高等无机化学优秀PPT.ppt
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1、高等无机化学高等无机化学硕士探讨生学位课任课老师:杨文胜任课老师:杨文胜北京化工高校理学院北京化工高校理学院20102010年秋年秋教学参考书教学参考书高等无机化学 陈慧兰 主编 高等教化出版社,2005教学参考书教学参考书高等无机结构化学 麦松威 等 主编 北京高校出版社,2001无机化学申泮文 主编化学工业出版社,2002教学参考书教学参考书第1章 绪论n 了解无机化学的发展历史及现状n 了解无机化学的前沿领域及趋势n 了解本课程教学支配及具体要求目标&要求一、无机化学的沿革与复兴二、无机化学的现状及趋势三、现代无机化学发展特点四、本课程内容及具体要求第一节 无机化学的沿革与复兴人类出现人
2、类出现 无机化学:矿物和无机物唐唐代代明明代代清清代代第一节 无机化学的沿革与复兴1828年:有机化学年:有机化学 1828年武勒由氰酸铵制得尿素,动摇了有机物只是生命体产物的观点,有机化学有机化学应运而生。第一节 无机化学的沿革与复兴1887年:物理化学年:物理化学 为探讨能驾驭无机物和有机物的性质和为探讨能驾驭无机物和有机物的性质和反应的一般规律反应的一般规律,产生了新的化学分支产生了新的化学分支物理化学。物理化学。(物理化学通常是以物理化学通常是以1887年德国出版年德国出版物物理化学学报理化学学报杂志为其标记杂志为其标记)第一节 无机化学的沿革与复兴1800 1900:无机化学的建立和
3、发展的时期:无机化学的建立和发展的时期在这个时期无机化学家的贡献是在这个时期无机化学家的贡献是:发觉新元素发觉新元素 合成已知元素的新化合物合成已知元素的新化合物 确立了原子量的氧单位确立了原子量的氧单位 门捷列夫提出了元素周期表门捷列夫提出了元素周期表 维尔纳提出了配位学说维尔纳提出了配位学说第一节 无机化学的沿革与复兴1900 二次世界大战:无机化学萧条时期二次世界大战:无机化学萧条时期 突飞猛进的有机化学相比突飞猛进的有机化学相比,无机化学进展缓慢。无机化学进展缓慢。无重大的发觉和建树无重大的发觉和建树,缺乏全局性的工作。缺乏全局性的工作。当时出版的无机化学教科书当时出版的无机化学教科书
4、,几乎都是无机化几乎都是无机化学的试验资料库学的试验资料库,是纯粹描述性的无机化学。是纯粹描述性的无机化学。在无机化学专业的教化和培育方面也很薄弱在无机化学专业的教化和培育方面也很薄弱,只在高校一年级开设无机化学只在高校一年级开设无机化学,缺乏必要的循环缺乏必要的循环,也无再提高的机会。老师只能也无再提高的机会。老师只能“存在、制备、性存在、制备、性质、用途质、用途”一模一样,学生学起来枯燥乏味,认一模一样,学生学起来枯燥乏味,认为为“无机化学无机化学”就是就是“无理化学无理化学”,多不感到爱,多不感到爱好,因而有志于无机化学的人是寥寥无几。好,因而有志于无机化学的人是寥寥无几。第一节 无机化
5、学的沿革与复兴二次世界大战及以后二次世界大战及以后 :无机化学复兴时期无机化学复兴时期 美国曼哈顿工程美国曼哈顿工程(原子能支配原子能支配 )极大地催化了极大地催化了无机化学的发展,使无机化学进入复兴时期。无机化学的发展,使无机化学进入复兴时期。原子反应堆原子反应堆 新型无机材料新型无机材料 同位素工厂同位素工厂 现代分析分别方法现代分析分别方法 粒子加速器粒子加速器 超铀元素的合成超铀元素的合成 无机化学理论:周期律理论、原子分子结构理论无机化学理论:周期律理论、原子分子结构理论 配位化学理论、无机热力学动力配位化学理论、无机热力学动力学理论学理论第一节 无机化学的沿革与复兴 战后和平常期,
6、随着工农业生产的飞跃发展战后和平常期,随着工农业生产的飞跃发展,无机化学无机化学不仅在原有的天地中快速发展不仅在原有的天地中快速发展,而且还不断渗透到其他各种而且还不断渗透到其他各种学科而产生了新的边缘学科学科而产生了新的边缘学科,如如:有机金属化合物化学有机金属化合物化学 无机固体化学无机固体化学 物理无机化学物理无机化学 生物无机化学和无机生物化学生物无机化学和无机生物化学第一节 无机化学的沿革与复兴 截止到截止到2000年,年,CA中登录的无机化学物质条目近中登录的无机化学物质条目近3000万种,且以每年万种,且以每年100万种的速度不断增加。美国无机化学物万种的速度不断增加。美国无机化
