第1章緒論1

1.1化學(xué)的起源與人類文明進步1

1.2化學(xué)在現(xiàn)代社會發(fā)展中的作用和地位3

1.3化學(xué)學(xué)科分類5

1.4化學(xué)變化遵循的基本規(guī)律8

思考題9



第2章化學(xué)入門知識11

2.1元素的起源與合成11

2.1.1元素的起源12

2.1.2人造元素的合成13

2.2原子論14

2.2.1近代原子論的創(chuàng)立與發(fā)展14

2.2.2現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論16

2.3元素周期表17

2.3.1元素周期律17

2.3.2現(xiàn)代元素周期表18

2.4化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)19

2.4.1離子鍵和離子型化合物20

2.4.2共價鍵與苯環(huán)結(jié)構(gòu)20

2.4.3碳四面體學(xué)說與立體化學(xué)22

2.4.4金屬鍵23

2.4.5分子間作用力23

思考題25



第3章化學(xué)與能源26

3.1全球能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢27

3.1.1世界能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展與變遷27

3.1.2中國能源供需現(xiàn)狀及特點28

3.2能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的化學(xué)原理29

3.3化學(xué)與煤、石油和天然氣30

3.3.1化學(xué)在煤開發(fā)中的應(yīng)用31

3.3.2化學(xué)在石油開發(fā)中的應(yīng)用33

3.3.3化學(xué)在天然氣開發(fā)中的應(yīng)用34

3.4化學(xué)與核能36

3.4.1核反應(yīng)與核能36

3.4.2核反應(yīng)堆的安全性37

3.4.3核能開發(fā)利用的前景38

3.5化學(xué)與新能源39

3.5.1生物質(zhì)能39

3.5.2氫能40

3.5.3太陽能電池41

3.5.4頁巖氣42

思考題43



第4章化學(xué)與健康44

4.1生命中的化學(xué)基礎(chǔ)44

4.1.1生命的基本元素組成45

4.1.2氨基酸與蛋白質(zhì)45

4.1.3糖類49

4.1.4脂質(zhì)53

4.1.5維生素58

4.1.6礦物質(zhì)61

4.2化學(xué)與檢驗學(xué)63

4.2.1血液檢查63

4.2.2尿液檢查65

4.3化學(xué)與藥物65

4.3.1阿司匹林67

4.3.2青霉素67

4.3.3青蒿素69

4.3.4磺胺類藥物69

4.3.5嗎啡70

4.3.6達菲71

4.4化學(xué)與生活習(xí)慣71

4.4.1吸煙71

4.4.2酗酒72

思考題73



第5章化學(xué)與生命科學(xué)74

5.1構(gòu)成生命的最基本物質(zhì)75

5.1.1蛋白質(zhì)75

5.1.2核酸78

5.2分子遺傳學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)81

5.2.1基因的本質(zhì)81

5.2.2DNA的復(fù)制過程81

5.2.3基因的表達與調(diào)控82

5.3生物催化與仿生化學(xué)84

5.3.1酶85

5.3.2生物合成與生物轉(zhuǎn)化85

5.3.3模擬酶85

5.3.4生物固氮與化學(xué)模擬固氮86

5.3.5光合作用87

5.4生命的起源88

5.4.1地球上最早出現(xiàn)的生命物質(zhì)88

5.4.2核酸酶的發(fā)現(xiàn)89

5.4.3手性分子的起源89

5.5化學(xué)對基因工程的貢獻90

5.5.1DNA重組與基因工程90

5.5.2基因工程的基本步驟91

5.5.3人類基因組計劃92

5.5.4基因育種和基因藥物92

5.5.5基因治療93

思考題94



第6章化學(xué)與環(huán)境95

6.1環(huán)境與生態(tài)平衡96

6.2自然環(huán)境的結(jié)構(gòu)與功能97

6.2.1大氣圈98

6.2.2水圈99

6.2.3土壤-巖石圈101

6.3自然界的元素循環(huán)101

6.3.1氮循環(huán)102

6.3.2碳循環(huán)102

6.3.3氧循環(huán)102

6.4保護大氣環(huán)境103

6.4.1大氣環(huán)境污染物103

6.4.2光化學(xué)煙霧105

6.4.3酸雨106

6.4.4溫室效應(yīng)107

6.4.5臭氧層空洞108

6.4.6霧霾110

6.5保護水資源111

6.5.1水資源污染111

6.5.2水的化學(xué)凈化、純化和軟化113

6.5.3海水的淡化115

6.6保護土壤資源116

6.6.1土壤污染的主要來源116

6.6.2農(nóng)藥的污染117

6.6.3多環(huán)芳烴的污染118

6.6.4土壤污染防治118

6.7綠色化學(xué)118

6.7.1綠色化學(xué)概述119

6.7.2綠色化學(xué)的原則和研究內(nèi)容119

6.7.3綠色化學(xué)中的納米技術(shù)120

6.7.4綠色化學(xué)中的其他技術(shù)122

6.8化學(xué)教育的新課題123

思考題123



第7章化學(xué)與材料科學(xué)125

7.1金屬材料125

7.1.1鋁合金和鋁鋰合金126

