无机 化 学 （上册）

1. 无机 化 学（上册） 武汉大学等编 (考研指定教材) 湖南城市学院化学与环境工程系 胡拥军hyjwsg@163.com

2. 绪 论 了解化学及无机化学的研究对象 了解化学及无机化学的发展史 了解无机化学的前景 了解大学的学习方法 了解无机化学考试考核方法

3. 1-1 无机化学的研究对象，发展和前景 一．无机化学的研究对象 除去碳氢化合物及其大多数衍生物外，包括所有元素和它们的化合物的化学性质以及和化学性质有关的物理性质,新化合物的制备,组成和结构分析等。 二．无机化学发展的各个时期 我国古代化学工 艺的三大发明： 造纸 1．古代化学──15世纪前的化学史 陶瓷技术 黑火药

4. 造纸——发明于汉代，最初是用蚕丝，接着是用麻纤维，到了蔡伦造纸术，已经大大扩大了造纸原料。纸的发明，对人类文明是一个伟大贡献。造纸——发明于汉代，最初是用蚕丝，接着是用麻纤维，到了蔡伦造纸术，已经大大扩大了造纸原料。纸的发明，对人类文明是一个伟大贡献。 黑火药——发明于唐代，其原料是硫黄（S）、硝石（KNO3）和木碳（C），主要反应式为： 2KNO3 + 3C + S =N2↑ + 3CO2↑+ K2S 陶瓷技术——我国的陶瓷技术历史殷殷流长，陶器是瓷器发明的前身，到了唐代，瓷器技术已相当成熟，江西景德镇的瓷器古今中外闻明，我国的瓷器技术是在唐代开始传入非洲和欧洲。 古代的其它化学工艺有：酿酒，制糖，染料，金属冶炼，制药等等。

5. 前期阶段──无机化学发展的第一（孕育）阶段(15-18世纪初) 在此阶段，逐步形成了酸、碱、盐、元素、化合物和化学试剂等概念，发现了硫酸、盐酸、氨和矾等化合物。 2、近代无机化学的建立 后期阶段——无机化学分支学科的建立和发展阶段。或称无机化学发展的第二阶段(18世纪后期-19世纪末) 这一阶段，对化学有重大贡献的科学家有： 波义耳（Boyle，1627-1691，英国物理学家），他的重要论著是《怀疑派化学家》，敢对旧的理论提出批判，提出了元素的科学概念，恩格斯对他的评价是：“波义耳把化学确立为科学”。

6. 拉瓦锡（Lavoisier，1743-1794，法国化学家），他的重要论著是《燃烧概论》，提出了燃烧是氧化过程的重大化学理论问题，彻底否定了所谓物质燃烧过程中的“燃素”论。他是氧元素的发现者。拉瓦锡（Lavoisier，1743-1794，法国化学家），他的重要论著是《燃烧概论》，提出了燃烧是氧化过程的重大化学理论问题，彻底否定了所谓物质燃烧过程中的“燃素”论。他是氧元素的发现者。 道尔顿（Dalton，1768-1844，英国的中学教师），他的重要论著是《化学哲学新体系》，提出了著名的原子学说，并对当时知名的几条化学定律（物质不灭定律、定比定律，倍比定律）提出解释，奠定了化学的理论基础，被恩格斯称为化学之父：“化学中的新时代是从原子论开始的（所以近代化学的始祖不是拉瓦锡，而是道尔顿）”。 其他的化学发现有：门捷列夫发现元素周期律，阿佛加德罗确立分子论，盖斯的盖斯定律等等。

7. 北京大学徐光宪教授说： • 我的专业是化学，从学化学、 教化学到研究化学也有几十年 了，但现在我却有点搞不清化 学的定义了。科学的发展太快 了，需要对本门科学重新定位。 徐光宪院士

8. 现代无机化学发 展阶段的特点： 3．现代无机化学的发展 (1).从宏观到微观——19世纪末，随着物理学科新技术的采用，化学的研究开始进入了微观世界，卢瑟福（Rutherford）提出了含核的原子模型，玻尔（Rohr）提出了量子化原子模型，揭示了原子内部的构造奥秘，认识了物质的无限可分性。20世纪30年代初，建立了在量子力学基础上的现代化学键理论 (2).从定性描述向定量化发展——随着分析仪器精密度的提高，特别是近30年来电子显微镜和电子计算机的使用，使化学分析手段更加准确、快速。 (3).既分化又综合，出现许多交叉和边缘学科——如无机化学与有机化学的结合形成了有机金属化学、与生物学结合形成了生物无机化学、与固体物理结合形成了无机固体化学，此外还有物理无机化学、无机高分子化学、地球化学等等。

9. 2340 单位：万种 1058 593 237 110 55 1900年 1945年 1970年 1980年 1990年 1999年 CA上登录的化合物统计表 CA上登录的化合物统计表

