化学与社会笔记.doc

化学与社会分为：化学发展简史、元素、传统能源与新能源、大气环境、水和水溶液、化学电池、材料、药物与化学、营养与健康9个部分，其中营养与健康因其内容与生物化学和营养学有极大的相关性，故所记较少一、化学史1、起源西方：三个阶段，实用技术阶段，近代化学阶段和现代化学阶段从公元前3000多年开始，以17世纪中叶1661年和19世纪中叶为分界点中国：19世纪末直接进入现代化学阶段我国古代多为铅钡玻璃：烧结温度低，不耐高温，不耐骤冷骤热，透明度低，只能做装饰品西方多为钠钙玻璃玻璃别称：璎琳琅开、琉琳、流离、玻璃、瑁璃、璧琉璃、药玉、硝子、料器等宋代以后，以低温彩釉陶作的砖瓦称之为“琉璃”或“琉璃瓦”，才把玻璃和琉璃逐渐分开直到清代康熙年间的宫廷内务府造办处，把制造琉璃瓦的地方称“琉璃厂”，而制造玻璃的称“玻璃厂”，从而分开称呼”秦汉到魏晋南北朝炼丹术兴起，唐达顶峰（唐皇服丹死者6），唐至明清逐渐没落（唐朝：服食金丹以求长生，迷信金丹大药；宋朝：崇道是为了达到“保国安民”政治目的，道教得势，道士得授官职；南宋末年至元朝：外丹黄白术等趋于没落）炼金术的理念炼金术的理念——金石自然进化论《土宿真君本草》。

五石散：石钟乳（碳酸钙）、紫石英（氟化钙）、白石英（二氧化硅）、赤石脂（硅铝酸盐，和土壤相似，颜色由杂志铁产生）、石硫磺（硫）狐刚子，东汉末年炼丹家，以“吹灰法”冶炼贵金属，以干馏法制硫酸，“密闭抽汞法”制水银魏翱，字伯阳，道号云牙子，公元22世纪左右东汉著名炼丹家，所著《周易参同契》是现存世界讨论炼丹术的最早文献，曾被英译葛洪(公元284～364或343)，晋朝人，道教名家，别号抱朴子，著有《抱朴子》(内篇，外篇)等传世之作，集汉魏炼丹术之大成书中云“丹砂烧之成水银，积变，又还成丹砂”，“以曾青涂铁，铁赤色如铜”等西方化学起源于希腊，经埃及，公元640年阿拉伯帝国占领埃及，公元1441年阿拉伯炼金著作在西班牙被翻译为拉丁文传至欧洲2、近代化学1661年年英国化学家R.Boyle(1627～1691)发表了“怀疑派化学家””——第一第一篇区分化学家和炼金术士的著作1680年被选为英国皇家学会主席，恩格斯对他给予了高度评价，指出“玻意耳把化学确定为科学”其主要贡献在于：将化学确定为科学、给元素下了一个清楚的定义、他将严密的实验方法引入了化学研究中燃素说奠基人：英国贝歇尔、德国斯塔尔（明确提出燃素说）。

卡尔卡尔威廉威廉勒舍勒舍勒(1742-1786):发现氯气，是氧气的最早发现者，命名为“火气拉瓦锡(1743--1794)，法国化学家，写有《化学基础论》，拥有当时最好的私人实验室，13000只烧杯，提出质量守恒定律，发现氧化燃烧原理，在化学研究中采用定量方法，使用天平、明确提出“反燃素学说”、与其他人一起发表《化学命名法》，陨于法国大革命约翰约翰道尔顿道尔顿((nJohnDalton，1766～1844))，英国皇家科学院成员，提出气体分压定律，创立原子学说，代表作为1808年发表的：《化学哲学的新体系》此后大批科学家纷纷投入到原子量的测定中，推动了化学学科的迅速发展汉弗莱戴维1778～1829，曾任英国皇家学会会长，发明了电解技术，借此发现钾、钠、锶等元素，发现笑气有麻醉作用约瑟夫路易盖-吕萨克JosephLouisGay--Lussac(1778～1850)，法国下院、院上院议员，盖提出盖吕萨克定律，发明了碱金属钾、备方钠等的新制备方法，发现硼、氯、碘等新元素阿佛加德罗(A.AmedeoAvogadro1776～1856)，利化意大利化学家，引入了“分子”概，的概念，研究了测定原子量和分子量的方阿加德定法，提出阿佛加德罗定律。

