1.1有机化学的发展与应用
1.1有机化学的发展与应用D
第一单元有机化学的发展与应用
[学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。
1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。
(1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。
(2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH2===CH2
CH3CH2OH，该反应类型是加成反＋H2O――→
催化剂
△
应。
2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋
(3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。
(4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。
3．现代有机化学的发展
(1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。
(2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。
(3)逆推法合成设计思想的诞生，使有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机设计时代，大大提高了新化合物的合成速度。
(4)有机化学还能破译并合成蛋白质，认识并改造遗传分子，第一次从分子水平上揭示生命的奥秘。1965年，我国科学家在实验室中成功利用无机物合成了具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。
4．有机化学的应用
(1)人类衣食住行用到的天然有机化合物有糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。(2)合成的有机物也广泛应用于生活中，如合成纤维、塑料、合成橡胶、合成药物等。
(3)随着社会的进步和科学技术的发展，人类对具有特殊功能的有机物需求日益增多，如医用高分子材料、光功能材料、新型工程材料、黏合剂、新型涂料等。
(4)有机物是生命赖以存在的基础，有机物在维持生命活动过程中发挥着重要作用。
[归纳总结]
(1)有机化学发展中的重要科学家
①19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯首先提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念。②打破无机物和有机物界限的化学家是维勒，他于1828年首次在实验室里合成了有机化合物尿素。
③世界上第一次人工合成的蛋白质是结晶牛胰岛素，它是由中国科学家于1965年合成的。(2)有机化学的应用
[活学活用]
1．下列说法中，正确的是()
A．有机物都是从有机体中分离出的物质
B．凡是含有碳元素的化合物都属于有机化合物
C．有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学
D．有机化学萌发于16世纪，创立并成熟于17、18世纪
答案 C
解析有机物既可以从有机体中分离提取，也可由无机物人工合成，选项A错误；有机物中一定含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机物，如CO、CO2、Na2CO3、CaC2等含有碳元素的化合物就属于无机物，选项B错误；有机化学就是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法和应用的科学，选项C正确；有机化学萌发于17世纪，创立并成熟于18、19世纪，选项D错误。
2．下列事件表明有机化学成为一门独立化学分支的是()
A．1828年德国化学家维勒首次在实验室里合成了尿素
B．19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯首次使用“有机”一词，并提出了“有机化学”和“有机化合物”的概念
C．1965年我国科学家人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
D．1830年，德国化学家李比希创立了有机化合物的定量分析方法
答案 B
解析有机化学作为一门独立的化学分支，开始进入科学研究领域是从瑞典化学家贝采利乌斯首先使用“有机”一词开始的。1806年贝采利乌斯首先把从生物有机体中取得的一些物质同天然矿物质区别开来，提出“有机化合物”的概念。
理解感悟(1)要掌握有关化学发展史中提到的重要科学家。如原子学说的奠基人道尔顿；推翻了错误的燃素学说的拉瓦锡；首次提出“有机化学”和“有机化合物”概念的贝采利乌斯；第一次用无机物合成有机物的维勒；创立有机化学元素分析法的李比希；将化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系的门捷列夫；分子学说的创立者阿伏加德罗等；
(2)可通过查阅有关资料，了解化学发展史上的著名科学家对化学发展的重要贡献。
探究点二有机物与无机物的比较
1．绝大多数的含碳化合物，在结构、性质上都与有机体中存在的糖类、油脂、蛋白质和染料等化合物相似。因此，常把这些含碳化合物叫做有机化合物(简称有机物)；除有机物外，其他的化合物叫做无机化合物(简称无机物)，通常把单质划归为无机物。
性质有机物无机物
溶解多数不溶于水，而部分溶于水，而不
性溶于有机溶剂溶于有机溶剂
耐热性多数不耐热，熔点
较低
多数耐热，难熔化，
熔点比较高
可燃
性
多数可燃多数不可燃电离
性
多数是非电解质多数是电解质
化学反应比较复杂，副反应
多，反应速率慢
比较简单，副反应
少，反应速率快
3.在种类上，有机物远远超过无机物，目前已知的有机物已超过4_000万种，而且从1995年起每年新发现和新合成的有机物又超过百万种。[归纳总结]
(1)以是否含有碳元素为标准来划分有机物和无机物的物质分类方法也有一定的局限性，如CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等物质，虽然含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物相似，一般将它们视为无机物。
(2)有机物与无机物无绝对界限，两者在一定条件下可以互相转化。
[活学活用]
3．下列物质中，不属于有机物的是() A．氰化钠(NaCN)
B．醋酸(CH3COOH)
C．丙烷(CH3CH2CH3)
D．乙醇(CH3CH2OH)
答案 A
解析有机物是指世界上绝大多数的含碳化合物，组成有机物的元素除主要含碳外，通常还含有氢、氧、硫、磷、氮、卤素等。因此，有机物中一定含有碳元素，而其他元素则是不确定的，但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物、碳化物等少量含碳元素的化合物，由于其组成和性质都跟无机物相似，故仍属无机物。4．下列选项中，正确的是()
