第1章 化学概论绪论课件.ppt

普通化学(化学概论)GeneralChemistry第一章绪论什么是化学化学的发展历程化学大家族的构成化学的机会与挑战课程内容安排及其它化学的定义:化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。化学是研究包括原子、分子、分子片、超分子等各种物质的不同层次与复杂程度的聚集态的合成和制备、反应和转化,分离和分析,结构和形态,化学物理性能和生物与生理活性及其规律和应用的科学。化学是创造新物质的分子科学化学变化的三大特征1)化学变化是质变——化学变化是旧化学键破坏和新化学键形成的过程,其实质是化学键的重新改组。2)化学变化是定量的变化——化学变化涉及原子核外电子的重新组合,而原子核并不发生变化。因此在化学变化前后,参与反应的元素种类不会变化。由于原子核外电子的总数未变,所以化学变化前后物质的总质量不变,即服从质量守恒定律,而且参与反应的各种物质之间有确定的计量关系。3)化学变化伴随着能量变化——由于各种化学键的键能不同,所以当化学键发生改组时,必然伴随着能量的变化,伴随着体系与环境的能量交换。化学的发展历程●四次化学革命及元素周期律的发现●化学键理论的建立与发展四次化学革命的领军人物:英国化学家波义耳(1627-1691)波义耳是站在古代化学和近代化学的交叉点上,继往开来的伟大人物。他“把化学确立为科学”(恩格斯语),被誉为“化学之父”。“化学不是为了炼金,也不是为了治病,它应当从炼金术和医学中分离出来,成为一门独立的科学”。波义耳极为崇尚实验。“空谈毫无用途,一切来自实验”。他把严密的实验方法引入化学研究,使化学成为一门实验科学。(波义耳首先制备石蕊试液作为酸碱指示剂,用加石灰生成白色沉淀来鉴别硫酸,用加***银成白色沉淀鉴别盐酸等)法国化学家拉瓦锡(1743-1794)1783年出版名著《关于燃素的回顾》,提出燃烧的氧化学说;1789年出版《初等化学概论》,揭开了困惑人类几千年的燃烧之谜,以批判统治化学界近百年的“燃素说”为标志,发动了第二次化学革命,被誉为“化学中的牛顿”。(燃素说是化学史上解释物体燃烧的一种学说,产生于17世纪。这种观点认为,燃烧是一种分解过程,物质燃烧时释放出一种叫做"燃素"的东西,是古代化学的最后形态)拉瓦锡的另一项重大成就是以科学元素说取代了传统思辨的旧元素论。拉瓦锡首次给元素下了一个科学和清晰的定义:“元素是用任何方法都不能再分解的简单物质”。首次列出了当时符合这个定义的包括33种物质元素表。由于这些贡献,拉瓦锡被称为“近代化学之父”。英国化学家道尔顿(1766-1844)1803年创立科学原子论(化学原子论),揭示了各种化学定律、化学现象的内在联系,成为说明化学现象的统一理论,完成了化学领域内一次极为重大的理论综合。元素是由非常微小的、看不见的、不可再分割的原子组成;原子既不能创造,不能毁灭,也不能转变,所以在一切化学反应中都保持自己原有的性质;同一种元素的原子其形状、质量及各种性质都相同,不同元素的原子的形状、质量及各种性质则不相同,原子的质量(而不是形状)是元素最基本的特征;不同元素的原子以简单的数目比例相结合,形成化合物。化合物的原子称为复杂原子,它的质量等于其组合原子质量的和。1807年道尔顿发表“化学哲学新体系”,全面阐述了化学原子论的思想。科学原子论创始人美国化学家鲍林(1901-1994)19世纪末物理学领域三项重大发现(X射线:1895;放射性:1896;电子:1897),首先揭开了物理学革命的序幕,导致了量子力学的诞生。量子力学在化学领域的实践形成了量子化学,成为现代化学的理论支柱。1927年,(1904-1981)(1900-1954)受量子力学处理氢原子获得成功的启发,建立和求解了氢分子的薛定谔方程,开创了利用量子力学原理在化学中应用的先例,建立了化学键的新概念,使共享电子对理论有了令人信服的理论基础,成为量子化学诞生的重要标志。1930年,(1900-1976)把量子力学处理氢分子的成果推广到多种单质和化合物中,建立了价键理论(VBT,亦称HLSP理论),阐明了共价键的向性和饱和性,此后鲍林又提出杂化轨道理论,还提出电负性、键参数、杂化、共振、氢键等概念。鲍林是现代最伟大的化学家之一,他对化学的最大贡献是关于化学键本质的研究以及在物质结构方面的应用,其代表作《化学键的本质》[TheNatureoftheChemicalBond,,IthacaNewYork,1939]至今仍是一部权威性著作。他是现代结构化学的奠基人,并把化学结构理论引入生物大分子结构研究,提出了蛋白质分子多肽链的螺旋结构。1954年获诺贝尔化学奖,1962年获诺