化学是研究什么的科学

“化学”这个学科的名字，我自幼就特别喜欢。化，变化也。不同的物质之间能相互转化，实在有意思。那么我国古代有化学吗？讲什么内容？老师说，古代化学和道家有关，和炼丹有关。听起来，古代化学实在过于神秘，是玄而又玄的内容，于是兴趣不了了之。但是，古代化学的神秘色彩总是带动我的好奇，古人在化学方面到底都研究了哪些内容？炼丹术的影响好坏参半，既有积极的方面，也有荒唐可笑之处今天提起化学，今天我们想到的一定是各种分子式和化学方程。如果说到我国古代的化学，一般联想到的一定是火药和炼丹术之类的内容。火药，作为我国的四大发明之一，当然非常伟大；但是炼丹术，似乎就是古代皇帝为了追求长生不老才做的荒唐事。因此就炼丹术而言，对其评价可谓好坏参半，既有积极的方面，也有荒唐可笑之处。炼丹术虽然在历史上，对于火药、金属冶炼、玻璃冶炼方面有着非常积极重要的作用，但总不能摆脱其荒唐可笑的一面。总之，仅从炼金术的角度看古代化学，总有点儿偷着摸着的神秘意味。那么古代的“化学”是神秘的术法吗？就像《西游记》里描写的孙悟空那样。孙悟空的“变化之学”，说明我国古代先民想象力极其丰富，但只能算做神话故事，并非科学如果说到我国古代文化中的“变化之学”，最厉害、最广为人知的肯定是《西游记》中，那能够七十二变的孙猴子，吹口气秒变万物，简直太牛了。但是，这些属于神话故事，肯定不是科学的范畴。有一次，和一位前辈聊天说起孙悟空，我评价说古人的想象力天马行空，实在太丰富了，竟然能开创性地想到人会变来变去。前辈说，吴承恩是站在先人的肩膀上，不单是想象力丰富么简单，推荐你读谭峭的《化书》，讲的就是古人对于万事万物变化的解读。蛇化为龟，雀化为蛤。——《化书》第一次读《化书》，我印象最深的就是上面的文字，谭峭竟然认为蛇能变为乌龟，麻雀能变为蛤蜊。想象力丰富是确信无疑了，但谭峭这个人也太符合我对古人的预期了，从科学的角度来看真是愚昧无知的可笑又可爱！当然后来读完《列子》之后我才理解，愚昧无知的其实是我。列子所讲的变化之学，今天看来其实是有机化学，也许说是生物化学更准确，是我国古代的自然科学《列子》一书的开篇，有很大一部分内容，都在讲这种变化之学。燕之为蛤也，田鼠之为鹑也。——列子《列子》一书，变成蛤蜊的不是麻雀，而是燕子。因此，我读这本书的时候很长一段时间把这段绕过去，内心美其名曰“取其精华、去其糟粕”。列子虽然被庄子盛赞为会飞的神仙，但神仙毕竟只存在于传说中。燕雀怎么能变成蛤蜊？乌足之根为蛴螬，其叶为胡蝶。胡蝶胥也，化而为虫。——《列子》直到有一次，读到上述的内容，我突然才发现我误解了列子，也许算是顿悟吧。这段文字的表面意思是说，乌足草的根变成金龟子的幼虫，叶子变为蝴蝶。蝴蝶只有须臾的生命，又变成虫子。叶子变成蝴蝶，草叶什么时候会变成蝴蝶？叶子只有被吃了才会变成蝴蝶。草根变成虫子，草根被虫子吃了，那不就是蛴螬虫草嘛！列子的意思是，一种事物消失，被吃掉转化为为另一种事物。列子所讲的这种变化，是一种有机的、生物的变化，按照现代科学应该属于有机化学和生物化学的范畴，而且包含了很多的自然科学内容。首先，看一下“变化之学”内容的课程背景，列子是在路边见到百岁骷髅，来给弟子讲述这段课程的，列子说只有他和骷髅知道“万物既没有生也没有死的道理”。所以，列子所讲述的这种变化的节点是“生死”是确信无疑的，这种变化是自然科学而非神话故事。若蛙为鹑，得水为继；……燕之为蛤也，田鼠之为鹑也，朽瓜之为鱼也——列子其次，关于“变化之学”的例子，列子是从“若蛙变鹌鹑”开始讲述，我们都知道若虫是指未长大的虫子，若蛙，应该就是未长成的蛙，很大可能是小蝌蚪。这种变化，指的自然是鹌鹑把小蝌蚪吃掉了。由此，后面的整段都解释得通了，腐朽的瓜变成为鱼，是瓜变成鱼饵被吃掉；燕雀入水为蛤，也就太过稀松平常了。燕子不会游泳，掉入水中，变成鱼我都信，不过似乎先被蛤吃掉的可能性更大。朽瓜，是瓜烂掉了，说得已经明白。按现在的语言来解释，庄子描述的整个变化过程是一种有机物和生物学的变化。我国古代先民对于世界的认识是非常深刻的，观察过程也是非常的细致。有生不生，有化不化。不生者能生生，不化者能化化。生者不能不生，化者不能不化，故常生常化。常生常化者，无时不生，无时不化，阴阳尔，四时尔。——列子最后，我们从列子对变化这件事的整体认识来看。列子说，事物是一直在生生死死，无时无刻不在变化。列子所说的化，到此已经能够确认，确实是生物之间的一种客观的自然变化，这是非常客观和唯物的一种表达方式。但也许古人太多言简意赅，再加上历史上的文学演绎，让我们主观上会偏向简单化、神话的理解传统文化的学问。综上所述，我国古代道家研究的“化学”，并非炼丹那么简单。炼丹术，在漫长的历史岁月中，起到很大积极作用，也有荒唐的成分在其中。传统文化故事里的“变化之学”，充斥了大量的神话成分。但是真正读《列子》一书，读进去我们又会有很多新的发现，列子所表达这种变化，是一种有机的、生物的变化，按照现代科学应该属于有机化学和生物化学的范畴，而且包含了很多的自然科学内容。先秦时期，我们的自然科学发展还是非常不错的，在2000年前的那个时代，这些内容绝对可以称得上了不起的学问。

