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化学前沿论文

发布时间: 2022-01-14 22:39:11

1. 求化学发展史论文

化 学 发 展 史

( 化工学院 x x x)

摘要:从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。
关键词:燃素化学;量子论;晶体化学

自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?
远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。

一、化学的来由

化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。
中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。

二、化学的几个发展阶段

远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。
燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。
定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,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。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。
这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。

三、化学学科在探索中成长

化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。
燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。
1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。
施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:
可燃物==灰烬+燃素

金属==锻灰+燃素

如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。
空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。

富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。
燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。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、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。
舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。
到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。
在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。
1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:

2KNO3==2KNO2+O2↑

2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑

2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑

2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑

2HgO==2Hg+O2↑

第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:
2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑
舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。
普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。
1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。
拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:
葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精
这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。
1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色粉末(P2O5,应该是2.3盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。
1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。
拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。
拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。
拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。

四、化学学科的发展前沿

中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。

20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......

2. 我要一篇化学论文 1000字

“原子是不是最小的微粒呢”?“它是由什么微粒构成的呢”?“原子与离子又是什么关系呢”?无数的疑问在小涛的脑子里旋转,他躺在床上,反复思考着这些问题……

“您好?我是原子王国的卫士,欢迎您到我们这里来观光旅游”。一个小精灵来到小涛的面前,彬彬有礼地接待了他。随后,小涛跟随小精灵来到原子王国的首都。
“报告陛下,这是远方的一位客人,前来咱们王国参观、访问”。小精灵又对小涛说道:“这是我们的国王阁下”。

“您好?您好?欢迎光临!欢迎光临!请坐!请坐”!国王在一间不大的会客厅里热情地接待了小涛。

“我是原子王国的国王,本身带正电荷,人们叫我质子。这是我的王后,本身不带电荷,人们叫她中子。我们互相结合在一起构成原子王国的核心机构——原子核,主管国家的‘内政’。比如,我们原子王国的种类就是由我来决定的;而我们原子王国的质量主要是由我和王后来决定的”。

“刚才带您前来的卫士,本身带负电荷,人们叫它们电子。这些卫士昼夜不停地围绕着我们的‘国都’高速运动,时时刻刻保卫着我们的国家。”

“在我们原子王国,一个国王只有一个卫士,国王所带的正电荷数等于卫士所带的负电荷数,但电性相反,所以我们原子王国作为整体对外不显电性,在微观世界里,对任何一个王国都是很友好的。”

“我们原子王国的‘外交’主要由这些电子卫士负责,我们与其他原子王国互相交换一定数目的电子,就可以组成微观世界里新的分子王国;我们原子王国失去或得到一定数目的电子,就会形成阳离子或阴离子,而阳离子和阴离子互相结合,又会形成新的离子化合物王国”。

“谢谢陛下!感谢您们原子王国为人类所做的一切贡献”!小涛告别了国王,又随电子卫士在原子王国游览。电子告诉他:

“您可以看到,我们原子王国的首都是很小很小的,假如把我们的王国比做您们的足球场那么大,而我们的首都仅仅只有足球场中心的一只蚂蚁那么大。但我们的首都几乎集中了整个王国的质量。”

“我们原子的质量非常小,科学家把碳原子王国的质量的1/12作为标准,其他所有原子的质量跟它相比较,所得的数值叫做相对原子质量,这样,人们在应用起来就方便多了。在我们原子王国内部,原子核中的每个质子和每个中子的质量都约等于1,而一个电子的质量约等于质子质量的1/1836。所以,整个原子王国的质量主要是由国王和王后决定的”。
“其实,在我们微观世界里,不同的原子王国有不同的社会制度和法律体制。比如婚姻法就不相同,有的实行一夫一妻制,一个国王只有一个王后;有的实行一夫多妻制,一个国王有多个王后。还有一种氢原子王国中只有国王,没有王后。”

“再告诉您一个秘密,在我们原子王国里,中子王后虽然没有带电荷,但她却主宰着原子王国的命运,在原子核的聚变和裂变中起着重要的作用 ……”

