爹爹不赖
范文一：化学的历史发展过程
51化学的历史发展过程
【知识点的认识】化学的历史发展过程大致分为以下六个时期:
1.远古的工艺化学时期。自从人类懂得了钻木取火，就开始尝试着用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，以及酿酒、染色等工艺。这些主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
2.炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。后来，化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。 3.燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。 4.定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
5.科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。
6.微观探索与绿色化学(环境友好化学)时期。现在化学家们已能利用各种先进的仪器和分析技术对化学世界进行微观的探索，并正在利用纳米技术制造出具有特定功能的产品，使化学在材料、能源、环境和生命科学等研究上发挥越来越重要的作用。到21世纪初，人类发现和合成的物质已超过3000多万种，使人类得以享用更先进的科技成果，极大地丰富了人类的物质生活。近年来，绿色化学的提出，使更多的化学生产工艺和产品又向着环境友好的方向发展，化学必将使世界变得更加绚丽多彩。 【命题方向】该考点的命题方向主要是凭借着金属的冶炼顺序、空气的成分探索、化学家的贡献、化学之最、化学新技术、新产品或新工艺，以及绿色化学等等;来捎带着考查一些简单的知识。题型有选择题、填空题。中考重点是考查学生对化学的历史发展过程中的几个典型事例的掌握情况;例如，先烧制陶器，冶炼青铜器、铁器、金器等，后来造纸、制火药、酿酒、染色等等;再如，空气的成分探索时，先发现了氧气，后发现氮气、稀有气体等。又如，最早使用天平定量研究化学的化学家是拉瓦锡;以及近几年提出的纳米技术、绿色化学等。 【解题方法点拨】解答这类题目时，首先，对化学的历史发展过程有个大致的
了解，熟记几个典型的关键的事例及其顺序，并将其与相关知识关联起来理解。然后，根据所给的问题情
景信息，细心地分析、推断后，按照题目要求进行选择或填写即可。因此，平时注意多观看、收听、阅读
或收集有关化学的时事事件和相关信息，对分析解决这类题目是非常有帮助的。
范文二：食品化学酶的历史
酶的历史
一、概念
酶工程亦称酶工艺，是在生物反应器中，利用酶的催化作用，将相应的原料转化为有用物质的技术 酶工程与发酵工程密切相关，是发酵工业发展的产物，是酶学原理与化工技术相结合而形成的一门理论性很强的应用技术。主要内容包括各种酶的开发、生产和利用，酶的分离、纯化技术、酶的化学修饰技术，固定化技术，酶反应器的研制和应用等。
酶是生物催化剂，是生物体产生的具有活性的蛋白质。它可高效、专一地催化特定的生化反应，酶的催化作用可使反应速度提高10的8次到10的20次倍。酶促反应具有反应条件温和、能耗低、污染小、操作简单等优点。
2、1961 年国际生化联合会酶学委员会提出将酶分为:
氧化还原酶:在生物体内参与产能、解毒和某些生物活性物质的合成; 转移酶:在生物体内将某功能基团从一个化合物转至另一个化合物; 水解酶:在生物体内外起降解作用，是人类应用最广的酶类;
裂解酶:可脱去底物上某一基团而留下双链，或可相反地在双链处加入某一基团; 异构酶:依生物代谢需要对某些物质进行分子异构化;
连接酶(合成酶):关系着许多生命物质的合成;
3、酶蛋白有3种组成形式:
单体酶:是仅有1个活性部位的多肽链构成的酶，分子量为13000-35000 。 寡聚酶:是由若干相同或不同的亚基结合而组成的酶。
多酶复合物:是指多种酶进行连续反应的系统，前一反应产物为后一反应的底物。 二、酶的探索与发现:
公元前800年,古老的烹调方法中已使用来自微生物的酶。
1833-1835年,淀粉的第一次酶解法国化学家Anselme Payen和ean-Franois Persoz描述了从大麦的麦芽中分离淀粉酶多聚体的过程，并将之命名为淀粉酶。
1836年,德国生理学家Theodor Schwann在研究消化过程时，分离出一种在胃内消化蛋白的物质，将它命名为胃蛋白酶。这是第一个从动物组织中提取到的酶。
1883年,Johan Kjeldahl建立了一套检测有机物中-3价氮的方法，即测定氮的含量的方法。
1894年,加酶食品的第一次商业化生产
1894-1913年,德国化学家Emil Fisher根据糖化酶的特点建立了钥匙-锁理论。
1926年,科学家发现酶是蛋白质
1953-1958年,Watson 和 Crick发现DNA是双螺旋结构
1963年,碱性蛋白酶--洗涤剂用酶的突破
1965-1974年,淀粉工业的重大突破随着一种可以将淀粉分解成糖的，不含转葡萄糖苷酶的葡萄糖淀粉酶上市，微生物酶类应用于食品工业的首次重大突破于20世纪60年代发生。
酶的生产和利用
一、微生物酶制剂的生产
主要有以下步骤:
1、目的酶生产菌株的分离筛选
(1)从自然界分离筛选
(2)用物理、化学因子处理诱变
(3)用基因重组或细胞融合技术选育
2、酶的生产
(1)要选择好的培养方法，包括培养基组成配比、培养温度、pH 值、通气量等。
图:微生物在相当于三层楼高的发酵罐里生长繁殖，产生所需的酶 (2)确定工业规模大量生产的一系列工程和工艺条件，以及培养罐的形式、大小、通气条件、温度和 pH 值的控制等。
图:通过改变培养基类型、酸碱度、氧气浓度和温度，研究人员现了生产某种酶的微生物的最佳
生长条件。
三、酶的提取、分离和纯化
1、微生物酶制剂的工业提取步骤大致如下:
如果是胞内酶，则首先要分离收集其菌体，使之破碎，将酶提取至液相中，此为出发酶液; 如果是胞外酶，它的深层发酵液或固体培养物的抽提液则为出发酶液。
2、制取工业酶制剂的步骤:
第一步——除去出发酶液中的悬浮固形物，获得澄清酶液，必要时再进行减压浓缩; 第二步——根据质量要求和经济性采用适当方法(如用盐析法、有机溶剂沉淀法、丹宁沉淀法等)将酶沉淀分离;
图:只有酶和水能通过转鼓式过滤机;培养基和微生物则被留在硅藻土上。 第三步——收集沉淀、干燥、研粉、加适当的稳定剂、填充剂、做成粉末制剂。
, , 酶粒是在大型连续运转的水平混合机内生产出来的。提取的酶与盐、纤维素及
其他成分混合形成0.5mm大小的粒状物。然后用一种聚合体包裹，以防止酶尘在
使用过程中可能引起的致敏危险。
图:用多聚体包裹酶以减少酶尘引起的致敏危险。
3、其他方法
对于质量要求高可提取液中共存有妨碍目的酶工艺效果的其他酶时，常用一些特殊纯化方法将目的酶与其他酶和杂蛋分开，再分别沉淀制取。常用的方法有:
( 1 )蛋白质选择性变性法
( 2 )分级盐析法
? 有机溶剂分级沉淀法
? 等电点法
? 柱层析法
? 电泳法
? 亲和层析法
四、酶的化学修饰技术 1、金属离子置换修饰
2、大分子结合修饰
3、肽链有限水解修饰
4、侧链修饰
图:微生物的基因经修饰能够产生所需的酶
五、固定化酶和固定化细胞
固定化酶是通过物理或化学的处理，使水溶性酶和固态的水不溶支持物(载体)相结合或被载
体包埋，但仍保留酶活力。
1、固定化酶的特征
(1)反应完成后经过过滤或离心等简单的分离就可回收，重复使用，降低了酶制剂的成本; (2)可以装成酶柱，当底物溶液流经酶柱时，就能发生酶促反应，适合于工业化应用; (3)酶经固定化后，稳定性一般都有所提高。
2、固定化酶的特点
(1)省去了酶分离纯化的时间和费用;
(2)可进行多酶反应;
(3)保持了酶的原始状态，从而增加了酶的稳定性;
(4)由于辅助因子存在和细胞内的连续性合成，酶的活力较为持久;
(5)用固定化细胞反应柱或反应床可连续进行发酵，一边加入培养基，一边排出发酵液，可避免产物对酶活性的抑制。
3、固定化酶的方法
(1)载体结合法
a、物理吸附法
是将酶吸附在活性炭、多孔玻璃、酸性白土、高岭土、硅胶等惰性载体上，此法对酶活性破坏较少，但吸附作用力常较弱而易脱落，因而常与交联法结合使用。
b、离子结合法
是利用离子键将酶及带有离子交换基团的不溶性载体，如离子交换树脂或带有交换基团的纤维素、葡萄聚糖结合在一起，此法操作简便，酶回收率也较高，但在较强离子强度下进行酶反应时易于脱落。
c、共价结合法
是利用共价键将酶和载体加以偶联，但因涉及条件较苛刻而化学反应又剧烈，因而酶回收率较低、操作复杂，但酶与载体的结合相当牢固。
(2)交联法
