量子化学的发展精选(九篇)

第1篇：量子化学的发展范文

【关键词】电子测量；技术发展；广阔前景

0 前言

随着我国经济不断发展，我国居民的生活水平都在提高，使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面，能够精准高效率的测量许多数据，方便人民的生产生活，下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。

1 电子测量技术的简单介绍

新形势下，随着现代化科技的蓬勃发展，电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术，作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术，广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看，可以说，电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用，新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现，在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量，例如，电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量，例如，它通过各种类型的传感器，能量转化器把非电量（如热力学、光学、机械学的物理量）转换为电量（如电流、电压、频率等）进行研究，而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展，测量的内容愈来愈广泛，通常包括以下几个方面：（1）电能量的测量，包括对于电流、电压、电功率的测量。（2）信号的特性及所受干扰的测量，例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。（3）元件和电路参数的测量，例如电限、电感、电容、电子器件（电子管、晶体管、扬效应管等）的测量，集成电路的测量，电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降，国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策，已成为仪器行业专家们共同关注的问题。

2 电子测量技术的优点

2.1 电子测量技术的测量频率范围广

相对于以往的测量技术来说，电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用，能够利用电子测量仪器，进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作，一定程度上降低了测量人员的工作强度，同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外，电子测量技术的测量频率范围宽、量程广，还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大，要求测量仪器的量程也极宽，同一台电子仪器，经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表，可以测出几欧姆至几十欧姆电阻，量程宽达六、七个数量级。

2.2 电子测量技术能够实现遥测

电子测量技术的遥测优势，具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作，而且不间断测量，又能够保证测量的数据具有高度的实时性，同时它拥有直观、清晰的显示方式，能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方，在对象运行的状态下能够持续进行测量，并直观地记录下相关的数据，这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时，电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来，将频率以示波的方式显示在荧光屏上，都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时，电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果，具有直观、清晰的效果，便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法，便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。

2.3 与计算机技术相结合

电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持，因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降，通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件，例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等，有了这些通用硬件平台，根据不同仪器的具体技术要求，开发出相应的软件，就可以产生不同的测试功能，输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术，可以设计出风格不同的人机操作界面，并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器，充分发挥计算机或数字信号处理器的作用，对仪器功能进行变换组合，因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中，测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展，检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展，让电子测量仪器能够更加便捷地携带，能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存，体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。

3 电子测量技术的发展前景

随着信息技术的高速发展，信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素，它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势，被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一，从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求，必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等，用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求，仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器，再到目前的虚拟仪器的发展历程，微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大，现代科学技术的发展和现代化工业大生产，必定会对电子测量仪器提出更高的要求，相应地，电子测量仪器的发展会呈现出新的特点，主要会包括：测量仪器的通用化；测量仪器的模块化；融合大量的高新技术；测量仪器的网络化。

4 结束语

通过本研究的介绍，我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点，相信在未来一定会有更好的发展前景，应用到我们的生产和实践中去，为我们提高优质的生活。

【参考文献】

[1]杨龙鳞.电子测量技术[M].北京：人民邮电出版社，2006.

第2篇：量子化学的发展范文

关键词 元素周期表 化学哲学 原子论 实验哲学

化学是如何发展而来的？化学知识、研究方法又是怎样发展的？这是大多数化学学习者的疑问。元素周期表是化学的精髓，研究元素周期表，可以把握一条主线，解答上述问题。按照罗素的观点，在特定的领域内进行的探索属于科学的范畴，将科学发现纳入某种规律的框架则属于哲学的范畴。因此，从探索元素周期表的发展史获得化学学科的发展规律，则属于化学哲学的范畴。对于化学哲学的定义，不同的学者各说各话。在综合哲学和化学定义的基础上，我们认为：化学哲学是从化学史中概括出来的、用以指导科学研究和实践的认识论和方法论，是观察、思考、处理问题的依据。对于元素周期表的发展史已有很多学者进行过比较详尽的研究，我们尝试从古代的一个哲学基本问题出发，探索元素周期表是如何在元素定义的变迁和影响元素发现的关键技术取得突破后逐步发展得到的，又怎样从科学假说变成科学的理论，从中获得几点关于化学哲学的启示。

1.1个哲学基本问题

我们知道，世界是由物质构成的，化学是研究物质从元素向生命进化过程中的各个物质层次的组成、结构和变化的学科。但构成世界上纷繁复杂的事物的基本要素是什么？从远古时代起，人们就开始不懈地寻找这个哲学基本问题的答案。迄今为止，有2大理论体系对人们的影响最为深刻。

2.2大理论体系

2.1纯思辨哲学下的四原质和四原性说

公元前5世纪，安培多克勒提出四原质说，认为世界皆由水、火、气、土4种原质构成的。在公元前4世纪，四原质说为亚里士多德所发展，他在四原质的基础上提出了四原性：冷、热、干、湿。冷与干则是土，冷与湿则是水，热与干则是火，热与湿则是气。尽管现在看来，亚里士多德的四元论是错误的，然而矛盾是事物发展的动力，错误的理论若要发展，首先要能发现与原理论不相容的现象。亚里士多德的四元论能为人们广泛接受，并统治了人们长达2000多年，究其原因，主要是：

（1）亚里士多德的四元论具有感官表象的一致性。任何理论体系，若要为人们所接受，首先要符合感官与表象相容。亚里士多德的四元论一一哲学理论体系能够解释当时认知水平下的很多现象，因此人们接受了四原质和四原性说。然而，感官往往具有欺骗性，看起来正确的理论未必经得起实验的检验。

（2）有利于检验理论正误的实验哲学尚未兴起。自然界所引起的变化是偶然的，而变化本身又是错综复杂的，纯思辨哲学不利于检验理论和推论的正误，而有利于检验理论正误的实验哲学尚未兴起。

（3）宗教的盛行，质疑的习惯受到束缚。当时人们都倾向对未知的事物心怀恐惧，对一些无法解释的现象，习惯把它归因为超自然的力量，这样，心中的很多疑问仿佛就有了答案，未知的不安才得以消除。久而久之，人对超自然的主宰产生了畏惧，宗教一度盛行。后来，人们将教条信奉为真理，不容任何与宗教相违背的理论和质疑，因此科学发展的步伐变得缓慢。

（4）迟迟没有一套适合用于计算的数字体系。1202年，意大利数学家利昂纳多·斐波纳契撰著了《计算手册》一书，阿拉伯十进位数学系统才得以在欧洲普及。化学的发展与天文学、物理学、数学有着必然的联系，没有一个适合用于计算的数字系统，数学的发展受到制约，从而使化学的发展也受到制约。

2.2实验哲学下门捷列夫的元素周期表

化学史上，共有5个事件为元素周期表的发现奠定了物质基础：

（1）实验哲学的兴起给人们提供了正确的、行之有效的认识化学的方法。弗兰西斯·培根被马克思称为“英国唯物主义和整个近代实验科学的真正始祖”，他在《新工具》中阐述了感官的局限，指出“任何科学都是实验的科学，因为自然奥秘在实验过程中比在其自然活动时更加容易表露出来”。1680年，荷兰的工匠制造出了第一批望远镜和光学显微镜，不仅促进了天文学、物理学和生物学的发展，更重要的是将皇家协会掀起的实验哲学推向高潮。在这种实验哲学的思潮下，化学得到了迅速的发展。人们开始用实验研究空气、水等的组成，并取得了突破性的进展：1784年左右，卡文迪许研究了空气的组成，发现空气中的氮气的体积占4/5，氧气占1/5。此外，他还确定了水的成分，从而肯定了空气是混合物而不是元素，水是化合物而不是元素，因为它们均不满足元素的重要特征：不可分性。至此，四原质说的权威受到了巨大的挑战，人们开始思考重新定义元素。

