉丹爐煉丹家

4、把天然丹砂（紅色硫化汞）置于煉丹爐中加熱，使其分解為汞和硫，汞和硫又會(huì)化合中加熱，使其分解為汞和硫，汞和硫又會(huì)化合為黑色硫化汞，再經(jīng)加熱而升華，回復(fù)為紅色為黑色硫化汞，再經(jīng)加熱而升華，回復(fù)為紅色硫化汞。硫化汞。煉丹家把所得的紅色硫化汞稱為煉丹家把所得的紅色硫化汞稱為“還丹還丹”，重，重復(fù)多次制得的丹砂稱復(fù)多次制得的丹砂稱“九轉(zhuǎn)還丹九轉(zhuǎn)還丹”?；闹嚨恼J(rèn)識(shí)：人服食了還丹，就會(huì)像它一樣脫荒謬的認(rèn)識(shí)：人服食了還丹，就會(huì)像它一樣脫胎換骨，飛升成仙，長生不老。胎換骨，飛升成仙，長生不老。但煉丹利用化學(xué)和物理的方法。但煉丹利用化學(xué)和物理的方法。6煉丹術(shù)和煉丹術(shù)和是中華民族對(duì)世界文化發(fā)是中華民族對(duì)世界文化發(fā)展

5、作出貢獻(xiàn)的一部分，涉及到汞化學(xué)、鉛化學(xué)、展作出貢獻(xiàn)的一部分，涉及到汞化學(xué)、鉛化學(xué)、砷化學(xué)、礬化學(xué)、火藥以及植物化學(xué)等方面。砷化學(xué)、礬化學(xué)、火藥以及植物化學(xué)等方面。煉金術(shù)、煉丹術(shù)雖然是古人企圖煉金術(shù)、煉丹術(shù)雖然是古人企圖“點(diǎn)石成金點(diǎn)石成金”或煉制或煉制“長生不老長生不老”藥物的方術(shù)，但都以古代藥物的方術(shù)，但都以古代物質(zhì)理論和化學(xué)工藝知識(shí)相結(jié)合而形成的物質(zhì)理論和化學(xué)工藝知識(shí)相結(jié)合而形成的“類類化學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”活動(dòng)，積累了相當(dāng)豐富的化學(xué)知識(shí)，活動(dòng)，積累了相當(dāng)豐富的化學(xué)知識(shí)，成為近代科學(xué)化學(xué)產(chǎn)生的前軀或基礎(chǔ)。成為近代科學(xué)化學(xué)產(chǎn)生的前軀或基礎(chǔ)。特點(diǎn)：實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性、零散性。特點(diǎn)：實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性、零散性

6、。72.近代化學(xué)時(shí)期近代化學(xué)時(shí)期17世紀(jì)末世紀(jì)末-19世紀(jì)末：科學(xué)元素說、原子論、世紀(jì)末：科學(xué)元素說、原子論、燃燒的氧化學(xué)說、燃燒的氧化學(xué)說、 分子假說、分子假說、M元素周期表元素周期表特點(diǎn)：四大化學(xué)（無機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，分析特點(diǎn)：四大化學(xué)（無機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，分析化學(xué)，物理化學(xué)）相繼建成?；瘜W(xué)成為一門獨(dú)化學(xué)，物理化學(xué)）相繼建成?；瘜W(xué)成為一門獨(dú)立的科學(xué)。立的科學(xué)。83.現(xiàn)代化學(xué)時(shí)期現(xiàn)代化學(xué)時(shí)期19世紀(jì)末：世紀(jì)末：X射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)。射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)。 20世紀(jì)：高分子材料、核化學(xué)、儀器分析、量世紀(jì)：高分子材料、核化學(xué)、儀器分析、量子力學(xué)（子力學(xué)（1924-1926）。）。邊緣學(xué)

