化學(xué)研究的對(duì)象與內(nèi)容

化學(xué)研究的對(duì)象與內(nèi)容化學(xué)主要研究的是分子、原子層次上物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)以及變化?；瘜W(xué)作為一門(mén)自然科學(xué)，其研究對(duì)象廣泛，涵蓋了物質(zhì)的各種屬性和行為。具體來(lái)說(shuō)，以下是一些化學(xué)研究的主要對(duì)象和內(nèi)容：1.物質(zhì)的性質(zhì)：化學(xué)研究物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，例如顏色、狀態(tài)、溶解性、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、反應(yīng)活性等。2.物質(zhì)的組成：研究構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，即原子和分子，以及它們?nèi)绾谓M合成化合物。3.物質(zhì)的結(jié)構(gòu)：分析物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括原子之間的連接方式、分子內(nèi)部的化學(xué)鍵等。4.物質(zhì)的變化：研究物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中的轉(zhuǎn)變過(guò)程，包括反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)等。5.物質(zhì)的用途和制法：探究如何利用化學(xué)反應(yīng)合成新材料、新藥品，以及如何將基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。6.物質(zhì)變化規(guī)律：探索物質(zhì)變化的一般規(guī)律，如質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律等?；瘜W(xué)與日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)科技、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域緊密相連。例如，煤、石油和天然氣等化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等物質(zhì)，這一過(guò)程就是化學(xué)研究的對(duì)象之一?；瘜W(xué)的研究對(duì)象不僅限于實(shí)驗(yàn)室中的化學(xué)藥品，還涉及自然界中的一切物質(zhì)及其變化。此外，化學(xué)還研究物質(zhì)之間的相互關(guān)系以及物質(zhì)和能量之間的關(guān)聯(lián)。在傳統(tǒng)化學(xué)中，化學(xué)反應(yīng)是最常見(jiàn)的研究?jī)?nèi)容，即兩種物質(zhì)接觸并發(fā)生化學(xué)變化，或者一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)的過(guò)程。綜上所述，化學(xué)的研究對(duì)象是極其廣泛且深入的，從微觀的原子、分子到宏觀的物質(zhì)變化，從基礎(chǔ)理論到實(shí)際應(yīng)用，化學(xué)都在不斷探索和揭示物質(zhì)世界的奧秘?；瘜W(xué)是一門(mén)在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律以及創(chuàng)造新物質(zhì)的自然科學(xué)。一、研究對(duì)象1，物質(zhì)的組成化學(xué)研究物質(zhì)是由哪些元素組成的。例如，水是由氫元素和氧元素組成。不同的物質(zhì)具有不同的組成成分，通過(guò)分析物質(zhì)的組成，可以了解其基本性質(zhì)和用途。2，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)以及晶體結(jié)構(gòu)等。例如，碳原子的核外電子排布決定了碳可以形成多種同素異形體，如金剛石、石墨和富勒烯等，它們的物理性質(zhì)差異很大，這是由于碳原子的排列方式不同導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)差異。3，物質(zhì)的性質(zhì)分為物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。物理性質(zhì)包括顏色、狀態(tài)、氣味、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、溶解性等。例如，氧氣是無(wú)色無(wú)味的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度比空氣略大?；瘜W(xué)性質(zhì)是指物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，如可燃性、氧化性、還原性、酸性、堿性等。例如，氫氣具有可燃性，能在氧氣中燃燒生成水。4，物質(zhì)的變化規(guī)律化學(xué)變化是有新物質(zhì)生成的變化，化學(xué)研究物質(zhì)在不同條件下發(fā)生的各種化學(xué)變化以及變化的規(guī)律。例如，鐵在潮濕的空氣中會(huì)生銹，這是鐵與氧氣、水發(fā)生的緩慢氧化反應(yīng)。通過(guò)研究這類變化的規(guī)律，可以采取措施防止金屬腐蝕。二、研究領(lǐng)域1，無(wú)機(jī)化學(xué)研究無(wú)機(jī)化合物的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)。包括元素化學(xué)、無(wú)機(jī)合成化學(xué)、配位化學(xué)、固體化學(xué)等分支。