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1、化學科學發(fā)展與展望,吳星,,化 學 與 我 們 有 關 嗎,,,人類能否有效安全利用核能？鹽是什么？鹽荒說明了什么？什么是放射性碘？食加碘鹽能防輻射嗎？碘對人體健康的作用和功能是什么？,問題1,廣告：超能托瑪琳活性水，其弱堿性能有效中和血液中的酸毒，把酸毒對身體的危害降到最低。能消除血液里的脂肪酸等廢棄物，并排出體外。科學研究證明：經常喝弱堿性健康水的人能讓身體保持弱堿性的狀態(tài)，遠離酸性體質、提高免疫力、遠離疾病困擾！,,,人體的

2、酸堿性對健康有影響嗎？我們應選擇食用什么食物才能健康？人體健康需要那些微量元素？如何控制和調節(jié)人體的酸堿性？,問題2,,女性為堿性體質男性為酸性體質多生男孩，反過來則多生女孩！,堿性體質是健康的表現，酸性體質是亞健康的表現，,大量正常人的體檢中幾乎沒有發(fā)現過血液是酸性的人。專門的研究也未見到因為攝入不同“成酸食物”或“成堿食物”引起健康人血液pH改變的結果，只有當某人的消化系統(tǒng)、腎臟、肺臟等器官有某些疾病，造成人體代謝失常時pH才

3、可能低于7.35或高于7.45時，前者是酸中毒，后者叫堿中毒。,,安利碟新洗潔精洗碗好幫手，純天然，不含任何化學物質,,借問酒家何處有， 牧童搖指杏花村。 葡萄美酒夜光杯， 欲飲琵琶馬上催。 舉杯邀明月， 影成三人。 醉臥沙場君莫笑， 古來征戰(zhàn)幾人回。,詩,與,酒,,,維生素C,,,居室環(huán)境污染的主要成分是什么？居室環(huán)境污染的來源是什么？如何防止居室

4、中的環(huán)境污染？怎么做居室環(huán)境更良好？,問題3,,化 學 研 究 什 么,,化學是研究、創(chuàng)造和識別物質的科學?！　　　　￡惡闇Y,,原子結合成分子,離子結合成離子化合物,原子結合成金屬單質,,100多種元素,數千萬種物質,作用力,,,,化 學 為 什 么 很 重 要,徐光憲先生,,對人們的生活和世界經濟的發(fā)展影響最大的兩大發(fā)明是信息技術和合成化學技術。 　21世紀是信息科學、合成化學和生命科學共同繁榮的世紀。,,20世紀發(fā)明了六大

5、技術:(1)信息技術;(2)生物技術;(3)核科學和核武器技術;(4)航空航天和導彈技術;(5)激光技術；(6)納米技術。,如果沒有哈勃發(fā)明的高壓合成氨技術,世界糧食產量至少要減半,60億人口有30億要餓死。如果沒有合成各種抗生素和大量新藥物的技術,人類平均壽命就要縮短25年。如果沒有合成纖維、合成塑料、合成橡膠的技術,人類生活要受到很大影響。,,,,,,,,,,,高中生要學習化學嗎？領導管理層要了解化學嗎？個人的幸

6、福生活需要化學嗎？化學有害嗎？,問題4,,化學研究和揭示物質世界客觀規(guī)律化學以實驗作為檢驗原理的唯一標準物質的結構決定物質的性質化學變化是有規(guī)律的、有條件的、相互聯系的化學追求人與自然的和諧發(fā)展,,保護環(huán)境的根本途徑,治理環(huán)境污染的有效方法,原子經濟,綠色化學,可持續(xù)發(fā)展,治理污染的成本遠遠大于生產的收益,生化方法,程序與法律,,傳統(tǒng)世界觀,科學基礎：牛頓定律、達爾文的“進化論”基本觀念：“物質不滅”、“能量守恒”、“物質的

