应用化学专业导论

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应用化学导论

摘要：　摘要：本文主要介绍了化学、化学的发展，包括应用化学所含的几大　化学、化学的交叉科学，现代化学的发展及化学在生活等各方面的应　用；其次，对应用化学专业概述，其中有应用化学与其它专业的区别　和应用化学专业培养的要求；最后，对两学期学习的感受及我校应用　化学的基本要求。　关键字：　关键字：应用化学、发展、分类、心得

化学的发展与成就

化学是从早期的练金术和化学工艺脱胎出来的，　而作为一门科学　是从　１７　世纪英国科学家波义耳提出化学元素概念开始的，随后，法　国化学家拉瓦锡提出了燃烧氧化理论；１９　世纪初道尔顿原子论的创　立和阿佛加德罗分子学说的提出，　标志着近代化学发展到了一个新的　时期；１９　世纪中叶，俄国化学家门捷列夫提出的化学元素周期表，提　示了元素的性质和原子量的关系，直到　１９　世纪末形成了系统的化学　科学理论体系．１９　世纪末　Ｘ　射线、放射线和电子等物理学的三大发现　及　２０　世纪初原子结构的确定，使化学进入现代时期。随着基础理论　研究的发展以及实验技术的不断提高，　现代化学科学已呈现出由宏观　到微观、由定性到定量、由静态研究到动态研究、由单一学科向综合　学科和边沿学科发展的趋势。

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第一节

化学的学科分类

随着化学理论的发展，根据所研究的物质，化学运动的具体对象　和方法的不同，化学又可分为无机化学、有机化学、分析化学和物理　化学。随着化学在各方面的应用扩大，又陆续派生出了生物化学、环　境化学、农业化学、石油化学、海洋化学、地质化学、核化学、药物　化学、药物合成化学、材料化学等。化学学科依据本学科理论的积累　和应用性能的增强，又逐渐形成了应用化学、高分子化学等分支。　１．１　无机化学　无机化学是研究无机物（单质、化合物及混合物）的组成、结构和　性质及其变化规律的学科。无机化学的理论基础是由道尔顿的原子　论、阿佛加德罗的分子学说及门捷列夫的元素周期律理论组成的。　现代无机化学的新发展主要体现在研究领域的日益扩大及一些　新的边缘学科、如现代无机合成化学、配位化学、原子簇化学、稀土　化学、生物无机化学和无机固体化学等的形成和发展。　１．２　有机化学　有机化学是研究有机化合物（碳氢化合物及其衍生物）的组成、　结构、性质及其变化规律的学科。今天，人类利用已有的化学知识，　不仅可以从自然界得到有机化合物，　而且还可以通过化学合成的途径　得到各种各样的有机物。　有机化学的迅速发展产生了不少分支学科，包括有机合成化学、　金属有机化学、元素有机化学、天然有机化学、物理有机化学、有机　催化化学、有机分析化学、有机立体化学等。

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１．３　物理化学　现代物理化学是研究所有物质体系的化学行为的原理、　规律和方　法的学科。涵盖从微观到宏观对结构与性质的关系规律、化学过程机　理及其控制的研究。　它是化学以及在分子层次上研究物质变化的其它　学科领域的理论基础。２０　世纪的物理化学随着物理科学发展的总趋　势偏重于微观的和理论的研究，取得不少起里程碑作用的成就，如化　学键本质、分子间相互作用、分子结构的测定、表面形态与结构的精　细观察等等。　１．４　１．４　分析化学　分析化学是测量和表征物质的组成和结构的学科。　人们用分析手　段去观察物质世界的存在和变化。　它主要包括定性分析和定量分析两　部分。　定性分析的任务是鉴定物质由哪些元素或离子所组成以及有机　化合物的官能团和分子结构等；　定量分析则是测定物质各组成部分的　含量。　第二节　化学中的交叉学科

近代科学发展常常涉及不同学科的相互交叉和相互渗透。　逐渐形　成一批新的交叉学科，　如化学与物理学的交叉形成了物理化学和化学　物理学，化学与生物学的交叉形成了生物化学和化学生物学，物理学　与生物学交叉形成了生物物理学等。　这些交叉学科的不断发展大大地　推动了科学进步。　２．１　环境化学　环境化学是研究环境中