"化学是什么"--戴伟教授点燃孩子们的科学梦！"化学是什么"--戴伟教授点燃孩子们的科学梦！9月7日下午15:30，北京化工大学教授、英国皇家化学会北京分会主席戴伟(David G.Evans)教授受福建省科技馆邀请来到福州市新店中心小学为师生带来一场主题为“化学是什么”的化学科普讲座。本次专题讲座由麦顶小学发起通过云课堂100平台进行全程直播，仓山麦顶小学、仓五小、江南水都小学、仓山进附一小学、永泰樟城小学等几十所小学的小朋友通过云课堂100平台在教室里就能感受到了化学的魅力。首先，戴伟教授利用燃烧实验引起学生对化学的兴趣，与台下的老师同学互动演示了点燃生日蜡烛的不同方法，令台下的孩子们兴趣盎然。接着，戴伟教授将葡萄味儿的美年达倒入不同的杯子，神奇的一幕发生了，倒进不同杯子里的美年达变成了水、牛奶、奶昔…之后又在七个盛有透明液体的杯子里都倒入另一种液体，神奇的化学彩虹出现了，简直太奇妙了！随后，戴伟教授利用液氮的冷冻、低温效应和重铬酸铵分解的火山喷发模拟实验，让学生们明白了物理变化和化学变化的基本区别。当看到从液态氮中取出的娇艳玫瑰花伴着噼噼啪啪的声音被捏碎，以及那以及结成白色冰块的鸡蛋学生们再一次感受到了化学的魅力！最后，戴伟教授向同学们介绍了双氧水的氧化性和还原性，并为同学们做了双氧水和酵母、二氧化锰等催化剂的实验，伴随着童年的回忆“阿拉丁神灯”被戴伟教授“请”上试验台，双氧水、催化剂与洗洁精发生化学反应制成的大象牙膏让孩子们叹为观止。戴伟教授通过一系列实验，让学生从直观的实验现象去发掘“化学是什么”，并且在课堂中融入了学科实验思想，引导学生形成“感兴趣-为什么-提出假设—通过实验验证假设-确定结论”的逻辑思维。戴伟教授为孩子们打开了通往化学殿堂的大门，他实事求是、科学谨慎的态度对孩子们养成科学探究问题、科学研究思维必定产生重要影响，也因此而点燃了孩子们的“科学梦”！

十八世纪末和十九世纪初，近代自然科学体系刚刚确立，各门学科都很幼稚，科学发展的主流是分化而不是综合。因此，那时就“把这些自然过程结合为一个伟大整体的联系的科学”，当作历史任务来完成是不可能的。黑格尔和谢林当时企图建立“凌驾于一切科学之上”的“科学的科学”也是根本无法实现的，它只能是自然哲学，而不是科学学。科学学诞生的年代是二十世纪中期，这时正是现代科学技术迅速发展的年代，科学学经过了近代科学长期的孕育，是一门应运而生的学科。我们知道，二十世纪的科学技术，一方面是各门学科继续向专业化方向发展，形成将近二、三千种具体的学科：另一方面，各门分支学科又互相渗透，形成一系列边缘学科和综合性学科。自然科学的高度综合化，把现代科学技术连成统一的整体，自然科学的高度专业化又把科学体系分成更细密的结构和层次。自然科学的整体化趋势和结构的历史演化，把其自身的运动规律愈来愈明显地暴露出来。这样一来，研究科学的运动规律，就不但有了必要，而且也有了可能，科学学就是在这样的历史条件下诞生的。1937年，波兰学者奥索夫斯基夫妇首次提出科学学的名字。两年后，英国贝尔纳教授所写的《科学的社会功能》一书，详细地论述了数量分析方法，科学结构的理论模式以及科学政策和科学管理问题。这部著作实际上奠定了科学学的基础，开辟了科学学的研究方向。科学学诞生的另一个条件，是社会的科学能力的形成和科研领域生产关系的确立。本世纪六十年代，“大科学”兴起。科学研究最后结東了“一张纸加一支笔的个体劳动方式。由数十万名科学家组成的科学劳动者大军，由价值数百亿计的巨型实验技术装备，由多得无法计量的图书、情报资料，以及由千千万万群众性的科教、科研、科普队伍，形成了一种超越科学家个人研究能力之上的集体力量（社会的科学能力），并且构成了全社会范围内的科学劳动结构。这样一来，历史便把科学管理的任务提到议事日程。科学管理经验的总结，更加清楚地显示出科学的规律来，科学管理充当了科学学诞生的助产士。因此，我们有足够的理由认为，科学学是现代科学技术高度发展的产物，是社会生产发展的一定阶段的必然结果。科学学的生命力同现代科学技术一样是无穷的。它的巨大的实用价值和理论意义，促使各国学者都来研究科学学。1964年，英美学者为了纪念贝尔纳《科学的社会功能问世二十五周年，专门出版了一本名叫《科学的科学》论文集。1965年，贝尔纳和麦顿在第一届国际科学史大会上联名做了《在通向科学学的道路上>的报告，论述了科学学的研究对象，意义和性质，以及未来发展的方向等等。1971年，在第十二届国际科学史大会上，成立了科学学的国际组织一国际科学政策研究委员会。该会于1975~1977年先后在德国、法国、波兰举行了有关科学学的国际讨论会。目前。苏联、东欧和西方几个主要资本主义国家，都成立了专门的科学学组织，出版了大量有关科学学的著作和期刊。这些事实都说明，科学学已经成为国际上公认的新的独立学科。