化学革命与未来摘要: 分析了十八世纪化学革命产生的的背景，阐述了燃烧氧化学说的伟意义及其在化学发展史上的地位，并探讨了拉瓦锡的科学思想和研究方法。

十八世纪的法国爆发了两种大革命，一种是政治大革命，一种是化学革命.未来，人们将要告别钢铁时代，迎接那崛起的一个新奇的高分子时代。

学未来趋势关键词：化学革命，能源，高分子化学，化学与未来1.化学革命的背景任何一种革命，总有它的背景，化学革命也不例外.它的发生，首先取决于自身的矛盾运动.十八世纪中期，愈来愈多的物质被发现，日益复杂的实验现象相继出现，极大地丰富了人们对物质世界和化学变化的认识，也使原来试图解释一切的“燃素说”变得难圆其说了,为此，法国的拉瓦锡、施塔贝尔和贝岩、荷兰的伯尔哈费、俄国的罗蒙诺索夫等化学家纷纷向“燃素说”发出了质疑和批判. 施塔贝尔在他的《教义—实验化学》一书中指出“燃素说”的自相矛盾；更尖锐批判“燃素说”的是拉瓦锡，他说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意解释事物.有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能穿过容器器壁的微孔，有时又不能；它能同时解释碱性和非碱性、透明性和不透明性、有色和无色。

它真是个变色虫，每时每刻都在改变它的面貌.”近代化学发轫于18世纪和19世纪之交提出的元素学说和原子学说。

此前多少个世纪都曾进行过与化学有关的实践，从事物质转化的探索，其中最有影响的是追求长生不死的炼丹术和热衷于发财致富的炼金术。

这些实践及其目标都带有极大的盲目性和狭隘性。

在科学发达的今天看来，长生不死显然是不可能的，而炼金术者向往的是一种改变化学元素的人工核反应。

它们不可能成功，但在医药化学和冶金化学方面也曾积累过点滴原始资料，并从盲目实践所得的教训中终于转向对物质组成的探索。

从19世纪初起，化学进入了持续至今以原子论为主线的新时期。

1860年化学又理顺了当量与原子量的关系，改正了化学式和分子式，从而使原子论得以确立。

从此，化学的发展越来越顺当。

奠定近代化学总体的理论基础是原子-分子论，简称原子论。

它指明：不同元素代表不同原子；原子在空间按一定方式或结构结合成分子；分子的结构决定其性能；分子进一步集聚成物体。

这个理论的内涵随着化学的发展不断深化和扩展。

在自然科学的各个分支中，化学是侧重在原子-分子水平上研究物质的组成、结构和性能及其相互转化的学科。

在这种称为化学反应或化学过程的转化中，原子相互结合的方式或分子的结构是要改变的。

从天然资源制取所需物资一般都要通过化学过程，从而出现基于化学的种种产业。

化学过程的重要性还在于它们普遍进行于包括生物界在内的大自然中。

迄今能源工业在很大程度上仍有赖于化学过程。

在包括经济、文化、科技和教育在内的社会需求的驱使下，化学学科之发展仍有赖于其他学科和一系列新技术的推动，其中化学与物理的关系特别密切。

它们早期曾有过约定俗成的分工。

分工的要点是化学要追究物质的组成，而物理在研究中则要回避物质组成的变化。

这种分工曾是双方乐意的，并且也取得了种瓜得瓜、种豆得豆的效果。

迷恋于追究物质组成的化学在19世纪建成了原子-分子理论，发现和合成了大量化合物，揭示了元素周期律和碳原子价键的四面体向等重大规律。

从此，对物质世界的认识大为深入而开阔。

这些进展为天然资源的开发提供了科学依据。

但化学若要对物质的认识再深入一步就需要迎接外来的契机了。

幸好摆弄热、声、光、电、磁等效应的经典物理也已取得了累累成果，为机电工业奠立了科学基础，并从19世纪末起又在揭示原子内部结构和波-粒二象性中将牛顿力学发展为量子力学，使物理学进入近代物理时期。

