化学是 自然科学 的一种,在分子、 原子 层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律;创造新物质的科学。世界由物质组成,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,化学中存在着化学变化和 物理变化 两种变化形式。
词源
这个词化学来自 炼金术 ,其中提到到一个较早的一套涵盖 化学元素 的做法冶金,哲学, 占星术 , 天文学 , 神秘主义 和药品。人们通常将其与将铅或其他常见的起始原料转化为黄金的追求联系起来,尽管在远古时代,这项研究涵盖了许多现代化学问题,这些问题被定义为对水的成分,运动,生长,体现,去体现,从人体汲取灵魂并将灵魂与身体内部联系起来的研究。希腊- 埃及 炼金术士Zosimos。在通俗的演讲中,炼金术士被称为“化学家”,后来在其后缀“ -ry”添加了描述化学家艺术的“化学”字样。现代词 炼金术 又是从派生 阿拉伯语 单词AL-基米亚(الكیمیاء)。最初,该术语是从 希腊语 χημία或χημεία借来的。这可能起源于埃及,因为al-kīmīā源自 希腊语 χημία,而希腊语χημία则源自 Kemet 一词,该词是 埃及语 的 古埃及 语。另外,al-kīmīā可能来自χημεία,意思是“一起铸造”。
基本概念
化学定义
“化学”一词,若单是从字面解释就是“变化的科学”。化学如同物理一样皆为 自然科学 的 基础科学 。化学是一门以实验为基础的自然科学 。 德米特里·门捷列夫 提出的化学元素周期表大大促进了化学的发展。 如今很多人称化学为“ 中心科学 ”,因为化学为部分科学学科的核心,如 材料科学 、纳米科技、 生物化学 等。 化学是在 原子 层次上研究物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学 ,这也是化学变化的核心基础。现代化学下有五个二级学科: 无机化学 、有机化学、 物理化学 、 分析化学 与高分子化学。
化学特点
化学是重要的基础科学之一,是一门以实验为基础的学科,在与物理学、 生物学 、 地理学 、 天文学 等学科的相互渗透中,得到了迅速的发展,也推动了其他学科和技术的发展。例如, 核酸 化学的研究成果使今天的生物学从 细胞 水平提高到分子水平,建立了 分子生物学 。
研究对象
化学对我们认识和利用物质具有重要的作用。 宇宙 是由物质组成的,化学则是人类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,与人类进步和社会发展的关系非常密切,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。
研究方法
对各种星体的化学成分的分析,得出了元素分布的规律,发现了星际空间有简单化合物的存在,为 天体 演化和现代宇宙学提供了 实验数据 ,还丰富了 自然辩证法 的内容。
元素周期表
元素周期表 是化学的核心。元素周期表是元素周期律用表格表达的具体形式,它反映元素 原子 的内部结构和它们之间相互联系的规律。元素周期表简称周期表。元素周期表有7个周期,有16个族和4个区。元素在周期表中的位置能反映该元素的 原子结构 。周期表中同一横列元素构成一个周期。同周期元素原子的 电子 层数等于该周期的 序数 。同一纵行(第Ⅷ族包括3个纵行)的元素称“族”。
族是原子内部外 电子层 构型的反映。例如外电子构型,IA族是ns,IIIA族是nsnp,O族是nsnp, IIIB族是(n-1) d·ns等。 元素周期表 能形象地体现元素周期律。根据元素周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律。
当年, 德米特里·门捷列夫 根据元素周期表中未知元素的周围元素和化合物的性质,经过综合推测,成功地 预言 未知元素及其化合物的性质。现科学家利用元素周期表,指导寻找制取半导体、 催化剂 、化学农药、新型材料的元素及化合物。
现代化学的元素周期律是1869年 俄罗斯 科学家 德米特里·门捷列夫 (Dmitri Ivanovich Mendeleev)首先整理,他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似 化学性质 的元素放在同一行,就是 元素周期表 的雏形。利用周期表, 德米特里·门捷列夫 成功的预测当时尚未发现的元素的特性( 镓 、 、锗)。1913年 英国 科学家 莫塞莱 利用 阴极射线 撞击金属产生X射线,发现原子序数越大,X射线的频率就越高,因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序数)排列,经过多年修订后才成为当代的周期表。
历史
概述
