1. 化学工业是怎样发展起来的
在18世纪末,机械工场发展成大企业,纺织工业作为所有工业之母促使漂白、洗涤以及染色材料的需要量急剧增加。当时建立的首批硫酸工厂使用1763年于伯翰发展的铅室法。纺织工业需要稀酸来加工纺织纤维,因此首批化工厂只是纺织工业的辅助行业。此外,硫酸不久在冶金工业用作矿砂的分离剂,之后又被炸药工业以及肥料工业所需要。对纺织工业很有意义的是:当时硫酸还是生产纯碱的初级产物。纯碱与硫酸同是工业化学品中最重要的产品,对织物的漂、染、印都不可缺少。就是在今天,硫酸也是除了煤、石油、岩盐和石灰外整个化学工业最重要的基础原料之一。
纯碱在欧洲几百年来都是从某些植物中提取的。由于生产玻璃和肥皂不可缺少纯碱,它的需要量在不断增长,这促使法国科学院用奖金去激发人们进行实验。化学家尼古拉•勒布朗(1742~1806年)发明了一种生产方法,用此方法几十年内满足了世界对纯碱及其副产品氯及盐酸的大部分需要。1791年在奥尔良公爵的财政支援下,第一家制碱工厂投产了,但在法兰西大革命风暴中被没收歇业。但勒布朗法不久又被重新采用。第一帝国时期,在巴黎附近的圣德民以及在圣康坦创立了第一批大型碱厂。但这位陷入极端贫困的发明家,不久却在贫民窟内悲惨地自杀了。
工业上努力前进的英国于1814年在其纺织工业中采用了勒布朗法,建造了很多碱厂。这些工厂几乎都向欧洲市场提供产品,从而加强了英国在经济上的领先地位。纯碱——“白色金子”,首先大量用于棉纺织品的漂洗。此外,人们还用纯碱来软化蒸汽机的锅炉用水。造纸以及化学工业的各个部门都需要碱。最后,在家庭中,碱也被用做漂白及清洁剂。法国虽然是第一个发展化学工业的国家,除了硫酸和制碱厂以外,还有其他化学分支行业,但它却不能保持其领先地位。在19世纪中叶,这领先地位让给了英国。拿破仑一世在1810年10月的皇帝诏书中,就对30种化学方法颁布了行业政策,阻碍了工业的发展。
在德国,也如同在法国、英国那样,1820年出现了一些硫酸厂,1843年兴建了第一家制碱厂。但它的发展受到了食盐专卖、关税壁垒、运费高昂以及资金不足的阻碍。而外国的大企业,在一个统一的经济地区内市场不受阻碍,通过相应扩大销售量,得以降低价格。德国生产厂商因此居于劣势。
2. 化学从哪儿来到哪儿去化学的发展趋势如何
分析化学学科的发展经历了三次巨大变革:第一次是随着分析化学基础理论,特别是物理化学的基本概念(如溶液理论)的发展,使分析化学从一种技术演变成为一门科学,第二次变革是由于物理学和电子学的发展,改变了经典的以化学分析为主的局面,使仪器分析获得蓬勃发展。目前,分析化学正处在第三次变革时期,生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求,生物学、信息科学,计算机技术的引入,使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点:从采用的手段看,是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学;从解决的任务看,现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。
3. 化学的发展史及发展前景
你好,化学的发展史及发展前景如下,希望采纳 化学的发展史自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢? 1.远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 2.炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。 3.燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。 4.定量化学时期,既近代化学时期。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。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 5.科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决 发展前景化学向其他学科的渗透趋势在21世纪将会更加明显。更多的化学工作者会投身到研究生命、研究材料的队伍中去,并在化学与生物学、化学与材料的交叉领域大有作为。化学必将为解决基因组工程、蛋白质组工程中的问题以及理解大脑的功能和记忆的本质等重大科学问题做出巨大的贡献。 化学的发展已经、并也将会进一步带动和促进其他相关学科的发展,同时其他学科的发展和技术的进步也会反过来推动化学本身的不断前进。化学家已经能够研究单分子中的电子过程与能量转移过程,探讨分子间的作用力和电子的运动。