化学建筑师课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,,,单击此处编辑母版标题样式,,,,*,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,化学建筑师：,,凯库勒？范特霍夫！鲍林···,化学史系列谈之七,授课老师：汪朝阳,1,一、苯环结构：凯库勒、洛斯密德？,1、凯库勒生平,2、苯环结构学说,3、凯库勒的其他成就,4、谁是真金？,凯库勒,2,,——1829年生于德国，贵族血统——中学擅长数学和制图，,天才的建筑师,,——1847年吉森大学学建筑，一年后,拜师,李比希,（破案故事：教材P100）,——巴黎留学于,杜马,、,日拉尔,1、凯库勒生平,①,弃建筑学转化学：,当时，受,李比希的影响,而放弃原来志愿、并,改学化学,的人，并非只,凯库勒,一个，还有以前学习法律、后来成为,染料化学和染料工业奠定人,的,霍夫曼,另外，,马里那克,也是其中的一个，他是从数学转学化学的；,艾伦迈尔,也是这样，他以前的志愿是医学3,,——1852年博士、大学助教，后伦敦医院工作——1856年,李比希,、,本生,帮助下，回大学任讲师,,,李比希,“,大规模生产,”之前，博士找工作不难，且,2-3,年后可升至教授,——,这也难怪当年,凯库勒,亲人们为什么不赞成他,改行,了,——,如何看待和应对,学历贬值,与,时代进步,？！,1、凯库勒生平,①,弃建筑学转化学：,本生,（1811-1899）,,4,,——1858年,比利时,根特大学教授，此期间提出,碳四价理论,和,碳链学说,而开始出名,,——1860年组织,第一次世界化学大会,,——1865年“梦”见,苯环结构,而威震江湖,,——1867年德国波恩大学化学教授，创立,波恩学派,,——1877年波恩大学校长,,——1896年去世（67岁）,1、凯库勒生平,②,一梦成名：,5,,凯库勒与波恩学派,6,,①,提出,：,,当年调转专业曾受家人的激烈反对——以建筑学的观点研究化学——先四价学说、碳链学说，后做梦而环——交叉学科、,交叉思维,的成绩——,考研专业,2、苯环结构学说,②,意义,：,,理论上促进了化学理论的发展——应用上促进了,煤焦油化学工业,——炼焦工业和煤气工业的公害——苯环结构学说的提出指导了染料、药品、炸药等有机产品的进一步合成,7,,合成染料工业：,,1856年,柏琴,意外合成第一个人工染料,苯胺紫,——1857年合成染料工业开始建立——1858年,A.W.霍夫曼,碱性品红——1869年第一种天然染料茜素被合成——1882年,拜耳,合成靛蓝——1884年刚果红染料——19世纪后半叶“,化学工业王冠,”,苯环结构学说的影响,染料化学和染料工业奠定人,,——A.W.霍夫曼,,（由学法律改投李比希门下）,8,,医药化工：,,芳香族化合物为原料,,——1859年,柯尔贝,合成,水杨酸,,——1889年,F.霍夫曼,合成,阿司匹林,,——1911年“六零六”,,——1932年偶氮染料百浪多息具有抗菌作用，1935-1944,年,磺胺类药物,苯环结构学说的影响,9,,炸药的合成：,1846年硝酸纤维素（炸药、人造纤维）——1868年硝化棉火药，奠定近代炸药的基础——1846年,硝化甘油,（炸药、治疗心机绞痛药物），1867年,诺贝尔,安全硝化甘油——1863年TNT——苦味酸,苯环结构学说的影响,10,,①,除结构学说（碳四价、碳链、苯环）等重大理论成就外，还有关于重氮化合物、偶氮化合物的实验研究。