物质间相互作用的学科。　包括研究天然物

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质、生物物质和合成化学物质在环境介质（大气、水体、土壤、生物）　中的存在、化学特性、行为和效应，并在此基础上研究其控制的化学　原理和方法。　环境化学的研究任务包括分析检测环境介质中存在的有　害物质，跟踪它们的来源以及在环境介质中的环境化学行为，了解有　害物质对生物和人体产生不良影响的规律。　２．２　绿色化学　传统化学工业给人类环境带来的污染已十分严重，　引起了社会各　界的关注，而且物质经化学变化而转化为对人类有用的产品。但在生　产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物，污染了环境，　使人类的生存质量下降，解决污染已成为　２１　世纪人类环境问题的科　学挑战。综上所述，绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一　门新兴学科，是实用背景强、国计民生急需解决的热点研究领域。　２．３　能源化学　能源供应水平标志着一个国家的发达程度。目前，能源结构主要　是煤，还有石油、天然气、核能等，研究和开发清洁而又用之不竭的　能源将是　２１　世纪发展的首要任务。也是对化学学科的要求。　２．４　纳米化学　物质颗粒尺寸大小与其性质有一定关联，这是人们早已认识了　的。一般把尺度在　１ｍｍ～１０ｍｍ　范围的称为微小型（Ｍｉｎｉ－）；１ｍ～１ｍｍ　范围的为微米级（Ｍｉｃｒｏ－），１ｎｍ～ｌｍ　范围的为纳米（Ｎａｎｏ－）级。近年　来，发现物质颗粒尺寸小到纳米级时，其性质发生突变，特别是许多　纳米级材料在电、　磁、　光、　力学以至生物学等方面的性质发生了突变，

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这种变异开拓了一门新兴的交叉学科—纳米化学。　纳米材料已成为高　新技术的重要研究领域。　第三节　现代化学的发展

３．１　基础研究的重大突破　３．１．１　放射性和铀裂变的重大发现　铀核裂变所放的热是原子核内发生的变化，　铀核分裂成两个原子　量较小的碎片，同时放出大量的能量，这种可控释放的热能在上世纪　已被用于核电站供给人类以充足的能源。　３．１．２　化学键和现代量子化学理论　化学键理论的建立和发展主要有三种理论：　（１）Ｐａｕｌｉｎｇ　的价键理论（ＶＢ）。　（２）莫利肯（Ｒ．Ｓ．Ｍｕｌｌｉｋｅｎ）的分子轨道理论（ＭＯ）　。　（３）贝特（Ｈ．Ａ．Ｂｅｔｈｅ）的配位场理论。　价键理论将量子力学的原理和化学的直观经验紧密结合，　在经典　化学中引入了量子力学理论和一系列的新概念，　如杂化、　共振、　δ键、　π键、　电负性、　电子配对等，　对当时化学键理论的发展起了重要作用。　３．１．３　创造新分子新结构——合成化学　设计和合成新的分子是合成化学家的首要任务。　１００　年来有机　这　化学家已经设计和合成了数百万个有机化合物，　几乎又创造了一个新　的自然界；同时还发现了大量的新反应、新试剂、新方法和新理论。　这是合成化学中相辅相成的两个方面。　正由于合成过程中发现的新反　应、新试剂、新方法，又促进了大量新化合物的合成。

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３．１．４．高分子科学和材料　２０　世纪的人类社会文明的标志之一是合成材料的出现。高分子　化学也是从事制造和研究分子的科学，　但制造和研究的是分子量成千　上万甚至上百万的大分子或称高分子化合物。　由于高分子长链结构的　发现，才促进了高分子化学和高分子物理的发展。２０　世纪发明和生　产的三大合成材料尼龙、　橡胶、　合成纤维在化学中具有突破性的成就。　３．１．５　化学动力学与分子反应动态学　研究化学反应是如何进行的，　揭示化学反应的历程和研究物质的　结构与其反应能力之间的关系，是控制化学反应过程的需要。　分子反应动态学，　亦称态—态化学，　从微观角度来认识化学反应，　着重研究反应分子所处的微观状态，两种物质能否发生化学反应，反　应速率的快慢，以及反应后产生什幺化合物等，均要研究反应物分子　之间的态能否适当匹配，因此化学反应的实质是反应物的原子、分子　之间的“态－态反应”　。　第四节　２１　世纪化学作用和地位