7、科：生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、材料化學(xué)、邊緣學(xué)科：生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、材料化學(xué)、藥物化學(xué)等藥物化學(xué)等特點(diǎn)：化學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系愈來愈密切。特點(diǎn)：化學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系愈來愈密切。是一門中心科學(xué)。是一門中心科學(xué)。9二、化學(xué)與人類的關(guān)系二、化學(xué)與人類的關(guān)系1、化學(xué)與生命、化學(xué)與生命 人體中含有人體中含有60多種元素，其中有多種元素，其中有28種生命必需元素。有可以根據(jù)體內(nèi)種生命必需元素。有可以根據(jù)體內(nèi)含量的高低分為常量元素和微量元素含量的高低分為常量元素和微量元素 水水 無機(jī)鹽無機(jī)鹽 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂類脂類 糖類糖類 維生素維生素 膳食纖維膳食纖維2、化學(xué)與生活、化學(xué)與生活 食鹽的防腐食鹽的防腐

8、食醋的用途食醋的用途 衣服的除污衣服的除污 菠菜與豆腐菠菜與豆腐 蒸鍋水蒸鍋水化學(xué)與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等學(xué)科的重要關(guān)系化學(xué)與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等學(xué)科的重要關(guān)系 化學(xué)藥學(xué)臨床檢驗(yàn)預(yù)防醫(yī)藥學(xué)醫(yī)用材料病生理研究三、化學(xué)與其他學(xué)科的交叉和融合三、化學(xué)與其他學(xué)科的交叉和融合12化學(xué)是醫(yī)學(xué)和藥學(xué)中各學(xué)科的基礎(chǔ)化學(xué)是醫(yī)學(xué)和藥學(xué)中各學(xué)科的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)：研究人體中生理、心理和病理現(xiàn)象的規(guī)律，醫(yī)學(xué)：研究人體中生理、心理和病理現(xiàn)象的規(guī)律，進(jìn)而尋疾病診斷、治療乃至預(yù)防有效方法。進(jìn)而尋疾病診斷、治療乃至預(yù)防有效方法。當(dāng)代醫(yī)學(xué)重要成就之一：戰(zhàn)勝細(xì)菌性感染疾病當(dāng)代醫(yī)學(xué)重要成就之一：戰(zhàn)勝細(xì)菌性感染疾?。?）第一個(gè)醫(yī)用消毒劑）第一個(gè)醫(yī)用消毒劑石炭

9、酸噴劑的誕生石炭酸噴劑的誕生19世紀(jì)世紀(jì)80年代，年代，Lister用石炭酸（用石炭酸（Carbolic acid）制劑處理傷口和手術(shù)創(chuàng)口的方法，開辟了消毒手制劑處理傷口和手術(shù)創(chuàng)口的方法，開辟了消毒手術(shù)的新時(shí)代；。術(shù)的新時(shí)代；。從此，歐洲的醫(yī)院不再是病人等待死亡的場(chǎng)所，從此，歐洲的醫(yī)院不再是病人等待死亡的場(chǎng)所，而是康復(fù)的希望之地。而是康復(fù)的希望之地。13（2）磺胺的應(yīng)用）磺胺的應(yīng)用1908年，安氮磺胺（年，安氮磺胺（Prontosil）被合成。）被合成。1932年，年，Domagk （1939年年Nobel生理獎(jiǎng)）發(fā)生理獎(jiǎng)）發(fā)現(xiàn)安氮磺胺的抗菌作用。之后研究發(fā)現(xiàn)磺胺是現(xiàn)安氮磺胺的抗菌作用。之后研

10、究發(fā)現(xiàn)磺胺是這一藥物在體內(nèi)被轉(zhuǎn)化后的有效成分。這一藥物在體內(nèi)被轉(zhuǎn)化后的有效成分。（3）青霉素的應(yīng)用）青霉素的應(yīng)用1929年，年，F(xiàn)leming（ 1945年年Nobel醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）發(fā)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）發(fā)現(xiàn)青霉素，在二戰(zhàn)期間，現(xiàn)青霉素，在二戰(zhàn)期間，F(xiàn)leming利用新的化利用新的化學(xué)制備方法（冷凍干燥技術(shù)），成功提純了具學(xué)制備方法（冷凍干燥技術(shù)），成功提純了具有生物活性的青霉素，并利用生物合成技術(shù)大有生物活性的青霉素，并利用生物合成技術(shù)大規(guī)模制備青霉素。規(guī)模制備青霉素。 人類戰(zhàn)勝病菌道路的一個(gè)里程碑。人類戰(zhàn)勝病菌道路的一個(gè)里程碑。 14化學(xué)、物理、生物學(xué)交叉合作，使化學(xué)的邊界化學(xué)、物理、生物學(xué)交叉合作，使化學(xué)

