“化学”简介、含义、起源、历史与发展

1、.：.； HYPERLINK javascript:gotothis() 化学化学是研讨物质的性质、组成、构造、变化和运用的科学。世界是由物质组成的，化学那么是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久又富有活力的学科。它的成就是社会文明的重要标志。从开场用火的原始社会，到运用各种人造物质的现代社会，人类都在享用化学成果。人类的生活可以不断提高和改善，有赖于科学技术的提高，而化学的奉献在其中起了重要的作用。化学是重要的根底科学之一，在与物理学、生物学、天文学等学科的相互浸透中，不仅本身得到了迅速的开展，同时也推进了其他学科和技术的开展。例如，核酸化学的研讨结果使今天的生物

2、学从细胞程度提高到分子程度，建立了分子生物学；对地球、月球和其他天体的化学成分的分析，得出了元素分布的规律，发现了星际空间简单化合物的存在，为天体演化和现代宇宙学提供了实验数据，创建了地球化学和宇宙化学。化学的艰苦成就，还丰富了自然辩证法的内容，推进了唯物主义哲学思想的开展。 化学的历史开展原始人类从用火之时开场，由野蛮进入文明，同时也就开场了用化学方法认识和改造天然物质。火熄灭就是一种化学景象。掌握了火以后，人类开场熟食;逐渐学会了制陶、冶铜、炼铁；以后，又懂得了酿造、染色等等。这些由天然物质加工改造而成的制品，成为古代文明的标志。在这些消费实际的根底上，萌生了古代化学知识。古人曾根据物质的

3、某些性质对物质进展分类，并企图追溯其根源及其变化规律。公元前4世纪或更早，中国提出了阴阳五行学说，以为万物是由金、木、水、火、土五种根本物质组合而成，而五行那么是由阴阳二气相互作用而成的。此说为朴素的唯物主义自然观，用“阴阳“这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质权利，以为二者的相互作用是一切自然景象变化的根源。此说为中国 HYPERLINK javascript:hotword(炼丹术,26806) 炼丹术的实际根底之一。公元前4世纪，希腊也提出与五行学说类似的火、风、土、水四元素说和古代原子论。这些朴素的元素思想，即为物质构造及变化实际的萌芽。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前2世纪

4、的秦汉时代，炼丹术已颇为盛行，大致在公元7世纪传到阿拉伯国家，与古希腊哲学相交融而构成 HYPERLINK javascript:hotword(阿拉伯炼金术,12646) 阿拉伯炼金术，阿拉伯炼金术于中世纪传入欧洲，构成欧洲炼金术，后逐渐演进为近代的化学。英文中化学一字(chemistry)的字根chem，即来源于中世纪的拉丁文炼金术(alchemia)。炼丹术的指点思想是坚信物质能转化，试图在炼丹炉中夺造化之功，人工合成金银或修炼长生不老之药，有目的地将各类物质搭配烧炼，进展实验。为此设计了研讨物量变化用的各种器皿，如升华器、蒸馏器、研钵等，也发明了各种实验方法，如研磨、混合、溶解、结晶、

5、灼烧、熔融、升华、密封等。与此同时，进一步分类研讨了各种物质的性质，特别是相互反响的性能。这些都为近代化学的产生奠定了根底，许多器具和方法经过改造后依然在今天的化学实验室中沿用。炼丹家在实验过程中发明了火药，发现了假设干元素如汞、锌、砷、锑、磷等，制成了某些合金如黄铜、白铜，还制出和提纯了许多化合物，如明矾等。这些成果我们至今仍在利用。16世纪开场，欧洲工业消费蓬勃兴起，推进了医药化学和冶金化学的创建和开展，使炼金术转向生活和实践，更进而留意对物质化学变化本身的研讨。在元素的科学概念建立之后，经过对熄灭景象的精细实验研讨，建立了科学的氧化实际和反响中 HYPERLINK javascript:

6、hotword(质量守恒定律,19914) 质量守恒定律，随后又建立了 HYPERLINK javascript:hotword(定比定律,10546) 定比定律、 HYPERLINK javascript:hotword(倍比定律,2415) 倍比定律和 HYPERLINK javascript:hotword(化合量定律,17607) 化合量定律，为化学进一步科学地开展奠定了根底。19世纪初，建立了近代原子论，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最根本的特征，其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和实际得到了合理的解释，成为阐明化学景象的一致实际。分子

