一．化学研究的物质 实物 具体地说物质包括实物和场 场 什么是化学？它研究的对象是什么？如何 才能学好化学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些问题来开始我们的化学学习。 一．化学研究的物质 化学研究的物质一般是指实物 实物 具有静止质量、体积、占有空间的物体。如书桌、铁、木材、水、空气等。 具体地说物质包括实物和场 场 没有静止质量、体积、不占有空间。如电场、磁场、光、声音。

物质结构层次： 当今化学发展的趋势大致是: 由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理论并用理论指导实践，进而开创新的研究。 宇宙 纳米材料 (宇观) 质子 原子(离子) 单质化合物 夸克 原子核 分子 星体 中子 电子 微观 (介观) 宏观 当今化学发展的趋势大致是: 由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理论并用理论指导实践，进而开创新的研究。

1、化学研究的对象 原子 亚分子 分子 超分子 化学的定义： 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。

准确完整地把握化学的定义，应注意以下几点： 1）分子层次 不是传统的分子概念，它既包括各种单原子分子、各种气态原子或单核离子，也包括以共价键结合的传统意义的分子，还包括离子晶体、原子晶体或金属晶体等的单晶以及各种聚合度不同的高分子，即核-电子体系。 2）化学物质 不包括物质的另一基本形态---场。化学研究的是以间断形式存在的物质形态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究范畴。 3）组成 包括定性组成和定量组成。弄清物质的定性组成应确证它含有哪些元素，物质的定量组成包括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。

4)结构 包括原子结构、分子结构和晶体结构以及说明物质结构的各种结构理论。 5)性质 包括物理性质和化学性质。物理性质如溶解性、热性质和某些谱学性质等在化学中应用相当广泛，自然也成为化学的研究内容。 6)变化（change）不仅研究化学变化，也研究与化学变化相关的物理变化，如热化学、电化学和表面化学都是研究与化学过程相关的物理过程。 随着科学技术的迅速发展，化学研究的内容、方法和手段发生了极为深刻的变化。可以说，当今化学，日新月异。现代化学的定义也不只一种！真是仁者见仁，智者见智。比如:

化学的定义一直颇有争议： 初中化学教材定义：化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。 《中国大百科全书·化学卷》的定义:化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。（1989） 廖正衡的定义：化学主要是研究物质的分子转变规律的科学。指出化学的定义有20多种不同提法。（1986） 曾国屏的定义：化学是研究物质从元素向生命进化过程中的各个物质层次的组成、结构和变化的科学。（1996） 徐光宪的定义：定义的多维性。（1986、1997、2002）

二、为什么要学化学？ 客观存在的物质划分为实物和场两种基本形态 就物质的构造而言，可分为下列几个层次： ①宇宙天体（包括地球） ↓ ②单质和化合物 ③原子、分子和离子 ④电子、质子、中子及其他基本粒子

从物质运动的角度看，运动的形式有： ①机械运动 ②物理运动 ③化学运动 ④生物运动 ⑤社会运动 化学研究的对象是物质的化学运动，即物质的化学变化。

定义：化学是研究物质的性质及其转变的科学 化学是研究物质的性质、组成和结构，研究物质所发生的结构和组成的变化，以及随之产生的能量变化的科学。 现代化学研究的物质客体： ①原子层次： ②分子层次： ③超分子层次： 包括原子、原子离子、介子原子等； 包括分子、分子离子、自由基、活化分子、原子团等； 如高分子、分子的球形复合物、原纤状复合物、晶体等。

二、化学研究的目的 通过认识物质化学变换规律，去指导化学工业生产，以便从自然资源中提取或合成对人类有用的物质产品，为人类造福。 可解决如下的问题 ⑴ 保证人类的生存：如在解决人类粮食、能源、合理使用自然资源以及保护环境方面所作出的努力和贡献。 ⑵ 提高人类的生活质量：如合成新的材料，使人类衣、食、住、行的条件有大幅度的提高。 ⑶ 延长人类的寿命：如探明生命中的化学奥秘，合成新的药物等。

按照多层次的化学分类系统，把化学分为三个层次，第一层次是六大类，它们是 无机化学 有机化学 物理化学 鉴测化学 高分子化学 生物化学 无机合成化学 无机物分离化学 元素无机化学 配位化学 金属簇合物 生物无机化学 固体无机化学及熔盐化学 物理无机化学 同位素化学

三、无机化学学些什么 定义：无机化学是研究所有元素的单质和化合物（碳氢化合物及其衍生物除外）的性质、结构和化学变化的规律及其应用的学科。它是以元素周期表为基础，以物质结构理论为指导。

