化学理论体系的形成与实践应用方向的探究
2014-10-21石岩
摘 要:化学是一门重要的基础科学,其主要研究物质之间作用与变化的规律,能够帮助人们更加快速的找到改造世界的方法。下文基于化学学科的理论结构特点,分析了可能影响化学实践的各类因素以及实践应用过程中存在的问题,在此基础上分别从加工、提炼以及合成新材料的角度探讨了如何更好的将化学理论应用于实践,希望能够为化学理论的实践应用发展,提供一些参考。
关键词:化学;理论体系;形成;实践应用
自然科学作为指导社会进步与发展的重要理论体系要素之一,其实践应用的范围越来越广,对社会发展的影响力也越来越大。随着科学的不断发展,科学理论与实践的有机结合不但能够催生新的发展推动力,还能不断完善科学理论体系,促进人类智慧达到更高的水平。两次工业革命之后,世界各国学者都纷纷将研究重点聚焦在了怎样把科学理论更加快速的转化为能够用于实际生产与生活的产品上。
1 化学理论体系简述
1.1 化学理论体系的概念
化学学科是累积世代人的智慧而形成的,古时候人们是在观察到自然现象之后分析其背后的化学原理,但现在人们则是基于化学原理来制造现象,通过定向的化学反应来获得所需的物质或材料。实际上,每种物质的活跃性都不同,只要活跃性较高的物质发生化学反应的难度就较低,而活跃性较低的物质发生化学反应的难度就较高。经过多年的发展,当前的化学理论体系已经非常完善,人们对物质的研究甚至已经深入到了原子级别,各类化学实践在生产生活中的应用也越来越广泛。世界各国都非常重视化学理论的研究,我国由于特殊的发展历史,无论在经济建设还是科技创新方面都与发达国家相差甚远。化学理论的研究也是一样,我国只是在改革开放之后才逐步进行了工业化改造,在此过程中由于对化学理论有巨大的研究需求,才有学者开始将现代化学理论体系作为研究对象。
1.2 化学理论体系的特点
与其它学科相比,化学理论的特殊性非常明显,主要表现在:化学是研究物质基本组成分子以及原子变化规律的,因此,这门学科是绝对的微观学科。尽管有些化学反应也能够通过表面现象的变化而观察到,但与物理等学科相比较的话,化学的微观性就非常高了。一般的化学研究都是以特定物质或者化学反应为对象进行的,随着现代化学理论体系的不断完善,专家学者们的研究重点已经逐渐转为了如何提高化学理论的实用性。
1.3 化学理论体系的发展
实际上,自然科学是在近代才获得真正意义上的发展的。古时候虽然人们也开始研究自然界变化的内在原因,但是受技术水平与设备的限制,他们不可能真正了解到物质分子与原子层面的结构。不过,随着长时间的累积,人们逐渐掌握了物质之间的反应变化规律。第一次工业革命使得社会发展对化学理论的需求激增,化学也因此得到了迅速的发展,不少专家学者都将化学理论体系作为研究对象,试图更加高效的将理论转化为实际的产品,借此提高企业的盈利能力與人们生活的便利性。当然,学者在研究的过程中也能获得更大的个人利益,因此,他们的研究热情十分高涨。
2 化学理论体系实践应用的现状
2.1 影响化学理论体系实践应用的因素
外在很多因素会对化学理论的实践应用产生一定的影响。例如,自然界中绝大部分物质都是化合物,单一物质所占的比例非常低,而天然化合物的纯度又非常低,总是与很多种化合物掺杂在一起,这无疑会增大化学反应的不确定性,从而降低化学理论的实践应用效率。另外,化学反应有一定的条件要求,在实验室里这些条件很容易达到,但在实践应用的过程中创造这些条件存在难度,而反应环境不稳定,势必会对反应结果造成一定的影响。
2.2 化学理论体系实践应用中存在的问题
尽管化学理论体系已经非常完善,而且能够用于实践的技术和设备都很成熟了,可实践过程中仍然有些技术和设备无法达到反应条件的要求。很多企业都无法创造出能够满足化学反应实际所需求的环境,只能在勉强合格甚至不合格的环境中生产,这无疑会严重降低产成品的纯度。
3 化学理论的实践应用方向分析
3.1 产品加工和提炼
化学理论体系建立之初,人们就深刻体会到了化学学科的巨大实践应用潜力。实际上,在任何原材料的加工以及后期提炼过程中,都会发生各种各样的化学反应,如果在反应过程中能够加入适当的催化剂,不但能够提高生产效率,还能降低生产能耗,从而扩大企业的利润空间。不难看出,化学理论的实践应用应以提高反应效率为切入点,重点研究如何优化反应环境、催化剂类型以及反应时间等。
3.2 合成新材料
工业技术高速进步的时代背景下,机械设备的应用越来越广泛。由于机械设备的购置成本通常很高,因此,人们希望能够尽可能的延长它们的使用寿命、降低使用过程中的更新以及维修保养等成本。机械设备的使用寿命虽然受到很多因素的影响,但最主要的非材料莫属。材料学是一门新兴学科,其主要基于化学理论研究与开发新型材料,当然绝大部分新兴材料都是合成的,因为单一物质往往都有自身难以回避的缺陷,而化合物则能够充分结合不同单一物质的优点,平衡各种单一物质的缺陷,所以其无论在应用价值还是获得便利性方面都较之单一物质优越,这也是新材料在短时间内被广泛使用的重要原因之一。
4 结束语
化学这门自然学科具有极为重要的实践应用意义。近年来,随着国家不断提高对化学理论研究的支持力度,我国高标准化学实验室的数量呈现出不断攀升的趋势。通过上文的研究不难发现,现代化学理论体系是在工业革命之后逐渐建立起来的,现在很多学者都将如何最大限度提高化学理论的实际应用性作为了研究重点。作者相信,随着化学理论体系不断完善,各种化学理论在实践中的应用将会越来越广泛,对社会发展的推动作用也将越来越显著。
参考文献:
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[2]袁汝明,傅钢,韩国彬.H3反应势能面的构建——计算化学实验设计[J].大学化学,2011(03):45-47.
作者简介:石岩(1979—),男,辽宁沈阳人,本科,讲师,研究方向:化学。