11、的邊界越來越漠糊。越來越漠糊。 1、哈佛大學(xué)化學(xué)系教授、哈佛大學(xué)化學(xué)系教授George Whitesides利用傳統(tǒng)化利用傳統(tǒng)化學(xué)方法研究細(xì)菌在表面如何生長，在實(shí)驗(yàn)室合成人工學(xué)方法研究細(xì)菌在表面如何生長，在實(shí)驗(yàn)室合成人工細(xì)胞膜，利用這些合成的生物膜來研究生物酶和糖分細(xì)胞膜，利用這些合成的生物膜來研究生物酶和糖分子如何吸附并識(shí)別活細(xì)胞的表面。子如何吸附并識(shí)別活細(xì)胞的表面。2、哈佛大學(xué)化學(xué)教授、哈佛大學(xué)化學(xué)教授Stuart Schreiber教授通過合成有教授通過合成有機(jī)小分子來研究蛋白質(zhì)的功能。這些有機(jī)分子會(huì)與蛋機(jī)小分子來研究蛋白質(zhì)的功能。這些有機(jī)分子會(huì)與蛋白質(zhì)結(jié)合并改變蛋白質(zhì)的功能（比如，使某

12、些蛋白酶白質(zhì)結(jié)合并改變蛋白質(zhì)的功能（比如，使某些蛋白酶的功能被關(guān)閉）。的功能被關(guān)閉）。3、分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)（凝膠電泳、分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)（凝膠電泳、PCR技術(shù)）均技術(shù)）均建立在化學(xué)基礎(chǔ)上。建立在化學(xué)基礎(chǔ)上。15四四 我國的法定計(jì)量單位我國的法定計(jì)量單位國際單位制：國際單位制：SI(法文法文le Systeme International d Unites)16n SI基本單位基本單位 SI單位單位 SI輔助單位輔助單位 SI單位單位 SI導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位 SI倍數(shù)單位：詞頭倍數(shù)單位：詞頭 SI單位單位SI基本單位基本單位 一些一些SI導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位 SI基本單位（基本單位（7個(gè)）個(gè)）

13、部分部分SI詞頭（常用詞頭（常用8個(gè)）個(gè)） 我國選定的非國際單位制單位我國選定的非國際單位制單位五、怎樣學(xué)好基礎(chǔ)化學(xué)五、怎樣學(xué)好基礎(chǔ)化學(xué)1.學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)型：學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)型： 知識(shí)傳授式知識(shí)傳授式 交流和更新式交流和更新式 （中學(xué)）（中學(xué)） （大學(xué)（大學(xué)/終生）終生）2.提高自學(xué)能力提高自學(xué)能力聽課前預(yù)習(xí)，學(xué)會(huì)看書，多記筆記（筆記整聽課前預(yù)習(xí)，學(xué)會(huì)看書，多記筆記（筆記整理理 ），問題和提出，不搞題海戰(zhàn)術(shù)。），問題和提出，不搞題海戰(zhàn)術(shù)。3.一種思維方法的訓(xùn)練。微觀的角度，嚴(yán)密的一種思維方法的訓(xùn)練。微觀的角度，嚴(yán)密的邏輯思維方法。邏輯思維方法。4.化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。掌握實(shí)驗(yàn)中的一些基化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。掌握實(shí)驗(yàn)中的一些基本技能。本技能。205.積極利用資源：積極利用資源：參考書參考書 科技文獻(xiàn)（科技文獻(xiàn)（Journal Articles） 專題講座專題講座 科技會(huì)議（科技會(huì)議（Scientific Workshop & Conference） 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室Information Technology和