（2）元素“操作定义”的提出让人们认识到化学分析手段是限制认识和发现元素的最大障碍。受狄德罗的经验论哲学元素观的影响，拉瓦锡在《化学概论》（1789）中明确提出了元素的操作定义：用现有的化学分析手段都无法分解的物质，可姑且称为“元素”。按照这样的定义，化学家们渐渐意识到早在人们仅学会利用火进行化学分析的时候，就已经能分解出11种单质：铜、铁、金、锡、银、碳、硫、汞、铅、锌、铋。紧接着，化学家们陆续从矿物中发现了钴、镍、锰、钡、钼、钨等金属元素。

（3）电和光谱的突破为化学提供了新的化学分析手段，使分解活泼的碱土金属和发现天然资源高度分散的金属成为可能。1800年，戴维对伏打电堆做了改进，发现很多在火的作用下不分解的物质却经不起电的作用。1807-1808年，戴维用电化学方法分解出钠、钾、钡、钙、镁、锶6种活泼金属，使分解某些活泼的金属化合物得以实现。对于那些天然资源高度分散的金属来说，它们的发现则有待于一种更为准确的分析工具的出现，而这种分析工具的出现要归功于约瑟夫·冯·夫琅禾费。在1814-1817年之间，巴伐利亚的一位技艺精湛的玻璃工匠约瑟夫·冯·夫琅禾费按照沃拉斯顿的方法，用他自己改进的透镜，制造了一个棱镜光谱仪。这台光学仪器的精密度空前得高，可以观察到600多条暗线。紧接着，本生灯的发明、基尔霍夫和本生的偶遇使得夫琅禾费的光谱得到了很好的解释。本生和基尔霍夫证明，根据两谱线在光谱中的位置可以得知某种特定金属的存在，利用这种方法，极少量的金属都可以检测到。1860年，基尔霍夫出版了《以光谱观察法进行化学分析》，化学的发展又进入了一个崭新的时期。

（4）化学符号和命名的统一使得化学元素和化合物的命名既易记忆，又易理解和交流。“1750年时化学词汇因各地的语言而异，在不同的国家各不相同，但没有哪一种是通用的；1850年开始采用一种世界公认的抽象符号。”直到贝采里乌斯为便于书写和表示出物质化学成分的比值而采用字母符号，化学才有了一套科学的、便于书写和记忆的化学符号系统。

（5）原子论的提出和原子量测定的积累让人们得以从原子量和元素性质间找到关联。“1803年英国化学家道尔顿提出原子论后，受到科学界的普遍重视，原子论的核心是：每种元素以其原子的质量为其最基本的特征。”因此，测定原子量的工作成了当时化学的重点任务。由于氢气最轻，于是道尔顿选择了氢作为原子量的基准，确定氢的原子量为1。但是道尔顿无法找到确定化合物的组成依据，从而导致了测定工作的一系列错误。贝采里乌斯认为氢与许多元素无法直接化合，而氧却能与绝大多数元素直接化合，所以，他采用氧的原子量等于100作为原子量的基准，先后发表了包含41种、45种、50种元素的元素周期表。最后一张表实际上同现在的数值一样（除了碱金属和银的数值是现代数值的2倍）。1819年，杜隆、普蒂对贝采里乌斯测定的原子量进行了核实和修正。同年，贝采里乌斯的学生米希尔希里发现了同晶定律并据此确定了原来确定的CrO3和FeO3有误，应为Cr2O3、Fe2O3，修正了铬、铁的原子量。1827年杜马根据阿伏加德罗定律测出一些气体的原子量，但由于认为所有单质蒸气都是双原子分子，他测出的砷、汞、磷、硫的原子量都是错误的。1860年，康尼查罗在蒸气密度法测定分子量的基础上，提出一个合理的测定原子量的方案。但当时的原子量的基准比较混乱，并且测定结果不十分准确，在当时测定的元素原子量中，铍、钙、金、铂、锇、铱、钇、铟和铒9种元素的原子量数值是错误的，给后来元素周期律的发现制造了很大的困难。

“科学的精髓就在于要从表面的杂乱中理出秩序来，所以科学家们一直想从元素的特性当中找到某种规律”。1829年，德贝莱纳对元素的原子量和化学性质之间的关系进行研究，发表了《三元素组》的学说；1862年，尚古多提出了元素的性质就是原子量的变化论点，创造了一个元素螺旋图，初步提出了元素的周期性；1864年，迈尔提出了六元素表，为元素周期表提供了雏形；1865年，纽兰兹将元素按原子量次序排列发现了八音律；1869年，人们已经发现了63种元素，门捷列夫按原子量的大小和元素的化学性质之间的关系列成一张表，这便是他的第一张元素周期表。门捷列夫的假说跟以往的假说相比具有明显的优势：一是对当时测得不准确的9种元素的原子量做了必要的修正；二是根据原子量的增长是有规律的这一科学假设，给周期表预留了6个空档，其中3个空档分别是类硼（钪）、类铝（镓）、类硅（锗）；三是从当时的原子量测定数据来看，碲比碘重，钴比镍重，门捷列夫根据这2对元素的性质，将它们的位置做了必要的调整。

门捷列夫所作出的科学假说的预见被证实，是元素周期律转化为理论的重要依据。当门捷列夫所预言的类硼（钪）、类铝（镓）、类硅（锗）得到证实，元素周期表才从科学假说转化为科学理论，散发出它特有的魅力。随着光谱分析和放射性研究的进展，化学完成了真正地将元素系统化、完善化、有序化的任务。

3.3次演进

到了20世纪，人们认识到世界上的事物均由元素周期表上的100多种化学元素组成。至此，在回答“构成世界上纷繁复杂的万事万物的基本要素是什么”这个哲学基本问题过程中，完成了从错误到正确的第一次演进。

在回答了“是什么”后，紧接着要回答的就是“为什么”的问题：元素的性质为什么会周期性递变？根据构建在量子力学基础上的现代原子结构理论，这一问题已经得到很好的解释，这就完成了从“是什么”到“为什么”的第二次演进。

第三次演进就是阐述“怎么样”的问题：电子与原子核之间是如何作用形成不同的元素？原子与原子之间又是如何作用形成不同的物质？尽管价键理论、分子轨道理论、金属能带理论在近几年已经得到了较好的发展，但是，人们仍需更深入地研究才能更好地回答这一问题。

4.4次突破

化学学科的发展，有赖于实验哲学的兴起和其他学科特别是物理学科的发展，也有赖于化学分析手段和认知的发展。化学分析手段和认知的突破，常常能促使化学发展进入崭新的阶段。火、电、光谱运用于化学分析和量子化学的突破为化学的发展树立了4个里程碑。

5.5点启示

纵观元素周期表形成的始末，可以得到以下5点启示：

（1）从亚里士多德的四原质说到门捷列夫的元素周期表可以看到理论体系发展的一般过程：为了解释人们所观测的现象，找到纷繁复杂的表面背后的有序统一和内在规律，人们试图将科学发现纳入一个理论体系，这一理论体系与现有的认知水平是否一致决定着它能否被人们接受。随着认识手段和方法的提高，人们的认识不断深入，进而发现一些用原有理论无法解释的现象，为了调和这一矛盾，则必须改进这一理论体系或提出一个新的理论体系。可见，真理具有绝对性和相对性，矛盾是真理发展的内在动力，真理发展的过程是否定之否定。

（2）人们对真理的内在特征、发展动力和发展过程的理解程度，决定着人们发现矛盾时的态度和化学史观。未能认识到真理具有相对性的人，错把真理奉为永恒不变，当矛盾出现的时候，要么会怀疑自己的发现出错，要么将自己的发现牵强附会于旧的理论体系当中，从而错失发展理论体系的机会。未能认识到真理的绝对性的人，当矛盾出现的时候，往往会对原有理论体系产生怀疑，从而提出比原有理论更完善的理论，对原有理论的提出者和信奉者予以全盘否定和嘲讽的态度，完全忘了原有理论在当时的历史条件和认识水平上也是正确的，现有理论随着科学的进步和认知的深入也有可能被证明有误。可见，真理具有时代性，我们不能用后天之明去片面批判前人走过的弯路。养成唯物的历史的化学史观是每一位化学学习者和研究者的任务。