例如，研究各種金屬元素的性質(zhì)和用途，以及無(wú)機(jī)化合物在材料科學(xué)、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。2，有機(jī)化學(xué)涉及有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成和反應(yīng)。涵蓋了有機(jī)合成、天然產(chǎn)物化學(xué)、藥物化學(xué)、高分子化學(xué)等方面。例如，藥物研發(fā)中，有機(jī)化學(xué)家通過(guò)設(shè)計(jì)和合成新的有機(jī)分子，尋找具有特定藥理活性的化合物。3，分析化學(xué)主要任務(wù)是確定物質(zhì)的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)。包括化學(xué)分析和儀器分析?；瘜W(xué)分析方法如滴定分析、重量分析等，儀器分析則利用各種儀器設(shè)備，如光譜儀、色譜儀等對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析。例如，通過(guò)高效液相色譜法可以檢測(cè)食品中的農(nóng)藥殘留。4，物理化學(xué)運(yùn)用物理學(xué)的原理和方法研究化學(xué)現(xiàn)象和過(guò)程。包含化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、量子化學(xué)、電化學(xué)等分支。例如，通過(guò)化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算可以確定化學(xué)反應(yīng)的方向和限度；化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究反應(yīng)速率及其影響因素。5，生物化學(xué)研究生物體內(nèi)的化學(xué)過(guò)程和物質(zhì)。涉及生物分子的結(jié)構(gòu)與功能、代謝途徑、酶催化等方面。例如，研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，了解其在生命活動(dòng)中的作用；研究細(xì)胞代謝過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，為疾病治療提供理論基礎(chǔ)。6，材料化學(xué)致力于研究材料的設(shè)計(jì)、合成、性能和應(yīng)用。包括金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等。例如，開(kāi)發(fā)新型的半導(dǎo)體材料用于電子器件；合成高性能的聚合物材料用于航空航天領(lǐng)域。三、重要性1，推動(dòng)科技進(jìn)步化學(xué)在新材料的開(kāi)發(fā)、能源的高效利用、環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，新型納米材料的研發(fā)為電子、醫(yī)療、環(huán)保等領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化；太陽(yáng)能電池的研究利用化學(xué)原理將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為解決能源問(wèn)題提供了新途徑。2，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一，為各個(gè)行業(yè)提供了大量的基礎(chǔ)原料和產(chǎn)品。如化肥、農(nóng)藥的生產(chǎn)提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量；塑料、橡膠、纖維等合成材料的制造滿足了人們對(duì)各種生活用品的需求；制藥工業(yè)通過(guò)化學(xué)合成和生物技術(shù)生產(chǎn)出各種藥物，保障人類健康。3，改善生活質(zhì)量化學(xué)在日常生活中無(wú)處不在，從食品添加劑到化妝品、清潔劑，從衣物纖維到建筑材料，都離不開(kāi)化學(xué)。例如，食品添加劑可以改善食品的口感、色澤和保質(zhì)期；新型的環(huán)保清潔劑對(duì)環(huán)境更加友好；高性能的建筑材料提高了建筑物的安全性和舒適性。4，保護(hù)生態(tài)環(huán)境化學(xué)可以幫助我們了解環(huán)境問(wèn)題的本質(zhì)，并提供解決方案。如研究污染物的來(lái)源、性質(zhì)和轉(zhuǎn)化規(guī)律，開(kāi)發(fā)污染治理技術(shù)；發(fā)展綠色化學(xué)，減少或消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生和排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；瘜W(xué)是一門(mén)研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化規(guī)律以及物質(zhì)之間相互作用的自然科學(xué)。具體來(lái)說(shuō)，化學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.原子與分子：研究原子的結(jié)構(gòu)、電子排布、化學(xué)鍵的形成與斷裂，以及分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。2.物質(zhì)的性質(zhì)：研究物質(zhì)的物理性質(zhì)（如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、顏色等）和化學(xué)性質(zhì)（如反應(yīng)性、氧化還原性、酸堿性等）?；瘜W(xué)研究什么3.物質(zhì)的分類：根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)，將其分為元素、化合物、混合物等不同類型。