那么，科学学到底是研究什么的呢？简单地说，就是研究科学自身结构及其运动规律的学问。科学学是研究科学的科学结构（或知识结构）的演化规律，并且利用这些规律来预测各门学科的发展趋势，预测新学科的生长点，借以选择正确的研究方向。这个分支学科叫科学结构学。比如，我们经常遇到的“物理学和化学那一个更基本”的问题，“力学应不应当算做基础科学”问题，都是科学结构学所要研究的重大课题。这些间题，有点像天文学上早期提出的“月亮和星星谁远谁近”的问题。当时，天文学是没有能力解决这些问题的。但是，后来人们发现了万有引力定律，可以用科学的方法测定天体的远近距离。这样一来，分布在天球上的杂乱无章的天体就有了次序了。它们之中有的属于太阳系，有的属于银河系，有的属于总星系，等等，后来，人们又根据它的温度和光谱来推算它们的年龄，形成天体演化的概念，天文学逐步形成一门严密的科学。现在，科学结构学有点像天文学的早期状况。人们对两、三千种分支学科发生浓厚的兴趣，试图从它们的相互关系当中找出结构层次和演化规律来。但是，目前还没有找到科学的方法来对数千种分支学科进行“分类”。反映到各国科学管理当中，就是学科分类的任意性甚大，争论也十分激烈。正因为现代科学管理的需要，才引起科学学家们对这一课题的高度重视。又比如，“基础科学、技术科学和应用科学的关系”间题，这也是各国科学管理中常遇到的困难问题。反映到科研经费上，各国对三大学科的投资比例各不相同。苏联的比例为1：4.7：2，而美国则为1：1.4：4.6。三大学科门类的比例关系究宽有没有客观标准？各国的具体标准是否一样？这些都需要科学结构学加以研究。目前，人们提出的三大学科的立体结构模型正是解决这一问题的大胆尝试。它试图用结构参数的方法来寻找其中的最佳比例关系。研究科学发展的动力，即社会的科学能力问题，也是科学学的个重要任务。所谓“科学能力”，就是推动科学加速发展的内在动力。通常我们都知道，用相等的科学投资，在不同的国家会产生不同的科学效果。科学能力水平高的国家，少量投资可以得到比较多的科研成果；科学能力低的国家，投资虽多，成果仍然寥寥无几。这是为什么？还有，近代科学的发展，各国是不平衡的。这一个国家科学兴起，那一个国家科学衰蓉，彼此起伏，波浪前进，互相赶超，竞争榜魁造成个又一个科学中心。试间：是什么因素决定各国科学的兴起和衰落呢？用什么办法来衡量赶超速度呢？这又是现实生活向科学能力提出的一个重大课题。科学能力学包括的内容甚广其中主要的是研究科学人才间题，研究科学家队伍形成的集团研究能力问题，研究科学家创造性心理学间题。因为科学劳动是一种创造性劳动，它比任何一种物质生产劳动都更需要人的主观能动性和高度创造力。如何有效地发挥个人的创造力，显然需要研究创造性心理活动。比如，信心在科学研究中的重要性问题。同样是两个能力相同的科学家，一个对自己的工作，信心百倍，大胆创新：一个对自已的课题，谨小慎微，生怕触犯权威，结果也会是很不相同的。怎么样才能使科学家在最佳的心理状况下工作，最大限度地发押其创造力，这就成了科学能力学所要研究的重要课题。科学还要研究科学与社会的关系问题，这里就不做介绍了。

什么是化学？从原子的碰撞到分子的转化，从物质的翻涌到能量的流动，化学研究着世界运行的本质规律。无机、有机、分析、物化、高分子化学、核化学，我们通过化学从方方面去了解这个世界。我们邀请大家一起踏入化学的殿堂，去领略它独有的魅力，找到属于自己的求学方向。在这之前，让我们先听听厦门大学化学化工学院同学的讲述，了解他们眼中的化学是什么！张予哲2016级化学专业本科生，来自江苏省常州市高级中学，将于美国威斯康星麦迪逊大学攻读博士学位。在进入大学之前，化学于我而言是一门神秘而有趣的学科，它将物质世界丰富多彩的变化归结到严谨有序的科学框架下，从混乱中寻找秩序，从变化中寻找规律，化学是掌握世界运行规律的重要工具之一。出于个人兴趣的追求，我从一开始就坚定地选择了厦大化学，一个历史悠久、人才辈出的地方。在我眼中，大学的化学更加强调学习理论和动手实践的结合，需要做到知行合一，在实践中运用所学知识，又从实践中学到课本之外的经验，探索未知世界。例如，你刚从有机化学课上学到了各种神奇的反应机理，立即就能在有机化学实验课中实践这些反应，进而你会发现得到的产物总不能完美地符合你的预期，有些时候甚至和预测相去甚远。这时，就是你充分发挥主观能动性去自由探索的时机。化学的发现总是在不经意间崭露头角，虽然多数时候挫折占据主导，但正因为这样，每一点进步和成功才显得弥足珍贵，激励我们不断前进。赵一帆2016级化学专业本科生，来自四川省成都市第七中学，已推免至北京大学攻读博士学位。化学之美在于对分子结构的理解与想象，相比于物理化学注重探索基本规律、分析化学注重精确的计算，有机化学更像是一门创造的艺术。有机合成作为有机化学的重要分支，既需要设计合成路线时严密的逻辑思路，对各种类型反应的熟练掌握，也需要一点跳出框架的想象力，以及面对大量失败时百折不挠的精神。