目标与素养:1.理解物质结构是决定物质性质的重要因素。(宏观辨识与微观探析)2.了解研究化学反应的量子力学理论的重要意义,认识研究生命现象的化学机理的重要性。
一、研究物质的结构与性能的关系
1.这里的物质结构指的是构成物质的微粒之间的相互作用、分子的构型等。
2.物质性质指的是物质的物理性质、化学性质、生物活性和生理活性等。
3.物质结构决定物质的性质,关注以下几个问题:
(1)研究镧系元素结构与性质的关系,寻找功能奇特的光、电、磁等材料。
(2)研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素,揭示人类生命运动的机理。
(3)研究材料结构与性能的关系,制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料,如合成具有共价键强度的高分子纤维。
二、研究化学反应的量子力学理论
1.为了人类社会的可持续发展,化学家们非常期望解决的问题很多,例如:
(1)在充分了解光合作用、固氮作用机理和催化理论的基础上,实现农业的工业化,在工厂中生产粮食和蛋白质。
(2)建立零排放的、原子经济性的化工企业,倡导"绿色化学"。
(3)在了解酶催化作用机理的基础上,模拟天然酶制造人工催化剂。实现在最温和条件下进行化学反应,控制反应的方向和产物的手性。
2.量子力学在物质转化、物质制备等研究领域中具有指导作用。为了更好地利用化学变化,通过化学反应实现物质的转化,制备人类生活和生产所需要的物质,化学家们需要回答更多的问题,需要发展量子力学,需要建立精确