A．有机物都是共价化合物
B．易溶于酒精、汽油等的物质一定是有机物C．有机物在一定条件下都能够相互转化
D．有机物与无机物在性质上的差别不是绝对的答案 D
解析有机物分子里各原子间大多以共价键结合为共价化合物，但也有形成离子键的离子化合物，如CH3COONa、HCOONH4等；易溶于酒精、汽油的物质既可能是有机物(如苯、乙酸乙酯等)，也可能是无机物(如Br2、I2等)；有机物之间的反应是很复杂的，有的有机物之间在一定条件下可以相互转化，有的有机物之间则不能相互转化；有机物与无机物之间没有绝对的界限，在性质上的差别很大，有的性质相似，有的性质不同。
1．首次提出了“有机化学”概念的化学家是()
A．李比希B．维勒
C．舍勒D．贝采利乌斯
答案 D
解析李比希创立了有机物定量分析法，提出了早期的“基团理论”；维勒首次合成尿素；舍勒主要从事有机物的提取。提出“有机化合物”和“有机化学”概念的是瑞典化学家贝采利乌斯，故D正确。
2．下列叙述：①我国科学家在世界上第一次人工合成结晶牛胰岛素；②最早发现电子的是英国科学家道尔顿；③创造联合制碱法的是我国著名科学家侯德榜；④首先制得氧气的是法国科学家拉瓦锡，其中正确的是()
A．只有①B．①和③
C．①②③D．①②③④
答案 B
3．下列说法中正确的是()
A．有机物都是从有机体中分离出来的物质B．有机物和无机物不能相互转化
C．有机物一般难溶于水，易溶于有机溶剂D．有机物不具备无机物的性质
答案 C
解析现代科技发展已经能制造出自然界中没有的物质，打破了无机物和有机物的界线，有机物和无机物可以相互转化。
4．1828年，填平无机物与有机物间鸿沟的科学巨匠维勒将一种无机盐直接转变为有机物尿素[CO(NH2)2]，维勒使用的无机盐是() A．NH4NO3B．(NH4)2CO3 C．CH3COONH4D．NH4CNO
答案 D
解析无机盐直接转变为尿素[CO(NH2)2]，根据元素守恒，该无机盐的分子式为CH4N2O。符合该要求的只有D项。
5．回答下列问题
(1)1830年，德国化学家__________创立了有机化合物的________________________。
(2)有机化学还能破译并合成________，认识并改变____________，从分子水平上揭示生命的奥秘。
(3)举两例说明无机物转化为有机物
①_______________________________________ _________________________________；
②_______________________________________ _________________________________。
答案(1)李比希定量分析方法
(2)蛋白质遗传分子
(3)①NH4CNO――→
一定条件CO(NH2)2②CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑
[基础过关]
一、有机化学的发展历程
1．下列说法中，正确的是()
A．有机物就是有生命的物质
B．有机物都是从有机体中分离出来的物质C．有机化学就是以有机物为研究对象的学科D．有机化学萌发于16世纪，创立并成熟于17、18世纪
答案 C
解析有机物不一定是有生命的物质，选项A错误；有机物既可以从有机体中分离提取，也可以人工合成，选项B错误；有机化学就是以有机物为研究对象的学科，其研究范围包括有机物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等，选项C正确；有机化学萌发于17世纪，创立并成熟于18、19世纪，选项D说法错误。
2．下列关于著名化学家的名字、国籍及主要贡献的对应关系中，不正确的是()
选项科学家
国
籍
主要贡献
A 贝采利
乌斯
瑞
典
首先提出“有机化学”
和“有机化合物”的概
念
B 维勒德
国
首次人工合成了有机物
尿素
C 李比希法
国
创立了有机物的定量分
析方法
D 门捷列
夫
俄
国
发现元素周期律
答案 C
解析在有机化学的发展史上，瑞典化学家贝采利乌斯于19世纪初首先提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念；德国化学家维勒于1828年首次在实验室里人工合成了有机物尿素；德国化学家李比希创立了有机物的定量分析方法，基于他们的贡献，使有机化学成为一门较完整的学科。此外，俄国化学家门捷列夫于1869年发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系，这些著名的科学家都是我们学习的榜样。
3．2002年利用“质谱分析法”和“核磁共振技术”等对生物大分子进行研究并作出重要贡献
的科学家被授予了诺贝尔化学奖。下列物质中，属于生物大分子的是()
A．乙醇B．葡萄糖C．氨基酸D．蛋白质答案 D
解析此处的生物大分子属于有机高分子，有机高分子的相对分子质量应在10 000以上，葡萄糖和氨基酸分子虽然较复杂，但仍达不到有机高分子的标准，因此应选择蛋白质。
二、有机物的组成和性质
4．下列关于有机物的说法中正确的是() A．凡是含碳元素的化合物都属于有机化合物B．有机化合物只能从有机体中提取，不能利用矿物质来合成有机化合物
C．易溶于汽油、酒精等有机溶剂的物质一定是有机物
D．有机物和无机物之间无明显的界限，它们之间有可能相互转化
答案 D
解析有机物一定含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机物，如CO、CO2、Na2CO3就不是有机物；有机物既可以从有机体中提取，也可以利用矿物质合成；易溶于汽油、酒精等有机溶剂的物质既可能是有机物，如CH4易溶于汽油，乙酸易溶于酒精，也可能是无机物，如Br2、I2易溶于汽油、酒精等有机溶剂；有机物与无机物之间无明显的界限划分，它们在一定条件下有
可能相互转化。
5．下列说法中，正确的是()
A．有机物只能从动植物的有机体中提取
B．有机物大多难溶于水，而易溶于有机溶剂C．有机物受热不易分解，且不易燃烧
D．有机物都是非电解质，不易导电，且熔点较低
答案 B
解析有机物既可以从动植物的有机体内提取，也可以用人工方法合成；大多数有机物不耐热，受热易分解，易燃烧；大多数有机物是非电解质，不易导电，且熔点较低。
6．下列说法中不正确的是()
A．有机物都是共价化合物，它们都是非电解质B．有机物中一定含有碳元素，含有碳元素的物质不一定是有机物
C．有机物参与的反应一般比较复杂，速率较慢，且伴有副反应发生
D．维勒用无机物合成尿素，突破了无机物与有机物的界限
答案 A
解析有机物多数是非电解质，如苯、乙醇等；但有些有机物属于电解质或离子化合物，如乙酸为电解质，乙酸钠为离子化合物，属于强电解质。7．尿素是第一种人工合成的有机物，下列关于尿素的叙述中不正确的是()
A．尿素是一种氮肥
