1第一讲 20世纪化学的回顾.pptVIP

绿色化学与化工 主讲教师： 訾俊峰 单位： 化学化工学院 20世纪化学的回顾及未来化学的展望 化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学，它涉及存在于自然界的物质（如矿物、空气中的气体、海洋里的水和盐、动植物体内的化学成分），以及由化学家创造的新物质，它涉及自然界的变化（如因闪电而着火的树木、生命过程中的化学变化），还有那些由化学家发明创造的新变化。作为自然科学中的一门基础学科，化学是当代科学技术和人类物质文明迅猛发展的基础和动力，是一门中心的、实用的和创造性的科学，是一门古老而又生机勃勃的科学。 现在很多化学工作者都在预测21世纪化学学科发展的前景，推测21世纪化学会在哪些方面取得重大突破？会遇到哪些挑战和难题？什么是未来化学的新生长点？化学在整个科学体系中占有什么地位？实际上，我们只要温故以知新，就不难看出未来化学发展的动向。 1．20世纪化学的辉煌成就 20世纪人类对物质需求的日益增加以及科学技术的迅猛发展，极大的推动了化学学科自身的发展。 20世纪化学不仅形成了完整的理论体系，而且在理论的指导下，化学实践为人类创造了丰富的物质。化学过程工业以及与化学相关的国计民生的各个领域，如粮食、能源、材料、医药、交通、国防以及人类的衣食住行用等，在这100年中发生的变化是有目共睹的。 （1）? 放射性和铀裂变的重大发现 20世纪在能源利用方面一个重大突破是核能的释放和可控利用。仅此领域就产生了6项诺贝尔奖。 （2）? 化学键和现代量子化学理论 在化学键理论方面，鲍林（L.Pauling, 1901-1994）的贡献最大。他把量子力学应用于分子结构，创立了价键学说和杂化轨道理论。1954年由于他在化学键研究和用化学键理论阐明物质结构方面的重大贡献而荣获了诺贝尔化学奖。 (3)合成化学的发展 创造新物质是化学家的首要任务。100年来合成化学发展迅速，许多新技术被用于无机和有机化合物的合成，例如，超低温合成、高温合成、高压合成、电解合成、光合成、声合成、微波合成、等离子体合成、固相合成、仿生合成等等；发现和创造的新反应、新合成方法数不胜数。现在，几乎所有的已知天然化合物以及化学家感兴趣的具有特定功能的非天然化合物都能够通过化学合成的方法来获得。在人类已拥有的1900多万种化合物中，绝大多数是化学家合成的。 合成化学为满足人类对物质的需求作出了极为重要的贡献。纵观20世纪，合成化学领域共获得10项诺贝尔化学奖。 维生素B12 （4）? 高分子科学和材料 20世纪人类文明的标志之一是合成材料的出现。合成橡胶、合成塑料和合成纤维这三大合成高分子材料是化学中具有突破性的成就，也是化学工业的骄傲。 在此领域曾有3项诺贝尔化学奖。 （5）? 化学动力学与分子反应动态学 研究化学反应是如何进行的，揭示化学反应的历程和研究物质的结构与其反应能力之间的关系，是控制化学反应过程的需要。在这一领域相继获得过3次诺贝尔化学奖。 （6）对现代生命科学和生物技术的重大贡献 研究生命现象和生命过程、揭示生命的起源和本质是当代自然科学的重大研究课题。 2 0世纪生命化学的崛起给古老的生物学注入了新的活力，人们在分子水平上向生命的奥秘打开了一个又一个通道。蛋白质、核酸、糖等生物大分子和激素、神经递质、细胞因子等生物小分子是构成生命的基本物质。从20世纪初开始生物小分子（如糖、血红素、叶绿素、维生素等）的化学结构与合成研究就多次获得诺贝尔化学奖，这是化学向生命科学进军的第一步。 在这一时期主要成果有： 1955年首次合成多肽激素催产素荣获了诺贝尔化学奖。 1958年牛胰岛素分子结构测定获得诺贝尔化学奖。 1953年提出了DNA分子双螺旋结构模型，这项重大成果对于生命科学具有划时代的贡献，它为分子生物学和生物工程的发展奠定了基础，为整个生命科学带来了一场深刻的革命。荣获了1962年诺贝尔医学奖。 1960年成功地测定了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的空间结构，揭示了蛋白质分子的三维空间的排布方式，为此获得了1962年诺贝尔化学奖。 1965年我国化学家人工合成结晶牛胰岛素获得成功，标志着人类在揭示生命奥秘的历程中迈进了一大步。 1980年在DNA分裂和重组、DNA测序以及现代基因工程学方面的杰出贡献而获诺贝尔化学奖。 1982年发明“象重组“技术和揭示病毒和细胞内遗传物质的结构而获得诺贝尔化学奖。 1989年发现核酶（Ribozyme）而获得诺贝尔化学奖。 等等 （7）对人类健康的贡献 利用药物治疗疾病是人类文明的