（3）从元素周期律的发现始末，可以归纳出科学的化学理论发展必须经历5个阶段：量的积累阶段、假说阶段、验证阶段、完善阶段、解释阶段。

第3篇：量子化学的发展范文

化学课程标准指出：“从定性到定量，体现了化学学科发展的趋势。”同时，课程标准的五个一级主题都蕴含着定量认识要求，强调从定量角度认识物质的组成与结构、性质及其变化，从而认识物质世界的变化规律。帮助初中学生建立起初步的化学定量观，学会从定量的视角思考、审视物质世界的变化规律，不仅是化学学科发展的必然，也是初中化学教学的需要。

不过，从初中化学教学实践来看，初中学生并未达成应有的化学定量认识水平，忽视从定量?角认识物质及其变化内涵与价值。造成这一现象的原因在于不少教师对化学定量观的内涵及其价值认识不足，将化学定量要求当作事实性知识或化学基本技能来教学，导致学生死记硬背相关概念、生搬硬套化学计算格式。为此，有必要探索促进学生定量认识水平发展的教学思路，指导教师超越事实性、技能性的化学定量教学、帮助学生建构定量观。

1 促进学生定量观建构的教学设计模型

1.1 定量观的内涵

涉及定量观内涵界定的文献很少，而且学者们提出不同的表述。如韩丹丹、靳莹指出，物质及其变化是以定量形式存在和发生的，表达化学物质量的各物理量存在定量关系，事物的量变若超出一定范围将可能引发质变[1]。杨雨花认为物质以一定“量”的形式存在，化学反应按定量关系进行，量变质变遵循一定的规律，化学实验应定量控制，化学有专属的定量方法[2]。不难发现，学者们是立足于化学学科特点与学科体系来阐述定量观的内涵。这些论述对初中学生化学定量观的培育有一定指导意义，但因其概括程度高而缺失可操作性。因此，有必要根据初中化学课程要求进一步界定，以利于在初中化学教学中实践。

立足于定量观是方法类化学基本观念的认识[3]及初中阶段化学课程要求，本文将初中学生应具备的化学定量观的内涵概括为：（1）物质及其物质变化存在一定“量”的关系。即纯净物的组成以固定“量”的形式存在，混合物的组成以某种“量”的形式存在，化学反应按一定“量”的关系进行；（2）物质及其变化的定量关系有其定量思想方法。具体包括科学计量思想、“宏-微-符”表征思想、整体个体关系思想、量变质变思想、模型认知方法、实验的定量控制与定量研究方法等。

1.2 促进学生定量观建构的教学设计模型

化学基本观念的形成是学生在积极主动的探究活动中，深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念的基础上，在对知识的理解、应用中不断反思概括提炼而成的[4]。化学定量观建构也遵循这样的认知规律，即要经历知识、思想方法、观念螺旋上升的认知过程。根据这一认识，提出基于问题解决促进学生定量观建构的教学设计模型（如图1）。

该模型主要分为三阶段：阶段一包括问题情境和发现问题环节，旨在激活定量认知。教学设计时，所创设的问题情境应包含有价值的化学定量问题，并能驱动学生展开强烈的、基于定量分析的学习活动；阶段二包括分析问题、解决问题、总结规律三个环节，促进学生建构并内化定量认知。该教学阶段强调通过“问题连续体”，促进学生开展持续的定量分析，建构起与问题情境密切相关的化学定量表征、发展化学定量认识，建立起处理化学问题的定量认识方式；阶段三则发展定量认知，即将建立起来的化学定量认识思维迁移到新的问题情境中，通过解决问题发展完善定量认识并形成较为稳固的化学认识方式，从而建立起化学定量观。

这一教学设计模型将知识与认知过程两个维度紧密结合起来进行教学设计，引导学生并通过定量问题解决来建构定量知识、发展定量认知；注重结合具体的问题情境，经历发现问题、分析问题、解决问题、总结规律、迁移应用等过程，把知识的学习由记忆转变为发现，经过知识的打开、内化与外显的过程，从而解构反映物质组成与结构、性质与变化等的化学符号、化学概念和理论知识的定量内涵，帮助学生厘清定量的成因、建构定量认识物质世界的思路方法。由于教学过程强调从知识理解中提炼形成定量观的内涵和在定量观统领下的知识迁移应用，强调将知识、知识生成的途径与方法和化学观念有机结合起来，因而很好地促进初中学生的定量观建构。

2 促进学生定量观建构的实践

促进学生定量观建构教学设计模型指导的教学设计，其操作流程如图2。其中，后两个步骤是定量观教学设计模型运用，即首先通过创设问题情境，引发学生的探索欲；接着设计开放性的问题，引导学生展开定量观察，发现问题。其次设计“问题连续体”，要求学生进行定量分析并及时提炼相关定量思想方法。再次组织学生探讨表征方法，形成定量表征。然后引导学生提炼形成定量观念。最后设计针对性的定量问题，引导学生对定量认识进行反思评价深化。

下面结合沪教版九年级化学“纯净物中元素之间的质量关系”来加以分析。

2.1 本课蕴含的定量观认识基本要求

课程标准提出“能根据化学式对物质组成进行简单计算、能看懂某些商品标签上标示的组成元素及其含量”的学习要求。教材编著者重点设置了“活动与探究”栏目，帮助学生认识纯净物中元素之间的质量关系。教学处理时，重点应帮助学生从宏观物质、元素、微观分子、原子四者联系的思维角度厘清内容链接（如图3），解构化合物的定比定律，使学生从知识与思维层面深入理解“纯净物中元素之间的质量关系”内容系统的逻辑关系，及其定量观的相关内涵。

基于课程标准的教学要求、相关链接内容和学生的认知线索，本课教学需要学生达成化学定量方面的如下认知：（1）纯净物都有固定的组成，可用化学式表示。其蕴含着“纯净物的组成以固定‘量’的形式存在”；（2）物质、构成物质的微粒与符号之间蕴含着“宏观-微观-符号”三重表征定量思想和“模型认知”定量方法；（3）纯净物与元素、元素与元素之间存在固定“量”的关系，蕴含着“整体个体关系”和“科学计量”定量思想。

2.2 促进学生定量认知的教学设计

根据前述定量观教学设计模型，结合本课时的教学目标，为促进学生建立起对纯净物中元素之间质量关系的认识，建立起相应的定量研究化学事物的思想方法，本课教学过程及期望达成的定量认知如图4所示。

2.2.1 创设问题情境

科学家发现并已证明纯净物都有固定的组成，遵守定比定律（它的组成元素的质量都有一定比例关系），那么纯净物中元素之间质量比例关系是怎样的？

设计意图：创设史实情境，让学生进一步理解“纯净物的组成以固定‘量’的形式存在”，并产生探究“纯净物与各元素之间‘量’的关系”的兴趣。

2.2.2 展开定量观察

过渡：教师出示一杯36g的水。

问题1：通过观察、思考，从这杯质量为36g的H2O中，你能说出哪些信息？

设计意图：引导学生展开定量观察。根据教学内容，引导学生从定量视角，独立或经过启发发现有价值的定量问题，并能较清晰地表达所发现的问题。

2.2.3 进行定量分析

问题2：从微观角度来看，水是由一定数目的水分子集聚而成的。请思考：①1个水分子中的氢、氧原子的个数比是多少？氢、氧原子的质量比是多少？其中氢原子的质量分数是多少？（质量分数用百分数表示）②2个水分子、10个水分子、1万个水分子中氢、氧原子的质量比是多少？其中氢原子的质量分数是多少？③这杯水中水分子的氢、氧原子的质量比是多少？氢、氧原子的质量分数各是多少？