7、假说提出后，建立了原子分子学说，为物质构造的研讨奠定了根底。元素 HYPERLINK javascript:hotword(周期律,9285) 周期律发现后，不仅初步构成了 HYPERLINK javascript:hotword(无机化学,8231) 无机化学的体系，并且与原子分子学说一同构成化学实际体系。经过对矿物的分析，曾经发现了许多新元素，加上对原子分子学说的实验验证，经典的化学分析方法也有了本人的体系。 HYPERLINK javascript:hotword(草酸,12449) 草酸和尿素(即 HYPERLINK javascript:hotword(脲,14661) 脲)的合成、

8、 HYPERLINK javascript:hotword(原子价,24016) 原子价概念的产生、 HYPERLINK javascript:hotword(苯,11964) 苯的六元环构造和碳价键四面体等学说的创建、 HYPERLINK javascript:hotword(酒石酸,21118) 酒石酸拆分成旋光异构体，以及分子的不对称性等等的发现，导致 HYPERLINK javascript:hotword(有机化学构造实际,27933) 有机化学构造实际的建立，使人们对分子本质的认识愈益深化，并奠定了 HYPERLINK javascript:hotword(有机化学,28480)

9、有机化学的根底。19世纪下半叶，热力学等物理学实际引入化学之后，不仅廓清了 HYPERLINK javascript:hotword(化学平衡,1989) 化学平衡和 HYPERLINK javascript:hotword(反响速率,25241) 反响速率的概念，而且可以定量地判别化学反响中物质转化的方向和条件。相继建立了 HYPERLINK javascript:hotword(溶液,8546) 溶液实际、电离学说、 HYPERLINK javascript:hotword(电化学,493) 电化学和 HYPERLINK javascript:hotword(化学动力学,10629) 化学

10、动力学的根底实际。 HYPERLINK javascript:hotword(物理化学,14143) 物理化学的诞生，把化学从实际上提高到一个新程度。 20世纪的化学化学是一门建立在实验根底上的科学。在化学研讨中实验与实际两方面不断是相互依赖、彼此促进的。进入20世纪以后，由于遭到自然科学其他学科和社会消费迅速开展的影响，并广泛地运用了当代科学的实际、技术和方法，化学学科不论在认识物质的组成、构造、反响、合成和测试等方面都有了长足的进展，而且在实际方面获得了许多重要成果。在无机化学、 HYPERLINK javascript:hotword(分析化学,8189) 分析化学、有机化学和物理化学四

11、大分支学科的根底上产生了新的化学分支学科。近代物理的实际和技术、数学方法及计算机技术在化学中的运用，对现代化学的开展起了很大的推进作用。19世纪末，电子、X射线和 HYPERLINK javascript:hotword(放射性,4526) 放射性的发现为化学在20世纪的艰苦进展发明了条件。在 HYPERLINK javascript:hotword(构造化学,21453) 构造化学方面，由电子的发现开场而确立的现代的有核原子模型，不仅丰富和深化了对周期律的认识，而且开展了分子实际。运用量子力学研讨分子构造，产生了 HYPERLINK javascript:hotword(量子化学,14091

12、) 量子化学。从氢分子构造的研讨开场，逐渐提示 HYPERLINK javascript:hotword(化学键,755) 化学键的本质，先后创建了 HYPERLINK javascript:hotword(价键实际,9989) 价键实际、 HYPERLINK javascript:hotword(分子轨道实际,10596) 分子轨道实际和 HYPERLINK javascript:hotword(配位场实际,1205) 配位场实际。化学反响实际也随着深化到微观境界。运用 X射线作为研讨物质构造的新分析手段，便可洞察物质的 HYPERLINK javascript:hotword(晶体化学,2

13、30) 晶体化学构造。测定化学立体构造的衍射方法，有X射线衍射、 HYPERLINK javascript:hotword(电子衍射,406) 电子衍射和 HYPERLINK javascript:hotword(中子衍射,171) 中子衍射等方法。其中以 X射线衍射法的运用所积累的精细分子立体构造信息最多。研讨物质构造的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、 HYPERLINK javascript:hotword(红外光谱,7467) 红外光谱扩展到 HYPERLINK javascript:hotword(核磁共振谱,25311) 核磁共振谱、电子自旋共振谱、 HYPERLINK javasc

14、ript:hotword(光电子能谱,18142) 光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等，与电子计算机联用后，积累大量物质构造与性能相关的资料，正由阅历向实际开展。电子显微镜放大倍数不断提高，人们已可直接察看分子的构造。经典的元素学说由于放射性的发现而产生深化的变革。从放射性衰变实际的创建、 HYPERLINK javascript:hotword(同位素,10113) 同位素的发现到人工 HYPERLINK javascript:hotword(核反响,7) 核反响和核裂变的实现、 HYPERLINK javascript:hotword(氘,1866) 氘的发现、中子和正电子及其他 HY