化学的历史渊源非常古老,可以说从人类学会使用火,就开始了最早的化学实践活动。我们的祖先钻木取火、利用火 烘烤 食物、寒夜取暖、驱赶 猛兽 ,充分利用燃烧时的发光发热现象。当时这只是一种经验的积累。化学知识的形成、化学的发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类社会的进步而发展,是社会发展的必然结果。而它的发展,又促进生产力的发展,推动历史的前进。化学的发展,主要经历以下几个时期:
萌芽时期
从远古到公元前1500年,人类学会在熊熊的烈火中由 黏土 制出陶器、由 矿石 烧出金属,学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色,这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的 化学工艺 ,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期。古时候,原始人类为了他们的生存,在与自然界的种种灾难进行抗争中,发现和利用了火。原始人类从用火之时开始,由野蛮进入文明,同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。(火的发现和利用,改善了人类生存的条件,并使人类变得聪明而强大。)
掌握了火以后,人类开始食用熟食;继而人类又陆续发现了一些物质的变化,如发现在翠绿色的 孔雀石 等 铜矿石 上面燃烧炭火,会有红色的铜生成。在中国, 春秋战国 由 青铜 社会开始转型,铁器 牛耕 引发的社会变革推动了化学的发展。
这样,人类在逐步了解和利用这些物质的变化的过程中,制得了对人类具有使用价值的产品。人类逐步学会了制陶 、 冶炼 ;以后又懂得了酿造、染色等等。这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上,萌发了古代化学知识。
丹药时期
约从公元前1500年到公元1650年,化学被炼丹术、 炼金术 所控制。为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验,而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终,但他们在炼制长生不老药的过程中,在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的条件和现象,为化学的发展积累了丰富的实践经验。
当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”。但随着炼丹术、炼金术的衰落,人们更多地看到它荒唐的一面,实际上,化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥,中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材。与此同时,进一步分类研究了各种物质的性质,特别是相互反应的性能。这些都为近代化学的产生奠定了基础,许多器具和方法经过改进后,仍然在今天的化学实验中沿用。炼丹家在实验过程中发明了 发射药 ,发现了若干元素,制成了某些合金,还制出和 提纯 了许多化合物,这些成果我们至今仍在利用。
燃素时期
这个时期从1650年到1775年,是近代化学的孕育时期。随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,进行化学变化的理论研究,使化学成为 自然科学 的一个分支。这一阶段开始的标志是 英国 化学家 罗伯特·波义耳 为 化学元素 指明科学的概念。继之,化学又借燃素说从 炼金术 中解放出来。燃素说认为 可燃物 能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程,尽管这个理论是错误的,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了许多化学现象。
在燃素说流行的一百多年间,化学家为解释各种现象,做了大量的实验,发现多种气体的存在,积累了更多关于物质转化的新知识。特别是燃素说,认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近代化学思维的基础。这一时期,不仅从科学实践上,还从思想上为近代化学的发展做了准备,这一时期成为近代化学的孕育时期。
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学变化本身的研究。在元素的科学概念建立后,通过对燃烧现象的精密实验研究,建立了科学的氧化理论和质量 守恒定律 ,随后又建立了 定比定律 、 倍比定律 和化合量定律,为化学进一步科学的发展奠定了基础。
发展期
