化学键的历史与发展
彭超
摘要：化学键理论是现代化学的重要基础理论之一，它从微观上解释了物质分子以及原子间的结构和结合方式，从而使化学家们能够定性地解释物质的物理性质和化学性质。化学键理论的历史与发展是近代化学发展的一个缩影，通过对化学键历史的研究与反思，我们能够把握更深刻科学的研究方法。
关键词：化学键；历史；量子；物质结构
人类自从有历史以来，就对身边的各种自然界的物质充满了兴趣，石器时代的人类通过打磨石头制造工具，他们就对石头的构造满怀好奇，以至于到后面的青铜时代，铁器时代，人们都会有这样的疑问：物质是由什么构成的？是什么能把诸如铁粉、沙子一样细碎的东西结合成坚硬的铁块、石头？
而当科学发展到今天，我们都已经知晓问题的答案，物质是由各种元素组合而成的原子，离子或者分子构成的，而各种微粒间的结合力使这些原本离散的微粒结合成一个整体。我们现在得出的答案便是先人们经过不懈努力，不断修正得到的结果。让我们回顾历史，追寻先辈们探索物质与化学键的历程。
一．化学键的发展历史
1.1近代以前
人类在古代便对物质的结合进行过种种的探讨。中国古代春秋时期（公元前770-公元前476）的史书《国语》曾经记载，“夫和生实物，同则不继”，“故先王以土与金杂以成百物”，认为互异的食物才能够相互结合成万物。而欧洲古希腊哲学家恩培多克勒则确立了土、气、火与水四种原素（虽然他不曾使用“原素”这个名字）。其中每一种都是永恒的，但是它们可以以不同的比例混合起来，这样，便产生了我们在世界上所发现的种种变化着的复杂物质。它们被爱结合起来，又被斗争分离开来。爱与斗争对于恩培多克勒来说，乃是与土、气、火、水同属一级的原始原质。德谟克利特则用原子的漩涡运动说明原子的聚集和分散。中世
纪的J.R.格劳伯（1604～1670）提出了物质同类相亲、异类相斥的思想。其后还出现了关于物质结合的亲和力说，认为物质的微粒具有亲和力，由此互相吸引而结合在一起。可以看出，这个阶段中发展的化学键观点主要是建立在主观意识上的推测认识。而在东北师范大学的廖正衡教授看来，“这一阶段认识的特点，是带有猜测性和笼统性的，并且夹杂着‘万物有灵’的神秘的情感色彩，还不是科学上的认识。”[1]
1.2力学阶段[1]
这一阶段的自然科学，主要是以牛顿的经典力学为中心发展起来的。因此，人们对于亲和力的认识，也就自然地带有着机械的，力学的特征。近代化学的奠基人波义耳（Robert Boyle,1626-1691）就曾以物质微粒间存在着钩、齿、棘的相互咬合来说明亲和力的本质，从而摒弃了传统的“爱”和“憎”的超物质观念，是一个很大进步。牛顿则认为，物质微粒间也和天体之间一样，存在着类似于万有引力的力使其相互结合，进而摒弃了不自然的钩、齿、棘等机械观念，把机械的、静力学的图像转变为动力学的图像。[1]
到了燃素学说时期以后，一些化学家开始进行了较为具体和深入的研究。1718年，法国化学家曰夫鲁瓦（Etienne Fraecois Geoffroy,1672-1731）比较系统地探讨了一种酸能否从盐中置换出另一种酸等规律，提出了一张酸和碱的亲和力大小的比较表。此后，燃素学说的创始人施塔尔（1720年）和瑞典化学家贝格曼（1775年）等人又进一步研究了亲和力表，并试图用力学的原理，以比较的观点说明亲和力的性质。此外，德国化学家宋温尔（1777年）和法国化学家贝托雷（1790年）还分别从浓度和质量的角度讨论了化学亲和力，对它从内外两个方面的因素进行了较为全面的考察。
这一阶段认识的特点，主要是以物质间的引力取代了神秘的“爱力”或“憎力”，并以对于物质的微粒之间引力的科学探讨取代了对于物质间结合的笼统猜想，具有很大的进展。但是，它把复杂的化学结合只是归结于万有引力和一张亲和力表，又过于简单化了。[1]
1.3化合价的出现
当时间进入到十九世纪，随着电学的兴起，电的作用也被引入了化学领域。
在1812年，受到电池与电解的启发，瑞典化学家贝采尼乌斯提出了电化二元论。他认为化学亲和力的本质是库仑力。这个理论在当时能够说明当时已经发现的大部分无机物，但对有机物却无能为力。为了解释有机分子的构造和分子结构，逐步发展了取代学说、基理论、核理论、类型论。初步地从形式上研究了分子中原子的排列即分子结构问题和在分子中原子或者基相互取代或结合时具有一定的数量关系的问题。取代说谈到“没失去一个氢原子，就
获得一个氯、溴、碘原子或者1/2个氧原子”时，已经隐含了化合价的概念。[2] 1865年，德国人维西尔哈斯将类似于现在化合价概念的术语统一为“价”（valence）,一直沿用至今。
自从十九世纪中下叶提出化合价的概念，立即成为化学家认识分子结构和组成的有力武器。1858年德国的凯库勒提出了碳的四价和碳原子间的相互成键的学说。[3]凯库勒的学说解释了开链和闭链分子的形成。同分异构体、顺反异构、旋光异构的发现和解释导致了1861年俄国的布特列洛夫提出了化学结构的概念，1874年荷兰的范特霍夫和法国的勒贝尔分别提出了碳原子的四个价键指向四面体顶点的假设。
而后，化合价进军离子领域。1887年，提出溶液电解理论的瑞典化学家阿伦尼乌斯认为食盐溶解于水中能解离成大量的钠离子和氯离子，溶解前仍然是NaCl分子。但1913年英国的布拉格用x射线衍射法测定了NaCl和KCl的晶体结构，发现并无单个分子，而是Na+和Cl-在空间周期的无线结构。德国的物理学家科赛尔（Walther Kossel,1885-1956）经过测定许多有代表性化合物离子所带电子数，于1916年发现金属和非金属的原子在失去（或得到）电子以后，就达到了惰性气体某元素的电子构型而形成稳定的离子，在此基础上，科赛尔提出了阴阳离子相互靠近产生静电力而形成离子键的离子键理论。