叮……铃……,床头的闹钟将小涛从睡梦中惊醒,他仔细地回忆着在原子王国旅游的经过,并认真的记录下来。兴高采烈的来到学校,又投入到紧张的学习之中 。

3. 化学论文要2000字的

化学探究式学习的探究
化学是一门以实验为基础的学科,它是人们不断在实践中发现问题,研究问题,从而解决问题的过程中建立起来的。现代化学教学观认为,化学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能,更应通过以化学实验为主的多种探究活动,体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,培养学生的创新精神和实践能力。

一、探究式学习的含义与特点

1.探究式学习的含义

探究式学习是学生学习化学的一种重要方式,也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。探究式学习是指学生在教师指导下,以类似科学研究的方式去主动获取知识、应用知识、解决问题、形成观点的一种学习。这种学习不沉湎于纯粹的化学知识,也不直接给出结论,而是让学生在理论学习、史料阅读、问题讨论、实验操作、课题研究中获得学习的能力、掌握学习的方式,学会学习,使思想品质、道德水平、科学精神、实践能力、心理素质、审美情感得到和谐统一、全面提高。

2.探究式学习的特点

2.1探究式学习是针对一定的“问题”所展开的活动。因此,能够发现和正确表述所要解决的与化学有关的问题,对于增强探究式学习的目的性和针对性具有重要意义。

2.2探究式学习是一种逻辑和想象相融合的活动。在实验探究过程中既需要猜测,也需要做出科学的假设,并需要通过实践来求证和检验假设。因此,探究式学习活动的开展,不仅需要学生具备一定的逻辑思维能力,而且还需要具有一定的想象能力,敢于大胆地进行猜测与假设。这对于培养学生的创新精神和实践能力有着重要的作用。

2.3探究式学习是一种以科学证据为基础的活动。在这一活动中,通过获取证据、分析证据来进行预测和推理,并做出合理的解释,得出探究结论。

二、化学课堂中开展探究式学习活动的一般步骤

探究式学习一般来说,基本过程如下:

1.提出问题

教育家克莱•P•贝德福特说:“如果你用激发好奇心教他学习,他终生都会不断地学习。”问题是开启思维和发展思维的源泉,故在教学中应启发、鼓励学生在对自然现象、社会现象、实验现象产生好奇和疑问时,提出问题。

提出的问题应具有探究价值,即要满足化学教学的主体——学生发展科学探究能力的需要,题目难以要适当,如果题目过易,学生不需要怎么思考就解决了;如果题目过难,学生怎么思考也解决不了。这样的问题,探究价值就很小。因此,探究价值的大小一定要从学生的实际情况来判断。例如在《石油和煤 重要的烃》[1]关于苯的学习中,在通过化学史事介绍了苯分子式后,能产生好奇:苯的结构如何?如何设计实验来验证?

2.建立假设

收集相关的信息,将已有的化学知识与问题相联系,尝试提出可以检验的假设。提出的假设必须符合逻辑,还需考虑到实验检验的可行性。对于长期处于被动接受学习的学生来说,让学生立即具有一定的猜想与假设能力是不现实的。为此,教师在教学中,一方面要制定培养学生猜想与假设能力的计划,使学生通过一段时间的学习和体验,逐渐转变被动学习的习惯;另一方面还要注意创设生动活泼的教学情景,在探究的氛围中,自然而然地引发学生的想象力。同时,还要对学生的猜想和假设能力给予肯定和赞赏,强化学生主动、大胆地提出猜想和假设的积极性。例如苯的分子式为C6H6,比烷烃少结合8个氢,学生产生推测:苯中可能含有碳碳双键或碳碳三键。

3.设计实验方案

根据探究的目的和条件,设计合适的实验方案。实验方案的设计要具有可行性,一般的要求为操作简单、现象明显、安全可靠、绿色环保等。这个过程对于学生而言,难度较大,试剂的选择、实验的条件、实验的操作及装置等都要充分的考虑,可以分小组讨论来加以解决。如确定苯的结构中是否含有碳碳双键或碳碳三键的实验中,学生结合刚讨论过的乙烯的性质,类比其中的碳碳双键,提出可用酸性高锰酸钾或溴水来检验,也有的同学用乙烯与氢气的加成反应作类比,提出用与氢气的反应来检验。准备设计苯和氢气反应的同学就要设计氢气的发生装置、以及与苯的反应装置及尾气的处理装置。苯的凯库勒式为单双键交替,在提出假设的过程中,可能遇到学生尚未学到的个别知识点,可以以“知识支持”的形式给出,例如探讨“铁及其化合物的氧化性和还原性”的实验设计中,教师可以提供常见的氧化剂和还原剂,以帮助学生对实验药品的选择和实验方案的设计。

