資源簡介

(共43張PPT)
人類認識化學并使之成為一門獨立的學科，經歷了漫長的探索過程。早在遠古時期，我們的祖先在生存中學會了使用火，繼而陸續發現了一些物質的變化，如在翠綠色的孔雀石等銅礦石上燃燒炭火，有紅色的銅生成。這些都是人類最早的化學實踐活動。
在長期的生產和生活實踐中，人們逐步積累了大量有關物質及其變化的實用知識和技能，制得了許多對人類生存具有重要意義的用品。
紫色石蕊遇酸
無色碘化鉀和無色硝酸鉛相遇
一、用自己的話說說“化學”？
閱讀
當你學習化學時，一扇新的科學大門正向你徐徐打開，在你的腦海中是否會有這樣的想法:什么是化學？化學有什么用？
其實，化學就在我們身邊，人類的衣、食、住、行都離不開化學。例如，色澤鮮艷的衣料需要經過化學處理和印染;糧食、蔬菜的豐收需要化肥、農藥和除草劑的合理使用;水泥、鋼材、玻璃、塑料等化工產品都是重要的建筑材料;汽油、柴油是許多現代交通工具的燃料。這些都與化學密不可分。
新工具
新方法 新技術 新手段
多學科交叉的
變化規律
組成
結構
性質
化學 物理
天文 材料 …
物理 化學
生物 數學 …
物理 化學 數學 …
物理 化學
生物 數學 …
基礎學科
化學與物質科學密不可分
什么是化學？
1.化學的定義：
2.化學研究的對象：物 質
3.研究： 物質的性質、組成、結構、變化規律
化學就是要研究物質及其變化，它不僅要研究自然界已經存在的物質，還要研究和創造自然界原本不存在的新物質。是在分子、原子層次上，研究物質的性質、組成、結構、變化規律的科學。
包括：自然界已有的物質，還要根據需要研究和創造自然界不存在的新物質
什么是化學？
二、舉例說明，化學與我們的關系如何密切？
衣、食、住、行，化學無所不在！
化肥－將人類從饑餓中拯救出來
高分子合成材料－改善我們的生活
藥物－人類健康的守護神
染料的發明和應用使我們的生活多姿多彩
化學物質，是天使也是魔鬼
化學創造了我們美好的生活
1.染料的發明和應用使我們的生活多姿多彩
植物
染料
苯胺
染料
合成染料的發明
1856年，英國18歲的青年化學家鉑金在研究治療瘧疾的特效藥時，本來想制造一種解熱劑，卻發明了有史以來第一個通過化學合成而得的染料——馬尾紫 。
20世紀50年代，卜內門公司的拉蒂和斯蒂芬開創了活性染料的合成應用時期——標志著染料使纖維著色從物理過程發展到化學過程。
2.化肥－將人類從饑餓中拯救出來
氮肥領域的研究已經催生了三位諾貝爾化學獎得主
1918年，弗里茨·哈伯發明合成氨方法
1931年，卡爾·博施因為改進合成氨方法（找到了合適的氧化鐵型催化劑，使合成氨生產工業化 ）
2007年，格哈德·埃特爾發現哈伯－博施法合成氨的作用機理（自第一次世界大戰以來，人類就開始應用哈伯－博施法合成氨，但是沒有人能解釋合成過程的作用機理。埃特爾成功揭示了氫原子、氮原子與金屬催化劑表面的作用過程，解答了這個遺留了六十多年的古老謎題。）
N2+3H2 2NH3
高溫、高壓
催化劑
德國物理化學家弗里茨·哈伯發明的 “哈伯法”合成氨方法功不可沒，結束了人類完全依靠天然氮肥的歷史。
贊揚哈伯的人說：他是天使，為人類帶來豐收和喜悅，是用空氣制造面包的圣人。
3.高分子合成材料－改善我們的生活
廣泛地應用于人們生活的衣食住行和各產業領
農業
交通
生活
醫療
3.高分子合成材料－改善我們的生活
成為繼金屬材料、無機材料之后的第三大材料
2000年，全球年產高分子材料的總產量已超過鋼，達到1.5億噸
高分子發展中的諾貝爾化學獎
1922年，施陶丁格（德）把“高分子”這個概念引進科學領域 ，1953年獲得諾貝爾化學獎。為工業化學家們的工作提供了有力的指導，從而使得聚合物的種類迅猛增長
