化学与我们的生活课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,化学与我们的生活,段程伟,2014年9月,化学与我们的生活段程伟,1,化学工业在社会发展中的作用和地位,第一章、绪论,化学工业在社会发展中的作用和地位第一章、绪论,2,人类生活的各个方面，社会发展的各种需要都与化学工业息息相关,。,1、人类生活方面,1）从头到脚 2）衣食住行,2、从社会发展,化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具有重要的作用,目前人们最关心的几个重大问题,环境的保护、能源的开发利用、功能材料的研制、生命过程奥秘的探索,都与化学密切相关,总之，化学是一门重要的基础科学，它在整个自然科学中的关系和地位，,“化学是一门中心科学，它与社会发展各方面的需要都有密切关系。”,人类生活的各个方面，社会发展的各种需要都与化学工业息息相关。,3,化学与我们的生活课件,4,化学与我们的生活课件,5,绪论1,什么是化学？,化学是以研究物质的化学变化为主的科学。,化学是一门,实用的、中心的和创造性的,科学。,化学家做什么？,研究自然界并试图了解她；,创造自然界不存在的新物质和完成化学变化的新途径。,为什么化学家称这门科学为,“,中心科学,”,？,农业、电子学、材料学、生物学、药学、环境科学、计算机科学、工程学、地质学、物理学、冶金学,绪论1什么是化学？,6,什么是化学？,化学是重要的基础科学之一,，在与物理学、生物学、天文学等学科的相互渗透中，得到了迅速的发展，也推动了其它学科和技术的发展。,化学是认识世界的重要武器-从小到大（从原子、分子到星际空间），从无机到有机（无生命体到有生命体）。,化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学,。,世界是由物质组成的，化学则是人类用以,认识和改造物质世界,的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志。,从开始用火的原始社会，到使用各种人造物质的现代社会，人类都在享用化学成果。人类的生活能够不断提高和改善，化学的贡献在其中起了重要的作用。,什么是化学？化学是重要的基础科学之一，在与物理学、生物学、天,7,化学与人类的关系,21世纪的人类面临的4个重大问题,：资源、能源、环境、健康,化学是一门使人类生活更美好的基础科学,化学提供人类合理使用资源和能源的方法,化学使人类丰衣足食,化学能保护和改善人类赖以生存的环境,化学是人类使用新材料的源泉,化学使人类世界五彩缤纷,化学帮助人类延年益寿,化学与人类的关系21世纪的人类面临的4个重大问题：资源、能源,8,化学与未来,21世纪的4大新技术：,新能源、新材料、生物技术、环境,化学提供人类合理使用能源和创建新能源的方法,化学能保护和改善人类赖以生存的环境,化学是人类使用新材料的源泉,化学与生物的结合分子生物学：生物科学的基础,化学与未来21世纪的4大新技术：新能源、新材料、生物技术、环,9,绪论 2,化学简史,化学的前奏,历史悠久的工艺制陶,冶金化学的兴起,中国的重大贡献火药和造纸,炼丹术与炼金术,现代化学的兴起,绪论 2 化学简史化学的前奏,10,1化学的萌芽,火的使用,-人类开始用化学方法认识和改造天然物质。,掌握了火以后，人类开始熟食；逐步学会了制陶、冶炼；以后又懂得了酿造、染色等等。,天然物质的化学加工-古代文明的标志。,古代化学知识的原始萌发。,1化学的萌芽火的使用-人类开始用化学方法认识和改造天然物,11,化学的前奏,火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各样化学反应这个特点，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广阔的生产、生活天地。,后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携带了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。,化学的前奏火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产,12,古代原子论,阴阳五行学说,-物质构成的原始朴素学说。,公元前4世纪或更早，中国提出了阴阳五行学说，认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的，而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。,四元素说和古代原子论,-,公元前4世纪，希腊也提出了与五行学说类似的火、风、土、水四元素说和古代原子论。这些朴素的元素思想，即为物质结构及其变化理论的萌芽。,古代原子论阴阳五行学说-物质构成的原始朴素学说。,13,历史悠久的工艺-制陶,陶器是什么时候产生的，已很难考证。人类最原始的生活用容器是用树枝编成的，为了使它耐火和致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中，偶尔会被火烧着，其中的树枝都被烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧保留下来，而且变得更坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣碎，用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放在太阳光底下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。,历史悠久的工艺-制陶陶器是什么时候产生的，已很难考证。人类,14,历史悠久的工艺制陶,大约距今1万年以前，中国开始出现烧制陶器的窑，成为最早生产陶器的国家。陶器的发明，在制造技术上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等在烧制过程中发生了一系列的化学变化，使陶器具备了防水耐用的优良性质。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法，同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。,历史悠久的工艺制陶大约距今1万年以前，中国开始出现烧制陶器,15,历史悠久的工艺制陶,古代制陶,现代民间制陶,历史悠久的工艺制陶古代制陶现代民间制陶,16,冶金化学的兴起,在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800年，伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜器。,冶金化学的兴起在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造,17,冶金化学的兴起,到了公元前3000前2500年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡和铅两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为,青铜,(有时也含有铅)，它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。