我们常常戏称在实验室工作为“搬砖”，但“分子建筑师”这个名字更适合合成工作者，我们的“搬砖”也是在为科学的大楼添砖加瓦。有机合成与生活关系甚密，这主要体现在医药领域。传统的有机合成讲究结构导向，以通过简明的路线完成复杂分子的合成为主要目的。但随着合成工具的成熟和研究理念的转变，今后的合成研究将更加功能导向，你在实验室里做的每个反应，都是对未来药物研发领域蓬勃发展的投资。选择专业的理由有很多种，但最有力的理由永远只有一个，那就是是否喜欢这个专业。如果你喜欢化学，并且对有机化学感兴趣，我们欢迎你的到来。朱嘉欣2016级化学专业本科生，来自广东省江门市新会第一中学，已推免至厦门大学攻读博士学位。谈到为什么喜欢上这个学科，其实理由一点也不稀奇——在初中的我眼里化学实验很神奇。因为这个原因，我高中时会利用课余时间去实验室做一些小的探究性实验。在这个过程中，我经常会碰到一些意想不到的现象。为了解释这些现象，我会去查找课本或和老师讨论，慢慢会感觉到化学中许多理论其实还不是很精确。虽然我依然还是很喜欢化学这门研究变化的学科，但这种理论上的模糊让我困扰了相当一段时间。直到大一时，我偶然听到了我现在的导师程俊教授对他研究方向计算和理论电化学的介绍。这个方向利用严谨的数理工具研究化学中的问题，让我突然有种眼前一亮的感觉。作为一名本科生，一些基础的课程（如四大化学）是必须要修习的。除此之外，根据我的研究方向，我还会自学量子化学和固体物理等课程。从大的方面来说，化学其实渗透到了我们生活中的方方面面。但就我个人的研究方向而言，似乎和生活的直接联系并不是很大。但我觉得在学习和科研过程中培养的思维习惯，比如多问几个为什么，在我的生活中也会有体现。不同的专业可能给人带来的影响不一样，但总的来说学习的过程本身就是一个不断培养自己能力和思维习惯的过程。邱际民2016级能源化学专业本科生，来自江西省大余中学，已推免至北京大学深圳研究生院攻读硕士学位。能源化学是我们学院在2016年国际首设的专业，目的是培养未来有志于从事先进能源材料研究的科研型人才。出于自身对于能源材料的热爱，在大二，我便义无反顾选择了能源化学专业。从个人的学习体验来讲，在专业课程的学习过程中，尽管通常会涉及系统学、工程学及材料学等交叉学科知识，但在老师的循循善诱下，原本深奥的学科理论变得通俗易懂，学习过程并没有明显的困难与障碍。作为与研究前沿紧密联系的专业，在传统的书本知识学习外，我们还能接触不同的能源材料研究领域最新科研成果，了解不同能源材料的最新研发方向，为今后科研学习打下坚实的专业基础。老师常说，能源是文明社会重要的基础和支柱产业，而化学是实现能源高效利用的重要途经。祖国能源产业，正需要大量精通能源化学知识的专业人才来注入源源不断的发展活力。因此，欢迎大家报考厦大化学类能源化学方向，为祖国能源产业的发展添砖加瓦。赵梓润2017级化学生物学专业本科生（中），来自河北省石家庄市第二中学，曾获国家奖学金、唐立新奖学金、本栋奖学金。化学生物学是一门非常有趣的交叉学科，在学习这门学科之前，你对世界的认识可能是分立的，物理的就是物理的，化学的就是化学的，生物的就是生物的。但在学习化学生物学之后，对于你身边的某些现象，尤其是生命现象，你会从各种不同的角度去思考它，对它的理解也会更透彻。如果你是一个热爱探索、喜欢接受新知识并喜欢自然科学的同学，那我相信你会和我一样爱上这个学科。这次的新冠肺炎疫情牵动人心，我们为无数舍生忘死的医务工作者感动，同时在这些医务工作者的后方还有很多科学家，他们或在研发疫苗，或者在查明新冠肺炎的致病机制，或在研究治疗或检测肺炎的方法……无论是研发疫苗、开发治疗手段亦或是检测手段，化学生物学都发挥了重要作用。其实化学生物学和我们的生活息息相关，如医学领域，它可以帮助我们对抗各种疾病；如健康领域，它可以指导我们如何科学的饮食；如生物领域，它可以揭示各种生命现象的本质规律。可以说，化学生物学改变了我们的生活。曾一帆2018级化学专业本科生，化学拔尖计划学员，来自福建省三明市第一中学，曾获国家励志奖学金、拔尖计划一等奖学金。很多人的眼中，化学就是穿着洁白实验服的科研人员在摆弄装着五颜六色液体的小瓶子，我也不例外，认为化学好像就应该是这样的。但我进入厦大化院后才真正意识到，化学是一门既年轻又古老的学科。它的古老在于它的历史、在于它的基础理论至今还是那么强大、在于许多经典的实验方法至今依然适用。走进实验室，我们还是会见到穿着实验服的研究生们在萃取，在过柱色谱……而化学又是年轻的，化学在当代的应用和与其他前沿科学的结合可谓登峰造极。一方面它与物理学紧密结合，另一方面它又是生命科学、材料科学的基础工具之一，还被广泛运用到环境科学、文物保护学等多方面。它的表征手段越来越丰富，越来越精密，核磁、拉曼、PXRD、同步辐射，各种技术层出不穷……同时化学又与神经网络、深度学习等机器学习技术结合，可以从非常不同的角度对化学的原理做出解释，对化学性质进行分类和预测……所以，在厦大化院的学习过程中，我慢慢有种看山是山，看山不是山的感觉。 