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第1章 绪论3

1.1　化学的定义与任务3

1.2　原子学说的提出与元素周期律的发现4

1.3　化学键理论和分子结构理论的形成7

1.4　合成化学的发展10

1.5　新型交叉学科的崛起13

1.6　化学家面临的重大挑战14

第2章　化学与粮食生产21

2.1 自然界中氮的循环21

2.2　合成氨技术——20世纪人类最伟大的发明23

2.3　农作物保护化学品和植物生长调节剂的发明26

2.4　未来粮食增产的希望32

2.4.1　光合作用——地球上最重要的化学反应32

2.4.2 固氮作用35

第3章　化学与饮食41

3.1　与食品营养有关的化学41

3.1.1　糖41

3.1.2 维生素44

3.1.3　矿物质49

3.2　食品中的化学添加剂51

3.2.1 食品防腐剂和抗氧化剂51

3.2.2 提供食品色、香、味的添加剂53

3.3　茶叶、咖啡和酒的化学56

3.3.1 茶文化与茶叶的化学56

3.3.2　咖啡文化与咖啡的化学61

3.3.3 酒文化与酒的化学64

3.4　烟草的化学和吸烟的危害65

3.5　化学与食品安全68

3.5.1 农药残留的检测69

3.5.2 食品中非法添加剂的检测69

3.5.3 食品加工过程中产生的有毒有害物质的鉴定以及形成机理研究71

第4章　化学与健康75

4.1　药物的发明75

4.1.1　从植物发展的药物75

4.1.2 从染料发展的药物78

4.1.3 从微生物中发现的药物79

4.1.4　后基因组时代的药物82

4.2　医用高分子材料的发明84

4.2.1 生物惰性高分子材料85

4.2.2 生物降解吸收性高分子材料88

4.3　临床化学与医学影像90

4.3.1 临床化学90

4.3.2　现代医学影像技术中的化学90

第5章 化学与生命科学95

5.1　蛋白质与核酸的化学95

5.1.1　蛋白质的化学95

5.1.2　核酸的化学103

5.1.3　酶的化学106

5.1.4 遗传密码的破译与中心法则的揭示108

5.2　化学与基因工程和人类基因组计划110

5.2.1 多聚酶链式反应技术和DNA重组技术的发明110

5.2.2　人类基因组计划114

5.3　绿色荧光蛋白的发明与活细胞的实时监测116

5.3.1 绿色荧光蛋白的发明116

5.3.2 活细胞的实时检测117

5.4　化学与生命起源119

第6章　化学与婚育和人口控制125

6.1　爱是一种绝妙的分子125

6.1.1 昆虫世界的信息分子——费尔蒙125

6.1.2　人类的信息分子126

6.2　激素127

6.2.1　激素的发现128

6.2.2　与爱情有关的激素129

6.2.3　与生育有关的激素131

6.3　排卵期预测试纸的发明133

6.4　化学与人口控制134

第7章　化学与环境保护139

7.1 自然环境中水和氧的循环139

7.2　保护大气环境142

7.2.1 大气圈的化学组成与大气污染143

7.2.2　光化学烟雾之谜145

7.2.3　酸雨形成之谜147

7.2.4　温室效应之谜148

7.2.5 臭氧层空洞之谜149

7.3　保护水资源151

7.3.1 水的化学净化、纯化和软化151

7.3.2　海水的淡化154

7.4　绿色化学156

第8章　化学与能源开发165

8.1 自然界中碳的循环及能量的产生与转化165

8.1.1 自然界中碳的循环165

8.1.2 能量的产生与转化166

8.2　煤炭、石油和天然气开发利用中的化学169

8.2.1　煤炭经济中的化学169

8.2.2　石油经济中的化学171

8.2.3 天然气经济中的化学175

8.3　生物质能源开发中的化学177

8.4　氢经济与氢燃料电池180

8.5 甲醇经济与直接甲醇燃料电池183

第9章　化学与材料科学189

9.1　塑料、橡胶和纤维——20世纪合成化学的骄傲189

9.1.1　塑料190

9.1.2　合成橡胶192

9.1.3　合成纤维194

9.2　有机固体光电材料195

9.2.1 导电聚合物的发现196

9.2.2　有机电致发光材料197

9.2.3 太阳能电池材料200

9.3　纳米材料的化学202

第10章　化学与国防和公共安全209

10.1 国土防御中的化学209

10.1.1 化学武器209

10.1.2 炸药、烟幕弹和燃烧弹215

10.1.3 现代武器装备中的化学219

10.2　化学与反恐222

10.3　公安执法领域中的化学225

10.3.1 化学在缉毒方面的作用225

10.3.2 化学在法医取证方面的作用227

附表1　历届诺贝尔化学奖获奖简况230