B．尿素是人体新陈代谢的一种产物
C．尿素属于共价化合物
D．尿素是一种酸性物质
答案 D
解析尿素是氨基氮肥，是人体代谢的产物，通过共价键结合。
三、有机物在日常生活中的应用
8．现代建筑装饰材料日新月异，更新换代很快，但都有一个共同的特点就是易燃，易引发火灾。由此判断现代建筑装饰材料的主要成分是() A．硅酸盐B．大理石
C．有机物D．金属化合物
答案 C
解析有机物多数易燃，而硅酸盐、大理石、金属化合物都难于燃烧。
9．所谓“乙醇汽油”就是在汽油里加入适量的乙醇混合而成的一种燃料。下列有关叙述错误的是()
A．乙醇汽油是一种新型的化合物
B．汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放C．工业上常用裂化的方法提高汽油的产量D．用玉米、高粱发酵可以制得乙醇
答案 A
解析乙醇汽油是混合物而不是化合物，乙醇属于清洁(绿色)能源，使用乙醇汽油可减少有害气
体的排放。
10．下列叙述错误的是()
A．合金材料中可能含有非金属元素
B．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性
D．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放
答案 B
解析合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的，A正确。光导纤维主要成分是SiO2，属于无机物，B错误。加热能使蛋白质变性；CO、NO能转化为CO2、N2，C、D均正确。
[能力提升]
11．据估计，地球上的绿色植物通过光合作用每年能结合来自CO2中的碳1 500亿吨和来自水中的氢250亿吨，并释放4 000 亿吨氧气。光合作用的过程一般可用下式表示：
(蛋白质、CO2＋H2O＋微量元素(P、N等)――→
光能
叶绿素
碳水化合物、脂肪等)＋O2
下列说法不正确的是()
A．某些无机物通过光合作用可转化为有机物B．碳水化合物就是碳和水组成的化合物
C．叶绿素是光合作用的催化剂
D．增加植被，保护环境是人类生存的需要
答案 B
解析碳水化合物是指分子式符合C n(H2O)m形式的化合物，并不是指由碳和水组成的化合物。12．下列关于有机物的说法正确的是() A．将甲烷通入溴水中能发生取代反应
B．乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应
C．乙酸是一种重要的有机酸，是一种无色无味的液体
D．由于乙醇的密度比水小，所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
答案 B
解析甲烷只能与卤素单质发生取代反应而不能与其溶液反应；乙酸有刺激性气味；分液可用于互不相溶的液体混合物，而乙醇易溶于水，不能用分液法分离。
13．用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构简式为
(1)从有机物的类别来看它应该属于______(填字母)。
A．烃B．烯烃
C．烷烃D．烃的衍生物
(2)写出该物质的分子式：____________________。
(3)该化合物易发生反应的类型是__________________________________________ __。
答案(1)D(2)C6H4S4(3)加成反应
解析(1)分子中除含C、H元素外，还含有S元素，应属烃的衍生物。
(3)因分子中含，易发生加成反应。
14．醋的食用在我国有悠久的历史，人们常说的“生活开门七件事，柴米油盐酱醋茶”中就有醋，说明醋在人类生活中的重要性。
(1)早在原始社会末期，我国人民就学会了用谷物酿酒，但是酒在空气中长期放置就会出现“坏酒”(酸酒)现象，写出产生“坏酒”现象的化学方程式__________________________，
该反应的反应类型为____________。
(2)醋能溶解食品中含钙、磷、铁等元素的物质，增进人体对所需元素的吸收，写出醋酸的电离方程式__________________________________________ ______________________。
(3)醋在日常生活中多有妙用，如用醋能洗去铝锅、铜器、铁制品表面的锈迹，清除水壶中的水垢(假设其主要成分是CaCO3)，洗涤尿迹、烟熏
迹、果渍和汗渍等。写出醋酸除水垢的离子方程式
__________________________________________ ______________________。
(4)做菜时既加醋又加酒可以增加菜的香味，其原因是生成了酯类物质，写出该反应的化学方程式______________________，该反应的类型是___________________________________。
答案(1)CH3CH2OH＋O2――→
催化剂CH3COOH＋H2O氧化反应
(2)CH3COOH CH3COO—＋H＋
(3)CaCO3＋2CH3COOH===2CH3COO—＋Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(4)CH3CH2OH＋CH3COOH催化剂
△
CH3COOCH2CH3＋H2O酯化反应(或取代反应)
解析(1)酒中的主要成分乙醇(C2H5OH)受微生物的作用，被空气中的氧气(O2)氧化而变成醋酸(CH3COOH)，就会出现“坏酒”现象。(2)醋酸呈弱酸性，可以使含钙、磷、铁等元素的物质溶解生成可溶性物质，增进人体对所需元素的吸收；(3)醋酸可以和CaCO3发生复分解反应生成可溶性醋酸盐而将水垢除去；(4)做菜时醋酸和酒精发生酯化反应生成少量的有香味的乙酸乙酯。[拓展探究]
15．德国化学家柯尔贝(Kolbe,1818－1884)花了7
有机化学的发展与应用
第一单元 有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂 △ CH 3CH 2OH ，该反应类型是加成反应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋白质。回答下列问题： (1)属于高分子化合物的是②⑦⑧；
(2)人类食物的主要营养物质是⑥⑦⑧； (3)⑤的结构简式是，其有机物类别是芳香烃； (4)能够发生酯化反应的是③④； (5)能够发生水解反应的是①⑥⑦⑧； (6)既能与钠反应，又能与碳酸钠反应的是④。 探究点一有机化学的发展与应用 1．我国早期的化学实践活动 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前掌握了石油和天然气的开采技术。 (3)1 000多年前学会了从植物中提取染料、药物和香料等。 2．近代有机化学的形成 (1)19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 (2)1828年德国化学家维勒首次在实验室用无机盐氰酸铵(NH4CNO)合成了有机物尿素[CO(NH2)2]，打破了早期科学家提出的“生命力论”。 (3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有