这是利用双功能试剂将酶分子相互交联而不需要载体。常用的交联剂有戊二醛、异氰酸酯、双重氮联苯胺或乙烯双马来亚胺(形成重氮盐)。此法反应也较为剧烈，从而影响酶的回收，但固定后的酶稳定性较好。
(3)包埋法
a、网格型
是将酶固定在具有网格结构的高分子凝胶中。通常作为凝胶材料者有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等合成高分子材料以及海藻酸、明胶、胶原等天然大分子材料。此法操作方便，很少改变酶的高级结构，因而回收率高，但在反应中存在“固相”扩散阻力，只适用于小分子底物和产物，机械强度往往也较差。
b、微囊型
是将酶液包埋在微小(<300μm )的具有半透性高分子材料外壳形成的珠囊中。此法操作较复杂，酶回收率一般不高，但被包埋的酶不易流失，微囊的比表面积很大，一般也只能适用于小分子底物和产物。="">
六、酶反应器
酶反应器 游离酶反应器 可截留
不可截留
固定化酶反应器
不可截留:是指酶一次性分批使用不再回收。
可截留:是通过超滤膜将酶截留在反应系统中。
七、生物传感器
生物传感器是根据酶和微生物细胞对其基质具有专一性而用于分析某一化学物质的工具，是由固定化的生物材料与适当的换能器件密切接触而构成。
原理:利用电极测定酶膜传感器、微生物传感器、细胞传感器、组织传感器、免疫传感器、生化发光传感器、生物亲和传感器及生物效应管传感器等。
范文三：化学历史
Democritus
For over two thousand years, philosophers and scientists have
wondered about the fundamental building blocks of matter.
Democritus, a fifth century BC philosopher, was one of the first
to suggest that matter was not continuous. Around 410 BC,
Democritus proposed that matter could be divided again and
again, but only to a certain point. If you tear a piece of paper in
half, and then tear it in half again, how many times can you tear
it before you can’t tear it any further? Democritus believed that
eventually you would reach indivisible particles of that matter
that could not be cut into any smaller pieces. He called these
particles atoms. The Greek word atomos means
德谟克利特
二千多年来 , 哲学家和科学家们想知道物质的基本构建块。德谟克利特 , 公元前五分之一世纪哲学家 , 是第一个提出问题并 不是连续的。大约公元前 410年 , 德谟克利特提出问题可以分为一次又一次 , 但只有某一点。如果你把一张纸撕成两半 , 然后再把它撕成两半 , 有多少次你能撕裂它之前 , 你不能把任何进一步的吗 ? 德谟克利特认为 , 最终你会达到不可分割的粒 子的物质不能被切成小块。他称这些粒子原子。希腊语 atomos 意味着 “ 不可分割 ” 或 “ 万事万物。 ”
记住 , 德谟克利特的想法只是一个想法。当时 , 哲学家们证明他们的想法有思想和理由 , 而不是实验。德谟克利特说 , 不同 的物质是由原子组成的不同大小、形状和安排。这帮助解释了不同性质的物质 , 如石油、水、盐和空气。例如 , 他设想 , 石 油原子被细圆小 , 而盐原子必须锋利 , 弯曲的和相当大的解释盐的味道。德谟克利特也相信物质变化发生在原子结合和解 体。他设想 , 一些原子包含挂钩的表面 , 这样他们可以更好地与其它原子结合。 Democritus believed that iron atoms were rough, jagged, and uneven. To Democritus, this
explained the properties of iron—
jagged atoms could hook to each other easily to form a solid. 德谟克利特认为铁原子是粗糙 , 凹凸不平 , 不均匀。德谟克利特 , 这解释了 iron-jagged 原子的 属性可以互相钩很容易形成固体
Powers of Ten
A Changing Model of the Atom
Democritus pictured atoms as indivisible, solid particles of
different sizes and shapes. The discovery of the electron, over
2000 years later, showed that atoms were composed of smaller
parts, and that at least some of those parts must have an electric
charge. Click the tabs to learn the progression of the atomic
model. 德谟克利特见原子不可分割 , 不同大小和形状的固体
颗粒。电子的发现 , 在 2000年后 , 表明原子由更小的部分 , 至
少其中一些部分必须有一个电荷。
Nagaoka
A Japanese scientist, Hantaro Nagaoka, theorized that the atom must contain a massive
nucleus (similar to a massive planet). His model also proposed that electrons circled around
the nucleus in orbits, similar to the rings of Saturn. Rutherford’s experiment confirmed the
dense nucleus, but the idea of the Saturn-like rings of electrons did not hold up to further
experiments. Nagaoka’s model was abandoned.
长冈
J.J. Thomson
J.J. Thomson reasoned that if an atom contained negative
charges, but the substance was electrically neutral overall, then
each atom must also have some positive charges to balance the
negative electron charge. This thinking led Thomson to propose
the plum-pudding (a British dessert) model of the atom. In this
model, negative electrons were like plums spread throughout a
positively charged sphere of pudding. More recently, outside of
Britain, this model has been called the raisin bread or chocolate
chip cookie dough model. Is studying atomic theory making you
hungry yet?
J.J. 汤森认为 , 如果一个原子含有负电荷 , 但物质总体来说是电
中性的 , 那么每个原子必须也有一些正电荷平衡 -电子电荷。
这种想法导致汤森提出了葡萄干布丁 (一个英国的甜点 ) 的原
子模型。在这个模型中 , 负的电子就像李子布丁传遍一个带
正电的球体。最近 , 在英国之外 , 这个模型被称为葡萄干面包
或者巧克力曲奇面团模型。正在研究原子理论让你饿了吗 ?
J.J.汤姆森的如何的原子模型类似于巧克
力曲奇饼干面团 ?
