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验中他除了细致地观察外，还善于捕捉那些化学反应中各种物质变化的相互联系，不被表面现象所 迷惑，透过现象深入到本质，从整体上去认识反应的本质，因而显得比别人站得高、看得准。系统 严格的定量性是拉瓦锡实验方法的基本特点。他在实验分析中有一个信条：\必须用天平进行精确 测定来确定真理。\根据这一信条，拉瓦锡的实验研究都明确地运用了定量方法。以量求质，通过 数量的确定推翻了水上相互转化的古老观念，否定了燃素的存在，揭示了氧气的实质和燃烧的本质。 他能以考察量的变化来推导化学变化的规律，是因为他相信自然界物质的各种变化中，质量是守恒 的。他提出质量守恒定律进一步说明了化学定量方法所依赖的前提。拉瓦锡敢于明确地提出这一原 理，除了有实验事实为根据外，他还从\无中不能生有\这一深刻的哲学和\总量等于它的各个分量\的数学公理中获得了启示。
四、现代化学——合成新分子阶段 （一）现代化学的兴起
19世纪末，物理学上出现了三大发现，即X射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了 道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更 深层次的奥秘。
热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概念，可以判断化学反应中物 质转化的方向和条件，从而开始建立了物理化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。
在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论，使人类进一步了 解了分子结构与性能的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依 据。
化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知 识来分析和解决社会问题，例如能源危机、粮食问题、环境污染等。
化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、 海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善人民生活，提高人类的健康 水平方面作出了应有的贡献。
现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为多分支学科的科学，开始建 立了以无机化学、有机化学、分析 化学、物理化学和高分子化学为分 支学科的化学学科。化学家这位“分 子建筑师”将运用善变之手，为全 人类创造今日之大厦、明日之环宇。
化学与能源科学、环境科学、 材料科学和生命科学的结合以及学 科间的互相渗透已经取得非常显著 的成绩。下表仅从几个方面介绍化 学是怎样服务于社会需求的，有心 的读者一定可以使它变得更为充实 和具体。
至于化学对化学工程的技术革 命的作用，如利用新的廉价原料， 选用效率更高、能耗更低的新工艺 以及开发全新的催化体系等几个方 面，化学家都面临着严峻的挑战和 可以一显身手的众多机会。由于篇
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幅所限，就不能再一一介绍了。
（二）化学在国民经济和人类社会发展中的重要性作用及展望
我们需要探讨的问题是在我国社会主义建设事业中，为了促进工农业生产和改善人民生活，特 别是面临国际经济竞争和科学技术挑战的形势下，化学应该怎样发挥其独特的优势？要回答这个问 题还必须从材料、能源、环境以及生命科学等方面加以阐述：