1953年前后齊格勒－納塔催化劑
開創了立體定向聚合的嶄新領域，共獲1963年諾貝爾化學獎
在塑料導電研究領域取得突破性的發現，這一領域的開創性研究“導電聚合物”獲得2000年諾貝爾化學獎
20世紀70年代，黑格爾、麥克迪米德（美）和白川英樹（日）改變了高分子只能是絕緣體的觀念
能導電的觸摸屏
新型材料類型
光電子信息材料
先進復合材料
超級陶瓷材料
新型金屬材料
新型高分子材料
超導材料
樹脂基復合材料, 金屬基復合材料
陶瓷基復合材料, 碳纖維復合材料
納米陶瓷
記憶合金、鋁合金、金屬玻璃
導電塑料做成的塑料電池人工器官、可降解材料、高吸水性高分子
4.藥物－人類健康的守護神
19世紀前的藥學研究對象是一些天然來源的藥物
19世紀起天然藥物中分離出一些生理活性的物質鴉片中分離出鎮痛藥嗎啡
顛茄中分離出抗膽堿藥阿托品
金雞納樹皮中分離出抗瘧藥奎寧
鴉片有成癮性。吸食后且興奮，幻覺，妄想，甚至譫妄狀態。在不能繼續吸鴉片時,會出現血壓升高、脈搏升高、體溫升高、雞皮疙瘩、瞳孔擴大、打噴嚏、腹瀉、嘔吐、噴嚏、失眠等癥狀。
長期吸食后會導致身體不適，營養欠佳，免疫力下降，精神頹廢。
青蒿素1969 1972年間，中國藥學家屠呦呦參與的523課題組發現并從黃花蒿中提取了青蒿素并開創瘧疾治療新方法，屠呦呦也因此獲得2011年拉斯克臨床醫學獎 和2015年諾貝爾生理或醫學獎
隨著有機合成理論和技術的發展，人們對藥物分子改造的設想也得以實現，使得合成藥物成為人們主要應用的藥品
合成類麻醉藥品有：芬太尼、嗎啡片、磷酸可待因片、鹽酸可卡因粉、福爾可定片、鹽酸哌替啶片… …
阿司匹林－歷史悠久的解熱鎮痛藥
誕生于1899年3月6日。阿司匹林已應用超百年，醫藥史上三大經典藥物之一。至今它仍是世界上應用最廣泛的解熱、鎮痛和抗炎藥，也是作為比較和評價其他藥物的標準制劑
紫杉醇是最經典的抗癌藥物
20世紀60年代開始從太平洋紫杉樹的樹皮中提取出來的。1992年，紫杉醇得到FDA的批準作為治療子宮癌的藥物之后，施貴寶公司獲得了5年的市場壟斷權。
但是太平洋紫杉樹的資源短缺，紫杉醇使用受限。直到1994年，佛羅里達州立大學的科學家設計了一種合成紫杉醇的方法，徹底解決了太平洋紫杉樹太少的問題
三、化學發展史
① 發現和利用了火
② 發現了一些物質的變化，制得一些實用的產品。
（1）古代
火
青銅器 （商代）
火藥
造 紙
陶器
中國古代發明——火藥
火藥從中國經阿拉伯傳入歐洲，應用到19世紀。
（2）近代 —— ①研究物質的微觀
英國：道爾頓—原子論
意大利：阿伏加德羅——分子學說
1803年提出原子學說,為近代化學奠定堅實的基礎
1811年引入“分子”概念
成為整個化學的基礎和使化學日益完善的源泉
原子論和分子學說的創立，奠定了近代化學的基礎，使化學成為了一門獨立的自然科學。
元素周期律的發現和元素周期表的發明使用，使化學學習 和研究變得有規律可循。
（2）近代 —— ②發現元素周期律和周期表
物質世界存在多少種化學元素？
化學家也難以準確回答，因為新元素仍在不斷地被發現！門捷列夫指出元素的性質隨著原子量的增加而呈周期性的變化，1869年他發表了《元素的性質和原子量的關系》，并公布了他的元素周期表
門捷列夫根據周期表，不但糾正了一些有錯誤的原子量，還先后預言了15種以上的未知元素的存在！
門捷列夫
（3）現代 ——納米技術、綠色化學
納米是長度單位，1納米（nm）等于10－9m
1納米是一根頭發絲直徑的六萬分之一。
