化学发现的艺术 化学探索中的智慧聚合PDF电子书下载

第一章 化学探索中的智慧聚合 1

§1创造决定着人类的进步昌盛 2

§2创造思维是发明创造的前提和条件 5

§3科学思想方法是发现和发明的灵魂 8

1．科学发现的三要素 8

2．科学思想之花——科技发明之果 9

§4化学探索中的科学思想方法 11

1．观察 12

2．想像 13

3．调查研究 13

4．模拟 14

5．组合 14

6．实验 15

7．推理 15

1．化学的起源 17

§5注释·问题·课题 17

2．拉瓦锡 20

3．知识经济及其重要特征 29

4．信息论、控制论和系统论的主要内容 30

5．人类利用地球卫星和空间站进行的化学研究 33

6．超导现象的发现及超导体的重要应用 35

7．超速骤冷法制造金属玻璃 37

8．超高压法制造新材料 39

9．习题1 40

10．习题2 41

11．习题3 42

第二章 观察——化学发现的基础 46

§1什么是科学的观察 47

§2科学观察的一般原则 48

1．仔细观察 48

2．典型观察 49

3．反复观察 49

§3观察能力的培养 50

4．比较观察 50

§4观察与化学探索 52

1．波义耳发现酸碱指示剂 52

2．月亮元素——硒的发现 54

3．失而复得的发明——不锈钢问世 55

4．超强酸的由来 57

5．巴基球的发现 59

6．最重要的调味品——味精的诞生 61

7．20世纪医学的奇迹——人造血液 64

8．糖的代用品——糖精的来历 67

9．磺胺药物的研制 70

§5注释·问题·课题 73

1．波义耳 73

2．为什么钢铁在潮湿的空气里容易生锈？ 78

3．质谱分析 78

4．酸碱指示剂的变色原理 79

5．记忆合金 81

6．实验与观察1 83

7．实验与观察2 84

8．习题 85

第三章 想像——化学发现的精灵 87

§1想像及其特征 88

1．想像以问题为原动力 89

2．想像具有一定的跳跃性 90

3．想像具有潜科学创造性 91

§2实现科学想像由潜到显的转化 91

1．通过假说实现想像由潜到显的转化 92

2．通过实验实现想像由潜到显的转化 93

3．通过社会实践实现想像由潜到显的转化 93

§3想像与化学探索 94

1．实验—想像—推理使道尔顿构建了原子论 94

2．化解矛盾，运用想像、推理的方法，阿佛加德罗创立了分子学说 96

3．大胆怀疑，大胆想像，阿伦尼乌斯提出电离学说 99

4．布特列洛夫谱写的光辉篇章 ——有机结构理论 102

5．梦想成真，凯库勒确立了苯环结构 105

6．鲍林的“杂化轨道”理论的诞生 109

7．想像与施陶丁格创立的大分子学说 112

8．DNA结构的发现 114

§4注释·问题·课题 117

1．德谟克利特 117

2．约翰·道尔顿 118

3．阿佛加德罗 123

4．阿伦尼乌斯 124

5．布特列洛夫 127

6．凯库勒 130

7．鲍林 134

8．施陶丁格 137

9．从现代观点看，苯的分子结构有什么特点？ 138

10．世界上最早的原子弹 139

11．基因工程和《人类基因组计划》 140

12．习题 142

第四章 调查——化学发现的探测器 146

§1调查就像“十月怀胎”，解决问题就像“一朝分娩” 147

§2怎样进行调查研究 148

§3调查研究与化学探索 150

1．从对葡萄园的调查发明了波尔多液 150

2．揭开酸雨之谜 152

3．掀起水俣病的盖头 155

4．《本草纲目》中有关化学问题的来历 158

5．化肥工业之父的调查研究 161

6．树皮治病的启示 164

7．追寻脚气病的克星——维生素B1 167

8．凡士林被发现的轨迹——讨厌，喜欢，提取，利用 172

9．天然橡胶走上应用舞台 174

§4注释·问题·课题 178

1．李比希 178

2．李时珍调查研究二三事 181

3．妙趣横生的生物肥料 182

5．水体污染的防治 184

4．二巯基丙醇的解毒机理 184

6．橡胶硫化反应的机理是什么？ 187

7．现代橡胶制品中的助剂 189

8．有关蜡的知识 191

9．废旧塑料的回收和利用 192

10．酸雨的主要化学成分 194

11．实验设计 196

12．调查分析 196

13．查阅资料 197

14．调查与制作 199

15．调查研究1 200

16．调查研究2 201

17．调查研究3 204

第五章 模拟——化学创造的有效途径 207

§1模拟是化学创造的原动力 208

§2化学发现和发明中常用的模拟方式 209

1．形象模拟 209

2．条件模拟 210

3．组成结构模拟 211

4．功能模拟 212

5．方法模拟 212

§3模拟与化学探索 213

1．模仿蚕吐丝，人造棉、丝、毛 213

2．合成纤维异军突起 216

3．从仿制羊毛到合成羊毛 218

4．合成橡胶的“发家”史 220

5．紫虫胶与世界上最早的合成塑料 224

6．牛胰岛素的人工合成 226

7．模拟生命化学起源实验的成功 229

8．钢化玻璃问世 232

9．永不生病的内脏——人工肾、肝、肺的研制 233

10．模拟研制人工鳃 235

11．神奇笔镀的由来 236

12．受控热核反应的实现 237

1．齐格勒—纳塔催化剂及其对高分子合成的重要作用 239

§4注释·问题·课题 239

2．定向聚合及其机理 241