有机化学的发展和前景
有机化学的发展和前景 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快。近两个世纪来，有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；它又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料。有机化学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。 此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中，它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学（特别是量子力学）和物理化学基础上的物理有机化学，在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果，不仅指导着有机合成化学，而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究，特别是不对称催化方法的发展，使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学，为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂，以
及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段，已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来，计算机技术的引入，使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼，发展得更为迅速。同时，组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容，而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。 在21世纪，有机化学面临新的发展机遇。一方面，随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现，人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段；另一方面，材料科学和生命科学的发展，以及人类对于环境和能源的新的要求，都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学，有机合成化学，天然产物化学，金属有机化学，化学生物学，有机分析和计算化学，农药化学，药物化学，有机材料化学等各个方面得到发展。 一、物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学，是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系，现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）
21世纪的化学前沿
21世纪的化学前沿 人们经常说：化学无所不在，所以化学的对象也几乎无所不包。传统上，根据研究对象和方法的不同一般把化学分为5个分支领域，即无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学。下面逐一介绍。 1无机化学 无机化学是研究无机化合物的性质及反应的化学分支。无机化合物包括除碳链和碳环化合物之外的所有化合物，因此，无机化合物种类众多，内容丰富。人类自古以来就开始了制陶、炼铜、冶铁等与无机化学相关的活动，到18世纪末，由于冶金工业的发展，人们逐步掌握了无机矿物的冶炼、提取和合成技术，同时也发现了很多新元素。到19世纪中叶，已经有了统一的原子量数据，从而结束了原子量的混乱局面。虽然当时人们已经积累了63种元素及其化合物的化学及物理性质的丰富资料，但是这些资料仍然零散而缺乏系统。为此，德国学者D6bereiner,Meyer、法国学者deChancourrois以及英国学者Newlands,Odling等先后做了许多元素分类的研究工作。至1871年，俄国学者Mendeleev发表了“化学元素的周期性依赖关系”一文并公布了与现行周期表形式相似的Mendeleev周期表。元素周期律的发现奠定了现代无机化学的基础。元素的周期性质是人们在长期科学实践活动中通过大量的感性材料积累总结出来的自然规律，它把自然界的化学元素看做一个有内在联系的整体。正确的理论用于实践会显示出其科学预见性。按周期律预言过的15种未知元素，后来均陆续被发现；
按周期律修改的某些当时公认的原子量，后来也都得到证实，如In,La,Y,Er,Ce,Th等。至1961年，原子序数由1-103的元素全部被发现，它们填满了周期表的第一至第六周期的全部以及第七周期的前面16个位置。尔后，又依次发现了元素104(1969年),105(1970 年),106(1974年),107(1981年),108(1986年),109(1982年),110(1994年),111(2019年),112(2019年)和114(2019年)等。人类究竟还能发现多少新元素？据核物理理论的预测，175号元素可以稳定存在，当然这种预测是否正确还需要实验的验证。至今耕耘周期系来发现和合成新化合物仍是化学科学的传统工作。 20世纪以来，由于化学工业及其他相关产业的兴起，无机化学又有了更广阔的舞台。如航空航天、能源石化、信息科学以及生命科学等领域的出现和发展，推动了无机化学的革新步伐。在过去30年里，新兴的无机化学领域有无机材料化学、生物无机化学、有机金属化学、理论无机化学等等。这些新兴领域的出现，使传统的无机化学再次焕发出勃勃生机。 2有机化学 有机化学是一门研究碳氢化合物及其衍生物的化学分支，也可以说有机化学就是有关碳的化学。在19世纪初期，碳元素的化学远比金属以及其他常见元素（如硫、磷和氮）的化学落后。1828年，德国化学家FeiderichWohler发现用无机化合物NH4Cl和AgOCN氰酸银）作用生成NH4OCN(氰酸钱），蒸发该溶液所得白色结晶是它的异构体CO(NH)2（尿素），后者是动物体内的有机物。人工合成尿素是有史
有机化学发展简史
有机化学发展简史i “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下台成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“-”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只
现代高分子材料发展前沿