4.交流、评价实验方案

同一个实验问题,可能设计出多种实验方案,这就需要对它们进行选择。此步骤可利用学生互评和教师点评的方式进行。在讨论和交流的过程中,教师要鼓励学生运用多种证据对自己的方案进行论证,引导学生倾听别人的设计方案和别人对自己的实验方案的评价意见,通过反思与自评,发现优点及存在的问题,提出进一步完善和改进的方案。这实际上是学生共同学习的过程。如苯的实验设计中,就要考虑苯与氢气反应的可行性,可能需要加热、加压、催化剂(与乙烯做类比),让学生自己比较这些方案的可操作性,得出最优方案。

5.实施实验方案

使用相关的试剂和仪器,进行实验,获取实验事实和证据。实验的过程中,要事先设计表格和随时进行实验记录,对药品的正确使用和存放、实验装置的正确连接、实验条件的准确控制,都有较高的要求。较复杂的实验方案的实施,如氯气的实验室制法的讨论,可采用分组实验的形式,2~4位同学共同协作,教师随时指点,保证实验的顺利进行(Cl2有毒,设计实验时应充分考虑,如采用尾气的吸收、在通风橱中进行等有效措施)。

6.结论与评价

结论的得出是以一定的事实和证据为基础的一个总结性的判断。用语言、文字、图表、模型等方式表达探究的过程和结果,交流自己的探究成果,与同学进行评议。对实验的情况,要组织学生交流实验经验,总结实验教训。教师对实验中出现的问题、实验结果要及时做出评判,分析实验成败及其原因,肯定学生的成绩,鼓励学生继续探索,并通过学生实验成果展示,激励更多的学生参与化学实验探索。

