第12 章 化学的继往开来.ppt

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1、第 12 章 化学的继往开来,化学真正被确立为一门科学约在18世纪后期。研究对象：燃烧反应的实质。初期：燃素说（17世纪中叶）。后期：燃烧氧化理论（18世纪后期），认为燃烧的实质是物质和空气中的氧气发生的化合反应。Lavosier A. L.提出了化学元素的概念，并揭示了质量守恒定律，被公认为“化学之父”和化学科学的奠基人。,19世纪初，Dalton J.提出了原子论。意义：合理解释了一些化学定律，推动了原子量测定工作，并制得第一张原子量表。缺点：原子不可分割的论点需要修正，未能区分原子和分子，与有些实验事实存在矛盾。,1811年，意大利化学家Avogadro A.提出了分子假说。思想：气体分

2、子可由几个原子组成。同温同压下，同体积气体具有相同的分子数。意义：扫除了测定原子量、确定化学式的困难。,19世纪中叶，Mendeleev D. I.和Meyev L.发现元素性质随原子量从小到大的顺序周而复始地发生着周期性变化，并将这种关系表达成元素周期表的形式。意义：元素周期率的发现，把化学元素及其相关知识纳入到一个严整的自然体系，对化学、特别是无机化学的系统化，起了决定性作用。,18世纪末到19世纪中叶，经典化学分析也在逐步建立和完善。如：重量分析法、滴定分析法等。,1858年，Kekul F. A.总结出碳原子呈四价的事实，不久又发现了价键的饱和性和方向性，为有机立体化学的建立奠定了基础

3、。,自19世纪中叶开始，运用物理学定律研究化学体系，阐明化学反应进行的方向、程度和速率等基本问题，取得一定成效，逐步形成物理化学分支学科。,19、20世纪之交，随着物理学中量子力学的建立为化学提供了分析原子、分子电子结构的理论方法量子化学。,利用各种衍射和光谱等方法研究原子、分子和晶体的结构，为化学家认识原子、分子结构和性能积累了大量的实验资料和一系列有指导意义的原则。,化学学科的长久任务,整理天然产物和耕耘周期率，不断发现和合成新的化合物，并弄清它们的结构和性能的关系，深入研究化学反应理论和寻找反应的最佳过程。,当今化学发展的特点：积极向一些与国民经济和人民生活关系密切的学科渗透。,把大量空

4、心纤维埋入混凝土中，防止混凝土桥梁断裂。,智能材料,智能结构：把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料和功能材料结合在一起，以赋予材料崭新的性能，使无生命材料变得似乎有“感觉”，使被动功能材料转向具有主动功能的机敏材料。,功能：自诊断功能、自愈合功能。,分子工程学：按照某种特定需要，在分子水平上设计结构和进行制备。,仿生智能材料,在研究一些动物和植物活体的基础上，掌握生物所具有的特异功能，设法把这些研究成果用于智能材料的设计和制备。,例：贝壳,特点：硬且不易摔碎。结构：由许多层状碳酸钙组成，每层碳酸钙之间夹着一层有机质，把层层碳酸钙粘在一起。启示：制成不易破碎的陶瓷材料。构成：碳化硅陶瓷和石墨层

5、。优点：涂有石墨层的碳化硅陶瓷抗冲击性能比普通陶瓷要高100倍。,据尾鳍和鸟翼，希望找到柔软、既能折叠又很结实的材料；试图将竹子抗弯、抗裂的特性用于飞机、火箭制造中。,探索生命的奥秘,蛋白质、核酸和糖类的生物功能,蛋白质掌管生物体内各种生物功能；核酸储存着生命体的全部遗传信息，能构造一切生物有机体；糖不仅为生物有机体提供建筑材料和能量来源，且是高密度的信息载体，具有重要的细胞识别能力。,蛋白质可精巧地完成生命特定的功能。血红蛋白的输氧机制。,分为脱氧核糖核酸和核糖核酸。功能：贮存、传递和表达生物体的遗传性状。应用：利用DNA重组技术合成各类对人类有用的基因。,核 酸,血红蛋白分子活性部位是血红

6、素的含铁辅基。,N,N,N,N,Fe,CH,CH2,CH3,CH3,H3C,CH3,CH,CH2,(CH2)2CO2H,(CH2)2CO2H,N,N H,CH2,C,CH,HC,His E7,N,N,C,CH,HC,Fe,O2,His F8,血红素的第五和第六配位示意图,O,N,N,C,CH,HC,Fe,His F8,O,121 o,C,N,N,C,CH,HC,Fe,His F8,O,孤 立 血 红 素 中 Fe 与 O2 、 CO 的 结 合,N,N H,C,CH,HC,His E7,N,N,C,CH,HC,Fe,His F8,C,O,N,N H,C,CH,HC,N,N,C,CH,HC,Fe,O,O,血红蛋白中Fe与O2、CO的结合,含有E7组氨酸后，CO的结合优势降到了原来的1%以下。,功能：能在众多的养分中识别出正确的反应物，并把它造成需要的结构形式。研究途径：提纯天然酶，测定其结构，再运用化学合成技术合成酶，以此研究和模拟酶的催化功能。,关于糖分子的结构信息，目前人们了解得还很少。,酶是具有高度选择性催化作用的蛋白质,习题：课后 1. 5.,