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第1章 绪论1

1.1 化学发展史1

1.1.1 古代实用化学时期1

1.1.2 近代化学时期3

1.1.3 现代化学时期5

1.2 化学的概念及研究内容11

1.3 未来化学的地位和作用11

科学背景 门捷列夫与元素周期表14

第2章 化学与社会的关系17

2.1 化学的社会性17

2.1.1 化学的应用性和经济性17

2.1.2 中国近代化学的发展24

2.2 化学与社会的基本关系27

2.2.1 化学与社会的相互促进27

2.2.2 化学与社会的渗透与反渗透29

2.2.3 现代化学在社会中的地位和作用29

2.3 社会环境与化学发展32

2.3.1 社会生产力发展对化学的推动32

2.3.2 社会经济开发促进化学的发展34

2.3.3 军事竞争对化学的需求35

科学背景 我国最早的化学研究机构37

思考题38

第3章 化学与生命现象39

3.1 化学与生命现象的关系39

3.1.1 化学是生命运动的基础39

3.1.2 生命起源于化学40

3.2 人体中的化学41

3.2.1 人体中的化学元素41

3.2.2 人体中重要的有机化合物49

3.3 生命的本质62

3.3.1 遗传基因62

3.3.2 人类基因组计划64

3.4 化学与仿生学66

3.4.1 化学仿生学66

3.4.2 仿生酶67

3.4.3 仿生固氮67

3.4.4 仿生膜68

3.4.5 仿生昆虫信息素69

3.5 医药化学品与人类健康71

3.5.1 人类与医药的关系71

3.5.2 中药72

3.5.3 藏药76

3.5.4 化学药物78

3.5.5 基因工程蛋白质药物79

3.5.6 药物的发现80

3.5.7 合理用药84

3.5.8 耐药性问题研究87

3.5.9 新药的分类与开发过程91

科学背景 人工合成胰岛素93

思考题94

第4章 化学与能源95

4.1 能源对人类社会的作用95

4.1.1 能源与国民经济95

4.1.2 能源与人民生活96

4.1.3 能源与环境污染96

4.2 能源的分类97

4.3 化学能源的储存与转化99

4.3.1 原电池99

4.3.2 蓄电池100

4.3.3 燃料电池101

4.3.4 电池的回收102

4.4 一次化学能源103

4.4.1 煤103

4.4.2 石油104

4.4.3 天然气106

4.4.4 植物秸秆107

4.5 二次化学能源108

4.5.1 石油气108

4.5.2 煤气、煤油108

4.5.3 汽油、柴油109

4.5.4 甲醇、乙醇110

4.6 新能源的开发111

4.6.1 核燃料111

4.6.2 生物质能112

4.6.3 氢能115

4.6.4 沼气115

4.6.5 太阳能115

4.6.6 风能116

4.6.7 其他新能源116

4.7 能源发展与节能116

4.7.1 能源发展的战略措施116

4.7.2 节能122

科学背景 切尔诺贝利核泄漏事件124

思考题124

第5章 化学与环境125

5.1 环境和环境问题125

5.1.1 环境与环境系统125

5.1.2 环境问题125

5.2 水体污染及治理128

5.2.1 水体污染129

5.2.2 水质指标、水质评价131

5.2.3 水体污染的防治133

5.3 大气污染及防治134

5.3.1 大气的组成和影响135

5.3.2 光化学反应和自由基136

5.3.3 大气污染物及大气环境标准138

5.3.4 大气污染及治理方案139

5.4 土壤污染及防治145

5.4.1 土壤的组成、结构145

5.4.2 土壤的性质146

5.4.3 土壤污染及防治措施147

5.5 环境保护与可持续发展149

5.5.1 可持续发展的概念及其提出149

