第 1 章绪论

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医药化工学院无机化学教研室www.yyhg.tzc.edu.cn

第 1 章绪论

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学习要求

了解化学各分支学科的研究范围及无机化学的发展动向

了解化学学科的研究对象、研究内容、研究方法和研究目的

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教学内容

1-1 化学及其研究对象1-2 化学的主要分支学科1-3 无机化学的发展动向1-4 本课程的任务、内容和学习方法

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科学的研究领域徐光宪提出：宇宙进化分 8 个层次：（ 1 ）物理进化，（ 2 ）天体进化，（ 3 ）地质演变，（ 4 ）化学进化，（ 5 ）生物进化，（ 6 ）社会进化，（ 7 ）人工自然进化，（ 8 ）物质

产生精神，精神反作用于物质。

1-1 化学及其研究对象

研究每一层次的学问依次为：（ 1 ）物理学，（ 2 ）天文学，（ 3 ）地质学、海洋学等地球科学，（ 4 ）化学，（ 5 ）生物学、医学等生命科学，（ 6 ）社会科学，（ 7 ）技术科学、工程科学，（ 8 ）数学、科学、哲学、宗教、认知科学，语言学、文学、音乐、艺术等。

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什么是化学

Chemistry

1789 年拉瓦锡出版了《化学元素》，将化学定义成“研究元素性质的科学”

化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学

Chemistry is the study of the composition , structure, and properties of matter, and the changes that matter undergoes

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超子、层子、核子、夸克－质子、中子、电子－原子核－原子－分子－无机物－物体（具体实物）－地球－太阳系－宇宙有机物－生物高分子－细胞－器官－生物

1 化学研究的对象

物质

研究对象定义（哲学）：不依赖意识而可以为意识所反映的客观实在

特点：“客观实在性”（是物质的唯一特性 )

物质的形态是指具有静止质量的基本粒子所组成的物质。

是指存在于整个空间，相互作用的场，如电磁场、引力场等实物的形态

“ 实物”

“ 场”

显然：化学只研究原子、分子和离子这个层次。

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化学主要是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性能、相互变化（指化学变化）以及变化过程能量关系的科学

化学主要是研究物质的分子转变规律的科学


徐光宪最近建议如下：

化学是主要研究原子，分子片，分子，原子分子团簇，原子分子的激发态、过渡态、吸附态，超分子，生物大分子，分子和原子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态，直到分子材料，分子器件和分子机器的合成和反应，分离和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其规律和应用的自然科学。

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化学可从研究对象的不同划分为 10 个层次

原子层次化学包括核化学，放射化学，同位素化学， sp 区元素化学，d 区元素化学， 4f 区元素化学， 5f 区元素化学，超 5f

区元素化学，单原子操纵和检测化学

分子片（亚分子）层次化学

原子只有 110 余种，但分子数已超过 2000 万种，因此有必要在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次， 21 世纪，应该开展分子片化学的研究。内容包括：分子片的定义，分子片的价，分子片的高精度从头计算，分子片接轨成分子的理论算法，分子片的电负性、酸碱性、亲电和亲核性、氧化还原活性序列，分子片的周期性，分子片的实验组装法，分子片试剂，分子片的自组装，功能分子片（如染料分子的生色团，药物分子的活性基团）的和基本规律的研究等


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如芳香化合物的母核，高分子化学中的单体，蛋白质中的氨基酸， DNA 中的 4 种碱基等。

结构单元层次


分子层次的化学分子是一个可以独立存在且具有一定化学特性的物质微粒。单原子分子，其它原子分子，高分子，生物大分子，自由基，准分子（即分子的激发态，过渡态，吸附态）和带电荷的分子离子都属于分子的范畴。现已合成 2000 多万种，近来合成的众多化合物如金属有机化合物，元素有机化合物，原子簇化合物，金属酶，金属硫蛋白，富勒烯，团簇，配位高分子等很难适应老的分类法。 21 世纪将研究分子的多元分类法，如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类。

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超分子层次化学

高分子层次化学

超分子是≥ 2 个分子通过非共价键的分子间作用力结合起来的物质微粒 [2] 。这种分子间的作用力包括范德华力，氢键，疏水－疏水、疏水－亲水、亲水－亲水基团相互作用，静电引力，极化作用，电荷迁移，分子的堆积和组装，位阻和空间效应等，今后要重视分子间的作用力研究。

