《化學(xué)與人類文明》以人類進(jìn)化的宏大空間為背景，以化學(xué)發(fā)展的典型事件為主線，展現(xiàn)了人類從茹毛飲血的原始社會到近代文明社會的進(jìn)程中，化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程；同時也展現(xiàn)了化學(xué)的進(jìn)步對能源、材料、生命、環(huán)境等二級學(xué)科強力的支撐作用，及對人類社會生活方方面面的深遠(yuǎn)影響。本書以化學(xué)基礎(chǔ)知識和化學(xué)發(fā)展歷史為起點，圍繞能源、環(huán)境、材料、文物保護(hù)、生命科學(xué)等社會普遍關(guān)注的熱點問題展開討論，主要內(nèi)容包括緒論（第1章）、化學(xué)入門知識（第2章）、化學(xué)與能源（第3章）、化學(xué)與健康（第4章）、化學(xué)與生命科學(xué)（第5章）、化學(xué)與環(huán)境（第6章）、化學(xué)與材料（第7章）、化學(xué)與文物保護(hù)（第8章）、化學(xué)與司法偵查（第9章）、化學(xué)與國防軍事（第10章）以及化學(xué)與哲學(xué)（第11章）。
《化學(xué)與人類文明》既可作大學(xué)本科生科學(xué)素養(yǎng)教育課程的教材使用，亦可作為科普讀物，對社會管理工作者、在職繼教工作者及對自然科學(xué)知識感興趣的學(xué)習(xí)者提供參考。同時，與本書相配套的慕課課程在中國大學(xué)MOOC 愛課程網(wǎng)上線，被認(rèn)定為國家級線上精品課程，線上內(nèi)容持續(xù)更新并與學(xué)習(xí)者互動，可輔助學(xué)習(xí)。
第1章 緒論 001
1.1 化學(xué)生命起源說 002
1.1.1 從無機分子到有機分子 002
1.1.2 從小分子到大分子 003
1.1.3 從生物大分子到團聚體 003
1.1.4 從團聚體到原始生命 003
1.2 化學(xué)與人類文明發(fā)展 003
1.2.1 萌芽時期 004
1.2.2 金丹術(shù)和醫(yī)藥化學(xué)時期 004
1.2.3 燃素說時期 005
1.2.4 近代化學(xué)時期 005
1.2.5 量子化學(xué)時期 005
1.3 化學(xué)在現(xiàn)代社會發(fā)展中的作用和地位 006
1.4 化學(xué)學(xué)科分類 007
1.4.1 無機化學(xué) 007
1.4.2 分析化學(xué) 008
1.4.3 有機化學(xué) 009
1.4.4 物理化學(xué) 010
1.5 化學(xué)變化遵循的基本規(guī)律 011
1.5.1 化學(xué)反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律 011
1.5.2 化學(xué)變化都伴隨著能量變化 012
思考題 013
討論題 014
第2章 化學(xué)入門知識 015
2.1 元素的起源與合成 016
2.1.1 元素的起源 016
2.1.2 人造元素的合成 018
2.2 原子論 019
2.2.1 近代原子論的創(chuàng)立與發(fā)展 019
2.2.2 現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論 021
2.3 元素周期表 023
2.3.1 元素周期律 023
2.3.2 現(xiàn)代元素周期表 024
2.4 化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu) 025
2.4.1 離子鍵和離子型化合物 025
2.4.2 共價鍵與苯環(huán)結(jié)構(gòu) 026
2.4.3 碳四面體學(xué)說與立體化學(xué) 027
2.4.4 金屬鍵 028
2.4.5 分子間作用力 029
思考題 031
討論題 031
第3章 化學(xué)與能源 032
3.1 全球能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢 033
3.1.1 世界能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展與變遷 034
