化学的发展与自然科学
论文简介：
化学作为自然科学的一门中心学科，尤其是19世纪成为真正的一门独立的学科后高速发展，对人类社会的生产生活产生了巨大影响。

在化学发展的同时，其它自然科学学科也得以发展。

例如生物化学、制药、材料、物理化学、环境科学等等。

人类很早求开始接触化学，先是远古时期的钻木取火到金属冶炼到后来的制陶、酿酒、织物染色再到炼丹制药，火药的发明，但直到19世纪道尔顿和阿伏伽德罗先后提出原子学说和分子概念，化学才真正成为一门独立的学科为人们所了解。

就有如天文学家可以探索遥远的宇宙却对地球本身知之甚少。

因此人类对化学的忽略也就更加印证了其中心学科之一的地位。

所以在本文中我就说一下化学的发展与自然科学其他学科的关系。

正文：
19世纪道尔顿和阿伏伽德罗先后提出原子学说和分子概念，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，也为现代化学的发展奠定了基础。

到了20世纪，自然科学进入渗透时期，同时也是现代化学时期。

在这一时期，物理学的长足发展，各种物理测试手段的涌现，促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究，尤其是量子理论的发展，使化学和物理学有了更多共同的语言，解决了化学上许多未决的问题，物理化学、结构化学等理论逐步完善。

同时，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使过去很难解决的蛋白质、酶等结构问题得到深入的研究，生物化学等得到快速的发展。

19 世纪末，物理学上出现了三大发现，即X 射线、放射性和电子。

这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。

热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。

在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。

在生物科学中，化学发挥了不可替代的作用。

化学的键能理论为生物科学的分子结构提供了理论依据，对微观的生物研究做出突出贡献，尤其是蛋白质的合成技术、DNA的研
究领域更加离不开化学。

对于农业方面化学肥料、化学农药对农业增产起到很大作用。

但同时，化学对于生物也造成了不同程度的危害，例如化学农药（DDT）等，导致大量的化学残留，以及排放的大量污染物，对地球的生物多样性带来严峻的挑战。

因此，化学的发展方向开始向绿色化学发展，以及致力于用化学技术解决环境污染问题，由此与环境科学相联系。

环境科学是以实现人与自然和谐为目的，研究以及调整人与自然关系的科学。

通过对大气、土壤、水质的污染物分析其化学性质，提出解决方案，利用化学技术改进工厂的生产技术，以达到绿色生产的目的，解决温室效应、酸雨等环境污染问题。

有些日常使用的物品如塑料袋，丢弃后不会降解造成白色污染，这就需要通过化学技术制造出环境友好的材料进行替代生产。

水体富营养化也是一个突出问题，主要因为大量含磷洗衣粉及未达标的污水排放，这也是因为化学技术的不成熟导致治污成本高，一些小工厂铤而走险。

可以看出化学的发展对环境科学有重要的推进作用。

化学对材料科学的贡献是非常显著的，它关系到人们生产生活的各个方面。

20世纪初，随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测技术的出现，人类一方面从化学角度出发，开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，另一方面从物理学角度出发开始研究材料的物性，就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等作为基础来说明材料组成、结构及性能间的关系，并研究材料制备和使用材料的有关工艺性问题。

由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用，从而出现了材料科学。

在此基础上，人类开始了人工合成材料的新阶段。

这一阶段以合成高分子材料的出现为开端，一直延续到现在，而且仍将继续下去。

人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，加上已有的金属材料和陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。

除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。

超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表。

从这一阶段开始，人们不再是单纯地采用天然矿石和原料，经过简单的煅烧或冶炼来制造材料，而且能利用一系列物理与化学原理及现象来创造新的材料。

并且根据需要，人们可以在对以往材料组成、结构及性能间关系的研究基础上，进行材料设计。

使用的原料本身有可能是天然原料，也有可能是合成原料。

而材料合成及制造方法更是多种多样。

化学与物理，作为自然科学的两大中心学科，其联系也是相当紧密的。

物理，从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问，在物理学的领域中，研究的是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们的相互作用；借由被分析的基本定律与法
则来完整了解这个系统。

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。

物理是一个物质的外特性，是一个比较直观的概念，而化学则是一个物质内在的性质。

从有没有新物质生成讲，没有新物质生成的是物理变化，有新物质生成的是化学变化。

研究一种物质必须从物理和化学两个方面相结合去研究，缺少一个都是不严谨的，因此，无论是日常生活中还是学科研究领域，物理和化学是联系相当紧密的两个物质代名词。

物理学与化学，作为自然科学的两个分支，关系十分密切，任何一种化学变化总是伴随着物理变化，物理因素的作用也会引起化学变化，自然科学中物理和化学历来是亲如兄弟、相辅相成的两个基本学科，它们虽曾有过约定俗成的分工，各司其职，但非各自为战，化学和物理合在一起，子自然科学中形成了一个轴心。

历史上化学家合物理学家的研究是相互合作、相互促进中进行的，许多科学家的研究兼及物理和化学每当化学家们对取得的实验经验试图做出解释，并提高为理论时，每当他们在研究中遇到难以逾越的障碍时，总是求助于当时的物理成就，而且受益良多。

物理包含着所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法，化学也同样涵盖从宏观到微观与性质的关系、规律、化学过程机理及其控制的研究。

由此便产生了物理化学这一学科，也是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础。

例如，1926年，量子力学研究的兴起，不但在物理学中掀起了高潮，对物理化学研究也给以很大的冲击。

尤其是在1927年，海特勒和伦敦对氢分子问题的量子力学处理，为1916年Lewis提出的共享电子对的共价键概念提供了理论基础。

1931年Pauling和Slater把这种处理方法推广到其他双原子分子和多原子分子，形成了化学键的价键方法。

1932年，Muliken和Hond在处理氢分子的问题时根据不同的物理模型，采用不同的试探波函数，从而发展了分子轨道方法。

综上所述，物理和化学有着密不可分的联系，在平时对于化学的学习时也会经常使用到有关于物理的知识，在解决化学问题时也经常使用物理知识来完成。

相同的方面，物理同样也涉及了许多有关于化学的知识。

所以说正确认识和利用物理与化学的相关性有着显著的意义，我相信，只要我们用正确的方法将物理和化学共同结合着发展一定会产出很大的效益。

小结：
化学作为一门核心科学，其在自然科学技术中的重要地位和作用主要表现在两个方面。

一方面，为人类进步提供物质基础，制造出大量各种自然界已有的和根本不存在的物质，为人类提供组成分析和结构分析手段，促进人类对物质世界的认识及进一步的利用。

另一方面，化学在相关学科的发展中起到了牵头作用，牵动其它学科向分子层次发展，化
学的实验方法对其它学科在分子层次上观察和测定物质的变化过程也起到了重要的推动作用。

总之，化学物的核心知识已经应用于自然科学的各个领域，成为人类改造自然、利用自然的强大力量的重要支柱。

参考文献：
《百度文库》——《化学的发展史》、《生物科学的发展史》、《环境科学》、《材料科学的发展史》、《物理化学的发展史》、《化学在自然科学技术中的重要地位和作用》。