納米技術是用單個原子、分子制造物質的科學技術，研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用
納米科技引發科技產業革命
M3芯片搭載250億個晶體管，比M2多50億個。支持24GB的統一內存。
納米科技從幻想到現實
1959
費曼的幻想點燃納米科技之火
1982
1985
1989
1990
1991
1993
掃描隧道顯微鏡發明原子、分子從此可見
完美的對稱
富勒烯的意外發現
35個氙原子排出“IBM”
首次實現單個原子的操控
首屆國際納米科技會議納米科技誕生的標志
碳納米管
被科學家發現
中科院科學家操 縱原子成功寫下 “中國”二字
2000
美國NNI計劃
納米技術的研發成為21世紀技術創新的主要驅動器
……
1999
最小的“秤”
納米效應
1.表面效應
隨著顆粒直徑變小，比表面積（表面積/體積）將會顯著增大，說明具有高表面能的不安定原子所占的百分數將會顯著地增加，極易與外來原子吸附鍵結，同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。
如對催化性能影響顯著。
納米效應
2.小尺寸效應
隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質的質變 ，如光、熱、磁，以及力學性能會發生顯著變化。
如金屬塑料和超延展性金屬等。
3.量子效應
納米顆粒不同于塊材，能級產生分裂－量子尺寸效應。量子隧道效應本質上是量子躍遷，電子迅速穿越勢壘。
如掃描隧道顯微鏡的發明。
碳納米管的性能
1.結實、輕。強度為鋼的100倍，重量只有鋼的1/6。
2.利用碳納米管制造人造衛星拖繩，不僅可為衛星供電，還可耐受高溫。 做為鋰電池電極材料可延長電池壽命，改善充放電性能。
3.用碳基分子電子裝置取代芯片，將引發計算機新的革命。
……
化學學科特征：
1.實驗
2.符號特征
3.認識世界、享受生活
多進實驗室
怎樣學好化學？
記憶
練習、訓練思維
要求：預習發現問題、聽課解決問題、復習總結歸納！
2.舉例說明，化學與我們的關系如何密切？
3.請簡單勾畫化學的發展過程？
4.怎樣學好化學？
1.用自己的話說說“化學”？
小結：
1.綠水青山就是金山銀山。關于化學、物質、人類活動和環境問題的認識或做法合理的是---( )
A.實驗室將廢液直接倒入下水道
B.純天然的化妝品中不含任何化學物質
C.化學是環境污染的主因,所以沒有必要發展化學
D.解決環境問題,應從源頭上消除污染,而不是先污染后治理
練習：
D
2.化學學科不涉及的研究領域是---（ ）
A.開發新能源 B.合成新物質
C.防治環境污染 D.空間形式和數量關系
3.化學開始成為一門獨立自然科學的基礎是（ ）
A.原子論和分子學說的創立
B.元素概念的提出
C.門捷列夫發現元素周期律和元素周期表
D.綠色化學的提出
D
A
4.化學給我們帶來了---（ ）
A.工業發展所需的動力
B.農業高產所需的化肥
C.人類戰勝疾病所需的藥物
D.人類需要的新材料
A
B
C
D
5. 通過前面的化學學習,我們認識到化學是研究物質的______、 _____、 ________________的一門自然科學。
組成
結構
性質及其變化規律
6.為了保障食品安全,防止濫用食品添加劑,需要用化學_______和_______ ,對食品進行______和______ 。
試劑
技術
化驗
檢測

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