《化學與人類文明》以人類進化的宏大空間為背景，以化學發(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程中，化學學科的發(fā)展歷程；同時也展現(xiàn)了化學的進步對能源、材料、生命、環(huán)境等二級學科強力的支撐作用，及對人類社會生活方方面面的深遠影響。本書以化學基礎知識和化學發(fā)展歷史為起點，圍繞能源、環(huán)境、材料、文物保護、生命科學等社會普遍關注的熱點問題展開討論，主要內(nèi)容包括緒論（第1章）、化學入門知識（第2章）、化學與能源（第3章）、化學與健康（第4章）、化學與生命科學（第5章）、化學與環(huán)境（第6章）、化學與材料（第7章）、化學與文物保護（第8章）、化學與司法偵查（第9章）、化學與國防軍事（第10章）以及化學與哲學（第11章）。
《化學與人類文明》既可作大學本科生科學素養(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知識感興趣的學習者提供參考。同時，與本書相配套的慕課課程在中國大學MOOC 愛課程網(wǎng)上線，被認定為國家級線上精品課程，線上內(nèi)容持續(xù)更新并與學習者互動，可輔助學習。

第1章 緒論 001
1.1 化學生命起源說 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 化學與人類文明發(fā)展 003
1.2.1 萌芽時期 004
1.2.2 金丹術和醫(yī)藥化學時期 004
1.2.3 燃素說時期 005
1.2.4 近代化學時期 005
1.2.5 量子化學時期 005
1.3 化學在現(xiàn)代社會發(fā)展中的作用和地位 006
1.4 化學學科分類 007
1.4.1 無機化學 007
1.4.2 分析化學 008
1.4.3 有機化學 009
1.4.4 物理化學 010
1.5 化學變化遵循的基本規(guī)律 011
1.5.1 化學反應遵守質(zhì)量守恒定律 011
1.5.2 化學變化都伴隨著能量變化 012
思考題 013
討論題 014

第2章 化學入門知識 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 碳四面體學說與立體化學 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)化的化學原理 037
3.3 化學與煤、石油和天然氣 039
3.3.1 化學在煤開發(fā)中的應用 039
3.3.2 化學在石油開發(fā)中的應用 041
3.3.3 化學在天然氣開發(fā)中的應用 043
3.4 化學與核能 045
3.4.1 核反應與核能 045
3.4.2 核反應堆的安全性 046
3.4.3 核能開發(fā)利用的前景 048
3.5 化學與新能源 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 化學與健康 054
4.1 生命中的化學基礎 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 化學與檢驗學 074
4.2.1 血液檢查 074
4.2.2 尿液檢查 076
4.3 化學與藥物 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 化學與生活習慣 083
4.4.1 吸煙 083
4.4.2 酗酒 083
思考題 084
討論題 085

第5章 化學與生命科學 086
5.1 生命的化學起源 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 自復制分子的形成 090
5.1.4 代謝和遺傳的耦合 091
5.1.5 細胞結(jié)構(gòu)的形成 091
5.1.6 進化和多樣性的出現(xiàn) 092
5.2 細胞化學與代謝 092
5.2.1 細胞化學 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 細胞信號傳遞 096
5.3 遺傳信息的化學傳遞與表達 096
5.3.1 DNA復制 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)與化學信號 099
5.4.1 生命調(diào)節(jié) 099
5.4.2 化學信號 100
5.4.3 激素和神經(jīng)遞質(zhì) 103
5.4.4 信號傳遞的化學途徑 104
5.5 生物體內(nèi)的化學平衡與穩(wěn)態(tài) 104
5.5.1 生物體內(nèi)的化學平衡與穩(wěn)態(tài)簡介 104
5.5.2 細胞內(nèi)環(huán)境的化學平衡 105
5.5.3 緩沖系統(tǒng) 105
5.5.4 穩(wěn)態(tài)維持的化學機制 106
5.6 化學技術在生命科學中的應用 106
5.6.1 質(zhì)譜在生物分子結(jié)構(gòu)分析中的應用 107
5.6.2 核磁共振技術在生物分子結(jié)構(gòu)分析中的應用 109
5.6.3 化學探針和生物標記技術 112
5.7 化學對生命科學的未來貢獻 114
5.7.1 合成生物學與化學的結(jié)合 114
5.7.2 納米技術與化學的融合 115
5.7.3 高通量篩選技術 116
5.7.4 精準醫(yī)學 116
思考題 117
討論題 118

第6章 化學與環(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 保護大氣環(huán)境 130
6.4.1 大氣環(huán)境污染物 131
6.4.2 光化學煙霧 133
6.4.3 酸雨 134
6.4.4 溫室效應 136
6.4.5 臭氧層空洞 137
6.4.6 霧霾 138
6.5 保護水資源 140
6.5.1 水資源污染 140
6.5.2 水的化學凈化、純化和軟化 143
6.5.3 海水的淡化 145
6.6 保護土壤資源 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 149
6.7.1 綠色化學概述 150
6.7.2 綠色化學的原則和研究內(nèi)容 150
6.7.3 綠色化學中的納米技術 152
6.8 化學素質(zhì)教育 154
思考題 154
討論題 155

第7章 化學與材料 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)學材料 178
7.3.4 導電高分子 180
7.4 超導材料 181
7.4.1 超導體 181
7.4.2 摻雜富勒烯的超導體 183
7.4.3 有機超導體 184
7.5 電子信息材料 185
7.5.1 硅基半導體 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 化學與文物保護 194
8.1 概述 195
8.1.1 文物及其分類 195
8.1.2 文物保護基本概念 196
8.1.3 文物保護的基本原則 197
8.2 文物保護中的化學技術方法 198
8.2.1 文物的分析檢測方法 198
8.2.2 化學物質(zhì)分析方法在文物保護中的應用 199
8.3 文物保護中的化學材料 202
8.3.1 文物保護中的無機材料 202
8.3.2 文物保護中的天然有機材料 203
8.3.3 文物保護中的合成有機材料 207
8.4 化學與青銅文物的保護 210
8.4.1 銅合金的化學組成 210
8.4.2 青銅文物腐蝕的化學原理 211
8.4.3 青銅銹的化學成分 211
8.4.4 青銅文物的化學除銹法 212
8.4.5 青銅文物緩蝕及封護 213
8.5 陶瓷及石質(zhì)文物的保護 215
8.5.1 陶器的清潔及脫鹽處理中的化學方法 215
8.5.2 陶器加固保護及修復中的化學方法 216
8.5.3 瓷器修復保護中的化學方法 216
8.5.4 石質(zhì)文物保護中的化學方法 217
8.6 壁畫及彩繪文物的保護 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中的化學方法 221
8.7 化學與漆木器的保護 222
8.7.1 生漆的化學成分 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 251
9.7.1 DNA分析技術簡介 251
9.7.2 DNA分析技術在刑事偵查中的應用 252
9.8 人體氣味分析技術 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用 255
思考題 256
討論題 256

第10章 化學與國防軍事 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 化學武器 262
10.2.1 化學武器的種類及其毒害作用 263
10.2.2 化學武器的特點 266
10.2.3 化學武器的防護 267
10.2.4 禁止化學武器公約 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 化學與哲學 280
11.1 物質(zhì)的化學組成 281
11.1.1 元素學說 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 化學反應 287
11.3.1 燃燒反應 287
11.3.2 化學反應的方向和限度 288
11.3.3 自組織化學反應 290
思考題 295
討論題 296

參考文獻 297