7、学物质的产值为质的产值为4000亿美元。亿美元。自战后至今自战后至今,无机化学已从停滞萧条时期步入无机化学已从停滞萧条时期步入了一个了一个“柳暗花明又一村柳暗花明又一村”的黄金时期。的黄金时期。其次节 无机化学发呈现状及趋势无机化学发展趋势无机化学发展趋势 与材料科学和生命科学的交叉、融合是无机化学当前的与材料科学和生命科学的交叉、融合是无机化学当前的发展趋势。无机化学在合成和制备探讨中,力求在发展新的合发展趋势。无机化学在合成和制备探讨中,力求在发展新的合成方法及路途上下功夫;强调运用分子设计和晶体工程思想,成方法及路途上下功夫;强调运用分子设计和晶体工程思想,推动新型化合物的合成及物质聚集
8、状态的探讨;重视无机功能推动新型化合物的合成及物质聚集状态的探讨;重视无机功能材料的复合、组装与杂化;加强功能性无机物质的结构与性能材料的复合、组装与杂化;加强功能性无机物质的结构与性能关系探讨,开展介观和微观结构的理论探讨;无机化学与生命关系探讨,开展介观和微观结构的理论探讨;无机化学与生命科学的交叉要进一步深化探讨的内涵,突出无机物生物效应的科学的交叉要进一步深化探讨的内涵,突出无机物生物效应的化学基础探讨;深化金属生物大分子、无机仿生过程及分子以化学基础探讨;深化金属生物大分子、无机仿生过程及分子以上层次生物无机化学基础探讨。上层次生物无机化学基础探讨。国家自然科学基金项目指南国家自然科
9、学基金项目指南其次节 无机化学发呈现状及趋势l 现代无机合成l 配位化学l 有机金属化学l 原子簇化学l 超分子化学l 生物无机化学l 稀土元素化学l 无机固体化学l 核化学和放射化学其次节 无机化学发呈现状及趋势2.1 现代无机合成化学现代无机合成化学 无无机机化化合合物物种种类类甚甚多多,合合成成方方法法差差别别极极大大,无无机机合合成成化化学学中中未未开开拓拓的的领领域域很很多多。发发觉觉一一种种新新合合成成方方法法或或一一种种新新型型结结构构,将将就就有有一一系系列列新新的的无无机机化化合合物物出出现现。因因此此无无机机合合成成化化学学是无机化学的前沿热点探讨领域之一。是无机化学的前沿
10、热点探讨领域之一。当当前前无无机机合合成成化化学学的的探探讨讨重重点点是是发发展展新新合合成成反反应应、新新合合成路途和方法、新制备技术及相关反应机理的探讨。成路途和方法、新制备技术及相关反应机理的探讨。其次节 无机化学发呈现状及趋势2.2 配位化学配位化学 配配位位化化合合物物种种类类浩浩大大,约约占占无无机机化化合合物物的的75以以上上,因因此配位化学是无机化学探讨中一个主要方向。此配位化学是无机化学探讨中一个主要方向。配配位位化化学学从从上上世世纪纪60年年头头起起与与生生命命科科学学结结合合,成成为为生生物物无无机化学产生的基础。机化学产生的基础。配配位位化化学学与与材材料料科科学学也
11、也形形成成了了最最紧紧密密的的结结合合。协协作作物物的的良良好好催催化化作作用用在在有有机机合合成成、高高分分子子合合成成中中发发挥挥了了极极大大作作用用;在在功功能能材材料料(如如光光、电电、磁磁、超超导导、信信息息存存储储等等)领领域域也也呈呈现出广袤的发展前景。现出广袤的发展前景。其次节 无机化学发呈现状及趋势2.3 有机金属化学有机金属化学 有机金属化学探讨金属与有机基团干脆相键合的化合物,有机金属化学探讨金属与有机基团干脆相键合的化合物,包括了为数众多的一大类化合物,它是有机和无机化学相互渗包括了为数众多的一大类化合物,它是有机和无机化学相互渗透的边缘领域,同时又是无机化学极其活跃的
