첫째, 화학이란 무엇입니까?
화학은 실천적이고 창조적인 과학이며, 인류의 생활을 더욱 아름답게 하는 과학이며, 사회의 요구에 적응하는 중심 과학이다. 화학과 다른 학과 간의 상호 작용, 상호 침투, 상호 촉진, 상호 종합은 화학 연구와 화학 이론의 발전을 촉진할 뿐만 아니라 수학, 물리학, 생물학, 천문학, 지질, 재료 과학 등 다른 자연과학의 발전을 촉진하고 추진한다. 그렇다면 화학 연구의 대상은 무엇일까?
자연계의 모든 것은 천체, 행성에서 미생물에 이르기까지 무생물이든 생명이 있든, 각종 화학 원소로 이루어져 있다. 물질마다 성분과 구조가 다르기 때문에 성질이 다르다. 화학은 원자와 분자 수준에서 물질의 구성, 구조, 성질, 응용 및 상호 변환 법칙을 연구하는 과학이다.
둘째, 화학 과학의 형성과 발전
1, 고대 화학의 출현
불은 인류가 접촉한 최초의 화학 현상이다. 불의 발견과 이용은 화학 조작을 위한 대문을 열었다. 불의 사용은 만물의 기원에 대한 인류의 사고 (고대 그리스 철학과 동양 신비주의) 를 결합한 실용적인 화학 기술 지식을 만들어 연금술을 만들어 현대 화학의 생성과 발전의 기초가 되었다. 연금술사의 오랜 실천으로 사람들은 많은 천연 광물을 알게 되었고 화학 실험의 경험을 쌓았다. 그러나 야금과 의학의 실용적인 목적에만 국한되며 물질과 그 화학적 변화를 탐구하는 것을 목적으로 하지 않는다.
2. 현대 화학의 설립
16 부터 17 까지 이 세기는 화학 발전의 중요한 전환점이다. 166 1 Boyer 의 회의파 화학자들은 화학연구의 목적은 물질의 본질을 인식하고 관찰된 사실을 수집하고, 전문적인 실험을 통해 사물의 변화의 법칙을 발견하고, 독립된 학과로 발전하여 물질 세계 화학 변화의 신비를 탐구하는 것이라고 생각한다. 연금술에서 현대 화학으로의 전환을 실현하였다.
1777 년 라바시가 연소산화 이론을 제시했고, 1789 년' 화학대강' 에서 산소 중심의 연소산화 이론을 체계적으로 논술했다. 이것은 화학적으로 첫 번째 과학적 화학반응 이론으로 당시 알려진 33 가지 원소의 첫 번째 화학원소표를 나열한 것이다. 그는 또한 질량 보존의 법칙을 제시했다. 1808 도르턴은 거시경험법칙과 물질이 원자로 구성된 미시적 개념을 연결시켜 원자량의 개념을 처음 도입함으로써 화학이 정량발전의 단계에 들어섰다. 한편, 백길리우스는 대량의 원자량 측정과 원소 기호 제정에 종사했다. 18 1 1 년, Avon Gadereau 는' 물체 중 원자의 상대적 질량과 원자가 화합물에 들어가는 비율을 결정하는 방법' 이라는 논문을 발표하고 처음으로 분자가설을 제시했다. 1896 년 멘델레프는' 원소속성과 원자량의 관계' 와 첫 번째 원소주기율표를 발표했다. 19 세기 후반까지 화학의 네 가지 분야, 즉 무기화학, 유기화학, 분석화학, 물리화학이 연이어 형성되어 근대화학이 체계화되었지만 전체적으로 여전히 경험과학의 범주에 속한다.
3. 현대 화학의 발전
19 년 말 20 세기 초 물리학의 X 선, 방사성, 전자의 3 대 발견은' 원자불가분, 원소가 변하지 않는다' 는 전통적인 관념을 돌파했다. 플랑크의 양자론과 양자역학, 아인슈타인의 광자론과 상대성 이론, 그리고 일련의 물리 실험 기술의 응용, 거시세계에서 미시세계까지 자연을 인식하는 인류는 전체 화학과학이 견고한 이론적 기초를 가지고 있을 뿐만 아니라, 믿을 만한 실험 수단도 가지고 있다. 이에 따라 현대화학은 기초이론이든 실제 응용이든 주목할 만한 성과를 거두었으며, 그 발전 속도와 연구 분야의 폭은 그 어느 때보다도 훨씬 더 컸다. 화학과학은 질적 묘사과학에서 양적 정밀 과학으로 전환될 뿐만 아니라 학과 발전에서 고도의 분화와 종합을 보여준다. 더 중요한 것은 화학이 전통 학과 개념과 인접 학과의 침투와 교차점을 돌파해 강한 생명력을 보여 준다는 점이다.