生物分子层次包括生物化学，分子生物学，化学生物学，酶化学，脑化学，神经化学，基因化学，生命调控化学，药物化学，手性化学，环境化学，生命起源，认知化学，从生物分子到分子生物的飞跃。


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纳米分子和纳米聚集体层次

如碳纳米管、纳米金属、微乳、胶束、反胶束、气溶胶、纳米微孔结构、纳米厚度的膜、固体表面的有序膜、单分子分散膜等。

宏观聚集态化学包括固体化学，晶体化学，非晶态化学，流体和溶液化学，等离子化学，胶体化学，界面化学。

复杂分子体系及其组装体层次

包括分子材料，分子器件（如分子开头，分子探针），分子芯片，分子机器（如分子计算机）。


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2 化学研究的内容

组成、结构、性质、变化和应用

运动与变化的形式运动与变化的形式

机械机械

物理物理

化学化学

生物生物

社会社会

物体在空间位置的移动

分子、电子、基本粒子的运动

元素的化合和分解

新陈代谢、遗传变异、同化异化

生产力和生产关系、经济基础和上层建筑的矛盾运动

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原子核组成不变的情况下，发生了分子或原子、离子结合原子核组成不变的情况下，发生了分子或原子、离子结合方式的质变，即分子、原子、离子等核外电子运动状态的方式的质变，即分子、原子、离子等核外电子运动状态的改变而引起物质组成的质变。（即旧键的断裂及新键的形改变而引起物质组成的质变。（即旧键的断裂及新键的形成原子的化合或分子的化分）成原子的化合或分子的化分）

化学变化的化学变化的基本特征

化学变化的特点化学变化的特点

化学变化是“质变”


化学变化是“定量”的变化

化学变化伴随着能量变化热力学、动力学是化学基础理论的两个重要方面

定量计算是化学学科的基本内容

有关化学键，原子结构、分子结构、晶体结构是化学学科的基础

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化学的核心是合成和制备化学的核心是合成和制备，这是化学区别于所有其它科学的特色；，这是化学区别于所有其它科学的特色；化学创造了一个人造世界。化学是一门最富于创造性和想象力的科学。化学创造了一个人造世界。化学是一门最富于创造性和想象力的科学。

化学是研究包括对化学物质的分类、合成和反应，分离化学是研究包括对化学物质的分类、合成和反应，分离和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其规律和和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其规律和应用的自然科学。应用的自然科学。


分离和分析一直以来是化学研究的主要内容和方法之一。

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3 化学研究的方法

化学是一门实验与理论互相推动并驾齐驱的科学化学是一门实验与理论互相推动并驾齐驱的科学

化学是一门实验科学化学是一门实验科学

计算机模拟方法成为化学研究的第三种方法

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化学与人类生产、生活密切相关

人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相关。与化学息息相关。

涤纶短纤维

尼龙 66树脂

4 化学研究的目的

衣衣：色泽鲜艳的衣：色泽鲜艳的衣料经过化学处理；料经过化学处理；丰富多彩的合成纤丰富多彩的合成纤维更是化学的一大维更是化学的一大贡献；（洗涤液、贡献；（洗涤液、干洗液等）干洗液等）

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食：装满粮袋子、丰富菜篮子关键之一是发展化学和农药生产；加工制造色味俱佳的食品离不开食品添加剂、甜味剂、防腐剂、香料、色素等。


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住：建筑材料（水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料）是化工产品。


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行：用以代步的现代交通工具需石油化工产品。（汽油、柴油、防冻剂、润滑剂）

美国航天飞机东方红 I号人造卫星

德国宝马


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日常生活：药品、洗涤剂、美容化妆品、文化用品。


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科技发展的基本考虑

人类生存 20 世纪初、化学提供肥料（合成氨）合成纤维和其它高分子材料，石油化工产品。

人类生存质量化学创造了许多饲料和肥料添加剂，食品添加剂，生产更多、更可口食物；创造了许多功能材料；创造了许多药物和诊断方法，战胜和消灭了某些疾病。

人类生存安全 20 世纪末资源问题？环境问题？

化学的作用

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化学仍然是解决食品问题的主要学科之一


A 、化学将支撑生物学在提供优良品种，提供转基因生物等方面作贡献B 、化学将在设计、合成功能分子和结构材料以及分子层次阐明和控制生物过程的机理方面，为研究开发高效安全肥料、饲料、农药、农用材料、生物肥料、生物农药打下基础C 、利用化学和生物方法增加动植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食品和食品添加剂，改正食品储存加工方法，减少不安全因素，是化学研究的重要内容