The chocolate chips are like the electrons. The dough is like the sea of positive charge that makes up most of the atom.
日本科学家 ,Hantaro 长冈理论 , 原子必须包含一个巨大的核 (类似于一个巨大的行星 ) 。
他的模型还提出 , 电子绕着原子核的轨道 , 类似于土星光环。卢瑟福的实验证实了致密
核 , 但电子的土星那样的戒指的想法没有容纳进一步的实验。长冈的模型。 Both models show positive (protons) and negative (electrons) charges. The Rutherford
atom is mostly empty space, with the positive charge concentrated in the center of the atom
(nucleus). Also, the electrons move around the nucleus in specific orbits instead of being
randomly scattered throughout the atom.两个模型显示积极的 (质子 ) 和消极的 (电子 ) 的指
控。卢瑟福原子大部分是空白 , 正电荷集中在中心的原子 (核 ) 。同时 , 电子移动原子核
在特定轨道而不是随机分散在整个原子。
Rutherford
Rutherford ’s gold foil experiment
indicated that most of an atom was
empty space (recall that, surprisingly,
most of the positive alpha particles
passed through the foil without being
deflected)! The scattering of some of
the alpha particles indicated to
Rutherford that the positive charge of
an atom must be condensed into a tiny,
massive center within the atom! The
results of the experiment caused
Rutherford to revise Thomson’s
model, as shown.卢瑟福的金箔实验 表明 , 大多数原子是空的空间 (回想一
下 , 令人惊讶的是 ,
大多数的积极阿尔
法粒子通过箔不偏转 )! 散射的阿尔法
粒子表示 , 卢瑟福原子的正电荷必须
凝聚成一个小 , 大规模的中心原子内 !
卢瑟福实验的结果导致修改汤姆森
的模型 , 如图所示。
卢瑟福的模型是如何与原
子的布丁模型 ?
The carbon in a pencil lead is made up of different types of atoms than the oxygen in air, because carbon and oxygen are different elements. Do you remember the meaning of the word element? All atoms of any single element share a specific set of characteristics. Atoms of the
same element must have the same number of protons, but they may have different numbers of neutrons. For example, all carbon atoms have six protons. However, some carbon atoms have six neutrons, while others have seven neutrons.
铅笔芯的碳是由不同类型的原子比空气中的氧气 , 因为碳和氧是不同的元素。你还记得这个词的含义的元素吗 ? 任何一个 元素的所有原子共享一组特定的特点。相同元素的原子必须有相同数量的质子 , 但是他们可能有不同的中子数。例如 , 所 有的碳原子都有 6个质子。然而 , 一些碳原子有 6个中子 , 而另一些则有 7个中子。
Atomic Number
An element’s atomic number, represented by the symbol, Z, gives the number of protons in the nucleus of every atom of the element. Each element has a unique atomic number. Elements are listed in order of their atomic number in the periodic table, where the number is always listed above the element’s symbol. For example, hydrogen, the first element in the periodic table, has an atomic number of one. You can tell from the atomic number that a hydrogen atom has one proton. Carbon is the sixth element in the periodic table. Remember that every carbon atom has six protons in its nucleus, so carbon has an atomic number of six. Knowing an element’s atomic number tells you how many protons are in an atom of the element, but it doesn’t necessarily tell you how many neutrons are in the atom’s nucleus.
原子序数
一个元素的原子序数 , 所代表的象征 ,Z, 给每一个原子的原子核中的质子数的元素。每个元素都有一个独特的原子序数。 元素的顺序列出它们的原子序数的元素周期表 , 元素总是上面列出的数字的象征。例如 , 氢 , 第一个元素周期表 , 原子的数 量。你可以告诉一个氢原子的原子序数有一个质子。碳是第六个元素周期表。记住 , 每个碳原子的原子核中有 6个质,
所以碳原子数 6。知道一个元素的原子序数告诉你有多少质子在元素的一个原子 , 但它不一定告诉你有多少中子的原子
核。
Mass Number
The mass number is the total number of protons and neutrons in an atom’s nucleus, and is always a whole number. Let’s look at how to find the mass number. The simplest example is probably hydrogen. The nucleus of most hydrogen atoms is made up of a single proton and no neutrons. These atoms have a mass number of one, or one proton plus zero neutrons. Most carbon atoms have six neutrons, in addition to the six protons, so these atoms have a mass number of 12. Unlike these carbon atoms, many atoms have a different number of protons than they have neutrons. So, how can you use the mass number to find the number of neutrons in the nucleus of an atom? Let’s take a look at a chlorine atom that has a mass number of 35. If you find chlorine in the periodic table, you will see that its atomic number is 17. The atomic number tells you the number of protons, so you can subtract the atomic number from the mass number to find the number of neutrons. In this case, the chlorine atom has 17 protons and 18 neutrons. Other chlorine atoms may have a different number of neutrons, and these atoms will have a different mass number.
质量数
质量数总数是一个原子的质子和中子的原子核 , 始终是一个整数。让我们看看如何发现质量数。举个最简单的例子可能 是氢。大多数氢原子的原子核是由一个质子和中子。这些原子的质量数 , 或者一个质子中子加零。大多数碳原子都有 6个中子 , 除了 6个质子 , 所以这些原子的质量数 12。与这些碳原子 , 许多原子有不同数量的质子比中子。所以 , 你怎么能使 用质量数发现原子的中子数在细胞核中 ? 让我们看一个氯原子的质量数是 35。如果你发现氯元素周期表 , 你会发现它的 原子序数是 17。原子序数告诉你数量的质子 , 所以你可以减去质量数的原子序数发现中子数。在这种情况下 , 氯原子有
17个质子和 18个中子。其他氯原子可能有不同的中子数 ,
和这些原子质量数不同。
Isotopes
Atoms of the same element that have different mass numbers are isotopes. Isotopes have the same number of protons, but a different number of neutrons. For example, in nature about 76 percent of chlorine atoms have a mass number of 35 and about 24 percent have a mass number of 37. All chlorine atoms have 17 protons, so isotopes with a mass number of 35 have 18 neutrons and isotopes with a mass number of 37 have 20 neutrons. How do you determine the number of electrons? Both isotopes have 17 negative electrons, the same as the number of positive protons. How many neutrons are in the nucleus of one deuterium atom?
You can indicate isotopes in a couple of ways. One way is to write the mass number after the name of the element, as in chlorine-35. Isotopes are also written by putting the mass number and atomic number before the element’s symbol. The mass number, which is the larger number, is always on top. You can subtract the top number from the bottom number to find the number of neutrons in an isotope. Can you use tritium’s symbol to find out how many protons and neutrons it has?
同位素
原子相同的元素有不同的同位素质量数据。同位素具有相同数量的质子 , 但不同的中子数。例如 , 在自然界中大约 76%的 氯原子的质量数 35和 37的质量数约 24%。所有的氯原子有 17个质子 , 所以同位素质量数的 35有 18中子和同位素质 量数的 37有 20个中子。如何确定电子的数量 ? 同位素都有 17 -电子 , 与积极的质子的数目相同。有多少中子一个氘原子 的核吗 ?
你可以在几个方面表明同位素。一种方法是编写质量数量元素的名称后 , 如氯 35。同位素也写的质量数和原子序数在元
素的象征。的质量数较大的数量 , 总是在上面。你可以减去数字从底部顶部发现同位素中子数。你可以使用氚的象征发
现质子和中子有多少
?
