化学与人类文明课件.ppt

授课教师：王杰

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浙江大学理学院化学系
无机与材料化学研究所化学与人类文明一、化学的研究对象及任务2.课程性质：化学是建立在实验基础上的
科学。是一门中心的、实用
的和创造性的科学。它涉及
存在于自然界的物质，以及
由化学家创造的新物质；它
也涉及自然界的变化，还有
那些由化学家发明创造的新
变化。①无机化学：元素化学；无机合成化学；无机固体
化学；配位化学；生物无机化学；有
机金属化学等。⑦生物化学：一般生物（代谢、酶类）；微生物；
植物；免疫；发酵和生物工程；食
物；禽畜营养；肥料等。
⑧其他：环境化学、地球化学、海洋化学、
大气化学、宇宙化学、星际化学、
以及化学工程等。4.学科任务：一方面，为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料；另一方面，在与其他自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科，并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。二、化学学科的形成与发展我们祖先用火的历史是极其悠久的。在一百八十万年以前，云南元谋人遗址和山西芮城西候度遗址中，发现有大量的炭屑、烧过的哺乳动物的骨骼。据考古学家的分析研究，认为这都是人类用火遗迹的证明。恩格斯说：“火第一次是人支配了一种自然力，从而最终把人和动物界分开”。托马斯·库恩：“火的使用不仅仅是人和所有其它动物一目了然的区别。火是人类发现的第一个如何去使用的能源，这种能源不是通过人体内的食物和空气所能转化的。在更新纪的早期，他们不用火就制造了精美的工具和哺育后代；在更新纪的中期，他们仅会用火在洞口取暖；在更新纪的晚期，火使他们成了高效率的动物；在该纪的最后八千年里，他们发现了火的更多用途，并且烧掉了前所未有的大量燃料。火已成了他们迅速掌握大自然、征服大自然、部分的毁坏土地及解决他们现存问题的关键”。利用火可以烧制陶器
同美索不达米亚、埃及一样，中国是世界上最早制作陶器的国家之一。随着制陶技术的逐渐成熟，为金属的冶炼（冶铜、炼铁）、铸造提供了必要的条件（包括冶炼和铸造所需要的高温技术、耐火材料和造型材料等等）。大约在公元前4000~2000年间，人类开始进入奴隶社会时，人们也开始从使用石制工具过渡到使用金属劳动工具，即从石器时代跨入了金属时代。进入金属时代，原始的狩猎经济开始让位给农业和畜牧业，手工业也开始出现。带来的是酿造、鞣革以及漂染等行业。化学的第二个来源可以追溯到古希腊的哲学家们，他们并不从事实验，而仅仅从事脑力劳动。他们曾根据物质的某些性质对物质进行分类，并企图追溯其本源及其变化规律。泰勒斯（公元前640-546）认为水是万物之源。把水蒸发，它就变成空气；而把水（海水）蒸发干之后，剩下的是土。恩培多克勒把前人的学说加以综合，提出了物质的四元素学说，即火、空气、水和土。按照他的意见，这四种元素都是物质的，而且有爱和恨的性质，因此它们或者化合在一起，或者互相排斥或互相消灭（火与水），他认为水、火、土和空气为四个独立的元素，每一个自身是均匀的，是无始无终的，不能彼此变换，但四个可以各异比例相混合以生成各种物质。与此同时，在古希腊，还产生了物质微粒结构的学说。这一学说的创始人被认为是留基帕和他的学生德模克利特。他们认为：一切物质都是由最小的、不可分的微粒—原子组成的。德模克利特论述原子道：“宇宙的要素是原子和虚空，其他一切只是想象中存在的东西。原子不受任何能使之发生改变的外力影响，原子的不变性是由于硬度……。原子是没有性质的各式各样的小物体，而虚空则是一些空的地方，使原子在其中不断上下运动；或者一某种方式纠结在一起，或者互相碰撞，弹回，在这种结合中互相分开又碰到一起。这样原子就生成其他一些复杂物体，还有我们的身体，我们的状态。我们的感觉”。公元前4世纪（相当于春秋战国时期）或更早，中国提出了阴阳五行学说，认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成，而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。此说为朴素的唯物主义自然观，用“阴阳”这个概念来揭示自然界两种对立和互相消长的物质势力势认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说为中国炼丹术的理论基础之一。朴素的元素思想，即为物质结构及变化理论的萌芽。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前2世纪的秦汉时代，炼丹术已颇为盛行，大致在公元7世纪传到阿拉伯国家，与古希腊哲学相融合而形成阿拉伯炼金术，阿拉伯炼金术于中世纪传入欧洲，形成欧洲炼金术，后逐渐演进为近代的化学。英文种化学一字（chemistry）的字根chem，即来源于中世纪的拉丁文炼金术（alchemia）。葛洪（283～343/363）东晋道士，道教学者，炼丹家，医学家。字稚川，自号抱朴子，丹阳句容（今属江苏省）人。十五世纪，德国的瓦伦泰恩提出金属的“三原素”说，认为金属是由硫、汞、盐三原素所组成，其中硫是指颜