针对非离子型的化合物的形成过程，美国的路易斯(Gilbert Newton Lewis,1875-1946)发展了科赛尔的理论，于1916年提出：原子之间可以共用一对或多对电子，到达“八隅体稳定状态”，1918年美国的朗缪尔首次把这种共用电子对的价键称为共价键，认为共用电子对分别由双方的原子各提供一个电子而成，双键有4个电子，三键有6个电子，并属于特定的两个原子[2]
与前述的离子理论一样，共价电子理论虽然把电子论引进了，但还是一种静态的观点，没有从运动中阐明问题，没能说明化学键的本质。[2]共价电子理论比较成功地解释了甲烷，氨等实验现象，但不能解释不符合八隅体架构的分子，如PCl5、BCl3等。不过化合价及其理论的出现明显促进了现代化学的发展，使在这之后的化学键研究方向大步迈向电子化。
1.4量子力学和现代化学键理论
量子力学的建立使我们能更深刻地理解原子结构。而原子的化学行为决定于核外电子的运动状态，尤其决定最外层电子的运动状态。这里，原子从古代及近代不可分达到了原子是有结构的观点，原子观点的进化正是以波浪式前进，螺旋式上升的辩证的否定方式进行的，原子构成分子何以成为可能便可从原子的构成来理解。[3]
1926年，奥地利物理学家薛定谔（Erwan Schr?dinger，1887-1961）以波粒二象性的观点建立了反映微观粒子运动规律的量子力学。
1927年德国哥根廷大学的两位物理学教授海特勒（Walter Heitler,1904-1981）与伦敦（F·London,1900-1954）把量子力学的理论与化学经验相结合，通过解出最简单的双原子分子——氢分子的薛定谔方程，产生了量子化学的第一批成果。他们把两个氢原子相互作用的能量作为原子间距离的函数进行计算，用近似替代的方法求出了体系的波函数和能量，以电子云的观点阐述了化学键。
1931年，美国化学家鲍林（Linus Pauling,1901-1994）把海特勒和伦敦的理论进一步推广，应用到多种单质和化合物的多原子分子领域，形成了现代价键理论，把经典价键理论的定性解释提高到了定量计算的水平。1932年，他又提出了“共振论”进行补充，以阐述那些单个价键结构尚不能描述的分子。
在鲍林提出现代价键理论的同年，美国化学家马利肯（R.S.Mulliken,1896-1986）等人从分子整体出发来说明化学键的形成，能比现代价键理论解释更多的事实，建立了分子轨道理论。1952年，英国的化学家欧格尔（Orgell,1927-1998）为了解释“夹心型”化合物的结构，把分子轨道理论和晶体场理论结合起来，提出了配位场理论。
至此，现代化学键理论已经具有了价键理论、分子轨道理论、和配位场理论三大理论基础，现代化学键理论已经基本定型，反映了人们对于化学键的认识已经深入动态的电子水平，并为建立微观的化学反应理论创造了条件。[3]
现代化学键理论使人们对于化学键的认识能够从定性解释进入到定量计算，从计算简单分子进入到计算复杂分子，从不精确进入到比较精确，从静态的分子结构进入到动态的分子质变的新阶段。
二．化学键理论的展望
2.1对化学键性质的研究
这是一个根本性的问题，化学键理论仍有许多地方需要完善，能否用一种更为简单，更具可操作性的形式来构建量子化学的体系？改造理论的途径一是借助于物理学特别是量子物理的新发展，二是适当数学工具的引入，三是利用新的学科如系统论、突变论、协同学等的概念与研究方法。[2]
2.2新的计算方法的研究及应用
在研究化学键理论的时候，我们常常采用的是近似的求解薛定谔方程，近似方法的发展
对于计算多电子体系具有特殊的重要性。目前的计算方法有不考虑电子间相互作用的非经验MO法；考虑电子间相互作用但用实验值代替部分精确计算的半经验MO法；精确计算电子间相互作用的非经验MO法即从头计算法。发展方向是建立更实用的新方法，改造老方法，大力开发新型实用软件。
参考文献
[1] 廖正衡，化学键发展的四个阶段，化学教育Journal of Chemical Education，1986年第6期
[2] 杨锋，化学键理论的回顾与发展，湖北民族学院学报（自然科学版），1996年1月14卷第2期
[3] 杨承印，化学键理论的发展概况，化学史，1997年第7期
生活中的化学之食品 化学是与生活联系极为密切的学科之一，随着化学的发展，生活中一些奥秘也逐渐被揭示。生活中随处可见化学知识，化学课本也常涉及生活。俗话说：“民以食为天” 饮食是生活的重要组成部分，我就从饮食方面来说说我们生活中的化学吧 有一些东西我们本来对我们很有益处，但是由于我们的饮食搭配问题可能使我们本来应该获得的营养物质都被抵消，最严重的可能导致饮食中毒，甚至于危害我们的生命。就拿我们好多女孩子都喜欢吃的巧克力来说把，巧克力甜香的味道、润滑的口感深为人们所倾心。特别是吃黑巧克力还可有益心脏健康。因为黑巧克力中含有可以提高血液中预防心脏病作用的抗氧化剂。但是，你知道吗，吃黑巧克力时喝牛奶就会将这种好处全部抵消。 据苏格兰和意大利的研究人员对12 名志愿者进行的实验发现，每吃100 克黑巧克力的志愿者血液中抗氧化剂比例就会增加20％，而吃了含有同样分量牛奶巧克力的志愿者以及吃黑巧克力后又饮用200 毫升牛奶的人却没有显示出此种增长。因为巧克力主要在服食后的4 个小时内发挥其有益作用。而牛奶会妨碍黑巧克力、水果以及绿色蔬菜这些食物中有益于心脏的物质的吸收。所以吃黑巧克力时最好别同时喝牛奶。 其实不管是在平时和朋友们的交谈中还是在网上，经常会看到类似这样的化学知识在平是饮食中的应用。比如说下面这些小知识就是我平时有注意收集到的：蒸馒头时，馒头发黄，可在锅中加入适量醋，再蒸一会后，馒头就会变白；炖骨头汤的时候，先要加几滴醋，便于吸收. 