《化学与人类文明》以人类进化的宏大空间为背景，以化学发展的典型事件为主线，展现了人类从茹毛饮血的原始社会到近代文明社会的进程中，化学学科的发展历程；同时也展现了化学的进步对能源、材料、生命、环境等二级学科强力的支撑作用，及对人类社会生活方方面面的深远影响。本书以化学基础知识和化学发展历史为起点，围绕能源、环境、材料、文物保护、生命科学等社会普遍关注的热点问题展开讨论，主要内容包括绪论（第1章）、化学入门知识（第2章）、化学与能源（第3章）、化学与健康（第4章）、化学与生命科学（第5章）、化学与环境（第6章）、化学与材料（第7章）、化学与文物保护（第8章）、化学与司法侦查（第9章）、化学与国防军事（第10章）以及化学与哲学（第11章）。
《化学与人类文明》既可作大学本科生科学素养教育课程的教材使用，亦可作为科普读物，对社会管理工作者、在职继教工作者及对自然科学知识感兴趣的学习者提供参考。同时，与本书相配套的慕课课程在中国大学MOOC 爱课程网上线，被认定为国家级线上精品课程，线上内容持续更新并与学习者互动，可辅助学习。

第1章 绪论 001
1.1 化学生命起源说 002
1.1.1 从无机分子到有机分子 002
1.1.2 从小分子到大分子 003
1.1.3 从生物大分子到团聚体 003
1.1.4 从团聚体到原始生命 003
1.2 化学与人类文明发展 003
1.2.1 萌芽时期 004
1.2.2 金丹术和医药化学时期 004
1.2.3 燃素说时期 005
1.2.4 近代化学时期 005
1.2.5 量子化学时期 005
1.3 化学在现代社会发展中的作用和地位 006
1.4 化学学科分类 007
1.4.1 无机化学 007
1.4.2 分析化学 008
1.4.3 有机化学 009
1.4.4 物理化学 010
1.5 化学变化遵循的基本规律 011
1.5.1 化学反应遵守质量守恒定律 011
1.5.2 化学变化都伴随着能量变化 012
思考题 013
讨论题 014

第2章 化学入门知识 015
2.1 元素的起源与合成 016
2.1.1 元素的起源 016
2.1.2 人造元素的合成 018
2.2 原子论 019
2.2.1 近代原子论的创立与发展 019
2.2.2 现代原子结构理论 021
2.3 元素周期表 023
2.3.1 元素周期律 023
2.3.2 现代元素周期表 024
2.4 化学键与分子结构 025
2.4.1 离子键和离子型化合物 025
2.4.2 共价键与苯环结构 026
2.4.3 碳四面体学说与立体化学 027
2.4.4 金属键 028
2.4.5 分子间作用力 029
思考题 031
讨论题 031

第3章 化学与能源 032
3.1 全球能源结构和发展趋势 033
3.1.1 世界能源结构的发展与变迁 034
3.1.2 中国能源供需现状及特点 035
3.1.3 世界能源供需的新特点 036
3.2 能量产生和转化的化学原理 037
3.3 化学与煤、石油和天然气 039
3.3.1 化学在煤开发中的应用 039
3.3.2 化学在石油开发中的应用 041
3.3.3 化学在天然气开发中的应用 043
3.4 化学与核能 045
3.4.1 核反应与核能 045
3.4.2 核反应堆的安全性 046
3.4.3 核能开发利用的前景 048
3.5 化学与新能源 049
3.5.1 生物质能 049
3.5.2 氢能 050
3.5.3 太阳能 052
3.5.4 页岩气 052
思考题 053
讨论题 053

第4章 化学与健康 054
4.1 生命中的化学基础 055
4.1.1 生命的基本组成元素 055
4.1.2 氨基酸与蛋白质 056
4.1.3 糖类 059
4.1.4 脂类化合物 064
4.1.5 维生素 069
4.1.6 矿物质 072
4.2 化学与检验学 074
4.2.1 血液检查 074
4.2.2 尿液检查 076
4.3 化学与药物 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 磺胺类药物 081
4.3.5 奥司他韦 081
4.3.6 阿兹夫定 082
4.4 化学与生活习惯 083
4.4.1 吸烟 083
4.4.2 酗酒 083
思考题 084
讨论题 085

