應(yīng)用化學(xué)：來一場有關(guān)化學(xué)的修行

淑子讀書

本文主角：應(yīng)用化學(xué)

專業(yè)分類：化學(xué)類

本專業(yè)適合：對化學(xué)學(xué)科有濃厚興趣，喜歡鉆研，具有探索精神、創(chuàng)新精神，對學(xué)習(xí)有耐心，有較強(qiáng)的動手能力和邏輯思維能力，遇事沉著、不慌亂的同學(xué)

選科要求：必選物理、化學(xué)（選科要求僅供參考，以各省份高校實(shí)際招生要求為準(zhǔn)。傳統(tǒng)高考模式下，此專業(yè)一般僅招理科生）

Chem is try：化學(xué)是嘗試

初中時我們就已經(jīng)開始接觸化學(xué)了，相信許多人對化學(xué)并不陌生。然而，你真的了解化學(xué)嗎？

B站流傳著一個很火的叫做《美麗化學(xué)》的系列視頻，它是由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院和清華大學(xué)出版社聯(lián)合制作的一個原創(chuàng)數(shù)字科普項(xiàng)目。視頻里的銅樹生長、熒光液滴等美麗畫面讓人印象深刻。除此之外，化學(xué)世界里還有許多奇妙有趣的現(xiàn)象，比如“法老之蛇”實(shí)驗(yàn)、碘鐘反應(yīng)、“大象牙膏”實(shí)驗(yàn)等。這些只是化學(xué)的其中一小部分內(nèi)容。

等到真正進(jìn)入應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)之后，我才發(fā)現(xiàn)，中學(xué)時期學(xué)習(xí)的化學(xué)只是皮毛中的皮毛。例如，初中時，我們知道原子的電子層數(shù)等于它的周期數(shù)；到了高中，我們知道每一個電子層還可以分為不同的電子亞層；而上了大學(xué)，我們便要從理論根源上，利用薛定諤方程等來解釋原子內(nèi)電子的排布。隨著理論學(xué)習(xí)的不斷深入，我的學(xué)科視野和學(xué)科思維逐漸被打開，我開始學(xué)著用化學(xué)的眼光來看世界。

對我而言，化學(xué)是一門研究性和探索性很強(qiáng)的學(xué)科，我們化學(xué)生常常把化學(xué)的英文名稱Chemistry拆分為：Chem is try（化學(xué)是嘗試）。是的，學(xué)習(xí)化學(xué)就是需要不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、嘗試和探索。

普通的實(shí)驗(yàn)課程，一般是教材上已經(jīng)寫好了實(shí)驗(yàn)?zāi)０?，算好了預(yù)期結(jié)果，大家只需要按照步驟一步步完成就行了，就像是在森林里，老師指著一只被綁住的兔子，讓大家把兔子抓回來。而我們班級會有一門特殊的實(shí)驗(yàn)課程——科研訓(xùn)練，課前，老師會給出一個目標(biāo)產(chǎn)物，讓我們自行設(shè)計合成路線，并且互相討論，分析路線的利弊，同時權(quán)衡產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)等諸多因素，進(jìn)行修改，最終大家敲定一個實(shí)驗(yàn)方案，這就像是老師給出一個目標(biāo)——抓兔子，并為大家提供抓捕可能用到的工具，我們就沿著兔子的足跡，在化學(xué)的森林中摸索搜尋兔子的蹤影，商量著如何把它抓住。但是在這過程當(dāng)中，總會出現(xiàn)這樣或那樣的問題。

記得有一次做實(shí)驗(yàn)，我們小組和其他小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象每一步都不一樣，過色譜柱的時候，其他小組的都是黃色、橙色分層，而我們小組的分層卻像極了皮蛋——上層墨綠，下層淺黃，而且最終得到的不是目標(biāo)產(chǎn)物。奇怪了，明明每一步都是按照要求操作的呀？我們連忙向老師求助，老師也很驚訝，“我?guī)Я硕嗄陮W(xué)生實(shí)驗(yàn)，從沒見過這樣的情況”……最后，老師發(fā)現(xiàn)無水乙醇試劑瓶中的氣味不對，是乙酸乙酯——原來試劑瓶中的試劑被裝錯了！因此我們這個實(shí)驗(yàn)就像數(shù)學(xué)計算中抄錯了數(shù)據(jù)一樣，雖然努力了很久，但最終是無用功。我們從這次實(shí)驗(yàn)中吸取了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，之后的每次實(shí)驗(yàn)加試劑前都會再三確認(rèn)。還有一次我們要將石油醚和二氯甲烷以1∶3的體積比例混合進(jìn)行色譜柱洗脫，有一組同學(xué)卻怎么都無法將產(chǎn)物洗脫出來，老師直接掂了一下兩個試劑瓶，告訴他們：“你們這兩個瓶子里面都是石油醚，可能是去補(bǔ)充試劑的時候倒錯了?！薄巴郏蠋熢趺匆坏嗑椭腊?！都不用聞一聞的嗎？”他們特別驚訝。“因?yàn)槎叩拿芏认嗖畋容^多”，老師后來解釋道。我們由此感受到了靈活運(yùn)用理論知識在實(shí)驗(yàn)過程中帶來的便利。