Atomic Mass
The mass of an atom depends on its total number of protons, neutrons, and electrons, but this mass, measured in grams, is tiny! It wouldn’t be convenient to use scientific notation all of the time in calculations, so scientists use another unit— atomic mass units, or amu— to measure atomic mass. Carbon-12 is the standard for this unit, meaning one amu is equal to exactly one-twelfth the mass of a carbon-12 atom. In the periodic table, the atomic mass is given below the element’s symbol. Notice that the atomic mass of carbon is 12.01 amu. Why isn’t the number exactly 12? The atomic mass of an element is the average mass of the naturally occurring isotopes. The average is weighted, meaning that it depends not only on the atomic masses, but also on the relative amounts of each isotope. For example, carbon has the naturally-occurring isotopes, carbon-12 and carbon-13. The atomic mass of carbon-12 is exactly 12 amu. The atomic mass of carbon-13 is 13.003 amu. The atomic mass of carbon is closer to 12 amu because carbon-12 is much more abundant in nature than carbon-13. So, to find the atomic mass of carbon, you need to multiply the mass of each isotope by its relative amount, and add the resulting values together. The atomic mass of any element is calculated in the same way.
相 对 原 子 质 量
一个原子的质量取决于它的总数质子 , 中子 , 电子 , 但这质量 , 以克 , 很小 ! 不方便使用科学记数法在计算所有的时间 , 所以科 学家使用另一个 unit-atomic 质量单位 , 或者 amu-to 测量原子质量。碳 12是这个单位的标准 , 这意味着一个阿姆河等于完全 碳 12原子质量的十二分之一。在元素周期表中 , 原子质量给出以下元素的象征。注意 , 碳的相对原子质量是 12.01阿姆 河。为什么不是 12号吗 ? 元素的相对原子质量是平均天然同位素的质量。是加权平均 , 这意味着它不仅取决于原子质量 , 而且在每个同位素的相对量。例如 , 碳的自然产生的同位素、碳 12和碳 13。碳 12的相对原子质量是 12阿姆河。碳 13的相 对原子质量是 13.003阿姆河。碳的原子质量接近 12阿姆河 , 因为碳 12比碳 13在本质上更加丰富。发现碳的原子质量 , 你需
要 每 一 个 同 位 素 的 质 量 乘 以 其 相 对 量 , 并 添 加 在 一 起 产 生 的 值 。 任 何 元 素 的 原 子 质 量 相 同 的 方 式 计 算
。
1. What equals the number of protons and neutrons in an atom?
A. average atomic mass
B. atomic number
C. mass number
D. isotopes
1。什么等于原子中质子和中子的数量吗 ?
答 :平均原子质量
b 原子序数
c .质量数
d .同位素
1。质量数
反馈 :质量数是由质子和中子的数量
2. What is the weighted average of all the isotopes of an element?
A. average atomic mass
B. atomic number
C. mass number
D. isotopes
2。什么是所有元素的同位素的加权平均 ?
答 :平均原子质量
b 原子序数
c .质量数
d .同位素
2。平均相对原子质量
反馈 :平均原子质量加权平均的同位素。
3. What is the same as the number of protons in an atom?
A. average atomic mass
B. atomic number
C. mass number
D. isotopes
3所示。什么是一样的一个原子的质子数 ?
答 :平均原子质量
b 原子序数
c .质量数
d .同位素
3所示。原子序数
反馈 :原子序数等于原子中质子的数量。
4. What are carbon-14 and carbon-12?
A. average atomic mass
B. atomic number
C. mass number
D. isotopes
4所示。碳 14与碳 12是什么 ?
答 :平均原子质量
b 原子序数
c .质量数
d .同位素
4所示。同位素
反馈 :碳 14与碳 12同位素。他们都有 6个质子但碳 12 6
中子而碳 14 8个中子。
5. You can identify an element by this number.
A. average atomic mass
B. atomic number
C. mass number
D. isotope
5。你可以通过这个号码识别元素。
答 :平均原子质量
b 原子序数
c .质量数
d .同位素
5。原子序数
反馈 :通过了解原子序数可以识别元素
6. What are one of two or more atoms with the same atomic number but with different numbers of neutrons?
A. average atomic mass
B. atomic number
C. mass number
D. isotope
6。什么是两个或两个以上的原子具有相同原子序数但不同的中子数 ?
答 :平均原子质量
b 原子序数
c .质量数
d .同位素
6。同位素
反馈 :同位素的元素只有在中子数不同。
范文四：化学学科发展的历史回顾
化学学科发展的历史回顾、现状与未来
?基础研究中六个方面的重大突破
?在化学基础研究推动下化学工业的大发展 ?化学学科发展的现状
?化学学科发展的趋势
化学学科发展的历史回顾
?基础研究中六个方面的重大突破
?在化学基础研究推动下化学工业的大发展
1661年 波义耳在其著名论文 “ 怀疑派的化学家 ” 中提出 “ 元 素 ” 的概念,从而化学被确定为一门学科。
1803年 道尔顿提出 原子论 。
1811年 阿伏加德罗提出了 “ 分子 ” 的概念。
1860年 康尼查罗提出了 原子--分子论 。
1870年 门捷列夫发现了 元素周期律 ,奠定了化学学科的 理论基础。
19世纪末 化学的重要分支(二级学科) 分析化学、无机化 学、有机化学 和 物理化学 相继建立,这种分工大 大推动了化学研究的深化。
20世纪 量子力学 的诞生,近邻学科特别是物理学、生物学 和数学的发展,以及各种新的实验技术及精密仪 器的发明和计算机的出现,使化学学科得到迅猛 的发展。