这个时期从1775年到1900年,是近代化学发展的时期。1775年前后, 安托万-洛朗·德·拉瓦锡 用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期,使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初, 英国 化学家 约翰·道尔顿 提出近代原子学说,突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代 原子论 的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释,成为说明化学现象的统一理论。接着 意大利 科学家 阿莫迪欧·阿伏伽德罗 提出分子概念。自从用 原子- 分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学。这一时期,建立了不少化学基本定律。 俄罗斯 化学家 德米特里·门捷列夫 发现 元素周期律 , 德国 化学家 李比希 和 弗里德里希·维勒 发展了有机结构理论,这些都使化学成为一门系统的科学,也为现代化学的发展奠定了基础。
19世纪下半叶, 热力学 等物理学理论引入化学之后,不仅澄清了 化学平衡 和反应 速率 的概念,而且可以定量地判断化学反应中物质转化的方向和条件。相继建立了溶液理论、 电离 理论、 电化学 和 化学动力学 的理论基础。 物理化学 的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。通过对矿物的分析,发现了许多新元素,加上对 原子 分子学说的实验验证,经典性的化学分析方法也有了自己的体系。 草酸 和 尿素 的合成、原子价概念的产生、苯的六环结构和碳价键四面体等学说的创立、 酒石酸 拆分成旋光异构体,以及分子的不对称性等等的发现,导致有机化学结构理论的建立,使人们对分子本质的认识更加深入,并奠定了 有机化学 的基础。
现代时期
二十世纪的化学是一门建立在实验基础上的科学,实验与理论一直是化学研究中相互依赖、彼此促进的两个方面。进入20世纪以后,由于受到 自然科学 其他学科发展的影响,并广泛地应用了当代科学的理论、技术和方法,化学在认识物质的组成、结构、合成和测试等方面都有了长足的进展,而且在理论方面取得了许多重要成果。在 无机化学 、 分析化学 、有机化学和 物理化学 四大分支学科的基础上产生了新的化学分支学科。
近代物理的理论和技术、数学方法及 计算机 技术在化学中的应用,对现代化学的发展起了很大的推动作用。19世纪末, 电子 、X射线和放射性的发现为化学在20世纪的重大进展创造了条件。
在 结构化学 方面,由于电子的发现开始并确立的现代的有核 原子 模型,不仅丰富和深化了对 元素周期表 的认识,而且发展了分子理论。应用 量子力学 研究 分子结构 。
从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了 价键理论 、 分子轨道理论 和 配位场理论 。化学反应理论也随着深入到 微观 境界。应用X射线作为研究物质结构的新分析手段,可以洞察物质的 晶体 化学结构。测定化学立体结构的 衍射 方法,有X射线衍射、 电子衍射 和 中子 衍射等方法。其中以X射线 衍射 法的应用所积累的精密分子立体结构信息最多。
研究物质结构的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁 共振 谱、 电子 自选共振谱、光电子能谱、 射线 共振光谱、穆斯堡尔谱等,与 计算机 联用后,积累大量物质结构与性能相关的资料,正由经验向理论发展。 电子显微镜 放大 倍数 不断提高,人们可以直接观察分子的结构。
经典的元素学说由于放射性的发现而产生深刻的变革。从放射性 衰变 理论的创立、 同位素 的发现到人工 核反应 和核裂变的实现、 的发现、 中子 和 正电子 及其它 基本粒子 的发现,不仅是人类的认识深入到亚 原子 层次,而且创立了相应的实验方法和理论;不仅实现了古代炼丹家转变元素的思想,而且改变了人的宇宙观。
作为20世纪的时代标志,人类开始掌握和使用 核能 。放射化学和 核化学 等分支学科相继产生,并迅速发展;同位素 地质学 、同位素 宇宙化学 等交叉学科接踵诞生。 元素周期表 扩充了,已有109号元素,并且正在探索超重元素以验证元素“ 稳定岛 假说”。与现代宇宙学相依存的元素起源学说和与演化学说密切相关的 核素 年龄测定等工作,都在不断补充和更新元素的观念。
PF 的合成,开辟了高分子科学领域。20世纪30年代 聚酰胺 纤维的合成,使 有机高分子化合物 的概念得到广泛的确认。后来,高分子的合成、结构和性能研究、应用三方面保持互相配合和促进,使高分子化学得以迅速发展。
各种 高分子材料 合成和应用,为现代工农业、 交通运输 、医疗卫生、军事技术,以及人们衣食住行各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。高分子工业发展为 化学工业 的重要支柱。20世纪是 有机合成 的黄金时代。化学的分离手段和 结构分析 方法已经有了很大发展,许多天然 有机化合物 的结构问题纷纷获得圆满解决,还发现了许多新的重要的 有机反应 和专一性 有机试剂 ,在此基础上,精细有机合成,特别是在 不对称合成 方面取得了很大进展。