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A 、要研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应（保护环境，降低成本）B 、开发新能源，太阳能以及高效洁净的化学电源与燃料电池等将成为 21 世纪的重要能源C 、矿产资源是不可再生，化学要研究重要矿产资源（如稀土）的分离和深加工技术以及利用

化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用


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化学继续推动材料科学的发展

A 、化学是新材料的源泉，末来化学不仅要设计和合成分子而且要把这些分子组装、构筑成有特定功能的材料，从超导体到催化剂、药物控释载体、纳米材料都要从分子以上层次研究材料的结构B、 20 世纪化学模拟酶的活性中心已取得进展，未来将会在可用于生产、生活和医疗的模拟酶的研究方面有突破C、 21 世纪电子技术将向更快、更小、功能更强的方向发展，目前大家正在致力于量子计算机、生物计算机、分子器件、生物芯片等新技术，标志着分子电子学、分子信息技术的到来，需要设计、合成各种物质和材料


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1-2 化学的主要分支学科

基础学科

化学

无机化学分析化学有机化学物理化学高分子化学

一级学科

二级学科

应用学科

化学

工业化学农业化学环境化学食品化学天体化学交叉学科

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无机化学Organic chemistry

是以现代科学理论和现代实验技术研究除碳氢化合物以外的所有元素及其化合物的合成、性质、结构、反应、应用及它们之间相互联系的科学。

包括元素化学、无机固体化学、配位化学、无机合成化学、无机分离化学、生物无机化学、物理无机化学和核化学等学科分支。

有机化学Inorganic chemistry

研究碳氢化合物及其衍生物的化学学科

包括元素有机化学 ( 包括金属有机化学 ) 、天然产物有机化学、有机合成化学、有机固体化学、有机光化学、物理有机化学( 包括理论有机化学、立体化学 ) 、生物有机化学及有机催化、有机分析等不少分支学科。


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研究不同物质的组成的鉴定、分离和定量测定的学科。重要分支是仪器分析。

分析化学Analytical chemistry

包括光谱分析、电化学分析、色谱分析、质谱分析及核磁共振、表面分析、放射分析、单分子 ( 原子 )检测及生化分析等

物理化学Physical chemistry

包括电化学、光化学、磁化学、化学热力学、化学动力学、胶体化学与界面化学、结构化学、结晶化学等分支学科。

研究物质的结构，能量变化以及说明物质由一种形式转变为另一种形式的一些定律、原理和理论的学科。


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高分子化学研究链状大分子的合成、大分子的链结构和聚集态结构，以及大分子聚合物作为高分子材料的成型及应用

包括高分子合成化学、高分子物理化学、功能高分子及器件、高分子加工与成型

化学工程学研究化学实验室得到的样品经过中试放大到工业化生产过程中出现的各种规律


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1-3 无机化学发展的动向

1 正从基本上是描述性的科学向推理性的科学过渡；2 从定性向定量过渡；3 从宏观结构向微观结构深入。现在，一个比较完整的，理论化的，定量化和微观化的无机化学新体系正在迅速形成。

现代无机化学的特征

现在无机化学中最活跃的领域

无机材料化学

生物无机化学

金属有机化学

原子蔟化学

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1 现代无机合成化学

现代无机合成化学首先要创造新型结构，寻求分子多样性；同时应注意发展新合成反应、新合成路线和方法、新制备技术及对与此相关的反应机理的研究。

（ 1 ）注意复杂和特殊结构无机物的高难度合成，如团簇、层状化合物及其特定的多型体、各类层间的嵌插结构及多维结构的无机物。（ 2 ）研究特殊聚集态的合成，如超微粒、纳米态、微乳与胶束、无机膜、非晶态、玻璃态、陶瓷、单晶、晶须、微孔晶体等。（ 3 ）在极端条件下，如超高压、超高温、超高真空、超低温、强磁埸、激光、等离子体等，得到各种各样的新化合物、新物相和新物态。

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2、配位化学

从类型看：从简单配合物和螯合物发展到多核配合物、聚合配合物、大环配合物；从单一配体发展到混合配体配合物；从理论看：从研究配合物分子到研究由多个分子构筑成的配合物聚集体；微观研究产生了配位场理论，丰富了量子化学理论。