设计意图：依据学生的认知思维线索进行定量分析，引导学生从符号到微观、从个体到整体、个体与个体角度进行定量分析，认识物质的微观定量组成，形成“整体个体关系”、“科学计量”、“宏-微-符”表征定量思想和“模型认知”定量方法。

问题3：从宏微联系角度来看，元素是一类原子的总称，元素质量等于该元素原子质量的总和，水由氢、氧元素组成，H2O中氢、氧元素的质量比是多少？H2O中氢、氧元素的质量分数各是多少？（组成物质的某元素的质量在物质总质量中所占的百分含量称为某元素的质量分数）

设计意图：引导学生从“宏-微-符”联系角度进行定量分析，认识物质的宏观定量组成，形成“宏-微-符”定量思想。

2.2.4 形成定量表征，提炼定量思想

问题4：纯净物中元素之间的固定质量关系有两种表示方法，一种是元素质量比，一种是元素质量分数，如何用计算公式来表征？学习“纯净物中元素之间的质量关系”运用了哪些定量思想方法？

设计意图：通过学生讨论，形成纯净物中元素?M成的定量表征方法，并提炼形成相关的定量观念。

2.2.5 实践定量观念

问题5：纯净物都有固定的组成，36g水中含有多少克氢，多少克氧？

设计意图：通过设计问题，学生实践定量观念，初步反思评价相关定量观的内涵，了解学生的定量认知情况。

问题6：教材第86页“活动与探究”：①尿素[CO（NH3）2]中原子的个数比是多少？碳元素与氮元素的质量比是多少？氮元素的质量分数是多少？②现有100g尿素，氮元素质量是多少？③测得某一尿素样品中氮元素的质量分数为43.5%，该尿素样品是纯净物还是混合物？

设计意图：依据学生的认知思维线索设计评价性问题，引导学生实践定量观念，促进学生进一步反思评价定量认识，了解定量表示物质组成在工农业生产和日常生活中的价值。

问题7：在H2O和H2O2两种化合物中，与等质量氢元素相结合的氧元素的质量比是多少？

设计意图：设计“宏-微-符”转化的定量问题，突破相关定量思想方法建构的难点。

3 总结与反思

第4篇：量子化学的发展范文

一、中国与欧洲文化的对比

1.中国文化是建基于黄河河谷的大农业社会,以“人本”的家族文化为主,“物本”的宗教文化为次。聚河谷而居,居有定所,多见人邻,少见树木。人与人的关系比人与自然界的关系更为密切和重要,社会的主要问题和兴趣是在于人而不在于物。生活复杂的大农业社会,必须分工合作,自然要建立一个有组织和有权威的中央政府。家族文化是一个整体文化,个体有义务要支持整体的共同性,而整体亦有义务要照顾个体的特殊性。人是来自现实的祖先,必须对祖先负责。中国文化是强调整体、务实、内向、兼容、义务、约束、合作和相对性,重视对个人天赋欲念的自我克制和自我修养的人为能力,称之为“德”。人的问题只可以靠人自己去了解和处理,发展了人本的“人理(伦理)学”。无论从《易经》、《道家》、《儒家》到《诸子百家》等,都是以人本为基础来发展。特别是道家所重视以“顺其自然”人的“被动性”和“消极性”,而儒家则重视以“事在人为”人的“主动性”和“积极性”。人性有别于物性在于它的辩证特性:失败是成功之母,成功是失败之父;好事变坏事,坏事变好事;大乱之后必有大治,大治之后必有大乱等等相对而相反的大循环原理。

复杂的河谷生活,促使物的应用技术发展和发展的多极化。中国的四大发明是属于技术上的发明,而不是原理上的发现。中国数学的发展也是以实用,而不是以原理为基础。中国(汉)文字和欧洲数学文字同属于符号文字。要描述和了解“人本事物”,促使中国文字学的发展;中国文字的对称和其他特性也可以用来推到人本的可能新事物。当现有的文字不足以了解新事物情况下,自然要创造新的文字。要描述和了解“物本事物”,促使欧洲数学的发展。而数学的对称其他特性也可以用来推测物本的可能新事物。不同系统的数学有不同的极限性。当现有的数学系统足以了解新事物的情况下,自然要创造新的数学。符号文字与拼音文字是有不同的思维逻辑。所以认识中国文字学的人要学习数学,是有逻辑上的优势。

2.欧洲文化建基于游牧文化。游牧人逐水草而居,多见树木,少见人邻。人与自然界的关系比人与人的关系更为密切和重要。生活的主要问题和兴趣是在于物而不在于人。由于自然界的存在和变化,并非人力可以改变和控制,认为所有自然现象都来自能力最高的主宰。摘食猎鱼的简单生活,各人的功能差别不大,分工制度弱,独立性强,自由性大,平等性高。生活环境的不断改变,只有天,才有永恒的意义,倾向上天单极宗教的信仰。

欧洲文化是游牧文化和地中海内海文化(希腊逻辑文化、罗马帝国文化和中东耶稣宗教文化)的综合文化,以“物本”的宗教文化为主,“人本”的家族文化为次。它是强调个体、理想、外向、对抗、自由、权利、信仰和绝对性,重视发挥个人天赋欲念的自由和权利。欧洲文化在物质世界的“物性理论”发展,对人类物质生活巳作出了重要的贡献。中国文化在人类社会的“人性理论”发展,对人类和

二、科学技术科技

科学是物质世界的了解,是一种思想系统,也是一种顺其自然的思想活动,其探索的目标是“发现”。技术是物质世界的应用,是一种行动系统,也是一种事在人为的行动活动,其运作的目标是“发明”。早期的技术发展主要是靠尝试和经验,与科学的发展并没有一定的姻亲关系。后来的科技就是把科学与技术结合起来,利用科学知识来改进技术的发展,目标是“创新”。物理学是科学的基石。

三、物理学的发展

物理学主要的兴趣是探索物质世界的基础结构和相互作用关系。物理学是一门量化的学问,从事物理量的研究和它们之间的时空基础关系。不能量化的东西便不是物理量。萌芽时代:物理学的起源是来自古希腊时代(650—330Bc,雅典)的几个重要思想。

(1)自然现象是根据“固定的自然定律”而发生(赛勒斯Thales,俗称为科学之父)——定律概念和演绎逻辑。(2)要描述所有自然现象,数字是扮演中心角色(毕达哥拉斯Pythag0ras)——数量描述。(3)要改变自然状态,必需有起因(柏拉图Plato)——牛顿第二运动定律的广泛含意。(4)物质的原子(德谟克利特Democritus)和元素(亚里斯多德Aristotle)的概念——物体结构的基本成份概念。古希腊文化是强调个人自由和思想系统的探索,奠定了基本的科学精神、态度、构思、概念、逻辑、原则和言语。希腊化时代(338—31B.C.亚历山大港):主要的兴趣在解决实用问题,知识分类及技术成就。重要思想发展有:(1)几何学定理的公理化(欧几里得Euclid)——演绎逻辑。(2)以地球为中心输送圆的均速运动为主,运转圆的均速运动为微扰,可以准确解释包括太阳在内的各行星在天上的运动。(3)物体“比重”物性的发现(亚基米德Archimedes),后来进一步发展到“密度”物性。

黑暗时代(30B.C.一1300A.D.):这是物理学发展a冬眠时代。(1)罗马帝国(3OB.C.一476A.D.):罗马人是实用民族,他们强势在军事,行政和工程,而不在学术和科学。大量收集和发展希腊哲学思想,而很少有原始的创作。为了要准确解释以地球为中心的行星运动,增加了偏心圆的微扰(托勒密ptolemy)。(2)中世纪(476—1200):中世纪的欧洲是一个宗教和封建的封闭保守时代。研究希腊哲学和科学的中心便转移到阿拉伯和波斯。(3)(1096—1270):二百年运动,动摇了欧洲的封建制度和教会权力。伊斯兰的优秀文化开始对欧洲人开放。