一方面,合成了各种有特种结构和特种性能的 有机化合物 ;另一方面,合成了从不稳定的 自由基 到有生物活性的 蛋白质 、 核酸 等生命基础物质。有机化学家还合成了有复杂结构的天然有机化合物和有特效的药物。这些成就对促进科学的发展起了巨大的作用;为合成有高度生物活性的物质,并与其他学科协同解决有生命物质的合成问题及解决前生命物质的化学问题等,提供了有利的条件。
20世纪以来,化学发展的趋势可以归纳为:由宏观向 微观 、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展,由经验逐渐上升到理论,再用于指导设计和开拓创新的研究。一方面,为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料;另一方面,在与其它 自然科学 相互渗透的进程中不断产生新学科,并向探索 生命科学 和 宇宙 起源的方向发展。
学科分类
分科概述
化学变化:有其他物质生成的变化(燃烧、钢铁 生锈 、食物腐烂、粮食酿酒、动植物呼吸、 光合作用 ……)。
化学性质 :化学性质,化学专业术语,是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性:酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。
化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,派生出不同层次的许多分支。在20世纪20年代以前,化学传统地分为 无机化学 、有机化学、 物理化学 和 分析化学 四个分支。20年代以后,由于 世界经济 的高速发展, 化学键 的 电子 理论和 量子力学 的诞生、 电子技术 和 计算机 技术的兴起,化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段,导致这门学科从30年代以来飞跃发展,出现了崭新的面貌。化学内容一般分为 生物化学 、有机化学、高分子化学、 应用化学 和 化学工程 学 、物理化学、无机化学等七大类共80项,实际包括了七大分支学科。
根据当今化学学科的发展以及它与 天文学 、物理学、数学、 生物学 、医学、 地学 等学科相互渗透的情况,化学可作如下分类:
主干课程
• 无机化学
• 元素化学、 无机 合成化学、 无机聚合物 化学、无机固体化学、 配位化合物 (即络合物化学)、 同位素 化学、 生物无机化学 、 金属有机化学 、金属酶化学等。
• 有机化学
• 普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、 生物有机化学 、有机 分析化学 。
• 物理化学
• 结构化学 、 热化学 、化学 热力学 、化学 动力学 、 电化学 、溶液理论、界面化学、 胶体 化学、 量子化学 、 催化 作用及其理论等。
• 分析化学
• 化学分析、仪器和新 技术分析 。包括性能测定、监控、各种光谱和 光化学 分析、各种电化学分析方法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析方法,在线分析、活性分析、实时分析等,各种 物理化学 性能和生理活性的检测方法, 萃取 、 离子交换 、色谱、质谱等分离方法,分离分析联用、合成分离分析三联用等。
• 高分子化学
• 天然 有机高分子化合物 化学、高分子合成化学、高分子 物理化学 、 均聚物 应用、高分子物理。
• 核化学
• 放射性元素 化学、放射 分析化学 、 辐射化学 、 同位素 化学、核化学。
• 生物化学
• 一般生物化学、酶类、微生物化学、 植物化学 、免疫化学、发酵和 生物工程学 、食品化学、 煤化学 等。
其它与化学有关的边缘学科还有: 地球化学 、海洋化学、 大气化学 、环境化学、 宇宙化学 、星际化学等。
绿色化学
绪论
绿色化学又称“环境无害化学”、“ 环境友好化学 ”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。它涉及 有机合成 、 催化 、生物化学、 分析化学 等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
定义
用化学的技术,原理和方法去消除对人体健康,安全和 生态环境 有毒有害的化学品,因此也称 环境友好化学 或洁净化学。实际上, 绿色化学 不是一门全新的科学。
绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,显现了人的能动性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物,对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代,不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学,以防止化学污染;而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献。
著名理论