15、PERLINK javascript:hotword(根本粒子,2337) 根本粒子的发现，不仅使人类的认识深化到亚原子层次，而且创建了相应的实验方法和实际；不仅实现了古代炼丹家转变元素的思想，而且改动了人的宇宙观。作为20世纪的时代标志，人类开场掌握和利用核能。 HYPERLINK javascript:hotword(放射化学,7781) 放射化学和 HYPERLINK javascript:hotword(核化学,6511) 核化学等分支学科相继产生，并迅速开展；同位素地质学、同位素宇宙化学等交叉学科接踵诞生。元素周期表扩展了，已有109号元素，并且正在探求 HYPERLINK java

16、script:hotword(超重元素,5698) 超重元素以验证元素“稳定岛的假说。与现代宇宙学相依存的元素来源学说和与演化学说亲密相关的核素年龄测定等任务，都在不断补充和更新元素的观念。在化学反响实际方面，由于对分子构造和化学键的认识的提高，经典的、统计的反响实际已进一步深化，在 HYPERLINK javascript:hotword(过渡态实际,15012) 过渡态实际建立后，逐渐向微观的反响实际开展，用分子轨道实际研讨微观的 HYPERLINK javascript:hotword(反响机理,3802) 反响机理，并逐渐建立了 HYPERLINK javascript:hotword

17、(分子轨道对称守恒原理,22610) 分子轨道对称守恒原理和 HYPERLINK javascript:hotword(前线轨道实际,19215) 前线轨道实际。分子束、激光和等离子技术的运用，使得对不稳定化学物种的检测和研讨成为现实，从而化学动力学已有能够从经典的、统计的宏观动力学深化到单个分子或原子程度的微观反响动力学。计算机技术的开展，使得分子电子构造和化学反响的量子化学计算、化学统计、化学方式识别，以及大规模数据的处置和综合等方面，都得到较大的进展，有的曾经逐渐进入化学教育之中。关于 HYPERLINK javascript:hotword(催化,24861) 催化作用的研讨，已提出了

18、各种模型和实际，从无机催化进入有机催化和生物催化，已开场从分子微观构造和尺寸的角度和生物物理有机化学的角度，来研讨酶类的作用和酶类的构造与其功能的关系。分析方法和手段是化学研讨的根本方法和手段。一方面，经典的成分和组成分析方法仍在不断改良，分析灵敏度从常量开展到微量、超微量、痕量;另一方面，开展出许多新的分析方法，可深化到进展构造分析，构象测定，同位素测定，各种活泼中间体如 HYPERLINK javascript:hotword(自在基,272) 自在基包括双基和多基、 HYPERLINK javascript:hotword(离子基,13330) 离子基、 HYPERLINK javasc

19、ript:hotword(卡宾,30445) 卡宾、氮宾、卡拜等的直接测定，以及对短寿命亚稳态分子的检测等。分别手段也不断革新， HYPERLINK javascript:hotword(离子交换,7528) 离子交换、膜技术，特别是各种 HYPERLINK javascript:hotword(色谱法,5312) 色谱法得到了迅速的开展。为了顺应现代科学研讨和工业消费的需求和满足灵敏、准确、高速的要求，各种分析仪器，如质谱仪、极谱仪、色谱仪的运用和微机化、自动化，及其与其他重要谱仪的联用，得到迅速开展和完善。现代航天技术的开展和对各行星成分的遥控分析，反映出分析技术的现代化程度。合成各种物质

20、，是化学研讨的主要目的之一。在无机合成方面，首先合成的是氨。氨的合成不仅开创了无机合成工业，而且带动了催化化学，开展了化学热力学和反响动力学。后来相继合成的有红宝石、人造水晶、硼氢化合物、 HYPERLINK javascript:hotword(金刚石,1678) 金刚石、半导体、超导资料和 HYPERLINK javascript:hotword(二茂铁,8463) 二茂铁等 HYPERLINK javascript:hotword(配位化合物,23419) 配位化合物。在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推进下，各种超纯物质、新型化合物和特殊需求的资料的消费技术都得到较大开展。

21、HYPERLINK javascript:hotword(稀有气体,16728) 稀有气体化合物的合成胜利又向化学家提出了新的挑战，需求对零族元素的化学重新加以研讨。无机化学在与有机化学、生物化学、物理学等学科相互浸透中产生了有机金属化学、 HYPERLINK javascript:hotword(生物无机化学,30610) 生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。 HYPERLINK javascript:hotword(酚醛树脂,26596) 酚醛树脂的合成，开辟了高分子科学领域。30年代 HYPERLINK javascript:hotword(聚酰胺,16028) 聚酰胺纤维的合成，使高

