论对化学变化认识的无限性-大学化学.PDFVIP

第 20卷 　第 5期 2005年 10 月 论对化学变化认识的无限性 毛立新 (湖南理工学院化学化工系 　岳阳 4 14000) 　　众所周知的元素和化合物的定义所依据的概念 ,是经过了许多世纪的努力才得到的。由 公元前 500年认为万物皆由 “水 、空气 、火 、土 ”四元素生成的四物质元素学说一直到 18 世纪 ( ) 末都被认为是正确的。被称之为近代化学的奠基者波义耳 R. Boyle 于 166 1年给元素下了一 个定义 ,并且通过实验证明四元素不能称为元素或要素 ,他把元素定义为 : “元素不能用任何 其他物体造成 ,也不能彼此相互造成 。元素是直接合成所谓完全混合物的成分 ,也是完全混合 [ 1 ] 物最终分解成的要素 。” 虽然波义耳在著述中对于化学元素的讨论作了相当长的论证 ,但是 ( 在他那个时代没有达到像今天表述的这样清楚和确定 。1703 年 ,德国化学家贝歇尔 J. J. ) ( ) B echer 的学生施塔尔 J. Stark 提出的 “燃素说 ”是最早的关于化学反应的理论 。从此 ,化学 “借燃素说从炼金术中解放出来 ”。这以后 ,一批以化学研究为主要对象的化学家开始成长起 ( ) 来 。拉瓦锡 A. L. L avo isier 在 1779年明确地提出 “氧理论 ”代替 “燃素学说 ”。在关于氧的燃 烧学说建立以后 ,燃素学说很快就销声匿迹了。拉瓦锡对近代化学基础的贡献还在于他 1789 年正式陈述了物质不灭定律 ,并在推翻旧元素论的同时 ,建立起 自己的元素理论 。他给元素 ( ) 单质 下的定义是 :通过实验分析到达的终极点 , 即在当前用任何手段不能分解的物质 。拉 瓦锡的这一定义 ,在其后的 100 多年中一直被化学界普遍采用 [ 2 ] 。同时 ,拉瓦锡还首次把关于 水的组成的实验结果解释清楚 ,用氧中燃烧法分析有机物质等 [ 1 ] 。 ( ) 　　在 1803年 ,道尔顿 J. D alton 提出原子学说 ,他接受了拉瓦锡的元素学说 ,并在此基础上 提出了一种元素一类原子的观点 ,把原子与元素联系起来并有了原子量的概念 [ 3 ] 。在此后的 几十年中 ,新元素不断被发现 。从 1869年门捷列夫分析了当时已知的 60 余种化学元素的性 质与原子量的关系而提出了化学元素周期律 ,至近代的原子结构理论 、分子的电子理论都经过 了由许多经验定律的建立 ,再发展成描述性化学理论 。现代化学理论可望阐明化学反应的全 过程 ,包括介于反应物与生成物之间的不稳定结构排列 [ 4 ] 。化学是研究化学变化的科学 。 “在今后 30年内,我们将阐明化学变化的瞬态面貌 。我们将会弄清决定化学反应速度的各种 因素 ,因为我们已具有新的能力 ,能够及时地观察最快的化学反应过程 ,对反应的位能面进行 ( ) 理论计算 ,在最接近实际的水平 态 态 上考察化学变化 , 追逐分子 内和分子间的能量转 [ 5 ] 移 。” 在中国化学会第 7 次全国会员代表大会上 ,徐光宪院士作了题为 《2 1世纪是信息科学 、 合成化学和生命科学共同繁荣的世纪 》的报告 [ 6 ] , 以详实的材料和独到的见解阐述了化学在 2 1世纪面临的挑战和新世纪难题 。笔者将在此对化学学科的研究与发展及人们对化学变化 认识的无限性方面进行探讨 。 56 1　化学反应理论和定律的建立与发展及今后要研究的课题