1、“ 原子经济性 ”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1992年 美国 著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的总统 绿色化学 挑战奖的学术奖)提出的,用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的 有机合成 应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。绿色有机合成应该是 原子 经济性的。 原子 利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。
2、其内涵主要体现在五个“R”上:第一是 Reduction 一一“减量”,即减少“三废”排放;第二是Reuse——“重复使用”,诸如 化学工业 过程中的 催化剂 、载体等,这是 降低成本 和减废的需要;第三是Recycling——“回收”,可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;第四是Regeneration——“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在 化学过程 中使用,这是杜绝污染的最根本方法。
重要性
传统的 化学工业 给环境带来的污染已十分严重,全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品,甚至开发出不产生废物的工艺,有识之士提出了 绿色化学 的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。
绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年, 美国 设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使 化学工业 改变面貌,为子孙后代造福。
迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的,当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。以1993年为例,美国仅按365种有毒物质排放估算,化学工业的排放量为30亿磅。因此,加工费用又增加了废物控制、处理和埋放。环保监测、达标,事故责任赔偿等费用。1992年, 美国 化学工业用于环保的费用为1150亿美元,清理已污染地区花去7000亿美元。1996年美国Dupont公司的化学品销售总额为180亿美元,环保费用为10亿美元。所以,从环保、经济和社会的要求看。 化学工业 不能再承担使用和产生有毒有害物质的费用。需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的 绿色化学 。
1990年美国颁布了污染防止法案。将污染防止确立为美国的国策。所谓污染防止就是使得废物不再产生。不再有废物处理的问题,绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工具。1995年4月 美国 副总统Gore宣布了国家环境技术战略。其目标为:至2020年 世界地球日 时。将废弃物减少40~50%,每套装置消耗原材料减少20~25%。1996年 美国 设立了总统绿色化学挑战奖。这些政府行为都极大的促进了绿色化学的蓬勃发展。
另外, 日本 也制定了新阳光计划。在环境技术的研究与开发领域。确定了环境无害制造技术、减少环境污染技术和 二氧化碳 固定与利用技术等 绿色化学 的内容。总之,绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发 万向集团 。这对我国既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。
教育
发展
我国化学教育从初三开始, 高中 成为理科之一,除两本必修教材外,又有《化学与生活》《 化学与技术 》《 物质结构与性质 》《 化学反应原理 》《有机化学基础》《实验化学》六个选修课程。全国一共六个版本: 人教版 、苏教版、鲁教版、 浙科 版,粤教版,上教版。
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初步实验仪器
试管、 胶头 滴管、 烧杯 、镊子、试管夹、 容量瓶 、 托盘天平 、 玻璃棒 、漏斗、 分液漏斗 、 酒精 灯、酒精 喷灯 、 锥形瓶 、 集气瓶 、 冷凝管 、 蒸发皿 、 铁架台 、药匙、 燃烧匙 等。
培养目标
本专业培养具备化学的基本理论、基本知识和较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才。
培养要求