发展前景的领域：一是从 60年代起与生命科学结合，成为生物无机化学产生的基础；二是对具有特殊功能（如光、电、磁、超导、信息存储）配合物的研究。

维尔纳创立的配位学说是化学历史中的重要里程碑。 20 世纪 50年代开始成为最活跃的领域。

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3、原子簇化学

从理论上研究其成键能力和结构规律，探求成簇机理有多种学说： Lipscomb

硼烷三中心键模型， Sidgwick有效原子数规则，Wade多面体骨架成键电子

对理论， Cotton金属－金属多重键理论 ,Lauher金属原子簇的簇价轨道理

论，张文卿的金属原子簇拓扑电子计算理论，唐庆的成键与非键轨道数的

(9n-L)规则，卢嘉锡的类立方烷结构规则，徐光宪的 n×c结构和成键规则，

张乾二的多面体分子轨道理论。但无完善理论

1946年 Brosset 从结构研究中注意到了Mo6和

Ta6的簇状结构存在。 70年代后由于化学模拟

生物固氮、金属原子簇化合物的催化功能、生

物金属原子簇、超导及新型材料等方面的需

要，促使其快速发展。

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4 、超导材料

1911年荷兰物理学家 Heike 发现了汞冷却到4K （液氦温度）时具有零电阻，但由于液氦温度的获得成本昂贵且操作不便，让人们失去了应用的信心。

1986年 4月 IBM公司瑞士苏黎世研究实验室的 J.G.Bednorz和 K.A.Mueller发现镧钡铜的复合氧化物在 30K显示超导性，激起超导热。 1987年 2 月，美国休斯顿大学的美籍华人朱经武研制成功YBa3Cu3O7, 其转变温度在 90K ，进入了液氮温度区 1988年研制出了转变温度为125K 的新型超导材料 Tl2Ca2Ba2Cu3O10.

发展史

20 世纪超导研究以物理学为主，但与室温超导材料的前景尚有很大距离

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21 世纪室温超导化学必然发展，关键在于这些混合氧化物和超导机理至今尚未被科学家们认识和理解。人们不能解释混合氧化物超导体为什么离不开Cu、 Ba、 Y、 Bi这些元素；不能解释它们的组成为什么和超导性有关；也不能解释电子在这类结构材料中的运动和超导性的关系。

1991年有两项重要发展：一是有机超导体的临界温度达 12 .5K；一是发现碱金属掺杂的 C60也有超导性，临界温度达 33K；

4 、超导材料

20 世纪超导研究以物理学为主，但与室温超导材料的前景尚有很大距离

超导体的排斥磁场效应

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5 、无机晶体材料

非线性光学性质的无机晶体，闪烁晶体等具有特殊功能的无机的合成和生长是固体无机化学研究的一个生长点。

20 世纪在无机材料方面 BBO （偏硼酸钡）是一种优质的紫外倍频晶体材料，广泛用于激光技术中。近年来，非线性有机光学材料发展较快，且发现材料要具有高的极化性，特别是高度的二次谐波发生性（简写为 SHG），通常要求材料具有共轭电子体系，且共轭体系的一端连有强的吸电子基团，另一端连有强的给电子基团，晶格结构应为非中心对称（已知只有29％）。

非线性光学非线性光学材料这是一种广泛应用于倍频器件、激光唱盘、激光彩色打印、自聚焦透镜、红外成象、纤维光学等高科技领域的新型光学材料。

BBO （偏硼酸钡）

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6 、稀土化学

稀土样品

•稀土金属包括１７种元素，即元素周期表中ⅢＢ中的钪、钇和镧系的１５种元素。

20 世纪经过大量的研究工作，发现稀土在光、电、磁、催化等方面具有独特的功能。室温时，稀土金属可吸收大量的氢，形成固溶体或化合物，高温时可逆放氢，因此，是相当理想的吸氢贮氢材料。

在冶金工业中，稀土是很好的脱氧、脱硫剂。钢铁中少量的稀土，能大大地改善其热加工性，韧性和高温性能，提高其抗氧化、耐腐蚀性等，其综合作用是任何其它金属所不及的。

在电子工业中，稀土及其化合物是制造激光、荧光、电磁、电极材料的重要物质。 Eu和 Y的氧化物用作发光材料，是彩色电视机中红色荧光体，光亮度强、性能稳定。

应用

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6 、稀土化学

21 世纪有待获得单一稀土元素的快速简易的好方法；作为材料研究，在激光、发光、信息、永磁、超导、能源、催化、传感、生物领域将会作为主攻方向。

化学工业中，稀土及其化合物是性能极好的催化剂；陶瓷制品中应用稀土配成钕紫，铒红、铈黄和镨铽锆绿等，产品色泽明亮鲜艳，十分稳定。含稀土的分子筛在石油催化裂化中可大大提高汽油产率