高分子材料的发展前沿综述 近年世界高分子科学在诸多领域取得重要进展,主要是控制聚合、超分子聚合物、聚合物纳米微结构、高通量筛选高分子合成技术、超支化高分子、光电活性高分子等方面。 1 高分子合成化学 高分子合成化学研究从单体合成开始，研究高分子合成化学中最基本问题,探索新的催化剂体系、精确控制聚合方法、反应机理以及反应历程对产物聚集态的影响规律等，高分子合成化学基础研究具有双重作用，一是运用已有合成方法研究聚合物结构调控；二是设计新的合成方法，获得新颖聚合物。 20世纪90年代以来在高分子合成化学领域中，前沿领域是可控聚合反应,包括立构控制，相对分子质量分布控制，构筑控制、序列分布控制等。其中，活性自由基聚合和迭代合成化学研究最为活跃。活性自由基聚合取得了许多重要的成果，但还存在一些问题。活性自由基的发展前景，特别是工业应用前景以及未来研究工作趋势是令人关心的问题。对于活性自由基聚合反应机理的深入研究、在较低的温度下能快速进行聚合的研究是目前受到关注的研究方向。迭代合成化学是唯一可用来制备多肽、核酸、聚多糖等生物高分子和具有精确序列、单分散非生物活性高分子齐聚物的方法。树枝状超支化高分子的合成就是此合成策略的成功应用例证之一,是过去10年高分子合成中最具影响力的发展方向。树枝状超支化聚合物由于其独特球形分子形状,分子尺寸,支化图形和表面功能性赋予它不同于线型聚合物的化学和物理性质。 高分子合成化学发展需注意以下几点： (1)与无机化学、配位化学、有机化学等的融合与渗透，吸取这些学科领域的研究成果开发新的引发/催化体系，这是合成化学的核心，是高分子合成化学与聚合方法原始创新发展的关键。对于传统的工业化单体，需要利用新型引发/催化体系和相应聚合方法，研究开发合成新的微观结构的聚合物新材料。 (2)与有机合成化学和高分子化学紧密结合，将有机合成化学的先进技术“嫁接”到高分子合成化学中，研发高分子合成的新方法，实现高分子合成的可设计化、定向化和控制化，这里包括通过非共价键的分子间作用力结合来“合成”超分子体系。 (3)在大分子工程方面,不仅要达到控制聚合物的分子量与分子量分布,而且要开发设计合成多种拓扑结构的聚合物链(如超支化聚合物、星型多臂嵌段共聚物、树枝状聚合物、浓密刷型聚合物等)的新合成技术。 国家自然科学基金鼓励并支持从事高分子合成化学基础研究的课题，将注意各分支学科的平衡协调发展，对暂时冷门的研究方向,将予以持续资助。目前,我国在负离子聚合、正离子聚合和偶联聚合等方面的研究需要吸引中青年研究人员加入。同时在高分子合成化学领域近期应关注以下几个方向： (1)、新的聚合反应和新的聚合方法特别是酶催化聚合和微生物聚合等； (2)、功能性高分子合成； (3)、高分子链结构的设计和控制合成；新型超支化聚合物的合成；新型树形大分子的合成；树枝化聚合物的合成；聚合物分子刷的合成；新型多肽的化学合成等； (4)、借助分子间弱相互作用及特殊识别作用组装合成新型聚合物；
物理有机化学前沿领域两个重要方面—有机分子簇集和自由基化学的研究
Ｐ－０９ 物理有机化学前沿领域两个重要方面一 有机分子簇集和自由基化学的研究 蒋锡夔、计国桢 中国科学院上海有机化学研究所，上海枫林路３５４号，２０００３２ 一、疏水亲脂相互作用驱动的有机分子簇集和解簇集 疏水亲脂相互作用（ＨＬＩ，ＨｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃＬｉｐｏｐｈｉｌｉｃＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）是分子问主要的弱相互作用之一，也是导致宇宙间生命现象形成的基本作用力之一。深入了解ＨＬＩ对研究生命科学、理解生命现象及某些生理、病理过程有根本性的意义，在有机合成、化合物分离和超分子化学中也有重要的地位。而有机分子的簇集和自卷是研究ＨＬＩ最基本和最简单的模型，它们直接影响受物分子的反应性和生物功能，所以用物理有机化学的概念和方法来研究它们，是研究ＨＬＩ最好的途径之一，并且可以用这一简单的理论模型来研究模拟生命现象中的某些物理和化学变化过程，如我们已发现动脉粥样硬化斑块的组成和胆固醇酯类化合物的共簇集倾向性直接有关。因此这是物理有机化学前沿领域及和生命科学有关的十分重要的研究方面之一。 我们研究了各种不同类型有机分子在ＨＬＩ驱动下的簇集、共簇集、自卷曲以及解簇集。在我们提出的一系列概念和实验方法的基础上，我们发现或观察到了下列重要的实验现象： １．结构影响 １）链长效应：对长链有机分子如长链羧酸酯，我们发现它的临界簇集浓度（ＣＡｇＣ）和碳氢链中－ＣＨ２．的个数ｎ有如下线性关系：一般链长越长，ＣＡｇＣ值越小．越容易发生簇集。 ｌｏｇＣＡｇＣ＝?０．４８４ｎ＋３．９０（ｒ＝０．９９９９） ２）羟基效应：对有机分子簇集的影响，一个羟基的亲水性胜过四个ＣＨ２的疏水性。 ３）锁链效应（１ｉｎｋｅｄ．ｕｐｅｆｆｅｃｔ）：即“多臂”分子中每一条链的共簇集倾向性要比相应的单臂分子大。 ．１）链可卷性效应（Ｃｈａｉｎ?ｆｏｌｄａｂｉｌｉｔｙｅｆｆｅｃｔ）：在具有一定溶剂促簇能力（ＳＡｇＰ，ｓｏｌｖｅｎｔａｇｇｒｅｇａｔｉｎｇｐｏｗｅｒ）的溶剂体系中，碳氢链长超过ｌＯ—１２个碳原子的有机分子倾向于发生自卷曲，从而使该分子的共簇集倾向“显著减少。 ５）几何或形状因素之肯定：具有相同碳原子数（ＩｌｐＺｆ值基本相同）但分子几何形状不同的八碳羧酸（或膦酸）对硝基苯酚酯的簇集倾向性大小次序为：直链分子）．支链分子，环状分子，即分子形状越接近“球形”，则簇集能力越弱。从而证明了只用Ｒｅｋｋｅｒ的ｚｆ值来表示有机分子的疏水亲脂性的局限性。 ６）氟碳．碳氢交替链≤℃Ｆ，邑Ｈ２手（简称交替链）的本质和簇集分步过程的验证： 交替链的ＣＡｇｃ值均比相应碳氢链的ＣＡｇＣ值大，这表明交替链的簇集倾向性小于相应的碳氢链，即：．ＣＦ２ＣＨ２．链带有极微弱的“极性”。并佐证了下列概念：即所有簇集过程都是分步进行的。 ７）大环邻基参与：在疏水亲脂相互作用下，十四元环，十六元环，十八元环的“大环邻基参与”都能通过碳氢链的自卷而显著加快∞一ＲＯＯＣ（ＣＨ２）ｎＹ（Ｙ＝ｓＨ）的水解反应速度．
有机化学的开展前沿
