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初三化学上册:化学促进科学技术的发展

化学可以促进科学技术的发展,化学对人类很多领域发展都有积极推动作用,如材料、医药等

1、材料领域

材料可以制造各种生产,生活工具,对人类历史与文明发展有着举足轻重的作用,历史学家有时以一种新材料的出现和广泛应用作为划分时代的标志,依据时间的顺序,人类历史可分为石器时代、青铜器时代、铁器时代和钢时代等。在材料制造与使用过程中,都离不开化学的身影。

1.1、石器时代:是以使用石器为标志的人类文化发展的一个阶段,在人类文明的早起,没有科学技术,人类需要生产工具,只能从自然界中获取。石块因坚硬、形状多样,锋利、自然界中大量存在等特点,被远古人类用制作生产工具,广泛使用。



1.2、青铜器时代:随着冶金技术的发展,人类开始大规模冶炼金属,青铜最早被人类提炼出来的金属,并制作了很多青铜器,青铜较石块更坚硬,锋利,使用起来更方便。


1.3、 铁器时代:人们在冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼铁的技术,由于铁在地球上有着丰富的储量,而铜的储量较为稀少,随着人类生产力的提高,青铜器无法满足人类的需求,所以人类开始制造更多的铁制品,进入铁器时代。


1.4、钢时代:钢是铁与碳、锰、铬等物质形成的合金。随着冶金技术的进一步发展,人们发现铁加入碳、锰、铬等物质后,可以有效增加铁的硬度,还不容易生锈,很受人们欢迎,并被大规模使用。目前使用的大部分工具都是不锈钢或碳钢。


提问:铁在地壳中含量多为什么先是青铜器时代后才到铁器时代呢?

解答:铜的金属活性比铁弱,自然界中存在单质铜,被人类发现后,可直接使用,且铜不易锈蚀,可长久使用,铁的金属活性强,自然界中都是以氧化物的形式存在于岩石中,不能直接使用,且铁制品易生锈很难保存,在冶金技术比较落后的古代,无法使用铁。所以青铜器时代早于铁器时代

  • 目前广泛使用的材料

  • 塑料:

    一种有机高分子化合物。密度小,防水,耐腐蚀,遇火可以燃烧,用于玩具、口杯、碗盆、瓶罐、桶、饭盒、桌椅、各类容器。用途特别广泛。


  • 不锈钢:

    铁与铬、镍、铅、锰等金属形成的合金,具有不生锈,导热性好,耐腐蚀,耐摔,经久耐用等特点,用于碗筷、口杯、脸盆、刀具,架子、烧水壶、锅具、各种容器。


  • 玻璃:

    玻璃是(主要成分为硅酸盐)由硅砂(SiO2)、白云石与石灰石(CaCO3)、长石(CaCO3与Al2O3)、纯碱(Na2CO3)、芒硝(Na2SO4)、碳粉为原料,经过1600℃高温熔化,冷却成型后所得。


玻璃具有良好的抗腐蚀性,可以耐酸碱,耐高温,易清洗,易碎,用于口杯、碗、玻璃容器等。

  • 半导体硅晶片:

    单晶硅(主要成分为:硅)作为半导体器件的核心材料,可做成太阳能电池,各种集成电路,用于制造计算机芯片,大大地促进了信息技术的发展。



  • 光导纤维:

    光导纤维主要成分为石英砂(主要成分为:二氧化硅),是一种透明的,直径只有1~100μm左右,能够传导光波和各种光信号的玻璃纤维丝,是传输信息的最理想的工具。广泛应用于通信技术领域。




  • 钛合金:

    钛合金是指金属钛与其他金属形成的合金,具有强度高、刚性好、质轻,耐高温(钛合金的工作温度可达500℃)、抗蚀性好、化学性质稳定,亲生物金属,在生物内排斥作用小。


航空航天器

应用于:生产航空航天器重要材料,制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

钛合金人体骨骼

制造医疗器械和人体器官:心脏起搏器、人体骨骼、关节等。

  • 陶瓷:

    陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料,它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。

普通陶瓷:可以制成碗碟、口杯、锅、等生活用品。

高强度陶瓷:可制成航天飞机的防热瓦。

‍ 航天飞机的防热瓦


2、医药领域

化学技术的发展,为人类合成了很多药品,对人类的健康,起着重要的作用

2.1、青霉素:1928年英国细菌学家弗莱明首先发现了世界上第一种抗生素—青霉素,青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它是高效的杀菌、消炎药,可以治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等很多疾病,在二战期间,挽救了无数因细菌感染的伤员。


挽救伤员

2.2、人工合成胰岛素:1965年我国科学家完成了牛结晶胰岛素的合成,是世界上第一次人工合成多肽类生物活性物质,就这一研究成果,在当时我国的相关科研人员有获得诺贝尔奖资格,但诺贝尔奖对同一成果获奖人数有要求,而这次成果我国很多科学家的共同努力的结果,最终没获得该届诺贝尔奖。

我国科研人员


胰岛素的主要生理作用:调节代谢过程,促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用,促进糖原合成,降低血糖;促进脂肪酸合成和脂肪贮存,减少脂肪分解;对蛋胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,可以治疗“糖尿病”。

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