在高温超导材料中也缺少不了稀土元素；在农业生产中有增产粮食的作用；硫氧钇铕可使彩电的亮度提高一倍。

加入稀土的彩色玻璃装饰品

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7 、生物无机化学

与结构化学、溶液化学结合，探索含金属生物大分子结构与功能关系的新领域

20 世纪的研究都是以认识含无机元素的生物功能分子的结构与功能关系为目的，大都采取分离出单一生物分子，测定人结构，研究有关反应机理以及结构与功能关系的研究模式。

生物无机化学酝酿于 20 世纪 50年代，诞生于 60年代。当 Perutz因其对肌红蛋白和血红蛋白的结构和作用机理研究面获得 1962年诺贝尔化学奖时生物无机化学开始萌芽。

发展动向

通过合成模拟化合物如模拟固氮、模拟酶或结构修饰研究结构－机理关系它是合成化学介入生物无机化学的结果。

生物化学与结构化学结合，以测定生物功能分子结构和阐明作用机理为内容的新领域

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生物体对无机物的应答问题。共同的核心问题是从分子、细胞到整体三个层次回答构成药理、毒理作用的基本化学反应引起的生物事件，促使人们把生物无机化学提高到细胞层次，去研究细胞到整体和无机物作用时细胞内外发生的化学变化

7 、生物无机化学

21 世纪需解决的问题

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8 、无机金属与药物

1 、混配型配合物 PtA2B2

2 、中性配合物比离子配合物具更高抗癌活性；3 、顺式结构；4 、抗癌活性与中性胺类性质和结构有关， N 原子配体附近基团大活性小；5 、抗癌活性与取代配体性质有关；6 、双齿配体代替两个单齿配体活性大；7、 Pt4+也有很高的抗癌活性 . Ru,Rh,Sn,Pb,Au,V,Ga,Ta 有抗癌活性

1965年美国 Rosenberg在研究电场对大肠杆菌生长速度的影响时，发现含铂络合物抑制癌细胞的分裂有显著的疗效。现已证实多种顺铂[Pt(NH3)Cl2]及其一些类似物对子宫癌、肺癌、睾

丸癌有明显疗效。

　在人体内含有二十多种元素，在无机金属元素中可分为常量元素( 又称生命结构元素 )和微量元素 ( 又称生命重要元素 )。

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最近发现含金化合物的代谢产物 Au(CN)2]- 有抗病毒作用，

且可以抑制 NADPH 氧化酶 ,从而阻断自由其链传递，有助于终止炎症反应，但不知其机理；最近发现三氧化二砷促进细胞凋亡；用钒化合物治疗糖尿病、用锌化合物预防治疗流

感，都已成功在临床使用。

8 、无机金属与药物

人们处于无机药物的复兴时期。但其中的药理作用和化学问题尚须不断研究和进一步深入，这一领域在 21世纪将成为医药研究的重要方向。

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9 、核化学和放射化学

20 世纪上半叶，从发现放射性元素、核裂变、人工放射性，到核反应堆的建立，核爆炸的破坏，核电站和核武器的发展等，核化学和放射化学一直是十分活跃和开创性的前沿领域。1、（波兰）居里夫妇 19世纪末到 20世纪初发现钋、镭，荣获 1903年诺贝尔物理学奖 2、居里夫人测定了镭的原子量，建立了镭的放射性标准，及开拓了应用研究，荣获 1911年诺贝尔化学奖3、 20世纪初，（英）卢瑟福提出了原子的有核结构模型和放射性元素的衰变理论，研究了人工核反应，荣获 1908年诺贝尔化学奖