有机化学的发展前沿 余敏 145924 有机化学的研究对象是有机化合物, 它研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、变化，以及伴随这些变化所发生的一系列现象。 20世纪的有机化学，从实验方法到基础理论都有了巨大的进展，显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化工、交通、环境科学等与人类生活密切相关的行业中，直接或间接地为人类提供了大量的必需品。与此同时，人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人体的影响问题。展望未来，有机化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程，有机化学将会得到更迅速的发展。 有机化学的迅速发展产生了不少分支学科，包括有机合成、金属有机、元素有机、天然有机、物理有机、有机催化、有机分析、有机立体化学等。下面就其中的一部分分支学科来说，了解有机化学的发展前沿和研究热点。 (1)有机合成化学 这是有机化学中最重要的基础学科之一，它是创造新有机分子的主要手段和工具，发现新反应、新试剂、新方法和新理论是有机合成的创新所在。1828年德国化学家维勒用无机物氰酸铵的热分解方法，成功地制备了有机物尿素，揭开了有机合成的帷幕。100多年来，有机合成化学的发展非常迅速。 有机合成发展的基础是各类基本合成反应，不论合成多么复杂的化合物，其全合成可用逆合成分析法分解为若干基本反应，如加成反应、重排反应等。每个基本反应均有它特殊的反应功能。合成时可以设计和选择不同的起始原料，用不同的基本合成反应，获得同一个复杂有机分子目标物，起到异曲同工的作用，这在现代有机合成中称为“合成艺术”。在化学文献中经常可以看到某一有机化合物的全合成同时有多个工作组的报导，而其合成方法和路线是不同的。那么如何去评价这些不同的全合成路线呢?对一个全合成路线的评价包括：起始原料是否适宜，步骤路线是否简短易行，总收率高低以及合成的选择性高低等。这些对形成有工业前景的生产方法和工艺是至关重要的，也是现代有机合成的发展方向。 (2)金属有机化学和有机催化
浅谈超分子化学的应用及前景展望
浅谈超分子化学的应用及前景展望 超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的，它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能－识别、催化和传输来进行开发研究。 1987年，莱恩(Lehn J. M.)、克拉姆(Cram D. J.)和彼得森(Perterson C. J.)三位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的高分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。莱恩在获奖演讲中，首次提出了“超分子化学”的概念。同时克拉姆创立和提出了主—客体化学理论，彼得森则发展和合成出大批具有分子识别能力的冠醚。至此，以“超分子化学”为名称的新的化学学科蓬勃地发展起来，并以其新奇的特性吸引了全世界化学家的关注和热衷。近年来Supramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支，已经得到世界各国化学家的普遍认同。 目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用，该学科的研究不仅与各化学分支相结合，又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。在与其他学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学。超分子科学涉及的领域极其广泛，它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等)，而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义，超分子化学的研究近十多年来非常活跃。涉及的应用包括：在化学药物方面的研究与应用，在光化学上的应用，在压电化学传感器中的应用，识别作用（酶和受体选择性的根基）的应用，在有机半导体、导体和超导体以及富勒烯中的应用，作为分子器件方面的研究，在色谱和光谱上的应用，催化及模拟酶的分析应用，在分析化学上的应用等等。 超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在一起形成的药物超分子化合物,可有效改善药物的溶解度、生物利用度等性质,成为药物制剂的一个新选择。超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展。该领域发展迅速，是一个新兴的交叉学科领域，正在逐渐变成一个相对独立的研究领域。迄今已有许多超分子化学药物应用于临床，其效果良好。更多的超分子体系正在作为候选药物进行临床研究开发。超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不良反应少、高生物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药耐
物理有机化学的前沿领域
物理有机化学前沿领域两个重要方面--有机分子簇集和自由基化学的研究由中国科学院上海有机化学研究所蒋锡夔等完成 疏水亲脂相互作用（HLI）是分子间主要的弱相互作用之一，也是导致宇宙间生命现象形成的基本作用力之一。深入了解HLI对研究生命科学、理解生命现象及某些生理、病理过程有根本性的意义，在有机合成、化合物分离和超分子化学中也有重要的地位。而有机分子的簇集和自卷是研究HLI最基本和最简单的模型，它们直接影响受物分子的反应性和生物功能，所以用物理有机化学的概念和方法来研究它们，是研究HLI最好的途径之一，并且可以用这一简单的理论模型来研究模拟生命现象中的某些物理和化学变化过程，如课题组已发现动脉粥样硬化斑块的组成和胆固醇酯类化合物的共簇集倾向性直接有关。而解簇集概念的提出和有效解簇剂的研究又为治疗动脉粥样硬化疾病的药物分子设计提供有益的启示。因此这是物理有机化学前沿领域及和生命科学有关的十分重要的研究方面之一。 有机化合物结构性能关系的研究是物理有机化学的核心内容之一。课题组通过取代三氟苯乙烯体系的研究，真正拆分了取代基的极性和自旋离域效应，建立了一套迄今种类最多、最可靠的取代基自旋离域参数σJJ·，成功应用于自由基反应和波谱参数的相关分析中，并用双参数方程的p+/pJJ· 比值作为取代基极性和自旋离域效应相对权重的判别尺度，将自由基反应分为四类，成功解决了长期困扰自由基化学界如何评估这两种效应的重大问题。 该项目课题组自80年代初深入系统地开展了物理有机化学前沿领域两个重要方面--有机分子簇集和自由基化学的研究，他们选用了有机分子的簇集和自卷现象作为研究疏水亲脂相互作用的简单和基本模型，在发展了临界簇集浓度（CAgC）和临界共簇集浓度（CoCAgC）定量测定的基础上，用水解动力学和荧光探针等方法对影响有机分子簇集、共簇集、自卷曲等的分子结构因素、溶剂效应、盐效应和温度等进行了详细和系统的研究，取得了一系列创新成果。特别是他们提出了静电稳定化簇集体，解簇集和溶剂促簇能力等一系列重要的创新概念，这些概念对理解分子间的弱相互作用具有重要的理论意义，同时还对有机合成反应的设计和理解有机分子在生命体内的作用等有重要的指导作用。如他们首先提出只有带有相反电荷的长链碳氢分子可以在疏水亲脂相互作用和静电作用下形成
有机化学的发展与应用教案
