现代化学概述1
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现代化学概述
化学学科从近代化学算起已有两个世纪的历史,
它与物理学和生物学都是自然科学中的基础学科,它
们都有各自的使命和传统。
但由于其学科内容深处的
盘根错结,随着发展,它们表现出相互之间越来越密
切的关系。
化学学科之奠立和原子论近代化学源于1774 年拉瓦锡和1803年道尔顿分别提出的元素学说
和原子学说。
元素和原子的假说应运而生,化学由此
进入了持续至今以原子论为主线的现代化学时期。
现代化学的发展,从英国科学家汤姆生发现电子算起至今走过了一个世纪的历程,作为一门逐渐走向成熟的学科。
现代化学在理论、方法、应用和实验技术等方面,取得了巨大进步。
同时,作为现代科学体系的一个重要分支学科。
现代化学正随着现代科学的发展而不断发展。
并呈现出许多新的特征,因此,探讨现代化学的发展趋势揭示其新的发展特征,不仅可以帮助化学工作者深人了解现代化学发展的特点,而且对化学各专业的研究也具有理论指导意义。
借助于近代物理, 化学得以如虎添翼般地迅速发展 , 与物理成为能充分交流和合作的学科伙伴, 而进入分子水平前后的生物学也为化学提供了更多能充分发挥其作用的契机。
化学学科的核心任务仍然是在原子 - 分子水平上研究物质的组成、结构和性
能以及相互转化的规律。
物质在分子水平上相互转化的过程称为化学过程。
生命过程以及极大部分制取物资和材料的过程都是化学过程。
在美国,对化学还有一种甚嚣尘上的提法,说化学是一门中心科学。
现代化学的发展,一方面作为经验方法基础的实验手段,发生了根本性的变化。
不仅传统的实验技术由于科学技术的进步得到进一步的改善,还出现了仪器现代化。
如微量分析和痕量杂质分析方面,出现了原子吸收光谱、极谱分析、库伦分析以及萃取、离子交换分离、色谱、电泳、层析等新的分析和分离方法。
另外,电子计算机的应用已经在图谱、数据储存和检索等方面发挥了越来越大的作用,有利地促进了化学操作的自动化过程。
现代化学研如果脱离了现代实验手段很难得到发展。
另一方面,由于现代化学研究对象日益微观化,仅有实验方法、发展实验技术还是会限制化学进步的,必须大力发展理论方法。
实践表明,现代实验方法离开了理论方法的指导就难以发展,甚至难以产生。
例如,如果量子力学微观领域的理论,也就难以或不能发明核磁共振、激光、拉曼光谱的微波光谱等现代仪器手段。
不同学科方法的综合,数学化学法,即运用数学手段研究化学运动规律的方法,以使化学研究更加定量化、精确化和理论化。
大家知道数学学科本身具有抽象性、严密
性、逻辑性以及规范性的特点,为其它学科树立的榜样,运用数学手段来处理化学问题,使化学更准确、更科学。
随着电子计算机的广泛应用,计算机成为处理化学问题的有利工具,使许多过去难以计算的问题在短时间内就迅速得到解决。
物理化学法,即用物理学的理论或方法,研究化学运动规律的方法,以便把复杂的化学运动“还原”到较简单的物理运动中进行考察,解释化学运动的本质。
物理学界在进入近代物理前后的先驱人物以及他们的贡献都是众所周知的。
近代物理不但对物理、也对化学的进一步发展做出了更大的贡献。
生物学法,是以生物学的原理或手段研究化学运动的规律的方法,以改善化学反应过程,提高化学反应效率。
随着化学学科不断从宏观向微观深入,从静态到动态的发展,化学研究的方法也在不断补充和完善,不断从低级到高级,从简单到复杂,从单一方法到多种方法的综合运用,形成了各种方法纵横发展,并在化学探索中,在不同的侧面运用不同的方法进行综合、整体、全面的考察,以不断改善实现化学任务的可能途径,推动化学学科的全面发展。
传统化学工业给人类提供了丰富的化学产品。
据资料统计,人类生产的化学产品达几百万种,这些化学产品极大地丰富了人类的生活。
和以前相比较,由于化肥
的大量生产,各种杀虫剂、农药的使用,人类基本上解决了衣食问题。
大量使原先肆虐人类的传染病,如鼠疫、霍乱、肺结核等基本绝迹,人们的生活质量大为提高,寿命也大大的延长了,传统化学既富了人类也害了人类。
随着化学工业的大发展,随着人们对各种化学品的需求大增与之俱来地带来另一个极为严重甚至可影响到人类可持续发展的危险因素,化工生产过程及化学品使用中与使用后产出的废物,对人类生存环境产生了巨大的污染。
这就需要我们对绿色化学进行深入的研究,来服务于我们人类的生活。
20 世纪以后,自然科学不断向微观和高速领域的深入进军,新中国诞生以后 ,我国科学技术水平大幅提升,我国科学界也出现了国际上有一定影响的科学学派。
我国著名理论化学家唐敖庆等人创建的中国理论化学学派曾一度蜚声国际理论化学界。
对化学学科未来之展望,化学学科的核心任务或今后的长远努力方向 , 大体上可归纳为三个方面: (一) 开展化学过程的基础研究, 了解过程的机制并揭示其规律 , 以利过程的控制并开发和设计新化学过程; (二) 揭示组成——结构——性能之间的关系和有关规律, 以利设计分子或结构, 据以创造具有预期特色的新物质; (三) 利用新技术和新原理强化分析和测试方法的威力, 使化学工作的耳目趋于灵敏和可
靠。
展望今后化学将一如既往的积极参与材料科学和分子生物学的发展。