KLOC-0/9 세기의 화학은 원자 세기라고 할 수 있다. 20 세기에 물리학의 새로운 사상, 새로운 개념, 새로운 성과를 통해 화학 연구는 분자 수준으로 옮겨갔고, 화학은 분자 과학이 되었다.
셋째, 2 1 세기의 화학 전망
20 세기는 과학이 급속히 발전하는 시대이다. 화학은 자연과학의 기초학과 중 하나로 현란한 100 년을 겪었다. 화학 과정에 기반한 물질 생산이 비약적으로 발전하여 우리 지구촌의 모든 측면에 깊은 영향을 미쳤다. 오늘날 고도의 물질문명은 화학과 불가분의 관계에 있다. 하지만 화학자들이 금세기의 휘황찬란함을 자랑스럽게 회고할 때, 사회는 화학물질을 두려워하고 화학을 자신의 직업으로 선택하는 사람이 점점 줄어들고 있다. 일부 다른 분야의 과학자들은 화학과학이 잘 발전했다고 생각하는데, 다른 과학자들은 화학이 해체되고 있고 화학은 독립된 과학으로 사라지고 있다고 생각한다.
1980 년대 이후, 일부 화학자들은 화학자들이 자신의 분야에만 지나치게 국한되어 있다고 생각하기 시작했다. (윌리엄 셰익스피어, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자) 화학과학을 발전시키기 위해서는 화학자가 반드시 순화학에서 벗어나 각 학과를 기초로 종합적으로 발전하는 대과학에 들어가야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자) 동시에, 큰 과학은 화학을 요구하고 있습니다. 생명과학, 재료과학, 환경, 에너지, 정보과학에서 화학에 많은 도전을 제기하고 있습니다. 화학의 새로운 발전이 필요합니다. 화학자들이 점점 더 적극적으로 참여해야 합니다. 복잡한 체계, 극단적인 조건, 개관, 불균형상태 등 많은 새로운 문제를 해결하다. 20 세기 초 화학 발전의 몇 가지 중요한 측면은 화학반응역학, 분자인식, 분자간 약한 상호 작용, 분자집결화학, 합성과 조립화학 등이다. 다음은 현대 화학 프론티어의 몇 가지 측면을 간략하게 소개합니다.
1, 나노 화학 및 단일 분자 화학
화학과 물리학의 관점에서 볼 때 나노 입자의 성질은 심상치 않다. 그 표면의 원자나 분자의 비율이 비정상적으로 크기 때문이다. 그 특수한 광학, 전기, 촉매 성질, 특수한 양자 효과에 대한 연구는 줄곧 사람들의 관심을 받고 있다. 우리나라의 저명한 과학자 첸쉐썬 () 는 일찍이 199 1 에서 예측했다. 나는 나노와 나노 구조가 다음 세기의 발전 중점이자 기술혁명으로 2 1 세기의 또 다른 산업혁명이 될 것이라고 생각한다.
한편, STM /AFM 및 사진 기술을 통해 단일 분자 수준에서 많은 새로운 현상과 특수 효과를 관찰할 수 있습니다. 이러한 새로운 현상과 효과의 폭로는 일부 과학적 문제의 돌파구로 이어질 수 있습니다.
원소와 우주의 기원과 진화.
원소는 만물의 근본이며, 줄곧 화학 연구의 주요 대상이었다. 오늘날 원소와 그 화합물에 대한 인식은 점점 체계화되고 이론화되고 있지만, 원소 자체의 기원과 진화는 여전히 탐구할 만한 과제로 남아 있다. 우주 화학은 지구 밖의 행성을 연구하는 화학이다. 우주 기술의 발전으로 달, 화성 및 기타 외계 물질에 대한 분석과 연구가 이뤄졌으며, 이는 원소의 기원과 우주의 기원을 연구하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 지구 밖의 행성을 개발하는 데도 도움이 된다.