专题一认识有机化合物 第一单元有机化学的发展与应用 【学习任务】 1、了解有机化学的发展与应用，并能通过计算求得有机物的分子式。 2、了解利用基团理论、光谱分析等确定有机物结构的方法。 【学习准备】 在日常生活中，我们接触到各种各样的物质，你能说出哪些是有机化合物吗？它们在生活中有哪些应用呢？ 【学习思考】 一、有机物的概述 1.概念：含有________的化合物。 2.组成元素：除碳外，通常还有氢、_____、_____，_____、_____及卤素等。 二、有机化学的发展 1.我国早期有机化学 （1）3 000多年前已经用煤作为燃料。 （2）2 000多年前就掌握了_____和_____的开采技术。 （3）从植物中提取_____ 等物质已经有上千年的历史。 2.有机化学的形成 （1）19世纪初，瑞典化学家_____ 提出了有机化学概念。 （2）19世纪中叶以前，科学家提出“_____ ”，认为有机物只能由动 物或植物产生，不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。 （3）1828年，德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素，冲破了“生命力 论”学说的束缚，打破了_____ 的界限。 3.现代有机化学 （1）_____ 得到广泛应用，成为人类赖以生存的重要物质基础。 （2）与其他学科融合形成了、以及等多个新型学科。 （3）1965年，我国科学家在世界上第一次用人工方法合成_____ ，标 志着人类合成蛋白质时代的开始。 三、有机化学的应用 糖类油脂蛋白质 石油天然气天然橡胶 2.具有特殊功能的有机物的合成和使用，改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。 3.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 4.利用药物（大多数是有机物）治疗疾病已经成为人类文明进步的重要标志。 思考讨论：含碳元素的化合物一定是有机物吗？ 提示：含碳元素的化合物不一定是有机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸（氢）盐、KSCN、
化学前沿综述
化学前沿综述报告 摘要：催化剂的概念以及在新能源和环境治理中的应用，如：煤燃烧、废水处理。关键字：催化剂煤燃烧废水处理 化学前沿综述课不是一门只是教授书本知识的课程。在这里我学到了很多新鲜、实际的知识，大大拓宽了知识面。从中了解了当前化学各学科大致的发展方向以及如何在实际中将所学到的化学专业知识应用起来。在“化学反应动力学前沿简介”报告中我了解到了固体表面特征、固体表面孔的类型、固体表面力与吸附的关系、以及吸附原理、吸附平衡及其表征方法。在“自组装与光子晶体”报告中我了解了光子晶体是将两种或两种以上介质材料排列成具有光波长量级的一维、二维或三维周期结构的人工晶体。由于光子晶体具有光子带隙,光子局域等特性, 所以它具有巨大的应用前景。在“过渡金属催化的碳氢键活化”报告中我了解了碳氢键活化反应都需要对底物进行卤化或金属化等预活化步骤,因此过渡金属催化的通过碳氢键活化直接构筑碳-碳键的方法就成为构筑碳-碳键的绿色经济的途径。在这门课中也是我对催化剂有了新的了解和认识，催化剂在实际应用是广泛的，如在新能源和环境治理中。 当前新能源问题和环境治理是社会关注的热点，而催化剂在这两个领域将是很有作为的。新能源领域：我国是能源消耗大国，而在我国能源消耗结构中，煤占有重要地位。所以合理有效开发利用煤是一个具有现实意义的课题。环境治理方面：我国和全球都面临着严重的环境问题，其中水污染尤为严重，治理也就尤为迫切。所以利用催化剂在治理水污染具有长远意义。下面就简述一下催化剂的概念和在工业实际中的应用。 催化剂会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行反应。催化剂在工业上也称为触媒。化学催化剂的应用历史很长，特别在石油化工、精细化工、有机化工和生物化工中，可以说，催化技术已成为化学工业最关键的核心技术之一。据统计，到目前为止，人类所掌握的化学反应80%以上必须在催化剂存在下才能实现。在化学工业生产中，最常用的催化剂是无机酸和无机碱。催化剂对化学反应速率的影响非常大，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂一般具有选择性，它仅能使某一反应或某
1.1有机化学的发展与应用
1.1有机化学的发展与应用D
第一单元有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH2===CH2 CH3CH2OH，该反应类型是加成反＋H2O――→ 催化剂 △ 应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋
(3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。 (3)逆推法合成设计思想的诞生，使有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机设计时代，大大提高了新化合物的合成速度。 (4)有机化学还能破译并合成蛋白质，认识并改造遗传分子，第一次从分子水平上揭示生命的奥秘。1965年，我国科学家在实验室中成功利用无机物合成了具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。 4．有机化学的应用 (1)人类衣食住行用到的天然有机化合物有糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。(2)合成的有机物也广泛应用于生活中，如合成纤维、塑料、合成橡胶、合成药物等。
有机化学的发展简史
有机化学的发展简史 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述，认识了一些有机化合物的性质。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。 1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆满地解释了这种异构现象。
苏教版有机化学专题1第一单元《有机化学的发展与应用》教案
