大学化学GeneralChemistry主讲教师：高莹化学元素组成万物二、化学的分支化学武器之糜烂
性毒剂代表物－芥子气编外话：知识这东西——学习的目的？问题：为什么要上学？学校里学的东西有什么用？学了那些东西将来有多大作
用？一本比较经典的基础化学方面的教材，适用于材料、机械、电子、通信等非医、药、生物、生命科学等专业。第五版较第四版：
a.增加了一些工程实际和生活应用方面的知识b.习题相对滞后，保留了早期版本的一些习题。对于部分习题可
不做。c.有些知识点的顺序需要调整d.个别地方有些小错误，阅读时请注意。浙大网站官方介绍
：基本思想是加强基础，通过普通化学的基本规律和原理的学习，了解当代化学学科的基本理论和框架，除完成大纲外还适当介绍本学科发展的新
领域和新知识，删减或压缩经典的、传统的教学内容，扩大和增加了现代教学内容，以期扩大知识面和强化能力，能应用化学的理论、观点和方法审
视公众关注的环境、能源、材料和生命等当前社会热点论题，培养正确的科学观、科学的社会观，突出培养学生把化学的理论、方法和工程技术的观
点结合起来考虑问题的科学思维方法、实践能力和创新能力，全面提高学生的科学素质，培养基础扎实、知识面宽、具有开拓创新能力的人才。
如：分子是由哪些原子构成的？原子又是由哪些元素组成的？这些元素和原子又是怎样决定或影响物质的性质
和变化规律的？如水H2O，CO2为什么水的结构式中两线段夹角非180度？水分子中的O-H并不是极性键。他
是共价键，但水分子是极性分子。其实这是关于氧原子的电子层和亚层。氧有二层电子其结构是1S22S22P4。而水是一
个氧原子和二个氢原子在氧原子第二层电子层的P亚层以共价键组成的。而亚层P呈钫锥形，有三个原子轨道。而氢一个电子与氧原子其中2P层两
个轨道未配对的电子共价形成。而两个H就开成了一个夹角。约104。5度。H2O分子是共价化合物。其中的O-H键是极性
键，O原子吸引电子的能力强于H,即共用电子对会发生偏转，偏向O。H原子一段相对的显正电性，O显负电性。在整个分子中，两个O-H键之
间会有一个夹角，即你说的那线短，约为104.5度看看我们周围的世界，从遥望无际的广袤宇宙，到身边的点点滴滴，所
有这些自然界的物体不论形态如何，功能如何，它们都是由一些最简单、最基本的物质――化学元素组成。化学元素是构成万物的“基石”，这是公
认无疑的客观事实。一位科学家曾说过：“一个人的一生，是化学的一生”。生命是一个不断氧化的过程，每个人的身体无时
无刻不在发生化学变化。如饮食、运动、衰老等。组成生物体的化学元素主要有20多种，包括大量元素和微量元素
生物体有6个基本特征。其中，第一个特征就是生物体具有共同的物质基础和结构基础。对于地球上已知的大约200万
种生物来说，无论它们个体的大小、形态、结构和生理功能如何，它们的生命活动都有共同的物质基础。这些物质主要是指组成生
物体的化学元素和化合物。除去大部分的水。从前的定义——确切的说：化学——是在分子，原子或离子的层次上研究物质的组成、
结构、性质、相互变化及变化中能量关系的科学。现代化学的定义——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。超分子——supramolecule有两个含义其一似与很大的分子即巨分子同义，但
其是由许多小分子合成并具特殊高级构型；另一含义是若干分子以弱相互作用力相联系，并通过自组装构筑成某种高级结构。
近年人们普遍认为：超分子这种分子以上的层次是21世纪化学的重要研究对象。新定义下化学的特点——1在分子和超分子的微观层次上研
究物质，是化学不同于其它物质科学的基本特征；2化学的核心是合成，这是化学区别于所有其它科学的特色；化学创造了一个人造世界。化
学是一门最富于创造性和想象力的科学。3化学是一门实验与理论互相推动并驾齐驱的科学。分类：可分为两大类基础学科——
无机化学、分析化学、有机化学、物理化学四大分支。应用学科——工业化学、农业化学、环境化学、食品化学------
在每个学科中还可以按内容分为不同课程。传统分类分支：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学等应用方面(
交叉边缘学科)：有燃料化学、环境化学、材料化学、生物化学、放射化学、激光化学、地质化学、计算化学、能源化学、绿色化学、化学信息学、
纳米化学、化学生物学等化学信息学是一门应用信息学方法来解决化学问题的学科。??２０世纪中后期，伴随着计算机技术的
发展，化学家开始意识到，多年来所积累的大量信息，只有通过计算机技术才能让科学界容易获得和处理，换言之，这些信息必须通过数据库的形式
存在，才能为科学界所用。这一新领域出现以后，没有一个恰当的名称。活跃在这个领域的化学家总是说他们在“化学信息”领域工作。然而，因为
这一名称难以将处理化学文献的工作和发展计算机方法来处理化学信息的研究分别开来。所以，一些化学家就称之为“计算机化学”，以强调采用计
算机技术来处理化学信息工作的重要性。但是，这个名称容易与理论化学计算，即“计算化学”混淆化学生物学是自90年代中期
以来的新兴研究领域.哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域,他们
的所在地所形成的重心地位甚至在加强.从源头来讲,化学是研究分子的科学,生物化学,分子生物学,还有生物学化学都是一样的.