近代物理对化学的发展不论在实验和理论上都提供了新的起点。

化学与生物学和矿物学等学科也有很深的渊源关系。

生物学在19世纪后半期接连出现了进化论、遗传定律和细胞学说等突破性进展，如果要在此基础上进一步发展，特别是要更多地揭示生命的共性和本质，极大限度地消除其神秘色彩以及解决农业和医药方面的问题，就必须从化学方面来研究生命和生物体，并将认识的层次逐渐从细胞过渡到分子水平。

化学当时的发展水平正足以迎接这样的挑战，生物化学得以应运而生。

化学学科在发展中除了满足社会对它提出的需求外，也对其他学科和技术的发展给予了丰硕的回报。

2.化学与近代化学在最近半个世纪中，新的需求不但使自身及其各个分支取得了很大进展，而且还在分子生物学和材料科学等新学科的奠立上起了十分积极的作用，同时还迎来了计算机、激光、磁共振、新材料和重组DNA技术等新事物以及新的发展机会。

在这个时期中，化学在认识原子结合成分子的方式、依据和规律方面已日趋深入而系统。

这个进展足以代表化学学科为其他学科和技术的发展所作回报的一个方面。

体系的结构和过程的机制是化学研究中需要探索的两个带有普遍性的阶段性目标。

在此激光、分子束和脉冲等技术大显神通的时代，化学动力学和动态学也都取得了重大进展。

此外，高分子化学、有机化学、无机化学和分析化学等分支学科也取得了无愧于时代的重大发展。

化学学科的核心任务或今后长远的努力方向大体上可归纳成3个方面：（1）开展化学反应的基础研究，以利开发新化学过程；（2）揭示组成-结构-性能之间关系和有关规律，以利设计分子或结构和创造新物质；（3）利用新技术和新原理强化分析和测试方法的威力，使化学工作的耳目趋于灵敏和可靠。