首先是新材料方面，对于材料的认识，应该是包括为人类社会所需要并能制造有用器物的物质 这样两层涵义，也就是说并不是所有物质都能被称做材料。在众多材料中就其组成还可以分若干类， 例如陶瓷属于非金属材料，合金钢则属于金属材料，而橡胶、化纤则属于有机高分子材料；此外， 还应包括复合材料，即将两种以上性质不同的材料组合在一起，使之具有各单一材料所没有的优良 特性，例如由玻璃纤维制成的增强塑料就属于复合材料。从以上提到的几种典型材料已使我们足以 联想到在国民经济建设中这些物质是何等重要了。历史经验证明，没有新材料的出现。就没有工业 的进步和新产品的不断涌现。许多科学家认为新材料是高技术的突破口。因此，只有更快更好地开 发和应用具有特定性能的新材料，才能拥有最强大的技术潜力和经济优势。下面仅举数例说明发展 新材料的简况和趋势：既能耐高温且硬度和强度又好的特种陶瓷将被用于核能、空间技术、内燃机 等领域；高效率的高分子分离膜材料可用于分离、提纯气体、液体以及海水淡化等。再如光纤材料、 超导材料等都属于急需进一步研制的新材料。总起来说，适应科技迅猛发展需要的诸如具有耐腐蚀、 耐辐射、耐磨损、耐高温、高强度的结构材料以及研制半导体、超导体、光导纤维、磁性材料、离 子交换树脂和交换膜等高功能材料都是值得研究、制取进而投入生产的课题。综上所述，化学不仅 在一般材料的生产和应用中已经发挥了巨大的作用，值得特别一提的是在研制具有特殊性能的新型 材料中，化学将一定继续发挥其独特的优势。
第二是关于新能源。我国的社会主义经济发展是和能源消费的增长密功相关的。常规能源主要 是统称为化石燃料的煤、石油、天然气等。但化石燃料是不可再生的能源，储备也是有限的；同时 由于大量开采和燃烧，不仅会污染环境还毁坏土地、损害生物、影响气候甚至造成灾害。水力发电 虽然可以防止对环境的污染，是一种很好的能源，但终究还受地域和季节等的限制，且修建大型水 电站需要投入大量的人力、物力和财力。因此，为了更好地解决能源问题，人们曾倾注了巨大的热 情和努力，一是设法提高常规能源使用效率，另一是寻找新能源。在能源工业中，把煤转变为气体、 液体燃料，或将煤粉与液体和少量添加剂制成稳定的浆状混合物都具有燃烧能力好、着火温度低、 燃烧完全等优点，可以提高能源有效使用率；在进行这些技术革新中是离不开化学工作者的努力的。 在开发新能源中，化学同样发挥着巨大的优势。如核能和大阳能的发电装置都离不开特殊材料的研 制。还应特别提到氢能源，当前国际上研究生产、储存和利用氢气作为燃料，不仅可以消除污染并 且是一种价廉、效高的能源。当然在利用氢之前需要使用其他能源来分解水，这是国际上很有意义 的研究课题。展望未来，科技界最重要的任务之一是寻找丰富而清洁的能源。这就需要化学科技工 作者在面临新的挑战下，寻找新催化剂、研究新流程和更佳的燃烧条件，以及更有效地控制放射性 物质和更灵敏的环境监测手段等等。
第三，提高农业生产效率和水平。这在当前国际上已是改善人类食物营养方面普遍关心的问题。 在我国，同样受到各级政府的极大关注。对于化学工作者来说也是一项重要的研究课题。其中如提 高植物光合作用的效率、充分利用太阳能，则可为人类提供更多的粮食和农林产品。还有关于植物 根瘤细菌固氮作用机制的研究对改变农业面貌将起到不可估量的作用。应该指出的是我国科学家在 这方面也进行着卓有成效的研究。农业对农药质量的要求也是很高的，不只低毒无害、低残留，并 且要只杀害虫、保存益虫。还有诸如除草剂、植物激素、生长调节剂以及粮食储藏、食品加工所需 的保护剂、防腐剂、呈味剂、着色剂以及各种增补营养的添加剂等等都需要化学工作者进行广泛而 深入的研究。总之，“增产食物”这个主题要求我们更深入地认识自然界的奥秘以便作出妥善的决 策。这已成为面向未来诸多行业中的重大研究课题。
第四，关于生命科学。生命的本质和如何有效地加以保护是人类当前很关心的一个问题。由于
