化学与人类文明课件

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1、授课教师：王杰Tel:85968981E-mail:wjink@zju.edu.cn浙江大学理学院化学系无机与材料化学研究所化学与人类文明绪论一、化学的研究对象及任务1.研究对象：化学是在原子、分子层次上，研究物质的性质、组成、结构、能量变化和应用的科学。2.课程性质：化学是建立在实验基础上的科学。是一门中心的、实用的和创造性的科学。它涉及存在于自然界的物质，以及由化学家创造的新物质；它也涉及自然界的变化，还有那些由化学家发明创造的新变化。①无机化学：元素化学；无机合成化学；无机固体化学；配位化学；生物无机化学；有机金属化学等。

2、②有机化学：天然有机；一般有机；有机合成；金属和非金属有机；物理有机；生物有机，有机分析。③物理化学：化学热力学；结构化学；化学动力学以及热、光、电、磁、等离子体、胶体、表面化学等。④分析化学：分离和富集；化学分析（定性与定量分析）；仪器以及新技术分析（色、波、能、磁共振谱等）。⑤高分子化学：天然高分子；高分子合成；高分子物理化学；高聚物应用；高分子物理等。⑥核化学和放射化学：放射性元素化学；放射分析化学；辐射化学；同位素化学；核化学等。⑦生物化学：一般生物（代谢、酶类）；微生物；植物；免疫；发酵和生物工程；食物；禽畜营养；肥料

3、等。⑧其他：环境化学、地球化学、海洋化学、大气化学、宇宙化学、星际化学、以及化学工程等。4.学科任务：一方面，为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料；另一方面，在与其他自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科，并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。二、化学学科的形成与发展首先，化学来源于实践火是人类改变物质结构的第一种手段人类使用火的时间至少在一百四十二万年前我们祖先用火的历史是极其悠久的。在一百八十万年以前，云南元谋人遗址和山西芮城西候度遗址中，发现有大量的炭屑、烧过的哺乳动物的骨骼。据考古学家的分析研究，认为这都是人类用

4、火遗迹的证明。50万年前北京人已经使用天然火恩格斯说：“火第一次是人支配了一种自然力，从而最终把人和动物界分开”。托马斯·库恩：“火的使用不仅仅是人和所有其它动物一目了然的区别。火是人类发现的第一个如何去使用的能源，这种能源不是通过人体内的食物和空气所能转化的。在更新纪的早期，他们不用火就制造了精美的工具和哺育后代；在更新纪的中期，他们仅会用火在洞口取暖；在更新纪的晚期，火使他们成了高效率的动物；在该纪的最后八千年里，他们发现了火的更多用途，并且烧掉了前所未有的大量燃料。火已成了他们迅速掌握大自然、征服大自然、部分的毁坏土地及解

5、决他们现存问题的关键”。利用火可以烧制陶器同美索不达米亚、埃及一样，中国是世界上最早制作陶器的国家之一。随着制陶技术的逐渐成熟，为金属的冶炼（冶铜、炼铁）、铸造提供了必要的条件（包括冶炼和铸造所需要的高温技术、耐火材料和造型材料等等）。大约在公元前4000~2000年间，人类开始进入奴隶社会时，人们也开始从使用石制工具过渡到使用金属劳动工具，即从石器时代跨入了金属时代。人类最早发现的金属是金和铜。金主要作为饰物使用。纯铜虽然很有用，但是硬度不够，还不能完全代替石器。经过５００年的摸索，铜器制造技术发生了一次飞跃，这次飞跃使人类告

6、别了石器时代。大约公元前３５００年，生活在美索不达米亚平原南部的苏美尔人发现，在熔化的铜液中加入少量锡或铅，或同时加入少量锡和铅，可以大大改善铜的性能，它比纯铜硬度高，而且色泽更加光亮，做出的工具和武器更加锋利耐用。这种合金叫做青铜。进入金属时代，原始的狩猎经济开始让位给农业和畜牧业，手工业也开始出现。带来的是酿造、鞣革以及漂染等行业。这些由天然物质加工改造而成的制品，成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。当时从事这些劳动的手工业者们就是最早的实用化学家，也是最早的化学工程师；当时的制陶、金属冶炼、酿造

7、等等也就是最早的化学工业。化学的第二个来源可以追溯到古希腊的哲学家们，他们并不从事实验，而仅仅从事脑力劳动。他们曾根据物质的某些性质对物质进行分类，并企图追溯其本源及其变化规律。泰勒斯（公元前640-546）认为水是万物之源。把水蒸发，它就变成空气；而把水（海水）蒸发干之后，剩下的是土。阿那克西米尼（Anaximens，公元前588-525）认为空气是万物之源。赫拉克利特（Heracleitus，公元前540-480）认为火是一切事物的初始元素。恩培多克勒Empedocles生卒：前492～前432年。据说最后他是跳进爱特拿的火

8、山口而死的，为的要证明自己是神。恩培多克勒把前人的学说加以综合，提出了物质的四元素学说，即火、空气、水和土。按照他的意见，这四种元素都是物质的，而且有爱和恨的性质，因此它们或者化合在一起，或者互相排斥或互相消灭（火与水），他认为水、火、土和空气为四个独立的元素，