基础研究的重大突破
(1)放射性和铀裂变的重大发现
20世纪在能源利用方面一个重大突破是 核能 的释放 和可控利用,其前期基础研究经历了半个世纪。最有代 表性的是 约里奥-居里 夫妇用人工方法创造出放射性元素, 在1935年荣获诺贝尔化学奖。1942年在费米领导下成功 地建造了第一座原子反应堆。
(2)化学键和现代量子化学理论的建立
鲍林在化学键本质研究和应用 化学键理论 来阐明物 质结构而获1945年诺贝尔化学奖。经许多化学家近半个 世纪的努力,使现代量子化学理论不断发展和完善,使 化学进入 实验和理论计算并重 的时代。化学家们由浅入 深,认识分子的本质及其相互作用的基本原理,从而让 人们进入 分子的理性设计 的高层次领域。
基础研究的重大突破
(3)创造新分子新结构 —— 合成化学
近百年来化学家(特别是有机化学家)已经设计和合成 了数千万个化合物,几乎又创造了一个新的自然界;同 时还发现了大量的 新反应、新试剂、新方法和新理论 。 1912年格林尼亚因发明 格林尼亚试剂 ,开创了 有机金属 化合物 在各种官能团反应中的新领域而获诺贝尔化学奖。 现代有机合成化学是经过20世纪近100年的研究、探索发 展到今天已可以合成像 海葵毒素 (Polytoxin)这样复杂的 有机分子(具有 64个手性中心 的 7个骨架内双键 的分子, 存在271≈2×1021个异构体)。
基础研究的重大突破
(4)高分子科学的建立和发展
20世纪的人类社会文明的标志之一是 合成材料 的出 现。1920年德国施陶丁格提出了 高分子 这个概念,创立 了 高分子链型学说 ,认为原子按正常价键结合几乎可以 构成任何长度的链状分子。在此理论指导下 塑料、纤维、 橡胶 三大合成材料得以发展,33年后的1953年他获得诺 贝尔化学奖。其后,弗洛里发展了 非线性聚合物的理论 , 荣获1974年诺贝尔化学奖。
基础研究的重大突破
(5)化学动力学与分子反应动态学的发展
揭示 化学反应的历程 和研究 物质的结构与其反应能 力之间的关系 ,是控制化学反应过程的需要。1956年由 前苏联的谢苗诺夫和英国的欣歇尔伍德在 化学反应机理 、 反应速度 和 链式反应 方面的开创性研究而获诺贝尔化学 奖。同时研究快速反应的技术得到发展,现在可以研究 十亿分之一秒内发生的化学反应。美籍华人化学家李远 哲及美国化学家赫希巴赫首先研制成功能获得各种态信 息的 交叉分子束 实验装置,从微观角度来认识化学反应, 发展了 分子反应动态学 ,亦称态--态化学,对化学反应的 基本原理做出了重要突破。(荣获1986年诺贝尔化学奖)。 基础研究的重大突破
(6)分析科学的发展
20世纪70年代,生命科学、信息科学和计算机技术 的发展,使分析化学进入了崭新阶段,它不只限于测定 物质的组成和含量,而要对 物质的状态 (氧化.还原态、 各种结合态、结晶态)、 结构 (一维、二维、三维空间分 布)、微区、薄层和表面的组成与结构以及 化学行为 和 生 物活性 等做出瞬时追踪, 无损 和 在线监测 等分析及过程 控制,甚至要求 直接观察原子和分子的形态与排列 。分 析化学成为一门仪器装置和测量的科学。
1990年开始的人类基因组计划(HGP)中,由于DNA 测序技术不断推陈出新,从 板凝胶 电泳到 凝胶毛细管 电 泳、 线性高分子溶液毛细管 电泳、到 阵列毛细管 电泳, 直至 全基因组鸟枪 测序技术。终于使人类基因组计划提 前到2001年完成。分析化学在推进人们弄清环境和生命 有关的化学问题中起着关键作用。
基础研究的重大突破
以上是化学基础研究20世纪在 六个方面的重大突破 , 值得一提的是从1901年至2003年142位诺贝尔化学奖得主中, 高等院校的教授有109位。占76.8%,可见高等院校的化学 基础研究在整个化学学科发展中的重要地位。
?超分子化学 :自组装、主客体分子识别
化学学科发展的历史回顾
?基础研究中六个方面的重大突破
?在化学基础研究推动下化学工业的大发展
(1)石油化工成为支柱产业
20世纪30年代催化剂进入石油化工, 催化动力学 的 发展及 催化剂 的作用使石油的 各种馏分 成为各种不同用 途的化工产品,石油化工迅速发展,已成为世界经济发 展中占重要地位的工业领域。 世界化工总产值中80%以 上的产品与石油化工有关 。
(2)三大合成材料时代
20世纪前半叶,由于基础化学中的高分子化学的兴 起和发展,逐步形成了 塑料、纤维、橡胶 三大合成材料 工业。到20世纪末,世界年产合成橡胶能力已1200万吨, 合成纤维达1500万吨,合成塑料已超过6000万吨。以塑 料为主体的三大合成材料,以体积计算其世界总产量已 超过全部金属的产量,所以有人称20世纪为聚合物时代。
(3)化肥(农药)工业的巨大作用
20世纪面临人口大幅度增长和粮食需求迅速增加的 局面。在解决这一困难中,化肥起了重要作用。其中 氮 肥 的生产关键问题是如何利用大气中的氮大规模合成肥 料。1909年德国化学家哈伯用锇作催化剂成功地建立了 每小时产生80克氨的实验装置。哈伯因此而荣获1918年 诺贝尔化学奖。1931年德国博施建成第一个用铁催化剂 的 合成氨 工厂日产量为30吨。(荣获1931年诺贝尔化学奖)。 60多年来,不断对合成氨工艺进行改进并引入现代化工 技术。我国是农业大国,肥料是增产的关键措施。目前 已达年产2000万吨的规模,占世界第二位。
(4)医药工业的大发展
20世纪人类寿命显著延长,70岁以上的老人比例显 著提高,估计20世纪人类平均寿命增加30岁左右。人类 寿命延长的原因之一是医疗条件的改善,其中针对人类 常见病、多发病的新药的研制成功是关键因素。医药工 业的发展与化学紧密相关。化学合成药在医学工业中占 主导地位。磺胺药是第二次世界大战前惟一有效的抗细 菌感染的药物。Domagk因此而在1939年荣获诺贝尔生理 及医药奖。 磺胺类药物的问世标志着化学疗法方面的一 大突破 。第二次世界大战后,磺胺药逐渐让位于治疗效 果更好的抗生素类药,如青霉素、四环素、红霉素、氯 霉素、头孢菌素等。目前世界药物市场的年销售量约为 3000亿美元,在世界经济发展中有举足轻重的作用。
美国90年代化学工业产值约占30%,化学品出口占总出 口的30%,位居世界第二位。
美国的调查报告 “ 化学中的机会 ” 指出,化学工业在国际 市场上要保持竞争力,主要看作为基础学科的化学能否保持 领先地位。可见,没有基础学科的发展为后盾,国民经济、 高新技术的发展是不可能的。
化学工业已成为某些国家的支柱产业
基础研究和工业生产紧密联系的一个 典型事例 是 2001年诺贝尔化学奖授予不对称催化合成 的先驱化学家:美国 孟山都生物技术公司的威廉 ·s ·诺尔斯博士,日本名古屋大 学的野依良治教授和美国Scripps研究所K ·巴里 ·夏普莱斯 (K.Barry Sharpless)教授。他们的研究成果使化学家们能够 有效地操纵化学反应,开发了使化学反应向着只生成其中 的一种手性分子的 不对称合成技术 ,这些化学技术被广泛 用于工业生产,特别是 高纯药物分子 ,如抗生素、消炎药、 治疗心脏病的药物以及神经传导阻滞剂等工业合成中。 化学工业已成为某些国家的支柱产业
化学学科发展的现状
?化学是为人类进步提供物质基础的基础学科 ?化学是促进交叉学科兴起的中心学科 ?技术进步大大推动化学的发展
化学学科发展的现状
1.化学是为人类进步提供物质基础的基础学科
化学不但能够大量制造各种自然界已有的物质,而且能 够根据人类需要创造出自然界本不存在的物质。它们不但为 人类吃、穿、用提供了大量适用的物质,而且使化学家迈向 蛋白质、核酸等大分子。化学能够提供 组成分析 和 结构分析 手段,使人们能够在分子层次上认识天然的和合成的物质与 材料的组成和结构,掌握和解释 结构 — 性质 — 功能 的关系, 并且能够预测某种结构的分子是否可以存在?在什么条件下存 在?有了这些基础,化学就能针对需要 裁剪和设计分子 。化学 掌握了决定化学过程的热力学、动力学理论,并用于解决生 产和生活问题。而且能从理论上指导新物质(如催化剂)和反 应新条件(如高压、高温、超临界状态)的设计和创造,从而 能够达到大自然所不能达到的目标。
2.化学是促进交叉学科兴起的中心学科