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一切生命过程说到底是靠化学反应来完成的，因此，恰当地运用化学正是调节生命活动和提高人体 素质的重要手段。现在已能从分子水平研究生物的遗传与变异问题。说到健康，这是人类最根本的 愿望和幸福所在。人类平均寿命的不断上升，最主要的是依赖于营养与药物，而这两方面都离不开 化学。还有与人体生理过程有关的化学，例如常见的10多种元素和一些微量元素对人体生理的作 用，以及防癌的研究等都是国际上普遍关心的问题。我国最近在上海市建立了生命有机化学国家重 点实验室，无疑会对世界上的生命科学研究做出我们的贡献。
第五，关于环境问题。在世界人口日益增长，生产不断发展，人类生活持续提高的过程中，保 护环境已成为当前和未来一项全球性的重大课题。保护和改善生产与生态环境防治污染和其他公害 也是我国一项既定的重要国策。其中主要问题包括土地沙漠化、森林锐减、水资源危机、物种灭绝、 酸雨污染、“温室效应”加剧、臭氧层遭到破坏、土壤流失、有毒化学品污染及垃圾成灾等。在这 些事关国计民生的环境问题中，化学工作者是可以大有作为的，例如环境监测、防治污染，发现可 用以减少排放污染物新的更有效的化学工艺，在发展农业中控制病虫害，选择与合理使用药物避免 形成污染源等方面。
此外，关于海洋资源的开发、应用电子计算机和研究化学反应新仪器方面，也都是化学工作者 在当前和未来需要着力从事探究的领域。
（三）化学的明天
1、进一步研究微观世界
当今世界上，对物质结构的研究已经深入到原子核的内部，发现了许多基本粒子，它们构成物 体的比原子核更简单的物质，如介子、超子、反粒子等、但这主要是物理学的研究内容。对于化学 家来说，主要任务仍将是在分子和原子的水平上揭开微观世界的秘密。
有一位化学家设想，在一块普通砖的表面镀上一层金，也可以得到一块金砖。虽然它在价值上 不能与真的金砖相提并论，但是它在某些化学反应中所起的作用和真的金砖却没有什么不同之处。 例如，用镀金的金砖和真的金砖做催化剂，它们所起的催化作用的效果是相同的。我们知道，在一 块普通砖的表面涂上一层金只需要极少量的金，要比用真的金砖便宜很多。在用做催化剂上，铂、 铑等金属比金子更有发展前途，也可以用相同的方法处理后使用。
化学家发现的另外一个现象是，物质分散得越细，它越容易发生化学反应。红热的铁丝能在纯 氧中燃饶，铁丝越细，燃烧反应越剧烈。但是，如果是一颗铁钉或者是一根铁棍，那就不可能在纯 氧中燃烧了。
于是，化学家开始重视毅nm材料了。什么叫nm材料呢？一般材料的直径到了微米（1nm等 于10-6m），已经算是很小了，而lnm等于10-9m，就更小了。化学家预料，当物质被分散到纳米 级的程度，在结构上将产生很大的变化。例如被涂在砖头表面的金，或很细很细的铁，它们在反应 性能、催化性能、光学性能、电学性能及磁学性能上都有很大的不同，这便是化学研究中正在开辟 的分子工程学。
2、新能源的开发
20世纪是能源工业飞速发展的年代，在主要利用化石燃料（石油、煤、天然气）的同时，还 积极地发展了核能（如原子能发电站等），也开始探索利用氢能（如用氢气作汽车的能源）。
在电化学能源的研究上。已不限于干电池、蓄电池、燃料电池，更要开发高能电池和特殊用途 的电化学能源。
心脏起搏器的发明是现代医学科学的奇迹，它靠电池提供电能进行工作。对这种电池的性能要 求极其严格，起搏器对心脏的每次起博都不允许失败，要求电池全部时间都在工作，绝不允许电流 有停顿。安了心脏起搏器的人把生命的延续全寄托在电池的化学反应上。
另外，电池植入人体内，要求特别稳定，里面的化学物质不会泄漏，寿命长，重量轻，体积小。 现在心脏起搏器中使用的是锂碘电池（其中用锂做电极，碘做电解质），它的使用寿命是10年左 右。但是，锂-碘电池的成功并非科学的终结，化学家还期待着更大的改进。