5.5.2 可持续发展的含义及举措150

科学背景 美国洛杉矶光化学烟雾事件151

思考题152

第6章 今日绿色化学153

6.1 绿色化学的兴起和原则153

6.1.1 绿色化学的兴起153

6.1.2 什么是绿色化学154

6.1.3 绿色化学的原则155

6.1.4 绿色化学与传统化学的区别157

6.2 各国政府对绿色化学的奖励和政策158

6.2.1 美国“总统绿色化学挑战奖”158

6.2.2 澳大利亚的绿色化学挑战奖163

6.2.3 英国的绿色化学奖163

6.2.4 意大利保护环境大学化学联盟奖励计划164

6.2.5 日本的绿色化学奖164

6.2.6 我国绿色化学的进展165

6.2.7 促使绿色化学诞生和迅速发展的重要事件166

6.3 绿色化学与技术的发展趋势166

6.3.1 酶催化与生物降解166

6.3.2 分子氧的氧化168

6.3.3 绿色能源169

6.3.4 可再生资源的利用175

6.4 典型的绿色化学品179

6.4.1 绿色水处理剂179

6.4.2 绿色涂料185

6.4.3 聚碳酸酯188

6.4.4 绿色溶剂190

科学背景 泰晤士河变清的启示194

思考题195

第7章 化学与材料196

7.1 材料与社会的发展196

7.2 无机非金属材料197

7.2.1 传统无机非金属材料198

7.2.2 新型无机非金属材料203

7.3 金属材料208

7.3.1 有色金属208

7.3.2 黑色金属210

7.3.3 金属的腐蚀和防护211

7.4 天然高分子材料213

7.4.1 纤维素213

7.4.2 木质素215

7.4.3 甲壳素和壳聚糖217

7.4.4 淀粉219

7.4.5 魔芋葡甘露聚糖221

7.4.6 蛋白质223

7.5 合成高分子材料224

7.5.1 高分子的定义、基本概念和分类224

7.5.2 高分子的结构和特性228

7.5.3 塑料、橡胶、纤维230

7.5.4 涂料与胶黏剂235

7.5.5 聚合物共混物238

7.5.6 极端和特殊条件下使用的高分子材料239

7.5.7 智能与仿生高分子材料243

7.5.8 绿色高分子材料249

7.6 博采众家之长的复合材料256

7.6.1 复合材料发展简史256

7.6.2 复合材料的定义和分类257

7.6.3 复合材料的应用及展望258

科学背景 莫瓦桑与人造金刚石259

思考题261

第8章 诺贝尔化学奖给人类的启迪262

8.1 诺贝尔生平简介262

8.2 诺贝尔奖概况263

8.3 诺贝尔化学奖267

8.3.1 化学各分支学科中获得的诺贝尔奖统计267

8.3.2 百年诺贝尔化学奖特点274

8.3.3 诺贝尔化学奖举例275

8.3.4 诺贝尔化学奖获得者的人才特点283

8.4 诺贝尔科学奖留下的遗憾285

8.5 中国科学家与诺贝尔奖288

8.5.1 华人科学家六次折桂289

8.5.2 中国科学家几次痛失获奖机会290

8.5.3 可惜不能给针灸发奖290

8.5.4 怎样才能获得诺贝尔奖：10大标准条件291

8.5.5 中国应该做些什么：10大行动纲领292

8.5.6 与其他国家比较，中国得诺贝尔奖有什么有利条件294

科学背景 针灸的历史与沿革294

思考题295

第9章 化学与科学技术296

9.1 科学的性质296

9.2 技术的性质298

9.3 科学与技术的关系299

9.4 科学技术的功能300

9.5 历史上的化学革命301

9.5.1 波义耳的化学成就301

9.5.2 燃素说及其命运303

9.5.3 原子与分子学说的诞生304

9.6 化学的负面效应305

9.6.1 DDT的负面效应305

9.6.2 人类首次使用化学武器306

科学背景 历史上首先发明的一种合成纤维——尼龙307

思考题309

附录 元素周期表310

参考文献312