化学研究内容： 1）分离、鉴定和表征。这是化学研究的主要内容之一。 2）合成新物质。这是化学研究的核心，是化学区别于所有其他科学的特色。 美国化学文摘2007年4月16日登录的化学物质总数近3200万。

化学创造了世界。 高压钠灯 备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400℃）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。

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（四）、化学与环境的关系 绿色环保催化剂—纳米TiO2 纳米TiO2利用 自然光、常温 常压即可催化 分解病菌和污 染物

纳米TiO2涂料能有效降解室内环境氨气、甲醛、苯类化合物。 纳米TiO2有效地降解江河中的有机污染物。 例如： 纳米TiO2涂料能有效降解室内环境氨气、甲醛、苯类化合物。 纳米TiO2有效地降解江河中的有机污染物。 在塑料中添加约1%纳米TiO2，具有很好的抗菌性能。

（五）、化学与生命的关系 ◆人体有25种微量元素，缺少任何一种都会带来疾病（例如钙，铁）。 ◆人体内的糖类、蛋白质、氨基酸等都是有机化合物 ◆人体内DNA也是有机化合物 DNA 蛋白质

（六）、化学的副作用 材料的应用在给人类带来财富与文明的同时，也给人类带来了许多灾难。如1986年美国挑战者号航天飞机的爆炸，就是由于一个密封圈的老化，造成燃料氢的泄露而引起的。许多国内外飞机失事，也是由于材料的质量问题所致。据1982年的统计，美国每年因材料腐蚀造成的直接经济损失约占国民经济年总产值的左右，为1260亿美元。材料断裂和磨损造成的损失分别为1190亿和1000亿美元。 材料的应用在给人类带来财富与文明的同时，也给人类带来了许多灾难。如1986年美国挑战者号航天飞机的爆炸，就是由于一个密封圈的老化，造成燃料氢的泄露而引起的。许多国内外飞机失事也是由于材料的质量问题所致。据1982年的统计，美国每年因材料腐蚀造成的直接经济损失约占国民经济年总产值的左右，为1260亿美元。材料断裂和磨损造成的损失分别为1190亿和1000亿美元。 尽管化学给人类生活带来了一些负面影响,不能否定化学对科学和社会的巨大推动作用. 2

三、无机化学的学习方法和要求 （一）、教师教法 （二）、学生学习方法 1. 采用启发式、讨论式、开放式、电教教学模式； 辅导答疑（晚自习）、批改作业、习题课（已列入教学计划）、开展教学辅助活动 作业每次改二分之一。 （二）、学生学习方法 开发动力， 预习关键， 归纳总结， 多做多练， 弄清理论， 强化实践， 方法科学， 真知卓见， 书籍丰富， 勤查文献， 广博精华， 有所发现。

（三）、学习要求 1、预习―听课―理解―作业― 复习讨论―总结归纳 2、强调自学、理解，不是一味地死记硬背。 3、作业----独立完成。

（四）、考核方法 一、实验---单独设课（本学期没有，第三学期单独设课） 二、期末考试，70分（卷面分为100分，乘以70%） 三、平时成绩，30分。包括作业、随堂提问、课堂纪律等。 四、没有期中考试及章节考试等中间考试。

1627年1月25日生于英国爱尔兰利兹莫尔堡，是最早的皇家学会会员之一 一生致力于冶金、医药、制造化学药品、染料及玻璃方面的研究 是第一个发明指示剂的化学家 1660提出著名的“波意耳定律” 1661年发表《怀疑派化学家》，为化学元素做了科学定义 被称为近代化学的奠基人 罗伯特•波意耳 (Rorbert boyle，1627-1691) 英国化学家

1518年出生于中国湖北蕲春县经过27年的艰苦实践，著成《本草纲目》著有《频湖脉学》、《奇经八脉考》是我国明代著名医药学家 李时珍(1518-1593)中国医药学家

1789年著成《初等化学概论》 提出了第一个化学元素分类表 1743年生于法国巴黎 1768年成为科学院院士 1774年提出提出“氧学说”， 实验证明了质量不灭定律 1777年发表《燃烧概论》 提出燃烧的氧化学说 1783年提出“反燃素学说”代替 “燃素学说” 1789年著成《初等化学概论》 提出了第一个化学元素分类表 安都昂•罗朗•拉瓦锡 (Antoine Laurent Lavoisier, 1743-1794) 法国化学家

1808年发表了原子学说《化学哲学的新体系》第一卷 1766年生于英国曼彻斯特 1799年发明了露点湿度计 1801年提出混合气体的分压定律 1803年创立“原子学说” 1804年证实了倍比定律 1808年发表了原子学说《化学哲学的新体系》第一卷 约翰•道尔顿 (John Dalton, 1766-1844) 英国化学家