J.贝采利乌斯(1779～1848)瑞典化学家、男爵首先提出了丁名称的开用化学元素拉丁文名称的开作符头字母作为化学元素符号，发硒、硅、钍、铈等元素与约翰安道尔顿、安托万拉瓦锡一起被认为是之现代化学之父1865年,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列，是最先进行此项工作的人，并提出“八音率”门捷列夫1869年发表了元周律素周期律功测，并成功预测15以的未元纪种以上的未知元素，为纪他卓作念他的卓越工作，第101号新元素命名为Mendelevium，即“钔”德国化学家1868年编制出元年编制出元素周期表3、现代化学安东尼亨利贝克勒尔（1852--1908），法国人，法国科学院院士，1896年，通过铀盐的实验发现放射性现象，被授予诺贝尔物理学奖1898年，玛丽居里与丈夫皮埃尔合作，发现岩石的放射作用，并发现钋和铀；1899年，居里夫人提出假设：放射性的原子是不稳定的，蜕变时放出能量1903年居里夫妇与贝克勒尔同获诺贝尔物理学奖欧内斯特·卢瑟福，1871--1937，汤姆森的研究生，曾任卡文迪许实验室主任，英国皇家学会主席，重要成就：放射性的研究、根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型、发现质子等。

尼尔斯亨利克大卫玻尔（1885～1962)丹麦人，提出了原子的电子分层排布模型，即玻尔理论，创立了哥本哈根学派路易维克多德布罗意(1892--1987)，法国物理学家，，1924年将运动着的电子与波联系起来埃尔温薛定谔(1887--1961)，奥地利物理学家，1926年提年提出薛定谔方程二、元素1、古代元素起源说公元4-5世纪大约是我国春秋战国时代，在古希腊出现四元素说萌芽，恩培多克勒认为，水火气土是事物的四根，依靠吸引与排斥彼此相互结合和分离柏拉图最早提出了元素一词，其学生亚里士多德对四元素说进行了进一步阐释，他认为：物质的基本性质是冷热湿干，成对组合就得出水火气土四种元素随着希腊学说传入欧洲，亚里士多德的元素说在很大程度从上影响中世纪欧洲的炼金术思想我国古代的元素起源学说又可称为阴阳五行学说，阴阳观点可以追溯到上古三代，是对自然界各种对立而又和谐的事物朴素而直观的认知和体悟春秋末期道教学派创始人老子明确提出阴阳的哲学观点五行的文字记载，最早出现于西周的尚书洪范一篇中2、现代元素起源说137亿年前，宇宙大爆炸，3秒钟，温度降到109K时，氢氦原子核素形成，3分钟过后，宇宙的基本框架形成，30万年后（38万年），中性原子原子出现，宇宙放晴，穿越宇宙的第一束光线出现，背景辐射出现，之后恒星、星系开始出现，50亿年后，银河系卡死演化，100亿年后太阳系开始形成。

2g氢原子聚变放出的热量（五亿四千万千焦）相当于20吨标准煤燃烧，太阳每秒消耗6亿吨氢，转化出5.96亿吨氦最大的恒星是100个太阳，若再大就会因核反应过猛而解体，8倍太阳质量的恒星就可维持聚变，形成多层聚变空间，使恒星膨胀，当核聚变生成铁元素后就不在放出能量了，于是就不能继续维持恒星的膨胀，发生恒星的坍塌，也即超新星爆炸，在这个瞬间，宇宙中所有元素全部产生，生成重核的过程又称为快过程（慢过程：较轻的核经过较长的时间俘获其它粒子，从而生成重元素的过程慢过程生成铁后元素与古人提出的金石进化论相似）3、元素的发现中国古代发现并利用的元素有9种，其中金属7种（金银铜铁锡铅汞），非金属元素2种（碳和硫）金，光明，绝大多数为单质，1g金可产4000米金丝；银，明亮，天然银多半是和金、汞、锑、铜或铂成合金琥珀金是一种天然的金、银合金，含银约20％，硫化银即为辉银矿；木炭还原法制得的铜称红铜，红铜质软且溶液粘稠，流动性差，所以难以浇铸出造型复杂的大件，黄铜矿是 一种铜铁硫化物矿物常含微量的金、银，辉铜矿大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的次生矿物主要成分硫化铜，蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，也叫石青；在自然界中没有单质状态的锡存在，几乎都以锡石石(SnO2)的形式存在，锡的熔点231.89℃炼锡比炼铜、铁都容易；自然界中没有铅单质的存，主要矿石是方铅矿（硫化铅）。