②,化学教育大家：创立波恩学派——编辑《有机化学教科书》，创“芳香族化合物”之名③,1860年发起组织第一次世界化学大会1895年，凯库勒由德皇威廉二世封为,贵族,——,1896年7月13日病故后，为了纪念这位杰出的有机化学家，德国染料工业界于1903年在波恩大学为凯库勒建立了一座,铜像,，正对化学系大楼3、凯库勒的其他成就,11,,4、谁是真金？,①,迟来的争议：,,——1989年化学史坛地震,,——1861年洛斯密德自费出版了晦涩难懂的《化学研究》一书，其中涉及许多分子结构式，提出芳香化合物的环状符号,,——1865年读过该书的凯库勒,沽名钓誉,？,,——130年后一场,苯环结构创始人,之争,,（教材P106-107，还涉及法国化学家,劳伦,）,12,,②,洛斯密德生平：,——1821年生于捷克农村——少显天赋，牧师极力怂恿其父母送其上高中,,——大学毕业自开化学公司——后其他化学公司打工,,——1854年维也纳中学教师，教化学和物理，期间出版《化学研究》,,——1866年受人极力推荐进维也纳大学任讲师——1868年副教授,,——1875年正教授——1877年物理系系主任——于本科学历极不寻常——1895年去世（74岁）,13,,4、谁是真金？,③,才华杰出：,,——洛斯密德对有机分子结构的描述（如重叠键表示双键、三键，环丙烷问世21年前预言其存在，芳香环分子模型），与现代分子模型理论惊人相似,,——“要是凯库勒能够认识到并且承认洛斯密德的天赋，那么，分子模型的理论也许会早一个世纪与我们面世。

——阿佛加德罗常数的计算推导,,14,,4、谁是真金？,④,是金子总是要闪光的：,,——洛斯密德一生为人谦逊、淡泊名利——高尚的品德推迟了优先权的争议,,——130多年来凯库勒生前死后风光无限，而洛斯密德在有机化学界依然默默无闻,,——事隔一个多世纪，探其是非曲直是因为“这（苯环结构）是十九世纪最伟大的成就之一，通过X射线和核磁共振谱分析证实了分子结构确实象模型所展示的那样”15,,二、立体化学学说：范特霍夫、勒贝尔,1、范特霍夫生平,2、立体化学的产生,3、范特霍夫其他主要成就,4、勒贝尔,范特霍夫,16,,父子之争,先见之明,诗歌之恋,实验之差,名师之言,成名之作,博士论文,,求职之路,伟人之母,1、 范特霍夫生平,17,,——1852年生于荷兰鹿特丹一个医生之家——神童——小学受化学教师的影响而喜欢化学,,——法律（政界）与化学（理科）争执，前途折衷先学工科（父亲有先见之明？）,,——1869年入高等工业专门学校学应用化学父子之争：,,1、 范特霍夫生平,18,,先见之明,：,,——假期糖厂实习后觉得毕业后做技师无趣，志于改学理论化学，努力学习提前一年毕业（,态度决定人生,）,,——1871年入莱顿大学学数学——范特霍夫认为先学物理学和高等数学可以为学好化学做准备,,——,数学才能,和,浪漫风格,是范特霍夫以后成功的两大支柱，分别对应着其成名的两大学科领域,1、 范特霍夫生平,19,,诗歌之恋：,,——大学期间深爱文学，尤其作诗,,——自己的诗集请一位诗人评论，诗人回信“看了这些就知道你缺乏古典语言知识。

——从此，决心专攻化学，但学余仍爱拜读拜伦、海涅等人的诗，,不屑,于学究的生活方式,,——化学史上,爱好文学,还有门捷列夫，,写诗歌,的名家还有,戴维,、,R.霍夫曼,（1937-）1、 范特霍夫生平,20,,实验之差：,,——专科期间很有创造性，但实验技术很笨拙——志于改学理论化学另一原因,,——1872年转学到波恩大学学化学,,——老师与同学眼中默默无闻，甚至不擅长实验而为人,笑柄,——成名之后大惊同窗,,——贵在,扬长避短,,1、 范特霍夫生平,21,,名师之言：,,——拜师,波恩学派,，范特霍夫对先生万分崇拜，导师凯库勒对他毫无留心,,——范特霍夫未引起注意，非,凯库勒,偏心,,——1874年辞别导师，凯库勒建议“不要忙于求职业，还是在较有名声的大学里继续深造的好——听从名师良言，巴黎留学于法国结构化学权威,武兹,的实验室，偶然认识同样浪漫诗人风度与远大理想同学,勒贝尔,1、 范特霍夫生平,22,,成名之作：,,——半年后因弟弟求学需要，1874年6月不得不中断留学生活而早日取得博士学位自谋生计,,——1874年9月提出,碳四面体假说,以荷兰文发表（22岁），,影响面,很小,,——1875年以法文出版其立体化学方面的论文，内容引起争议,,——1876年底，德文版《空间的化学》出版后，一夜闻名。