骨头的主要成分是羟基磷酸钙，加醋酸，可使羟基磷酸钙转换为便于人吸收的钙盐；醋的作用也很大啊，它除了调味外，还能帮助人体进行消化，另外醋的主要成分是醋酸，它有腐蚀性，能消除保温瓶及高压锅等内壁的污垢。鸡蛋: 富含优质蛋白，促进细胞再生，缓解黑眼圈；芝麻: 富含对眼球眼肌具有滋养作用的维生素E;胡萝卜：富含维生素A滋养眼肌眼球，维持上皮组织机能，改善黑眼圈；海带：富含铁，改善眼周血液循环；绿茶: 补充特异性植物营养素，消除电脑辐射引起黑眼圈。每天半块豆腐, 可防血管病、百合花泡茶，能去火、,花生营养对平衡膳食有重要的作用，橘子、果汁、糖、巧克力、药，别和牛奶一起吃。吃梨可以治疗口腔炎症。多吃蔬菜、水果，如葡萄、萝卜、梨、柿、莲子、百合、甘蔗、菠萝、香蕉等，以补充体内维生素和矿物质，中和体内多余的酸性代谢物，起到清火解毒润肺之效；多吃豆类等高蛋白植物性食物，少吃油腻厚味；少食用葱、姜、蒜、韭、椒等辛味之品；不宜多吃烧烤，以防加重秋燥症状。维生素a 能增强人体耐寒能力；维生素c 可提高人体对寒冷的适应能力。因此，冬季适当增山芋、藕、大葱、土豆等根茎类蔬菜中含有大量矿物质和热量，经常食用也可增强人体抗寒能力。冬季早晚温差大，要及时增加衣物，防止受凉。常吃些大蒜可以预防感冒；消化不良：
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物理化学期中课程小论文 一形式要求： 1.题目（见后） 2.背景介绍（提出问题） 3.基本物理化学原理（鼓励自学内容） 4.实际应用的例子 5.结论/感受/未来展望 6.参考文献 二文字数量要求： 1．论文必须独立完成； 2．论文应有自己的分析和观点，不能是文献资料的拼接； 3．论文的字数：最少不得少于2000字，最多不超过5000字，以2000-3000字为宜； 三打印要求：A4,电子稿（手写可以） 封面题目，目录，班级，姓名，学号，时间 包括封面在内不超过4页 四上交时间限定：14周周三（可以与该次作业一起上交），过时不候。 五论文格式：（见附页） 题目（不超过20个字，字体4号，居中）；
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1.内容：与化学相关的内容，如化学与现代科学发展等均可。 2.格式：参照如下的要求。 3.上交时间等： （1）每位同学上交小论文的打印稿、电子版各一份。都交给各班的课代表。（2）各班课代表请在15周周三将化学小论文送到理学楼322室。 （3）各班课代表将本班同学的小论文电子版压缩成一份文件后发到1052598630@ https://www.doczj.com/doc/b415563573.html, (文件名为班号)。 4.字数要求：3000~5000字。 5.格式要求： 小论文要有题目、作者、摘要、正文、结论、参考文献等部分。各部分的格式要求如下： 题目（小3号黑体）段前段后各留一行间距 作者指导教师（小4号楷体） 学院专业学号联系人手机号，邮箱（小5号宋体） 空一行 摘要（5号黑体）：5号宋体（200字以内）（1.25倍行距） 关键词（5号黑体）：（3~5个，逗号隔开，5号宋体） 空一行 小论文正文（5号宋体，1.25倍行距，字数2000~5000） 正文中如果有标题：黑体小四号字 参考文献：作者. 题目. 期刊名. 发表年,卷（期）：页-页 要求：有个人见解（有新意，结合……）、一定用自己的语言。 1引言 1973年，Wright教授[1]发现PEO-碱金属盐的固态聚合物具有离子导电性，1978年，Armand博士[2]提出将固态电解质(SPE) 应用于锂电池。 2 催化剂定义 1973年，Wright教授[1]发现PEO-碱金属盐的固态聚合物具有离子导电性， 3 结论 1973年，Wright教授[1]发现PEO-碱金属盐的固态聚合物具有离子导电性 参考文献 [1] Fenton D E, Parker J M, Wright P V. Complexes of alkali metal ions with poly(ethylene oxide) . Polymer1973, 14(11): 589-593. [2] Armand M B, Chabagno J M, Duclot M, et al. Fast ion transport in solid. New york: Elsevier, 1979. 版面用A4 正常页边距（上下 2.54cm 左右3.17cm）。
结构化学教学中课程安排 【摘要】在结构化学课程教学中设置课程论文作为激励学生学习知识和课程评价的手段。引导学生将课堂学习的结构化学理论知识应用于课程论文研究中，达到学以致用效果。论文指导过程中，注意学生创新思维模式的培育，教学的重点应放在课程论文研究的过程上，同时注意培养学生的科学道德，全面提升学生的科学素养。 【关键词】结构化学课程论文创新思维 《结构化学》是理科院校化学专业的一门重要基础理论专业课。这门课程以严谨的数学逻辑推导为基础，建立比较抽象的理论概念，学生一般感到难学难懂。因此，学生易缺乏学习的积极性，影响到教学效果。根据结构化学教学的特点，我们在教学中，设置课程论文作为激励学生学习知识和评价教学效果的手段。对此, 我们在教学实践中, 在掌握学生基本学习情况的基础上，根据本课程的教学内容和教学特点，设置与教学目标和教学要求相适应的，注重理论研究和解释实际实验现象的课程论文题目，引导学生尝试应用结构化学/量子化学的理论计算结果来解释化学实验，深入了解分子结构和理论性质，揭示其内在规律性。