第5章 化学与生命科学 086
5.1 生命的化学起源 088
5.1.1 原始地球的环境 088
5.1.2 有机分子的合成 089
5.1.3 自复制分子的形成 090
5.1.4 代谢和遗传的耦合 091
5.1.5 细胞结构的形成 091
5.1.6 进化和多样性的出现 092
5.2 细胞化学与代谢 092
5.2.1 细胞化学 092
5.2.2 酶与催化机制 093
5.2.3 糖代谢途径 093
5.2.4 脂质代谢调控 095
5.2.5 蛋白质合成与降解 095
5.2.6 核酸代谢与遗传 096
5.2.7 光合作用 096
5.2.8 细胞信号传递 096
5.3 遗传信息的化学传递与表达 096
5.3.1 DNA复制 096
5.3.2 RNA转录 097
5.3.3 蛋白质翻译 098
5.4 生命调节与化学信号 099
5.4.1 生命调节 099
5.4.2 化学信号 100
5.4.3 激素和神经递质 103
5.4.4 信号传递的化学途径 104
5.5 生物体内的化学平衡与稳态 104
5.5.1 生物体内的化学平衡与稳态简介 104
5.5.2 细胞内环境的化学平衡 105
5.5.3 缓冲系统 105
5.5.4 稳态维持的化学机制 106
5.6 化学技术在生命科学中的应用 106
5.6.1 质谱在生物分子结构分析中的应用 107
5.6.2 核磁共振技术在生物分子结构分析中的应用 109
5.6.3 化学探针和生物标记技术 112
5.7 化学对生命科学的未来贡献 114
5.7.1 合成生物学与化学的结合 114
5.7.2 纳米技术与化学的融合 115
5.7.3 高通量筛选技术 116
5.7.4 精准医学 116
思考题 117
讨论题 118

第6章 化学与环境 119
6.1 环境与生态平衡 120
6.2 自然环境的结构与功能 122
6.2.1 大气圈 123
6.2.2 水圈 125
6.2.3 土壤-岩石圈 126
6.3 自然界的元素循环 127
6.3.1 氮循环 127
6.3.2 碳循环 127
6.3.3 氧循环 128
6.3.4 硫循环 129
6.3.5 磷循环 130
6.4 保护大气环境 130
6.4.1 大气环境污染物 131
6.4.2 光化学烟雾 133
6.4.3 酸雨 134
6.4.4 温室效应 136
6.4.5 臭氧层空洞 137
6.4.6 雾霾 138
6.5 保护水资源 140
6.5.1 水资源污染 140
6.5.2 水的化学净化、纯化和软化 143
6.5.3 海水的淡化 145
6.6 保护土壤资源 147
6.6.1 农药的污染 147
6.6.2 多环芳烃的污染 149
6.7 绿色化学 149
6.7.1 绿色化学概述 150
6.7.2 绿色化学的原则和研究内容 150
6.7.3 绿色化学中的纳米技术 152
6.8 化学素质教育 154
思考题 154
讨论题 155

第7章 化学与材料 156
7.1 金属材料 157
7.1.1 传统金属材料 157
7.1.2 新型合金材料 159
7.2 无机非金属材料 166
7.2.1 传统陶瓷材料 166
7.2.2 特种陶瓷 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、合成橡胶和合成纤维 175
7.3.3 高分子生物医学材料 178
7.3.4 导电高分子 180
7.4 超导材料 181
7.4.1 超导体 181
7.4.2 掺杂富勒烯的超导体 183
7.4.3 有机超导体 184
7.5 电子信息材料 185
7.5.1 硅基半导体 185
7.5.2 光致抗蚀材料 185
7.5.3 液晶和有机电致发光材料 185
7.6 复合材料 187
7.6.1 玻璃纤维增强塑料 188
7.6.2 碳纤维增强塑料 188
7.6.3 尼龙纤维增强复合材料 189
7.7 纳米材料 189
7.7.1 量子点 190
7.7.2 二维纳米片 191
7.7.3 分子机器 192
思考题 192
讨论题 193