本专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的 工程技术 知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的 科学素养 ,具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。
知识技能
1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识;
2.掌握 无机化学 、 分析化学 (含 仪器分析 )、有机化学、 物理化学 (含 结构化学 )、 化学工程 及化工制图的基础知识、基本原理和基本实验技能;
3.了解相近专业的一般原理和知识;
4.了解国家关于科学技术、化学相关产业、 知识产权 等方面的政策、法规;
5.了解化学的理论前沿、应用前景、最新发展动态,以及化学相关产业发展状况;
6.掌握中外文资料查询、 文献检索 及运用现代 信息技术 获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。
开设院校
重点(培育)学科
世界 大学专业 排名
专业排名
诺贝尔奖
二十世纪初
• 1901年 J . H. 范霍夫 (荷兰)发现溶液中 化学动力学 法则和 渗透压 规律。
• 1902年 E. H. 费歇尔(德国)合成了 糖类 以及 嘌呤 诱导体。
• 1903年 S. A. 阿雷尼乌斯(瑞典)提出电解质溶液理论。
• 1904年 W. 威廉·拉姆齐 (英国)发现空气中的惰性气体。
• 1905年 A. 冯·贝耶尔(德国)从事有机 染料 以及 氢化 芳香族化合物 的研究。
• 1906年 H. 亨利·莫瓦桑 (法国)从事 元素的研究。
• 1907年 E. 格奥尔格·毕希纳 (德国)从事 酵素 和酶化学、 生物学 研究。
• 1908年 E. 欧内斯特·卢瑟福 (英国)首先提出 放射性元素 的 蜕变 理论。
• 1909年 W. 奥斯特瓦尔德环形山 (德国)从事催化作用、 化学平衡 以及反应速度的研究。
• 1910年 O. 奥托·瓦拉赫 (德国)脂环式化合物的奠基人。
• 1911年 M. 玛丽·居里 (法国)发现镭和钋。
• 1912年 V. 维克多·格林尼亚 (法国)发明了 Grignard试剂 —— 有机镁试剂。
• P.萨 巴蒂 (法国)使用细金属粉末作 催化剂 ,发明了一种制取 氢化 不饱和烃 的有效方法。
• 1913年 A. 维尔纳 (瑞士)从事 配位化合物 的研究以及分子内 原子 化合价 的研究。
• 1914年 T. W.理查兹 (美国)致力于原子量的研究,精确地测定了许多元素的原子量。
• 1915年 R.威尔斯泰特(德国)从事植物色素(叶绿素)的研究。
• 1916~1917年 未颁奖。
• 1918年 F. 弗里茨·哈伯 (德国)研究和发明了有效的大规模合成氨法。
• 1920年 W.H. 瓦尔特·能斯特 (德国)从事 电化学 和热 动力学 方面的研究。
• 1921年 F.索迪(英国)从事放射性物质的研究,首次命名“ 同位素 ”。
• 1922年 F.W. 阿斯顿 (英国)发现非 放射性元素 中的同位素并开发了 质谱仪 。
• 1923年 F. 普雷格尔( 奥地利帝国 )创立了 有机化合物 的微量分析法。
• 1925年 R.A.席格蒙迪(德国)从事 胶体 溶液的研究并确立了胶体化学。
• 1926年 T. 斯韦德贝里 (瑞典)从事胶体化学中分散系统的研究。
• 1927年 H.O. 维兰德 (德国)研究确定了 胆酸 及多种同类物质的化学结构。
• 1928年 A.温 道斯 (德国)研究出一族 植物固醇 及其与 维生素 的关系。
• 1929年 A. 阿瑟·哈登 (英国),冯·奥伊勒 – 歇尔平(瑞典人)阐明了糖发酵过程和酶的作用。
• 1930年 H. 费歇尔(德国)从事 血红素 和叶绿素的性质及结构方面的研究。
• 1931年 C. 博施 (德国), F.贝吉乌斯 (德国人)发明和开发了高压化学方法。
• 1932年 I. 兰米尔(美国)创立了表面化学。
• 1934年 H.C. 哈罗德·尤里 (美国)发现重氢。
• 1935年 J.F.J. 玛丽·居里 ,I.J. 居里(法国)发明了人工 放射性元素 。
• 1936年 P.J. W.德拜(美国)提出分子磁偶 极距 概念并且应用X射线 衍射 弄清 分子结构 。
• 1937年 W. N. 霍沃斯(英国)从事 糖类 和 维生素c 的结构研究。
• P. 卡雷(瑞士)从事类 胡萝卜 、 维生素B2 以及维生素 A、B2的研究。
• 1938年 R. 库恩 (德国)从事 类胡萝卜素 以及 维生素 类的研究。
• 1939年 A. 布泰南特(德国)从事性激素的研究。
二十世纪中叶
• 1943年 G. 海韦希( 匈牙利第二共和国 )利用 放射性同位素 示踪技术研究化学和 物理变化 过程。
• 1944年 O. 哈恩 (德国)发现重核裂变反应。
• 1945年 A.I. 魏尔塔南(芬兰)研究 农业化学 和营养化学,发明了饲料贮藏保养鲜法。
• 1946年 J. B.萨姆纳(美国)首次分离 提纯 了酶。
