無(wú)機(jī)及分析化學(xué)-緒論

《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》主講：周?chē)?guó)永電話-MAIL:411522442@2/4/20232緒論2/4/20233緒論

簡(jiǎn)話化學(xué)發(fā)展

化學(xué)學(xué)科的分支及其形成

本學(xué)科的學(xué)習(xí)方法

理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排

參考書(shū)目2/4/20234一、簡(jiǎn)話化學(xué)發(fā)展1.古代化學(xué)1.1實(shí)用及自然哲學(xué)階段（～公元前后）1.2煉金術(shù)、煉丹術(shù)時(shí)期（公元前后～公元1500年）1.3醫(yī)化學(xué)時(shí)期（公元1500年～公元1700年）1.4燃素說(shuō)時(shí)期（公元1700年～公元1774年）2/4/202351.1

實(shí)用及自然哲學(xué)階段（～公元前后）

埃及：煉鐵、鞣制皮革、提取藥物香料、制造陶器中國(guó)：公元前2500～2000年，銅的冶煉技術(shù)，殷代青銅器；公元前一世紀(jì)，造紙術(shù)的發(fā)明

商代青銅器（銅錫合金）100萬(wàn)年前，原始社會(huì)，火的利用

公元前3000年左右，奴隸社會(huì)，以實(shí)用化學(xué)工藝為特征：2/4/20236

Aristotle（384-322B.C.）

關(guān)于宇宙的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，最早的的見(jiàn)解是我國(guó)商末（約公元前1140年）出現(xiàn)在易經(jīng)中的“八卦”和“五行”學(xué)說(shuō)

公元前5世紀(jì)，安培多克爾(Empedocles)提出宇宙是由水、火、氣、土“四原質(zhì)”構(gòu)成的

公元前400年，德謨克特提出利樸素的原子論

公元前四世紀(jì)，亞里士多德(Aristotle)提出“四原性”學(xué)說(shuō)2/4/202371.2

煉金術(shù)、煉丹術(shù)時(shí)期（公元前后～公元1500年）

公元四世紀(jì)，東漢葛洪著有煉丹術(shù)巨著，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的可逆性(HgS←→HgPb3O4←→Pb)以及金屬間的取代（Fe和Cu的鹽）

十五世紀(jì)的煉金裝置中世紀(jì)煉金術(shù)士工作的地方

封建社會(huì)，中國(guó)道家化學(xué)煉丹（Pb3O4,HgS）

公元二世紀(jì)，東漢魏伯陽(yáng)著有世界最早煉丹術(shù)文獻(xiàn)2/4/202381.3

醫(yī)化學(xué)時(shí)期（公元1500～公元1700年）

明代宋應(yīng)星著有《天工開(kāi)物》（1639年）總結(jié)了我國(guó)的工業(yè)技術(shù)16世紀(jì)初，歐洲資本主義工業(yè)的發(fā)展迫使化學(xué)走上正路

煉金術(shù)改革，化學(xué)方法制成藥劑（無(wú)機(jī)物）

明代李時(shí)珍《本草綱目》，列有中藥材、礦物1000多種，并附有制備方法，性質(zhì)介紹2/4/202391.4燃素說(shuō)時(shí)期（公元1700～公元1774年）

法國(guó)拉瓦錫(Lavoisier)的燃燒氧化學(xué)說(shuō)，近代化學(xué)由此萌芽

Stahl,Georg

（1659～1734）

英國(guó)的波義爾提出各種物質(zhì)的微粒都是由基本粒子的不同聚集體構(gòu)成。對(duì)燃燒現(xiàn)象認(rèn)為火是由一種實(shí)在的，具有重量的火微粒構(gòu)成的1700年，德國(guó)的施塔爾(Stahl)提出“燃素說(shuō)”，清除了“原性”學(xué)說(shuō)2/4/2023102.近代化學(xué)－－－四次化學(xué)革命及元素周期律的發(fā)現(xiàn)

RobertBoyle

（1627～1691）

Lavoisier（1743～1794）四次化學(xué)革命的領(lǐng)軍人物化學(xué)之父近代化學(xué)之父

Dalton（1766～1844）科學(xué)原子論創(chuàng)始人

Pauling（1901～1994）量子化學(xué)奠基人之一2/4/202311“懷疑派的化學(xué)家”一書(shū)的扉頁(yè)

第一次化學(xué)革命

英國(guó)化學(xué)家羅伯特·波義爾“把化學(xué)確立為科學(xué)”（恩格斯語(yǔ)），被譽(yù)為“化學(xué)之父”（墓碑語(yǔ)）。波義爾是站在古代科學(xué)和近代科學(xué)的交叉點(diǎn)上，繼往開(kāi)來(lái)的偉大人物。1661年波義爾發(fā)表了名著“懷疑派化學(xué)家”(TheScepticalChymist)，指出，“化學(xué)不是為了煉金，也不是為了治病，它應(yīng)當(dāng)從煉金術(shù)和醫(yī)學(xué)中分離出來(lái)，成為一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)”。波義爾極為崇尚實(shí)驗(yàn)，指出，“空談毫無(wú)用途，一切來(lái)自實(shí)驗(yàn)”。他把嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)方法引入化學(xué)研究，使化學(xué)成為一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。