复兴时代(1300—1600):大乱之后必有大治。经历过的浩劫之后,欧洲从一个保守封闭的教条社会转入一个改革开放,实事求是和解放思想的文艺复兴时代,由神本回归到人本。文艺复兴使欧洲恢复对人,人的成就和人的世界的兴趣。文艺复兴把欧洲从一个较为落后的社会在五百年内,先后超过伊斯兰和中国社会。

1.机动力学(Mechan0dynamics)

从希腊时代到黑暗时代这一千六百多年,物理学发展的主要兴趣上行星运动。发展以数学的欧几里得几何学为基础,均速圆周运动为核心。到了复兴时代,以既定的数学基础来了解观测的事实,改变为从事实去寻找事实背后的数学原理。由实是求事改变为实事求是,由以数学为基础改变为以物理为基础。

(1)天上行星的日心椭圆运动的发现(开普勒Kepler,1571—1630)和地上物体的重力加速度及抛物线运动的了解(伽利略Galileo,1564—1642)。椭圆和抛物线非均速运动的发现是一个非常重要的突破,是欧几里得几何不能解释的现象。除了物理现象的突破外,更促使后来十七世纪解析几何的发展(笛卡尔Descartes和费马Permat)。

(2)机动力学的诞生:为了解决重力问题,牛顿(1642—1724)认为,天上月球围绕地球的运动与地上物体的抛物线运动是同一根源,及推出它们之间与地球中心距离的关系。他成功发现三个物体的运动定律:惯性定律,动力定律和反作用定律。更由第二和第三个定律推出物体之间的重力定律。为了完成三个运动定律,牛顿创造了两个重要的物理量:惯性质量=密度×体积和惯性动量=质量×速度。同时他更创造了一条微积分的数学工具,来取代欧氏几何学的不足。牛顿运动定律的力只是与物体的变速度有关,与物体的速度无关。

(3)牛顿动力定律理论的普遍化,以位能和动能取代外力和加速度:拉格朗日(Lagran—ge,1736—1813)和哈密顿Hamilton,1805—1865)。从物理定律推理到物理理论是符合从几何公理推理到几何定理的——演绎逻辑。

(4)牛顿动力学对随机过程的应用:麦克斯韦(Maxwell,1831—1879),玻耳兹曼(Boltzmann,184 1906)。19世纪未,机动力学已发展成为宏观物质世界一个完美的理论:完整,合理和前后一致。

2.电动力学(Electrodynamics)电磁现象虽然是人类很早便发现的自然现象,但到了十六世纪才开始从实验中取得量化的结果。

(1)电磁相互作用的关系:库仑(Coulomb)电荷与电荷和磁极与磁极的相互作用,奥斯特(Oersted)磁极与电流的相互作用,安培(Ampere)电流与电流的相互作用,法拉第(Faraday)电荷与运动磁极的相互作用。

(2)法拉第提倡电磁的“本地作用”来代替“超距作用”,导致“电磁场”物理量的诞生。

(3)电磁学的基本定律:根据电磁相互作用的关系和以电磁场为基础,麦克斯韦完成完整的“电磁场定律”,相当于牛顿机动力学中的物体重力定律。后来洛伦兹(Lorentz,1853—1928)更进一步完成电荷在电磁场中运动的“电磁场力定律”。“辐射反作用力定律”也是电磁学一个基本定律,只是直到现在,符合逻辑的定律还未完成。

(4)带电粒子动力学:洛伦兹的电磁场力是一个与速度有关的力。只有速度为零的情况,才适合牛顿的动力学系统。爱因斯坦(Einstein,1879—1896)采用牛顿动力推出电磁场力在速度为零的情况,再用洛伦兹惯性变换,把速度为零情况的结果变换到速度不等于零的情况。结果推出带电粒子在电磁场力的洛伦兹动量=v×牛顿动量。v是洛伦兹因子,与速度有关。FL=d(vp)/dt。相当于牛顿机动力学中的物体第二运动重力定律爱因斯坦后来把这方面的理论改称为“狭义相对论”。在狭义相对论的基础上,以微分几何为工具,爱因斯坦用演绎方法建立他的重力场论,称为“广义相对论”。可以说是一种重力场的电磁化。到这个阶段,除了辐射反作用力定律之外,电动力学基础的探索已基本完成。

(5)电功力学定律理论的普遍化:相当于拉格朗日和哈密顿对牛顿动力定律的理论推广和发展。

(6)电动力学对随机过程的应用:无规则电磁场的统计特性的发展。其结果应该符合量子力学和量子动力学的结果。简而言之,机动力学的发展是以动力的基础来发展作用力,而电动力学的发展却是以作用力的基础来发展动力。欧洲从牛顿到麦克斯韦这个二百多年的物理学发展时代,正好是欧洲从巴哈(Bach)到华格纳(Wagner)的音乐发展时代。这是欧洲自从古希腊时代以后,一个重要的思想创新时代。因此促进了文学,音乐,艺术,哲学和科学的高速发展。

3.辐射动力学(Radiodynamics):辐射反映了物质世界的微观结构。

在19世纪未,出现了三个有关不相干辐射(随机性电磁波)与物质作用的物理现象:黑体辐射,光电效应和氢原子光谱。这些现象无法用决定性(Deterministic)的电动力学来解释。到二十世纪,也出现了与辐射作用有关的三个物理现象:离子体,核子一基本粒子和激光(决定性电磁波)作用。这些现象激发了物理理论的发展。

(1)量子论的诞生:普朗克(Planck)创立“量子”的新物理概念,成功解释黑体辐射的实验结果。后来,爱因斯坦和玻恩(Born)分别用量子来成功解释光电效应和氢原子光谱。

(2)量子力学:在数学的基础上,由海森伯(Heisenberg),薛定谔(SchrOdinger)等所发展的量子数学系统(量子力学),不但可以用来了解原子物理现象,也可以用来了解分子物理现象。

(3)基本粒子物理:基本粒子物理实验观察的新结果,促使大量相关理论的发展:量子电动力学,相对性量子力学,杨一 (Yang-Mils)场等,其中杨一米场有更突破性的广泛意义。

20世纪的世界发生了重大变化。(1)物理学发展已由宏观的物质世界转入微观的物质世界。由以物理为主导的思维转回到以数学为主导的思维。微观物质世界发展了两个很矛盾的物理观点:在原子分子的领域,越基本的状态,寿命越长,能量越低;在粒子的领域,越基本的粒子,寿命越短,能量越高。(2)经过两次世界大战后,影响人类社会的重心已由欧洲社会,转移到没有传统民族文化的美国移民社会。美国文化是一个以商业为主,物质为重的实用文化,可以说是一个现代化的罗马帝国文化。

四、中国文化与未来科学发展

虽然科学的发展是源于古希腊,但亦需要通过欧洲各种不同的文化时代,才可以孵育发展出来。欧洲文化对科学发展的优点可能已经到了饱和状态。科学思想发展的进一步突破,必须要有新的文化来推动。中国文化对人理思想发展虽然是一个有五千多年的旧文化,但对物理思想发展却是一种很新的文化。中国复杂而辩证的人理思想,吸收和结合欧洲简单而演绎的物理思想,必定融合成为一种新力量,把科学发展推到更上一层楼,尤其是生命科学,医理科学和心理科学。由复杂系统去吸纳简单系统易,由简单系统去吸纳复杂系统难。中国文化是一个黑洞文化,善于把吸收的外来文化中国化。例如:印度佛教转化成为具有中国特色的佛教和欧洲社会主义转化成为具有中国特色的社会主义。外来文化中国化,是中国传统文化的一个特色。要再进一步的创新突破,必须把中国传统文化现代化。

第5篇：量子化学的发展范文

【关键词】高分子材料；功能助剂；现在发展趋势

1 高分子材料功能助剂行业现状

（1）高分子材料的发展对于化学助剂行业有高度的关联性。高分子材料化学助剂已经成为现代化学工业体系和材料科学体系的重要交叉领域之一，在高分子材料生产、储运、加工、使用过程中的作用愈加突出，几乎每一种高分子材料的每一种性能都依赖相对应的化学助剂实现。