• J. H. 约翰·诺思罗普 ,W. M. 斯坦利 (美国)分离提纯酶和病毒 蛋白质 。
• 1947年 R. 罗伯特·鲁宾逊 (英国)从事生物碱的研究。
• 1948年 A. W. K. 蒂塞留斯(瑞典)发现电泳技术和 吸附 色谱法。
• 1949年 W.F.吉奥克(美国)长期从事化学热力学的研究,物别是对超温状态下的物理反应的研究。
• 1950年 O.P.H. 狄尔斯和K. 阿尔德 (德国)发现狄尔斯-阿尔德反应及其应用。
• 1951年 G.T. 格伦·西博格 、E.M. 麦克米伦 (美国)发现超 元素。
• 1952年 A.J.P.马丁、R.L.M. 辛格 (英国)开发并应用了分配色谱法。
• 1953年 H.施陶丁格(德国)从事环状高分子化合物的研究。
• 1954年 L.C. 鲍林 (美国)阐明化学结合的本性,解释了复杂的 分子结构 。
• 1955年 V. 维格 诺德 (美国)确定并合成了含硫的生物体物质(特别是后叶 催产素 和增压素)。
• 1956年 加拿大国家铁路 欣谢尔伍德(英国)。
• N.N. 格里戈里·谢苗诺夫 (俄国)提出气相反应的 化学动力学 理论(特别是支链反应)。
• 1957年 A.R. 托德 (英国)从事 核酸 酶以及核酸 辅酶 的研究。
• 1958年 F. 拉里·桑格 (英国)从事 胰岛素 结构的研究。
• 1959年 J.海洛夫斯基(捷克)提出极谱学理论并发明了 电化学 分析中的极谱分析法。
• 1960年 W.F. 威拉得·利比 (美国)发明了“放射性碳素年代测定法”。
• 1961年 M.卡尔文(美国)提示了植物光合作用机理。
• 1962年 M.F. 佩鲁 茨 、J.C. 肯德鲁(英国)测定了 蛋白质 的 精细结构 。
• 1963年 K. 卡尔·齐格勒 (德国)、G. 纳塔 ( 意大利社会共和国 )发现了利用 新型催化剂 进行聚合的方法,并从事这方面 的基础研究。
• 1964年 D.M.C. 霍金英(英国)使用X射线 衍射 技术测定复杂 晶体 和大分子的空间结构。
• 1965年 R.B. 伍德沃德 (美国)因对有机合成法的贡献。
• 1966年 R.S. 马利 肯(美国)用 量子力学 创立了化学结构 分子轨道理论 ,阐明了分子的 共价键 本质和电子 结构。
• 1967年 R.G.W. 诺里 会、 G.波特 ( 英国 )。
• M.艾根(德国)发明了测定快速 化学反应的技术。
• 1968年 L.翁 萨格 (美国)从事不可逆过程 热力学 的基础研究。
• 1969年 O.哈塞尔(挪威)、K.H.R. 德里克·巴顿 (英国)为发展 立体化学 理论作出贡献。
• 1970年 L.F. 莱洛伊尔( 阿根廷 )发现糖核 酸及其在糖合成过程中的作用。
• 1971年 G. 赫兹伯格 ( 加拿大 )从事 自由基 的电子结构和 几何学 结构的研究。
• 1972年 C.B.安芬森(美国)确定了 核糖核苷酸酶 的活性区位研究。
• 1973年 E.O. 菲舍尔 (德国)、G.威尔金森(英国)从事具有多层结构的 金属有机化学 的研究。
• 1974年 P.J. 弗洛里 (美国)从事高分子化学的理论、实验两方面的基础研究。
• 1975年 J.W. 康福 思( 澳大利亚 )研究酶催化反应的 立体化学 。
• V.普雷洛格(瑞士)从事 有机化合物 以及有机分子的立体化学研究。
• 1976年 W.N. 威廉·利普斯科姆 (美国)从事甲硼 的结构研究
• 1977年 I. 伊利亚·普里高津 ( 比利时 )主要研究非平衡 热力学 ,提出了“耗散结构”理论。
• 1978年 P.D.米切尔(英国)从事 生物膜 上的能量转换研究。
• 1979年 H.C. 布朗 (美国)、G. 维蒂 希(德国)研制了新的有机合成法。
二十世纪末
• 1980年 P. 伯格 ( 美国 )从事 核酸 的 生物化学 研究。
W. 威廉·吉尔伯特 ( 美国 )、F. 拉里·桑格 ( 英国 )确定了 核酸 的碱基排列顺序。
• 1981年 福井谦一 (日本)、R. 马克斯·霍夫曼 (英国)应用 量子力学 发展了 分子轨道对称守恒原理 和前线轨道理 论。
• 1982年 A. 克卢格 (英国)开发了结晶学的 电子衍射 法,并从事核酸 蛋白质复合体 的立体结构的研究。
• 1983年 H. 陶布 (美国)阐明了金属 配位化合物 电子反应机理。
• 1984年 R.B. 梅里菲尔德 (美国)开发了极简便的肽合成法。
• 1985年 J. 卡尔 、H.A. 盖哈特·霍普特曼 (美国)开发了应用X射线 衍射 确定物质 晶体结构 的直接计算法。
• 1986年 D.R. 赫希巴奇、 李远哲 (中国台湾)、
• J.C.波利亚尼( 加拿大 )研究化学反应体系在位能面运动过程的 动力学 。
• 1987年 C.J.佩德森、 D.J. 克拉姆 (美国)
• J.M.莱恩(法国)合成 冠醚 化合物。
• 1988年 J. 戴森 霍弗、R. 胡伯尔、H. 米歇尔 (德国)分析了 光合作用 反应中心的三维结构。
• 1989年 S.奥尔特曼, T.R. 切赫 (美国)发现 核糖核酸 自身具有酶的 催化 功能。