从而在应用理论的过程中加深对理论知识的认识，提高学生的学习积极性，取得较好的教学效果。 1 设置课程论文的重要性 与其他化学专业课程不同，《结构化学》的内容主要是抽象理论，缺乏合适的配套实验对所学理论知识进行加深、拓宽和巩固。该门课程的对象一般是大学三年级学生，具有相当的化学专业知识。设置课程论文可以让学生在搜寻研究对象或者范围时，对以前专业知识进行回顾和分析，思考大学一年级以来学习的知识是否存在可以采用结构化学理论解释的地方，引发学生对化学知识、原理和现象进行思考，在自由选择题目范围的情况下，激发学生的学习和研究兴趣。在指导学生进行课程论文研究时，注意讲述一般科学研究的方法和步骤及科学工作者所应当具备的科学道德，全面提升学生的科学素养。在指导学生进行课程论文撰写时，着重讲授一般论文的写作格式，培养学生的逻辑思维，提高学生的书面表达能力，形成一定论文写作规范。这对于一般理工科学生尤其重要。设置的课程论文同时为四年级毕业论文研究阶段所需要的逻辑思维和论文写作打下基础。 2 理论化学计算软件的讲授 让学生进行课程论文研究，首先必须先教导学生使用理论化学的计算软件，让计算软件成为学生进行课程论文研究的工具，所以教师本身需要对该类软件非常熟悉，同时具备利用该类软件进行科学研究的能力和经验，这对教师的教学和科研能力有较高的要求。在众多量子化学理论计算软件中，HyperChem比较适合一般学生使用。可视化软件使深奥的理论计算结果形象化、直观化进行表达,让学生好学易懂，同时操作简单，适合用来作为课程论文研究的计算软件。在实际教学中，我们只需要1学时就能教会学生有关HyperChem的基本操作和应用于简单的理论计算。谭君［1］介绍了HyperChem软件的一些使用操作和特点，这里不再重复叙述。 3 科学研究思维和步骤的指导 授之以鱼不若授之以渔，所以我们在课堂上，教导学生一般的科学研究思维和步骤。课堂上以苯环上亲电取代反应的定位规律作为计算例子，采用Hyperchem软
习题 1. CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？其偶极矩的方向如何？为什么？ 2. 下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大？哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大？ 3. 按分子轨道理论说明Cl2的键比Cl2+ 的键强还是弱？为什么？ 4. 下列分子中，键能比其正离子的键能小的是____________________ 。键能比其负离子的键能小的是________________________ 。 O2，NO，CN，C2，F2 5. 比较下列各对分子和离子的键能大小： N2，N2+( ) O2，O2+( ) OF，OF–( ) CF，CF+( ) Cl2，Cl2+( ) 6. 写出O2+，O2，O2–和O22–的键级、键长长短次序及磁性。 7. 按分子轨道理论写出NF，NF+ 和NF–基态时的电子组态，说明它们的键级、不成对电子数和磁性。 8. 判断NO 和CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？ 9. HF分子以何种键结合？写出这个键的完全波函数。 10.试用分子轨道理论讨论SO分子的电子结构，说明基态时有几个不成对电子。 11.下列AB型分子：N2，NO，O2，C2，F2，CN，CO，XeF中，哪几个是得电子变为AB–后比原来中性分子键能大？哪几个是失电子变为AB+ 后比原来中性分子键能大？ 12.OH分子于1964年在星际空间被发现。 （a）试按分子轨道理论只用O原子的2 p轨道和H原子的1 s轨道叠加，写出其电子组态。 （b）在哪个分子轨道中有不成对电子？ （c）此轨道是由O和H的原子轨道叠加形成，还是基本上定域于某个原子上？ （d）已知OH的第一电离能为13.2eV，HF的第一电离能为16.05eV，它们的差值几乎与O原子和F原子的第一电离能（15.8eV和18.6eV）的差值相同，为什么？ （e）写出它的基态光谱项。 13.试写出在价键理论中描述H2运动状态的、符合Pauli 原理的波函数，并区分其单态和三重态。
生活中的化学论文 生活离不开化学，细心观察生活，你会发现：化学可以使天空变得更蓝，可以使河水变得更清澈，可以使物品变得更丰富，可以使生活变得更美好。 “民以食为天”，我们吃的东西甚至都有化学的存在，比如用于调味的加碘食盐。碘是人体必需的营养元素，长期缺碘可导致碘缺乏症，食用加碘食盐是消除碘缺乏症的最简便、经济、有效的方法。加碘食盐中含有氯化钠和碘酸钾，人体中需要的碘就是碘酸钾提供的，而碘酸钾受热、光照时不稳定易分解，从而影响人体对碘的摄入，所以炒菜时加盐应等快出锅时，且勿长时间炖炒。 再有，豆腐和菠菜不要一起煮，这又是什么原因呢？原来，菠菜里含有很多草酸，每100克菠菜中约含300毫克草酸。豆腐里含有较多的钙质，两者若同时进入人体，可在人体内发生化学变化，生成不溶性的草酸钙。人体内的结石正是草酸钙、碳酸钙等难溶性的钙盐沉积而成的，所以最好不要把菠菜和豆腐一起敖着吃。另外，单独吃菠菜也不宜一次吃得过多，因为菠菜里的草酸能够跟人体内的钙、铁质结合，从而使人体缺乏钙、铁，影响健康。 化学也和一些有趣的现象有关。海水中为何出现“赤潮”。近年来，我国渤海湾等近海海域中，曾出现大面积的红色潮水，人们称这种现象为“赤潮”。赤潮不是潮汐现象，，而是海洋中一种红色的浮游生物在特定条件下过度繁殖的生物现象。为什么浮游生物能过度繁殖呢？原来大量涌进海洋中的废水以及经大气交换进入海洋的物质中，有些含有氮、磷等元素，属于植物生长必需的营养物质。因此浮游生物大量急剧繁殖，就使大海穿上了漂亮的红色外套。为了预防海洋赤潮现象，应该控制含氮、磷等废物，例如含磷洗衣粉的废水等向海洋中排放，以保持海洋中的生态平衡。 化学和我们生活的环境也有关。你会不会好奇为什么有的土壤长不了植物。因为这块土壤被酸化了。土壤又为什么会被酸化呢？这又和化学扯上关系了。由于酸雨的影响，土地就被酸化了。酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。 总之，我们的生活和化学是息息相关的，不管什么，都离不开化学。
