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1.1　元素的起源与合成6

1.1　元素的起源与合成6

第1章　化学科学的基石——元素、原子和分子6

第1章　化学科学的基石——元素、原子和分子6

1.1.1 宇宙大爆炸——元素的起源7

1.1.1 宇宙大爆炸——元素的起源7

1.1.2　点石成金——人造元素的合成8

1.1.2　点石成金——人造元素的合成8

1.2　原子论演化的历程9

1.2　原子论演化的历程9

1.2.1　近代原子论的创立与发展10

1.2.1　近代原子论的创立与发展10

1.2.2　现代原子结构理论11

1.2.2　现代原子结构理论11

1.3.1　元素周期律的发现14

1.3.1　元素周期律的发现14

1.3　化学元素的指南针——元素周期表14

1.3　化学元素的指南针——元素周期表14

1.3.2　现代元素周期表的内涵15

1.3.2　现代元素周期表的内涵15

1.4.1 离子键和离子型化合物——氯化钠的结构17

1.4　物质分子的构造——化学键与分子结构17

1.4　物质分子的构造——化学键与分子结构17

1.4.1 离子键和离子型化合物——氯化钠的结构17

1.4.2　共价键与苯环结构18

1.4.2　共价键与苯环结构18

1.4.3　碳四面体学说与立体化学的诞生21

1.4.3　碳四面体学说与立体化学的诞生21

1.4.4　金属键22

1.4.4　金属键22

1.4.5　分子间作用力23

1.4.5　分子间作用力23

第2章　生命与化学27

2.1　蛋白质与核酸——构成生命的最基本物质27

2.1　蛋白质与核酸——构成生命的最基本物质27

第2章　生命与化学27

2.1.1 蛋白质28

2.1.1 蛋白质28

2.1.2　核酸33

2.1.2　核酸33

2.2.1 基因的本质——DNA（RNA）37

2.2　分子遗传学的化学基础37

2.2.1 基因的本质——DNA（RNA）37

2.2　分子遗传学的化学基础37

2.2.2　DNA是如何进行复制的38

2.2.2　DNA是如何进行复制的38

2.2.3　从DNA到蛋白质——基因的表达与调控40

2.2.3　从DNA到蛋白质——基因的表达与调控40

2.3.1　生物催化剂——酶43

2.3　生物催化与仿生化学43

2.3　生物催化与仿生化学43

2.3.1　生物催化剂——酶43

2.3.2　生物合成与生物转化44

2.3.3　模拟酶——酶的仿生化学44

2.3.2　生物合成与生物转化44

2.3.3　模拟酶——酶的仿生化学44

2.3.5　光合作用——地球上最重要的化学反应45

2.3.4　生物固氮与化学模拟固氮45

2.3.5　光合作用——地球上最重要的化学反应45

2.3.4　生物固氮与化学模拟固氮45

2.4　生命起源与化学47

2.4　生命起源与化学47

2.4.1 地球上最早出现的生命物质47

2.4.1 地球上最早出现的生命物质47

2.4.2　先有鸡还是先有蛋48

2.4.2　先有鸡还是先有蛋48

2.4.3　手性分子的起源49

2.4.3　手性分子的起源49

2.5　化学对基因工程的贡献50

2.5　化学对基因工程的贡献50

2.5.1　DNA重组与基因工程50

2.5.1　DNA重组与基因工程50

2.5.2　基因工程的基本步骤52

2.5.2　基因工程的基本步骤52

2.5.3　基因育种和基因药物53

2.5.3　基因育种和基因药物53

第3章　健康与化学55

3.1　药物化学对人类健康的贡献55

3.1　药物化学对人类健康的贡献55

第3章　健康与化学55

3.1.1 世纪神药——阿司匹林56

3.1.2　从染料到磺胺药56

3.1.2　从染料到磺胺药56

3.1.1 世纪神药——阿司匹林56

3.1.3　青霉素家族58

3.1.3　青霉素家族58

3.2.1　从天然产物中寻找新药物61

3.2　化学家如何创造新药物61

3.2.1　从天然产物中寻找新药物61

3.2　化学家如何创造新药物61

3.2.2 基于构效关系的药物分子设计63

3.2.2 基于构效关系的药物分子设计63

3.2.3　基于靶分子的合理药物设计64

3.2.3　基于靶分子的合理药物设计64

3.3　食品营养化学65

3.3　食品营养化学65

3.3.1　食品营养和人体的物质交换过程65

3.3.1　食品营养和人体的物质交换过程65

3.3.2　糖和脂类66

3.3.2　糖和脂类66

3.3.3　维生素73

3.3.3　维生素73

3.3.4　矿物质76

3.3.4　矿物质76

3.4.1　现代食品工业的灵魂——食品添加剂79

3.4.1　现代食品工业的灵魂——食品添加剂79

3.4　食品中的化学品79

3.4　食品中的化学品79

3.4.2　食品防腐剂和抗氧化剂80

3.4.2　食品防腐剂和抗氧化剂80

3.4.3　提供食品色、香、味的添加剂81

3.4.3　提供食品色、香、味的添加剂81

第4章　环境与化学84

4.1　环境与生态平衡84