3.1.2 中國能源供需現(xiàn)狀及特點 035
3.1.3 世界能源供需的新特點 036
3.2 能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的化學(xué)原理 037
3.3 化學(xué)與煤、石油和天然氣 039
3.3.1 化學(xué)在煤開發(fā)中的應(yīng)用 039
3.3.2 化學(xué)在石油開發(fā)中的應(yīng)用 041
3.3.3 化學(xué)在天然氣開發(fā)中的應(yīng)用 043
3.4 化學(xué)與核能 045
3.4.1 核反應(yīng)與核能 045
3.4.2 核反應(yīng)堆的安全性 046
3.4.3 核能開發(fā)利用的前景 048
3.5 化學(xué)與新能源 049
3.5.1 生物質(zhì)能 049
3.5.2 氫能 050
3.5.3 太陽能 052
3.5.4 頁巖氣 052
思考題 053
討論題 053
第4章 化學(xué)與健康 054
4.1 生命中的化學(xué)基礎(chǔ) 055
4.1.1 生命的基本組成元素 055
4.1.2 氨基酸與蛋白質(zhì) 056
4.1.3 糖類 059
4.1.4 脂類化合物 064
4.1.5 維生素 069
4.1.6 礦物質(zhì) 072
4.2 化學(xué)與檢驗學(xué) 074
4.2.1 血液檢查 074
4.2.2 尿液檢查 076
4.3 化學(xué)與藥物 077
4.3.1 阿司匹林 078
4.3.2 青霉素 079
4.3.3 青蒿素 080
4.3.4 磺胺類藥物 081
4.3.5 奧司他韋 081
4.3.6 阿茲夫定 082
4.4 化學(xué)與生活習(xí)慣 083
4.4.1 吸煙 083
4.4.2 酗酒 083
思考題 084
討論題 085
第5章 化學(xué)與生命科學(xué) 086
5.1 生命的化學(xué)起源 088
5.1.1 原始地球的環(huán)境 088
5.1.2 有機分子的合成 089
5.1.3 自復(fù)制分子的形成 090
5.1.4 代謝和遺傳的耦合 091
5.1.5 細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成 091
5.1.6 進(jìn)化和多樣性的出現(xiàn) 092
5.2 細(xì)胞化學(xué)與代謝 092
5.2.1 細(xì)胞化學(xué) 092
5.2.2 酶與催化機制 093
5.2.3 糖代謝途徑 093
5.2.4 脂質(zhì)代謝調(diào)控 095
5.2.5 蛋白質(zhì)合成與降解 095
5.2.6 核酸代謝與遺傳 096
5.2.7 光合作用 096
5.2.8 細(xì)胞信號傳遞 096
5.3 遺傳信息的化學(xué)傳遞與表達(dá) 096
5.3.1 DNA復(fù)制 096
5.3.2 RNA轉(zhuǎn)錄 097
5.3.3 蛋白質(zhì)翻譯 098
5.4 生命調(diào)節(jié)與化學(xué)信號 099
5.4.1 生命調(diào)節(jié) 099
5.4.2 化學(xué)信號 100
5.4.3 激素和神經(jīng)遞質(zhì) 103
5.4.4 信號傳遞的化學(xué)途徑 104
5.5 生物體內(nèi)的化學(xué)平衡與穩(wěn)態(tài) 104
5.5.1 生物體內(nèi)的化學(xué)平衡與穩(wěn)態(tài)簡介 104
5.5.2 細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的化學(xué)平衡 105
5.5.3 緩沖系統(tǒng) 105
5.5.4 穩(wěn)態(tài)維持的化學(xué)機制 106
5.6 化學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用 106
5.6.1 質(zhì)譜在生物分子結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 107
5.6.2 核磁共振技術(shù)在生物分子結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 109