太阳系的化学元素 化学元素的丰度与起源是自然科学的重要问题。太阳系的元素丰度与起源是研究太阳系天体以及宇宙起源演化的基础，在地球科 学及很多应用领域都有重要的科学意义和实用意义。随着科学技术 的发展，太阳系的元素丰度数据不断地更新，新发现的元素同位素核素“异常”挑战太阳系天体起源学说。 自1869年门捷列夫提出化学元素周期表以来，元素的性质分 布规律和起源演化一直是自然科学探讨的重要课题太阳系的元素 丰度与起源是研究太阳系天体以及宇宙起源演化的基础，在地球科 学及很多应用领域都有重要的科学意义和实用意义。 2 0世纪初,利用地壳和陨石的成分资料，尝试确定宇宙物质的平均成分。基于20世纪20?30年代地球岩石和陨石的丰富化学资料，Goldschmidt在1938年编制了宇宙的元素丰度表。他认为没有 经历地壳岩石那样熔融和结晶的陨石能提供宇宙物质的平均成分。同一时期，天文学家开始由太阳的光谱来测定太阳的元素丰度并 很快认识到，除了氢和其它挥发性的元素外，地球和太阳的元素丰度类似。1956年,Suess和Urey综合陨石和太阳光谱的资料，并引用元素的核合成论据，编制了新的元素表。随着陨石分析资料的改进和从太阳（光球）光谱的资料更准确地测定元素丰度，AnderS和GreVeSSe 等先后发表了改进的元素丰度表。随着科学技术的发展， 十多年来，太阳系的元素丰度数据又有很多更新，各种新编制的元素丰度表趋于一致，大多元素的丰度符合精度好于10%而新发现的元素
同位素核素“异常”挑战太阳系天体起源学说。下面简要介绍太阳系元素奇缘问题。 1.太阳光球的元素丰度 通常观测的太阳吸收线光谱是在太阳低层大气-—光球层产生的。虽然太阳中央区在进行氢聚变为氦的热核反应，但主要是由辐射转移过程向外传输能量,而不会影响光球层的元素丰度，因此,太阳光球的元素丰度基本上可以代表太阳和太阳系的原始丰度。 由于太阳光谱的优越观测条件和相应的天体光谱分析理论进展，可以测定很多太阳元素的准确丰度。在由太阳光球的高分辨吸 收线光谱推求元素丰度中，很重要的因子是由实验室测定的原子的相应 能级跃迁概率，正是更准确的跃迁概率改善了太阳的元素丰度数据。 Pal me和JoneS在2003年编制新的太阳光球元素丰度表，归化 到天文学常用的元素丰度，即取氢原子数目为1012时各元素相对数 目。跟以前的元素丰度表比较，太阳的氧丰度l OgN从(8.93 ±0.35 ) 减 到(8.69 ±0.05), C/O丰度比从(0 .43 ±0. 06 )增大到(0.50 ± 0.07 )。太阳 光谱缺乏稀有气体谱线，He的丰度从标准的太阳模型导出，Ne和A r 的丰度从太阳高能粒子测量得到，Kr和Xe的丰度由核反应计算得到。 2 陨石的元素丰度 陨石可以分为未分异和分异两大类。未分异陨石是未加热到融融分 异的星子碎块，他们的化学成分应代表星子的，在一定 程度上也代表太阳系的原始成分。分异陨石的物质则经过熔融分异，不能代表太阳系原始成分，而显示演化线索。 未分异陨石普遍含有球粒状硅酸盐集合体，故通常称为球粒陨石，按化学组成分为碳质球粒陨石，普通球粒陨石，顽辉石球粒陨石等。碳质球
结构论文 分子轨道理论的发展及其应用 2011111510xxxx 一、前言 价建理论、分子轨道理论和配位场理论是三种重要的化学键理论。三、四十年代，价键理论占主要的地位。五十年代以来由于分子轨道理论容易计算且得到实验（光电能谱）的支持，取得了巨大的发展，逐渐占优势。价建理论不但在理论化学上有重要的意义（下文中将详细介绍）。在应用领域也有重要的发展，如分子轨道理论计算有机化合物的吸收光谱用于染料化学；前线分子轨道理论在选矿中的研究等等。 二、简介 1、分子轨道理论产生和发展 在分子轨道理论出现以前，价键理论着眼于成键原子间最外层轨道中未成对的电子在形成化学键时的贡献，能成功地解释了共价分子的空间构型，因而得到了广泛的应用。但如能考虑成键原子的内层电子在成键时贡献，显然更符合成键的实际情况。1932年，美国化学家 Mulliken RS和德国化学家HundF 提出了一种新的共价键理论——分子轨道理论（molecular orbital theory），即MO法。该理论注意了分子的整体性，因此较好地说明了多原子分子的结构。目前，该理论在现代共价键理论中占有很重要的地位。 以下是各个年代提出的关于分子轨道理论的一些重要理论和方法，是分子轨道理论发展过程中的几个里程碑！ 1926-1932年，在讨论分子光谱时，Mulliken和Hund提出了分子轨道理论。 认为：电子是在整个分子轨道中运动，不是定域化的。他们还提出能级图、成键、反键轨道等重要的概念。 1931-1933年，Hukel提出了一种简单的分子轨道理论，用于讨论共轭分子 的性质，相当成功。 1950年，Boys用Guass函数研究原子轨道，解决了多中心积分问题，是今 天广为利用的自洽场分子轨道理论的基础，在量子化学的研究中占有重要地位。 1951年，Roothaan在Hartree-Fock方程的基础上，把分子轨道写成原子轨 道的线性组合，得到Roothaan方程。 1952年，福井谦一提出前线分子轨道理论，用以讨论分子的化学活性和分子 间相互作用等，可以解释许多实验结果。 1965年，Woodward和Hoffman提出分子轨道对称守恒原理，发展成讨论基 元反应发生可能性的重要规则。用于指导某些复杂化合物分子的合成。 2、分子轨道理论的含义和一些重要分子轨道的构成方法 1)分子轨道理论的含义
