化學(xué)是什么

韓穎婷，李丹菁

（1.江西省撫州市第一中學(xué)，江西 撫州；2.江西省萍鄉(xiāng)市萍鄉(xiāng)中學(xué)，江西 萍鄉(xiāng)）

化學(xué)是什么？作為化學(xué)教育工作者，查閱相關(guān)資料后，筆者從以下幾點(diǎn)加以闡述。

一、“化學(xué)”一詞的由來(lái)

中國(guó)五代時(shí)道家譚峭更著有《化書(shū)》，但無(wú)“化學(xué)”一詞。國(guó)外學(xué)者認(rèn)為拉丁文chemia是從阿拉伯文“煉金術(shù)”演變而來(lái)，也可能來(lái)源于希臘語(yǔ)“澆鑄”（“浸液”）、埃及語(yǔ)“黑色”或漢語(yǔ)“金液”。

漢語(yǔ)“化學(xué)”如何產(chǎn)生？1970年，日本學(xué)者坂出祥伸指出“化學(xué)”首見(jiàn)于上海墨海書(shū)館出版的雜志《六合叢談》（1857年-1858年）。1981年，國(guó)內(nèi)第一篇探討“化學(xué)”譯名來(lái)歷的論文發(fā)表。潘吉星和袁翰青先后指出：“化學(xué)”一詞首出于韋廉臣（威廉森，Alexander Williamson）所著的《格物探源》。1992年，劉廣定從王韜（上海墨海書(shū)館學(xué)者）的日記（1855年）中找到了“化學(xué)”出處，認(rèn)為“化學(xué)”是由華洋學(xué)者提出。隨后沈國(guó)威據(jù)王韜日記推斷出：“化學(xué)”最早出處源自來(lái)華傳教士戴德生。日記記載:“十有四日，丁未，是晨郁泰峰來(lái),同詣各園游玩,戴君特出奇器，盛水于桮，交相注,曷頓復(fù)變色,名曰化學(xué)，想系磺強(qiáng)水所制。”［1］這是“化學(xué)”的最早首創(chuàng)。

二、化學(xué)的定義

化學(xué)的概念，中學(xué)和大學(xué)教材的提法是“化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)?！蔽覈?guó)最近出版的《辭海》及《化工辭典》中也具有相似的提法。相關(guān)文獻(xiàn)中出現(xiàn)數(shù)十種新的提法。如美國(guó)著名高分子化學(xué)家弗洛里建議把化學(xué)定義為“分子的科學(xué)”。我國(guó)科學(xué)出版社出版的《化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史》中提出“化學(xué)是研究物質(zhì)在原子和分子水平的變化規(guī)律及變化過(guò)程中的能量關(guān)系的科學(xué)?！?/p>

我國(guó)化學(xué)哲學(xué)家廖正衡［2］先生提出：“化學(xué)主要是研究物質(zhì)的分子轉(zhuǎn)變規(guī)律的科學(xué)?！惫P者認(rèn)為這是較恰當(dāng)?shù)亩x。理由是：（1）對(duì)化學(xué)研究對(duì)象表述準(zhǔn)確。指明研究對(duì)象是物質(zhì)中的分子，而非其他粒子。（2）指明研究運(yùn)動(dòng)是分子轉(zhuǎn)變。是分子與分子間一種或多種的轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)，而非物理的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。這點(diǎn)很好地區(qū)分了物理與化學(xué)學(xué)科對(duì)象的不同。（3）“主要”，說(shuō)明在化學(xué)研究的一般規(guī)律下存在一定的特殊性，存在著相互統(tǒng)一而又對(duì)立的學(xué)科滲透及聯(lián)系。

廖先生這個(gè)定義也有不足之處?；瘜W(xué)研究還有一個(gè)重要方面是研究分子的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。但在該定義中未能體現(xiàn)。所以筆者提出如下嘗試性的定義:“化學(xué)主要是在微觀粒子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和轉(zhuǎn)變規(guī)律的科學(xué)?！?/p>

筆者認(rèn)為上述關(guān)于化學(xué)的定義有一定的缺陷。它未能把化學(xué)研究的特殊對(duì)象同其他科學(xué)，特別是物理學(xué)的研究對(duì)象相區(qū)別。為了把化學(xué)定義確切，必須要弄清化學(xué)運(yùn)動(dòng)和物理運(yùn)動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系。

三、化學(xué)的變化

化學(xué)中心在“化”?！盎毙氯A字典中解釋為性質(zhì)狀態(tài)或情形和以前不同。自然科學(xué)研究的是天體、四季、動(dòng)植物變化規(guī)律。物理變化指物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生改變，但物質(zhì)本身的性質(zhì)并未改變?；瘜W(xué)研究各種物質(zhì)的化學(xué)本身的性質(zhì)及變化，什么是化學(xué)變化？

生活中大多化工產(chǎn)品的使用都涉及物理和化學(xué)變化，如天然氣的燃燒、人類(lèi)使用的六大綸（滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸和氯綸）都來(lái)源于簡(jiǎn)單的有機(jī)物的化學(xué)合成。

化學(xué)研究各種物質(zhì)的化學(xué)本身的性質(zhì)及變化，筆者結(jié)合中學(xué)授課實(shí)例具體闡述：如：碘單質(zhì)受熱變碘蒸汽，物理變化；高錳酸鉀受熱分解產(chǎn)生氯化鉀和氧氣，有新物質(zhì)生成，為化學(xué)變化。再比如：把硝酸鉀、二氧化碳、硫化氫、硝酸、酒精等放入水中，變成對(duì)應(yīng)溶液。其中硝酸鉀溶于水，在水分子的作用下變成水合鉀離子和硝酸根離子，為物理變化。宏觀解釋?zhuān)瑳](méi)有新物質(zhì)生成，微觀分析只有舊鍵（K+、NO3-）斷鍵，無(wú)新鍵生成。二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸（H2CO3）電離出H+和HCO3-等，二氧化碳變成碳酸，新物質(zhì)生成，屬化學(xué)變化。硫化氫和硝酸溶于水，變成對(duì)應(yīng)的酸溶液，電離出氫離子和對(duì)應(yīng)酸根離子，為物理變化，原因與硝酸鉀相同。而酒精溶于水因?yàn)榛瘜W(xué)鍵并未斷裂，屬物理變化，但有些學(xué)者認(rèn)為這改變了氫鍵的連接方式，為化學(xué)變化。物質(zhì)的溶解度、溶解熱、擴(kuò)散力等這些因素都需進(jìn)一步研究。由實(shí)例知化學(xué)是從分子、原子等微觀粒子層次揭示物質(zhì)變化規(guī)律的學(xué)科。

四、化學(xué)的內(nèi)容

化學(xué)所涵蓋的內(nèi)容廣泛而豐富。主要是從以下方面研究物質(zhì)的科學(xué)：（1）采用多種方式測(cè)定物質(zhì)的組成，粒子間的成鍵方式。如簡(jiǎn)單立方堆積還是體心立方堆積，是線狀還是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（2）利用原料對(duì)物質(zhì)進(jìn)行提取、分離、合成及應(yīng)用。如六大綸的合成。（3）形成多分支學(xué)科共同研究化學(xué)反應(yīng)，解釋客觀規(guī)律。

根據(jù)中學(xué)生認(rèn)知水平，“化學(xué)是什么”的探析可以是一個(gè)遞變的過(guò)程，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，不能對(duì)概念或內(nèi)涵限定過(guò)死，可以從不同層面對(duì)這一概念給予不同的理解，這需教師結(jié)合情境，采用不同教法和學(xué)法。