有人稱(chēng)為第一次化學(xué)革命2/4/202312

第二次化學(xué)革命

法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫1783年出版名著“關(guān)于燃素的回顧”，提出燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，1789年出版“初等化學(xué)概論”，揭開(kāi)了困惑人類(lèi)幾千年的燃燒之謎，以批判統(tǒng)治化學(xué)界近百年的“燃素說(shuō)”為標(biāo)志，發(fā)動(dòng)了第二次化學(xué)革命，被譽(yù)為：“化學(xué)中的牛頓”。拉瓦錫的另一項(xiàng)重大成就以科學(xué)元素說(shuō)取代了傳統(tǒng)思辨的舊元素說(shuō)他首次給元素下了一個(gè)科學(xué)和清晰的定義：“元素是用任何方法都不能再分解的簡(jiǎn)單物質(zhì)”。拉瓦錫再做實(shí)驗(yàn)，夫人記錄漫畫(huà)：拉瓦錫正在用拿破侖做呼吸實(shí)驗(yàn)2/4/202313氧氣的發(fā)現(xiàn)拉瓦錫的周期表2/4/2023Templatecopyright200514

第三次化學(xué)革命

英國(guó)化學(xué)家道爾頓創(chuàng)立科學(xué)原子論，揭示了各種化學(xué)規(guī)律、化學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在了聯(lián)系，成為說(shuō)明化學(xué)現(xiàn)象的統(tǒng)一理論，完成了化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一次極為重大的理論綜合。有人稱(chēng)為近代化學(xué)史上的第三次化學(xué)革命。

1803年，道爾頓提出了原子學(xué)說(shuō)：元素是由非常微小的、看不見(jiàn)的、不可分割的原子組成；原子既不能創(chuàng)造，不能毀滅，也不能轉(zhuǎn)變，所以在化學(xué)反應(yīng)中都保持自己原有的性質(zhì)。

1811年，意大利物理學(xué)家阿佛加德羅（1776～1856）提出分子假說(shuō)，最初一直受到冷落，后經(jīng)意大利化學(xué)家康尼采羅（S.Cannizzaeo,1826～1910)等的努力，才獲得科學(xué)界的普遍承認(rèn)，最后形成統(tǒng)一的原子－分子學(xué)說(shuō)，前后經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)。JohnDalton（1766～1844）Avogadro（1776～1856）2/4/202315

第四次化學(xué)革命－－－量子化學(xué)的誕生

十九世紀(jì)末物理學(xué)領(lǐng)域三項(xiàng)劃時(shí)代的重大發(fā)現(xiàn)（X射線1895，放射性1896，電子1897），首先揭開(kāi)了物理學(xué)革命的序幕，導(dǎo)致了量子力學(xué)的誕生。量子力學(xué)在化學(xué)領(lǐng)域的實(shí)踐形成了量子化學(xué)，成為現(xiàn)代化學(xué)的理論支柱。

1930年，美國(guó)化學(xué)家鮑林和德國(guó)物理學(xué)家J.C.Slater（1900-1976）把量子力學(xué)處理氫分子的成果推廣到多種單質(zhì)和化合物中，建立了價(jià)鍵理論，闡明了共價(jià)鍵的方向性和飽和性，此后鮑林又提出了雜化軌道理論。鮑林是現(xiàn)代化學(xué)最偉大的化學(xué)家之一，他是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化學(xué)的奠基人，并把化學(xué)結(jié)構(gòu)理論引入生物大分子結(jié)構(gòu)研究，提出了蛋白質(zhì)分子多肽鏈的螺旋結(jié)構(gòu)。1954年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，1962年獲諾貝爾和平獎(jiǎng)。Pauling

（1901～1994）2/4/202316

元素周期律的發(fā)現(xiàn)D.I.Menderleev

（1834～1907）

1869年，俄國(guó)化學(xué)家們捷列夫和德國(guó)化學(xué)家邁爾獨(dú)立發(fā)現(xiàn)元素周期律。二者都是在編寫(xiě)教科書(shū)過(guò)程中完成這一重要發(fā)現(xiàn)的。邁爾對(duì)元素性質(zhì)的研究偏重于物理性質(zhì)，而門(mén)捷列夫則更多的著眼元素的化學(xué)性質(zhì)。

