初中化學(xué) 合成我們的未來(lái)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學(xué),是一門與材料、生命、信息、環(huán)境、能源、地球、空間、核科學(xué)等密切交叉和相互滲透的中心科學(xué),是發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新物質(zhì)的主要手段;瘜W(xué)作為一門“核心、實(shí)用和富有創(chuàng)造性”的科學(xué),在人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然、提高人類的生活質(zhì)量和健康水平、促進(jìn)其他學(xué)科發(fā)展、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步等方面已經(jīng)并仍然發(fā)揮著巨大的、不可替代的作用[1,2]。2001年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者名古屋大學(xué)的野依良治(R.Noyori)教授指出:化學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的中心,而合成化學(xué)則是化學(xué)的中心[3]。
合成化學(xué)區(qū)別于其他學(xué)科的最顯著特點(diǎn)就在于它具有強(qiáng)大的創(chuàng)造力,合成化學(xué)不僅可以制造出自然界業(yè)已存在的物質(zhì),還可以創(chuàng)造出具有理想性質(zhì)和功能的、自然界中不存在的新物質(zhì);合成化學(xué)通過(guò)與其他學(xué)科的交叉與融合,產(chǎn)生出了越來(lái)越多的跨學(xué)科前沿交叉新領(lǐng)域,為合成化學(xué)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇,同時(shí)也對(duì)合成化學(xué)本身在不同時(shí)空尺度上提出了更高的要求和更大的挑戰(zhàn),因此合成化學(xué)需要極高水平的科學(xué)創(chuàng)造力,以探索其無(wú)限的可能性。
1合成化學(xué)在現(xiàn)代化學(xué)中處于基礎(chǔ)和核心地位
世界是由物質(zhì)組成的,化學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)世界,因此化學(xué)是人類認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一。物質(zhì)的獲取除了來(lái)自天然以外,人工合成是更為重要的途徑。合成化學(xué)的發(fā)展史可以追溯至古代的煉金術(shù)和煉丹術(shù)。1828年德國(guó)化學(xué)家維勒(W??hler)用人工方法從無(wú)機(jī)物成功合成了尿素,標(biāo)志著有機(jī)合成化學(xué)的誕生。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái),合成化學(xué)在創(chuàng)造新物質(zhì)的過(guò)程中,催生、帶動(dòng)和促進(jìn)了諸多相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,為科學(xué)研究和新材料的來(lái)源等開(kāi)拓了新的領(lǐng)域。今天我們?nèi)粘I钪卸炷茉數(shù)闹T如合成氨、合成尿素、合成醫(yī)藥和農(nóng)藥、合成氣、合成油以及包括橡膠、塑料、纖維、陶瓷、分子篩、超導(dǎo)材料等合成材料,無(wú)一不同合成化學(xué)有關(guān)。
合成化學(xué)擔(dān)負(fù)著創(chuàng)造新物質(zhì)、新結(jié)構(gòu)和新功能的首要任務(wù),是化學(xué)科學(xué)的核心和基礎(chǔ),因此始終處于化學(xué)科學(xué)發(fā)展的前沿。其研究對(duì)象廣泛、化學(xué)過(guò)程復(fù)雜、結(jié)構(gòu)和性能需求多樣,為合成化學(xué)方法和理論發(fā)展提供了更大的空間和更高的要求,充分體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)的創(chuàng)造性;同時(shí),合成化學(xué)的發(fā)展為物質(zhì)結(jié)構(gòu)?螄功能關(guān)系的闡明以及結(jié)構(gòu)多樣性和優(yōu)異性能的新物質(zhì)制備提供了可能,是化學(xué)工業(yè)和醫(yī)藥、材料及能源工業(yè)的技術(shù)支撐,在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革和其他高新技術(shù)形成中起著關(guān)鍵作用。
1935年尼龍的合成,促進(jìn)了有機(jī)高分子合成化學(xué)的發(fā)展,并進(jìn)一步促使了合成塑料、合成橡膠、合成纖維等材料的誕生;有機(jī)合成化學(xué)是藥物和農(nóng)藥研發(fā)的源動(dòng)力,對(duì)于藥物化學(xué)和農(nóng)用化學(xué)品化學(xué)的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ);有機(jī)合成化學(xué)實(shí)現(xiàn)了生命物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核糖核酸、多糖等的人工全合成,并通過(guò)不斷地與生命科學(xué)領(lǐng)域的交叉融合,促進(jìn)了化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,并不斷向合成細(xì)胞和生命體系等挑戰(zhàn);無(wú)機(jī)合成化學(xué)為廣泛應(yīng)用的新型無(wú)機(jī)材料,如耐高溫、耐高壓、耐低溫、光學(xué)、電學(xué)、磁性、超導(dǎo)、儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換以及納米材料等的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的天地,這些材料的發(fā)展更進(jìn)一步帶動(dòng)了催化領(lǐng)域(如合成氨、石油煉制等)的發(fā)展,合成化學(xué)提供的新材料,使空間技術(shù)、原子能工業(yè)、海洋資源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域得到進(jìn)一步發(fā)展。
總之,合成化學(xué)不僅可以仿制自然界少量存在的物質(zhì),而且更重要的是能創(chuàng)造更多自然界中不存在的物質(zhì),對(duì)科學(xué)的發(fā)展和人類的進(jìn)步起著非常重要的作用。因此,合成化學(xué)是化學(xué)的中心,是有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)、高分子化學(xué)、材料化學(xué)等學(xué)科的核心。
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