化学家不但能够描述慢过程,亦能跟踪超快过程,而这些研究将有助于化学家在更深层次揭示物质的性质及物质变化的规律。化学家还不断地汲取数学、物理学和其他学科中发展的新理论和新方法,非线性理论和混沌理论等将对多元复杂体系的研究产生影响。比如,随着计算机技术的发展,化学学科与数学方法、计算机技术的结合,形成了化学计量学,以此实现了用计算机模拟化学过程。运用量子力学方法处理分子结构与性能的关系,按照预定性能要求设计新型分子,应用数学方法和计算机确定新型分子的合成路线,使“分子设计”突破了传统的合成方法,化学家开始摆脱纯经验的摸索,为材料科学开辟了新的方向。绿色化学、组合化学、能源化学、天体与地球化学、化学芯片的开发与应用等等,都是化学与其他学科交叉、融合的结果,这些交叉领域的研究也将是21世纪化学领域研究的亮点。 化学研究的深入,还将带动我国仪器仪表工业发展。因为仪器仪表既是一个很大的行业,也是一个国家发达与否的标志之一。我国过去曾忽视对仪器研制,导致了分析仪器依赖进口的局面。经过我国科学界和工业界等的共同努力,2010年我们将看到自己研制、生产的分析及测试仪器如:微型气相色谱仪、新型毛细管电泳仪、电化学传感器,还可能出现多功能组合仪器、智能型色谱等,我国的仪器仪表工业将进入一个蓬勃发展的时期。
4. 化学发展的历史阶段
1、萌芽时期
远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
2、炼丹术和医药化学时期。
从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。
记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。
这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。
在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。
chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。
3、燃素时期
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。
4、发展期
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,突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。
近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释,成为说明化学现象的统一理论。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。
5、现代化学时期
二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。
(4)化学是如何发展的扩展阅读:
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。
燃素说的影响:
可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。
当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。
他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。
舍勒和普里斯特里发现氧气的制法:
令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师——chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。
有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他。
因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。
他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等。
他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。
如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。
其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。
在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。