6、 1939年（德）哈恩发现了核裂变荣获 1944年诺贝尔化学奖

5、（美）费米用慢中子轰击各种元素获得了 60种新的放射性元素，荣获 1938年诺贝尔物理学奖

4、（法）约里奥－居里夫妇第一次用人工方法创造放射性元素，荣获 1935年诺贝尔化学奖

这是美国对日本投掷的两颗原子弹

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93－ 103 号 1945年~1961年由美国加利福尼亚大学劳伦斯伯克利实验室先后发现；104， 105， 106 号是苏联杜伯纳核子研究所 64 年、 67 年、 74 年发现，美国加利福尼亚大学劳伦斯伯克利实验室 69 年、 70 年、 74 年合成成功。107、 108、 109 号由德国重离子研究所 81 年、 84 年、 82 年发现。1995 年德国重离子研究所合成 112 号，只生存 240微秒。1999 年 6月三大实验室分别合成了 114、 116、 118 号，如 109 号， 1014次接触一次成功，合成一个原子， 5ms衰变。2000 年 7月 19日杜伯纳核子研究所 48Ca+248锔→ 292116存在时间 0.05s我国有北京的正负离子对撞机， 1988 年在兰州建成重离子加速器 ,可加速钽之前 73种元素离子

超重元素“稳定岛”能找到吗？


可以设想 21 世纪重粒子加速器的流强增大，使产生超重元素的原子数目大增，再加上分离、探测仪器的改进，超重元素的化学研究将实现。

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人工核反应的实现 , 使科学家在实验室合成已知元素的新核素和新的化学元素成为可能。

185Hf(1992) 、 208Hg(1992) 、237Th(1993) 、 239Pa(1995) 、175Er(1996) 、 235Am(1996) 、135Gd(1996) 、 121Ce(1997) 、186Hf(1998) 、 209Hg(1998) 、238Th(1999) 、 125Nd(1999) 、128Pm(1999) 、 129Sm(1999) 、139Dy(1999) 、 139Tb(1999)和137Gd(1999) 。

我国科学家合成的 19种新核素：

90Ru(1991) 和 202Pt(1992) 分别由中国原子能科学研究院（北京）和上海原子核研究所合成。


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21世纪将在单电子断层扫描仪药物方面有新的突破；将会用放射性标记和专一性极强的“人抗人”单克隆抗体作为“生物导弹”定向杀死癌细胞；中枢神经系统显像将推动脑化学和脑科学的发展。

核分析技术将以其高灵敏度等优点向纵深发展。


核医学和放射性药物

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11 、非金属化学

非金属无机化学最突出的两个领域是稀有气体和硼烷化学

1962年 5 月英国化学家巴特列（ N.Bartlett ）合成了 XePtF6至

1995共合成了上百种含氙化合物（氧化物、氟氧化物、含氧酸

盐）， 1963年又合成了 KrF2。

稀有气体

直到 1995年才有了突破，芬兰赫尔辛基大学合成了一系列新型稀有气体化合物 --HXY,X=Xe,Kr,Ar Y=H,F,Cl,Br,I,CN,NC,SH.(包括

首例氩化合物－ HArF 的合成） HArF的合成为合成氖甚至氦的

类似化合物带来了希望。

最近又有报道，一个德国小组合成了稀有气体原子用作配体的第

一例 [AuXe4][Sb2F7]2 ，看来合成稀有气体的思路还要扩大。

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1912 年－ 1930 年德国 A.Stock 等人用酸与硼化镁作用，制取并鉴定出 B2H6、 B4H10、 B5H9、 B5H11、 B6H10、 B10H14 等一系列硼烷

由于硼烷具有丰富多彩的多面体结构，至今仍吸引中外许多理论化学家、结构化学家去进行结构与价键相互关系的研究，预料在这方面还会有新的进展。硼烷化学最有希望的领域是硼烷和碳硼烷的金属配合物的研究。

硼烷化学


1957 年美国化学家W.N.Lipscomb提出了三中心二电子共价键等多中心键的假设，总结了各种硼烷构成多面体结构规律，获 1976年诺贝尔奖；

1979 年美国的布朗因发展了硼有机化合物获诺贝尔奖。

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富勒烯化学

1985 年美国斯摩利和英国克鲁托首次介绍巴基球C60 ，表现出许多奇特的功能、抗化学腐蚀，特别容易

接受和放出电子。形成 K3C60 ，在－ 2550C 下成为超导

体，获 1996年诺贝尔奖。 1996 年俄和英报道合成了

C60F18，（压扁了的球碳，有望被开发为光子器件或光

电器件。 2000 年德报道合成了 C20 ，结构尚需证据证实。


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12 、金属有机化合物

1827 年制得第一个金属有机化合物蔡氏盐

K[PtCl3(C2H4)];