第8章 化学与文物保护 194
8.1 概述 195
8.1.1 文物及其分类 195
8.1.2 文物保护基本概念 196
8.1.3 文物保护的基本原则 197
8.2 文物保护中的化学技术方法 198
8.2.1 文物的分析检测方法 198
8.2.2 化学物质分析方法在文物保护中的应用 199
8.3 文物保护中的化学材料 202
8.3.1 文物保护中的无机材料 202
8.3.2 文物保护中的天然有机材料 203
8.3.3 文物保护中的合成有机材料 207
8.4 化学与青铜文物的保护 210
8.4.1 铜合金的化学组成 210
8.4.2 青铜文物腐蚀的化学原理 211
8.4.3 青铜锈的化学成分 211
8.4.4 青铜文物的化学除锈法 212
8.4.5 青铜文物缓蚀及封护 213
8.5 陶瓷及石质文物的保护 215
8.5.1 陶器的清洁及脱盐处理中的化学方法 215
8.5.2 陶器加固保护及修复中的化学方法 216
8.5.3 瓷器修复保护中的化学方法 216
8.5.4 石质文物保护中的化学方法 217
8.6 壁画及彩绘文物的保护 219
8.6.1 壁画彩绘的画料 220
8.6.2 壁画彩绘画面清洁及加固保护中的化学方法 221
8.7 化学与漆木器的保护 222
8.7.1 生漆的化学成分 223
8.7.2 饱水漆器的脱水定型加固 224
思考题 226
讨论题 226

第9章 化学与司法侦查 227
9.1 指纹显现 228
9.1.1 汗液指纹显现 229
9.1.2 血指纹显现 231
9.1.3 其他类型指纹显现 231
9.1.4 指纹显现技术新发展 232
9.2 血痕检验 232
9.2.1 筛选试验 232
9.2.2 确证试验 233
9.3 爆炸物证检验 234
9.3.1 无机炸药检验 234
9.3.2 有机炸药检验 236
9.4 文书物质材料检验 236
9.4.1 纸张检验 237
9.4.2 墨水与圆珠笔油检验 238
9.4.3 书写时间鉴定 238
9.5 毒物、毒品分析 239
9.5.1 金属及水溶性毒物 240
9.5.2 气体及挥发性毒物 240
9.5.3 催眠镇静药 242
9.5.4 农药 243
9.5.5 毒品 245
9.6 微量物证检验 246
9.6.1 微量物证的特点 246
9.6.2 微量物证检验常用仪器分析方法 247
9.6.3 仪器分析方法鉴定微量物证实例 250
9.7 DNA 分析技术 251
9.7.1 DNA分析技术简介 251
9.7.2 DNA分析技术在刑事侦查中的应用 252
9.8 人体气味分析技术 254
9.8.1 人体气味的特殊性 254
9.8.2 人体气味成分 254
9.8.3 人体气味的检测 255
9.8.4 人体气味在刑事侦查中的应用 255
思考题 256
讨论题 256

第10章 化学与国防军事 257
10.1 火炸药和“军事四弹” 258
10.1.1 火药与炸药 258
10.1.2 军事四弹 260
10.2 化学武器 262
10.2.1 化学武器的种类及其毒害作用 263
10.2.2 化学武器的特点 266
10.2.3 化学武器的防护 267
10.2.4 禁止化学武器公约 269
10.3 核武器 270
10.3.1 核武器的主要杀伤因素和爆炸方式 270
10.3.2 核武器的种类 271
10.4 化学与现代高科技武器装备 274
10.4.1 高能炸药 274
10.4.2 以化学物质为主的反装备武器 274
10.4.3 军用新材料 276
思考题 278
讨论题 279

第11章 化学与哲学 280
11.1 物质的化学组成 281
11.1.1 元素学说 281
11.1.2 原子分子论 283
11.2 物质结构 285
11.2.1 有机物结构分析 285
11.2.2 分子结构理论 286
11.3 化学反应 287
11.3.1 燃烧反应 287
11.3.2 化学反应的方向和限度 288
11.3.3 自组织化学反应 290
思考题 295
讨论题 296

参考文献 297