但是由于科学家们长期以来的习惯称谓,我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究,用分子生物学指基因表达和控制的研究,用生物
学化学指分子水平上的生物现象的研究.与这些相比,化学生物学使用小分子作为工具解决生物学的问题或通过干扰/调节正常
过程了解蛋白质的功能.系统的化学生物学仅仅诞生于90年代中期,部份是由于基础条件到那时才刚刚完备.代表性的技术
进步包括机器人工程,高通量及高灵敏度的生物筛选,信息生物学,数据采集工具,组合化学和芯片技术例如DNA芯片.化学生物学更
普遍的被叫做化学遗传学(chemicalgenetics),而且它正在扩展到化学基因组学.和经典遗传学相比较,小分子并不是
取代或超越基因表达,而是被用于抑制或活化翻译过程.无机化学——是以现代科学理论和现代实验技术研究除碳氢化合物以外的所有元素及
其化合物的合成、性质、结构、反应、应用及它们之间相互联系的科学。什么是无机物？具有时代意义或新领域标志的无机物：从现
代学科发展史看，一种新的化合物的制得及其特性的发现往往导致一个新的科技领域的产生，或一个崭新工业的兴起。InP铟；
Nb铌Y2O3:Eu：彩色电视机显像管Y钇yi，39号，Eu铕you63号，镧系Y2O3:Eu是一种重要的红
光材料.其发光效率高,被广泛用于节能荧光灯和彩色电视显像管.将Y2O3:Eu做成管状,其内外表面可以被修饰(如填充Ag纳米线),
可能有特别的用途.欧洲：多数国家采用PAL制，在这种制式诞生之际，已使用了稀土类化合物Y2O3:Eu和Y2O2S:Eu作为红荧
光体，光效率有了提高，使得6500K基准白得以实现。但至今部分国家和地区仍生产9300K白场色温的电视接收机，我们分析有以下三种
原因：????a.彩色电视接收机一开始是使用Zn3(PO4)2:Mn和Zn2SiO4:Mn红荧光体，由于这类荧光体发光效率
太低，当时为了提高彩色电视亮度，提高绿路、蓝路束电流，迫使一度采用9300K作为彩色电视接收机白场色温。????b.在稀土类荧
光体Yu04:Eu、Y2O3:Eu、Y2O2S:Eu研制成功后，部分厂家没有从彩色电视彩色复现的科学严整性角度做出及时的探讨，没有
改变生产流程的指标，大量生产的彩色电视接收机色温仍是9300K，使广大用户形成了固有的错误印象色，当意识到这个问题的重要性时为时已
晚，解决起来比较困难。????c.由于大部分黑白电视机色温过高，为l4000K～17000K，造成人们头脑中对电视机白场色温过
高的印象，并将这种印象色带到对彩色电视的观看中，形成了对白场高色温错误的固有观念。大约在1900年到第二次世界大战期间，同突飞
猛进的有机化学相比，无机化学的进展却是很缓慢的。无机化学家在这段时期没有重大的建树，缺乏全局性的工作，无机化学的研究显得冷冷清清。
▼当时出版的无机化学的大全或教科书，几乎都是无机化学的实验资料库，是纯粹描述性的无机化学。▼在无机化学专业的教育和培养方面也很
薄弱，在当时的化学系的学生的教学计划中，只在大学一年级开设无机化学，缺乏必要的循环，也无再提高的机会。教师在讲台上无奈何只能“存在
、制备、性质、用途”千篇一律，学生学起来枯燥乏味，认为“无机化学”就是“无理化学”，多不感到兴趣，因而有志于无机化学的人是寥寥无几
。?这个时期，是无机化学处于门庭冷落的萧条时期。第二次世界大战中美国的曼哈顿工程(原子能计划工程——一项综合性的工程，它涉及到物
理学和化学的各个领域，尤其向无机化学提出了更多的课题)极大地“催化”了无机化学的发展，使无机化学步入了所谓“复兴”时期。?原