（2）化学助剂行业发展的专业性越来越强。随着经济水平对于高分子材料要求的提高，新材料技术和化工产业的不断进步，高分子材料化学助剂产业整体呈现快速发展的态势，表现为化学助剂新品种的不断出现，需求数量的较快增长，以及化学助剂性能的不断改进。国际同行业巨头往往根据自身技术优势和经营特点选择几大类别的化学助剂进行生产经营，呈现出化学助剂行业发展的较强专业性。

（3）中国化学助剂行业发展市场潜力巨大。中国在高分子材料领域的高速发展，使我国已成为全球高分子材料化学助剂需求的增长重心。

（4）中国高分子材料化学助剂行业处于加速发展阶段。由于我国高分子材料化学助剂行业起步晚，行业的整体发展水平与国际水平还存有差距，一方面单一企业经营规模较小、新结构物产品匮乏、化学助剂应用技术服务能力较差、行业集约化程度不够、产品未形成集约化规模经营、高端产品少、许多产品品种形成系列化。另一方面，中国化学助剂行业呈现快速发展的态势，专业化、规模化、技术型企业不断出现和发展，部分企业已经在全球具有很好的知名度。

2 高分子材料功能助剂的发展分析

2.1 分离纯化技术

分离纯化技术是指将特定化学物质与周边干扰物质彼此分离，获得单一高纯度化学物质的技术。分离提纯的方法主要包含两大内容：一是研究获得高纯度物质的分离提纯方法，二是研究如何将这种分离提纯方法，实现大规模的工业生产。分离提纯的方法不拘泥于物理变化还是化学变化，在可能的条件下使样品中的杂质或使样品中各种成分分离开来的变化都可使用。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、中间体、产成品进行纯化，使其满足工艺过程和质量指标的各项要求。

2.2 化学合成技术

化学合成技术是指利用现有化学物质创造出具备特定结构和性能的化学物质技术，主要包括：卤化技术、磺化技术、硝化技术、酯化技术、氧化技术、还原技术、烷基化技术、酰化技术、氨解技术、羟基化技术、缩合技术、聚合技术、官能团的引入和选择性转换技术等单元反应技术。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、半成品进行化学合成，进而得到成品或中间体的过程。

2.3 检测分析技术

检测分析技术是指针对特定目标物质，获得其成分、结构、性能、纯度等具体参数的技术手段，主要包括：高效液相色谱分离检测技术、气相色谱分离检测技术、原子吸收光谱检测技术、气-质联机差热分析技术、热失重检测分析技术、激光粒度检测技术、X 衍射分析检测技术、红外和紫外光谱分析检测技术及其他一系列化学或物理分析技术等。化学助剂的生产需要选用适当的检测技术或几种技术的联合，对原料、中间体、产成品和生产过程控制的各项指标进行分析检验以确保符合客户和生产的需要。

2.4 化学助剂应用技术

高分子材料化学助剂应用技术是在化学助剂复合技术基础之上发展而来，其主要内容包括：一是指化学助剂在完成化学合成之后的剂型选择和确定，比如造粒、乳化、微粒化等，以使化学助剂适宜于在高分子材料中更好发挥作用；二是指为确保不同的高分子材料获得特定的功能和用途，需要添加不同品种、不同功能、不同剂量的各种化学助剂来实现高分子材料的性能改善目标，

3 高分材料功能助剂的发展趋势

（1）高效化。高效化是指在确定助剂用量的情况下实现效果最大化。主要途径为助剂的高分子量化，普通的助剂分子量较低，容易挥发迁移、渗出，降低了助剂的效能，而高分子量化可减少挥发性、迁移性，提高热稳定性、耐水解能力、与材料的相容性，而使助剂的效能得以充分发挥。

（2）多样化。高分子材料化学助剂的多样化不仅在于新品种的出现和应用高分子材料范围的扩大，更在于其作用途径的多样化。高分子材料化学助剂的功能是由其相应的官能团结构决定的，一方面，传统的官能团结构不断得到改进和完善，使产品序列不断丰富，另一方面，新的官能团结构不断被发现，使助剂发挥作用的途径呈现多样化。

（3）复合化。复合化的是各种高分子材料化学助剂的共混物，目的是令高分子材料化学助剂具有多功能性和增强协同效应，使应用简单方便。现代的复合技术已非初期的几种助剂简单混合，已发展成为多组份协效性能的研发，各组分之间协同机理的研究和协同组分的开发将是高分子材料化学助剂复合应用技术研发的关键。

（4）系列化。系列化指通过对同一类助剂产品的结构和其应用性能发展规律的分析研究，将系列化的新助剂产品的主要参数、类型、性能、基本结构等作出合理的安排与计划，以协调同类产品、配套产品和目标高分子材料之间更加合理的协同关系，从而充分发挥助剂产品的协同效应和协配性，获得更好的市场通用性。

（5）环保化。随着环保法规日益严格和可持续发展需要，环保化将成为化学助剂发展的重点。一方面是化学助剂制造过程的清洁生产工艺的开发，节能减排；另一方面主要为发展环境友好助剂，限制或禁止使用对人体和自然环境有毒有害的助剂。

4 结束语

随着高分子材料化学助剂高效化、多样化、复合化、环保化、系列化的趋势不断发展，高分子材料化学助剂的各类相关技术也沿着上述趋势不断演变进步。高分子材料化学助剂企业只有在掌握化学助剂主体技术的基础之上，沿着发展趋势不断研发新技术，才能在未来的竞争中获得优势地位。

参考文献：

[1]白凡飞，贺平，贾志杰，黄新堂，何云.原位生成法制备单分散的纳米氧化锌分散液[J].材料科学与工程学报，2005（05）.

第6篇：量子化学的发展范文

1．何为高分子化学

顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考文献：

[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)

第7篇：量子化学的发展范文

关键字：生物化学检验;发展趋势;常用技术;临床诊断

0引言

在检验医学中临床生物化学检验是重要的组成部分之一，在实验室有主要地位。临床生物化学检验主要是通过现代科学技术，对患者体液中的化学成分进行分析，在临床诊断中有助于医师对患者的病情进行分析、预防、治疗，临床生物化学检验是一门新兴技术，随着医疗技术的不断发展，改线技术也逐渐的完善、成熟，逐渐的成为临床诊断中重要的技术之一。对生物化学检验进行深入的研究与分析，能在一定程度上促进临床医学的发展。

1临床生物化学检验概述

在对临床生物化学检验进行了解前，首先应对生物化学进行简单的认识，生物化学是对生物的化学组成、生物结构与生命中的化学变化进行研究的学科，生物化学的内容包含了激素、核酸、维生素、无机离子、蛋白质、遗传、繁殖、结构、功能以及物质代谢等等[1]。进行研究的目的是对疾病发生过程中生物化学的变化情况进行描述，帮助临床医师对患者病症的生物化学成分进行分析、判断，提供相应的治疗依据。临床生物化学检验主要是通过生化检验对主要化学成分进行分析，对患者的机能、病情进行有效的评估，为临床疾病的治疗与预防提供依据。

2临床生物化学检验技术发展趋势

20世纪末期，随着生物化学、临床医学及分析化学的发展与进步，同时计算机技术与自动化技术的迅猛发展，在一定程度上促进了生物化学的进步，提升了临床生物化学检验技术水平。新世纪以后，随着分子生物学的逐渐成熟与核酸分子杂交技术的推广[2]，临床生化试验在一定程度上提高了生物学检验技术水平。另一方面，临床生化检验技术在计算机信息技术与自动化分析技术的支持下迅速发展。目前，临床生物化学检验在电介质平衡、酸碱平衡、糖尿病、精神疾病、肾脏疾病、心肌损伤等多种疾病的检验中得到了广泛的应用，且取得了显著的效果，该项技术的发展也开始从横向发展专为纵向深化。