1、 范特霍夫生平,23,,博士论文：,,——1874年12月以在波恩大学实验室的工作通过博士学位,,——博士论文不是,成名,之作，内容一般，但于,谋生,有利,,,——科学史上带有划时代意义的理论，往往是不易通过,学位审查,这一关的1、 范特霍夫生平,24,,——1875年开始找,中学教师,职业——论文一石千浪，职业,一年零二个月,无着落,,——1876年3月荷兰国立兽医学校任物理化学助教,,——1877年莱比锡大学名教授,柯尔贝,猛烈攻击范特霍夫的理论为“飞马行空”的幻想，“兽医学校中可能有优良种马”，经此“,炒作,”名气更大,,——1877年9月阿姆斯特丹大学化学讲师——1878年10月,化学教授,（25岁，求职2年半后）——发表“科学与幻想”的就职演说，竭力推崇,科学想象力,求职之路：,25,,伟人之母：,,——1887年与,奥斯特瓦尔德,合编的《物理化学杂志》创刊，共同创造了,物理化学,学科,,——1896年出国任柏林大学名誉教授,,——1901年获,首届,诺贝尔（,Nobel,）化学奖，应其母之言用之于高尚的（,Noble,）慈善、教育等事业,,——,亲自送牛奶,的牧场化学家,（教材,P114,）,,——1911年因肺结核去世（59岁）,1、 范特霍夫生平,26,,2、 立体化学的产生,有关立体化学产生的著名化学家,碳四面体学说的提出,系统性和坚定性,难得的佳话,27,,——1848年,巴斯德,拆分外消旋酒石酸,有关立体化学产生的著名化学家：,2、 立体化学的产生,巴斯德,,（,上、左,——师范、生物）,28,,——1874年碳四面体学说,有关立体化学产生的著名化学家：,2、 立体化学的产生,在理解,范特荷夫,的立体化学理论方面曾有这么一个,哲学故事,：,,按照范特荷夫的发现，,甲烷分子,是一种,正四面体,的立体结构，每个面上顶角为109度。

有位学生对老师说：“在实验室里，当这种气体通过一段玻璃导管吹到手背上，那种,轻柔的感觉,怎么也无法想象出它的,立体结构,范特荷夫笑了，他,风趣,地告诉学生：,,“,个体和群体的差异,是无法靠想象来判断的当你在夏天的海滩边，躺在沙滩上，尽情地往身上撒着细细的沙子，享受阳光和闲暇时，你不会想到每一粒沙子在,显微镜,下，会有那么多锋利的角29,,——,E.费歇尔,糖类异构研究（1902年第二届诺贝尔,化学奖,得主）,有关立体化学产生的著名化学家：,2、 立体化学的产生,E. 费歇尔,,（Email Fischer，,,1852-1919）,30,,——1885年,拜耳,张力环理论（1905年第五届诺贝尔,化学奖,得主）,,,——1890年，萨赫斯环己烷的无张力环概念,,——1925年，哈沃斯（W H Haworth）构象概念,,——1950年以后，巴顿（D H R Barton）提出和发展了“构象分析”概念有关立体化学产生的著名化学家：,拜耳,,（Adolf von Baeyer，,,1835-1917）,31,,碳四面体学说的提出：,,——1874年初巴黎相逢时类似的风度与雄心,,——1874年9月范特霍夫发表后二个月，勒贝尔也发表了类似的论文——类似地也只有11页,,——两人分别独立地提出了划时代的里程碑，但,时间上,范特霍夫早二个月,,,（具体过程参考教材P110-112）,2、 立体化学的产生,32,,系统性和坚定性：,,——范特霍夫的理论更系统、更清楚,,——1877年受到,柯尔贝,批评时，,勒贝尔,畏缩了，甚至企图否认自己的观点,,——,范特霍夫,没有,,,——,德布罗意波,的提出,2、 立体化学的产生,德布罗意≥,33,,难得的佳话：,,——二人从未因为碳四面体学说的,优先权,有过争议,,——1887年第二次出版《空间的化学》，范特霍夫在卷头插入了给勒贝尔的,献词,。