7.1.2新型金屬玻璃材料127

7.1.3超高溫合金與高溫金屬陶瓷128

7.1.4形狀記憶合金128

7.1.5儲氫合金130

7.2無機非金屬材料131

7.2.1傳統(tǒng)陶瓷材料131

7.2.2透明陶瓷132

7.2.3高溫結(jié)構(gòu)陶瓷132

7.2.4生物陶瓷133

7.2.5壓電陶瓷134

7.2.6光學(xué)纖維135

7.2.7新型碳材料136

7.3高分子材料138

7.3.1高分子化合物138

7.3.2塑料、合成橡膠和合成纖維139

7.3.3高分子生物醫(yī)學(xué)材料142

7.3.4導(dǎo)電高分子143

7.4超導(dǎo)材料145

7.4.1超導(dǎo)體145

7.4.2摻雜富勒烯的超導(dǎo)電性146

7.4.3有機超導(dǎo)體147

7.4.4超導(dǎo)材料的應(yīng)用前景147

7.5電子信息材料148

7.5.1晶體管與現(xiàn)代電子計算機148

7.5.2光致抗蝕材料149

7.5.3液晶和有機電致發(fā)光材料149

7.6復(fù)合材料150

7.6.1玻璃纖維增強塑料152

7.6.2碳纖維增強塑料152

7.6.3尼龍纖維增強復(fù)合材料152

7.7納米化學(xué)與納米材料153

思考題154



第8章化學(xué)與文物保護155

8.1文物保護概述155

8.1.1文物及其分類155

8.1.2文物保護基本概念156

8.1.3文物保護的基本原則157

8.2分析化學(xué)在文物保護中的作用158

8.2.1文物的檢測分析158

8.2.2分析化學(xué)在文物保護中的應(yīng)用159

8.3高分子化合物在文物保護中的作用161

8.3.1文物保護與天然高分子化合物161

8.3.2文物保護與現(xiàn)代合成高分子化合物165

8.4化學(xué)與青銅文物的保護169

8.4.1銅合金的化學(xué)組成169

8.4.2青銅腐蝕170

8.4.3青銅銹成分170

8.4.4青銅器的化學(xué)除銹法171

8.4.5化學(xué)與青銅器緩蝕及封護技術(shù)172

8.5化學(xué)與陶瓷及石質(zhì)文物的保護174

8.5.1化學(xué)與陶器的清潔及脫鹽處理175

8.5.2化學(xué)與陶器的加固保護及粘接修復(fù)175

8.5.3化學(xué)與瓷器的修復(fù)保護176

8.5.4化學(xué)與石質(zhì)文物的保護176

8.6化學(xué)與壁畫及彩繪的保護179

8.6.1化學(xué)材料與壁畫的制作179

8.6.2化學(xué)與壁畫的畫面清潔及加固保護180

8.7化學(xué)與漆木器的保護182

8.7.1生漆的化學(xué)成分182

8.7.2飽水漆器的脫水定型加固184

思考題186



第9章化學(xué)與司法偵查187

9.1指紋顯現(xiàn)188

9.1.1汗液指紋的顯現(xiàn)188

9.1.2血指紋的顯現(xiàn)190

9.1.3其他指紋的顯現(xiàn)191

9.1.4指紋顯現(xiàn)新技術(shù)191

9.2血痕的檢驗191

9.2.1篩選試驗191

9.2.2確證試驗193

9.3爆炸物證的檢驗193

9.3.1無機炸藥的檢驗194

9.3.2有機炸藥的檢驗195

9.4文書物質(zhì)材料檢驗195

9.4.1紙張的檢驗196

9.4.2墨水與圓珠筆油的檢驗197

9.4.3書寫時間的鑒定197

9.5毒物、毒品分析199

9.5.1金屬及水溶性毒物199

9.5.2氣體及揮發(fā)性毒物200

9.5.3催眠鎮(zhèn)靜藥203

9.5.4農(nóng)藥204

9.5.5毒品205

9.6微量物證的檢驗207

9.6.1微量物證的特點207

9.6.2微量物證檢驗常用儀器分析方法208

9.6.3儀器分析方法鑒定微量物證實例211

9.7DNA分析技術(shù)212

9.7.1DNA分析技術(shù)簡介212

9.7.2DNA分析技術(shù)在刑事偵查中的應(yīng)用213

9.8人體氣味分析技術(shù)214

9.8.1人體氣味的特殊性215

9.8.2人體氣味成分215

9.8.3人體氣味的檢測216

9.8.4人體氣味在刑事偵查中的應(yīng)用216

思考題217



第10章化學(xué)與國防軍事218

10.1常規(guī)武器218

10.1.1火藥與炸藥218

10.1.2軍事四彈220

10.2化學(xué)武器222

10.2.1化學(xué)武器的種類及其毒害作用223

10.2.2化學(xué)武器的特點225

10.2.3化學(xué)武器的防護226

10.2.4禁止化學(xué)武器公約227

10.3核武器229

10.3.1核武器的主要殺傷因素和爆炸方式229

10.3.2原子彈230

10.3.3氫彈231

10.3.4中子彈231

10.4化學(xué)與現(xiàn)代高科技武器裝備232

10.4.1高能炸藥233

10.4.2以化學(xué)物質(zhì)為主的反裝備武器233

10.4.3軍用新材料234

思考題237



第11章化學(xué)與哲學(xué)238

11.1物質(zhì)的化學(xué)組成238

11.1.1元素學(xué)說239

11.1.2原子分子論240

11.2物質(zhì)結(jié)構(gòu)241

11.2.1局部的有機物結(jié)構(gòu)241

11.2.2分子結(jié)構(gòu)242

11.3化學(xué)反應(yīng)243

11.3.1燃燒反應(yīng)244

11.3.2化學(xué)反應(yīng)的方向和限度245

11.3.3自組織反應(yīng)246

思考題251



參考文獻252