正文 第一章(1 / 3)

【學習目標】

1.了解化學學科的發展過程,激發學生學習化學的興趣。

2.了解化學與生命、生活、環境的關係,明確無機及分析化學的任務,掌握其學習方法。0.1化學學科的發展:

化學是研究物質組成、結構、性質、變化及應用的一門自然學科。它的發展經曆了一個漫長的過程,煉金術、煉丹術的出現,開始了最早的化學實驗,為化學學科的建立奠定了基礎。化學學科的發展大致可分為3個時期:

工藝化學時期:

17世紀中葉前,化學主要以製陶、冶金、釀酒、染色等工藝為基礎,用實踐經驗來反映化學知識,化學學科還沒有真正形成,這是化學的萌芽時期,稱為工藝化學時期。

近代化學時期:

17世紀後半葉,隨著冶金工業的發展和實驗室工作經驗的積累,人們總結了許多物質化學變化的知識,形成了一些感性認識,為化學的進一步發展積蓄了豐富的素材。這一時期,拉瓦錫用定量化學實驗闡述了燃燒的氧化學說,開創了定量化學時期即近代化學時期。近代化學時期產生了不少化學基本定律,提出了原子學說,發現了元素周期律,發展了有機結構理論,建立了物質成分的分析方法。相繼形成了無機化學、有機化學、物理化學、分析化學四大學科,化學實現了從經驗到理論的重大飛躍,真正成為了一門獨立的學科。

現代化學時期:

20世紀初,世界經濟的高速發展,電子理論和量子力學的誕生、X射線和放射性元素的發現為化學在20世紀的發展創造了條件。同時,化學又向生物學、醫學、天文學和地質學等其他學科滲透,數學方法及計算機技術在化學領域中的應用,進一步推動了化學學科的飛速發展,促使化學這門學科進入現代化學時期。

在20世紀20年代以後,化學由傳統的四大學科體係,發展為無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、生物化學、高分子化學、核放射性化學七大學科體係。與化學相關的邊緣學科,如:地球化學、海洋化學、大氣化學、環境化學、宇宙化學、星際化學等也相繼誕生。化學已被公認為“21世紀的中心科學”。

0.2化學與人類的關係:

化學在人類的生存、發展過程中起著重要作用。化學知識帶來了新材料、新工藝,改善了人類的生活質量,人類運用化學知識解決了能源危機、環境汙染和社會問題,化學對人類的貢獻不容忽視。

0.2.1化學與生命:

元素組成了大自然和人類,在100多種元素中,人體內含有60多種。其中,有28種元素是生命健康所必需的元素,稱為生命必需元素。包括氫、硼、碳、氮、氧、氟、鈉、鎂、矽、磷、硫、氯、鉀、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、溴、鉬、錫和碘。在28種生命必需的元素中,按體內含量的高低可分為常量元素和微量元素。常量元素指含量占生物體總質量0.01%以上的元素。有:氧、碳、氫、氮、磷、硫、氯、鉀、鈉、鈣和鎂,這11種元素共占人體總質量的99.95%。微量元素指含量占生物體總質量0.01%以下的元素,如:鐵、矽、鋅、銅、溴、錫、錳等。

無論是常量元素還是微量元素,在人體內都十分重要,直接影響人體健康。如:常量元素鈉、鉀和氯離子能調節體液的滲透壓、電解質平衡和酸堿平衡,同時,鈉離子、鉀離子還參與神經信息的傳遞;鈣和氟是骨骼和牙齒形成的必要成分;鎂離子是體內糖代謝的輔因子。微量元素鐵離子是構成血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素和多種氧化酶的重要成分,是維持生命的主要物質;鋅離子是許多酶的輔基或酶的激活劑;錫離子與蛋白質的合成有關。因此,常量元素和微量元素都是生命必需的元素,都會影響人的健康。同時,人體內生命必需元素的含量都有一個最佳範圍,超過或低於這個範圍,對人的健康也不利。例如:微量元素硒能促進人的生長發育,增強機體對疾病的抵抗力,解除體內重金屬的毒性,保護心血管和心肌健康。成年人每天攝取硒的量以100μg左右為宜,若長期低於50μg可能引起癌症、心肌損害等;若過量攝入,有可能造成腹瀉、中毒、甚至死亡。因此,必須控製並適量補充生命必需元素的量,更好地保證人體的健康。