一、填空题 1. 已知:类氢离子He +的某一状态Ψ=0202/30)22()2(241a r e a r a -?-?π此状态的n ，l ，m 值分别为_____________________.其能量为_____________________,角动量平方为_________________.角动量在Z 轴方向分量为_________. 2. He +的3p z 轨道有_____个径向节面， 有_____个角度节面。 3. 如一原子轨道的磁量子数m=0，主量子数n ≤2，则可能的轨道为__________。 二、选择题 1. 在外磁场下，多电子原子的能量与下列哪些量子数有关（ B ） A. n,l B. n,l,m C. n D. n,m 2. 用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数（n ，l ，m ，ms ）中，哪一组是合理的（A ） A. （2，1，-1，-1/2） B. （0，0，0，1/2） C. （3，1，2，1/2） D.（2，1，0，0） 3. 如果一个原子的主量子数是4，则它（ C ） A. 只有s 、p 电子 B. 只有s 、p 、d 电子 C. 只有s 、p 、d 和f 电子 D. 有s 、p 电子 4. 对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( C ). A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(. B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解. C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m|=0.1.2…………I D. 根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ?d m π求得π21 =A 5. He +的一个电子处于总节面数为3的d 态问电子的能量应为 ( D ). A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16 6. 电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( D ). A.Ψ3P B. Ψ3d C.Ψ2P D.Ψ2S 7. 氢原子处于下列各状态 (1)ψ2px (2) ψ3dxz (3) ψ3pz (4) ψ3dz 2 (5)ψ322 ，问哪些状态既是M 2算符的本征函数，又是M z 算符的本征函数?C A. (1) (3) B. (2) (4) C. (3) (4) (5) D. (1) (2) (5) 8. Fe 的电子组态为[Ar]3d 64s 2,其能量最低的光谱支项( A )
生 活 中 的 化 学 论 文 班级： 姓名： 学号：
洗涤剂洗涤原理与洗涤过程 摘要 随着人类的生活水平的不断提高，人类对于美与洁净的要求也越来越高，不论从个人形象，还是服装打扮，还是使用的饮食餐具。人们要求有更加洁白的衣着，更加干净的餐具等等。因此也对洗涤剂的要求也越来越高，同时也对化学工作者提出了更高的挑战。经历了漫长的时间，人类的科技水平越来越高，洗涤剂的种类也越来越多，洗涤效果也越来越好。 本文主要从污垢的分类，洗涤剂的分类，洗涤剂种类的大致发展情况，以及洗涤剂的洗涤原理与过程进行论述。与此同时，也对洗涤剂的化学特性以及物理特性进行分析与总结。然而随着人类的科技发展，所生产的洗涤剂的主要成分或者辅助成分却对人体或者环境有一定的危害。洗涤剂去污是各种特性的综合效应，因此在洗涤剂配方中采用多种表面活性剂，并加入各种助洗剂，以期得到去污力强的洗涤剂，但是有时这是很难做到的，洗涤的原理与洗涤过程大部分利用的是洗涤剂的物理特性。 关键字：洗涤剂洗涤原理与洗涤过程洗涤剂分类洗涤剂的种类
洗涤剂简介 人类最早使用的洗涤剂是肥皂。随着有机合成表面活性剂的开发成功，合成洗涤剂逐步进入人们的生活中。50年代四聚丙烯的大量生产，促进了合成洗涤剂在全世界的高速发展。1953年美国合成洗涤剂的产量首次超过了肥皂。作为合成洗涤剂主要产品之一，液体洗涤剂出现于20世纪40年代末。当时推出的商用液体洗涤剂是手洗餐具洗涤剂，表面活性剂以烷基聚氧乙烯醚为主，产品为中泡。1985年，重垢液体洗涤剂含磷较少甚至不含磷，70年代起各国对洗涤剂的限磷或禁磷使液体洗涤剂得到了较快的发展和普及。80年代液体洗涤剂的形式、功能、结构上都有了新的变化，成为洗涤剂产量中仅次于粉状的重要品种。从洗涤剂的品种来看，液体产品品种远多于固体产品。与固体洗涤剂相比，液体洗涤剂相比，液体洗涤剂使用前无需溶解，具有使用方便、溶解（分散）速度快，低温洗涤性能耗的优点。同时，还具有配方灵活、制造工艺简单、设备投资少、节省能源、加工成本低、包装漂亮的优点，越来越受到消费者的欢迎。 液体洗涤剂的可以分为不同种类，液体洗涤剂一般分为织物用洗涤剂、硬表面活性剂和个人卫生清洁剂。硬表面活性剂是一大类洗涤剂，包括餐具洗涤剂、日常硬表面活性剂、金属表面活性剂及交通工具清洁剂。个人卫生清洁剂在国外一般归类于化妆品中，在国内列入液体洗涤剂范畴。 对于洗涤，我们都不陌生。然而我们了解的往往是洗涤的狭义定义，广义的洗涤可以定义为：从固体表面除去异物的操作。因此从衣物的洗涤到餐具、家具、建筑物的清洗，飞机、车辆、机械的洗净都可看成是洗涤。这里主要是指织物从浸入在某种介质（如水、三氯乙烯）中除去污垢的过程。在