1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。
由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道——他要掌握物质各方面的性质。
他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。
5. 化学的简单发展史
早期的生火、制陶瓷到炼金术和医术是开始
英国化学家道尔顿提出近代原子学说
意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念
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
到现代化学的向生物学进军。
6. 化学在历史上是如何发展的
可大致分为三个阶段:
一、蒙昧阶段:从炼金术到春秋时期的铁的冶炼,唐朝的蜡染屏风及酿酒工艺等等都属于该阶段。人们知识从劳动中实践,缺少理论总结。
二、近代化学:道尔顿及阿弗加德罗的分子原子论奠定了近代化学的基础。
三、现代化学:新材料新技术是现代化学的特点。
7. 化学的发展前景如何
我国化学发展前景
化学是一门实用的学科,它与数学、物理学等学科共同成为当代自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的方方面面,与其它学科相辅相成,构成了创造自然、改造自然的强大力量。
化学在我国成为一门重要的学科,已是不争的事实。我国从事化学研究的科研机构有近千个,大学的化学系(院)有250多个,石油与石油化工企业有80多万家,加上其他化学化工和相关行业,我国参与化学研究与工作的人员队伍,其规模是国际上少有的。这正是我国化学科学发展的背景和动力。
当前,我国所面临的挑战有人口控制问题、健康问题、环境问题、能源问题、资源与可持续发展问题等,化学家们希望从化学的角度,通过化学方法解决其中的问题,为我国的发展和民族的振兴作出更大的贡献。随着国家对农业科学研究的重视,农业和食品中的化学问题研究,已经引起越来越多化学工作者的关注。
随着新世纪的到来,上述研究所涉及到的若干基本化学问题及交叉学科将成为21世纪我国化学研究的新方向,成为我国化学家有所作为的突破点。
1 若干化学基本问题
1.1 反应过程与控制
化学的中心是化学反应。虽然人们对化学反应的许多问题已有比较深刻的认识,但还有更多的问题尚不清楚。化学键究竟是如何断裂和重组的?分子是怎样吸收能量的?并是怎样在分子内激发化学键达到特定的反应状态的?这一系列属于反应动力学的问题都有待回答,其研究成果对有效控制反应十分重要。
复杂体系的化学动力学、非稳态粒子的动力学、超快的物化过程的实时探测和调控以及极端条件下的物理化学过程都已经成为重要的研究方向。向生命学习,研究生命过程中的各种化学反应和调控机制,正成为探索反应控制的重要途径,真正在分子水平上揭示化学反应的实质及规律将指日可待。
1.2 合成化学
未来化学发展的基础是合成化学的发展,21世纪合成化学将进一步向高效率和高选择性发展。新方法、新反应以及新试剂仍将会是未来合成化学研究的热点。手性合成与技术将越来越受到人们的重视。各类催化合成研究将会有更大进展。化学家也将更多地利用细胞来进行物质的合成,并且相信随着生物工程研究的进展,通过生物系统合成我们所需要的化合物之目的能够很快实现,这些将使合成化学呈现出崭新的局面。仿生合成也是一个一直颇受人们关注的热点,该方面的研究进展将产生高效的模拟酶催化剂,它们将对合成化学产生重要影响。
1.3 基于能量转换的化学反应
太阳能的光电转换虽早已用于卫星,但大规模、大功率的光电转换材料的化学研究则开始不久。太阳能光解水产生氢燃料的研究,已经受到更大的重视,其中催化剂和高效储氢材料是目前研究最多的课题。值得特别提出的是,关于植物光合反应研究已经取得了一定的突破,燃料电池的研究也已在一些单位展开并取得进展。随着石油资源的近于枯竭,近年来对燃烧过程的研究又重新被提到日程上来。细致了解燃烧的机制,不仅是推动化学发展的需要,也是充分利用自然资源的关键,我国现阶段注重研究催化新理论和新技术,包括手性催化和酶催化等。
1.4 新反应途径与绿色化学
我国现阶段研究,一方面注意降低各种工业过程的废物排放、排放废料的净化处理和环境污染的治理,另一方面重视开发那些低污染或无污染的产品和过程。因此,化学家不但要追求高效率和高选择性,而且还要追求反应过程的“绿色化”。这种“绿色化学”将促使21世纪化学发生重大变化。它要求化学反应符合“原子经济性”,即反应产率高,副产物少,而且耗能低,节省原材料,同时还要求反应条件温和,所用化学原料,化学试剂和反应介质以及所生成产物均无毒无害或低毒低害,与环境友善。毫无疑问,研究不排出任何废物的化学反应(原子经济性),对解决地球的环境污染具有重大意义,高效催化合成、以水为介质、以超临界二氧化碳为介质的反应研究将会有大的发展。
