1.1 走进化学科学 课件 2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

第1章 认识化学科学 第1节 走进化学科学 人类赖以生存与发展的物质世界是极其丰富的。面对五彩缤纷的物质世界，人们从远古时代开始就一直在思索与探究：物质究竟是什么？物质是由什么组成的？物质为什么会发生变化，又是如何发生变化的？怎样有目的地实现物质转化、创造物质，更好地为人类的生存与发展服务？……在漫长的思索与探究过程中，人们对物质世界的认识越来越深刻，并建立起化学科学。 那么，化学科学是如何逐步形成与发展的？它有什么特征，又具有怎样的探索空间呢？ 自然界的杰作——山水美 人类社会的创造——复兴号 一、化学科学的形成与发展 早在远古时代，我们的祖先就知道了如何取火和保存火种。可以说，从那时起人类就开始了“化学活动”。在长期的生产和生活实践中，人们学会了烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类。有一些被称为炼丹家或炼金士的人，甚至试图用一些物质炼制出能使人长生不老的丹药，或把一些廉价的金属炼制成贵重的金属——金。 我国古代劳动人民的智慧结晶——陶瓷 进入近代，化学科学体系逐渐形成。在实践活动的基础上，化学家经过不断的努力，建立起科学的元素观，提出了氧化学说、原子论和分子学说，发现了元素周期律，等等。这些成就成为近代化学发展的里程碑。 1661年，波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生 1777年，拉瓦锡提出氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展 1803 年，道尔顿提出原子论，为近代化学的发展奠定了坚实的基础 近代化学的里程碑 英国科学家 波义耳 法国科学家 拉瓦锡 英国科学家 道尔顿 1811 年，阿伏加德罗提出分子学说，系统地解决了在物质组成和原子量(现称相对原子质量) 测定方面存在的混乱问题 1869 年，门捷列夫发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系 意大利科学家 阿伏加德罗 俄国科学家 门捷列夫 交流·研讨 化学理论的创立或对有关化学规律的揭示，对于化学科学的发展有着极其重要的作用，请选择上述某一理论或规律，讨论其对于化学科学发展的贡献以及对于人们理解物质及其变化的作用。 进入 20 世纪后，随着人们对物质世界的认识由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态的不断深入，化学科学迅速发展，进入了辉煌的现代化学时代。放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、化学热力学与动力学的开创性研究、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立以及化学工业的快速发展等，都是现代化学发展中取得的重大成就。 现代化学的发展不仅使化学科学体系自身不断完善，也带动了相关科学的发展。例如，化学家对蛋白质结构的测定和对蛋白质合成的研究，使人们对生命过程有了更加深刻的认识，促进了生命科学的发展。1965 年，我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素，在世界上首次实现了蛋白质的人工合成，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途上迈出了关键的一步。 成功合成结晶牛胰岛素的我国科学家 再如，化学科学促进了生态学的发展。以研究生物之间化学联系及其机制为目标的化学生态学于 20 世纪 50 年代末诞生，为病虫害的治理、生物多样性的保护、生物资源的合理利用等方面的研究提供了科学模式和理论依据。 化学科学和化学工业的发展，对于人类文明的进步发挥了巨大的推动作用。试想：如果没有合成氨的化工技术，如何制造出能促进粮食增产的大量氮肥，使成千上万的人免除饥饿的威胁呢？如果没有新药物的成功研制，如何战胜那些危及人类生命的疾病呢？如果没有功能各异的合成高分子材料的研制和生产，没有以硅及其化合物为原料制造出的芯片和光导纤维，人们的生活怎么会像现在这样丰富多彩呢？今后，化学科学与化学工业的发展将为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。 氮肥促进粮食增产 硅是信息技术的关键材料 二、化学科学的主要特征 化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是从宏观和微观两个角度认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。 利用化学方法，人们不仅从矿物和动植物体中发现了很多有用的物质，并把它们提取出来或利用已有的物质为原料制造它们，而且通过对有关物质结构和性质的认识与研究，根据需要创造出自然界中原本不存在的、具有特殊性质或功能的新物质。现在，化学家已发现和创造了上亿种物质。从这一角度来看，化学科学是一门具有创造性的科学。 现代化学已经成为实验与理论并重的科学。一方面，各种分析和测试物质结构、跟踪化学反应过程的技术如波谱、色谱、X射线衍射、飞秒化学、原子示踪等，成为现代化学研究的重要手段；另一方面，理论计算辅以计算机模拟来研究物质的结构、预测物质的反应活性、研究反应的微观过程等，成为现代化学研究的热点。 质谱仪 核磁共振仪 X射线衍射仪 交流·研讨 2015年10月，我国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔奖评选委员会的颁奖词中