欢迎大家报考厦大化院，在这里你会遇到许多志同道合的朋友，会遇到功底扎实又敢于创新的老师，相信在这里，我们一定都会变成更优秀的人！张雨豪2019级化学类本科生，化学拔尖计划学员，“中心科学”实验班学员，来自辽宁省大连市第二十四中学。在之前的学习过程中，大家都已了解到化学的定义——是一门在分子和原子层面上研究物质的组成、结构、性质与变化规律的基础自然科学。作为一门在基础教育中最晚开设的科目，想必大家对它的了解多数还是朦朦胧胧的。要说我是如何入了化学这个“坑”的，大概是源于各式各样化学实验小视频，其中令人惊叹的现象使我沉醉其中，我也由此开始对化学这门学科的探索之旅。化学的涵盖面是十分广阔的，无机、有机、分析、物化、高分子化学、核化学，以及与生物学科有所交叉的生物化学等等都是化学大类下的子科目。化学这门学科包罗万象，讲求的是学科间融会贯通，既需要细致的数学公式推导与模型建构，也需要较强的动手实操能力以便对理论进行实验验证，而这些科研的成果最终都会反馈到日常生活的方方面面。很多人提及化学的第一反应是，做实验会不会很危险呀？其实天下化学学生苦此谣言久矣。实验存在危险性是不假，但只要严格遵守实验规范，便可将危险性降至最低。

大家好，今天小编给大家介绍的是关于化学热力学理论的知识。下面就跟着小编一起来看看吧！化学反应不是一个孤立的变化过程，象温度、压力、质量及催化剂等因素都直接影响反应的方向和速度。化学过程中，热的变化早就是化学家研究的课题。瑞士化学家亥斯考察了伴随化学反应过程的热效应，于1840年提出：化学反应的热效应仅与反应物的最初状态和生成物的最后状态有关，与中间过程无关的热化学定律。1842年关于能量守恒的热力学第一定律提出来后，人们认识到亥斯定律仅是热力学第一定律的一个特例。物理学家建立起来的热力学第一定律和第二定律也是反映化学反应体系中最一般的规律，所以很快就被化学家所运用。丹麦化学家汤姆森和法国化学家贝特罗用化学反应的热效应来解释反应过程的方向，提出反应热与反应物的亲和力成正比的假设。六十年代，德国化学家霍斯特曼建立化学热力学，随后范霍夫提出动态平衡原理，指出在物质，的两种不同状态之间的任何平衡，如果温度下降，平衡就朝着产生热量的方向移动。1884年法国化学家勒夏特烈把这一原理概括为；处于平衡状态的体系受到处界作用的影响时，体系内部要出现这样一种变化，使外界的影，明尽可能前弱，平衡状态尽可能得到恢复。进一步应用热力学原理于化学平衡的研究并作出重大贡献的是美国物理学家吉布斯。他于1876年发表了《关于复相物质的平衡》，提出在孤立体系范围内，以，函数作为化学平衡的判据。还提出用内能、城、体积来代替温度、压力、体脂作为描写反应体系状态的变量，并以它们作出三维坐标图，导出了描述体系全，部热力学性质的状态方程。吉布斯还研究了体系在电磁、装面等因素影响下的平衡，引入了复相体系中最简单、最本质，也是量，抽象的热力学关系-相律。由于当时化学家对抽象的数学语言非常陌生，认识不到相律的重要意义，起初除麦克斯韦外，谁也没有去注意它。十年后，相律才逐渐为化学家所掌握。1887年荷兰化学家罗泽姆用化学家和冶金学家都容易理解的图解法，说明了相律的应用。从此相律才被广泛的研究和运用。范霍夫从1896年开始，花费了十年，运用相律研究德国一盐矿资源的利用，也取得了成功。范霍夫为这工作写了五十多篇论文，这对帮助人们认识相律起了积极的作用。相律的应用极大地促进了生产，同时相律和相图的研究逐渐发展成为物理化学的一个重要组成部分。化学热力学理论的推广，有效地指导了生产，但是这一理论当时还只能用于处理理想的体系，对多数实际体系仍有一定的偏差。后来对化学键理论作出重要贡献的路易斯于1901年和1907年先后发表两篇文章。提出“逸度”和“活度”的概念，来代替理想气体的“压力”和“浓度”，从而修正了实际体系与理想体系的偏差，扩大了化学热力学理论在实际体系中的应用。1924年他同兰德尔合著《化学物质，的热力学与自由能》，极大地提高了研究热力学及其应用的兴趣。关于化学反应中的能量关系的研究也广泛地开展起来。热力学第三定律是在化学热力学发展过程中建立起来的。温度变化对化学平衡的影响，可以根据范霍夫等实验中的热量数据计算出来，但是它不能给出平衡常数。为了解决这一困难，1906年德国物理化学家能斯特提出了热力学第三定律：如果在绝对零度时纯粹晶体之间出现化学变化，那么熵的变化等于零，即变化后物质的熵等于变化前物质的熵。这意味着：绝对零度时，各种凝聚态物质的熵都等于零。也就是说，通过任何有限个步骤都不可能达到绝对零度。热力学的三个定律在化学上只适用于处于平衡状态的体系，而对自然界大量存在的不可逆过程的热力学研究，挪威出生的美国物理学家盎萨格作出了杰出的贡献。1928年他到美国耶鲁大学后，即开展这方面的研究，1929-1931年间发表了《不可逆过程的倒数关系》。可惜这一重要发现被搁置了约20年，直到开展了生物膜的功能和某些快速反应的研究，才受到人们的重视。诺贝尔化学奖也是在这项重要发现作出三十七年后的1968年才授予盎萨格。好了，今天小编就给大家介绍到这里，如果你也有好的想法，不妨在下方评论区内给我留言吧！