3临床生物化学检验常用技术

临床生物化学检验技术是在自动化生化仪器的广泛应用的基础上对生物化学检验技术进行推动的一种检验技术，现阶段医学技术中生化检验的频率逐渐的增加，现代科学技术与生化技术不断融合，产生了一些新兴的检验技术，例如：生物传感、光谱分析等，取得了显著的应用效果，其中光谱分析技术与电化学分析技术是临床生物化学检验中最常用的两种技术。

3.1光谱分析

发射光谱分析技术发射光谱分析技术主要包含了火焰光谱与荧光分析两种方法，其中火焰光谱主要是在火化与电弧的作用下，让物质在高温状态离解为离子或者原子后，发射出光谱线，然后根据强度在试样品中的含量为标准，得到具体的含量。荧光分析则是利用荧光强弱对物质的含量进行测定，该种方法具有高灵敏度，能够对复杂组分进行微量分析的应用优势，但是对测定条件与仪器的要求较高。原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法是待测元素灯的特征谱线穿过供试品，经过试原子化产生原子蒸汽以后，将蒸汽中需要测量的元素基态原子吸收，并对辐射光的强度减弱情况进行测定，得到供试品内元素的含量。进行原子吸收测定会受到背景干扰，因此在进行原子吸收分光广度分析时，必须对背景影响进行考虑，同时原子化条件、波长变化也会影响检测的灵敏性与稳定性[3-11]，因此在检测时应尽可能的避免影响因素，提高检测质量。可见分光光度法该方法的应用原理是朗柏-比尔定律，比较法、标准曲线法师进行吸收光谱法的定量测量方法。

3.2电化学分析

在实验技术与电化学基本原理的基础上，根据物质的电化学性质，例如：电导、电量、电位计化学含量的多少进行分析的一种方法。电化学分析技术具有高灵敏度、高精确度、高选择性、操作简单等优点。现阶段所应用的例子电位选择分析法，其原理是根据溶液内活性物质与电极电位之间的关系进行分析，具有操作简单、选择性好、分析效率高的优点。

3.3生物传感技术

第8篇：量子化学的发展范文

1、教材的地位和作用

本课题处于初中化学第四单元第一课题，包括原子的构成和相对原子质量两部分内容，第一部分重点介绍原子的构成，同时介绍了原子不显电性的原因，然后又形象的介绍了原子的大小，以及原子中各部分的大小和运动情况。第二部分介绍相对原子质量，由于原子的质量太小，书写和使用都很不方便，于是采用相对原子质量来表示原子的质量。教材还通过介绍张青莲教授的事迹对学生进行爱国主义教育。

2、教学目标

根据新课标要求和学生实际，为了切实突出重点，体现全面性，综合性和发展性。我确定以下教学目标：

(1)知识与技能目标

①了解原子是由质子、中子和电子构成的。

②初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。

③逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。

(2)过程与方法目标

①充分利用教材提供的图、表等资料，借助多媒体等教学手段，初步学会运用类比、想象、归纳、概括等方法获取信息并进行加工。

②在分析原子结构时，鼓励主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。

(3)情感态度与价值观目标

①对学生进行物质可分性的辩证唯物主义观点教育。

②结合张青莲教授的卓越贡献资料，对学生进行爱国主义教育。

3、教学重、难点

根据本课题的内容和地位，我确定本课题的重点是原子的构成和相对原子质量。难点是原子不显电性的原因和相对原子量概念的形成。

二、教法分析

鉴于本单元知识比较抽象，理论性较强，涉及的实验较少，因此在教学中采用探究讨论法、情景教学法、分析比较法与指导学生阅读、组织学生讨论相结合来进行教学。

三、学法指导

在教师引导和帮助下，学生通过开展阅读、讨论、推理、交流、总结等活动，逐步形成自主学习和合作学习的科学学习方法。

四、教学过程

根据微观知识的特点和学生认识过程中易出现的问题，我的教学过程主要通过阅读化学史实资料、多彩的原子构成图片、生动的比喻、多种活动形式以及内容活泼的教学课件设计，来提高学生的学习兴趣，帮助学生牢固记忆。具体教学分以下几个阶段设计：

(一)创设情境，温习旧知

为了激发学生的兴趣，我以展示水分解的示意图开头，让学生回忆前面学过的分子，原子的概念，以及化学变化的实质。用这样的设计去激发学生学习兴趣，点燃学生智慧的火花。

(二)提出猜想，引入新课

由化学变化的实质，提出以下猜想，原子是化学变化中的最小粒子，那么它是否就是构成物质的最小粒子呢?有关未知世界的问题，能够激起学生强烈的探究欲和求知欲。

(三)师生互动，探究新知

第一部分教学——原子的构成

1、学生自学后讨论：⑴原子是一个实心球体吗?⑵原子核还能再分吗?如果能再分，它又是由什么粒子构成的呢?这些粒子有区别吗?⑶原子核带电吗?电子带电吗?整个原子显电性吗?为什么?设计这样的三个问题，引导学生开始探究原子的结构，初步教会学生怎样探讨，从哪些方面探讨。

2、趁学生的求知欲望高涨，展示动画，让学生直观地认识原子的构成。老师引导学生发现：原子已经很小了，其中的原子核更小，就象书中比喻，原子如果是一个大的体育场，那么原子核就是里面的一只蚂蚁，电子就在这个相对广阔的区域内运动。在这里老师要强调，原子核并不是一剖为二，一半是质子，一半是中子，并且在不同的原子中，质子、中子本身都一样，区别在于，不同中所含的质子、中子数目不同。

3、学生通过自学和动画直观的认识，回答以上三个问题。老师和学生一起总结归纳，得出以下结论：1.原子一般都是由质子、中子、核外电子构成，但有一种氢原子中只有一个质子和一个核外电子，没有中子，即并不是所有原子里都有中子。2.核电荷数=质子数=核外电子数(但不一定等于中子数)由于质子数等于核外电子数，正电荷总数等于负电荷总数，所以整个原子不显电性。

4、介绍一些原子方面的科学家的资料。通过这些资料，可以让学生了解原子结构的演变历史;还可以通过修正各种观点使刚学过的知识得以应用和巩固升华，让学生在轻松愉快的环境中学习;并且还可以通过各位科学家的成就，了解科学的发展是在不断修正和补充中进行的，对学生进行人生观和价值观的教育。

第二部分教学——相对原子质量

1、展示一些原子的质量，学生观看展示后，发现原子有质量，只是很小。这样用具体的数据直观地告诉学生原子的质量到底有多小。然后提出问题：1、原子的质量如此小，无论书写、记忆、还是使用都极不方便。原子的质量又该怎样衡量呢?2、什么叫相对原子质量?它是如何来表示原子的质量的?带着这样的问题，让学生阅读教材，得出相对原子质量的概念和计算公式。这样的设计能培养学生的阅读能力，帮助学生建立相对的概念。

2、提问：相对原子质量和实际质量的区别在哪里?学生讨论后回答：相对质量是一个倍数关系，单位是一;实际质量是称量出来的真实质量，单位是千克。这样由学生自己找出区别，对相对原子质量的理解会更深刻。

3、出示构成原子的各种粒子的质量，让学生观察后得出结论：跟质子、中子相比，电子质量很小，通常忽略不计，原子的质量主要集中在原子核上。

4、出示部分原子的相对原子质量和质子数、中子数，让学生自己动手动脑，培养学生分析、比较的能力。

(四)巩固练习、拓展思维

1、原子的相对原子质量( )

A.是原子的实际质量

B.可以用千克作单位

C.没有单位

D.是原子间质量之比，单位为1，一般不写

利用此题讨论归纳对比相对原子质量与原子质量的区别和联系。

2、已知碳原子质量为1.993×10-26kg、氧原子质量为2.657×10-26kg、铁原子质量为9.288×10-26kg，试计算氧原子、铁原子的相对原子质量?