4. 急求 现代化学与生活的论文 3000字左右

现代化学与生活 我们周围的世界,是一个由物质组成的世界。这些物质无时无刻不在变化:巨大的岩石逐渐风化变成泥土和沙砾;由于地壳变动而埋没在地下深处的古代树木变成了煤;铁器在潮湿的空气里逐渐生锈;等等。其实,化学就是人类为了生活和生产,长期积累了许多有关物质变化的知识。从而逐渐认识到,自然界里一切物质变化的发生的规律。进而通过规律利用自然和改造自然。
1、衣
皮衣和皮鞋越来越受到人们的青睐,那皮革是怎么制的呢?
制革就是把动物体上剥离的生皮加工成实用皮料的过程,也称为鞣制,即用鞣酸及重铬酸钾对生皮进行化学处理:①鞣酸,又称丹宁,是某些植物如碱肤禾的树瘤(五倍子)中存在的一类无定形固体物质,分子结构中含多个羟基,可溶于水,能使蛋白质凝固。当生皮充分润湿并压榨后,它的每条纤维周围均充满蛋白质。经鞣酸处理后,生皮可变得规整。②重铬酸钾,在鞣制时加入,经还原使Cr6+成为Cr3+,铬离子与氨基酸的活性基团作用,使皮的纤维键合,强度大增。鞣制后,本来容易发臭、腐烂的硬生皮,变成干净、柔软的皮革。
通常的人造革由聚氯乙烯制成,办法是在织物纱线之间用这种合成树脂粘合。原则上任何树脂(包括橡胶)均可制革。
皮革和人造革两者在应用上有某些共同性:①衣。均适合做御寒外衣。动物皮革较透气,保暖性更好,但怕水;人造革表面不怕受潮;②鞋。二者均耐磨、坚韧,但动物皮革做成的皮鞋(及其它皮制品)受潮后易变形,产生折皱,甚至断裂。人造革制的鞋不怕水但比较气闷
2、食
饮食中的化学知识更是不胜枚举。为了健康成长会吃一些有营养的东西,比如牛奶肯定是不可少的。有些喜欢喝加糖的牛奶,所以在煮牛奶时就先放糖一块煮,当然,也可能是用微波炉加热。另外有些喜欢在牛奶里加入果子露或巧克力同饮,这些都是错误的食用方式,我们用化学原理来解释一下。
首先,牛奶中的赖氨酸与糖同煮,在高温作用下会产生梅拉德反应,生成一种有毒物质——果糖基氨酸。这种物质不会被人体消化吸收。结果使对人体特别是对健脑有益的赖氨酸遭到破坏,尤其对少年儿童发育更为不利。喝牛奶加糖是有正确方法的:把煮开的牛奶装入碗内,晾至不烫手时,再把糖加入牛奶中搅拌至糖化时,即可饮用。这样,牛奶温度低了,赖氨酸就不会遭到破坏。
其次,牛奶含有丰富的蛋白质和钙,果子露属于酸性饮料,在胃中能使蛋白质凝固成块,影响吸收,从而降低牛奶的营养价值,长期这样饮用,会使孩子变瘦。巧克力含有大量草酸。牛奶与巧克力同时食用,则牛奶中的钙和巧克力中的草酸就会结合成草酸钙,不被人体吸收,破坏了牛奶的营养成分。若长期如此食用,还可造成小孩头发干枯、腹泻、出现缺钙和生长发育缓慢。
3、住
举家迁入新居,这本是一件值得高兴的事,但关于小儿患白血病专家调查却令人担忧。近年来小儿白血病的患者明显增加,其中90%的小患者家中半年之内曾经装修过。但装修材料中的有害物质是否是小儿白血病的重要诱因尚待进一步考证。但广岛白血病人增多和大同地区白血病发病率偏高等现象证明,白血病的发病极有可能与环境污染有关。近年来,有儿科专家在接诊白血病患儿时,有意对其家庭居住环境和生活习惯进行了调查,九成患儿的家长承认自家最近曾经装修过,而且大多是豪华装修。医学专家推测,装修材料中的有害物质可能是小儿白血病的一个诱因,芯板、榉木、曲柳等各种贴面板和各种密度板中含有甲醛、油漆中含有苯乙烯和部分大理石地面的辐射,可能是罪魁祸首,因为甲醛和苯乙烯都是国际卫生组织确认的致癌物,苯可以引起白血病和再生障碍性贫血也被医务界公认。而这些污染气体释放缓慢,据了解,人造板材中甲醛的释放期一般为3~15年。
所以,新装修的房子最好经过一段时间的开窗通风后再入住。
4、行
现在最方便的交通工具就是汽车了,但汽车在行驶过程中会排放大量尾气。尾气包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物及甲醛等。
汽车尾气对人体健康有什么样的危害呢?一氧化碳是一种无色、无臭、无味、无刺激性的有毒气体。它随着空气经肺进入血液循环,与血液中的血红蛋白结合,降低红细胞的携氧功能,引起缺氧,影响呼吸及心、脑功能。碳氢化合物对机体具有一定的刺激作用。氮氧化物的刺激作用较小,但易于侵入呼吸道深部细支气管和肺泡,长期吸入可使肺组织受到破坏;氮氧化物还能引起组织缺氧而造成全身组织损伤。

5. 化学小论文2000字左右

《不同方法脱除茶叶中咖啡碱的效用比较研究》

国内外茶叶脱咖啡碱方法主要有热水浸提法、有机溶剂萃取法、膜分离法、沉淀法、柱层析法等方法。普遍使用氯仿或者二氯甲烷萃取。但是二者皆有很大的毒性,操作不当可能会有危险。

如果不能用有机溶剂的话,最理想的溶剂就是水了,茶叶中的咖啡碱在热水中的溶解度比其他物质要大,但是需要准确测定提取出了多少咖啡碱。

升华法:咖啡因在120℃以上开始升华,到180℃大量升华,冷却后成针状结晶.利用该性质进行提取.目前国内高校多采用升华法进行教学,控温182~185℃,升华15 min,冷却后得到5~6 mm 长结晶,结晶呈白色针状,即纯咖啡因.

