浅谈无机化学

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1、浅谈无机化学一、无机化学的发展历史无机化学最早的研究对象是矿物和无机物，到15世纪后半叶，出现了无机化学知识形成有联系的、渐成体系的倾向。瑞士科学家Paracelsus提出化学的目的是制造药剂，从此人们逐渐积累了较多的无机化学知识。这是无机化学发展的第一个阶段一萌芽阶段。18世纪，法国科学家Lavoisier提出了元素的概念，结束了〃燃素说〃，在这一阶段，先后建立了罗蒙诺索夫的质量守恒定律，Avogadro的分子论,Hess的盖斯定律,Mendeleev的第一张元素周期表，为系统整理元素和化合物性质，预言新元索的发现和性质，提供了强有力的

2、工具。1803年Dalton原子论的创立，标志着无机化学进入了第二个阶段一发展阶段。1901年到1930年期间，无机化学进入了第三个阶一复兴阶段。惰性气体的发现完善了元素周期表，电解法制备了单质氟，解决了六、七十年来许多化学家为这奋斗而损害健康甚至生命的重大课题，大量元素的原了量精确测定，工业合成氨方法的发明，还有Werner的配位理论的提出，格氏试剂的发明，叶绿素、血红素的合成预示着无机化7将会沿着向其它领域渗透的方向发展，并产生许多新的边缘学科。放射性及同位素的研究，从而导致了无机化学的复兴。之后，现代无机化学的辉煌时期预期到来。当代

3、杰出的美国化学家Pauling的论著《化学键的本质》对现代无机化学理论的发展，作出了重大贡献。现代化学领域中，配位化学，金属有机化合物化学，生物无机化学，无机固体化学,非金属化学都取得了进展，推动着无机化学学科向前发展。它的发展具有3个特点，即从宏观到微观；从定性描述到定量化方向发展；既分化又综合，出现许多边缘学科。二、当今无机化学前沿当前，无机化学发展有两个明显趋势：1、是在广度上的拓宽。在化学范围内与有机化学和九渗透，形成元素有机化学、金属有机化学；与物理化学学科人面积交叉而形成物理无机化学。在化学学科范围之外，与材料科学结合，形成固

4、体无机化学和固体材料化学；向生物化学渗透，形成生物无机化学；2、是深度的推进。在无机化学研究中，现在广泛采用物理学和物理化学的实验手段和理论方法，深入到原子、分了和分了聚集体层次，弄清物质的结构与性能的关系，化学反应的微观历程和宏观化学规律的微观依据。这里介绍几个与生命科学有关的无机化学前沿。a、揭示大脑的奥秘b、无机物与生物大分子关系的研究：b.1金属离子与生物大分子的相互作用(核酸与金属离子的札I互作用)。b.2生物矿化(1)矿物组分的组成、晶体结构、形态学分析、品体取向、堆积或装配方式的测定，由此测定结构的有序性；(2)有机基质的组

5、成、结构、超分子装配方式等；(3)基质与矿物质的结构特征和键合方式等。特别是基质与矿物晶体间的分子识别作用：基质的模板作用：可溶性基质蛋白与网络蛋白在调控中的分工等。b.3电子传递反应c、金属离子与细胞的相互作用c.1把细胞作为一个复杂反应系统来研究c.2细胞内外局部变化引起整体变化的研究c.3反应组合产生的生物效应研究三、生物无机化学1、国际生物无机化学研究的现状和发展趋势在过去的10年中，生物无机化学収得了令人瞩目的成就和发展:a、研究队伍不断壮大b、各国政府及基金组织连续在生物无机化学的研究中投入了相当大的资金，并有许多相关的研究计

6、划出台。Mackinnon因钾离子通道的结构的研究，开辟了金属神经生物学的研究领域，并获得了2003年Nobel化学奖。自从20世纪70年代以来，生物无机化学由于蛋白质和其他生物分子高分辨结构的迅速测定，结构及动力学测定的高效光谱仪器的应用和分子生物学技术的应川，-些研究热点包括：(1)牛.命中的金属离子的作用和代谢。金属蛋白的结构、蛋白折叠和功能，金属离子在细胞中的传递和交通都是一些热点问题。(2)医药中的金属。如锯和锐化合物毒性和营养价值得到了深入的阐明，并在糖尿病和肥胖症的治疗应用上获得了进展；对金化合物的抗病毒作用、贵金属配合物的

7、抗癌活性等都有深入研究。(3)生命体系中的金属探针。例如通过在结构表征Ru修饰的azurin和锌、铁-细胞色素c的单晶中测量电子跃迁动力学，有效证明了电子穿越蛋白质隧道的时间表。(4)环境中的金属。通过金属物种可以控制微生物的生物合成和代谢途径，得到效力高的酶去降解范围较宽的污染物。(1)日益与生命科学融合和开始了细胞层次的无机化学研究。(2)发展了新的方法学和研究方法2、我国生物无机化学研究的现状我过生物无机化学在10年内跃升了三个台阶：从生物小分子配体上升到生物大分子；又从研究分离出的生物大分子到研究生物体系；近年来又开始了对细胞层次

8、的无机化学研究。我们的生物无机化学研究始终结合实际问题进行基础研究，在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础，以及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对