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告诉我一些化学的基本知识,

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/04/27 21:08:18
告诉我一些化学的基本知识,
化学(chemistry)是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学.世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志.
“化学”一词,若单从字面解释就是“变化的科学”之意.化学如同物理皆为自然科学之基础科学.很多人称化学为“中心科学”(Central science),它是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学. 化学对我们认识和利用物质具有重要的作用,世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它与人类进步和社会发展的关系非常密切,它的成就是社会文明的重要标志. 从开始用火的原始社会,到使用各种人造物质的现代社会,人类都在享用化学成果.人类的生活能够不断提高和改善,化学的贡献在其中起了重要的作用. 化学是重要的基础科学之一,在与物理学、生物学、自然地理学、天文学等学科的相互渗透中,得到了迅速的发展,也推动了其他学科和技术的发展.例如,核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平,建立了分子生物学;对各种星体的化学成分的分析,得出了元素分布的规律,发现了星际空间有简单化合物的存在,为天体演化和现代宇宙学提供了实验数据,还丰富了自然辩证法的内容. 化学是一门以实验为基础的科学.
古代
(1)约公元前1700年,中国开始冶炼青铜(青铜是铜和锡按照一定比例混合而成的合金) (2)汉代发明的造纸术 (3)唐朝末年运用于军事的火药 (4)10世纪,宋代运用水法炼铜(又称湿法炼铜和胆铜法)大量生产铜.
近现代
(1)20世纪20年代,侯德榜用“联合制碱法”生产出了“红三角”牌纯碱. (2)21世纪初,赵贡柯教授制得金属铵. 学科分类 化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,派生出不同层次的许多分支.在20世纪20年代以前,化学传统地分为无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个分支.20年代以后,由于世界经济的高速发展,化学键的电子理论和量子力学的诞生、电子技术和计算机技术的兴起,化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段,导致这门学科从30年代以来飞跃发展,出现了崭新的面貌.现在把化学内容一般分为生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等五大类共80项,实际包括了七大分支学科. 根据当今化学学科的发展以及它与天文学、物理学、数学、生物学、医学、地学等学科相互渗透的情况,化学可作如下分类: 无机化学:元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位化学(即络合物化学)、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学等 有机化学:普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学. 物理化学:结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、溶液理论、流体界面化学、量子化学、催化作用及其理论等. 分析化学:化学分析、仪器和新技术分析. 高分子化学:天然高分子化学、高分子合成化学、高分子物理化学、高聚物应用、高分子物力. 核化学:放射性元素化学、放射分析化学、辐射化学、同位素化学、核化学. 生物化学:一般生物化学、酶类、微生物化学、植物化学、免疫化学、发酵和生物工程、食品化学等. 表面化学:凡是在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象(interfase phenomena)或表面现象(surfase phenomena).研究各种表面现象实质的科学称为表面化学. 其它与化学有关的边缘学科还有:地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等.
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”.它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛.绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染.世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一.
定义
用化学的技术,原理和方法去消除对人体健康,安全和生态环境有毒有害的化学品,因此也称环境友好化学或洁净化学.实际上,绿色化学不是一门全新的科学. 绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,显现了人的能动性.绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物,对化学本身而言是一个新阶段的到来.作为新世纪的一代,不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学,以防止化学污染;而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献
核心内容
1、“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染.原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放.绿色有机合成应该是原子经济性的.原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少. 2、其内涵主要体现在五个“R”上:第一是Reduction一一“减量”,即减少“三废”排放;第二是Reuse——“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;第三是Recycling——“回收”,可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;第四是Regeneration——“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法.