子反应堆的建立，促进了具有特殊性能的新无机材料的合成研究；?同位素工厂的建设，促进了各种现代分析、分离方法的发展;?同位素工厂
的建设，促进了各种现代分析、分离方法的发展;?随着原子能计划的实施，以及量子力学和物理测试手段在无机化学中的应用，使得无机化学在
理论(如周期系理论、原子分子理论、配位化学理论、无机化学热力学、无机反应动力学)上也渐趋成熟。战后和平时期中随着工农业生产的飞跃
发展，无机化学不仅在原有的天地中长进，而且还不断渗透到其它各种学科而产生了新的边缘学科，★自战后至今,无机化学已从停滞萧条步入了一
个“柳暗花明又一村”的黄金时期。最初的化学就是无机化学；?1828年武勒由氰酸铵制得尿素，
NH4OCNNH2CONH2动摇了有机物只是生命体产物的观点，有机化学应运而
生；青蒿素是从青蒿植物中提取的抗疟疾药，具有高效、速效、低毒的特点，是我国唯一被世界卫生组织认可的按西药研究标准研究开发的植
物药。我国是世界上青蒿素原料药最大的生产国，尤其是重庆市酉阳地区，其产量占全球八成，质量也是世界最好。科学家们
已经找到15种先导化合物可以抑止SARS病毒的复制。其中有一种名为“肉桂硫胺”的化合物上世纪70年代已使用于治疗精神分裂症，现在被
发现对SARS也有治疗作用。还有一种用于治疗疟疾的中药“青蒿素”也有相同功效。“这些已经在多年的临床使用中被验证
安全性，一旦SARS再次爆发，它们可以立即投入治疗。”维生素原B-5是一种渗透性保湿剂,具深层保湿作用,能透过皮
肤,保持毛发和皮肤中的水分;能营养毛发及皮肤，可使头发光亮易梳，不容易打结。D-泛醇是维生素B5的前体，故又称维生素原
B5，它含有不少于98%含量的D-泛醇，它是一种无色至微黄色透明粘稠的液体，具轻微的特殊气味泛酸是B族维生素的一
种，又名“遍多酸”，也称为维生素B5。这个名称来源自希腊语，意思是无所不在的酸类物质。其无所不在，是指：①普遍存在于生物体
内；②生物无不需要，缺乏时会生病致死；③体内参与广泛的代谢活动。D泛醇在毛发和皮肤中能转变为泛酸，深入发根，
透过皮肤，保持毛发和皮肤中的水分不受空气的影响，防止毛发过度干燥形成的头皮屑，有效地减少头发分叉，修补由于化学或机械造成的损伤（
如烫发、染发、造型、梳刷等）。赋予毛发光泽、润滑，减少缠绕。在护霜产品中能刺激细胞的分裂增殖，促进正常的角质化，促进伤口愈合，
抗炎，保湿，对剧烈的日光曝晒有防治效用。由于上述特点，可用于脸部及身体上使用的膏霜、乳液及液剂中，推荐使用量为0.5%～5%。口红
及唇膏等美容化妆品推荐用量1%～5%。头发制品，如洗发精、护发素、润丝固发剂、摩丝及喷雾整发剂用，建议加入量为1%～5%。不清洗制
品用量为0.1%～0.5%。用后清洗用品的用量为2%～5%。建议：手足常常刺痛的人可试着增加泛酸的服用量，并且和其他B
族的维生素同时服用；服用泛酸可以对即将来临的紧张状态和现有的紧张状态提供抵抗能力；每天摄取1000mg有时可减轻关
节炎的痛苦；如果您为过敏症所因扰，那么每天早晚吃完东西之后，服用维生素B5和C各1000mg，过敏症状就会减轻。分析
化学－手段、眼睛1、2是本门课程的主要内容。可算作有机化学的一个分支。注重实用性的一门学科。计算化学是理
论化学的一个分支。计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质（例如总能量，偶极矩，四极矩，振动频率，反应活性
等）并用以解释一些具体的化学问题。计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。计算化学主要应用已有
