课件35张PPT。化学使世界变得更加绚丽多彩绪言实验引入: 手帕会烧坏吗?什么是化学 ?魔棒点灯、 1、用自己的话说说“化学”?新工具化学与物质科学密不可分 1、化学的定义: 化学研究的对象:物 质
物质的性质、组成、结构、变化规律 是在分子、原子层次上,研究物质的 性质、组成、结构、变化规律的科学。(包括:自然界已有的物质,还要根据需要研究和创造自然界不存在的新物质)划火柴 P 4衣、食、住、行、用化学无所不在1、化肥-将人类从饥饿中拯救出来2、高分子合成材料-改善我们的生活3、药物-人类健康的守护神4、染料的发明和应用使我们的生活多姿多彩5、化学物质,是天使也是魔鬼1、染料的发明和应用使我们的生活多姿多彩
合成染料的发明
1856年,英国18岁的青年化学家铂金在研究治疗疟疾的特效药时,本来想制造一种解热剂,却发明了有史以来第一个通过化学合成而得的染料-马尾紫
20世纪50年代,卜内门公司的拉蒂和斯蒂芬开创了活性染料的合成应用时期- 标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过程2、化肥-将人类从饥饿中拯救出来氮肥领域的研究已经催生了三位诺贝尔化学奖得主
1918年,弗里茨·哈伯发明合成氨方法
1931年,卡尔·博施因为改进合成氨方法(找到了合适的氧化铁型催化剂,使合成氨生产工业化 )
2007年,格哈德·埃特尔发现哈伯-博施法合成氨的作用机理(自第一次世界大战以来,人类就开始应用哈伯-博施法合成氨,但是没有人能解释合成过程的作用机理。埃特尔成功揭示了氢原子、氮原子与金属催化剂表面的作用过程,解答了这个遗留了六十多年的古老谜题。)3、高分子合成材料-改善我们的生活广泛地应用于人们生活的衣食住行和各产业领域
成为继金属材料、无机材料之后的第三大材料
2000年,全球年产高分子材料的总产量已超过钢,达到1.5亿吨交通 医疗 农业 生活 高分子发展中的诺贝尔化学奖
1922年,施陶丁格(德)把“高分子”这个概念引进科学领域 ,1953年获得诺贝尔化学奖
为工业化学家们的工作提供了有力的指导,从而使得聚合物的种类迅猛增长1953年前后齐格勒-纳塔催化剂
开创了立体定向聚合的崭新领域,共获1963年诺贝尔化学奖 20世纪70年代,黑格尔、麦克迪米德(美)和白川英树(日)改变了高分子只能是绝缘体的观念
在塑料导电研究领域取得突破性的发现,这一领域的开创性研究“导电聚合物”获得2000年诺贝尔化学奖4、药物-人类健康的守护神19世纪前的药学研究对象是一些天然来源的药物
19世纪起天然药物中分离出一些生理活性的物质
鸦片中分离出镇痛药吗啡
颠茄中分离出抗胆碱药阿托品
金鸡纳树皮中分离出抗疟药奎宁
随着有机合成理论和技术的发展,人们对药物分子改造的设想也得以实现,使得合成药物成为人们主要应用的药品 2009年,全球药品市场规模达到8370亿美元
在我国,经常流通于市场的药物制剂大约为2万种例:阿司匹林-历史悠久的解热镇痛药
诞生于1899年3月6日
阿司匹林已应用百年,医药史上三大经典药物之一
至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药,也是作为比较和评价其他药物的标准制剂例:紫杉醇-最经典的抗癌药物
20世纪60年代开始从太平洋紫杉树的树皮中提取出来的,被广泛地用于治疗子宫癌、乳腺癌和肺癌
研究由美国国家癌症研究所的资助,在将近30年的时间里共花费了1.83亿美元的财政资金
1992年,紫杉醇得到FDA的批准作为治疗子宫癌的药物之后,施贵宝公司获得了5年的市场垄断权1994年,佛罗里达州立大学的科学家设计了一种合成紫杉醇的方法,彻底解决了太平洋紫杉树太少的问题例:立普妥-全球最畅销的药物
一种降胆固醇药物,主治心脑血管疾病及心脏病
辉瑞前期投资8亿美元
2004年成为全球首个销售额突破百亿美元(108.6亿美元)的药品
随着全球老龄化问题加剧,“立普妥” 不断刷新纪录,2007年销售额达127亿美元,占辉瑞当年贡献率的26%
“立普妥”
辉瑞的重磅炸弹 1、用自己的话说说“化学”?2、举例说明,化学与我们的关系如何密切?3、请简单勾画化学的发展过程?4、怎样学好化学?3、化学发展史
(1)古代火 青铜器 (商代)火药造 纸陶器① 发现和利用了火
② 发现了一些物质的变化,制得一些实用的产品诺贝尔——炸药——诺贝尔奖火药从中国经阿拉伯传入欧洲,应用到19世纪
威力比较小,又不易引爆
被认为是“科学疯子”的诺贝尔
1864年发明了雷管--雷酸汞引爆装置,是黑火药发明后炸药科学上最大的进展这一伟大的发明被用于工程建设、采矿等行业,其意义和价值不可估量
诺贝尔一生共获得技术发明专利255项,并在欧美等五大洲20个国家开设了约100家公司和工厂,积累了巨额财富1896年12月10日,诺贝尔在意大利逝世
诺贝尔的远见卓识
以个人的巨额财产设立科学基金来奖励后人,分设物理、化学、生理或医学、文学及和平(后添加了‘经济’奖)5种奖金诺贝尔的这一义举堪称史无前例
诺贝尔奖金的设立,对于近百年来科技事业的发展产生了巨大推动作用(2)近代 —— ①研究物质的微观 英国
道尔顿—原子论意大利
阿伏加德罗——分子学说1803年提出原子学说,为近代化学奠定坚实的基础 1811年引入“分子”概念
成为整个化学的基础和使化学日益完善的源泉☆ 原子论和分子学说的创立,奠定了近代化学 的基础,使化学成为了一门独立的自然科学。
分子破裂成原子,原子不破裂,重新组合形成新的分子。☆ 原子论和分子学说的创立,奠定近代化学基础。门捷列夫 —— 元素周期律、周期表☆ 元素周期律和元素周期表 的发现和使用,使化学学习 和研究变得有规律可循。3、化学发展史
(2)近代 —— ②发现元素周期律和周期表元素周期表——与诺贝尔奖擦肩而过的伟大发现物质世界中究竟存在多少种化学元素?