20世纪初化学已深入到原子、分子层次。化学成为在 原 子、分子层次上研究物质结构和性能的科学 ,建立了一套物 质分子的研究方法(包括理论研究和计算,分子层次上的测量, 微观结构和宏观性质的研究)。化学的原理和这些研究方法广 泛使用于其他学科,使化学渗透到其他学科形成许多新的交 叉前沿学科,从而使化学处于中心学科的地位。
化学学科发展的现状
2.化学是促进交叉学科兴起的中心学科
(1)生物化学与化学生物学
生命过程中的基础物质 —— 蛋白质、核酸、糖和一些激 素分子等,通过20世纪的研究已相继确定了它们的结构,并 通过化学和生物方法可以进行合成。但这些基础物质如何配 合起来产生生命现象和生命活动,则需进一步研究。现今这 方面的研究途径大体上是从化学出发,模拟生命过程,合成 生物功能分子及其类似物,组装成模型生物功能结构等等。 化学学科发展的现状
2.化学是促进交叉学科兴起的中心学科
(2)材料化学
材料、能源和信息 构成现代文明的三大支柱。材料科学 的发展十分迅速,它是物理、化学、数学、生物、工程等一 级学科交叉而产生的新的学科领域。材料化学处于核心地位, 它具有十分鲜明的应用目的,是人类进行生产的最根本的物 质基础,也是人类衣、住、行及日常生活用品的原料。
特别是许多纳米级材料在电、光、磁、力学以至生物学 等方面的性质发生了突变,这种变异开拓了一门新兴的交叉 学科 —— 纳米化学 。纳米材料已成为高新技术的重要研究领 域,纳米科学技术将成为21世纪关键的高新技术之一,而合 成与研究纳米材料是纳米化学的主要任务。
化学学科发展的现状
2.化学是促进交叉学科兴起的中心学科
(3)环境化学
环境化学是研究 环境中物质相互作用的学科 。包括研究 天然物质、生物物质和合成化学物质在环境介质(大气、水体、 土壤、生物)中的存在,化学特性、行为和效应,并在此基础 上研究其控制的化学原理和方法。环境化学的研究任务包括 分析检测环境介质中存在的有害物质,跟踪它们的来源以及 在环境介质中的环境化学行为,了解有害物质对生物和人体 产生不良影响的规律,因此又推动了 环境分析化学、大气环 境化学、水环境化学、土壤环境化学、元素化学循环、环境 计算化学 等三级学科的发展。
化学学科发展的现状
2.化学是促进交叉学科兴起的中心学科
(4)绿色化学
绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染。绿 色化学是指化学反应和过程以 “ 原子经济性 ” 为基本原则,即 在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原 子,实现零排放。不仅充分利用资源,而且不产生污染。并 采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂,生产有利于环境保 护、社区安全和人身健康的环境友好产品。因此, 绿色化学 是更高层次的化学 ,化学家不仅要研究化学品生产的可行性 和现实用途,还要考虑和设计符合绿色化学要求、不产生或 减少污染的化学过程。绿色化学将使化学工业改变面貌。 化学学科发展的现状
3.技术进步大大推动化学的发展
科学按照研究对象由简单到复杂可分为上游、中游和下 游, 数学、物理为上游,化学处于中游,生命、材料、环境 等为下游 。 其他科学的发展和技术的进步促使化学学科的发 展 。例如19世纪中叶蒸气机的发明,在大量实验的基础上, 建立了热力学第二定律,解决了判别化学变化方向和限度的 标准问题。20世纪初,低温实验技术的发展及低温性质的研 究,确立了热力学第三定律,为化学家解决了如何从物质的 热力学测量数据求算物质间化学反应的平衡限度问题。 20世纪初量子力学的诞生而随后物理技术的进步建立了 量子化学和分子层次的研究方法。
20世纪60年代激光器的问世及激光的发展和应用产生了 激光化学,尤其使化学动力学。进入态--态反应层次。许多重 要的快速反应得以研究形成 “ 飞秒化学 ” 。
化学学科发展的现状
3.技术进步大大推动化学的发展
信息科学的崛起是与电子计算机迅速发展分不开的。化 学家们在研究中所需要获得的各种信息也逐渐通过电子计算 机进行。如 分子结构的测定可以通过计算机计算分子体系的 能量和过渡态来判断 ; 未知化合物的性能可通过计算机按结 构和性能的关系进行预测 ,如药物设计,材料设计等; 化学 键及分子稳定性可通过量子化学计算得到确切的信息 。计算 机的迅速发展大大推动了化学的发展。化学和计算机相结合, 逐渐形成了 计算化学 、 化学信息学 等新兴交叉学科。
化学学科发展的现状
化学学科发展的趋势
?人类社会的发展对化学的需求 ?化学的基础研究方法的发展 ?化学学科一些可能的发展方向
化学学科发展的趋势
1.人类社会的发展对化学的需求
(1)化学仍是解决食物和健康问题的主要学科之一
食物问题 是涉及人类生存和生存质量的最大问题。未来 的食品将不只满足人类生存的需要,还要在提高人类生存质 量、提高健康水平和身体素质方面起作用。利用化学和生物 的方法增加动植物食品的 防病有效成份 ,提供安全有防病作 用的食物和食物添加剂(特别是抗氧化剂),改进食品储存加 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。
1.人类社会的发展对化学的需求
(2)化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键 作用
21世纪初期,我国重点能源仍然为煤碳、天然气、石油 等化石能源。这就要求研究高效洁净的转化技术和控制低品 位燃料的化学反应,使之既能保护环境又能降低能源的成本。 这不仅是化工问题,也有基础化学问题。此外还要开发新能 源,新能源必须满足高效、洁净、经济、安全的要求。太阳 能以及新型的高效、洁净化学电源与燃料电池都将成为21世 纪的重要能源。
化学学科发展的趋势
1.人类社会的发展对化学的需求
(3)化学将继续推动材料科学发展
2l世纪电子信息技术将向更快、更小、功能更强的方向 发展。目前正在致力于 量子计算机、生物计算机、分子电路、 生物蕊片 等新技术,标志着进入 分子信息技术阶段 。这需要 物理学家提供器件设计思路,化学家则设计、合成所需的物 质和材料。化学家应该更加主动地研究各种与电子信息有关 的材料的性质和功能以及与各个层次结构的关系,特别是物 质与能的相互作用的化学特征,创造具有特殊功能的新物质 和新材料。此外,化学还必须推进凝聚态化学的研究,如纳 米科学技术、超分子凝聚态构筑、晶体工程等,创造新的聚 集态构筑技术。
化学学科发展的趋势
1.人类社会的发展对化学的需求
(4)化学仍是提高人类生存质量和生存安全的有效保障
不断提高生存质量和生存安全是人类进步的标志。化学 研究至少可以从三方面对保证生存质量的提高做出贡献:① 通过研究各种物质和能的生物效应(正面的和负面的)的化学 基础,特别是搞清楚两面性的本质,找出最佳利用条件;② 研究开发对环境无害的化学品和生活用品,研究对环境无害 的生产方式。③研究大环境与小环境(如室内环境)中不利因 素的产生、转化与人体的相互作用,提出优化环境建立洁净 生活空间的途径。健康是重要的生存质量的标志。 预防疾病 将是21世纪医学发展的中心任务 。化学可以从分子水平了解 病理过程,提出预警生物标志物的检测方法,建议预防途径。 化学学科发展的趋势
2.化学的基础研究方法的发展
(1)微观与宏观相结合
化学的发展不应只看到化学热力学和动力学的经典内容, 而应该看到它们发展趋势。例如, 非平衡态热力学 (普里高津, 1977年诺贝尔化学奖)的贡献是教给化学家一把开启从分子 层次洞察生命过程的钥匙。迄今还需要更好的理论和方法描 述 实际开放系统 (生物体、河流、大气等)的时--空动态变化。 尽管在沟通微观与宏观研究中已经取得一些成绩,也建立了 一些方法,但是大多数工作还是微观与宏观分离。由于解决 实际问题的需要也因为在理论上和方法上已经有了一定的基 础,预期未来 微观与宏观将会更深入更广泛的结合 。
化学学科发展的趋势
2.化学的基础研究方法的发展
(2)静态与动态(过程)相结合
化学反应历程的早期研究仅限于小分子参与的宏观动力 学研究,而且只能研究速率较慢的简单反应。而后, 停流技 术 的发展才使人们有可能研究快速反应过程。 交叉分子束 实 验技术的建立使微观反应动力学有了重大突破。近年来 单分 子操作 能够用来观察分子的动态过程, 计算机能够模拟分子 间相互作用 的过程。这些都预示着在不远的将来化学过程的 微观动态跟踪的可能性。