10. 日本日立公司H－700 电子显微镜，配有双倾台 ，并带有7010扫描附件和 EDAX9100能谱。该仪器 不但适合于医学、化学、 微生物等方面的研究，由 于加速电压高，更适合于 金属材料、矿物及高分子 材料的观察与结构分析， 并能配合能谱进行微区成 份分析。 ●分 辨 率：0.34nm●加速电压：75KV－200KV●放大倍数：25万倍●   能 谱 仪：EDAX－9100●扫描附件：S7010

11. 加速电压200KVLaB6灯丝点分辨率 1.94Å 加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV可连续设置加速电压热场发射枪晶格分辨率 1.4Å点分辨率 2.4Å最小电子束直径1nm能量分辨率约1ev倾转角度α=±20度β=±25度 JEM-2010透射电镜 CM200-FEG场发射枪电镜

12. 加速电压200KVLaB6灯丝点分辨率 1.94Å 加速电压20KV、40KV、60KV、 80KV、100KV、120KV晶格分辨率 2.04Å点分辨率 3.4Å最小电子束直径约2nm倾转角度α=±60度β=±30度 JEM-2010透射电镜 EM420透射电子显微镜

13. There's plenty of room at the bottom. ——Richard P. Feynman 尽头路宽。 ——理查德•P•费恩曼

14. We can arrange the atoms the way we want; the very atoms, all the way down! ——Richard P. Feynman 我们可以随心所欲地安排原子，正是这些原子，一切都能做到！ ——理查德 P ·费恩曼

15. 原子力显微镜

16. 扫描隧道显微镜和它的两位发明人

17. 70年代的“纳米技术”（Nanotechnology）是日本东京大学科学部的谷口纪男（Norio Taniguchi）教授于1974年在东京的一次国际会议上提出的。当时的含义特指任何一种达到一纳米数量级的加工精度。 80年代以来的纳米技术，是指在1~100纳米尺度空间内进行原子的重新排列与组合，以获得物质新的物理特性、化学特性、生物特性和纳米尺寸的机械特性的技术。它包括纳米材料、分子仿真和分子机器制造三大基本技术领域。

18. 采用化学气相沉积制备的 具有一定取向和样式的纳米碳管 纳米分子和纳米聚集体层次（100nm以下）：如碳纳米管，纳米金属及其氧化物（纳米MgO)颗粒 ，纳米厚度的膜（金刚石纳米薄膜制成的手术刀）。

19. 发现碳60晶体结构（巴基球）的斯莫雷教授

20. Buckyball, “巴基球”，亦称“富勒烯”，是美国化学家斯莫雷通过碳原子的重新排列创造的第三种形式的碳结晶体。它标志着纳米材料科学的开始。

21. 传统钢材 碳纳米管

22. 微电子材料 高纯硅：几十万个晶体管或其他部件都可以光刻在2-3mm的硅片上，光刻的细度可小至100nm。

23. 化学与环境的关系 • 绿色环保催化剂—纳米TiO2 • 纳米TiO2利用 自然光、常温 常压即可催化 分解病菌和污 染物 二氧化钛纳米微粒的TEM

24. 纳米TiO2涂料能有效降解室内环境氨气、甲醛、苯类化合物。纳米TiO2涂料能有效降解室内环境氨气、甲醛、苯类化合物。 • 纳米TiO2有效地降解江河中的有机污染物。 • 在塑料中添加约1%纳米TiO2，具有很好的抗菌性能。

25. 1、无机化学 2、有机化学 3、物理化学 4、分析化学 5、高分子化学 6、化学工程学等 21世纪化学二级学科

26. 1-2．无机化学课程的任务、内容和学习方法 无机化学是高等院校化学系开设的第一门基础课程，本课程的任务是通过课堂讲授，并与无机化学实验密切配合，使学生掌握无机化学的基础知识，了解研究无机化学的一般方法，懂得无机化学基本知识的应用。 本课程的学习任务 本课程的学习内容 分两部分：第一部分主要是化学原理，它包括化学的基本概念,化学热力学初步，化学反应速度,化学平衡、原子结构和元素周期律、分子结构、化学键理论、氧化还原理论等。第二部分内容主要是元素化学，按周期系各族元素的分类进行学习。

27. 学 习方 法 1．无机化学是一门以实验为基础的学科，因此学习时要理论联系实际，勤思考，勇于探索、求异、创新。 2．必要的习题训练,加强基础理论知识学习. The early birds get worms!!! 本课程的考核方法：考勤10%;作业10%; 科技讲座或科研训练10%; 期终考试70%,缺席一次扣2分,缺交作业一次扣2分，三次缺勤（含请假）或缺交三次作业不能参加期末考试；平时成绩低于21分不能参加总评,期终考试成绩低于55分则直接补考。