• 1990年 E.J. 科里 (美国)创建了一种独特的 有机合成 理论—— 逆合成分析 理论。
• 1991年 R.R. 恩斯特 (瑞士)发明了 傅里叶变换 核磁共振分光法和二维核磁共振技术。
• 1992年 R.A. 马库斯 (美国)对溶液中的 电子转移 反应理论作了贡献。
• 1993年 K.B.穆利斯(美国)发明“ 聚合酶链式反应 ”法
• M. 史密斯 ( 加拿大 )开创“ 寡聚核苷酸 基定点诱变”法。
• 1994年 G.A. 欧拉 (美国)在 碳氢化合物 即烃类研究领域作出了杰出贡献。
• 1995年 P.克鲁岑(德国)、M. 莫利纳 、。
• F.S. 罗兰 (美国)阐述了对 臭氧层 产生影响的化学机理,证明了人造化学物质对臭氧层构成破坏作用
• 1996年 R.F. 柯尔 (美国)、 H.W. 克罗托 因(英国)、
• R.E. 斯莫利 (美国)发现了碳元素的新形式——富勒氏球(也称布基球)C60。
• 1997年 P.B. 博耶 (美国)、J.E. 沃克尔 (英国)、
• J.C.斯科(丹麦)发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶。
• 1998年 W. 贾里德·科恩 ( 奥地利公国 )J. 波普 (英国)提出 密度泛函理论 。
• 1999年 艾哈迈德 泽维尔 (美籍埃及)将 毫微微秒 光谱学 应用于化学反应的转变状态研究。
二十一世纪 初
• 2000年 黑格(美国)、麦克迪尔米德(美国)、 白川英树 (日本)因发现能够导电的塑料有功。
• 2001年 威廉·诺尔斯 (美国)、 野依良治 (日本)在“手性催化氢化反应”领域取得成就。
• 巴里·夏普莱斯 (美国)在“手性催化氢化反应”领域取得成就。
• 2002年 约翰-B- 芬恩 (美国)、 田中耕一 (日本)在生物高分子大规模质谱测定分析中发展了软解吸附作用 电离 方法。
• 库特-乌特里希(瑞士)以核电磁共振光谱法确定了 溶剂 的生物高分子三维结构。
• 2003年 阿格里(美国)和麦克农(美国)研究细胞膜水通道结构极其运作机理。
• 2004年 阿龙·切哈诺沃 ( 以色列 )、 阿夫拉姆·赫什科 (以色列)、
• 欧文·罗斯 (美国)发现了 泛素 调节的蛋白质降解——一种蛋白质“死亡”的重要机理。
• 2005年伊夫·肖万(法国)、 罗伯特·格拉布 (美国)、 理查德·施罗克 (美国)研究了有机化学的 烯烃复分解反应 。
• 2006年 罗杰·科恩伯格 (美国) “ 真核 转录 的分子基础”。
• 2007年 格哈德·埃特尔 (德国)固体表面化学研究。
• 2008年 下村修 (美籍日裔)、 马丁· 查尔 非(美国)、 钱永健 (美籍华裔) GFP( 绿色荧光蛋白 )的发现与进一步研究。
• 2009年 文卡·拉马克里希南 (美籍英裔) 、 托马斯·施泰茨 (美国)、阿达- 尤纳斯 ( 以色列 ) “ 核糖体 的结构和功能”的研究。
• 2010年查理德·赫克(美国) 、根岸英(日本) 、 铃木章 (日本) 钯催化交叉偶联反应 。
• 2011年 丹尼尔· 谢克特曼( 以色列 ),发现了 准晶体 这种材料。
• 2012年 罗伯特·莱夫科维茨 (美国) 、 布莱恩·科比尔卡 (美国)“G蛋白偶联受体研究”。
• 2013年 马丁·卡普拉斯 、 迈克尔·莱维特 、 阿里 耶・瓦 谢勒 “为复杂化学系统创立了多尺度模型“。
发展前景
1.保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。如:利用化学生产化肥和农药,以增加粮食产量;利用化学合成药物,以抑制细菌和病毒,保障人体健康;利用化学开发新能源、新材料,以改善人类的生存条件;利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好。
2.化学是一门是实用的学科,它与数学物理等学科共同成为 自然科学 迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域,化学是改造自然的强大力量的重要支柱。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与 可持续发展 等问题。
3.化学与其他学科的交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如 生物化学 、 地球化学 、 宇宙化学 、海洋化学、 大气化学 等等,使得生物、 电子 、航天、 激光 、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
4.培养不断进取、发现、探索、好奇的心理,激发人类对理解自然,了解自然的渴望,丰富人的精神世界。
当今,化学日益渗透到生活的各个方面,特别是与人类社会发展密切相关的重大问题。总之,化学与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系,它是一门社会迫切需要的实用学科。