另外比较简单的还有热水浸提法,根据咖啡碱易溶于80℃以上热水的性质, 国内外一些研究人员从茶叶初制工艺入手, 探讨在茶叶初制过程中采用水浸提法去除咖啡碱的可行性. 津志田腾二郎等研究发现, 无论是茶鲜叶、蒸青叶还是萎凋叶直接浸入85℃的热水中, 大约1min 后, 咖啡碱迅速被溶出, 溶出率达71% , 浸泡3min 后, 咖啡碱的溶出率达83%. 而当热水温度为60℃时, 从茶鲜叶及蒸青叶中溶出的咖啡碱则很少, 说明咖啡碱的溶出受热水温度的制约。吴小崇研究表明, 浸提温度从80℃上升到90℃, 咖啡碱的浸出率可从60.51% 提高到72.26% , 但5min 以后咖啡碱浸出率的差异不明显.

溶剂提取法:是用极性溶剂从茶叶中浸取,然后把浸取液进行液-液萃取分离,最后浓缩并得到产品。目前工业化生产主要采用此法。产品收率为5% ~10%,产品的纯度约为80%~98%,所用有机溶剂如:丙酮、乙醚、甲醇、己烷以及三氯甲烷等。该方法使用多种有机溶剂,生产成本高,有些有毒物质的有机浴剂使产品和操作不尽安全,且易造成环境污染。

离子沉淀法:离子沉淀法是利用金属能够沉淀而使其与咖啡碱分离,如铜盐、铅盐或三氯化铝。该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂,影响制品安全。

柱分离制备法:柱分离制备法有凝胶柱,吸附柱和离子交换柱。近年来注重提高纯度的研究,为此以层析柱分离的研究较多,此项技术的关键是柱填充料和淋洗研究表明,采用柱分离制备法纯度可达98.1%,如用凝胶柱分离可高度脱咖啡碱,其残留量仅为0.1%。但柱填充料如吸附型树脂,亲脂凝胶等非常昂贵,且淋洗时要用多种,大量有机溶剂,显然对工业化生产是不合宜的。

膜法提取技术:茶汁中加入0.01%左右果胶酶,在50℃下保温4小时,以分解果胶酶,从而可提高超滤时的透过速度。再用截留相对分子质量40000~50000的超滤膜进行分离,约12%茶多酚被截留,而咖啡碱不为膜所截留。透过液再用反渗透进行浓缩。比用蒸馏法的得率高18%以上。浓缩液再进行干燥后可得产品。

综上几种方法,前两种设备需求小,无毒害作用,但产量低,适合教学或实验之用;后三种使用的化学剂对人体有明显的毒害作用,适合工业用生产;膜法提取技术应是未来发展的方向,但还需进一步降低超滤膜的生产成本。

6. 化学论文有哪些课题可以写

1. 如何运用化学史培养学生的创新精神和科学态度
2. 化学史在中学化学教学中的作用
5. 怎样看待化学家的作用
7. 现代美国化学研究领先地位的确立及其原因
8. 信息时代的化学教育前景
11. 论中学历史教材中应增加科学史的份量的必要性
12. 化学史在学生素质教育中的作用
15. 提高学生学习化学的兴趣
16. 略论在化学教学中如何积极开展探究式教学
18. 略论非智力因素在化学教学中的作用
19. 如何运用化学实验发展学生能力
20. 浅谈化学教学中创新意识的培养
22. 网络环境下的化学教学实践及思考
23. 浅谈数学知识在化学教学和学习中的应用
24. 化学实验教学与学生创新能力培养的探索
26. 利用化学实验对学生创新精神和实验能力的测量与评价研究
30. 计算机辅助教学在化学创新教育中的作用
31. 课堂“引导探究”教学模式
32. 论中学化学新教材的特点及教法
33. 优化课堂设计培养学生的创新素质
37. 中学化学实验教学改革初探
40. 浅谈中学化学计算题中数学知识的应用
43. 应试教育和素质教育在中学教育中的作用和地位分析
44. 中学生的早恋调查及分析
45. 中学厌学的家庭、社会原因分析
46. 义务教育阶段对辍学生的对策研究
47. 中学化学教学中如何培养学生化学
48. 如何提高中学生化学实验的动手能
49. “研究性学习”在化学教育中的实践
50. 农村沼气的开发利用研究

7. 有关于化学方面的论文

化学方面的,有机化学,无机化学的都可以,大学论文,要求是5000字,主题明确没有现成的
论文,还是自己写比较好,这个本是一次锻炼的机会,要抓住,不

8. 化学未来与我,论文2000字到3000字

论文本来的就不好泻,还要泻关于化学这方面的,那岂不是更不会泻了,题目的意思是说化学未来的发展以个人有什么关系吗?不会的,可以找东莞汇刊文化呆泻的

9. 求一篇800字左右的化学论文

顶1楼!!

