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文檔簡介

無機化學InorganicChemistry田玉鵬yptian@安徽大學化學化工學院DepartmentofChemistryAnhuiUniversity無機化學田玉鵬yptian@ahu.1第一章緒論Introduction第一章緒論Introduction2一、化學的定義二、化學學科的重要性三、無機化學的研究對象、發展和前景四、學習無機化學的方法五、成功的十大要素一、化學的定義二、化學學科的重要性三、無機化學的研究對象、發3

化學是從原子、分子及其聚集態層次上研究物質的組成、結構、性質、變化規律及其應用的科學。

chemicalchangechemicalreaction參考文獻:化學通報,1997,(7)50-53,54-58

論現代化學定義及其原則宗旨魏光化學的定義、地位、作用和任務徐光憲

一、化學的定義

4

21世紀的化學有非常豐富的研究對象(它的定義可建議如下),因此賦予它新的定義

化學是主要研究原子、分子片、分子、原子分子團簇,原子分子的激發態、過渡態、吸附態,超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同尺度和不同復雜程度的聚集態和組裝態,直到分子材料,分子器件和分子機器的合成和反應,分離和分析、結構和形態、物理性能和生物活性及其規律和應用的自然科學。

21世紀的化學有非常豐富的研究對象(它的定義可5二、化學學科的重要性1、化學是研究化學進化這一層次的科學。

從宇宙進化的層次結構來看,化學永遠不會消亡。21世紀的化學不但不會衰亡,而且還要飛速發展。三個特征:(1)數量上:1999年超過2000萬種化合物(2)質量上:人類需要的是功能分子,材料。(3)不再滿足于合成新的化合物分子,而是根據功能的要求進行分子設計,組裝成材料、器件等。二、化學學科的重要性1、化學是研究化學進化這一層次的科學。62、化學是承上啟下的中心科學

在科學的長河中是不可缺少的一個環節,科學可按照它的研究對象由簡單到復雜的程度分為上、中、下游。數學、物理學上游,化學是中游,生物學、醫學、社會科學等是下游。“移上游科學之花,可以接下游科學之木”21世紀,生命科學、現代生命科學必須在分子的水平上來研究,化學是研究分子的科學,在分子水平上的研究方法主要就是化學方法。2、化學是承上啟下的中心科學73、化學是社會迫切需要的實用科學

化學與衣、食、住、行、能源、信息、材料、國防、環境保護、醫藥衛生、資源利用等有密切的關系。當前,世界范圍內面臨的一些重大社會課題。諸如:糧食供應、環境污染、醫藥保健、各種新材料、以及發展能源等方面,無一不需要一大批化學工作者為此作出長期努力。3、化學是社會迫切需要的實用科學8返回Modler:除去碳氫化合物和其大多數衍生物外,無機化學是對所有元素和它們化合物的性質和反應進行實驗研究和理論解釋的科學。Huheey:“Inorganicchemistryisanyphaseofchemistryofinteresttoaninorganicchemist”.Whatisinorganicchemistry?三、無機化學的研究對象、發展和前景返回Modler:Whatisinorganic9返回第一階段:萌芽階段15世紀后半葉——18世紀中葉第二階段:發展階段18世紀中葉——19世紀中葉無機化學形成一門獨立的化學分支,質量守恒、原子論、阿佛加德羅定律、分子論、門捷列夫周期律的確立奠定了無機化學的理論基礎。第三階段:復興階段,蓬勃發展階段隨著科學技術日新月異的發展,學科間的相互滲,為無機化學提供了新的邊緣生長條件。返回第一階段:萌芽階段10無機化學與其它學科形成的交叉學科

生物無機化學金屬有機化學固體材料化學物理無機化學無機化學與其它學科形成的交叉學科

生物無機化學11返回無機化學科學分支

配位化學元素無機化學固體無機化學核化學物理無機化學生物無機化學無機化學返回無機化學科學分支

配位化學元素無機化學固體無機化學12返回1、惰氣化合物O2+P+F6→O2+PtF-6O2第一電勢12.2evXe第一電離勢12.1evO2+和Xe+大小相近Xe+2PtF6→[FXe]+[PtF11]-2、氟化學U-235和U-238分離3、缺電子化合物

