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第一章 化学探索中的智慧聚合1

§1创造决定着人类的进步昌盛2

§2创造思维是发明创造的前提和条件5

§3科学思想方法是发现和发明的灵魂8

1．科学发现的三要素8

2．科学思想之花——科技发明之果9

§4化学探索中的科学思想方法11

1．观察12

2．想像13

3．调查研究13

4．模拟14

5．组合14

6．实验15

7．推理15

1．化学的起源17

§5注释·问题·课题17

2．拉瓦锡20

3．知识经济及其重要特征29

4．信息论、控制论和系统论的主要内容30

5．人类利用地球卫星和空间站进行的化学研究33

6．超导现象的发现及超导体的重要应用35

7．超速骤冷法制造金属玻璃37

8．超高压法制造新材料39

9．习题140

10．习题241

11．习题342

第二章 观察——化学发现的基础46

§1什么是科学的观察47

§2科学观察的一般原则48

1．仔细观察48

2．典型观察49

3．反复观察49

§3观察能力的培养50

4．比较观察50

§4观察与化学探索52

1．波义耳发现酸碱指示剂52

2．月亮元素——硒的发现54

3．失而复得的发明——不锈钢问世55

4．超强酸的由来57

5．巴基球的发现59

6．最重要的调味品——味精的诞生61

7．20世纪医学的奇迹——人造血液64

8．糖的代用品——糖精的来历67

9．磺胺药物的研制70

§5注释·问题·课题73

1．波义耳73

2．为什么钢铁在潮湿的空气里容易生锈？78

3．质谱分析78

4．酸碱指示剂的变色原理79

5．记忆合金81

6．实验与观察183

7．实验与观察284

8．习题85

第三章 想像——化学发现的精灵87

§1想像及其特征88

1．想像以问题为原动力89

2．想像具有一定的跳跃性90

3．想像具有潜科学创造性91

§2实现科学想像由潜到显的转化91

1．通过假说实现想像由潜到显的转化92

2．通过实验实现想像由潜到显的转化93

3．通过社会实践实现想像由潜到显的转化93

§3想像与化学探索94

1．实验—想像—推理使道尔顿构建了原子论94

2．化解矛盾，运用想像、推理的方法，阿佛加德罗创立了分子学说96

3．大胆怀疑，大胆想像，阿伦尼乌斯提出电离学说99

4．布特列洛夫谱写的光辉篇章 ——有机结构理论102

5．梦想成真，凯库勒确立了苯环结构105

6．鲍林的“杂化轨道”理论的诞生109

7．想像与施陶丁格创立的大分子学说112

8．DNA结构的发现114

§4注释·问题·课题117

1．德谟克利特117

2．约翰·道尔顿118

3．阿佛加德罗123

4．阿伦尼乌斯124

5．布特列洛夫127

6．凯库勒130

7．鲍林134

8．施陶丁格137

9．从现代观点看，苯的分子结构有什么特点？138

10．世界上最早的原子弹139

11．基因工程和《人类基因组计划》140

12．习题142

第四章 调查——化学发现的探测器146

§1调查就像“十月怀胎”，解决问题就像“一朝分娩”147

§2怎样进行调查研究148

§3调查研究与化学探索150

1．从对葡萄园的调查发明了波尔多液150

2．揭开酸雨之谜152

3．掀起水俣病的盖头155

4．《本草纲目》中有关化学问题的来历158

5．化肥工业之父的调查研究161

6．树皮治病的启示164

7．追寻脚气病的克星——维生素B1167

8．凡士林被发现的轨迹——讨厌，喜欢，提取，利用172

9．天然橡胶走上应用舞台174

§4注释·问题·课题178

1．李比希178

2．李时珍调查研究二三事181

3．妙趣横生的生物肥料182

5．水体污染的防治184

4．二巯基丙醇的解毒机理184

6．橡胶硫化反应的机理是什么？187

7．现代橡胶制品中的助剂189

8．有关蜡的知识191

9．废旧塑料的回收和利用192

10．酸雨的主要化学成分194

11．实验设计196

12．调查分析196

13．查阅资料197

14．调查与制作199

15．调查研究1200

16．调查研究2201

17．调查研究3204

第五章 模拟——化学创造的有效途径207

§1模拟是化学创造的原动力208

§2化学发现和发明中常用的模拟方式209

1．形象模拟209

2．条件模拟210

3．组成结构模拟211

4．功能模拟212

5．方法模拟212

§3模拟与化学探索213

1．模仿蚕吐丝，人造棉、丝、毛213

2．合成纤维异军突起216

3．从仿制羊毛到合成羊毛218

4．合成橡胶的“发家”史220

5．紫虫胶与世界上最早的合成塑料224

6．牛胰岛素的人工合成226

7．模拟生命化学起源实验的成功229

8．钢化玻璃问世232

9．永不生病的内脏——人工肾、肝、肺的研制233

10．模拟研制人工鳃235

11．神奇笔镀的由来236

12．受控热核反应的实现237

1．齐格勒—纳塔催化剂及其对高分子合成的重要作用239

§4注释·问题·课题239

2．定向聚合及其机理241

