20世纪化学的回顾与21世纪化学的展望.pdfVIP

第1讲 20世纪化学的回顾 与21世纪化学之展望 1. 20世纪化学的辉煌成就 2. 当代化学若干基本问题和化学 的发展趋势 1 ．20世纪化学的辉煌成就 20世纪的化学成就，表现在理论、实验、应用等多方面。 1.1 化学理论 1.1.1 放射性和铀裂变的重大发现 产生了6项诺贝尔奖 1.1.2 化学键和现代量子化学理论 1.1.3 合成化学的成就 20世纪合成化学得到了极大的发展。在这100年中，在《美 国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已 从1900年的55万种，增加到1999年12月31 日的2340万种。其中绝 大多数是化学家合成的，几乎又创造出了一个新的自然界。 有机合成大师Woodward合成了维生素B12 1990年由Kishi完成了Palytoxin的全合成. 结构极其复杂的维生素B12 ，海葵霉素等的全合成表现 出科学与艺术的高度结合。 2004-7-6 1 ．20世纪化学的辉煌成就 1.1.4 高分子科学和材料 诺贝尔奖： 1920年H.Staudinger提出了高分子这个概念——1953年的诺贝 尔化学奖。 1953年Ziegler成功地在常温下将乙烯聚合成聚乙烯，从而发现 了配位聚合反应。1955年Natta实现了丙烯的定向聚合，得到了 高产率、高结晶度的全同构型的聚丙烯，使合成方法-聚合物结 构-性能三者联系起来，成为高分子化学发展史中一项里程碑。 为此，Ziegler和Natta共获了1963年诺贝尔化学奖。 1974年Flory 因在高分子性质方面的成就也获得了诺贝尔化学奖 三大合成高分子材料：合成橡胶、合成塑料和合成纤维 2004-7-6 1 ．20世纪化学的辉煌成就 1.1.5 化学反应理论 1956年Semenov和Hinchelwood在化学反应机理、反应速度和 链式反应方面的开创性研究获得了诺贝尔化学奖。 1967年Eigen Porter和Norrish 因发展了闪光光解法技术用于研 究发生在十亿分之一秒内的快速化学反应，对快速反应动力学研 究作出了重大贡献，三人共获了诺贝尔化学奖。 1986年李远哲、Herschbach和Polany 因发明了获得各种态信息 的交叉分子束技术，并利用该技术研究F+H2 的反应动力学，对 化学反应的基本原理作出了重要贡献，为此共获了诺贝尔化学奖。 1999年Zewail 因利用飞秒光谱技术研究过渡态的成就获诺贝尔 化学奖。 2004-7-6 1 ．20世纪化学的辉煌成就 1.1.6 分析技术的发展 经典的成分和组成分析方法仍在不断改进，分析灵敏度从常 量发展到微量、超微量、痕量 分析方法，可深入到进行结构分析，构象测定，同位素测定， 各种活泼中间体如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等的直 接测定，以及对短寿命亚稳态分子的检测等 分离技术也不断革新，离子交换、膜技术、色谱法等等 各种分析仪器如质谱仪、极谱仪、色谱仪的应用和微机化、 自动化及与其它重要谱仪的联用，得到迅速发展和完备 现代航天技术的发展和对各行星成分的遥控分析，反映出分 析技术的现代化水平。 2004-7-6 1 ．20世纪化学的辉煌成就 1.2 化学的巨大贡献 1.2.1 对现代生命科学和生物技术的重大贡献 蛋白质的合成 蛋白质的合成 牛胰岛素的人工合成 牛胰岛素的人工合成 酶的化学 酶的化学 核酸的化学 核酸的化学 化学对基因工程的贡献 化学对基因工程的贡献 1.2.2 对人类健康的贡献 20世纪化学家通过合成、半合成或从动植物、微生物中提 取而得到的临床有效的化学药物超过2万种，常用的就有1000余 种，而且这个数目还在快速增加。 青霉素、链霉素、金霉素、氯霉素、头孢菌素等类型抗生 素的发明，为人类的健康做出了巨大贡献。 1.2.3 对国民经济和人类日常生活的贡献 化学过程工业 2004-7-6 2 ．当代化学若干基本问题和化学的发展趋势 2.1 分子识别与化学信息学 2.2 分子工程 2.3 反应过程与控制 2.4 合成化学的新发展 2.5