在實(shí)驗(yàn)過程中，我們最大的收獲往往不是最終的成果，而是從抽絲剝繭的鉆研中體會科研探索帶來的成就感和滿足感?；瘜W(xué)的學(xué)習(xí)不斷更新著我對這個世界的認(rèn)知，自然界中存在著很多我們現(xiàn)在仍然無法解釋的規(guī)律，我們現(xiàn)在依然在化學(xué)的林中探索著，以后也會是如此。

學(xué)化學(xué) = 學(xué)數(shù)學(xué) + 學(xué)物理 + 學(xué)化學(xué)

需要說明的是，不同院校的相關(guān)院系設(shè)置不盡相同，如某些工科類院校常常將化學(xué)類（理學(xué)門類，偏研究）與化工類（工學(xué)門類，偏應(yīng)用）放在一個學(xué)院，按大類進(jìn)行招生，而另一些院校會分別設(shè)置化學(xué)系和化學(xué)工程學(xué)院，但不管院系如何設(shè)置，有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)這四大基礎(chǔ)課程是這類學(xué)生的必修課程。

以我就讀的中南大學(xué)為例，其下設(shè)的化學(xué)化工學(xué)院就有應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、化學(xué)工程與工藝三個專業(yè)。這三個專業(yè)均按照“化工與制藥類（化學(xué)生物環(huán)境大類）”進(jìn)行大類招生，大一的時候這幾個專業(yè)所學(xué)的課程都是一樣的，大一下學(xué)期開始進(jìn)行專業(yè)分流，在此之后不同專業(yè)會有不同的學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)。

以我所在的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)為例，除了高等數(shù)學(xué)、高級英語等公共課程，我們的主修課程有：無機(jī)化學(xué)（含實(shí)驗(yàn)）、高等無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)（含實(shí)驗(yàn)）、分析化學(xué)（含實(shí)驗(yàn)）、儀器分析（含實(shí)驗(yàn)）、物理化學(xué)（含實(shí)驗(yàn)）、物理有機(jī)化學(xué)、化工原理（含實(shí)驗(yàn)）、結(jié)構(gòu)化學(xué)（含實(shí)驗(yàn)），以及和化學(xué)學(xué)科有一定交叉的大學(xué)物理（含實(shí)驗(yàn)）等課程。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和許多學(xué)科都有一定的交叉，例如物理、生物、數(shù)學(xué)，等等，這要求學(xué)生的知識面要足夠?qū)拸V，理論功底要足夠深厚，因此我們經(jīng)常開玩笑說：“學(xué)數(shù)學(xué)=學(xué)數(shù)學(xué)，學(xué)物理=學(xué)數(shù)學(xué)+學(xué)物理，學(xué)化學(xué)=學(xué)數(shù)學(xué)+學(xué)物理+學(xué)化學(xué)?！倍趯I(yè)所學(xué)課程中，物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)是同學(xué)們公認(rèn)比較難的課程，物理化學(xué)甚至還被戲稱為學(xué)院的“三大名掛”之一。

中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院自2020年始設(shè)“強(qiáng)基班”，我有幸通過選拔，進(jìn)入了陳新民應(yīng)用化學(xué)專業(yè)拔尖人才培養(yǎng)計劃實(shí)驗(yàn)班。（PS：學(xué)校每年的招生政策都有可能變動，可以訪問學(xué)校官網(wǎng)查詢核實(shí)。）