https://www.doczj.com/doc/b415563573.html, 中学化学论文题目 一、最新中学化学论文选题参考 1、中学化学教学中绿色化学理念的渗透 2、新理念新课程新挑战——国家化学课程标准与中学化学教学改革 3、中学化学史教育综述 4、关于构建中学化学素质教育课堂教学模式的探讨 5、试论"思维导图"在新课程背景下中学化学教学中的应用 6、中学化学教学中的情感教育的研究与实践 7、山东省中学化学实验现状的调查分析与改革措施 8、中学化学教材评价体系研究 9、中学化学实验的绿色化研究 10、展望21世纪中学化学教育改革的方向和重点 11、合作学习策略在中学化学教学中的尝试 12、中学化学史教育教学问题及影响因素分析 13、美国中学化学教材中的微型实验 14、中学化学课程中工业化学知识教学的探讨 15、HPS教育对中学化学史教育的启示 16、中学化学新课程中的技术素养 17、国内外中学化学教育游戏设计研究进展 18、试谈目前中学化学实验教学中存在的问题和对策 19、中学化学新课程课堂教学设计 20、中学化学教材中化学史内容编排的思考
https://www.doczj.com/doc/b415563573.html, 二、中学化学论文题目大全 1、论网络化学资源的获取及在中学化学教学中的应用 2、基于Flash3D的中学化学虚拟实验平台的设计与实现 3、综合性、探究性与STS教育思想的贯彻——评英国纳菲尔德中学化学教材的特点 4、论农村中学化学课程资源的开发策略 5、中学化学教学情景的创设技术 6、中学化学实验绿色化设计的方法论研究 7、中学化学概念教学新探 8、"问题解决"教学模式在中学化学教学中的应用初探--兼论STS理论的应用 9、试论中学化学探索性实验教学模式 10、中学化学教学中“绿色化学”意识渗透浅谈 11、有意义学习理论对中学化学教学的启示 12、从2000年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题看中学化学创造性思维教学 13、中学化学实验教学的反思 14、中学化学教育中人文教育的实践与探索 15、探究性学习在中学化学教学中的应用 16、中学化学教师专业化发展的内涵 17、中学化学实验教学的盲点—探索性实验 18、从教学本质谈中学化学课堂教学的生成性 19、中学化学实验设计与改进的研究
生活化学小论文 ——生活化学中的饮食常识【摘要】]化学是与生活联系极为密切的学科之一，随着化学的发展，生活中一些奥秘也逐渐被揭示。生活中随处可见化学知识，化 学课本也常涉及生活。本论文就谈谈生活化学中的饮食常识。【关键词】]生活化学饮食食物相克生活小窍门 生活化学中的饮食常识 一、生活化学 我们周围的世界，是一个物质的世界。 人类为了生活和生产，在长期跟自然作斗争的过程里，积累了许多有关物质变化的知识。从而逐渐认识到，自然界里一切物质变化的发生都有一定的原因和条件。掌握了物质变化的原因和条件，就能进一步控制物质变化的发生，以达到利用自然和改造自然的目的。 而化学则是一门物质性质和物质变化规律的基础自然学科，它研究物质发生变化的原因和条件，以及随着变化发生的各种现象（例如发光、放热、发生化学反应产生结石等）。 二、饮食 俗话说：“民以食为天”。接下来，重点谈饮食方面的知识。 （一）柿饼外的白粉是什么呢？ 在新鲜的柿子里含有大量水分，还含有葡萄糖和果糖等，当它被晒成柿饼时，水分逐渐蒸发，果肉里所含的葡萄糖和果糖随着渗透到表皮上来，这两种糖的性质不一样，果糖味道很甜，容易吸收水分，在它渗透到柿饼的表面时，就抓住空气中的水分，黏附在柿饼的表皮上，类似蜜饯外面的糖浆，葡萄糖的甜味不如果糖，但却不容易抓住空气中的水分，它渗透到柿饼的表皮上时，就成为一层白色的粉末，正好把黏附的果糖包住，使得整个柿饼都是干燥的，原来这层白粉是葡萄糖粉末。 （二）放置很久的红薯吃起来总是比新挖出土的甜，这是什么原因呢？ 我们直观的能看到，红薯放久了，水分减少很多，皮上起了皱纹。水分的减少对于甜度的提高有很大的影响，原因有两个：一是水分蒸发减少，相对的增加
染料分子结构与颜色的关系 [摘要] 通过建立有机染料分子模型，用Gaussian03量子化学软件包计算其最大吸收波长，讨论有机染料分子结构与其颜色的关系。采用半经验PM3方法对模型化合物的几何结构进行了优化。根据优化结果，对以上化合物的性质进行分析。 [关键词] Gaussian 03；染料分子；共轭结构 0 引言 染料是有颜色的物质，染料的颜色源于其分子对可见光选择性地吸收，而主要的颜色是它的最大吸收光的互补色。按照量子化学观点，分子在紫外区和可见区的吸收属于电子光谱，通过计算，可以得到分子中所有分子轨道的能量。可以近似地认为，分子的激发能等于最低空轨道（LUMO）与最高占据轨道（HUMO）的能级差ΔE。根据普朗克公式ΔE=hν，可以计算出分子的吸收频率和最大吸收波长，再根据互补色理论，得到染料的颜色。 