5.6.3 化學(xué)探針和生物標(biāo)記技術(shù) 112
5.7 化學(xué)對生命科學(xué)的未來貢獻(xiàn) 114
5.7.1 合成生物學(xué)與化學(xué)的結(jié)合 114
5.7.2 納米技術(shù)與化學(xué)的融合 115
5.7.3 高通量篩選技術(shù) 116
5.7.4 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué) 116
思考題 117
討論題 118
第6章 化學(xué)與環(huán)境 119
6.1 環(huán)境與生態(tài)平衡 120
6.2 自然環(huán)境的結(jié)構(gòu)與功能 122
6.2.1 大氣圈 123
6.2.2 水圈 125
6.2.3 土壤-巖石圈 126
6.3 自然界的元素循環(huán) 127
6.3.1 氮循環(huán) 127
6.3.2 碳循環(huán) 127
6.3.3 氧循環(huán) 128
6.3.4 硫循環(huán) 129
6.3.5 磷循環(huán) 130
6.4 保護(hù)大氣環(huán)境 130
6.4.1 大氣環(huán)境污染物 131
6.4.2 光化學(xué)煙霧 133
6.4.3 酸雨 134
6.4.4 溫室效應(yīng) 136
6.4.5 臭氧層空洞 137
6.4.6 霧霾 138
6.5 保護(hù)水資源 140
6.5.1 水資源污染 140
6.5.2 水的化學(xué)凈化、純化和軟化 143
6.5.3 海水的淡化 145
6.6 保護(hù)土壤資源 147
6.6.1 農(nóng)藥的污染 147
6.6.2 多環(huán)芳烴的污染 149
6.7 綠色化學(xué) 149
6.7.1 綠色化學(xué)概述 150
6.7.2 綠色化學(xué)的原則和研究內(nèi)容 150
6.7.3 綠色化學(xué)中的納米技術(shù) 152
6.8 化學(xué)素質(zhì)教育 154
思考題 154
討論題 155
第7章 化學(xué)與材料 156
7.1 金屬材料 157
7.1.1 傳統(tǒng)金屬材料 157
7.1.2 新型合金材料 159
7.2 無機非金屬材料 166
7.2.1 傳統(tǒng)陶瓷材料 166
7.2.2 特種陶瓷 167
7.2.3 新型碳材料 171
7.3 高分子材料 173
7.3.1 高分子化合物 174
7.3.2 塑料、合成橡膠和合成纖維 175
7.3.3 高分子生物醫(yī)學(xué)材料 178
7.3.4 導(dǎo)電高分子 180
7.4 超導(dǎo)材料 181
7.4.1 超導(dǎo)體 181
7.4.2 摻雜富勒烯的超導(dǎo)體 183
7.4.3 有機超導(dǎo)體 184
7.5 電子信息材料 185
7.5.1 硅基半導(dǎo)體 185
7.5.2 光致抗蝕材料 185
7.5.3 液晶和有機電致發(fā)光材料 185
7.6 復(fù)合材料 187
7.6.1 玻璃纖維增強塑料 188
7.6.2 碳纖維增強塑料 188
7.6.3 尼龍纖維增強復(fù)合材料 189
7.7 納米材料 189
7.7.1 量子點 190
7.7.2 二維納米片 191
7.7.3 分子機器 192
思考題 192
討論題 193
第8章 化學(xué)與文物保護(hù) 194
8.1 概述 195
8.1.1 文物及其分類 195
8.1.2 文物保護(hù)基本概念 196
8.1.3 文物保護(hù)的基本原則 197
8.2 文物保護(hù)中的化學(xué)技術(shù)方法 198
8.2.1 文物的分析檢測方法 198
8.2.2 化學(xué)物質(zhì)分析方法在文物保護(hù)中的應(yīng)用 199
8.3 文物保護(hù)中的化學(xué)材料 202
8.3.1 文物保護(hù)中的無機材料 202
8.3.2 文物保護(hù)中的天然有機材料 203
8.3.3 文物保護(hù)中的合成有機材料 207
8.4 化學(xué)與青銅文物的保護(hù) 210
8.4.1 銅合金的化學(xué)組成 210
8.4.2 青銅文物腐蝕的化學(xué)原理 211
8.4.3 青銅銹的化學(xué)成分 211