元素周期律的發(fā)現(xiàn)在化學(xué)發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義，它把看起來(lái)孤立的、雜亂無(wú)章的化學(xué)元素知識(shí)，納入到一個(gè)嚴(yán)整的自然體系之中，揭示了自然界一條最基本的規(guī)律，使化學(xué)研究進(jìn)入了系統(tǒng)化階段，是化學(xué)發(fā)展史上繼原子論之后又一次重大的總和。成為化學(xué)的主要基石之一。2/4/202317二、化學(xué)學(xué)科的分支及其形成四大基礎(chǔ)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)分析化學(xué)物理化學(xué)有機(jī)化學(xué)

化學(xué)與其他學(xué)科交叉形成多種邊緣學(xué)科：環(huán)境化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、生物化學(xué)、材料化學(xué)……高分子化學(xué)2/4/2023182.1

無(wú)機(jī)化學(xué)

除去碳?xì)浠衔锖推渌苌锿?，無(wú)機(jī)化學(xué)是對(duì)所有元素和它們的化合物及反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和理論解釋的科學(xué)。定義分支

無(wú)機(jī)材料合成配位化學(xué)原子簇化學(xué)超導(dǎo)材料無(wú)機(jī)晶體化學(xué)稀土化學(xué)生物無(wú)機(jī)化學(xué)2/4/2023192.2

有機(jī)化學(xué)定義研究碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏幕瘜W(xué)分支，也有人稱(chēng)為“碳的化學(xué)”。Liebig

（1803～1873）Wohler

（1800～1882）Kekule（1829～1896）

有機(jī)化學(xué)之父分析了大量有機(jī)物

首次合成尿素打破無(wú)機(jī)有機(jī)的界限發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)2/4/202320分支

有機(jī)合成化學(xué)金屬有機(jī)化學(xué)和有機(jī)催化天然物有機(jī)化學(xué)物理有機(jī)化學(xué)（研究有機(jī)分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理及用理論計(jì)算化學(xué)的方法來(lái)理解、預(yù)見(jiàn)和發(fā)現(xiàn)新的有機(jī)化學(xué)現(xiàn)象。）生物有機(jī)化學(xué)2/4/2023212.3

分析化學(xué)定義測(cè)量和表征物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的分支學(xué)科。以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法稱(chēng)為化學(xué)分析法，利用特定儀器并以物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法稱(chēng)為儀器分析法Berzelius

貝采里烏斯測(cè)定原子量使用的天平2/4/202322主要內(nèi)容

現(xiàn)代分析化學(xué)正向快速、準(zhǔn)確、微量、微區(qū)、表面、自動(dòng)化等方面發(fā)展。

光譜分析電化學(xué)分析色譜分析質(zhì)譜分析核磁共振（NMR）表面分析放射化分析單分子（原子）檢測(cè)2/4/2023232.4

物理化學(xué)定義

是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手，用物理學(xué)的原理和方法研究化學(xué)變化基本規(guī)律的學(xué)科。涵蓋從微觀到宏觀對(duì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系規(guī)律、化學(xué)過(guò)程機(jī)理及其控制的研究。

物理化學(xué)三劍客

阿倫尼烏斯（1859～1927）

奧斯瓦爾德（1853～1932）

范特霍夫（1852～1911）2/4/2023242.5

高分子化學(xué)

研究鏈狀大分子的合成、大分子的鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，以及大分子聚合物作為高分子材料的成型及應(yīng)用。定義主要內(nèi)容

高分子合成高分子高級(jí)結(jié)構(gòu)和尺度與性能的關(guān)系高分子物理高分子成型功能高分子通用高分子材料及合成高分子的原料2/4/2023252.6

化學(xué)工程

化學(xué)通過(guò)化學(xué)工程產(chǎn)生巨大的工業(yè)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。從一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室獲得樣品到中試放大，最后進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，是化學(xué)工程所要研究的全部過(guò)程。定義主要內(nèi)容

化工過(guò)程中的多尺度效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)—催化—反應(yīng)器非傳統(tǒng)反應(yīng)工程生化反應(yīng)工程2/4/202326三、本學(xué)科的學(xué)習(xí)方法

課前預(yù)習(xí)，找出難點(diǎn)。

課間認(rèn)真聽(tīng)講，做好課堂筆記。課后做適當(dāng)練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，多思考。做好階段性總結(jié)，對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納。2/4/202327四、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排序號(hào) 1 第一章溶液和膠體42 第二章化學(xué)反應(yīng)的能量和方向33 第三章化學(xué)反應(yīng)的速率和限度44 第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介25 第五章重要生命元素46 第六章分析化學(xué)概論42/4/2023287 第七章酸堿平衡與酸堿滴定法4

8 第八章沉淀-溶解平衡與沉淀測(cè)定法49 第九章配位化合物與配位滴定法210 第十章氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法211 第十一章電位分析與電導(dǎo)分析212 第十