化学的发展历程与其基本概念

朱雨雯

摘 要：本文首先介绍了化学的本质，接着进一步简单描述了化学的发展历程，增加我们对化学课程的兴趣爱好，更好的学习化学。最后对化学课程中的基本概念进行归纳，让我们充分的理解和学习化学课程。

关键词：化学；发展历程；基本概念

一.化学

化学是一门研究物质的性质、组成、结构、以及变化规律的基础自然科学。化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。传统的化学常常都是关于两种物质接触、变化，即化学反应 [1]，又或者是一种物质变成另一种物质的过程。这些变化有时会需要使用电磁波，当中电磁波负责激发化学作用。不过有时化学都不一定要关于物质之间的反应。光谱学研究物质与光之间的关系，而这些关系并不涉及化学反应。准确的说，化学的研究范围是包括分子、离子、原子、原子团在内的核-电子体系 [2]。世界由物质组成，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。

二.起源及发展历程

最早的化学源于人类对火的研究。化学的发展主要经历了以下五个时期，即萌芽时期、丹药时期、燃素时期、发展期和现代期。

2.1 远古工艺化学时期

远古到公元前1500年，人类学会在熊熊的烈火中由用黏土制出陶器、矿石烧出金属，谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色等。人类在逐步了解和利用这些物质的变化的过程中，生产了对人类具有使用价值的产品。在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。

2.2丹药时期

公元前1500年至1650年，炼金术士在探索如何将金属转化成黄金过程中，积累了许多物质发生化学变化的条件和现象，实现了物质间用人工方法进行的相互转变。为化学的发展积累了丰富的实践经验。

2.3燃素时期

1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们通过总结感性知识，对化学变化的理论进行分析，使化学成为自然科学的一个分支。这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。在元素的科学概念建立后，通过对燃烧现象的精密实验研究，建立了科学的氧化理论和质量守恒定律、定比定律、倍比定律和化合量定律，开启了现代化学之路。

2.4 发展期

1775年到1900年，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开启了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说；意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念。从此，化学真正被确立为一门科学。这一时期，俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论，这些都使化学成为一门系统的科学，为现代化学的发展奠定了基础。

2.5 現代期

现代化学始于20世纪初期蓬勃发展的量子力学。莱纳斯·鲍林引进量子力学解释化学键的本质，得以用波函数的线性叠加来描述。质子、中子和电子的发现，使化学真正由原子尺度来理解化学反应。量子力学和电子学的发展，使得许多新型仪器得以开发，来探索和分析化合物的结构和成分，如光谱仪、色谱仪、核磁共振仪和质谱仪等。

三.基本概念

3.1.基本组成

原子是由原子核及外围带负电荷的电子组成的粒子，是化学研究的最小尺度范畴。分子由原子构成，是化合物的最基本结构，是保持化学性质、单独存在的最小粒子。

离子是带电荷的物质，可以由原子或分子失去或得到电子形成。

元素是拥有相同质子数的同一类原子。

3.2.化学物质

化学物质是指一种物体，它既确定了其化学组成，也确定了它的化学性质 [3]。物质可以被分类为一种酸或者是一种碱。阿累尼乌斯理论认为酸是能够在水当中电离出水合氢离子的物质；而相反碱则是在水当中电离出氢氧根离子的物质。

化合物是一些以不同元素用固定比例结合而成的物质。

无机化合物即无机物，一般指不含碳元素的化合物，如水、食盐、硫酸等。

3.3.化学反应

化学反应，亦称化学变化是一种物质转变为另一种物质的过程，涉及分子中原子的交换和化学键的转移、形成或消失。化学键是指组成分子或材料的粒子之间互相作用的力量，其中粒子可以是原子、离子或是分子。反应物指的是化学反应中消耗的物质；生成物指的是化学反应中产生的物质。

有机反应即涉及有机化合物的化学反应，是有机合成的基础。几种基本反应类型为：加成反应、消除反应、取代反应、周环反应、重排反应和氧化还原反应。

氧化还原反应是指在反应前后元素的氧化数具有相应的升降变化的化学反应。

氧化还原的概念和一个物质的原子获取或者给予电子的能力有关。

无机反应是指反应消耗的物质都是无机物的化学反应，无机反应中的特征反应：与碱反应产生气体；与酸反应产生气体；Na2S2O3与酸反应既产生沉淀又产生气体；与水反应产生气体；强烈双水解；归中反应；电解反应；置换反应；铝热反应等。

3.4.化学反应的守恒定律

质量守恒定律：一个化学反应发生，物质的总质量不会有任何变化。

能量守恒定律：化学反应所产生的能量总和不变，只是能量形式依照反应模式而变化。引出三个重要概念：平衡，热力学，动力学。

电荷守恒定律：化学反应前后的电荷数应守恒。

阿伏伽德罗定律：同温、同压时，同体积的任何气体含有相同数目之分子。

盖斯定律描述了物质发生化学反应后的焓的变化等于生成物的总标准生成焓和反应物的总标准生成焓之差。

参考文献

[1] Chemistry.（n.d.）.Merriam-Webster's Medical Dictionary.Retrieved August 19，2007.

[2] 北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学无机化学教研组.无机化学第四版.北京：高等教育出版社.1981年12月.ISBN 9787040107685（中文）.

[3] Hill，J.W.；Petrucci，R.H.；McCreary，T.W.；Perry，S.S.（2005）.General Chemistry（4th ed.）.Pearson Prentice Hall.p.37.

（作者单位：双峰一中高三 552班）