编辑本段教育
我国化学教育从初中开始,高中成为理科之一,除两本必修教材外,又有《化学与生活》、《化学与 初中化学
技术》、《物质结构与性质》、《化学反应原理》、《有机化学基础》、《实验化学》六个选修课程. 浅谈化学知识的趣味记忆 趣味的东西能引起兴趣,导致神经兴奋,激起学习动机,创造最佳的记忆心理状 高中化学必修一教科书
态,易于记忆,并能牢固保持.因此,在教与学的过程中,应该把一些枯燥无味难于记忆的化学知识尽可能 初中化学
趣味化.如编选歌诀、利用谐音、形 高中化学必修二
象比喻等方法,可以帮助记忆. 一、歌诀记忆法 歌诀记忆法就是针对需要记忆的化学知识利用音韵编成,融知识性与趣味性于一体,读起来朗朗上口,利记易诵.如从细口瓶中向试管中倾倒液体的操作歌诀:“掌向标签三指握,两口相对视线落.”“三指握”是指持试管时用拇指、食指、中指握紧试管;“视线落”是指倾倒液体时要观察试管内的液体量,以防倾倒过多.再如氨氧化法制硝酸可编如下歌诀:“加热催化氨氧化、一氨化氮水加热;一氧化氮再氧化,二氧化氮呈棕色;二氧化氮溶于水,要制硝酸就出来”. 高中化学选修四 化学反应原理
高中化学选修六 实验化学
象元素符号、化合价、溶解性表等都可以编成歌诀来进行记忆.歌诀在教与学的过程中确实可以用来帮助记忆,使你轻松愉快地巩固学习成果. 二、谐音记忆法 谐音记忆法就是要把需要记忆的化学内容跟日常生活中的谐音结合起来进行记忆.如地壳中各元素的百分含量前三位是“氧、硅、铝”,可谐北方音为“养闺女”.再如,金属活动顺序为:钾、钙、钠、镁、铝、锰、锌、铁;锡、铅、铜、汞、银、铂、金可谐音为:“加个那美丽的新的锡铅统共一百斤.” 三、会意记忆法 会意记忆法就是把一些抽象的概念进行自我理解和再加工处理,然后去巧记.如氢气或一氧化碳还原氧化铜的实验操作是:实验开始时,先通气后加热,实验结束时,先停止加热后停止通气,因此可会意记作,“气体早出晚归,酒精灯迟到早退.”再如把四种基本反应类型分别会意成“一分为多 高中化学选修二 化学与技术
”(分解反应)“合多为一”(化合反应)、“取而代之”(置换反应)、“相互交换”(复分解反应). 四、联想记忆法 联想记忆法就是把一些化学实验或概念用联想的方法进行记忆.联想法是带有验证性的记忆方法,是新旧知识建立联系的产物.在化学教学过程中应抓住问题特征,由此及彼发展联想.如记忆氢气、碳、一氧化碳还原氧化铜的实验过程可用实验联想,对比联想,再如将单质与化合物两个概念放在一起来记忆:“由同(不同)种元素组成的纯净物叫做单质(化合物). 对于文字较少而又零乱的难以记忆的小问题要抓住关键字词进行奇特联想,如氢氧化钠的用途是:用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业上,可记为:“纸(织)上染了肥油”. 五、浓缩记忆法 浓缩记忆法就是针对一类化学知识或规律在深刻理解的基础上,可选取有代表性的字或词缩略成提纲挈须的骨架进行记忆.如实验室制氧气的七个实验步骤记为;“查、装、定、点、收、移、熄.”“查”指检查装置气密性;“装”指往试管里装药品;“定”指把试管夹在铁架台上;“点”指点燃酒精灯;“收”指收集气体;“移”指把导 高中化学选修一 化学与生活
管先移出水面;“熄”指熄灭酒精灯.再如过滤操作中的注意点浓缩为:“一贴、二低、三靠”.巧记:“茶庄定点收利息”. 六、猜谜记忆法 猜谜记忆法就是把一些化学知识编成富有知识性、趣味性、生动形象幽默的谜语进行记忆.如记忆一氧化碳性质的谜语是:”左侧月儿弯,右侧月儿圆,弯月能取暖,圆月能助燃,有毒无色味,还原又可燃.” 七、形象比喻记忆法 形象比喻记忆法就是借助于形象生动的比喻,把那些难记的概念形象化,用直观形象去记忆.如核外电子的排布规律是:“能量低的电子通常在离核较近的地方出现的机会多,能量高的电子通常在离核较远的地方出现的机会多.”这个问题是比较抽象的,不是一下子就可以理解的. 如果我们打这样个比方就可以理解了,也易于记忆了.把地球比作原子核,把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子,把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子.能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔,能力低的鸟常在离地面很低的地方活动.再如有机化学烯烃中有双键,易发生加成反应和聚合反应,乙烯发生聚合反应时生成聚乙烯,可形象地运用手插尹“C=C”和手拉手“-C-C-”作比喻,这样较易记祝总之,趣味记忆的方法很多,诸如图示记忆、归纳记忆、借曲填词记忆等. 在教与学的过程中可根据实际情况,总结适合于自己的记忆方法.只要记得快、记得准,记得牢,就不失为一种好的记忆方法.