1 计算方法 用Gaussian 03量子化学软件包,采用杂化密度泛函理论基础中的B3LYP方法,在STO-3G 基组水平上,对具有共轭结构化合物的的几何结构进行了优化，算出LUMO 与HUMO的能级差,继而算出最大吸收波长,得出染料化合物结构与颜色的关系并作相关的讨论。 2 结果与讨论 2.1 共轭结构的影响 根据计算机优化结果可以发现，染料分子的共轭结构的差异对颜色有着不同的影响。 图 1.染料分子结构式 表1 染料分子颜色与共轭键数目的关系 n 1 2 3 4 5 6 ΔE /eV 4.833 4.224 3.785 3.452 3.205 3.009 λmax /nm257 294 328 360 388 413 颜色无色无色无色无色浅黄色黄色如表1所示，染料分子的颜色随共轭键数目的增加而加深。π→π*跃迁的能级随着π→π共轭体系中的共轭数目增加而逐渐减少，所需激发能减少，导致分子的最大吸收波长增长，颜色变深。 表 2 苯及稠环能量及性质
物理化学的发展史 姓名：学号：班级： 摘要化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志。 1 9世纪下半叶，热力学等物理学理论引入化学之后，不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念，而且可以定量地判断化学反应中物质转化的方向和条件。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学的理论基础。物理化学的诞生，把化学从理论上提高到一个新的水平。 关键词物理化学发展展望 一、物理化学的研究内容 （１）化学体系的宏观平衡性质以热力学三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。在这一情况下，时间不是一个变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学、溶液、胶体和表面化学。 （2）化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。 （3）化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。在这一情况下，时间是重要的变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。 二、物理化学的分支 （1）结构化学 结构化学是在原子- 分子水平上研究物质分子构型与组成的相互关系以及结构和各种运动的相互影响的化学分支学科。它又是阐述物质的微观结构与其宏观性能的相互关系的基础学科。结构化学不但与其他化学学科联系密切，而且与生物科学、地质科学、材料科学和医药学等各学科的研究相互关联、相互配合、相互促进。由于许多与物质结构有关的化学数据库的建立，结构化学也愈来愈被农学家和化工工程师所重视。 （2）热化学
让化学洗去生活的烦恼 管理学院会计系王梦雨17520092200727 随着生活水平的提高，人们越来越追求健康、高品位的生活，化学与生活的联系也日趋密切。化学是一门基础自然科学,它是人类认识世界、改造世界的锐利武器。只要你留心观察、用心思考，就会发现生活中的化学知识到处可见。人类的生活离不开衣、食、住、行。而衣、食、住、行又离不开物质。在这些物质中，有的是天然存在的，比如我们喝的水、呼吸的空气；有的是由天然物质改造而成的，如我们吃的酱油、喝的酒，是由粮食加工和经过化学处理得到的。更多的物质不是天然生成的，而是用化学方法由人工合成的，如化肥、农药、塑料、合成橡胶、合成纤维等。它们形形色色、无所不在，使人类社会的物质生活更加丰富多彩。放眼四顾，我们都会看到各种各样的化学变化、五光十色的化学现象。 如果说生活是月夜的一片夜空，那么，化学就是这静谧夜空中无数星辰，点缀着天空的每一个角落； 如果说生活是山顶的一棵大树，那么，化学就是这棵大树下营养的土壤，滋润着大树的每一寸肌肤； 如果说生活是一艘前进的轮船，那么，化学就是这艘轮船内能量的源泉，支持着轮船的每一次航行。 可以说，生活处处有化学。 众所周知,我们周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的,包括我们人体不可缺少的许多元素。化学在人类的生产和生活中发挥了
不可估量的作用。人类每天都在与污渍打交道，顽固的污渍总是让许多家庭主妇为难。而作为一个学生，我也经常苦于除不掉不小心染上的污渍。这时，如果能懂得运用些许的化学知识，那么去污便显得轻松容易多了。 ●祛除衣服上的油渍 记得我吃面时常常把油溅到领口或胸前，用纸巾怎么也擦不掉，还越擦污染面积越大，让我很头疼。 方法一：在油渍上滴上汽油或者酒精，待汽油（或酒精）挥发完后油渍也会随之消失。 这利用了相似相溶的原理。这一原理在有机化学中运用极为广泛。相似相溶，即是极性相同的分子可互为溶质与溶剂，分子间作用力越强，溶解度越大。一般衣服上的油渍，都是不饱和脂肪，那么，所谓的-R基中就必定会有双键甚至于叁键存在。此时，类似于H2O这样的常见无机溶剂则很难将其溶解。而酒精或汽油这类有机物则不同，油脂中的亲水基与它们相溶，而此类易挥发物挥发时，会将亲水基带走从而将整个酯带走，这样就可以祛除油渍了。 方法二：用温水浸泡后用肥皂清洗即可。 这种方法非常常见了。这中间运用的化学原理也相对简单，即，油脂在碱性条件下的水解（皂化反应）。油脂水解后生成C17H35COONa 与甘油，甘油溶于水，而C17H35COONa中的-COO-为亲水基，遇水相溶。为什么要用温水浸泡呢？原因也非常简单。所有的有机反应均为可逆反应，加热条件下有利于反应向正反应方向进行，便于生成