2、 立体化学的产生,物理化学,“三剑客”之一,：,,范特霍夫,（下面讲）,34,,,物理化学,创始人之一：,,——1884,年化学动力学研究,,——1885-1886,年间稀薄溶液理论,,,（具体过程参考教材,P112-115,）,3、范特霍夫的其他主要成就,物理化学,“三剑客”,之二,：,,阿伦尼乌斯,,（Svante August Arrhennius，,,1859-1927）,,35,,其贡献涉及三大领域，每一个领域的成就足以使其成为大化学家,——,关键的天才时期,1874-1887,年（,22-35,岁）,——,论资排辈,3、范特霍夫的其他主要成就,物理化学,“三剑客”之三,：,,奥斯特瓦尔德,（右，其与阿累尼乌斯在一起）,36,,——,1847年生,,——技术学校毕业后在A.,巴拉尔,和A.,武兹,处工作,,——1874年独立发表立体化学学说论文,,——1930年去世,,——法国有机化学家——研究立体化学和石油生产中的化学问题,4、 勒贝尔,J A Le Bel,,（1847-1930）,,37,,现代化学结构的奠基人：鲍林···,1、理论有机化学的发展,2、鲍林生平,3、鲍林主要成就,4、鲍林与中国理论有机化学,38,,,结构化学、有机化学、物理化学的融合,——,结构有机化学、物理有机化学、量子化学,,,苯环结构理论,：,1931,年,休克尔,分子轨道法,——1931-1933,年,鲍林,共振论,1、 理论有机化学的发展,休克尔（1896-1980）,,39,,家境困难：,,——1901年生于,美国,俄勒冈州波特兰市——父亲药剂师，开药房,,——自幼爱好化学——9岁丧父,,——1917年入,俄勒冈州农学院,化学工程系,,——由于母亲病重、家境困难而退学，于1919-1920年在该学院当定量分析教师的助手。

2、鲍林生平,鲍林,,（,1922,年毕业照）,40,,名师指点：,,——1922年本科毕业后考取加里福尼亚理工学院中著名物理化学和分析化学家诺伊斯的,研究生,，自称是一生中最幸运的一年,,——1925年获博士学位，导师十分赏识——1926-1930年间二度赴欧洲著名科学家如,薛定谔,、,玻尔,、,布拉格,等的实验室游学,,——1927年,回母校,执教2、鲍林生平,41,,成就不断：,,——1928年提出鲍林规则,,——1931年晋升教授（30岁），创立杂化轨道理论,,——1931-1933年提出共振论,,——1932年提出电负性标度,2、鲍林生平,42,,成就不断：,,——1933年，美国科学院最年轻的院士（32岁）,,——1951年与柯里合作研究氨基酸与多肽，提出蛋白质,α,-螺旋体模型2、鲍林生平,鲍林和他所提出的蛋白质模型,,43,,梅开二度：,,——1954年因研究化学键获,诺贝尔化学奖,,——1962年因维护世界和平反对非正义战争获,诺贝尔和平奖,,——唯一一位单独两次获得诺贝尔奖的人,,——1994年去世（93岁）,,,——长寿秘诀是吃,V,C,——,舌战群儒！,2、鲍林生平,44,,,科研方面,：到1968年为止，发表论文350篇——研究主要涉及化学键的本质（如上所列）——1932年预言惰性气体可以与其他元素化合——1962年为第一个惰性气体化合物XePtF,6,所证实。

教育方面,：和著名画家R.海沃得合著出版有《分子建筑术》，受到国际出版界和科学界好评，英国《Nature》杂志称之为“一件迷人的艺术品”3、 鲍林主要成就,45,,①,1973年、1981年鲍林两次来中国访问和讲学——北京大学量子化学家,唐有祺,（院士）为鲍林博士生——中国科学院福建物质结构研究所,卢嘉锡,（1915-2019）,院士受过鲍林指导,,②,唐敖庆,院士,（1915-2019）,：提出分子轨道图形理论——吉林大学化学系——著名量子化学家和,化学教育家,,③,蒋明谦,院士,（1910-2019）,：提出有机物同系线性规律——国外称蒋氏（蒋-戴）定律——中国科学院化学所教授,4、鲍林与中国理论有机化学,,（教材P121-122）,46,,1．写出下列物质（或元素）的化学式（或常见代号），并写出一句与之相关的话：,,铂 苯 甲烷 维生素C,,2．苯环结构学说有何意义？简述其提出年代前后煤焦油工业（染料、医药、炸药）的发展概况3．凯库勒、范特荷夫的思维方式各有何特点？给我们什么启示？,,4．从范特荷夫的时代背景和其求职历程，谈谈你对知识贬值和就业前景的看法。

本讲思考题,47,,5．简述立体化学（碳四面体学说）的诞生过程，并谈谈你对权威的看法6．从理论有机化学的发展史，说说有机化学、结构化学、物理化学三者之间的关系？谈谈你的大学化学系各门课程设置目的的理解和学习后的整体感受（该问大学毕业时再做，如果还记得的话）7．两次独立荣获诺贝尔奖的男性科学家是,,本讲思考题,48,,docin/sanshengshiyuan,,doc88/sanshenglu,,,,更多精品资源请访问,。