12、新兴领域之一。透的边缘领域,同时又是无机化学极其活跃的新兴领域之一。有机金属化合物在催化材料、非线性光学材料、半导体材有机金属化合物在催化材料、非线性光学材料、半导体材料、液晶材料、抗肿瘤药物等方面呈现了广袤的应用前景。料、液晶材料、抗肿瘤药物等方面呈现了广袤的应用前景。其次节 无机化学发呈现状及趋势2.4 原子簇化学原子簇化学 原原子子簇簇化化合合物物的的发发觉觉渐渐渐渐形形成成了了一一门门新新兴兴的的化化学学分分支支学学科科原子簇化学。原子簇化学。原原子子簇簇化化合合物物的的基基本本类类型型有有:硼硼烷烷及及硼硼烷烷阴阴离离子子、金金属属原子簇、原子簇、富勒烯及其衍生物。富勒烯及其衍生物。
13、20世世纪纪70年年头头后后由由于于化化学学模模拟拟生生物物固固氮氮、金金属属原原子子簇簇化化合合物物的的催催化化功功能能、生生物物金金属属原原子子簇簇、超超导导及及新新型型材材料料等等方方面面的探讨须要,促使(金属)原子簇化学快速发展。的探讨须要,促使(金属)原子簇化学快速发展。其次节 无机化学发呈现状及趋势配位化合物配位化合物原子簇原子簇化合物化合物有机金属有机金属化合物化合物其次节 无机化学发呈现状及趋势2.5 超分子化学超分子化学 超超分分子子化化学学:就就是是“超超越越分分子子概概念念的的化化学学”,它它是是指指两两个以上的分子以分子间作用力所形成的有序聚集体的化学。个以上的分子以分
14、子间作用力所形成的有序聚集体的化学。超超分分子子化化学学是是近近年年来来在在一一些些交交叉叉学学科科中中产产生生的的边边缘缘学学科科,从从分分子子化化学学到到超超分分子子化化学学标标记记着着化化学学的的发发展展进进入入了了一一个个新新的的历史阶段。历史阶段。分子化学和超分子化学间及超分子化学与分子器件科学间的关系:分子化学和超分子化学间及超分子化学与分子器件科学间的关系:“分子分子”和和“超分子超分子”的键合作用明显不同。的键合作用明显不同。分分子子组组装装和和体体现现某某种种特特定定功功能能的的分分子子器器件件和和超超分分子子器器件件是是超超分分子子化学的重要探讨方向。化学的重要探讨方向。其
15、次节 无机化学发呈现状及趋势2.5 超分子化学超分子化学其次节 无机化学发呈现状及趋势2.6 生物无机化学生物无机化学 生生物物无无机机化化学学是是最最近近一一二二十十年年才才快快速速发发展展起起来来的的一一门门无无机机化化学学与与生生物物化化学学之之间间的的边边缘缘学学科科。生生物物无无机机化化学学探探讨讨的的范范围围很很广广,一一方方面面,它它应应用用无无机机化化学学(特特殊殊是是配配位位化化学学)的的理理论论原原理理和和试试验验方方法法探探讨讨生生物物体体中中无无机机金金属属离离子子的的形形态态和和功功能能,阐阐明明金金属属离离子子和和生生物物大大分分子子形形成成的的协协作作物物的的结结
16、构构与与生生物物功功能能的的关关系系;另另一一方方面面,又又要要探探讨讨如如何何应应用用上上述述原原理理和和规规律律为为人人类类服服务务,特殊是为人类的健康服务。特殊是为人类的健康服务。其次节 无机化学发呈现状及趋势2.6 生物无机化学生物无机化学 探讨金属离子在生命体中的生理生化行为,是目前特别重探讨金属离子在生命体中的生理生化行为,是目前特别重要的探讨领域。如:血红素,细胞色素,叶绿素,维生素,铁要的探讨领域。如:血红素,细胞色素,叶绿素,维生素,铁蛋白,钼铁蛋白,锌蛋白,硒蛋白,钙调蛋白及几十种重要的蛋白,钼铁蛋白,锌蛋白,硒蛋白,钙调蛋白及几十种重要的金属酶的结构与存在形式,生理生化功
17、能,毒副作用等。金属酶的结构与存在形式,生理生化功能,毒副作用等。高自旋亚铁脱氧 低自旋正铁氧合 Fe-N 218pm Fe-N 201pm血红蛋白血红素血红蛋白血红素其次节 无机化学发呈现状及趋势2.6 生物无机化学生物无机化学应用探讨方面:抗癌药物(顺铂),应用探讨方面:抗癌药物(顺铂),稀土放疗,艾兹病(杂多酸),养分稀土放疗,艾兹病(杂多酸),养分滋补品(各类补钙、铁、锌、锗、硒滋补品(各类补钙、铁、锌、锗、硒制剂)。生物无机化学是配位化学、制剂)。生物无机化学是配位化学、生物化学、医学、养分化学、环境科生物化学、医学、养分化学、环境科学等学科相互渗透相互融合的产物。学等学科相互渗透相
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