化学家也难以准确回答,因为新元素仍在不断地被发现
但是不管存在多少种元素,它们之间总是有着各种各样必然的联系和规律
门捷列夫指出元素的性质随着原子量的增加而呈周期性的变化,1869年他发表了《元素的性质和原子量的关系》,并公布了他的元素周期表 门捷列夫根据这个道理,不但纠正了一些有错误的原子量,还先后预言了15种以上的未知元素的存在
这位1905年诺贝尔化学奖候选人,在1906年又以一票之差无缘诺贝尔奖,1907年,门捷列夫告别人世,给诺贝尔奖留下最大的遗憾对于化学和其他自然科学的发展起重大指导作用
可以用以不断发现新的化学元素
指导对元素和化合物性质的系统研究
可以根据它去了解和预测未知的物质世界
具有重大的哲学意义
恩格斯评价 “门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业”!为了纪念他的成就,人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium,即“钔” 。元素周期表的重要意义纳米铜3、化学发展史
(3)现代 ——纳米技术、绿色化学纳米科技引发21世纪科技产业革命纳米是长度单位,1纳米(nm)等于10-9m
1纳米是一根头发丝直径的六万分之一
从电视广播、书刊报章、互联网络,我们一点点认识了“纳米”,“纳米”也悄悄改变着我们纳米科技从幻想到现实 1959费曼的幻想点燃纳米科技之火 198219851989199019911993扫描隧道显微镜发明原子、分子从此可见完美的对称
富勒烯的意外发现 35个氙原子排出“IBM”
首次实现单个原子的操控首届国际纳米科技会议纳米科技诞生的标志碳纳米管
被科学家发现中科院科学家操 纵原子成功写下 “中国”二字 2000美国NNI计划
纳米技术的研发成为21世纪技术创新的主要驱动器……1999最小的“秤”纳米效应表面效应
随着颗粒直径变小,比表面积将会显著增大,说明具有高表面能的不安定原子所占的百分数将会显著地增加,极易与外来原子吸附键结
如对催化性能影响显著
小尺寸效应
随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变 ,如光、热、磁,以及力学性能会发生显著变化
如金属塑料和超延展性金属等
量子效应
纳米颗粒不同于块材,能级产生分裂-量子尺寸效应
量子隧道效应本质上是量子跃迁,电子迅速穿越势垒
如扫描隧道显微镜的发明 碳纳米管的性能
结实、轻。强度为钢的100倍,重量只有钢的1/6,未来的“超级纤维”
利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受很高的温度而不会烧毁
用金属灌满碳纳米管,然后把碳层腐蚀掉,可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线
做为锂电池电极材料可延长电池寿命,改善充放电性能
用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的1/10
用碳基分子电子装置取代芯片,将引发计算机新的革命
……刷新了我们对碳这一最为熟悉元素的认识! 碳纳米材料的应用碳纳米管碳纳米管做探针碳纳米管做太空电梯
(概念性应用)Ga@C82石墨烯和碳纳米管碳材料化学学科特征:
1、实验
2、符号特征
3、认识世界、享受生活 我可以:多进实验室
记忆
通过做题、训练思维准备:笔记本、作业本、红笔(订正作业)
文件袋(装卷子、资料)。要求:预习有问题、听课有发现、复习有归纳 (教材批注)(重观察、勤思考)(拉线索、强记忆)元素名称 元素符号 氢 H 氦 He碳 C氮 N氧 O 氟 F氖 Ne 钠 Na 镁 Mg练1:化学学科不涉及的研究领域是( )
A.开发新能源 B.合成新物质
C.防治环境污染 D.空间形式和数量关系练2:化学给我们带来了( )
A.工业发展所需的动力
B.农业高产所需的化肥
C.人类战胜疾病所需的药物
D.人类需要的新材料DABCD练3:化学开始成为一门独立自然科学的基础是( )
A.原子论和分子学说的创立
B.元素概念的提出
C.门捷列夫发现元素周期律和元素周期表
D.绿色化学的提出A返回