在理論課程的學(xué)習(xí)上，“強(qiáng)基班”更加注重夯實(shí)基礎(chǔ)理論。例如，普通班級的無機(jī)化學(xué)課只需一個學(xué)期便可學(xué)完，而我們則要學(xué)習(xí)一年。同時，我們還會接觸到一些研究生課程，例如高等無機(jī)化學(xué)、物理有機(jī)化學(xué)（高等有機(jī)化學(xué)）等。在實(shí)驗(yàn)課上，我們還會進(jìn)行專門的無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的科研訓(xùn)練，感受真正的科研。大一下學(xué)期，我們可以自主選擇導(dǎo)師，由導(dǎo)師帶領(lǐng)，增長實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)，參與科研項(xiàng)目。例如，在高分子化學(xué)課上，導(dǎo)師會讓我們根據(jù)自己感興趣的研究方向做Presentation，鍛煉我們的文獻(xiàn)檢索閱讀能力、演講能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，同時也會定期邀請專家開講座，讓我們可以和科研“大?！泵鎸γ娼涣?。

應(yīng)用化學(xué)沒那么“坑”

化學(xué)的應(yīng)用早已滲透我們生活的方方面面，它與我們的衣、食、住、行，乃至當(dāng)今所有高新技術(shù)，都有著密切的關(guān)系。應(yīng)用化學(xué)不僅是開發(fā)基本化工原料、無機(jī)材料、有機(jī)精細(xì)化學(xué)品、高分子材料等的基礎(chǔ)，而且在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)、航天航空、信息產(chǎn)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、生物工程、國防建設(shè)，以及日常生活中都發(fā)揮著越來越重要的作用。

特別值得一提的是，在2022年的畢業(yè)季，風(fēng)頭正勁的新能源車企、半導(dǎo)體和風(fēng)投等紛紛高薪挖掘化學(xué)和材料人才，尤其是在鋰電行業(yè)，各家企業(yè)正鉚足了勁爭奪人才。某動力電池企業(yè)中層人士表示，“近兩年來，化學(xué)、材料類高校畢業(yè)生市場行情看漲，新入職的校招生薪酬明顯高過老員工（即薪酬倒掛），且該情況愈發(fā)凸顯”。巨大的人才缺口以及資金涌動下，鋰電行業(yè)正上演著一場搶人大戰(zhàn)?；瘜W(xué)、材料類等“天坑專業(yè)”的逆襲，或正在到來。

我們再看看學(xué)術(shù)界。在學(xué)術(shù)界，化學(xué)一定算得上是中國最牛的專業(yè)。根據(jù)自然網(wǎng)站發(fā)布的“2021中國自然指數(shù)”增刊《Nature Index 2021 China》統(tǒng)計，2020年，中國在化學(xué)領(lǐng)域貢獻(xiàn)份額全球最高。根據(jù)自然指數(shù)統(tǒng)計，中國的化學(xué)研究貢獻(xiàn)在2018年就已經(jīng)超過了美國，連續(xù)三年位居全球第一。而不久前，愛思唯爾（Elsevier）剛發(fā)布的“2021中國高被引學(xué)者榜單”中，化學(xué)領(lǐng)域的人數(shù)最多，以377位成為高被引學(xué)者人數(shù)最多的學(xué)科！

化學(xué)之路是一場漫長的修行，要坐得冷板凳，下得苦功夫。如果你是真心喜歡化學(xué)，想為我國化學(xué)事業(yè)的進(jìn)步做出自己的一份貢獻(xiàn)，你可以選擇走學(xué)術(shù)道路，碩博階段可以選擇到國外留學(xué)、交流，像日本、德國都是不錯的選擇，回國后可以選擇進(jìn)入高校當(dāng)老師，從事科研方面的工作；如果想追求比較穩(wěn)定的工作，可以到中學(xué)當(dāng)化學(xué)老師，教書育人，或者考公務(wù)員、選調(diào)生，如進(jìn)入石油化工、環(huán)保、商品檢驗(yàn)、衛(wèi)生防疫、海關(guān)、醫(yī)藥、精細(xì)化工廠等生產(chǎn)、技術(shù)、行政部門和廠礦企業(yè)從事應(yīng)用研究、科技開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)和管理工作，為人民服務(wù)；也可以到生物制藥企業(yè)、化工企業(yè)、新能源企業(yè)等從事產(chǎn)品研發(fā)工作。

當(dāng)前，化工行業(yè)的競爭相對來說比較激烈，想要在行業(yè)中站穩(wěn)腳跟，不僅需要深厚的理論功底，還得有刻苦鉆研的精神。如果你已經(jīng)做好了進(jìn)入應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備，歡迎和我一起走進(jìn)這個美麗新世界的大門！