编辑本段元素周期表
元素周期表
元素周期表是元素周期律用表格表达的具体形式,它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律.元素周期表简称周期表.元素周期表有很多种表达形式,目前最常用的是维尔纳长式周期表.元素周期表有7个周期,有16个族和4个区.元素在周期表中的位置能反映该元素的原子结构.周期表中同一横列元素构成一个周期.同周期元素原子的电子层数等于该周期的序数.同一纵行(第Ⅷ族包括3个纵行)的元素称“族”.族是原子内部外电子层构型的反映.例如外电子构型,IA族是ns1,IIIA族是ns2 np1,O族是ns2 np4, IIIB族是(n-1) d1·ns2等.元素周期表能形象地体现元素周期律.根据元素周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律.当年,门捷列夫根据元素周期表中未知元素的周围元素和化合物的性质,经过综合推测,成功地预言未知元素及其化合物的性质.现在科学家利用元素周期表,指导寻找制取半导体、催化剂、化学农药、新型材料的元素及化合物. 现代化学的元素周期律是1869年俄国科学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev )首先整理,他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一行,就是元素周期表的雏形.利用周期表,门捷列夫成功的预测当时尚未发现的元素的特性(镓、钪、锗).1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序越大,X射线的频率就越高,因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序)排列,经过多年修订后才成为当代的周期表.

化学的历史渊源非常古老,可以说从人类学会使用火,就开始了最早的化学实践活动.我们的祖先钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽,充分利用燃烧时的发光发热现象.当时这只是一种经验的积累.化学知识的形成、化学的发展经历了漫长而曲折的道路.它伴随着人类社会的进步而发展,是社会发展的必然结果.而它的发展,又促进生产力的发展,推动历史的前进.化学的发展,主要经历以下几个时期:
萌芽时期
从远古到公元前1500年,人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属,学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色,这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期.
炼丹和医药化学时期
约从公元前1500年到公元1650年,化学被炼丹术、炼金术所控制.为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验,而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现.虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终,但他们在炼制长生不老药的过程中,在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的条件和现象,为化学的发展积累了丰富的实践经验.当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”.但随着炼丹术、炼金术的衰落,人们更多地看到它荒唐的一面,实际上,化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥,中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材.
燃素化学时期
这个时期从1650年到1775年,是近代化学的孕育时期.随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,进行化学变化的理论研究,使化学成为自然科学的一个分支.这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念.继之,化学又借燃素说从炼金术中解放出来.燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程,尽管这个理论是错误的,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了许多化学现象.在燃素说流行的一百多年间,化学家为解释各种现象,做了大量的实验,发现多种气体的存在,积累了更多关于物质转化的新知识.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,这些观点奠定了近代化学思维的基础.这一时期,不仅从科学实践上,还从思想上为近代化学的发展做了准备,这一时期成为近代化学的孕育时期.
定量化学时期
这个时期从1775年到1900年,是近代化学发展的时期.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,使化学沿着正确的轨道发展.19世纪初,英国化学家道尔顿提出近代原子学说,接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念.自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学.这一时期,建立了不少化学基本定律.俄国化学家门捷列夫发现元素周期律,德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论,这些都使化学成为一门系统的科学,也为现代化学的发展奠定了基础.
科学相互渗透时期
这个时期基本上从20世纪初开始,是现代化学时期.2世纪初,物理学的长足发展,各种物理测试手段的涌现,促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究,尤其是量子理论的发展,使化学和物理学有了更多共同的语言,解决了化学上许多未决的问题,物理化学、结构化学等理论逐步完善.同时,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使过去很难解决的蛋白质、酶等结构问题得到深入的研究,生物化学等得到快速的发展. 诚然,科学的发展是没有止境的,因而化学的发展也决不会停滞不前.