的电脑程序和方法对特定的化学问题进行研究。而算法和电脑程序的开发则由理论化学家和理论物理学家完成。计算化学在研究原子和分子性质、化
学反应途径等问题时，常侧重于解决以下两个方面的问题：为合成实验预测起始条件研究化学反应机理、解释反应现象例如：生物和物
理，还有化学等学科的交叉主要表现在哪些方面呢？主要表现在化学反应上（当然化学反应也涉及到物质在物理上的变化，化学和物理是分不开
的）。。。。生物的运作都离不开化学反应。（光合作用，呼吸，代谢，激素信息材料的研究发展给人类带来的好处之一：请看下一页的例
子。放大百万倍的显微图片清晰地将一个常人难以想象的微观世界展现在人们面前：纳米级的有机薄膜材料上，一个个直径仅有０
．６纳米的信息存储点犹如兵马俑一样井然有序、整齐划一……不久前，我国科学家研制出迄今世界上信息存储密度最高的有机材料，从而在超高密
度信息存储研究上再创“世界之最”，保持了从１９９６年起就占据的国际领先地位。一纳米是十亿分之一米。０．６纳米的直
径意味着信息存储的密度可达每平方厘米１０的１４次方比特（信息存储基本单位），其信息容量比现有光盘高１００万倍。按照这一密度，可将美
国国会图书馆的所有信息存放在一块方糖大的盘上。部门：机电学院（EA501）电子邮件：gaoy@hhuc.ed
u.cn浙江大学（第六版）教材介绍：徐端钧等编写高等教育出版社2011年6月出版
绪论●化学的意义与研究对象●?化学的分支●?化学的地位与作用●教学目的与教学内容●要求
与考核1.定义一、化学的意义与研究对象化学是在原子和分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学
科。这些元素和原子又是怎样决定或影响物质的性质和变化规律的？构成如：分
子原子组成
元素2.研究对象与范围一、化学的意义与研究对象对象:原子、分
子、晶体、各种天然与人工合成大分子内容:组成、结构、物理与化学性质、制备方法与工艺；物质各种聚集状态（包括晶体、非晶体
、流体、等离子体、介观与纳米态）下的性质、功能与应用研究现状(2000年)化合物>2000万种时间分辨率：1fs(飞秒（
femtosecond）1飞秒为千万亿分之一秒)空间分辨率：0.1nm分析所需最小量：10-13g。毒扁豆碱甲萘威
第四代农药：生物源农药毒性来源于此萘研究结构有什么用？无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学燃料
化学、环境化学、材料化学、生物化学、放射化学、激光化学、地质化学、计算化学、能源化学、绿色化学、化学信息学、纳米化学、化学生物学。
。。1.无机化学InP：开始了III～V族化合物半导体的应用LiNbO3：促进了现代非线性光学的发展Y2O3:Eu
：推动彩色电视机的发展UF6：促进了核能的发展HAP：羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2二、化学的分支无机物：周期
表上所有元素的单质和化合物（有机物除外）2.有机化学维生素B
12：C63H88CoN14O14P头孢拉定：消炎药青蒿素：疟疾肉桂硫胺：非典二、化学的分支有机物：碳氢化合物及其衍生
物别名：维生素原B5结构式：D-[HOCH2C(CH3)2-CH(OH)CONHCH2CH2CH2OH]应用：主要用于
食品、医药和化妆品行业，也可作为营养增补剂。性能：是泛酸的同效物，为其醇的右旋异构体。
呈透明、粘性、稍具吸潮性的液体，略带特殊气味，微有苦味。?D－泛醇英文名：dexpantheno
l;D-pentothenyl?alcohol;d-panthenel元素分析红外、紫外光谱核磁共振