7、運動”最終目標：建立一個“物質極大豐富”的人類大同世界,熵　世界觀,科學基礎：熵增加原理基本觀念：熵增加是不可逆轉的，熵流是可控制的最終目標：建立一個可持續(xù)發(fā)展的社會,,吸收,排放,,deS＜0,,,,,信息,遺忘,,,deS＜0,,化 學 將 如 何 發(fā) 展,,決定某兩個或幾個分子之間能否發(fā)生化學反應?能否生成預期的分子?需要什么催化劑才能在溫和條件下進行反應?如何在理論指導下控制化學反應?如何計算化學反應的速率?如何

8、確定化學反應的途徑?,建立精確有效而又普遍適用的化學反應理論體系,,①如何設計合成具有人們期望的某種性能的材料?②如何使宏觀材料達到微觀化學鍵的強度?③溶液結構和溶劑效應對于性能有何影響？④具有單分子和多分子層的膜結構和性能的關系？,分子結構及其和性能的定量關系,,生命現象中的化學機理問題,①研究配體小分子和受體生物大分子相互作用的機理　?、诨瘜W遺傳學③光合作用的機理④生物固氮作用的機理⑤食草動物如何把植物纖維分解為小分子

9、的反應機理⑥人類的大腦中“泛分子”組裝的作用和機理⑦了解活體內信息分子的運動規(guī)律和生理調控的化學機理。⑧了解從化學進化到手性和生命起源的飛躍過程。⑨如何實現從生物分子到分子生命的飛躍?⑩蛋白質和DNA的理論研究。,,納米尺度的基本規(guī)律,鐵磁性、鐵電性、超導性和熔點等與粒子尺度的關系。納米粒子的比表面很大與性質的關系。納米尺度磁性(nanoscale magnetism)的研究納米微粒的電流或熱的傳遞方式的改變。,納米鉑黑

10、催化劑可使乙烯催化反應的溫度從600℃降至室溫。金的熔點為1063℃,納米金的熔化溫度卻降至330℃,綠色化學又稱環(huán)境無害化學(Environmentally Benign Chemistry)、環(huán)境友好化學、清潔化學(Clean chemistry),,綠色化學12原則,（1）預防(Prevention)。防止產生廢物比在它產生后再處理或清除更好。（2）原子經濟(Atom Economy)。設計合成方法時，應盡可能使用于生產加工過

11、程的材料都進入最后的產品中。（3）無害（或少害）的化學合成(Less Hazardous Chemical Syntheses)。無論在哪里行得通，所設計的合成方法都應該使用和產生對人類健康和環(huán)境具有小的或沒有毒性。,,綠色化學12原則,（4）設計無危險的化學品(Design Safer Chemicals)?；瘜W產品應該設計的使其有效地顯示受期望的功能而毒性最小。（5）安全的溶劑和助劑(Safer Solvents and Aux

12、iliaries)。所使用的輔助物質包括溶劑，分離試劑，和其它物品當使用時都應是無害的。（6）設計要有能效(Design for Energy Efficiency)?；瘜W加工過程的能源要求應該考慮它們的環(huán)境的和經濟的影響并應該盡量節(jié)省。如果可能，合成方法應在室溫和常壓下進行。,,綠色化學12原則,（7）使用可再生的原料(Use Renewable Feedstocks)。當技術上和經濟上可行，原料和加工廠粗料都應可再生。（8）減少

13、衍生物(Reduce Derivatives)。如果可能，盡量減少和避免利用衍生化反應，因為，此種步驟需要添加額外的試劑并且可能產生廢物。（9）催化作用(Catalysis)。具有高選擇性的催化劑比化學計量學的試劑優(yōu)越的多。,,綠色化學12原則,（10）設計要考慮降解(Design for Degradation)?；瘜W產品的設計應使它們在功能終了時分解為無害的降解產物并不在環(huán)境中長期存在。（11）為了預防污染進行實時分析(Real

14、-Time Analysis for Pollution Prevention)。需要進一步開發(fā)新的分析方法使可進行實時的生產過程監(jiān)測并在有害物質形成之前給予控制。（12）防止事故發(fā)生的固有安全化學(Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention)。在化學過程中使用的物質和物質形態(tài)的選擇應使其盡可能地減少發(fā)生化學事故的潛在可能性，包括釋放，爆炸以及著火等。,甲基丙烯酸甲酯的生產工藝