8.4.4 青銅文物的化學(xué)除銹法 212
8.4.5 青銅文物緩蝕及封護(hù) 213
8.5 陶瓷及石質(zhì)文物的保護(hù) 215
8.5.1 陶器的清潔及脫鹽處理中的化學(xué)方法 215
8.5.2 陶器加固保護(hù)及修復(fù)中的化學(xué)方法 216
8.5.3 瓷器修復(fù)保護(hù)中的化學(xué)方法 216
8.5.4 石質(zhì)文物保護(hù)中的化學(xué)方法 217
8.6 壁畫及彩繪文物的保護(hù) 219
8.6.1 壁畫彩繪的畫料 220
8.6.2 壁畫彩繪畫面清潔及加固保護(hù)中的化學(xué)方法 221
8.7 化學(xué)與漆木器的保護(hù) 222
8.7.1 生漆的化學(xué)成分 223
8.7.2 飽水漆器的脫水定型加固 224
思考題 226
討論題 226
第9章 化學(xué)與司法偵查 227
9.1 指紋顯現(xiàn) 228
9.1.1 汗液指紋顯現(xiàn) 229
9.1.2 血指紋顯現(xiàn) 231
9.1.3 其他類型指紋顯現(xiàn) 231
9.1.4 指紋顯現(xiàn)技術(shù)新發(fā)展 232
9.2 血痕檢驗 232
9.2.1 篩選試驗 232
9.2.2 確證試驗 233
9.3 爆炸物證檢驗 234
9.3.1 無機炸藥檢驗 234
9.3.2 有機炸藥檢驗 236
9.4 文書物質(zhì)材料檢驗 236
9.4.1 紙張檢驗 237
9.4.2 墨水與圓珠筆油檢驗 238
9.4.3 書寫時間鑒定 238
9.5 毒物、毒品分析 239
9.5.1 金屬及水溶性毒物 240
9.5.2 氣體及揮發(fā)性毒物 240
9.5.3 催眠鎮(zhèn)靜藥 242
9.5.4 農(nóng)藥 243
9.5.5 毒品 245
9.6 微量物證檢驗 246
9.6.1 微量物證的特點 246
9.6.2 微量物證檢驗常用儀器分析方法 247
9.6.3 儀器分析方法鑒定微量物證實例 250
9.7 DNA 分析技術(shù) 251
9.7.1 DNA分析技術(shù)簡介 251
9.7.2 DNA分析技術(shù)在刑事偵查中的應(yīng)用 252
9.8 人體氣味分析技術(shù) 254
9.8.1 人體氣味的特殊性 254
9.8.2 人體氣味成分 254
9.8.3 人體氣味的檢測 255
9.8.4 人體氣味在刑事偵查中的應(yīng)用 255
思考題 256
討論題 256
第10章 化學(xué)與國防軍事 257
10.1 火炸藥和“軍事四彈” 258
10.1.1 火藥與炸藥 258
10.1.2 軍事四彈 260
10.2 化學(xué)武器 262
10.2.1 化學(xué)武器的種類及其毒害作用 263
10.2.2 化學(xué)武器的特點 266
10.2.3 化學(xué)武器的防護(hù) 267
10.2.4 禁止化學(xué)武器公約 269
10.3 核武器 270
10.3.1 核武器的主要殺傷因素和爆炸方式 270
10.3.2 核武器的種類 271
10.4 化學(xué)與現(xiàn)代高科技武器裝備 274
10.4.1 高能炸藥 274
10.4.2 以化學(xué)物質(zhì)為主的反裝備武器 274
10.4.3 軍用新材料 276
思考題 278
討論題 279
第11章 化學(xué)與哲學(xué) 280
11.1 物質(zhì)的化學(xué)組成 281
11.1.1 元素學(xué)說 281
11.1.2 原子分子論 283
11.2 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 285
11.2.1 有機物結(jié)構(gòu)分析 285
11.2.2 分子結(jié)構(gòu)理論 286
11.3 化學(xué)反應(yīng) 287
11.3.1 燃燒反應(yīng) 287
11.3.2 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 288
11.3.3 自組織化學(xué)反應(yīng) 290
思考題 295
討論題 296
參考文獻(xiàn) 297
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