化学学科发展的趋势
2.化学的基础研究方法的发展
(3)多学科的综合
未来化学将在与其他学科综合研究中有所突破,这种突 破将会产生若干新的领域,是未来科学的生长点。未来化学 研究模式将体现在如下几个方面:从实际问题中抽出化学基 本问题来研究;吸收其他学科的新理论和新结果,孕育化学 生长点;与其他学科融合,开拓化学新领域;把握动向和时 机,提出新的思路和新的研究方向;重视化学学科自身发展 与整体科学技术的发展相结合。
化学学科发展的趋势
预计2l世纪科学发展的趋势是各学科间纵横交叉而解决 实际问题。对于化学学科,其自身的继续发展与相关学科融 合发展相结合;化学学科内部的传统分支的继续发展和作为 整体发展相结合;研究科学基本问题与解决实际问题相结合。
3.化学学科一些可能的发展方向
当今国际化学基础研究的重要核心科学问题之一 是如何创 造具有 特定性质和功能的新物质和新材料 ,建立和发展 物质反 应和转化的新方法 ,阐明 物质结构--反应--性能 的基本规律。 化学学科发展的趋势
3.化学学科一些可能的发展方向
运用 现代实验方法和理论计算及模拟手段 ,探索和阐明化学 键的断裂和形成之基本规律,揭示物质形成于转化的内在规律。 以 绿色化学 为目标,发展分子物质(材料)合成的新概念、新 反应、新试剂和新方法,使化学学科更好地服务于社会的可持 续性发展。
发展新型分子物质(材料)合成与制备的催化体系,特别重视 不对称催化 ,提高合成与制备反应的效率和选择性,为分子物 质(材料)合成与制备提供高效、低耗的先进方法。
发展包括 碳--氯键、碳--碳键和碳--氢键等非活性键的小分子 活化方法 ,发展新的基于基本点石油产品的原子经济性反应, 建立物质合成与备的新体系。
化学学科发展的趋势
3.化学学科一些可能的发展方向
发展基于生物转化反应的新的生物催化体系,将生物催化体系 与金属催化剂及其他反应相结合,拓展生物技术催化反应体系, 运用现代化学的理论与方法,结合生物技术手段来揭示生命过 程的本质,并为实现对生物体系和过程的调控提供理论依据 。 研究外场(如超 临界流体、离子液体 等)中的特殊反应,探索 物质合成和制备中新的现象和规律。
发展合成方法学,合成具有特定功能的目标分子,实现新型 无机化合物和高分子化合物、新的凝聚态和凝集态体系,以及 具有可控性能和形态的新材料的合成与制备。
发展 分子识别和分子自组装 的原理,实现分子间相互作用的 精确调控,构筑功能超分子材料和分子(电子)器件,创造病毒、 单细胞等某些低级的生命形式。
化学学科发展的趋势
3.化学学科一些可能的发展方向
揭示分子与生物大分子问的相互识别和相互作用,及生物活 性小分子诱导的生物大分子的构象以及功能的变化和生物活性 小分子与细胞的相互作用及所引起的功能变化规律,发展新一 代治疗方法与药物化学 。
探索并建立新的分离、分析测试理论与表征分析技术,为材 料科学和生命科学的发展提供技术支持,为人口与健康、国家 安全等领域提供强大的技术保障。
结合我国经济建设以及全面建设 “ 小康社会 ” 的需要,在能源、 资源、环境、材料、重大疾病防治、农业、国家安全等方面取 得一大批创新的、具有我国自己知识产权的成果,为国民经济 的发展和人民生活的提高做出重大贡献。
发展与化学相关的新兴交叉学科新领域,如 化学生物学 、 化 学信息学 、纳米化学等,占领前沿和交叉学科领域制高点。 化学学科发展的趋势
End
化学专业本科教育改革
范文五：化学在中国发展的历史
化学在中国发展的历史
班级 材料化学1301班
学号 13273021
姓名 喻正凯
时间 2014年12月
摘要
化学在中国的发展源远流长，然而其内容历久弥新，展现了其对中国科
技发展和社会进步的重要作用。与此同时，中国的化学发展也推动的世界的科技
进步。
关键词
造纸术 冶金 火药 酿酒 制碱
3000多年前，我国已利用天然染料染色。我国是世界上最早发现漆料和制
作漆器的国家，约有7000年历史。
公元前4000～公元前3000年中国已会酿造酒。公元前1000年我国已掌握
制酒技术，比欧洲的“淀粉发酵法”制造酒精早2000多年。
3000多年前，我们祖先发现石油。古书载“泽中有火”即指地下流出石油
溢到水面而燃烧。宋朝沈括所著《梦溪笔谈》第一次记载石油的用途，并预言：“此物必大行于世”。世界上最早开发和利用天然气的是中国的四川省邛崃和陕
西省鸿门两地。
我国是“纤维之王”──蚕丝的故乡。公元前2000年中国己经养蚕。公元
200年养蚕技术传入日本。
1000多年前中国就能炼锌，早于欧洲400年。公元前2000年中国已会熔铸
红铜。公元前1700年中国已开始冶铸青铜。公元900多年我国的胆水浸铜法是
世界上最早的湿法冶金技术（置换法）。1700多年前，中国已能炼铅及铜铅合
金。
公元前800～公元前600年中国已制造陶器。公元200年中国比较成熟地掌
握了制瓷技术。 公元前100年中国发明了造纸术。公元105年东汉蔡伦总结并推广了造纸技
术，而欧洲人还在用羊皮抄书呢！蔡伦认真总结了前人的经验，他认为扩大造纸
原料的来源，改进造纸技术，提高纸张质量，就可以使纸张为大家接受。蔡伦首
先使用树皮造纸，树皮是比麻类丰富得多的原料，这可以使纸的产量大幅度的提
高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高，因此树皮的脱胶、制浆要比
麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆，东汉时改
用草木灰水制浆，草木灰水有较大的碱性，有利于提高纸浆的质量。元兴元年（公
元105年）蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇，汉和帝很
称赞他的才能，马上通令天下采用。这样，蔡伦的造纸方法很快传遍各地。以竹
纸为例，《天工开物》中指出：在芒种前后登山砍竹，截断五七尺长，在塘水中
浸沤一百天，加工捶洗以后，脱去粗壳和青皮。再用上好石灰化汁涂浆，放在楻
桶中蒸煮八昼夜，歇火一日，取出竹料用清水漂洗，更用柴灰（草木灰水）浆过，再入釜上蒸煮，用灰水淋下，这样十多天，自然臭烂。取出入臼，舂成泥面状，再制浆造 纸。这些记载，和后来的民间土法造竹纸过程大体相同。
公元700～800年唐朝孙思邈在《伏硫磺法》中记载了黑火药的三组分（硝
酸钾、硫磺和木炭）。火药于13 世纪传入阿拉伯，14世纪才传入欧洲。 公元前200～后400年中国炼丹术兴起。魏伯阳的《周易参同契》和葛
洪的《抱朴子》记录了汞、铅、金、硫等元素和数十种药物的性状与配制。火药
据传由晋朝葛洪发明，火药的研究开始于古代道家炼丹术，古人为求长生不老而
炼制丹药，炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的，但它的实验方法还是有可取
之处，最后导致了火药的发明。恩格斯高度评价了中国在火药发明中的首创作用：“现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉
伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药的发明大大的推进了历史发展
的进程，是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。火药的发明 炼丹家虽然掌握了一定
的化学方法，但是他们的方向是求长生不老之药，因此火药的发明具有一定的偶
然性。炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药，在使用之前，常用烧灼的办
法“伏”一下，“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低，这种手续称为“伏
火”。唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有：硫磺、硝石各
二两，研成粉末，放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑，放锅子在坑里和地平，四