我们现在富足而又方便的生活环境离不开自然科学的巨大进步，各个学科在自己的领域内大显身手，之后又产生了一系列的交叉科学，使全人类都受益匪浅。但是随着高能物理学的发展，我们发现好像世间的一切科学都可以是物理学的分支。就像著名的核物理学家卢瑟福说过的所有的科学不是物理学, 就是在集邮。因为高能物理学的研究领域是这个物质世界的本质，是比原子间电子关系更加微观的科学，所以会有人说化学其实就是把物理学中的一小段截取出来，继续细化的东西，而生物学的本质又是化学反应。所以说物理就是一切自然科学的根本。然而物理学，又是由自然哲学演变而来的。所以我们看似严谨的自然科学，其实都是哲学么？其实并不能这么类比，我们并不能用量子力学或者相对论来达到其他任何一门科学所拥有的成就。就好比硬件设备不代表数码行业的全部一样，我们甚至说不出来硬件制造者，计算机语言开发者和使用者哪个更重要。自然科学也是一样的，就科学家们完善了大统一理论，我们依旧要脚踏实地的搞材料。小编愚见，欢迎有自己观点的朋友在文章下方留言。更多科学资讯，更好的科幻故事。请点击屏幕顶端的“关注”进入我的百家号主页查看。

从古埃及的炼金术士到使用现代激光测量反应的人，时间似乎短得令人难以置信——化学科学在其悠久的历史上有不少先驱。尼古拉·查尔顿和梅雷迪思·马卡德尔合著的新书《科学史的小块》中有三位杰出的科学家，他们改变了我们对化学世界的理解。古代元素，早期科学和炼金术士：希帕蒂娅在历史的大部分时间里，人类都是由少量的物质元素构成的。在一些古代文化中有五种元素；例如，巴比伦有风、火、地、海、天；中国有土、火、水、金属、木材。但是古典的四种元素——土、气、火和水——几个世纪以来在西方都得到了认可，尽管希腊的亚里士多德增加了第五种不变的天体元素——以太。大约在公元前三世纪，古典世界的学习中心开始从雅典转移到埃及的亚历山大。数百年后，住在这座城市的是世界上第一批女科学家之一的希帕蒂娅。作为一名学者，她开始探索液体的特性。她可能已经发现，元素可以采取不同的形式，但保持相同的元素，例如，水可以冻成冰，可以加热到熔化的铁，但这将是一个长时间科学家明白它是不断变化的安排决定其物理元素的分子形式。19世纪中期的木雕作品希帕蒂娅希帕蒂娅的知识仅限于更明显的性质，但是她发明了一个比重计来测量液体的相对密度和重力。当希帕蒂娅在观察、测试和发明的时候，亚历山大的其他人也因为不同的原因做着同样的事情。炼金术被认为是在公元4世纪左右开始在这个城市，随着魔法和神秘开始渗透。炼金术士们主要寻求魔法的秘密或将贱金属变成黄金。“化学”这个词来自“炼金术”，它可能来自古埃及的名字：Khem。中东和欧洲的炼金术士无意中帮助发展了化学知识(比如金属)和技术，比如亚历山大的炼金术士、犹太女宾-玛丽，如今仍被用来温和加热巧克力或焦糖等“重要”物质。化学革命：安托万-洛朗·拉瓦锡到18世纪中叶，新物质被发现并命名；例如磷，通过处理尿液的复杂过程发现。通过更有益健康的方法，发现了二氧化碳(“固定空气”)、氢(推测为“燃素”，火的本质)、氮(被称为“燃素空气”)和新的金属(实际上是元素)，如钡、钼和钨。科学家们也对化合物或物质如何结合有了更深入的了解。1789年，法国化学家安托万-洛朗·拉瓦锡发表了一份元素表，最终列出了比经典四种元素更多的元素，尽管他的33种元素中有一些是错的。拉瓦锡与其他科学家合作，还开发了一种新的化学品命名系统，基本上就是现在用来反映物质已知成分的命名系统。安托-洛朗·拉瓦锡的肖像(1743-1794)，于法国历史博物馆拉瓦锡是个富有的人，他拥有一个设备精良的实验室，尽管他很少开始工作，但他能够证实并试图解释他人的想法，有时会引发关于优先顺序的争论，特别是与英国化学家约瑟夫·普里斯特利(Joseph Priestley, 1733-1804)在发现氧气问题上的争论。拉瓦锡的特别成就是证明了氧气在燃烧中的作用，奠定了“燃烬”理论的基础。拉瓦锡在密封容器中进行了仔细的测量，发现普里斯特利所说的“脱燃空气”是在空气中燃烧的物质，与加热后金属残渣从空气中吸收的物质相同。他把这种气体称为“氧气”，意思是“酸发生器”，因为他错误地认为它也能产生酸。所以拉瓦锡给我们呼吸的空气命名，他对化学描述和方法的标准化意味着他帮助了化学的革命。飞秒化学：Ahmed H. Zewail化学反应发生得如此之快，以至于只能用几秒钟的时间来描述，即飞秒。一飞秒就是0.000000000000001秒，也就是10^-15秒。在化学反应的过渡状态下，分子的原子运动极其迅速，重新排列需要不到100飞秒的时间。在20世纪70年代，大多数科学家认为实际上永远不可能看到在如此快速的反应中发生了什么。