3. 생명의 기원과 진화
생명과학은 이미 분자 수준에 들어갔고 화학과 합성 연구의 참여가 필요하다. 신호전도에 대한 인식과 조절, 현대 핫스팟의 유전자 조절은 각종 생물 대분자와 소분자의 합성에 직면할 것이다. 예를 들어 1999 노벨 화학상을 받은' 펨토초 화학' 은 화학반응의 이치를 구체적으로 알 수 있을 뿐만 아니라 생명운동의 세부 사항을 관찰하고 생명의 본질을 밝혀낼 수 있다. 엥겔스는 "생명의 기원은 화학적 수단을 통해 이뤄져야 한다" 고 예언했다. 화학의 엄청난 발전은 이런 방식의 존재를 증명한다. 원자-무기분자-유기분자-생물대분자-원시생명의' 화학진화' 과정으로 요약할 수 있다. 화학자들에게 다음 세기의 가장 큰 도전은 생명을 창조하는 것이다.'' 자기복제, 자기조직, 심지어 생물학의 체계를 발전시킬 수 있다'' 미국 과학협회 회장은 화학이 생명을 창조하는 가장자리에 있다는 견해가 고립되어 있지 않다고 생각한다. 조건이 적절한 한, 어느 곳에서든 화학 진화는 반드시 생물 진화로 바뀌어야 하는데, 이것은 이미 논리적인 필연적인 결론이 되었다. 현재 과학자들은 생명의 과정을 화학적으로 연구하여 생명 중 분자반응의 법칙을 밝히고 파악함으로써 점차 합성생명의 위대한 목표를 실현하고 있다.
4, 합성 화학
과학 발전의 관점에서 볼 때, 합성화학은 화학의 핵심이며, 미래의 화학자들이 세계를 개조하고 사회적 부를 창출하는 가장 강력한 수단이다. 새로운 합성반응을 만드는 것은 줄곧 화학 분야의 핫스팟이었다. 세계의 모든 과학기술의 발전은 합성제비화학과 불가분의 관계에 있으며, 합성제비화학은 그것들에게 물질적 기초를 제공하고 보장한다고 할 수 있다. 지난 200 년 동안 화학자들은 많은 천연화합물을 발견하고 합성했을 뿐만 아니라 대량의 비천연화합물을 인공적으로 제조해 왔다. 인류 사회의 모든 화합물 수는 이미 2230 만 명에 달했다 (1999 65438+ 2 월까지). 그리고 그 증가 속도는 90 년대 이전의 연간 60 여만종에서 오늘날의 1 만종으로 증가했다. 2 1 세기의 도래와 첨단 기술의 급속한 발전으로 합성 화학자들은 새로운 구조와 새로운 기능을 갖춘 화합물을 더 많이 제공해야 하며, 이를 바탕으로 분자 스위치, 분자 칩 등과 같은 다양한 기능을 갖춘 분자 집합체를 설계하고 조립해야 한다. 동시에 화학자들은 오늘날 응용에서 나타나는 각종 화학물질을 더욱 구체적이고 효율적이며 경제적이며 친환경적으로 합성할 것을 절실히 요구하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자, 화학자)
재료과학의 진보는 우선 신소재의 합성과 제비여야 한다. 예를 들어, 플루토늄 구리 도자기의 제비는 고온 초전도의 혁명과 도약을 불러일으켰다. 신기한 전도성 중합체 (경량, 유연성, 저렴한 가격, 전도성이 강한 특성) 는 접이식 TV, 몸에 착용한 컴퓨터, 야광 벽지, 박막 태양전지 등이 나타날 수 있다. 우리 세상을 바꿀 것입니다. 이에 따라 2000 년 노벨 화학상은 미국 과학자 헤이그, 맥딜미드, 일본 과학자 백천영수를 수여했다. C60 이 획득됨에 따라 사람들은 새로운 탄소 분자 구조를 인식하기 시작했고 나노튜브를 포함한 새로운 매력적인 재료 화합물을 제공하기 시작했다. 그리고 성간 먼지 연구는 C60 이 우주에서 가장 오래된 분자일지도 모른다는 것을 증명했다. 그렇다면 그들은 어떻게 세계의 모든 것을 구성합니까? C60 에 의한 연상은 사람들이 더 높은 과학의 최고봉에 충격을 주도록 동기를 부여하고 있다고 할 수 있다. 따라서 1996 노벨 화학상은 영국 과학자 크루토와 미국 과학자 스몰리와 콜에게 수여되었다.
넷째, 고등학교 화학 학습에 대한 4 가지 이해
1, 개념 파악, 내포 외연을 깊이 파다
화학은 물질과 에너지 변화와 관련된 과학이자 물질을 직접 인식하고 개조하는 과학이다. 그것은 각종 물질의 화학 변화 법칙을 연구하는데, 많은 법칙이 개념 사이의 관계에 반영되어 있다. 따라서 개념을 익히는 것이 화학을 잘 배우는 관건이다. 한 개념의 경우 객체, 전제 조건 또는 가정, 표현 및 다른 개념과의 관계가 포함됩니다. 예를 들어, 가스 몰 부피의 개념은 표준 조건 하에서 22.4 리터/무어로 표현된다면 가스에 것이다. 표준 조건 하에서 기체의 무어 부피에 밀도를 곱한 것은 기체의 무어질량과 같다. 이것은 다른 개념과의 관계 중 하나이다. 개념을 사용할 때는 반드시 대상, 전제 조건, 표현이 정확한지, 그 조건과 적용 범위, 구체적인 상황을 구체적으로 분석해야 한다. 또한 개념의 확장과 발전도 이해해야 한다.