3．为什么至今人类还不能合成淀粉？242

4．模拟制造荧光树243

5．红外陶瓷的诞生244

6．化学模拟生物固氮245

7．蛋白质工程247

8．无土种植248

9．习题1250

10．习题2251

11．习题3252

12．参阅有关资料，制备一种塑料薄膜防滴剂253

第六章 组合——化学创造的金钥匙255

§1巧妙的组合就是很好的创造256

§2组合的方式258

§3组合与化学探索259

1．灵巧的铅笔，巧妙的组合259

2．典型的组合材料——合金261

3．花样翻新的牙膏263

4．建筑万能胶——水泥的来历265

5．电解和化学锯的发明267

6．从玻璃钢到高性能复合材料269

7．基团的组合与“两栖”类新分子271

8．安全炸药——巧妙组合的结晶275

9．聚氨酯弹力丝和金属塑料的制造277

10．太空棉和合成革的由来279

11．pH标度和pH计282

12．组合不断更新，玻璃繁花似锦283

13．组合分解创造了安全火柴288

14．现代火箭推进剂的研制290

15．太阳能光电池的问世293

16．发电新星——氢氧燃料电池的组合构造295

§4注释·问题·课题297

1．法拉第297

2．诺贝尔299

3．明天的高能炸药之王301

4．导电塑料303

5．核裂变所创造的奇迹304

6．透明陶瓷与灯光307

7．设计与制作309

第七章 科学实验——化学发现之本312

§1科学从实验中产生313

§2化学实验方法315

1．化学实验方法的含义和特点315

2．化学实验的基本类型317

§3化学实验程序318

1．课题选择318

2．实验设计319

3．实验实施319

4．结果处理320

1．尊重实验事实，戴维发现了氯321

§4实验与化学探索321

2．从氟和H-198催化剂的发现中得到的启示323

3．正确的实验＋创新意识＝溴的发现325

4．见微而知著——氩的问世327

5．海底捞针，居里夫妇发现镭和钋330

6．钾、钠的发现332

7．金属活动性顺序的诞生334

8．相对原子质量测定方法的演变337

9．侯氏制碱法的创立341

10．实验探索，合成氨获得成功344

11．助熔剂的发现带来了炼铝工业的春天346

12．批判“燃素说”，创立“氧化学说”349

13．揭开植物光合作用的奥秘352

14．钒触媒的发明和硫酸的工业化生产356

15．观察和实验的结晶——伏打电池361

16．茨卫特和色谱分析法364

17．粉碎“生命力”枷锁的实验——合成尿素366

18．电石与电石气的发现经过369

19．格林尼亚试剂的魅力372

20．“塑料之王”名不虚传374

21．珀金发现苯胺紫377

22．麻醉剂发现的艰难历程380

23．医药史上的重大里程碑——青霉素诞生383

24．揭开青霉素和维生素B12的结构之谜386

25．高能实验装置与物质结构研究390

26．利用交叉分子束实验装置研究“态—态”反应392

27．研究化学的有力实验工具——激光394

§5注释·问题·课题397

1．戴维397

2．瑞利400

3．拉姆赛403

4．玛丽·斯可罗多夫斯卡·居里406

5．侯德榜410

6．氟单质的制备412

7．卤素单质氧化性不同的原因413

8．元素的放射性414

9．稀有气体元素化合物416

10．金属活动性顺序的重要应用418

11．关于包括碳在内的5种元素的相对原子质量的修改420

12．纸上层析法及其原理421

13．关于用浓硫酸吸收三氧化硫不会发生酸雾的解释422

14．“苏氏三兄弟”423

15．制纯碱时碳酸氢钠沉淀的产生425

16．氮气化学性质很不活泼的原因425

17．铁触媒催化合成氨反应的机理426

18．工业生产乙炔的方法427

19．乙烯与乙炔的比较429

20．药物麻醉的机理431

21．塑料制品的加工成型432

22．21世纪的材料新星——纳米材料433

23．习题435

24．实验1437

25．实验2439

26．实验3：隐形划粉的制造441

第八章 推理——化学发现的金桥443

§1推理及其意义444

§2推理的分类446

1．归纳推理446

2．演绎推理448

3．类比推理449

§3推理与化学探索451

1．质量守恒定律的确立451

2．元素周期律的发现453

3．类比推理，卢瑟福构建了原子结构模型469

4．归纳推理．勒·夏特里创立了化学平衡移动原理472

5．探索同分异构现象475

6．有机化学中取代理论的建立477

7．关于自由基的大辩论480

8．有机化合物空间结构学说的诞生482

9．推理在发展化学价键理论中的应用485

§4注释·问题·课题488

1．门捷列夫488

2．卢瑟福494

3．勒·夏特里496

4．范特霍夫498

5．惰性气体对化学平衡的影响501

6．核外电子运动规律与电子云概念503

7．常见的同分异构现象504

8．自由基与人的衰老506

9．习题1508

10．习题2509

11．习题3512

附录1化学元素发现年代、发现人和发现经过515

附录2诺贝尔化学奖获得者和获奖原因524

主要参考书目537