但在加州理工学院工作的埃及裔化学家艾哈迈德·泽维尔(Ahmed Zewail, 1946-2016年)意识到，最近开发的快速激光技术可能会提供化学所需的那种超高速“相机”。快速激光能够产生持续几飞秒的闪光，20世纪80年代，Zewail开始用一系列的闪光进行实验，启动化学反应并记录变化。1999年，艾哈迈德·泽维尔教授在瑞典斯德哥尔摩音乐厅接受瑞典国王卡尔十六世·古斯塔夫颁发的诺贝尔化学奖Zewail最终开发了一种方法，在真空管中混合分子，然后用高速激光向混合物发射脉冲。第一道闪光为化学物质提供能量，开始反应，然后随后的光束记录分子产生的光模式或光谱。然后可以分析这些分子的结构变化。对一位化学家来说，这就相当于革命性地观察化学键的断裂和重组。他们不再只是想象原子和分子发生了什么，而是能够“看到”化学反应，更容易地计划实验和预测结果。Zewail的技术被称为飞秒光谱学(飞秒光谱学)，也就是飞秒光谱学，整个研究领域成为了物理化学的一个新领域，被称为飞秒化学。它在从药物开发到电子设计等领域提供了重要的应用。Zewail自己称这是与时间赛跑的最终成就。利用物理学的技术显然是化学未来的重要组成部分，从在水中建造结构的可能性到硅纳米管。元素周期表还没有填满，还有化合物有待合成。明天的炼金术士将有很多东西可以施展他们的魔法。

新华社北京12月6日电(记者张宇琪、宋瑞)12月6日,《新华每日电讯》刊载题为《一篇<科学>论文背后的南开百年化学情》的报道。在微观世界里，有一大类分子存在手性异构体，它们像是人的左右手，互为映像，但如何旋转都不会重叠。但药物中，“左手”和“右手”手性分子的作用可能有天壤之别。如何控制手性分子的合成，一直是摆在科学家面前的一道难题。中国科学院院士、南开大学化学学院教授周其林带领课题组，在手性药物合成等研究上潜心多年。近日，周其林及朱守非团队在世界权威学术期刊《科学》上发表研究论文，讲述了研究团队用一种新颖的双催化剂协同催化合成手性氨基酸的策略。这一研究成果，解决了困扰不对称催化领域半个多世纪的难题。（小标题）他们解决了一直困扰科学家的难题周其林所带领的课题组主要从事金属催化的有机合成反应、不对称催化、手性药物合成等研究。经过“板凳甘坐十年冷”的潜心攻关，周其林课题组设计发展出了一类全新的手性螺环配体骨架结构，又从这类骨架结构出发，合成了数百个系列手性螺环配体和催化剂。这些催化剂被国内外同行称为“周氏催化剂”。课题组成员，现任南开大学化学院院长朱守非说，“课题组成立20年来，一直兢兢业业地做一件事情，在催化剂的研究上一点点精益求精。化学，是需要工匠精神的。”科研成果的背后，是这些课题组成员们苦心孤诣，潜心科研。不少化学学院的学生说，经常看到周其林老师办公室的灯光亮到深夜。由于在合成化学研究中作出了卓越贡献，周其林在2012年获得首届中国化学会手性化学奖；2018年又获得第三届未来科学大奖——“物质科学奖”。11月22日，周其林及朱守非团队再次发表最新研究成果——双催化剂协同催化合成手性氨基酸，解决了科学家们一直以来想直接利用脂肪胺来高效合成手性胺类化合物的难题。朱守非说：“从未觉得科研是件枯燥的事儿，在实验室做实验就像破案一样，不知不觉就沉迷其中，会产生很多奇思妙想。”（小标题）南开百年，化学人科研报国周其林和朱守非的研究一直在传承南开化学人服务国家发展实践的爱国理念。南开大学化学学科起源于1919年建校伊始的理科“化学门”，两年后，邱宗岳先生创建化学系，成为我国高校最早建立的化学系之一。1928年，张伯苓指出要“知中国，服务中国”，自此南开大学确立了“土货化”办学方向，即“贴近中国国情”“扎根本土实际”。应用化学研究所等一系列直接为社会服务的系科和研究机构应运而生，独开风气之先。1956年，何炳林、陈玉茹夫妇从美国回到母校南开大学任化学系教授。在简陋的科研条件下，何炳林在两年时间里合成出当时世界上已有的全部离子交换树脂品种，为核燃料铀的提炼作出巨大贡献。20世纪五六十年代，时任南开大学校长的杨石先响应我国农业发展的迫切需求，毅然放弃深耕几十年的药物化学研究，转向国家急需的有机农药研究，并取得了一系列重要成果。百年来，南开大学化学人血液里流淌着的爱国初心、报国之志，也深刻影响着周其林、朱守非二人。曾有人问朱守非，课题组在手性催化剂上解决了什么“卡脖子”的问题，朱守非答，“正是因为我们的研究，让其他人不能卡住我们的脖子，让中国在催化剂研究上有足够的声音。”“周氏催化剂”因具有很高的催化效率和选择性，被国内外同行所称道。目前“周氏催化剂”已成为合成化学中一个不可或缺的工具，被全球40多个研究单位借鉴使用，还被多家制药公司用于数十种手性药物及其中间体的生产。南开大学副校长、化学学院教授陈军说，一批批从化学学院毕业的学子从未忘记要为国家、为社会服务。化学研究应该顶天立地，既要重视基础研究，又要与实践应用相结合，服务于社会发展和科技进步。（小标题）“探索化学世界，是最幸福的事”在周其林的办公室里，上百份档案袋整齐摆放，封面上工工整整地写着学生的名字，里面是他悉心保留的每名学生的实验报告。