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太阳能是能源家族中的后起之秀，它是一种巨大、无污染、洁净、安全和经济的自然能源。前 期的太阳能开发利用偏重物理方法，例如太阳池（将太阳能储蓄在盐水池中再利用）、太阳能光电 系统（例如太阳能电池能将光能转化为电能，可用于太阳能汽车、宇宙飞船和人造卫星上）。
化学家更多地着眼于利用太阳能来产生化学反应，例如使太阳光通过藻类或某些微生物制氢， 氢同样可以做能源。利用太阳能使水蒸气和甲烷发生反应，生产出一氧化碳和甲烷，它们也是能源。 关于这方面的研究在21世纪将有更大的发展。
3、高分子化学的发展
高分子化学原本是化学学科中的一门年轻的科学，是在20世纪中期才发展起来的。在刚发展 时，高分子化学研究的都是一些产量大和用途广的通用高分子化合物，如聚乙烯、聚氯乙烯等。
高分子化学家对未来的设想是：经过严格地选择和设计反应条件（例如反应温度。压强、反应 物的结构和浓度），就能够生产出具有特殊性质的高分子化合物。
为了使高分子具有某一种特殊的功能，化学家设想在高分子化合物上添加各种经过精心挑选的 基因，就能制造出柔韧性强，硬度大，热稳定性高和有化学惰性的高分子。例如设计出重量既轻。 强度又高的超强高分子，用做飞机的结构材料以代替金属，使世界上出现塑料飞机。也设想制造出 具有高抗张强度的高分子纤维，用来编织防弹背心。
隐身材料也是化学家将要进一步深入研究的课题。隐身技术被认为是国防的高科技领域。隐形 飞机在对雷达波进行隐身时，主要措施是改进飞机的外形设计和选用吸波（吸收雷达波）的材料。 高分子化学家的任务将是研究吸波材料，现在聚苯硫醚、聚芳酯等已开始用于隐形飞机。
在20世纪初，隐身人开始出现在科幻小说中。随着隐身技术的发展和高分子化学家的进一步 研究，也许隐身人终究会成为现实，不再是一种科学幻想了。
4、环保中的化学
20世纪下半叶，人类越来越关心自己生存的环境，其关注程度一点也不亚于吃饭和穿衣。人 们面对着成群结队的汽车所放出的有毒尾气，日益严重的水质污染，还有那酸雨和光化学烟雾，既 望而生畏，又束手无策。于是，有的人产生了含义不清的“回归自然”的呼吁，认为最好回归到远 古时代。
有的人把环境污染统统归咎于科学技术特别是化学和化工生产的发展，认为如果没有那么多化 工厂就不会产生那么多有毒物质；如果不发明氟里昂就不会出现臭氧空洞。这些听起来似乎有几分 道理的责备，使社会上产生了“恐化学症”。其实，污染虽然是由科学发达和工业发展造成的，但 是解决污染还得靠先进的化学科学技术。所谓“解铃还需系铃人”这个道理应该成为社会的共识。
化学家在治理环境方面面临的任务是十分艰巨的，不仅要治理顽固的大气、水质污染，而且还 将遇到不少新问题，例如用不会造成大气污染的化合物代替氟利昂，用于制造无氟冰箱、无氟空调。
世界上每年要抛弃几千万吨废旧塑料，它们便是所谓的“白色垃圾”。许多人认为，塑料最终 是会分解的，造成的污染不严重，殊不知塑料的分解可能需要50年甚至更长的时间，因此大量的 “白色垃圾”不容忽视。这也是化学家的一大苦恼，他们辛辛苦苦地生产出有用的塑料，结果却造 成了环境污染。
化学家已经认识到。挽救的办法还在于塑料本身的分子结构，如果能够改变分子结构，例如在 塑料分子中添加光敏基团，使塑料垃圾在太阳光的曝晒下能够快速分解；或者在塑料分子中引入一 些物质，使塑料变得适合某些微生物的口味，从而被微生物吃掉，这些都是今后多少年内化学家为 了解决“白色垃圾”这个难题而进行的研究内容。
5、医药卫生的进步
增进身体健康和治病救人主要是医学科学的任务，但吃药还得依靠化学家的研究。
当今世界上，癌症仍是人类生存的大敌，因此，许多科学家都在孜孜不倦地为攻克癌症而奋斗， 抗癌药便成为化学家从今天一直到将来的研究对象。通过对化学致癌剂及其致癌作用的研究，发现 大多数化学致癌剂必须在人体内经过激活后才能最终成为致癌剂。例如苯并芘是一种化学致癌剂，