未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念　和方式发挥核心科学的作用。应该说，２０　世纪的化学科学在保证人　们衣食住行需求、提高人民生活水平和健康状态等方面起了重大作　用。　４．１　化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一　食物问题是涉及人类生存和生存质量的最大问题。　生物学将在提　供优良物种、提供转基因生物等方面作出贡献。但是这一切必须得到

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化学的支撑。　４．２　化学在能源和资源的合理开发和安全利用中起关键作用　化学在能源和资源的合理开发和安全利用中起关键作用　为贯彻可持续性发展的原则。要开发新能源，新能源必须满足高　效、洁净、经济、安全的要求。利用太阳能以及新型的高效、洁净化　学电源与燃料电池都将成为　２１　世纪的重要能源。矿产资源也是不可　再生的，同时也要加大保护。　４．３　化学继续向材料科学发展　各种结构材料和功能材料与粮食一样永远是人类赖以生存和发　展的物质基础。在满足人类衣食住行基本需求之后，为提高生存质量　和安全，为可持续性发展，不断提出新材料的要求。新功能材料研究　已经是物质科学研究重点，　未来会更加发展扩大。　化学是新材料的　“源　泉”　。任何功能材料都是以功能分子为基础。发现具有某种功能的新　型结构会引起重要突破。

应用化学概况　应用化学是现代化学与其他学科领域的交叉、渗透和融合　，是　介于化学与化学工艺之间的一个应用理科专业　，是培养理工结合的　“用”化学人才。　与化学专业相比　，要求应用化学专业学生接受更多　的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标　，应用化学专　业的发展模式如何适宜。　应用化学专业与化学专业相比，要求应用化学专业学生接受更多　的应用性、实践性的教育，能够运用所学知识解决实际问题。而农林

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高校的应用化学专业背靠强大的农、林、牧、副、鱼等应用型学科，　还有我们现在很关心的能源问题，具有良好的应用与实践背景，是发　展应用化学专业的有力依托，对我的社会是非常有用的。　应用化学的发展方向一直被学化学的人所讨论着，很多的人都　想知道应用化学的发展方向我认为作为化学的实践学科，应用化学一　定会在以后的实践方面做得更多，为了推动我们应用化学的学科建设，　我们应该要推动本学科整体学术水平和科研水平的提高，　创造良好的　科研环境和人才培养条件，使其成为具有较高的学术水平、管理水平　的人才培养、科学研究以及科研成果产业化基地，　实行资源共享、信　息共享，联合培养“厚基础、宽专业、高层次、高质量、复合型、重　德育”的高层次人才，实行联合攻关，切实解决企业生产实际中技术　难题，加快科研成果的产业化，已取得良好的社会效益及经济效益，　每一个学科都要以理论为基础，应用化学也不例外，所以应用化　学也需要一批有很好的理论知识的理论性的人才，对于这方面国家会　投入更大的人力和财力，从我们的小学开始，让我们小时候就能了解　化学的世界是多么的神奇，让我们的孩子从小时候就对化学产生浓厚　的兴趣，更好的发展我国的化学产业，为我国的应用化学提供更多的　化学方面的理论性人才。　同时应用化学也是会发展成为多学科的结合，与多大学的共同合　作，然后一起来开设一些研究项目，再多多的交流，校与校之间，研究　部门与学校之间，还有研究部门与研究部门之间互为补充、　相互促进，　主要是对一些当时很难解决的难题一起探讨，组建一支由全国优秀应 ８

用化学人才组成的团队。　应用化学还会使一个很公开的学科，随着化才学的不断发展，我　们会更加接近我真正想要达到的绿色化学，不会再有危害我的生命的　有害物质，人们可以放心的区使用很多的化学物品，所以化学可以完　全的展现在人们的面前，倒是会有很多的化学物品生产出来，让人们　了解化学，人们也会学者去做一些化学物品，对人们有好处，让应用化　学的知识传播出去。