硫化汞颜色为红色时称朱砂，颜色为黑色时称辰砂（鸡血石中主要成分即为硫化汞，受热不稳定，容易变黑）技术和方法对新元素的发现起了非常关键的作用：天平（推动化学研究走向了定量研究的道路）、电解通过定量分析到1729年拉瓦锡的元素表上有23种元素，通过电解到1829年戴维去世时53种，到1844年钌被发现后发现的元素57种，此后10多年未发现新的元素1858—1859年罗伯特威廉本生与基尔霍夫把直筒望远镜和三菱镜连在一起制作了第一台光谱分析仪，可辨别焰色反应，他们发现了铯（拉丁文中的意思是蔚蓝的天空，分析浓缩矿泉水的焰色反应，发现两条蓝色光谱）第一个人工合成的元素是锝1937年，现在发现的元素118种，存在于自然界的90种，另外的28种均为人工合成118号元素UUo，伯克利实验室1999年报道，2006年承认，惰性气体，原子量293，半衰期12毫秒，但未被正式命名三、传统能源与新能源世界能源专家，剑桥能源创始人，普利策记实文学奖获得者丹尼尔耶金在《能源重塑世界》中“能源的利用是的我们今天的一切成为可能”火力发电总效率=发电厂效率（0.6）沸腾器效率（0.9）涡轮机效率（0.75）发电机效率（0.95）输电线效率（0.9）家用电器效率（0.98）= 0.341g木材发出的热量14千焦耳，1g煤放出的热量30千焦耳，1g石油48千焦耳，1g乙硼烷78千焦耳煤是由有机物和无机物组成的混合物，主要化学组成为： 学组成为：C135H96O9NS ，此外还含有少量的Si、、Na、、Ca、、Al、Ni、Cu、Zn等。

洁净煤技术是指煤炭开发和利用过程中，旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化等一系列新技术的总称轻砂压裂开采页岩天然气莉泽迈特那，出生于奥地利，发现种子作用下铀裂变现象，被誉为“原子弹之母”为表纪念，将109号元素命名为钅麦，它的化学符号是Mt，人工合成的第六个超锕系元素1g铀裂变放出的能量约107千焦四、大气环境空气分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子大部分被氧气所获得因而，获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子被称为“负氧离子”负氧离子被誉为“空气维生素”，能够通过人的神经系统及血液循环对人的机体生理活动产生影响中午浓度最高在洁净空气中的寿命有几分钟而在灰尘中只有几秒钟世界卫生组织规定每立方厘米清新空气中该离子不能少于1000至1500个1951年9月，美国Haggen Smit教授提出光化学烟雾是碳氢化合物和氮氧化合物在光照下发生光化学反应后，反应物和产物的混合物所形成的烟雾光化学污染伴随臭氧浓度的升高碳氢化合物被氧化，生成醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等，PAN对人的呼吸道和眼对人的呼吸道和眼睛都有刺激作用一般将臭氧和PAN作为光化学污染的指标PM<10微米时，可以长时间在空气中漂浮，称浮尘，能通过呼吸道进入人体，又称可吸入颗粒物，（10微米沉积在上呼吸道，5微米进入呼吸道深部，2微米100%抵达肺泡和支气管）。

国务院总理温家宝2012年2月29日主持 召开国务院常务会议，同意发布新修订的《环境空气质量标准》，新标准增加了细颗粒物（ PM2.5）和臭氧（O3）8小时浓度限值监测指，2016年1月1日，全国实实施新标准PM>10微米时，称为降尘粉尘颗粒小，比表面积大，化学反应活性高，易吸附重金属和有机污染物空气污染指数 (Air pollution index)，二氧化硫、二氧化氮、PM10、一氧化碳、臭氧，2013年用环境空气质量指数（AQI）代替API 五、水和水溶液酸雨的危害：硫酸微滴凝结在一起形成大液滴，在形成颗粒尺寸约为颗粒尺寸约为1μm的气溶胶这些硫酸颗粒散射阳光，使能见度降低同时由于稳定好，所以可以顺风飘走，在较大范围内形成阴霾气溶胶颗。