第一单元《有机化学的发展与应用》 1、有机化学的发展与应用 教学目的要求： 1、了解有机化学的发展简史，知道人类对客观事物的认识是循序渐进、螺旋上升的过程。 2、通过对有机化学于日常生活、工农业生产、生命科学等结合较紧密的内容的交流与讨论，使学生认识到人类生活离不开有机物，有机化学与其它学科的交叉渗透日益增多，是许多新诞生领域的研究基础。 3、通过调查研究、查阅资料等探究活动，了解有机化学的发展现状，进一步培养学生学习和研究化学的志向。 教学重点难点：对有机化学与有机物的认识 教学过程： 一、有机化学的发展。 1、我国早期的有机化学： 我们的祖先在3000多年前用煤作燃料，2000多年前掌握石油和天然气的开采，从植物中提取染料和香料等物质已经有上千年的历史。 2、有机化学的形成： 19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 3、现代有机化学： 21世纪的今天，各种合成有机物已经渗透到各个领域；有机化学已经与其它学科融合形成了多个新型学科，应用前景十分广阔。 介绍：德国化学家维勒 1828年，贝采利乌斯的学生、德国年轻的化学家维勒，在实验室中加热无机物氰酸铵时无意中得到了尿素。NH4CNO CO(NH2)2 第一次用无机物合成有机物。 有机物的生成不必借助于所谓生命力的作用。 二、有机化学的应用 1、人类的衣食住行离不开有机物： 天然有机物：如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。 合成有机物：塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等。 2、具有特殊功能有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。 3、有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 生命体中许多物质都是有机物，如细胞中存在的糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质和核酸等，都是有机物。 4、药物中大多数是有机化合物，在帮助人们战胜疾病，延长寿命的过程中发挥着重要的作用。 5、1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素在中国诞生。 课堂小结： 一、有机化学的发展。
化学学科发展前沿.doc
当代无机化学发展前沿 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述： 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面： （一）极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 （二）软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 （三）缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此，可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 （四）计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、mon te2carlo 优化计算等建立有关的合成反应数
有机化学发展史
有机化学的发展 环境科学09-1班曾丽 2009013108 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述，认识了一些有机化合物的性质。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。 1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆满地解释了这种异构现象。 他们认为：分子是个三维实体，碳的四个价键在空间是对称的，分别指向一个正四面体的四个顶点，碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时，就产生一对异构体，它们互为实物和镜像，或左手和右手的手性关系，这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说，是有机化学中立体化学的基础。 1900年第一个自由基，三苯甲基自由基被发现，这是个长寿命的自由基。而不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。 在这个时期，有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念，价键的本质尚未解决。
物理有机化学前沿领域两个主要方面有机分子簇集和自由基化学研究
物理有机化学前沿领域两个主要方面 ——有机分子簇集和自由基化学研究 杜灿屏 唐 晋 (国家自然科学基金委员会化学科学部 北京100083) Aggrega tion of Organ ic M olecules and Free -Rad ica l Chem istry :the Fron tiers of Physica l Organ ic Chem istry D u Canp ing T ang J in (D ep artm en t of Chem ical Sciences ,N ati onal N atu ral Science Foundati on of Ch ina ,B eijing 100083,Ch ina ) 物理有机化学是现代有机化学的主要理论基础,是当今有机化学中最富有活力的领域之一,它是建立在现代物理学和物理化学的基础上,用物理化学的、定量的、数学的方法来研究有机化学。 有机化学反应途径的宏观和微观细节是物理有机化学的核心课题之一,自由基反应的线性自由能关系也是一个新的研究前沿。生命科学中的物理有机化学研究,包括主2客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等都是具有重要理论意义的研究领域。 我国的物理有机化学系统研究起步于60年代初,真正得到迅速发展是改革开放以后。自1981年首届全国物理有机化学讨论会以来,到目前已发展成中国化学会物理有机化学专业委员会每两年召开一次系列会议。 目前,我国的物理有机化学研究已有一支稳定的队伍,某些方面的研究在国际上占有一席之地。国家自然科学基金将“物理有机化学前沿领域两个主要方面——有机分子簇集和自由基化学研究”列为“八五”重大项目,由中科院上海有机所蒋锡夔和中国科技大学刘有成两位院士作为项目学术带头人。该项目由6个子课题组成,参加单位有中科院上海有机所、中国科技大学、中科院感光所、兰州大学、南开大学。经过几年的共同努力,该工作取得了很大的进展和丰硕的成果,并于1997年7月通过结题验收,项目总评为特优。“八五”期间这个项目共发表学术论文107篇,其中66篇发表在国际专业刊物上;出版专著1部,在国际学术会议上作大会邀请报告多次,获国家教委科技进步一等奖1项,培养有关学科的博士22名、硕士26名。下面分几个方面对该项目作一介绍。 11疏水亲脂相互作用及有机分子的簇集和自卷曲 疏水亲脂相互作用是重要的分子间弱相互作用,其中有机分子在溶剂中的簇集与自卷曲是这种作用的具体表现,它与许多生命过程密切相关,具有重要的理论与实际意义。该项目在国际上首先开展了疏水亲脂相互作用及其驱动的有机分子的簇集和自卷曲的研究和超分子体系中自组装及分子识别的研究。通过系统的研究,明确了概念,提出了衡量分子簇集 第10卷第1期1998年3月化 学 进 展PRO GR ESS I N CH E M ISTR Y V o l .10N o.1M ar .,1998