应用化学导论心得体会　通过两学期的学习了解了化学和化学工程、　化学发展及我国和我　校的应用化学大概内容。感受到化学的博大精深及化学涉及的面之　广。从以前单一的化学发展为丰富的化学交叉科学，化学与材料结合　等，表明化学的不断发展大大地推动了科学进步，也推动着社会的进　步。　同时，明确了大学四年自己专业的基本要求。首先，我们要掌握　数学、物理等方面的基本知识与能力；其次，掌握无机化学、分析化　学、有机化学、物理化学、仪器分析、化工原理、化工工艺与设备、　化学反应工程及工业制图的基础知识、　基本原理和基本技能及专业方　向的一般原理和知识；再次，我们应该具有一定的实验设计、实验操　作、实验结果分析和学术论文撰写以及参与学术交流等方面的能力，　能对中外文资料查询、　文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的　基本方法；　然后，　我们还需及时了解化学化工的理论前沿、　应用前景、

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最新发展动态以及化学化工相关产业的发展状况；同时，还需了解国　家关于科学技术、化学化工产品、知识产权等方面的政策、法规。　最后，我们在了解基本知识的基础上还应扩增自己的知识面，了　解各方面的知识，培养多方面的能力。而且必须对自己的大学生涯做　个规划，　明确自己的目标，　为目标而奋斗，　让自己大学生涯更加充实。

【参考文献】　［１］　自然科学发展史》　张华夏，　《　杨维增着，　中山大学出版社，　１９８５．９　［２］　《自然科学基础》　第二册　［美］Ｊ．Ｒ．霍勒姆着，　科学出版社　１９８５．　［３］　自然科学基础》　李继宗，　《　戚进勤主编，　复旦大学出版社，　１９８７．４　［４］《自然科学概要》　吴义生，孔慧英，钟洁林，钱俊生着，山东　科学科技出版社，１９８７．４　［５］　《现代科学技术概论》　李继宗主编，　复旦大学出版社，　１９９２．１０　［６］《自然科学专题选讲》　北京大学教务处编，北京大学出版社，　１９９７．３　［７］《现代科学技术概论》　孙汉文主编，中国经济出版社，１９９９．９

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［８］　现代科技与基础科学》　本社编，　《　湖南科学技术出版社，　１９９９．１０　［９］　大学生现代科技基础》　杨振秀主编，　《　警官教育出版社，　１９９９．１１　［１０］《展望　２１　世纪的化学》王佛松，王夔，陈新滋，彭旭明主编，　化学工业出版社，２０００．５　［１１］　Ｆ．　Ａ．　Ｃｏｔｔｏｎ，　Ｇ．　Ｗｉｌｋｉｓｏｎ，　Ｃ．　Ａ．　Ｍｕｒｉｌｌｏ，　Ｍ．　Ｂｏｃｈｍａｎｎ，　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，　６ｅｄ．　Ａ　Ｗｉｌｅｙ－Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆　Ｓｏｎｓ，　Ｉｎｃ．，　１９９９．　［１２］　《配位化学》　罗勤慧，沈孟长　编著　江苏科学技术出版社　［１３］《无机化学丛书　第十二卷　配位化学》戴安邦等，科学出版社，　１９８７　［１４］《配位化学进展》　，游效曾，孟庆金，韩万书主编．　２０００，高等　教育出版社　［１５］《群论在化学中的应用》　，Ｆ．　Ａ．　科顿著，刘春万，游效曾，赖　伍江译，科学出版社，１９７５．　［１６］Ｇｅｏｒｇｅ　Ｈ．　Ｄｕｆｆｅｙ，　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｇｒｏｕｐ　Ｔｈｅｏｒｙ—ｆｏｒ　Ｐｈｙｓｉｃｉｓｔ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｓ，　Ｐｒｉｎｔｉｃｅ－Ｈａｌｌ，　Ｉｎｃ．，　１９９２．　［１７］《分子对称性群》　，高松，陈志达，黎乐民，北京大学出版社，　１９９６．　［１８］《群论与现代化学入门》　，周宏立　［１９］《高等无机结构化学》　，麦松威，周公度，李伟基，北京大学出　版社，香港中文大学出版社，２００１．　［２０］《无机立体化学与化学键》　，弗格森　Ｊ．　Ｅ．著，刘举正译，１９８４．

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