由于金属有机化合物的本身结构和功能的特殊性，以及广泛的应用前景，特别是与有机催化联系在一起，成为 20 世纪最活跃的研究领域。并将在21 世纪成为大有作为的一个学科，预期有更大的发展。

1951年合成了二茂铁， 1952 年测定结构为夹心配合物，获 1973年诺贝尔奖，现已合成出几乎所有的过渡金属的类似化合物及二苯铬和二环辛四烯基铀；

Ziegler烷基锂催化剂合成导电性的聚苯乙炔，有机砷化合物 606用于治疗淋病， Ziegler烷基锂或苯基锂， Fishcher 的金属卡宾和卡拜化学， Heck 的钴催化氢甲酰化反应， VB12。 1963年－ 1979 年有 7位化学家在该领域获诺贝尔奖。

1963 年－ 1979 年有 7位化学家在该领域获诺贝尔奖。

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金属有机导向的有机反应金属有机化合物在有机合成的均相催化反应中起着十分重要作用。（包括模拟酶的选择性催化剂）

金属有机化合物的合成、结构和性能研究至今还有不少元素周期表上的金属元素尚无合成的金属有机化合物，在 21世纪将会有更多具有各种特殊功能的金属有机化合物被用作功能材料。

12 、金属有机化合物

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1-4 本课程的教学内容和学习方法

第６篇：无机化学选论第６篇：无机化学选论

教材与教学内容

•北京师大，华中师大，南北京师大，华中师大，南京师大．无机化学京师大．无机化学 ((第四第四版版 ) ) ．北京：高等教育出．北京：高等教育出版社．版社． 20022002．． 88

本书是为化学专业编写的一本基础课本书是为化学专业编写的一本基础课教材， “面向教材， “面向 2121 世纪课程教材”世纪课程教材”

第第 11篇篇 .. 物质结构理论（物质结构理论（ 1~1~４）：４）：研究原子研究原子结构、分子结构、晶体结构、配合物结构、分子结构、晶体结构、配合物

第第 22篇篇 .. 化学热力学与化学动力学基础（５化学热力学与化学动力学基础（５ ~~６）：６）：化学热力学、反应动力学、化学平衡化学热力学、反应动力学、化学平衡

第第 33篇篇 ..水溶液化学原理（８水溶液化学原理（８ ~~１２）：１２）：水溶水溶液、酸碱平衡、配平衡和氧化还原平衡。液、酸碱平衡、配平衡和氧化还原平衡。

第第 44篇篇 ..非金属元素化学（１３非金属元素化学（１３ ~1~1８）８）

第第 55篇篇 ..金属元素化学（１９金属元素化学（１９ ~~２２）：２２）：在元在元素周期律的基础上，研究重要元素及其化合物素周期律的基础上，研究重要元素及其化合物的结构、组成和性质的变化规律，了解常见元的结构、组成和性质的变化规律，了解常见元素及其化合物在各领域中的应用。素及其化合物在各领域中的应用。

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本书是教育部普通高等教育“十五”国家级规划教材， 2002 年被高等教育出版社确定为百门精品教材建设项目的精品项目。本书第四版是教育部面向 21 世纪课程教材

大连理工大学无机化学教研室编 . 无机化学 (第 5 版 ).北京：高等教育出版社， 2009.5

全书共十八章，分成三篇，即化学反应原理、物质结构基础和元素化学。每章内容分为基础内容、选学内容和扩展内容 ( 化学视野 ) 三个层次 ,可作为高等学校化学、化工类及有关专业的无机化学课程教材，也可供相关科研、工程技术人员参考使用。

参考书

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面向 21 世纪课程教材

傅献彩．北京：高等教育出版社． 2007 ． 12

本书将原分属于无机化学和分析化学的内容重新组合为大学化学，作为大学一年级的教材。本书在加强基础教学的基础上，注重宏观与微观的联系，使学生能初步运用物质结构的观点去了解物质的性能，强调学生科学思维能力的培养。全书分上、下两册。上册以化学原理为主，将化学滴定分析纳入平衡体系中；下册以元素知识为主，分区按族介绍元素及其化合物的基本知识。

参考书

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本书是教育部“高等教育面向 21 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向 21 世纪课程教材，普通高等学校“九五”国家教委重点教材。本书第二版于 1995 年获国家教委优秀教材评选二等奖。