因此，青铜器的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。中国在铸造青铜器上有过很大的成就，如战国时的编钟，称得上古代在音乐上的伟大创造。,西周 水鼎,曾 侯 乙 编 钟,冶金化学的兴起到了公元前3000前2500年，除了冶炼铜以,18,冶金化学的兴起,世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造农具以及铁鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8前7世纪，欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，在绝大部分地方，铁器代替了青铜器。,东汉弩机,越王勾践剑,冶金化学的兴起世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,19,中国的重大贡献-火药和造纸,黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝石(硝酸钾)和木炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑色的，叫黑火药。火药的性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎样理解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，,黑火药便可理解为黑色的会着火的药。,火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生不老的药，在炼丹的原料中，就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中，曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。,中国的重大贡献-火药和造纸黑火药是中国古代四大发明之一。为,20,炼丹术,炼丹术化学的雏形,。,后来在中国出现了炼丹术，到了公元前2世纪的秦汉时代，炼丹术已颇为盛行，大致在公元7世纪传到阿拉伯国家，与古希腊哲学相融合而形成阿拉伯炼丹术，阿拉伯炼金术于中世纪传入欧洲，形成欧洲炼金术，后逐步演进为近代的化学。,炼丹术的指导思想是深信物质能转化,，,试图在炼丹炉中人工合成金银或修炼长生不老之药。他们有目的的将各类物质搭配烧炼，进行实验。为此涉及了研究物质变化用的各类器皿，如升华器、蒸馏器、研钵等，也创造了各种实验方法，如研磨、混合、溶解、洁净、灼烧、熔融、升华、密封等。,炼丹术炼丹术化学的雏形。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前,21,炼丹术与炼金术,当封建社会发展到一定的阶段，皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一是希望掌握,更多的财富,，供他们享乐；第二，当他们有了巨大的财富以后，总希望,永远享用,下去。于是，便有了长生不老的愿望。例如，秦始皇统一中国以后，不但让徐福等人出海寻找，还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂-长生不老药。,炼丹是古人为追求“长生”而炼制丹药的方术。,丹,即指丹砂或称,硫化汞,，是硫与汞（水银）的无机化合物，因呈红色，陶弘景故谓“丹砂即朱砂也。”丹砂与草木不同，不但烧而不烬，而且“烧之愈久，变化愈妙。”丹砂化汞所生成的水银属于金属物质，但却呈液体状态，具有金属的光泽而又不同于五金（金、银、铜、铁、锡）的“形质顽狠，至性沉滞。”。,炼丹术与炼金术当封建社会发展到一定的阶段，皇帝和贵族自然而然,22,炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为，可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金，然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一层,硫化锡,，它的颜色酷似黄金(现在，金黄色的硫化锡被称为金粉，可用作古建筑等的金色涂料)。这祥，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法，是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。,炼丹术与炼金术,炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为，可以通,23,炼丹术与炼金术,虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。,他们是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”,。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训，甚至总结出一些化学反应的规律。,炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验，必定需要大批实验器具，于是，他们发明了,蒸馏器、熔化炉、加热坩埚、烧杯及过滤装置,等。他们还根据当时的需要，制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药，其中很多都是今天常用的,酸、碱和盐,。为了把试验的方法和经过记录下来，他们还创造了许多技术名词，写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作，,开挖了化学这门科学的先河。,炼丹术与炼金术虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他,24,炼丹术与炼金术,从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的，后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们，,应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此，在英语中化学家(chemist)与炼金术士(alchemist)两个名词极为相近，其真正的含义是“化学源于炼金术”,。,炼丹术与炼金术从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发,25,2化学的中兴,元素的科学概念,。,16世纪开始，欧洲工业生产蓬勃兴起，推动了医药化学和冶金化学的创立和发展，使炼金术转向生活和实际应用，继而更加注意物质化