2005年10月5日,今年的诺贝尔化学奖尘埃落定。法国化学家伊夫·肖万、美国化学家罗伯特·格拉布和理查德·施罗克三人分享了这一殊荣。

谈及此次获奖成果,中国科学院金属有机化学国家重点实验室主任麻生明研究员说:“化学界对这一研究的重要意义非常认可。我们的一些研究人员总是希望'大而全’,但是看看这次的获奖成果,再看看上次(2001年)有机化学家的获奖成果,就知道化学家一生有这样一个'反应’就很了不起了。”

该实验室的丁奎岭研究员告诉记者:“2002年,我和戴立信院士合写《中科院发展报告》中有关烯烃复分解反应的章节时,就曾提到格拉布催化剂的反应活性以及对反应底物的适用性,可与传统的碳-碳键形成方法如Diels-Alder反应和Wittig反应相媲美,而这两项研究都已经获得诺贝尔奖,我们也曾暗示格拉布等人的研究有问鼎诺贝尔奖的实力,现在他们果然获奖了。”

指挥烯烃分子“交换舞伴”

诺贝尔化学奖评委会主席佩尔·阿尔伯格将烯烃复分解反应描述为“交换舞伴的舞蹈”。授奖当天,在瑞典皇家科学院华丽的议事厅里,阿尔伯格和一位皇家科学院教授以及两位女工作人员一起,用舞蹈向听众诠释烯烃复分解反应的含义。最初两位男士是一对舞伴,两位女士是一对舞伴,在“加催化剂”的喊声中,他们交叉换位,转换为两对男女舞伴。

“用互换舞伴来解释这一获奖的化学反应很形象。”麻生明告诉记者。今年诺贝尔化学奖的三位得主,获奖原因就是他们弄清了如何指挥烯烃分子“交换舞伴”,将分子部件重新组合成别的物质。

一个碳原子可以通过单键、双键或三键方式与其他原子连接,有着碳-碳双键的链状有机分子被称为烯烃。丁奎岭说,研究碳-碳键的断裂与形成规律是有机化学中需要解决的核心问题之一。为了切断碳-碳键并使其按照人们希望的方式重新结合,需要寻找合适的催化剂,这也是化学家面临的挑战课题。关于金属催化的烯烃分子的切断与重组,即烯烃复分解反应的研究,可以追溯到上世纪50年代中期。但是刚开始时,科学家们所研制的催化剂均为多组分催化剂,“这么做是因为当时的科学家实际上没有认清反应的机理,不知道到底是哪种活性物质发挥了作用,只好使用多种混合物来进行催化。”这些催化体系还受到苛刻的反应条件等因素的限制,更加促使科学家们进一步认识和理解反应进行的机制。

20世纪70年代,法国石油研究所的伊夫·肖万实现了理论上的突破。他阐明了烯烃与金属卡宾通过〔2+2〕环加成形成金属杂环丁烷中间体的相互转化过程,这一机制后来被广泛认同。金属卡宾是指一类有机分子,其中有一个碳原子与一个金属原子以双键连接,如果用舞蹈的方式来简单解释,它们可被看作一对拉着双手的舞伴。而在烯烃分子里,两个碳原子也像双人舞的舞伴一样,拉着双手在跳舞。金属卡宾在与烯烃分子相遇后,两对舞伴会暂时组合起来,手拉手跳起四人舞蹈。随后它们“交换舞伴”,组合成两个新分子,其中一个是新的烯烃分子,另一个是金属原子和它的新舞伴。后者会继续寻找下一个烯烃分子,再次“交换舞伴”。