1.5 设计反应
综合结构研究、分子设计、合成、性能研究的成果以及计算机技术,是创造特定性能物质或材料的有效途径。分子团簇,原子、分子聚集体,已经在我国研究多年。目前这些研究正在深入,并与现代计算机技术、生物、医学等研究相结合,以获得多角度、多层次的研究结果。21世纪的化学家将更加普遍地利用计算机帮助进行反应设计,人们有望让计算机按照优秀化学家的思想方式去思考,让计算机评估浩如烟海的已知反应,从而选择最佳合成路线制得预想的目的化合物。
1.6 纳米化学与单分子化学
从化学或物理学的角度来看,纳米级的(10-9米)微粒,其性能由于表面原子或分子所占的比例超乎寻常地大而变得不同寻常。研究其特殊的光学、电学、催化性质以及特别的量子效应已受到重视。纳米化学的研究进展将大大促进纳米材料的研究与应用。
另一方面,借助STM/AFM和光镊等技术进行单分子化学的研究,将能观察在单分子层次上的许多不同于宏观的新现象和特异效应,对这些新现象和新效应的揭示可能会导致一些科学问题的突破。
1.7 复杂体系的组成、结构与功能间关系研究
21世纪的化学不仅要面对简单体系,还要面对包括生命体系在内的复杂系统。因此,除了研究分子的成键和断键,即研究离子键和共价键那样的强作用力之外,化学还必须考虑复杂体系中的弱相互作用力,如氢键、范德华力等等。虽然它们的作用力较弱,但由此却组装成分子聚集体和分子互补体系。这种超分子体系常常具有全新的性能,或者可使通常无法进行的反应得以进行。基于分子识别观点进行设计、合成及组建新的、有各种功能的分子、超分子及纳米材料,将是未来一段时间中化学的重要研究内容。而深入研究控制分子的各种作用力,研究它们的本质并深刻了解分子识别,是一个颇具重大意义也是一个充满挑战的课题。研究分子、分子聚集体的结构以及纳米微粒与各种物理化学性质的关系,特别是分子电子学的研究在21世纪初将会有较大的进展。
1.8 物质的表征、鉴定与测试方法
研究反应、设计合成、探讨生命过程、工业过程控制、商品检验等等,都离不开对物质的表征、测试、组成与含量测定等。能否发展和建立适合于原子、分子、分子聚集体等不同层次的表征、鉴定与测定方法,特别是痕量物质的测定方法,将成为制约化学发展的一大关键。
可以说,上述研究方向的转变,成为20世纪末、21世纪初我国化学发展的一个显着特点,并将由此引发这一学科自身在各个层次上的变革,同时带动和促进其它学科与技术的共同繁荣和发展。
2 学科的渗透与交叉
化学向其它学科的渗透趋势在21世纪将会更加明显。更多的化学工作者会投身到研究生命、研究材料的队伍中去,并在化学与生物学、化学与材料的交叉领域大有作为。化学必将为解决基因组工程、蛋白质组工程中的问题以及理解大脑的功能和记忆的本质等重大科学问题做出巨大的贡献。
化学的发展已经、并也将会进一步带动和促进其它相关学科的发展,同时其它学科的发展和技术的进步也会反过来推动化学本身的不断前进。化学家已经能够研究单分子中的电子过程与能量转移过程,探讨分子间的作用力和电子的运动。化学家不但能够描述慢过程,亦能跟踪超快过程,而这些研究将有助化学家在更深层次揭示物质的性质及物质变化的规律。化学家还不断地汲取数学、物理学和其它学科中发展的新理论和新方法,非线性理论和混沌理论等将对多元复杂体系的研究产生影响。比如,随着计算机技术的发展,化学学科与数学方法、计算机技术的结合,形成了化学计量学,以此实现了用计算机模拟化学过程。运用量子力学方法处理分子结构与性能的关系,按照预定性能要求设计新型分子,应用数学方法和计算机确定新型分子的合成路线,使“分子设计”突破了传统的合成方法,化学家开始摆脱纯经验的摸索,为材料科学开辟了新的方向。绿色化学、组合化学、能源化学、天体与地球化学、化学芯片的开发与应用等等,都是化学与其它学科交叉、融合的结果,这些交叉领域的研究也将是21世纪化学领域研究的亮点。
化学研究的深入,还将带动我国仪器仪表工业发展。因为仪器仪表既是一个很大的行业,也是一个国家发达与否的标志之一。我国过去曾忽视对仪器研制,导致了分析仪器依赖进口的局面。经过我国科学界和工业界等的共同努力,2010年我们将看到自己研制、生产的分析及测试仪器如:微型气相色谱仪、新型毛细管电泳仪、电化学传感器,还可能出现多功能组合仪器、智能型色谱等,我国的仪器仪表工业将进入一个蓬勃发展的时期。
3 化学对国民生活质量的影响
我国人口在下世纪上半叶将达到16亿,保持我国农业的持续发展是我们面临的艰巨任务。农业发展的首要问题是保证全民族的食物安全和提高食物品质;其次是保护并改善农业生态环境,为农业持续发展奠定基础。化学将在创制高效肥料和高效农药、特别是与环境友善的生物肥料和生物农药,以及开发新型农业生产资料诸方面发挥巨大作用。我国化学家还将在克服和治理土地荒漠化、干旱及盐碱地等农业生态系统问题方面作出应有的贡献。科学家利用各种最先进的手段,有望揭示光合系统高效吸能、传能和转能的分子机理及调控,建立反应中心能量转化的动力学模型和能量高效传递的理论模型,从而达到高效利用光能为农业增产服务之目的。
