化学基本知识

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1、绪论1-1化学是研究物质变化的科学1-4无机化学课程的教学参考书1-5学习本课程的目的和要求1-2无机化学的发展状况1-3复兴时期的无机化学简言之，化学是研究化学反应（变化）的学科。而要研究化学反应，必须在原子、分子水平上研究参于反应的物质的组成、结构、性能、变化规律以及变化过程中的能量关系等化学，既是关于自然的科学，又是关于人的科学。现代化学不仅是认识生命过程和进化的手段，也是人类生存和获得解放的手段。它的各个研究领域无不直接或间接的关系到人类的发展问题。从20世纪遗留下来的5大全球性难题来看，也可以看出化学的重要性。五大难题是：1.人口问题

2、——计划生育与人体保健；2.资源问题——资源保护与充分利用；3.能源问题——能源开发与节能；4.粮食问题——开发新品种，增加产量；5.环境问题——净化、美化、优化环境。仔细思考这五大难题，就会发现似乎都与化学有关。1-1化学是研究物质变化的科学美国加洲大学G·C·皮门特尔教授（他曾写过一本书《化学中的机会——今天与明天》），美国斯克里普斯研究所医学家R·勒那教授，都不约而同地作出科学判断：“化学是社会生活中的中心科学”。现在，化学学科与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、信息科学，甚至社会科学的许多学科，呈现相互协作、交叉、综合、渗透和融合的

3、新趋势，出现许多生气勃勃的新学科和交叉学科。夸克质子中子原子核电子原子(离子)分子微观（宇观）宇宙单质化合物星体宏观纳米材料（介观）化学研究的对象(WhatIsChemistry)化学的分支[TheOffsetScienceOfChemistry]无机化学：无机物的组成、结构、性质和无机化学反应与过程—半导体，原子能有机化学：研究碳氢化合物及其衍生物—碳化学高分子化学：研究高分子化合物的结构、性能与反应、合成方法、加工成型及应用—塑料，纤维，橡胶分析化学：测量和表征物质组成和结构—物质的状态物理化学：研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法

4、—化学热力学、化学动力学、结构化学、量子化学固体化学立体化学化学与其他学科的关系化学计算与信息科学物理数学天文学地学工程科学生命科学材料科学化学食衣住能源材料医药卫生资源利用环境保护国防行冶金化学在社会发展中的作用1．“衣”各种合成纤维的制品琳琅满目，聚丙烯腈制成的人造羊毛和喷镀铝钛金属反射膜制成的絮片，俗称“太空棉”，具有高于鸭绒的保暖性。现在市面上广泛宣传的保暖内衣，实际上是在棉或人造纤维中添加某些元素，使其在吸收人体的热量后，产生电子跃迁，当电子跳回时，又以红外线的形式将热量放出来，达到保暖的作用。而在穿的方面如果注意不够，化学也会带来危

5、害。就是穿棉布衣服，也同样离不开化学。棉布的整理和着色都离不开化学。今后的新型面料将向健康、阻燃、轻暖以及芳香型发展。这些都离不开化学。2.“食”化学过去是、现在是、将来仍是解决食物短缺问题的主要学科之一。人类食物如粮、肉、蛋、鱼奶以及各种蔬菜都含有大量的聚合物和人体必须的一些宏量元素、微量元素等，它们都是天然化学品。要想粮食丰收，当然离不开化肥和农药。近年来发展起来的无土栽培（如哈尔滨冬天的新鲜草莓），又为农业的发展带来了一个新面貌。如今人造蛋白、合成糖就是以小分子单体经聚合而得到的人工合成的高分子食物，合成的食用奶油就是成功的例子。21世纪

6、，人造食品将会有大发展。未来的食品将不止满足人类生存的需要，还要在提高人类生存质量、健康水平和身体素质等方面起作用。利用化学和生物学的方法，增加动植物食品的防病有效成分，以提供安全、有疾病预防作用的食物和添加剂（特别是抗氧化剂）：改进食物的储存加工方法，以减少不安全因素，保持有益成分等，都是化学研究的重要内容。就以微量活性元素硒为例。科学家研究发现，人体有40多种疾病与体内缺硒有关，如地方性克山病，大骨节病等。硒还有抗癌作用。研究表明，食物中含硒量不足，是导致癌症的重要原因之一。美国癌症调查所的调查说明，凡是食品中含硒量较高的地区，胃癌、膀胱癌

7、和结肠癌的发病率都很低，适当摄入硒几乎能防止一切癌变。在人体和动物体内发挥生化作用的硒，几乎全是由植物性食品获得的。国际上规定每人每日硒摄入量标准应为50微克～200微克。自然界植物中硒含量的差异很大，一般植物的硒含量很低，而富硒植物则可高达每千克几千毫克。如中药黄芪、西洋参就是一种富硒植物；作物中的小萝卜、芹菜、油菜、洋葱、豌豆、紫云英等也含有较多的硒。世界上缺硒地区相当广泛。在缺硒地区为了获得富硒食物，常采用生物转化技术，如采用亚硒酸钠或硒酸钠进行土施、叶面喷施、浸种等。国内实验表明，每公顷小麦叶面喷施亚硒酸钠5克，以所产小麦为食物就可以满

8、足人体对硒的要求。现已开发的富硒食物有富硒大米，苹果等。当然，摄入过量的硒也会中毒。3．“住“在近代的建筑中，从建筑材料到室内外的装饰（如塑料壁纸、地