B2H6

三中心鍵理論

近五十年來無機化學領域的主要成就返回1、惰氣化合物近五十年來無機化學領域的主要成就13

返回

4

、夾心化合物C5H5MgBr+FeCl2→(C5H5)2Fe+MgCl2+MgBr2

5

、原子簇化合物

室溫固氮、光電功能材料

6

、氣體分子配體[Ru(NH3)5N2]

7

、生物無機化學葉綠素、血紅素、DNA結構與藥物設計

返回14返回葉綠素的結構返回葉綠素的結構15返回TheStructureofDNA返回TheStructureofDNA16返回返回17無機化學第一章緒論2007級1課件18返回返回19返回8、配位場理論理論化學9、無機材料人造金剛石C(diamond)

C60(20個六邊形,12個五邊形)無機(人工)晶體LiNbO3BBO,KDP

超導材料YBa2Cu3O7-xC60/Fc

返回8、配位場理論理論化學20無機化學第一章緒論2007級1課件21主要的國家目標:滿足國家慣性激光約束核聚變工程需要(神光工程)

優質大KDP晶體生長

(國家“863”計劃項目)主要的國家目標:優質大KDP晶體生長

(國家“863”計劃項22“神光”Ⅱ裝置神光Ⅱ裝置的倍頻器件(φ270cm)

“神光工程”是世紀之交我國光學領域最宏偉的科學工程,將全面帶動相關科學技術攀登世界水平,其作用和意義不亞于當年的“兩彈”。“神光”Ⅱ裝置神光Ⅱ裝置的倍頻器件(φ270cm)“23Fullerenes“富勒烯”andcarbonnanotubesFullerenes“富勒烯”andcarbonnan24無機化學第一章緒論2007級1課件25激光核聚變簡單地說,激光核聚變就是利用激光照射核燃料使之發生核聚變反應。它的主要用途包括

一是可為人類找到一種用不完的清 潔能源二是可以研制真正的“干凈”核武器三是可以部分代替核試驗。激光核聚變簡單地說,激光核聚變就是利用激光照射核燃26返回10、從分子化學→超分子化學返回10、從分子化學→超分子化學27無機化學第一章緒論2007級1課件28無機化學第一章緒論2007級1課件29返回

納米物理學 納米電子學 納米化學 納米力學 納米材料學 納米生物學納米加工學11、納米材料(科學)Nano-ST宏觀——納米——微觀

返回11、納米材料(科學)30納米科技的重要意義在納米尺度范圍,材料的性能發生了由量變到質變的飛躍,納米科技有可能是人類歷史上第三次產業革命,使人類進入智能化的類生物體系的生產方式,它是未來高科技的命脈。發展納米科技應是國家的長遠國策,目前納米科技還處在以基礎研究為主的初級階段,納米時代還未真正到來。納米齒輪和納米軸承

納米存儲器,存儲密度可達每平方厘米100萬億字節

描述的是一個納米機器人在清理血管中的有害堆積物。由于納米機器人可以小到在人的血管中自由的游動,對于象腦血栓、動脈硬化等病灶,它們可以非常容易的予以清理,而不用再進行危險的開顱、開胸手術。納米科技的重要意義在納米尺度范圍,材料的性能發生了由量變到質31四、學習無機化學的方法1.重視做好化學實驗2.重視化學理論的指導作用3.抓好各個學習環節預習-上理論課和實驗課-復習-解答習題4.學一點化學史四、學習無機化學的方法1.重視做好化學實驗32

教學安排

上學期72學時,4學分評定成績辦法總評成績=平時×30%+期末考×70%

期中考和期末考:考試方式:

獨立完成

33志向和目標,興趣和愛好,決心和毅力勤奮和效率健康天賦,靈感和創新教育方法心理健康=品德=(修身)(處世)=情商大環境小環境機遇五、成功的十大要素志向和目標,興趣和愛好,決心和毅力五34AggressiveBearableCooperation返回成功要素ABC中國化學家中科院院士戴安邦老先生