1811年提出“分子学说”提出了“同体积的气体，在温度相同、压力相同时，含有同数目的分子”的阿佛加德罗理论 1776年8月9日生于意大利都灵 1811年提出“分子学说”提出了“同体积的气体，在温度相同、压力相同时，含有同数目的分子”的阿佛加德罗理论 1819年他正式被选为都灵科学院院士 阿梅代奥•阿佛加德罗 (Amedeo Avogadro ,1776-1856) 意大利物理学家

1869年发表《元素性质和原 子量关系》, 公布了第一张 化学元素周期表,确定了元素周期律。 1834年2月生于俄国西伯利亚 1867年成为圣彼得堡大学教授 1869年发表《元素性质和原 子量关系》, 公布了第一张 化学元素周期表,确定了元素周期律。 1871年12月发表《化学元素周期 性依赖关系》,发表了第二张化学元素周期表。 德米特里•伊凡诺维奇•门捷列夫 (Dnitry ivanovich mendeleev ,1834-1907) 俄国化学家

1922年获英国皇家学会的最高奖赏——科柏莱奖章； 1925年当选为英国皇家学会主席 他一生中最伟大的发现是建立了“行星系式”的原子模型。 1871年8月30日出生于新西兰 1908年曾经获得了诺贝尔化学奖； 1911年提出原子的“天体行星模型” 1922年获英国皇家学会的最高奖赏——科柏莱奖章； 1925年当选为英国皇家学会主席 他一生中最伟大的发现是建立了“行星系式”的原子模型。 厄内斯特·卢瑟福 (Ernest Rutherford, 1871-1937) 英国化学家

1922年获得了诺贝尔物理奖还获得过英国、挪威、意大利、美国、德国、丹麦给予科学家的最高奖赏 1885年10月7日出生在丹麦哥本哈根 1911年来到了英国剑桥 1913年提出了玻尔原子结构模型 1915创建理论物理研究所 1922年获得了诺贝尔物理奖还获得过英国、挪威、意大利、美国、德国、丹麦给予科学家的最高奖赏 尼尔斯•波尔 (Niels bohr,1885-1962) 丹麦物理学家

1931年，提出原子轨道杂化理论，成功地解释了许多分子的成键和几何构型。 1901年生于美国俄勒冈州波特兰市 1928年总结出离子化合物的五个规则 1931年，提出原子轨道杂化理论，成功地解释了许多分子的成键和几何构型。 1937年提出共振论 1950年提出蛋白质的α—螺旋体结构 1954年获得诺贝尔化学奖 1962年获得诺贝尔和平奖 林纳•鲍林 （Linus pauling，1901-1992） 美国化学家

1890年8月9日生于中国福建省闽侯县 1913年保送到美国麻省理工 1932年编写英文专著《Manufacture of soda》 1941年自行研究出联产纯碱 与氯化铵化肥的新工艺 1942年发明了举世闻名的“联合 制碱法”，世称“侯氏制碱法”。 侯德榜（1890-1974） 中国杰出的制碱专家

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4 化学简史 2—1 古代化学 2—2 近代化学的萌芽 2—3 化学的现状

2—1 古代化学 实用和自然哲学时期（---公元前后） 炼金术、炼丹时期（公元前后—公元1500年） 医化学时期（公元1500—1700年） 燃素学说时期（公元1700-1774年）

（1）实用和自然哲学时期（---公元前后） 火的认识和利用：为实现化学变化提供有利条件。 古代化学工艺：以火为中心的实用化学。烧制陶瓷、冶炼青铜。 物质观：物质的本源是什么？

我国的“阴阳说”和“五行说”。 “阴阳说”：天为阳，地为阴，天地交感产生了雷、火、风、泽、水、山，这八种自然物是自然界总的根源，它们再相互交感产生其他事物。 “五行说”：金、木、水、火、土为构成万物的基本材料，它们相生相克。水生木、木生土、土生金、金生水。水克火、土克水、火克金、金克木、木克土。

对物质结构的探讨：物质是否无限可分？有无最小单位？ 战国时期的施惠提出了“小一”的概念，认为“至大无外，谓之大一；至小无内，谓之小一。”小一是组成物质的最小单位。 而公孙龙则认为“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”说明物质是无限可分，意味着物质结构具有连续性。

古希腊人对物质结构的探讨。 留基伯与其弟子德谟克利特提出古代原子论：原子是自然界的实体，一切都从原子产生，一切也分解为原子，但作为一种固有的东西，原子本身始终是物质的基础。