본질을 파악하고 양적 변화의 법칙을 파악하십시오.
어떤 법칙에도 양적인 관계가 포함되어 있다. 양이 없는 관계라면 법칙이 없다. 양적 관계를 이해하지 못하면, 규칙을 진정으로 파악할 수 없다. 화학 계산은 종종 학생들이 두통이나 두려움을 느끼는 일이다. 사실 화학계산의 난점은 계산이 아니라 화학개념과 화학변화의 본질에 대한 분석과 이해에 있다. 어떤 화학반응에서도 반응물과 산물은 일정한 양적 관계에 따라 진행된다. 화학반응의 본질은 반응물을 구성하는 입자 (원자와 이온) 를 재조합하여 새로운 물질을 만드는 것이다. 이 과정에서 원자의 종류와 수량은 변하지 않는다. 그래서 화학반응을 분명히 분석하기만 하면 반응 과정에서 얼마나 많은 유효 입자가 발견되었습니까? 그들은 어디에서 왔습니까? 어디 갔었어요? 물질의 양을 핵심으로 하는 일련의 물리량 및 관련 개념을 이용하여 화학 계산 문제를 빠르고 정확하게 해결하다.
연상을 배우고 사고력을 기르다
화학은 물리학 생물학 등 관련 학과를 바탕으로 중학교 3 학년까지 시작되지 않았다. 화학의 학습과 연구에서 각종 현상에 대한 분석, 구성에 대한 판단, 구조에 대한 추리를 통해 물질과 그 변화의 법칙을 이해해야 하는 경우가 많다. 화학 지식의 모든 부분은 밀접하게 연관되어 있다. 새로운 지식은 낡은 지식을 바탕으로 발전한 것이고, 새로운 지식은 낡은 지식에 의지해야만 깊이 이해할 수 있다. 그리고 생활 곳곳에 화학이 있다. 따라서 학습에서는 지식의' 성장점' 을 정확히 찾는 법을 배우고, 비슷한 연상, 관련 연상, 비유연상, 대립연상, 종속 연상을 활용해 Lenovo 의 날개를 남김없이 펼쳐야 한다. 그래야 장단을 보충하고 배운 지식을 체계화, 구조화, 네트워킹할 수 있다. 동시에 화학지식을 배우고 구체적인 문제를 해결하는 과정에서 사고능력을 키우고 향상시킨다.
4, 실습 실험, 실습 능력 향상
화학은 실험에 기초한 과학이다. 화학 역사상 많은 유명한 화학자들이 인류에게 큰 기여를 할 수 있었던 것은, 그들이 실천하고 실천하는 데 능숙한 정신 외에도, 그들이 혁신적이고 부지런한 정신에 달려 있었다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 과학명언) 중학생이 학교에서 공부하는 화학 지식과 실험 기술은 선인의 실천 경험의 귀중한 결정체이다. 과학자들이 하는 과학 실험과는 다릅니다. 그러나 디자인 실험, 몸소 실천, 관찰 현상, 사실과 경험 축적, 분석 종합은 이미 있는 사실, 추상적인 개괄으로 과학적 결론을 도출하고, 분석과 문제 해결 능력을 키우고, 과학적 태도와 과학적 소양을 키우고 향상시키는 등 과학자들의 과학 실험과 많은 유사점이 있다. 그러므로, 화학 학습에서, 우리는 화학 실험을 매우 중시해야 한다. 각종 실험의 특징에 따르면 목표가 명확한 전제 하에 점진적으로 실천을 진행하고, 관련 반응 원리, 장치 특성 및 조작 절차를 파악하고, 공통 기기 및 시약 사용, 실험 현상의 관찰 및 기록, 실험 데이터의 분석 및 처리, 실험 장치 약도의 간단한 그리기 등의 기술을 습득한다. 실험을 바탕으로 한 관점을 확고히 세우고, 실험을 통해 원소화합물의 지식을 기초이론 지식의 학습과 연결시켜 화학실험이 감성적 인식을 제공하는 직관적인 수단일 뿐만 아니라, 화학의 흥미를 불러일으키고, 과학적 태도와 혁신정신을 키우고, 과학적 방법을 훈련하고, 실천능력을 향상시키는 효과적인 경로와 방법이다.