在周其林看来，这是他最宝贵的财富。在南开大学，周其林的课题组面向全校学生开放，无论本科、硕士或博士，只要对他的研究方向感兴趣，都可以到他的实验室里体验一番。周其林说，对于各种各样的人，只要愿意学化学，他都愿意为此花“一点时间、一点精力”。课题组每周开一次组会，学生们偶尔会请假，但周其林从不缺席。有时出差回来，他一下飞机就拎着箱子赶回学校参加组会，听取学生的汇报讨论情况。对于同学们提交的实验报告，返回来时通常是“一片红”，甚至标点符号都会改动。周其林曾说，我们要在科研中创造出一些新的物质，这些物质如果不被我们创造出来，或早或晚也会被其他人创造出来；但我们的学生，我们不去“催化”他们成长成才，谁又能去做这件事呢？育人，是教师的责任和“初心”。立德树人，南开大学化学学院的“师魂”一直在传承。抗战年代曾经有不少师生同赴沙场，新中国成立之后，李正名在杨石先老师的引导下走上农药化学研究之路，直至今日，无数的学子在南开教师的引导下，寻求科研之真谛。朱守非初进南开，便师从周其林教授，从此便整个身心都扑在化学研究中。他曾开展了一个将手性螺环磷氮配体用于催化非官能团烯烃的不对称氢化的研究，但是在研究中却遇到了困境。“周老师通过提问引导我进一步明确科学问题，完善想法，提升研究的高度和深度。”朱守非说，这种指导方式让他受益匪浅，真正喜欢上科学研究。在周其林不断地启发下，朱守非成功将该催化剂用于具有强配位能力的亚胺和不饱和羧酸的氢化中，并得到很高的活性和选择性，其中不饱和羧酸的氢化后来还被世界500强企业罗氏公司用于手性药物的生产中。花甲之年的周其林和不惑之年的朱守非都已成为不少南开学子的科研引路人。“泡”在实验室十多个小时、指导学生科研论文、参与教学工作、发表高水平学术论文……他们每天的日子简单又充实。“在实验室里做研究，和学生在一起探索迷人的化学世界，这是最幸福的事。”朱守非说。（完）

通过实验培养学生的实践能力和创新精神，是素质教育的重要内容之一。近几年立足于考查探究能力的实验试题，无论从量上还是从考查的深度和广度上都有较大的提高，应引起同学们的注意。对实验探究，应明确以下几个问题:1.科学探究的一般步骤(1)科学探究是一种重要的学习方式。中考命题围绕上述步骤，各有侧重地考查某一步或几步。 考查的热点和趋势就是以化学实验为基础,联系生产、生活和环保实际去发现问题、设计实验方案，探究和解决这些问题。试题往往具有开放性过程性、综合性和反思性的特点。(2)进行科学探究活动时，要关注物质的性质变化、变化过程及现象,通过分析，得出正确的结论。2.科学探究的命题分类(1)发现问题类探究题从生活现象、自然现象和实验现象中选出有价值的问题，解答此类题关键要观察、分析、联想，提出的问题要有探究价值，要有利于设计实验方案，有利于现象的观察和描述。(2)假设、验证类探究题对问题可能的答案作出猜想或假设，并依据已有的知识和经验对猜想或假设作出初步的验证计划，以便于设计实验方案。解答时，一是要围绕问题从不同的角度，不同侧面进行假设或猜想，假设越全面，结论越可靠。二是要注意假设的合理性，要符合化学规律，化学原理，不能凭空设想。三是要从本质上去认识分析现象，抓本质提出假设。(3)实验方案设计类题根据假设或猜想设计实验方案。(4)分析推理题试题给出实验现象、实验数据，要求针对实验现象，实验数据进行分析推理作出结论。结论表述要简洁明了，切中问题的要害，不能出现结论不能解释或不能准确解释现象的问题。解答此类题要用到比较、分类、概括、归纳等方法对证据和事实进行加工处理，并用逆向思维法和缺点发现法对探究结果进行评价。(5)全程类探究题对科学探究的基本过程中六个要素，全方位地对若干问题进行考查，体验探究学习的全过程。解答时要注意实践经验和亲自体验,探究性地提出问题，用观察到的现象和记录的数据、事实进行推理、判断、得出结论，同时还要考虑用结论解决其他类似的问题，在应用中检验结论。这类试题大多用填空或简答的形式呈现，开放性较大。3.解答实验探究的思路、方法”(1) 认真读题，明确实验目的和要求,弄清题目给定的新信息，确立探究课题。(2) 根据课题, 选择合适方法，提取相关化学知识,设计探究方案。(3) 选择合理的化学仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。(4) 根据试题要求，全面准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)根据实验观察的现象和记录的数据，将探究的问题与所学知识进行整合与提炼,通过分析、计算、推理等处理,得出正确的结论。4.解答实验探究的注意事项(1)对提出的猜想和假设要有定的依据，一般多依据质量守恒定律、题目给定的信息及所学相关物质的性质等确定。(2)设计方案要围绕目标，理清思路，制定步骤。(3)对“探究的实验事实”进行评价，要紧扣实验目的和原理，对考题给出的实验事实进行分析、加工、归纳、总结，得出有用的结论。