色谱、质谱二、化学的分支3.分析化学化学分析、仪器分析来测量、表征化合物3-芳基-2-丙烯酸的红外光
谱图4.物理化学二、化学的分支化学热力学：系统的稳定性、反应方向和程度化学动力学：反应速率、机理结构化学和量子化学
：从微观角度进行分子设
计5.高分子化学――高分子化合物二、化学的分支塑
料、橡胶、纤维橡胶轮胎塑料件★是自然科学的核心一级学科。★是自然科学中处于承上启下地位的中心学科。三、化学的地位
与作用1.化学的地位化学计算与信息科学物理学数学天文学地质与环境科学工程科学
生命科学材料科学化学医药卫生军事国防衣、食、住、行资源利用，环境保护新能源冶金信息电子新材料生
物技术★化学是理论与应用并重的科学信息材料能够获取、存储、转换、处理、传递或显示信息的材料。包括：①敏感材料：有陶瓷材
料、半导体材料和高分子材料，对温度、压强、湿度、气体、光等敏感②记录材料：磁记
录——氧化铁和钴－镍合金等光记录——钆－钴合金③半导体：高速处理信息，有单晶硅
、非晶硅、砷化镓等制成集成电路④光导纤维材料⑤液晶高分子材料在纳米有机NBMN-pDA薄膜上的信息存储，存储点的大小为单
分子尺度Example(1)对国民经济的支撑能源：石油、天然气、核能材料：钢铁、混凝土、复合材料、纳米材料
国防：航空航天、武器三、化学的地位与作用2.化学的作用Example性质：油状液体大蒜味很难挥发结构式
：ClCH2CH2-S-CH2CH2Cl化学名：2，2’－二氯乙硫醚杀伤作用：使人皮肤糜烂、呼吸困难。芥子气对皮肤的伤害
(2)提高国民生活质量粮食：农药肥料健康：探明生命规律，营养，药物衣物：涤纶、腈
纶、丙纶、莱卡、超细旦丙纶纤维2.化学的作用人造纤维将不能纺织的纤维素变
成可以纺织的纤维天然纤维素碱纤维素纤维素黄原酸钠
纺丝粘胶纤维人造
粘胶纤维NaOHCS2黄化稀NaOH老化喷丝H2SO4＋Na2SO4固化衣服食物房屋運輸醫療化学研究的目的-
-为人类造福！目的：四、教学目的、内容及考核★使学生具有必备的近代化学基本理论、基本知识和基本技能；★
了解这些理论知识和技能在工程实际的应用；培养高素质人才。使同学成为知识面宽、基础扎实、有开拓创新能力的高素质人才
。为何要进行通识教育?将通识教育视为“全人教育”的实现途径，这从根本上保证了学生不仅是一名专才，而且是一个有着“广博的知识基础和视野，掌握解难和应变能力的人”，是一个“有上进心和积极人生观，对家庭、社会及国家有承担”、“能履行公民责任及达到合乎社会标准的道德水平”的人。★掌握一些化学在生活中的应用知识；教学内容：●基本理论和基本知识热化学化学反应的方向、程度和速率水化学电化学●工程实际应用能源大气污染水污染金属腐蚀及防止●实验仪器操作理论验证成绩评定方法：平时：10％（考勤、课堂提问、作业完成情况等）预习报告：10％实验操作技能：40％实验报告：50％考试：70％实验：20％——摘自《读者》2004.NO.21回答：知识作为“工具”、“载体”，让学生打下“学习能力“的基础，而不是知识基础。教师上课授课，让学生看书、复习、做作业、考试……,这些手段的目的都不是让学生非得知道这些知识,而是让学生亲自体会接受知识、学习本领的一个过程。这个过程是”教育的本质“，也是学生将来最最受用终生的。答疑时间：每周一晚19：00－20：00地点：实验楼501室其他时间答疑请用电子邮件预约为什么对全校工科专业（除工业设计外）开设大学化学这门课程？化学是基础学科，基础课。学科交叉的需要 |
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