3.化学与未来发展趋势展望今后，化学将一如既往，积极参与材料科学和分子生物学的发展。

这两个领域与化学处在同一个物质结构层次上，可以分享很大一部分原理和方法学，而且涉及的是光电子、信息通信以及健康和福利等新兴产业。

在21世纪中，化学在能源和环境产业中也当大有可为。

目前环境治理问题已经刻不容缓。

对于防治大气和水污染以及处理污水，化学不但有用武之地，而且还有解铃还须系铃人的关系。

化学界已对绿色工艺十分重视。

环境问题在很大程度上也与能源结构密切相关。

当前的能源结构不可能持续很久。

利用太阳能发电和制氢以及回收CO2都是化学与有关学科需要一起解决的重要问题。

在能源和环境产业中，电化学在解决化学能源问题和催化化学在发展绿色工艺方面都将起到极为重要的作用。

我很同意国外有人这样展望化学的未来：“除了继续培育化学中的核心学科外，在今后25年中，化学家还将揭示生物学中的很多奥秘，并创造出具有神奇性能的物质。

”在最近15年中，新物质的创制确实是很可观的，其中最为突出的要推一系列高Tc超导氧化物和以C60为代表的富勒烯类物质。

金属有机物和分子筛等的合成化学也有值得注目的进展。

化学家肯定还会在生命科学的发展中继续作出重要贡献。

我们还应该想到事情的另外一方面。

我们要看到，生命过程在本质上是化学过程，但我们所熟悉的化学过程一般还远远不如生命过程那样平易而高效。

在化学学科中化学反应和创造新物质的研究无疑是具有核心地位的。

现在已有很多蛋白质，如酶和红蛋白等，在生物体中发挥作用的机制可以通过其结构予以揭示和理解。

在生物体中，化学反应都是在酶分子上进行的。

酶分子为生命过程充当着高度专一的高效催化剂。

作为生命“蓝图”的基因谱实际上依附于由DNA构成的染色体，它们首先为能使生命过程顺利进行的各种酶分子提供了设计。

染色体中也包含了合成其他功能蛋白质所需的信息。

在蛋白质中，两种红蛋白，即血红和肌红蛋白的结构测定得最早，功能与结构的关系也了解得最为深入。

它们是为脊椎动物分别执行输氧和储氧功能的蛋白质，其设计之巧妙令人惊异。

酶分子和其他功能蛋白质分子在执行其所承担的任务时简直是万无一失的。

它们已被恰当地称为分子机器。

运转生命过程所需的酶分子和其他功能蛋白质分子或几乎全部分子机器，其设计都存放在通过长期演化所得的染色体中。

在理解这些设计及其作用机制后，人们学会了借用和模拟这些设计和有关机制的本领。

在20世纪70年代早期首先发展了重组DNA技术，并已成为制备或生产蛋白质的新方法。

20世纪80年代出现了生产单克隆抗体的技术后，不久人们记起了Pauling早在20世纪40年代说过的话：“酶可以认为是一个能专一地识别其反应过渡态的抗体”。

这样就逐渐形成了催化抗体的想法：若要为某个反应找一个像酶这样的催化剂，只需为这个反应的过渡态克隆出抗体来，但过渡态是反应分子在关键部位上有了畸变的活化了的分子，是不稳定的，从而需要找一个在形状和结合力等方面可以做上述活化分子替身的稳定分子来做抗原。

在考虑开发新化学过程时，对选择性的要求是很严峻的。

现在越来越意识到反应的原子经济性也必须严格要求。

化学反应的这些品格都会通过经济和环境等因素涉及到社会的持续发展问题。

在观摩和欣赏以及认真钻研生命过程的同时，也要有点“与其临渊羡鱼，不如退而结网”的想法，从而也不可无视自己的优势，即在实验室或体外开发化学过程的优势。

首先，可供选择的反应条件和方法的范围，要比生命过程或生物体内开阔得多。

除温度和压力等条件外，激光等新技术的应用更是值得重视的因素。

更有甚者，化学家可以“驰骋”在整个元素周期系中，得出大量别开生面的新物质，供他们驱使。

实际上，随着金属有机物、分子筛和氧化物载体等物质的设计和合成越来越得心应手，催化化学等学科在挑战面前赢得机会的条件也越来越好了。

近代航空航天技术、原子能工业、电子工业和海洋开发等事业促进了高分子科学的发展。

现代化的通讯器材、遥控设备、雷达、电子计算机等，如果没有合成材料，那是不可设想的。

在21世纪，具有特殊功能的高分子材料，将得到迅速的发展。

功能高分子中最引人注目的是生物高分子（即构成同生命有关大分子）。

人们如果能使生物高分子所有的奇妙功能在合成高分子上出现，将对工业、农业、医学等产生无法估量的影响。

蛋白质、酶和核酸，它们是生命现象的物质基础，研究它们的结构和功能，对探索生命奥秘是极其重要的。

合成材料将更广泛地应用于制造人造器官。

人造皮肤的最后成功，将使真皮移植成为过去。

目前已制成具有酶活性的生物高聚物，将来会制造出具有“人”的功能的设备。

一种强度超过金属钛、能耐 2 000 ℃以上高温的合成高分子材料将会诞生。

工程塑料中的丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚酞醋等树脂，可以替代普通的陶瓷制作厨房用具。

合成陶瓷坚韧不易碎，使普通陶瓷制品大为逊色。

美国休斯敦的宇宙宫，纽约肯尼迪空间中心巨大的圆拱和尖顶，都是用塑料制成的。

它将成为未来建筑中重要的基本工程材料。

未来，人们将要告别钢铁时代，迎接那崛起的一个新奇的高分子时代。

学未来趋势。