22、分子的概念得到广泛确实认。后来，高分子的合成、构造和性能研讨、运用三方面坚持相互配合和促进，使 HYPERLINK javascript:hotword(高分子化学,24920) 高分子化学得以迅速开展。各种高分子资料塑料、橡胶和纤维的合成和运用，为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术，以及人们衣食住行各方面，提供了多种性能优良而本钱较低的重要资料，成为现代物质文明的重要标志。高分子工业开展为化学工业的重要支柱。20世纪是 HYPERLINK javascript:hotword(有机合成,27305) 有机合成的黄金时代。化学的分别手段和构造分析方法曾阅历了高度开展，许多天然有机化合物的

23、构造问题纷纷获得圆满处理，还发现了许多新的重要的有机反响和专注性 HYPERLINK javascript:hotword(有机试剂,1945) 有机试剂，在此根底上，精细有机合成，特别是在不对称合成方面获得了很大进展。一方面，合成了各种有特种构造和特种性能的有机化合物;另一方面，合成了从不稳定的自在基到有生物活性的 HYPERLINK javascript:hotword(蛋白质,7634) 蛋白质、 HYPERLINK javascript:hotword(核酸,3324) 核酸等生命根底物质，例如胰岛素、大肠杆菌脱氧核糖核酸、酵母丙氨酸转移核糖核酸等。有机化学家还合成了复杂构造的天然有机

24、化合物，如 HYPERLINK javascript:hotword(吗啡,32562) 吗啡、血红素、 HYPERLINK javascript:hotword(叶绿素,10719) 叶绿素、甾族激素、 HYPERLINK javascript:hotword(维生素B12,9369) 维生素B12和有特效的药物，如 606、磺胺、 HYPERLINK javascript:hotword(抗生素,2075) 抗生素等。这些成就对促进科学的开展、增进人类的安康和延伸人类的寿命，起了宏大作用；为合成有高度生物活性的物质，并与其他学科协同处理有生命物质的合成问题及处理前生命物质的化学问题等，提供

25、了有利的条件。20世纪以来，化学开展的趋势可以归纳为：由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳态开展，由阅历逐渐上升到实际，再用于指点设计和开创新的研讨。一方面，为消费和技术部门提供尽能够多的新物质、新资料；另一方面，在与其他自然科学相互浸透的进程中不断产生新学科，并向探求生命科学和宇宙来源的方向开展。 化学的学科分类化学在开展过程中，按照所研讨的分子类别和研讨手段、目的、义务的不同，派生出不同层次的许多分支学科。在20世纪20年代以前，化学传统地分为无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等 4个分支学科。20年代以后，由于世界经济的高速开展、化学键的电子实际和量子力学的诞生、电子技术和计算

26、机等技术的兴起，化学研讨在实际上和实验技术上都获得了新的手段，导致这门学科从30年代以来飞跃开展，出现了崭新容颜。从与其他学科相互浸透的边缘领域内又有一些新的边缘学科产生。美国 HYPERLINK javascript:hotword(,22198) 为了顺该当前的需求，把化学内容分为生物化学、有机化学、高分子化学、运用化学和化学工程学、物理化学和无机化学等 5大类共80项，实践包括了7大分支学科。根据当今化学学科的开展以及它与天文学、物理学、数学、生物学、医学、地学等学科相互浸透的情况，化学可作如下分类：无机化学：元素化学；无机合成化学；无机固体化学； HYPERLINK javascrip

27、t:hotword(配位化学,25326) 配位化学；生物无机化学；有机金属化学等。有机化学：天然有机化学；普通有机化学，包括链烃、环烃、芳烃、杂环等化学；有机合成化学；金属有机化学和非金属有机化学； HYPERLINK javascript:hotword(物理有机化学,27609) 物理有机化学；生物有机化学； HYPERLINK javascript:hotword(有机分析,18255) 有机分析化学。物理化学： HYPERLINK javascript:hotword(化学热力学,5497) 化学热力学；构造化学，包括量子化学；化学动力学，包括反响机理、催化实际、 HYPERLINK

28、 javascript:hotword(分子反响动力学,32714) 分子反响动力学；分门物理化学，包括 HYPERLINK javascript:hotword(热化学,7961) 热化学、 HYPERLINK javascript:hotword(光化学,20566) 光化学、电化学、 HYPERLINK javascript:hotword(磁化学,20815) 磁化学、等离子体化学、 HYPERLINK javascript:hotword(辐射化学,2501) 辐射化学、胶体化学、外表化学等。分析化学：分别和预富集；化学分析，包括 HYPERLINK javascript:hotword(定性分析,496) 定性分析和定量分析;仪器及新技术分析，包括光化学分析、电化学分析、各种色谱、波谱