通过对比，得出相对原子质量数字比较简单，便于书写、记忆和计算，从而得出引入相对原子质量的意义。

3、相对原子质量可以从书中P154的附录Ⅱ查到，查阅如下几种元素的相对原子质量：磷、铝、氮、碳、钠、硫、镁、钙。

借此题让学生学会查阅相对原子质量表;说明现已发现一百多种元素的相对原子质量，精确的相对原子质量有效数字可高达八位，一般的化学计算多采用它的近似值(整数或1位小数)。

(五)分享收获，强化思想

1、这节课你学到了哪些知识?

2、通过这节课，你在学习方法和思想上有哪些收获?

3、借助资料，进行爱国主义教育。组织学生阅读教材P69张青莲教授的资料，交流读后感。

4、课后作业。

第9篇：量子化学的发展范文

关键词:高等教育;发展水平;实证;因子分析

中图分类号:G64文献标识码:A

一、引言

在当今形势下,全球化的现象使世界出现了更深刻的变革,知识比以往任何时候更处于人类各种活动的中心,因此教育面临着巨大的挑战。我国在多年的教育道路中已经取得了巨大的发展,众多高校已经步入世界前列,科研水平也在不断进步。然而,我国的教育也存在着一些问题,突出体现在各地发展水平不均衡上。为了能综合描述各地区高等教育发展水平,本文选取了6项指标,对原始指标运用因子分析方法进行排序,并对影响高等教育发展的几个相关因素进行了分析,以便整体把握我国各地区高等教育发展的现状,更好地指导和规划我国各地高等教育事业的全面共同发展。

二、指标体系构建

为了较全面的反映我国高等教育的质量和发展水平,同时从可操作性考虑,本文选取了如下的6项指标,指标的原始数据来自《中国统计年鉴2007》:X1-专任教师数;X2-授予学位数;X3-高等教育经费;X4-人均产值;X5-平均工资;X6-教育经费在人均消费性支出比例。

三、基本理论――因子分析

因子分析是一种主要用于数据简化和降维的多元统计分析方法。在面对诸多具有内在相关性的变量时,因子分析试图使用少数几个随机变量来描述许多变量所体现的一种基本结构。它一方面能够寻求基本结构,简化观测系统;另一方面用于数据简化,用所找出的少数几个因子代替原来的变量做回归分析等。

因子分析是把每个原始变量分解成两个部分:一部分是由所有变量共同具有的少数几个因子构成的,即所谓公共因子部分;另一部分是每个变量独自具有的因子,即所谓独特因子部分。

设有多个测量变量X1,X2,…,Xp,每个变量可做如下分解:

X1=α11f1+α12f2+…+α1mfm+α1ε1

X2=α21f1+α22f2+…+α2mfm+α2ε1

……

Xp=αp1f1+αp2f2+…+αpmfm+αpεp

上式为因子模型,其中f1,f2,…,fm叫做公共因子,它们是在各个变量中共同出现的因子。我们可以把它们看作高维空间中所张起的互相垂直的m个坐标轴。εi(i=1,2,…,p)表示影响Xi的独特因子。αij叫做因子载荷,它是第i个变量在第j个主因子上的负荷,或者叫做第i个变量在第j个主因子上的权,它反映了第i个变量在第j主因子上的相对重要性。αi为独特因子的载荷。因子分析的基本问题就是要确定因子载荷。

四、各地区高等教育发展水平因子分析

本文以我国31个省市、自治区作为评价对象,以统计年鉴2008为样本,运用因子分析法对我国各地区高等教育发展水平进行综合分析。数据处理过程运用统计软件SPSS11.5完成。

第一步:将原始数据进行标准化处理,消除量纲不一致和数量级的差异等现象。因子分析模型除了KMO检验不太显著外,其他方法都表明了原始变量有较强的相关性,说明原始数据适合做因子分析。(表1)

第二步:通过因子模型(这里n=31,P=6),计算出相关系数矩阵的特征值及贡献率,根据因子贡献率选取主因子,求正交因子解,构造因子得分模型。(表2)

当特征值大于1时只有两个因子,其累计贡献率为82.765%

第三步:选取三个因子之后,得到因子载荷矩阵。(表3)

第四步:为了使载荷因子矩阵中的元素更倾向于正负1或0,我们将因子作方差最大正交旋转得,如表4。(表4)

由表4,我们得出三个主因子:第一主因子F1,在指标X1,X2,X3(专任教师、授予学位、教育经费)上有较大的载荷,而它们分别从不同的侧面反映了各地区高等教育的客观规模条件,故称之教育规模因子;第二主因子F2,在指标X4,X5(人均产值、平均工资)上有较大的载荷,反映了经济水平,故称之为经济水平因子;第三主因子F3,在指标X6(教育支出)上有较大的载荷,故称之为教育意识因子。

第五步:输出各个地区在各个因子上的得分,并得出各个地区综合得分。

根据原始数据分别计算各地区主因子F1,F2,F3的得分,并以各因子的信息贡献率作为权数计算综合得分:

F=0.45009F1+0.32375F2+0.17602F3

其中,F为综合得分。(表5、表6)

五、结论与分析

从综合因子得分看,北京、江苏、上海、广东、山东等地区的高等教育水平居前列,主要是因为这些地区的教育规模因子得分很高,或者经济水平因子较高;而西部一些省市由于教育规模因子得分很小,并且家庭对教育也不是非常重视,如青海、宁夏等,所以排名较低。

本次实证分析给我们的启示:

1、高等教育水平的重要衡量标志就是大学的数量和质量。因此,因子F1的权重最大,反映在专任教师数、授予学位学生数,以及教育经费的投入。排名靠前的省市大多是高校数量较多、科研水平较高的地区。因此,我们要加大教育投入,不仅仅在高校数量的扩张,还要提高师资质量,鼓励科研。

2、高等教育发展水平与地理位置及其经济发展水平的关系密切。沿海省市北京、江苏、上海、广东、山东,是我国经济发达的市区,与之相适应,其高等教育的发展水平明显高于其他省市;在中部,湖北、四川的教育水平较高;而排在最后的地区则是经济不发达的边远省区。因此,高等教育发展水平与各地区及其经济有密切的关系。经济水平越高的地区,恩格尔系数越低,人们花费在教育上的支出越大,政府对于教育的投入也越大。同时,教育水平越高,知识越能够转化成生产力,推动经济更好、更快发展。

3、人们应加强对教育投入的意识。排在后面的一些西部地区虽然有经济发展水平不高的因素,更重要的是,其家庭对教育的投入也不大,如F2得分较高(其年平均工资收入高于30,000),但其支配在教育上的支出不高,导致教育发展水平落后。因此,我们应大力宣扬教育的意义及用途,同时向西部继续输送高素质人才,发展志愿者、支教团项目,提升当地师资队伍质量。

总之,我国各地高等教育发展水平存在较大的不均衡现象,很大程度上是由于我国区域间经济发展的不平衡决定的。除此之外,教育投入和教育意识也产生了很大的作用。要继续推动我国教育水平的长足发展,缩小地区差异,必须在经济发展和教育意识培养上双管齐下,使东西部教育齐头并进,真正将知识转化为生产力,推动教育和经济的协调发展。

(作者单位:同济大学经济与管理学院)

主要参考文献:

[1]张建同,孙昌言.以EXCEL和SPSS为工具的管理统计[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]何灿芝,罗汉.应用统计学[M].长沙:湖南大学出版社,2004.

[3]国家统计局.中国统计年鉴(2007)[M].北京:中国统计出版社,2008.

[4]中国高等教育学会.改革开放30年中国高等教育发展经验专题研究[M].北京:教育科学出版社,2008.

[5]王保华,张婕.高等教育地方化――地级城市发展高等教育研究[M].北京:人民教育出版社,2005.