21世纪化学将在控制人口数量、克服疾病和提高人的生存质量等人口与健康诸方面进一步发挥重大作用。未来的10年中,化学工作者将会发现和创造更安全和高效的避孕药。在攻克高死亡率和高致残的心脑血管病、肿瘤、高血脂和糖尿病以及艾滋病等疾病的进展中,化学工作者将不断创制包括基因疗法在内的新药物和新方法。此外,由于人口高速老龄化,老年病在下世纪初会成为影响我国人口生存质量的主要问题之一。化学将会在揭示老年病机理、开发和创制诊断和治疗老年性疾病药物和提高老年人的生活质量方面作出贡献。相信在下世纪初,我国化学家和药物化学家在针对肿瘤和神经系统等重要疾病的创新药物研究中,发现和优化数个新药候选化合物,建立具有自主知识产权的新药产业。中药是我国的宝贵遗产,化学研究将在揭示中药的有效成份、揭示多组份药物的协同作用机理方面发挥巨大作用,从而加速中医药走向世界,实现产业化,成为我国经济新的增长点。
4 化学对国民经济的支撑作用
化学将会在解决能源这一人类面临的重大问题方面做出贡献。目前我国的经济持续稳定增长,使能源开发利用面临需求增大和环境污染的双重压力。而能源利用效率低,环境污染严重是我国亟待解决的重要问题。发展新能源及其储能材料在受到化学家的重视同时,也引起政府部门的关注,科学研究和产业化研究正相伴而行。我国化学家可望在未来几年里创制和开发出多种新型催化剂,使我国的煤、天然气和煤层气的综合优化利用取得优异成绩,从而减缓我国的能源紧张和环境污染的压力。21世纪我国核能利用将进一步发展,而化学研究涉及到核能生产的各个方面,化学工作者必将为我国核能的安全利用做出应有的贡献。此外,化学家在大规模、大功率的光电转换材料方面的探索研究将导致太阳能的开发利用。而化学家从事的新燃料电池及催化剂的研究可能在21世纪初出现突破,电动汽车将向实用化迈出一大步,这将改变人类能源消费的方式,同时提高人类生态环境的质量。
展望21世纪我国的材料科学与工业的发展,化学必将发挥关键作用。首先,化学将不断提高基础材料如钢铁、水泥和通用有机高分子材料及复合材料的质量与性能;其次,化学工作者将创造各类新材料,如电子信息材料、生物医用材料、新型能源材料、生态环境材料和航天航空材料等,化学工作者将利用各种先进技术,在原子、分子及分子链尺度上对材料组织结构进行设计、控制及制造。特别要指出的是,晶体材料的设计理论和方法研究,是我国化学发展的一个重要且富有成效的领域,在21世纪它将会有更大的发展,一些有价值的具有新功能的晶体和大尺寸的新型非线性光学晶体、重要激光晶体、闪烁晶体及铁电陶瓷晶体研究将达到实用和开发水平。另一方面,我国是世界稀土资源大国,总储量占世界的80%,产量占世界的70%,然而其中一大半是以资源或初级产品方式出口国外,这种局面在未来的几年中将转变,我国化学家在2010年前将在稀土分离理论和高纯稀土分离、新型稀土磁学材料、发光材料等方面的研究中,取得一批具有国际领先水平、明确应用前景和独创性的基础研究成果和具有自主产权的重大关键技术,使我国的资源优势转化为产业优势。
在这世纪之交,展望未来10年化学事业的发展和化学对人类生活的影响,我们充满信心,亦倍感兴奋。化学是无限的,化学是至关重要的,它将帮助我们解决21世纪所面临的一系列问题,化学将迎来她的黄金时代!
8. 现代化学将如何继续发展
代化学发展的特点和方向 经过约200多年的努力,化学进入现代时期。总结起来说现代化学有五大特点和两个发展方向。 五大特点是 (1)化学家对物质的认识和研究,从宏观向微观深入。20世纪以来,化学家已用实验打开原子大门,深入地了解原子内部的情况,并且用量子理论探讨原子内的电子排布、能量变化等。就是对复杂的化学反应来说,也可以测量反应机理,了解反应过渡态的情况以及分子、原子间能量的交换。 (2)从定性和半定量化向高度定量化深入。虽然近代化学也曾广泛地使用各种定量化工具,但是还只能说停留在定性和半定量化水平。本世纪60年代后,电子计算机大规模地引进化学领域,用它来计算分子结构已取得巨大的成功。如今任何化学论文如无详尽的定量数据就难以发表,发表了也难取得公认。而且如今化学实验的精密度愈来愈高,几乎所有仪器都是定量化的,有的还用电子计算机来控制。 (3)对物质的研究从静态向动态伸展。近代化学对物质的研究基本上停留在静态的水平或从静态出发,推出一些动态情况。例如,从热力学定律出发,通过状态函数的变化,从始态及终态情况推断反应变化中一些可能情况。现代化学已摆脱这种间接研究推理,而采用直接的方法去了解或描述动态情况,特别是激光技术、同位素技术、微微秒技术、分子束技术在现代化学里的大规模应用。化学家目前已能了解皮秒内微粒运动的情况,反应中化学键的断裂以及能量交换等情况。特别值得一提的是有关动态薛定谔方程的研究,一旦成功它将会为动态研究开辟光辉前景。 (4)由描述向推理或设计深化。近代化学几乎全凭经验,主要通过实验来了解和阐述物质。虽然也有一些理论如溶液理论、结构理论等可以指示研究方向,但总体来说近代化学基本上是描述性的。原来化学中四大学科(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)彼此存在很大独立性。然而现代化学已打破传统的界限,化学不仅自身各学科相互渗透,而且跟物理、生物、数学、医学等学科相互交融和渗透。特别是近年量子化学的发展,已渗透到各学科,使化学摆脱历史传统,可以预先预测和推理,然后用实验来验证或合成。例如,当今许多高难度的合成工作都事先根据理论设计,然后决定合成路线。着名的维生素B12的合成工作就是一个典范,它标志着化学已从描述向设计飞跃。 (5)向研究分子群深入。近代化学对化学的研究通常只停留在一个或几个分子间的作用。即所谓0级、1级、2级、3级反应,对多分子的反应是无能为力的。但是近代化学远远不能满足实际需要了,特别是研究生物体内的化学反应,就要研究多个分子甚至一大群分子间的反应了。例如,一个活细胞内往往需要几十种酶作催化剂,同时催化许多化学反应。因此研究分子群关系,已成为现代化学的一个特点。 现代化学的发展方向,一是化学向分子设计方向前进。分子设计就是说化学家像建筑师造房子那样设计好再建造。由于电子计算机、各种能谱技术、微微秒技术、激光技术、同位素技术等在化学上的应用,使分子设计逐渐趋向现实。上面说过的着名有机合成大师伍德沃德合成难度极大的维生素B12,就是按他创立的前沿轨道理论出发,计算后设计出最佳合成路线和原料配比,一举成功并传为佳话。目前全世界每年合成几千种抗癌药,大都是先设计好合成路线,而后进入生产的。 现代化学第二个发展方向是向分子群研究进军。在自然界中生物的活动常常同时发生几十个甚至几百个化学反应,才能使生物体生命延续。就是完成一项简单工作也必须是多个分子同时工作才能实现。例如,根瘤菌体内的固氮酶,就有两种蛋白质分子,一种是含铁的,另一种是含钼的,这两种分子必须同时工作才能把氮气固定下来。目前化学家已合成主要生命基础物质,并引进酶技术、仿生技术、膜技术等,使研究分子群的情况成为可能。这也是为揭开生命秘密做好基础工作。 总之,现代化学的特点决定现代化学的发展方向,反过来现代化学的发展方向也决定现代化学的五大特点,它们是相辅而成、相得益彰的。
9. 化学的发展是怎么回事
根据Chemistry The Central Science-----by Theodore L. Brown.9th Edition.
第2章第1节:(中文简译,人名保留,也许你可以查一下)
世界有很多材料组成,有些有生命,有些没有。甚至,物质可以从一种化学结构到另一种化学构造,为了解释这个,早期哲学家声称自然是物质为基础构成的。Democritus(460-370bc)和其他早期希腊哲学家认为物质世界一定是有很小的不可分割的粒子组成(atomos)之后,Plato 和Aristotle列出公式说明不会有不可分割的粒子。这个影响了7世纪的欧洲。Isaac Newtong,比较偏向原子假设,但是那时很难联想到化学键。随着科学家不断深入研究各种化学反应,渐渐衍生出来了“原子学说(原子理论)”,由英国一所学校老师John Dalton在1803-1807研究出来的。(根据大量的观察)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。然后就是一系列的试验,科学家发现了电子,中子,质子。
10. 化学的发展前景
保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。如:利用化学生产化肥和农药,以增加粮食产量;利用化学合成药物,以抑制细菌和病毒,保障人体健康;利用化学开发新能源、新材料,以改善人类的生存条件;利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好。 化学是一门是实用的学科,它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域,化学是改造自然的强大力量的重要支柱。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展等问题。 化学与其他学科的交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。 培养不断进取、发现、探索、好奇的心理,激发人类对理解自然,了解自然的渴望,丰富人的精神世界。 当今,化学日益渗透到生活的各个方面,特别是与人类社会发展密切相关的重大问题。总之,化学与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系,它是一门社会迫切需要的实用学科。