面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着，然后夹入锅里，把硫磺和
硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了，再拿木炭来炒，炒到木碳消去三分之一，就
退火，趁还没冷却，取入混合物，这就伏火了。唐朝中期有个名叫清虚子的，在
“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子：“硫二两，硝二两，马兜铃三钱半。右
为末，拌匀。掘坑，入药于罐内与地平。将熟火一块，弹子大，下放里内，烟渐
起。”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角，这两种物质代替碳起燃烧作用的。伏火的方子都含有碳素，而且伏硫磺要加硝石，伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家
有意要使药物引起燃烧，以去掉它们的猛毒。虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点
火会发生激烈的反应，并采取措施控制反应速度，但是因药物伏火而引起丹房失
火的事故时有发生。《太平广记》中有一个故事，说的是隋朝初年，有一个叫杜
春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒，看见炼丹
炉内有“紫烟穿屋上”，顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏
忽而引起火灾。还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事，火把人的脸和手烧坏了，还直冲屋顶，把房子也烧
了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个
很重要的经验，就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药，这种药被
称为“着火的药”，即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中，在火药发
明之后，曾被当做药类。《明熹宗实录》：“天启二年十二月二十日辛巳，援辽
总兵毛文龙以登抚（袁可立）所遣管运参将黄胤恩、推官孟养志等发到粮饷并布
疋、军器、火药等物，复蒙颁给敕印、旗牌，授以援辽总兵便宜行事，具谢恩。”
《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫，辟湿气、瘟疫。火药不能解决长生
不老的问题，又容易着火，炼丹家对他并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军
事家手里，就成为中国古代四大发明之一的黑色火药。公元750年中国炼丹术传
入阿拉伯。
公元800年唐朝茅华是世界上第一位发现氧气的人。他比英国的普利斯特里
（1774年）和瑞典的舍勒（1773年）约早1000年。
公元前600年中国已掌握冶铁技术，比欧洲早1900年公元前200年，中国炼出了球墨铸铁，比英、美领先2000年。
我国祖先很早便开始使用木炭和石炭（又叫黑炭，即煤），而欧洲人16世
纪才开始利用煤。 第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，
一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱
国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司, 决心打破洋人的垄断，生产出
中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。
1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进
上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月, 塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖
章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。
针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低，制碱成本高，废液、废渣污染环境
和难以处理等不足，侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制
碱法。这种方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了
生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。联合制碱法很快为世界所
采用。
侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子
浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀，气
体和难电离的物质生成。他要制纯碱（Na2CO3），就利用NaHCO3在溶液中溶液
中溶解度较小，所以先制得NaHCO3。再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通入
氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子，铵根离子，氯离子和碳酸氢根离子，这其中NaHCO3溶解度最小，所以析出，其
余产品处理后可作肥料或循环使用。
1965年，我国在世界上第一个用人工的方法合成活性蛋白质──结晶牛胰
岛素。(由于署名原因，诺贝尔化学奖与国人擦肩而过)
七十年代，中国独创无氰电镀新工艺取代有毒的氰法电镀，是世界电镀史上
的创举。
1977年我国在山东发现了迄今为止的世界上最大的金刚石──常林钻石。 全世界海盐产量5000万吨，其中我国生产1300多万吨，居世界第一。早在3000
多年前，我国就采用海水煮盐了，是世界上制盐最早的国家。
世界上已知的140多种有用矿，我国都有。是世界上冶炼矿产最早的国家。我国最早的化学研究机构在20世纪初，我国所需要的纯碱全靠进口, 为改变这一
状况，我国著名的爱国实业家范旭东（1884－1945]先生，在兴办精盐公司的基
础上，于1917年在塘沽创办了永利制碱公司。范旭东以以久大精盐公司化验室
为基础，决定成立一个名为“黄海”的化学工业研究社。1922年8月，黄海化
学工业研究社方面塘沽正式成立。被称为“西圣”的孙颖川博士毅然辞去英办开
滦矿务局总化验师的高职，来到“黄海”任社长，张子丰先生任副社长。后来，留美归来的张克思、卞伯年、卞松年、区嘉伟、江道江等博士，留法归来的徐应
达博士，留德归来的聂汤谷、肖乃镇博士，以及国内的大学毕业生方心芳、金培
松等助理研究员，也先后来到“黄海”。著名的侯德榜博士当时也在“黄海”。经过7年的艰苦努力，终于生产出第一批“永利纯碱”在美国费城举办的万国博
览会上，该产品获得金质奖章。1932年，“黄海”接受了中华教育资金董事会
的资助，决定用海州磷肥石矿作磷肥试验，为硫酸铵的生产奠定了基础。1937
年，集中了中国炼丹的有关文章和文献，准确探索古代中国化学的渊源。这时的
“黄海”正处于黄金时代，拥有博士10人，留学生、大学生60多人，不但开展
广泛的研究工作，而且还代为海关检查食品。1937年日寇入侵，“黄海”被迫
迁至四川五通桥。由于五通桥没有海盐，制碱遇到困难。在这关键的时候，侯德
榜博士挺身而出。经过500多次实验，历时一年多，震惊世界的侯氏制碱法诞生了，“黄海”又东山再 4 起。1944年7月，范旭东继“黄海”之后, 又在研究社里创立了“海洋化工研究所”。1952年，中国科学院接收了黄海化学研究社，改名为中国科学院工业化学研究所。从此“黄海”的作用越来越大，“黄海”的学者、科学家、技术人员，成了新中国化学工业的栋粱。