4.1　环境与生态平衡84

第4章　环境与化学84

4.2 自然环境中化学物质的循环87

4.2 自然环境中化学物质的循环87

4.2.1　水循环88

4.2.1　水循环88

4.2.2　氮循环89

4.2.2　氮循环89

4.2.3　碳循环90

4.2.4　氧循环90

4.2.4　氧循环90

4.2.3　碳循环90

4.3.1 大气圈的化学组成与大气污染91

4.3　保护大气环境91

4.3　保护大气环境91

4.3.1 大气圈的化学组成与大气污染91

4.3.2　光化学烟雾95

4.3.2　光化学烟雾95

4.3.3　酸雨的形成96

4.3.3　酸雨的形成96

4.3.4　温室效应97

4.3.4　温室效应97

4.3.5　臭氧层空洞之谜100

4.3.5　臭氧层空洞之谜100

4.4　保护水资源102

4.4　保护水资源102

4.4.1　水的一些理化性质103

4.4.2　水资源污染的化学103

4.4.1　水的一些理化性质103

4.4.2　水资源污染的化学103

4.4.3　水的化学净化、纯化和软化106

4.4.3　水的化学净化、纯化和软化106

4.4.4　海水的淡化109

4.4.4　海水的淡化109

4.5　绿色化学110

4.5　绿色化学110

4.5.1　可持续发展是人类的惟一选择111

4.5.1　可持续发展是人类的惟一选择111

4.5.2　绿色化学——可持续发展的基本化学问题112

4.5.2　绿色化学——可持续发展的基本化学问题112

5.1　全球能源结构和发展趋势117

第5章　能源与化学117

5.1　全球能源结构和发展趋势117

第5章　能源与化学117

5.1.1　地球上可供利用的能源118

5.1.1　地球上可供利用的能源118

5.1.2 中国能源消费现状及特点119

5.1.2 中国能源消费现状及特点119

5.2　能量产生和转化的化学原理120

5.2　能量产生和转化的化学原理120

5.2.1 能量的产生——化学热效应121

5.2.1 能量的产生——化学热效应121

5.2.2　能量的转化和利用效率——热力学第一、第二定律122

5.2.2　能量的转化和利用效率——热力学第一、第二定律122

5.3.1　煤的高效、清洁化燃烧及化学转化123

5.3　化学在煤、石油和天然气开发利用方面的贡献123

5.3.1　煤的高效、清洁化燃烧及化学转化123

5.3　化学在煤、石油和天然气开发利用方面的贡献123

5.3.2　石油开发利用中的催化技术125

5.3.2　石油开发利用中的催化技术125

5.3.3 天然气的开发利用和C1化学126

5.4　化学对和平利用核能的贡献128

5.4.1　核反应与核能129

5.4.2　核反应堆的安全性与风险129

5.4.3　核能开发利用的前景131

5.5　化学为开发新能源再立新功132

5.5.1　生物质能源132

5.5.2　氢能源134

5.5.3　化学电源136

5.5.4　太阳能电池142

第6章　材料与化学144

6.1　性能非凡的合金144

6.1.1　铝合金145

6.1.2　金属玻璃146

6.1.3　超高温合金与高温金属陶瓷146

6.1.4　形状记忆合金147

6.1.5　贮氢合金149

6.2　超导的发现与富勒烯化学151

6.2.1　超导体151

6.2.2 富勒烯的发现及其超导性152

6.2.3　有机超导体153

6.2.4　超导材料的应用前景153

6.3　神奇的精细陶瓷154

6.3.1　透明陶瓷——人造宝石154

6.3.2　高温结构陶瓷155

6.3.3　生物陶瓷156

6.3.4　压电陶瓷156

6.3.5　光学纤维——现代信息产业的生命线157

6.4　从高分子化合物到高分子材料159

6.4.1 高分子化合物159

6.4.2　塑料、合成橡胶和合成纤维——20世纪合成化学的骄傲162

6.4.3 高分子生物医学材料166

6.4.4　导电高分子167

6.5　从晶体管到未来的电子信息材料169

6.5.1 晶体管与现代电子计算机169

6.5.2　光致抗蚀材料170

6.5.3　液晶和有机电致发光材料171

6.6　复合材料172

6.6.1　玻璃纤维增强塑料174

6.6.2　碳纤维增强塑料174

6.6.3　尼龙纤维增强复合材料175

6.7　纳米化学与纳米材料175

7.1　火药与炸药179

7.1.1 火药——武器的灵魂179

第7章　武器与化学179

7.1.2　烟幕弹——恐怖的云海181

7.1.3　燃烧弹——致命的火神181

7.2　化学武器182

7.2.1　化学武器的分类183

7.2.2　化学武器的特点185

7.2.3　化学武器的防护185

7.2.4　禁止化学武器公约186

7.3　核武器与核战争187

7.3.1 原子弹188

7.3.2 氢弹190

7.3.3 中子弹191

7.4　现代高科技武器装备与化学192

附［炸药之父——诺贝尔小传］194

附表1　1901～2001年诺贝尔化学奖获奖简况197

附表2　化学元素周期表203