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它参与了一系列的酶催化反应，最终产生与脱氧核糖核酸或蛋白质相结合的致癌物，打乱了核酸和 蛋白质在细胞正常生长中的作用，使癌细胞得以繁殖。针对这一机理，化学家提出抗癌药的发展方 向是：①直接作用于脱氧核糖核酸的药物；②干扰核酸或蛋白质合成的药物，即抗代谢药物。
心血管疾病对人类的威胁不亚于癌症。最早治高血压的药物有严重的副作用，因此只有当血压 高到危及生命的时候才使用它们。后来，经过对人体内血压升高的化学机制的研究，发现人体内的 血管紧张素是用来维持正常的血压水平的物质，而激发舒缓肽可起降压的作用。这一点得到了蛇毒 的验证，即南美的颊窝毒蛇的毒液中含有激发舒缓肽而使它具有降血压的效果。于是，化学家正在 用人工方法合成一系列多肽，希望它们能够起到降低血压的作用。
胆固醇过多与心脏病有着密切的联系，因此化学家已经开始研究噬食血液中的胆固醇的物质。 已经发现了一种与青霉素相似的低等真菌有噬食胆固醇的能力，化学家以此为线索，正在寻找新的 对患者更有效的胆固醇噬食者，以便把血液里的胆固醇含量降低到正常水平。
增进身体健康，延长人类寿命将是化学界、医学界乃至整个科学界的重要任务，希望21世纪 能够在这方面获得更辉煌的成就。
五、为进一步掌握、应用和发展化学而努力
通过以上对化学科学发展概况的介绍和化学在国民经济建设以及改善人类生活方面显著重要 性的阐述，将会使同学们感受到，在我国以科学技术为第一生产力的社会主义建设指导思想指引下， 确实需要千百万掌握化学并能应用化学的建设者投身到祖国“四化”伟业中去。不仅化学科学本身 急待发展，作为“中心科学”在它的广泛应用方面也需要更多的人们为之做出巨大贡献。
通过本课程的学习，衷心希望将有助于同学们更有效地参加未来各条战线的开拓和建设事业。 为了学好本门课程，在以下几方面付出努力并得到提高是很有必要的。
1.对建设社会主义祖国充满信心，要立志继承和发展我国在科技发展史上的伟大成就，在优越
的社会主义条件下，使之达到和超过世界先进水平。为此，不仅需要具有从事建设的热情，更重要 的是学好建设的本领。这里还应指出，为了创造人类美好的明天，各行各业都离不开化学；在各门 科学相互渗透的今天，应学好作为“中心”和基础的化学就显得更为突出了。
2.为了学好本学科的内容，必须以辩证唯物主义为指导。要把宏观的化学反应现象与微观的物
质结构微粒的运动和变化统一起来，“由表及里”地着力揭示物质的变化与反应机制间的内在联系。 对立统一、内因外因、量变引起质变等观点在本门学科学习中是需要经常探究并运用的。
3.针对化学是一门以实验为基础的自然科学，因此在全部课程的学习中一定要自始至终重视实
验。通过亲手进行合乎规范的操作，缜密细致的观察，细心认真的实验，从中获得切实情确的数据。 在此基础上经过周密的思考从而获得正确的符合实际的科学认识。只有这样才能真正学习到化学的 科学本质和真谛。
4.重视科学态度和科学方法的学习和培养。学习一定要刻苦，对一些基本知识、基础理论和概
念、基本技能都要切实学懂并掌握好。倡导严肃认真、实事求是的学风。还必须重视智力和能力的 发展，主要是自学能力、观察能力，思维能力和实验能力等。特别是要通过积极思维和科学运算等 来进行有效的训练，着力在定性与定量的结合上发挥聪明才智，这样分析问题和解决问题的能力才 会逐步提高，创造精神也必然会在学习实践中得到发展。
我们深信，在为祖国实现社会主义现代化建设战略目标的伟大事业中，同学们一定能够做出新 的更加卓越的贡献。 参考文献：
1、《少年化学》应礼文著科普出版社
2、《高中选修教材》武永兴编人民教育出版社 3、《中学新课标资源库化学卷》北京工业大学出版社
专业资料整理
化学发展历史简介