美國化學家鮑林

LinusPouling斯坦福大學化學教授Aggressive返回成功要素ABC中35主要參考書目北京師范大學等校編:《無機化學》高等教育出版社2003年版申泮文主編:《無機化學》化學工業出版社2002年版劉新錦等主編:《無機元素化學》科學出版社2005年版徐家寧等主編:《無機化學例題與習題》高等教育出版社2000年版

網上電子資源主要參考書目北京師范大學等校編:《無機化學》網上電子資源36作業查閱文獻1.深入領會化學的定義。2.熟悉無機化學的研究對象及發展狀況。作業查閱文獻37無機化學InorganicChemistry田玉鵬yptian@安徽大學化學化工學院DepartmentofChemistryAnhuiUniversity無機化學田玉鵬yptian@ahu.38第一章緒論Introduction第一章緒論Introduction39一、化學的定義二、化學學科的重要性三、無機化學的研究對象、發展和前景四、學習無機化學的方法五、成功的十大要素一、化學的定義二、化學學科的重要性三、無機化學的研究對象、發40

化學是從原子、分子及其聚集態層次上研究物質的組成、結構、性質、變化規律及其應用的科學。

chemicalchangechemicalreaction參考文獻:化學通報,1997,(7)50-53,54-58

論現代化學定義及其原則宗旨魏光化學的定義、地位、作用和任務徐光憲

一、化學的定義

41

21世紀的化學有非常豐富的研究對象(它的定義可建議如下),因此賦予它新的定義

化學是主要研究原子、分子片、分子、原子分子團簇,原子分子的激發態、過渡態、吸附態,超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同尺度和不同復雜程度的聚集態和組裝態,直到分子材料,分子器件和分子機器的合成和反應,分離和分析、結構和形態、物理性能和生物活性及其規律和應用的自然科學。

21世紀的化學有非常豐富的研究對象(它的定義可42二、化學學科的重要性1、化學是研究化學進化這一層次的科學。

從宇宙進化的層次結構來看,化學永遠不會消亡。21世紀的化學不但不會衰亡,而且還要飛速發展。三個特征:(1)數量上:1999年超過2000萬種化合物(2)質量上:人類需要的是功能分子,材料。(3)不再滿足于合成新的化合物分子,而是根據功能的要求進行分子設計,組裝成材料、器件等。二、化學學科的重要性1、化學是研究化學進化這一層次的科學。432、化學是承上啟下的中心科學

在科學的長河中是不可缺少的一個環節,科學可按照它的研究對象由簡單到復雜的程度分為上、中、下游。數學、物理學上游,化學是中游,生物學、醫學、社會科學等是下游。“移上游科學之花,可以接下游科學之木”21世紀,生命科學、現代生命科學必須在分子的水平上來研究,化學是研究分子的科學,在分子水平上的研究方法主要就是化學方法。2、化學是承上啟下的中心科學443、化學是社會迫切需要的實用科學

化學與衣、食、住、行、能源、信息、材料、國防、環境保護、醫藥衛生、資源利用等有密切的關系。當前,世界范圍內面臨的一些重大社會課題。諸如:糧食供應、環境污染、醫藥保健、各種新材料、以及發展能源等方面,無一不需要一大批化學工作者為此作出長期努力。3、化學是社會迫切需要的實用科學45返回Modler:除去碳氫化合物和其大多數衍生物外,無機化學是對所有元素和它們化合物的性質和反應進行實驗研究和理論解釋的科學。Huheey:“Inorganicchemistryisanyphaseofchemistryofinteresttoaninorganicchemist”.Whatisinorganicchemistry?三、無機化學的研究對象、發展和前景返回Modler:Whatisinorganic46返回第一階段:萌芽階段15世紀后半葉——18世紀中葉第二階段:發展階段18世紀中葉——19世紀中葉無機化學形成一門獨立的化學分支,質量守恒、原子論、阿佛加德羅定律、分子論、門捷列夫周期律的確立奠定了無機化學的理論基礎。第三階段:復興階段,蓬勃發展階段隨著科學技術日新月異的發展,學科間的相互滲,為無機化學提供了新的邊緣生長條件。返回第一階段:萌芽階段47無機化學與其它學科形成的交叉學科