唯心主义始祖柏拉图首先提出“元素”一词。其学生亚里士多德是古希腊自然哲学的集大成者，被誉为“万学之祖”，提出“四元素说”：水、火、土、

气构成万物，这是唯物的，同时他又认为万物的本源是四种原始性质：冷、热、干、湿。元素由这些原始性质依不同比例组合而成。

（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元1500年） 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。 此外还有炼金术，即由贱金属得到贵金属。 虽然炼丹、炼金不可能成功，但由此积累了许多化学知识，制作了一些实验仪器。

（3）医化学时期（公元1500—1700年） 进入16世纪，欧洲生产力发展较快，突破了封建制度，开始了资本主义的发展，同时促进了科学的解放。另一方面，金丹术士经过千余年的劳作，结果是徒劳的，甚至是丧失生命，许多有识之士放弃了这种虚幻的目标。金丹术首先在西方宣告结束。 有些炼金术士主张改造炼金术，将其引入药物化学。即化学的目的不是为了制造金子和银子，而是为了制造药剂，这为化学开辟了新道路。 我国许多著名的术士也是医学家。唐代的孙思邈是炼丹术士，也是医学家。他著有炼丹著作《丹房要诀》，同时还有医学专著《千金要方》、《千金翼方》。

2—2 近代化学的萌芽 1700年史塔尔（Stahl）的燃素说 1748年罗蒙诺索夫的质量不灭定律 1774年拉瓦锡提出氧化理论 1803年Dalton 建立的原子论 1808年盖•吕萨布（Gay-Lussac）的气体简比定律 1811年阿佛加德罗（Avogadro)定律和分子概念 1869年门捷列夫建立元素周期系

化学被确定为一门独立的科学 英国人波义耳用毕生的精力从事对自然科学的探索，他主张化学研究的目的在于认识物质的本性。他给元素重新定义：元素是用一般化学方法不能再分的实物。其学说一个世纪后才被接受。

燃素理论 进入17世纪，冶金工业有了很大发展，人们迫切需要对燃烧现象作出理论解释。 波义耳认为燃烧是： 金属+火微粒=烤灰 法国化学家贝歇尔认为油状土是一切可燃物的组分。1703年其学生史塔尔（Stahl）发展了老师的思想，提出了一套完整的理论—“燃素说”。他认为可燃物由两部分组成：燃素和灰渣。可燃物燃烧时进行的是燃素逸出，留下灰渣的过程： 可燃物 → 灰渣 + 燃素↑ 冶金则是在矿石（灰渣）中加入富含燃素的物质（如煤），使其恢复为原来的金属： 灰渣 + 燃素 → 可燃物

燃素说是化学史上最早提出的关于化学反应的理论，能够说明当时所知道的化学现象，具有朴素的唯物主义观点。 然而此学说存在致命的局限性：金属燃烧放出燃素后成为灰渣，重量反而增加；而冶金过程，灰渣获得燃素后变轻了。燃素说的学者们不得不提出‘燃素’具有‘负重量’。

燃烧的氧化学说 法国化学家拉瓦锡对燃烧进行研究，得到氧气（先把Hg与O2在一起加热反应完全，将得到的HgO加热分解得到能支持燃烧的O2。）并且证明燃烧过程是可燃物与氧气结合的过程。因此他提出燃烧的氧化学说：燃烧过程不是失去燃素的分解反应，而是可燃物同空气中的氧所起的化合反应。用下式表示为： 可燃物 + 氧气 → 氧化物 1789年拉瓦锡出版了名著《化学纲要》，系统地批判了燃素说，创立了氧化说。此书与牛顿的《自然科学的数学原理》，达尔文的《物种起源》齐名，并称世界自然科学的三大名著。 拉瓦锡1768年成为法国国王的包税官，赚得大量钱财用于化学实验。法国大革命时被判处死刑，年仅51岁，世界为之震惊。著名数学家拉格朗日说道：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头，一百年也许长不出一个。”

化学的学习方法 特点： 注意观察身边的化学问题； 预习思考——听讲记录——练习提高； 课本落实——主动学习； 课外参考资料——扩大知识面； 勤于思考，重视培养自学的能力。 重视实验技能的提高。 特点： 1、强调自学、思考、理解，不是一味地死记硬背。 2、老师讲的，书上讲的不一定绝对正确，可以提出 更严谨更正确的描述。 3、面广、快速、有深度、有发挥。 4、有的要求自学，不讲，有的不作要求。 5、借助于网络、图书馆、资料室来学习 总之，要培养自己的发现问题、分析问题、解决的问题的能力。

近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。 如C50 中国科学院院士、厦门大学教授郑兰荪领导和组织完成 2004年４月３０日出版的美国《科学》杂志发布了此项成果   富勒烯C60 fullerene 俄罗斯套娃

纳米碳管

化学改变了世界。

化学更要保护世界。

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F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。

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