3．为什么至今人类还不能合成淀粉？ 242

4．模拟制造荧光树 243

5．红外陶瓷的诞生 244

6．化学模拟生物固氮 245

7．蛋白质工程 247

8．无土种植 248

9．习题1 250

10．习题2 251

11．习题3 252

12．参阅有关资料，制备一种塑料薄膜防滴剂 253

第六章 组合——化学创造的金钥匙 255

§1巧妙的组合就是很好的创造 256

§2组合的方式 258

§3组合与化学探索 259

1．灵巧的铅笔，巧妙的组合 259

2．典型的组合材料——合金 261

3．花样翻新的牙膏 263

4．建筑万能胶——水泥的来历 265

5．电解和化学锯的发明 267

6．从玻璃钢到高性能复合材料 269

7．基团的组合与“两栖”类新分子 271

8．安全炸药——巧妙组合的结晶 275

9．聚氨酯弹力丝和金属塑料的制造 277

10．太空棉和合成革的由来 279

11．pH标度和pH计 282

12．组合不断更新，玻璃繁花似锦 283

13．组合分解创造了安全火柴 288

14．现代火箭推进剂的研制 290

15．太阳能光电池的问世 293

16．发电新星——氢氧燃料电池的组合构造 295

§4注释·问题·课题 297

1．法拉第 297

2．诺贝尔 299

3．明天的高能炸药之王 301

4．导电塑料 303

5．核裂变所创造的奇迹 304

6．透明陶瓷与灯光 307

7．设计与制作 309

第七章 科学实验——化学发现之本 312

§1科学从实验中产生 313

§2化学实验方法 315

1．化学实验方法的含义和特点 315

2．化学实验的基本类型 317

§3化学实验程序 318

1．课题选择 318

2．实验设计 319

3．实验实施 319

4．结果处理 320

1．尊重实验事实，戴维发现了氯 321

§4实验与化学探索 321

2．从氟和H-198催化剂的发现中得到的启示 323

3．正确的实验＋创新意识＝溴的发现 325

4．见微而知著——氩的问世 327

5．海底捞针，居里夫妇发现镭和钋 330

6．钾、钠的发现 332

7．金属活动性顺序的诞生 334

8．相对原子质量测定方法的演变 337

9．侯氏制碱法的创立 341

10．实验探索，合成氨获得成功 344

11．助熔剂的发现带来了炼铝工业的春天 346

12．批判“燃素说”，创立“氧化学说” 349

13．揭开植物光合作用的奥秘 352

14．钒触媒的发明和硫酸的工业化生产 356

15．观察和实验的结晶——伏打电池 361

16．茨卫特和色谱分析法 364

17．粉碎“生命力”枷锁的实验——合成尿素 366

18．电石与电石气的发现经过 369

19．格林尼亚试剂的魅力 372

20．“塑料之王”名不虚传 374

21．珀金发现苯胺紫 377

22．麻醉剂发现的艰难历程 380

23．医药史上的重大里程碑——青霉素诞生 383

24．揭开青霉素和维生素B12的结构之谜 386

25．高能实验装置与物质结构研究 390

26．利用交叉分子束实验装置研究“态—态”反应 392

27．研究化学的有力实验工具——激光 394

§5注释·问题·课题 397

1．戴维 397

2．瑞利 400

3．拉姆赛 403

4．玛丽·斯可罗多夫斯卡·居里 406

5．侯德榜 410

6．氟单质的制备 412

7．卤素单质氧化性不同的原因 413

8．元素的放射性 414

9．稀有气体元素化合物 416

10．金属活动性顺序的重要应用 418

11．关于包括碳在内的5种元素的相对原子质量的修改 420

12．纸上层析法及其原理 421

13．关于用浓硫酸吸收三氧化硫不会发生酸雾的解释 422

14．“苏氏三兄弟” 423

15．制纯碱时碳酸氢钠沉淀的产生 425

16．氮气化学性质很不活泼的原因 425

17．铁触媒催化合成氨反应的机理 426

18．工业生产乙炔的方法 427

19．乙烯与乙炔的比较 429

20．药物麻醉的机理 431

21．塑料制品的加工成型 432

22．21世纪的材料新星——纳米材料 433

23．习题 435

24．实验1 437

25．实验2 439

26．实验3：隐形划粉的制造 441

第八章 推理——化学发现的金桥 443

§1推理及其意义 444

§2推理的分类 446

1．归纳推理 446

2．演绎推理 448

3．类比推理 449

§3推理与化学探索 451

1．质量守恒定律的确立 451

2．元素周期律的发现 453

3．类比推理，卢瑟福构建了原子结构模型 469

4．归纳推理．勒·夏特里创立了化学平衡移动原理 472

5．探索同分异构现象 475

6．有机化学中取代理论的建立 477

7．关于自由基的大辩论 480

8．有机化合物空间结构学说的诞生 482

9．推理在发展化学价键理论中的应用 485

§4注释·问题·课题 488

1．门捷列夫 488

2．卢瑟福 494

3．勒·夏特里 496

4．范特霍夫 498

5．惰性气体对化学平衡的影响 501

6．核外电子运动规律与电子云概念 503

7．常见的同分异构现象 504

8．自由基与人的衰老 506

9．习题1 508

10．习题2 509

11．习题3 512

附录1化学元素发现年代、发现人和发现经过 515

附录2诺贝尔化学奖获得者和获奖原因 524

主要参考书目 537