生物無機化學金屬有機化學固體材料化學物理無機化學無機化學與其它學科形成的交叉學科

生物無機化學48返回無機化學科學分支

配位化學元素無機化學固體無機化學核化學物理無機化學生物無機化學無機化學返回無機化學科學分支

配位化學元素無機化學固體無機化學49返回1、惰氣化合物O2+P+F6→O2+PtF-6O2第一電勢12.2evXe第一電離勢12.1evO2+和Xe+大小相近Xe+2PtF6→[FXe]+[PtF11]-2、氟化學U-235和U-238分離3、缺電子化合物

B2H6

三中心鍵理論

近五十年來無機化學領域的主要成就返回1、惰氣化合物近五十年來無機化學領域的主要成就50

返回

4

、夾心化合物C5H5MgBr+FeCl2→(C5H5)2Fe+MgCl2+MgBr2

5

、原子簇化合物

室溫固氮、光電功能材料

6

、氣體分子配體[Ru(NH3)5N2]

7

、生物無機化學葉綠素、血紅素、DNA結構與藥物設計

返回51返回葉綠素的結構返回葉綠素的結構52返回TheStructureofDNA返回TheStructureofDNA53返回返回54無機化學第一章緒論2007級1課件55返回返回56返回8、配位場理論理論化學9、無機材料人造金剛石C(diamond)

C60(20個六邊形,12個五邊形)無機(人工)晶體LiNbO3BBO,KDP

超導材料YBa2Cu3O7-xC60/Fc

返回8、配位場理論理論化學57無機化學第一章緒論2007級1課件58主要的國家目標:滿足國家慣性激光約束核聚變工程需要(神光工程)

優質大KDP晶體生長

(國家“863”計劃項目)主要的國家目標:優質大KDP晶體生長

(國家“863”計劃項59“神光”Ⅱ裝置神光Ⅱ裝置的倍頻器件(φ270cm)

“神光工程”是世紀之交我國光學領域最宏偉的科學工程,將全面帶動相關科學技術攀登世界水平,其作用和意義不亞于當年的“兩彈”。“神光”Ⅱ裝置神光Ⅱ裝置的倍頻器件(φ270cm)“60Fullerenes“富勒烯”andcarbonnanotubesFullerenes“富勒烯”andcarbonnan61無機化學第一章緒論2007級1課件62激光核聚變簡單地說,激光核聚變就是利用激光照射核燃料使之發生核聚變反應。它的主要用途包括

一是可為人類找到一種用不完的清 潔能源二是可以研制真正的“干凈”核武器三是可以部分代替核試驗。激光核聚變簡單地說,激光核聚變就是利用激光照射核燃63返回10、從分子化學→超分子化學返回10、從分子化學→超分子化學64無機化學第一章緒論2007級1課件65無機化學第一章緒論2007級1課件66返回

納米物理學 納米電子學 納米化學 納米力學 納米材料學 納米生物學納米加工學11、納米材料(科學)Nano-ST宏觀——納米——微觀

返回11、納米材料(科學)67納米科技的重要意義在納米尺度范圍,材料的性能發生了由量變到質變的飛躍,納米科技有可能是人類歷史上第三次產業革命,使人類進入智能化的類生物體系的生產方式,它是未來高科技的命脈。發展納米科技應是國家的長遠國策,目前納米科技還處在以基礎研究為主的初級階段,納米時代還未真正到來。納米齒輪和納米軸承

納米存儲器,存儲密度可達每平方厘米100萬億字節

描述的是一個納米機器人在清理血管中的有害堆積物。由于納米機器人可以小到在人的血管中自由的游動,對于象腦血栓、動脈硬化等病灶,它們可以非常容易的予以清理,而不用再進行危險的開顱、開胸手術。納米科技的重要意義在納米尺度范圍,材料的性能發生了由量變到質68四、學習無機化學的方法1.重視做好化學實驗2

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