寻找更优秀的催化剂

有了漂亮的理论,下一步的重点就是确定哪种金属卡宾适合充当促成舞伴交换的“中间人”,理查德·施罗克和罗伯特·格拉布正是寻找优秀催化剂的“伯乐”。

1990年,在美国麻省理工学院工作的施罗克和合作者报告说,金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。实践也证明,钼卡宾用于催化烯烃的复分解反应,取得了比以往的催化体系更容易引发的、更高的反应活性,反应条件也更温和,同时为发现性能更优秀的催化剂奠定了基础。

1992年,美国加州理工学院的格拉布发现了钌卡宾络合物,并成功应用于降冰片烯的开环聚合反应,该催化剂克服了其他催化剂对功能基团容许范围小的缺点,不但对空气稳定,甚至在水、醇或酸的存在下,仍然可以保持催化活性。在此基础上,1996年格拉布对原催化剂作了改进,使其成为应用最为广泛的烯烃复分解催化剂。1999年,格拉布通过用氮卡宾配体代替膦配体,发展了第二代格拉布催化剂,其催化活性比第一代催化剂提高了两个数量级。丁奎岭说:“这点很重要,因为钌是贵金属。”在开环复分解聚合反应中,催化剂用量可以降低至百万分之一;在关环复分解反应中,催化剂用量也仅为万分之五,同时选择性更高,对底物的适应范围更加广泛,催化剂的成本也更低。

麻生明说:“如果没有肖万的理论,就没有施罗克和格拉布的成果;但是如果没有后者的工作,肖万也得不到这个诺贝尔奖。这恰好体现了理论和实践相辅相成的道理。”

奖励来得理所应当

对于此次诺贝尔化学奖的归属,很多人表示是理所当然、水到渠成的事情,这不仅是因为这一科研成果本身非常重要,更重要的是它在生产生活领域有着极其广泛的实际应用,每天都惠及人类。

诺贝尔奖的文告指出:烯烃的复分解反应是基础科学对人类、社会和环境做出重要贡献的例子。该方法现在被广泛应用于化工业,主要用于研发药品和先进塑料材料。通过肖万、格拉布和施罗克等人的工作,复分解法变得更加有效,反应步骤比以前简化,所需要的资源也大大减少;使用起来也更简单,只需要在正常温度和压力下就可以完成;对环境的污染也大大降低,使人们向着“绿色化学”又迈进了一大步,大大减少了有害废物对人们的危害。

丁奎岭说,由于格拉布催化剂的诞生,使得过去许多令化学家束手无策的复杂分子的合成变得轻而易举,如亲水性高分子、高分子液晶、抗癌药物、昆虫信息素等的合成,用乙烯和丁烯来制备丙烯等。麻生明还告诉记者:“上次格拉布教授来我们所访问,介绍了他做出的一种高分子材料,用子弹打也无法穿透,很适合做防弹材料。” 不过,麻生明认为,金属卡宾络合物催化的烯烃复分解反应还不是完全的绿色反应。就像做衣服时,如果能把所有的布料,包括边角余料都用上,才算百分百的经济;从原子的经济性来讲,很多烯烃复分解反应还没有达到百分百绿色的程度。丁奎岭认为只能说这种反应比较“符合绿色原则”,废物很少。他还指出,烯烃复分解反应的研究还面临不少挑战,工业的大规模应用还很少,主要还是用在精细化工领域。

记者问及我国在该领域的研究水平,两位专家都回答,我国这方面的研究还很薄弱。丁奎岭说,《科学观察》指出,从论文引用次数来看,这一领域在国际上是炙手可热的科学前沿。但中科院文献情报中心的统计表明,我国在该领域几乎没有大的课题和项目。“虽然也有科学家在使用这些催化剂进行天然气产物和复杂分子的合成研究,但是据我所知,国内可能还没有研究人员在致力于改进这种催化剂。”

10. 化学与生活的论文!!!急求!!!!3000字

人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。
1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料
1.1 原料选择
工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。
我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。
1.2 溶剂的选择
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。
1.2.1 固相反应
固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。
1.2.2 以水为溶剂的反应
由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。 水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。
1.2.3 超临界流体作为有机溶剂
超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7 477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
1.3 催化剂的选择
许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。
2 化学反应的绿色化
为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。
3 生物技术的应用
生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。
绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件!

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