全书共十五章，前面八章主要介绍化学的基本理论，后面六章介绍元素化学，还有一章介绍无机化学与生态环境。书后附有大量思考题和习题，与本书配套使用的《无机化学习题解析》。本书可供高等学校化工、冶金、轻工、纺织等有关专业作为教材。

天津大学无机化学教研室编 . 无机化学 (第 3 版 ).北京：高等教育出版社， 2002

参考书

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本书是教育部“高等教育面向 21 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向 21 世纪课程教材，普通高等学校“九五”国家教委重点教材。本书第二版于1995 年获国家教委优秀教材评选二等奖。本书是在原无机化学编写组编写的《无机化学》第二版基础上修证的，共 24章，分上下两册出版。书中理论部分充分注意与中学教材的衔接及与后续课程的联系 ; 元素与化合物叙述部余力求发挥理论的指导作用，对基本无机反随和元素与化合物性质内容介绍增加了推理性，以提高学生综合分析和触类旁通的能力。本书可作为综合性大学化学系普通化学和无机化学课程的教材，亦可供其他各类高等院校化学、应用化学及化工专业在教学中参考。

无机化学（第三版）下册武汉大学吉林大学等校编 .北京：高等教育出版社 ,1994.10

参考书

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本书采用了模块式的编写结构 , 在第一部分集中、系统地介绍了实验的基本知识和基本操作 , 以利于学生主动、灵活地在各实验中反复训练。坚持了师范教材的启发性、思考性的特点 , 加强了基本操作、基本训练的规范化。增加了培养学生实践能力和创新意识的内容。全书共 43 个实验 , 其中有 21 个实验是新编实验。本书可作高等师范、理工科院校化学系基础无机化学实验的教材以及供其他化学教育工作者参考。

北京师大．无机化学实验北京师大．无机化学实验((第三版第三版 )),,北京：高等教育出版社， 2001年 05月

参考书

北京师大，华中师大，南京师大．无机化学的配套实验教材北京师大，华中师大，南京师大．无机化学的配套实验教材

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内容包括：气体、热化学、化学动力学基础、酸碱平衡、沉淀—溶解平衡、氧化还原反应电化学基础、原子结构、分子结构、固体结构、配合物结构等。

含二十章和十套综合练习题。每章包括三部分：一、基本内容，依据教学大纲，简明阐述本章内容；二、重点与难点，具体阐述本章的难点和重点；三、精选题及其解，本书的精华所在。精选的题目中基本题与提高题各半，强调典型性、实用性、趣味性，而且每个题目均有解答。综合练习题的编写也是本书的一个特色，习题均是从各校的期末考试和研究生入学考试题目中精选的。本书可作为高等师范院校化学和应用化学专业学生学习和报考硕士研究生的参考书，对理工科院校化学化工专业学生、中学化学老师等都有重要的参考价值。

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学习方法指导

增强自学意识，提高自学能力。提高独力思考和独立解决问题的能力。认真完成实验，掌握操作技能，善于观察，提高理论联系实际的能力，培养创新意识和创新能力。课前预习，课堂笔记，课后复习，掌握重点，突破难点，认真完成作业。

基本理论和概念的掌握、概念的关联是学好无机化学的前提；其中，能量和平衡是主线。

理论的灵活和合理应用是学好无机化学的关键。特别要注意理论的适用范围，不可乱用、滥用。。

元素周期律是学好元素部分知识的核心。上下左右元素移位与性质的变化规律须细心捕捉，求同存异。

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点校园网中精品课程再点一次精品课程后进入，选省精品课程《无机化学》课程。点其它课程栏目中的无机及分析化学，内有教学大纲、教学进度计划、教案、三基训练方案、在实验教学中有实验大纲、实验教学进度计划、实验录像，教学资源中有知识拓展内容，在线可以向教师提问

学习方法指导

课程地址： http://www.jpkc.tzc.edu.cn/list/InorganicChemistry

化学化工天地 http://zhangzc.jahee.com/chemcai/contentcai.htm扬州大学 http://myweb.yzu.edu.cn/wjhx/wjhx.htm大连理工大学 http://col.njtu.edu.cn/zskj/2004/index.html上海交通大学 --大学化学http://202.120.51.76/dxhx/中国基础教育网—化学http://www.cbe21.com/subject/chemistry/

第 1 章 绪 论

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第 1 章绪论