4.化學(xué)反應(yīng)：研究反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的過(guò)程，包括反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)速率、反應(yīng)平衡等。5.有機(jī)化學(xué)：專注于碳原子與其他原子形成的化合物，包括烴類、醇、醚、酮、羧酸、酯、胺等，以及生物大分子如蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂類?；瘜W(xué)研究什么6.無(wú)機(jī)化學(xué)：研究不含碳的化合物，包括金屬和非金屬元素及其化合物，以及無(wú)機(jī)鹽、氧化物、酸、堿等。7.物理化學(xué)：應(yīng)用物理學(xué)的原理和方法研究化學(xué)問(wèn)題，如熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、光學(xué)等。8.分析化學(xué)：研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的分析方法，包括光譜分析、色譜分析、電化學(xué)分析等?；瘜W(xué)研究什么9.應(yīng)用化學(xué)：將化學(xué)原理和技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，如藥物化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、食品化學(xué)等。10.生物化學(xué)：研究生物體內(nèi)的化學(xué)過(guò)程，包括代謝途徑、酶的作用機(jī)制、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)等?？偨Y(jié)：化學(xué)的研究范圍廣泛，從微觀的原子、分子層面到宏觀的物質(zhì)世界，都涉及化學(xué)的研究?jī)?nèi)容?；瘜W(xué)的發(fā)展對(duì)于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?；瘜W(xué)與數(shù)學(xué),物理等同屬于自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科,化學(xué)是一門(mén)古老而又年輕的科學(xué),化學(xué)是研究和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué),它同工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防現(xiàn)代化,人民生活和人類社會(huì)等都有非常密切的關(guān)系.于是我們可以認(rèn)為化學(xué)是一門(mén)中心性的,實(shí)用性的和創(chuàng)造性的自然科學(xué).1.化學(xué)的研究對(duì)象化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組成,結(jié)構(gòu),性質(zhì)及其變化規(guī)律和變化過(guò)程中能量關(guān)系的學(xué)科.研究的物質(zhì)對(duì)象包括原子,分子,生物大分子,超分子和物質(zhì)凝聚態(tài)(包括宏觀聚集態(tài)晶體,非晶體,流體,等離子體等,以及介觀聚集態(tài)納米,溶膠,凝膠,氣溶膠等)等多個(gè)層次.在19世紀(jì)和20世紀(jì)上半葉,發(fā)現(xiàn)新元素及其化合物是化學(xué)研究的前沿之一,俄國(guó)化學(xué)家Менделе?ев發(fā)現(xiàn)元素周期律是化學(xué)史上的一個(gè)重要里程碑.但從20世紀(jì)下半葉起,化學(xué)的主要任務(wù)不再是發(fā)現(xiàn)新元素而是合成新分子,在過(guò)去的幾十年中,新分子和化合物的數(shù)目從110萬(wàn)種增加到2000萬(wàn)種以上,這些物質(zhì)大多是化學(xué)家創(chuàng)造的,自然界原本不存在的.當(dāng)前全世界面臨的問(wèn)題有人口問(wèn)題,健康問(wèn)題,環(huán)境問(wèn)題,能源與資源問(wèn)題,可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題等.化學(xué)家們希望從化學(xué)這個(gè)學(xué)科角度并通過(guò)化學(xué)的方法去解決上述問(wèn)題,可見(jiàn)21世紀(jì)的化學(xué)會(huì)與物理學(xué),生命科學(xué),信息科學(xué),材料學(xué),環(huán)境科學(xué),能源科學(xué),海洋科學(xué)與空間科學(xué)的相互交叉和滲透中共同促進(jìn)與發(fā)展.2.化學(xué)的分支化學(xué)的分支按研究對(duì)象或研究目的不同,可將化學(xué)分為無(wú)機(jī)化學(xué),有機(jī)化學(xué),高分子化學(xué),分析化學(xué)和物理化學(xué)等五大分支學(xué).(1)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)是研究無(wú)機(jī)物的組成,結(jié)構(gòu),性質(zhì)和無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)與過(guò)程的化學(xué).無(wú)機(jī)物種類繁多,除有機(jī)化合物以外,包括在元素周期表中所有元素的單質(zhì)及其化合物.隨著原子能工業(yè),半導(dǎo)體工業(yè)和航天事業(yè)等的發(fā)展,無(wú)機(jī)化學(xué)不論在實(shí)踐或是理論方面都有許多新的突破.從現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展史看,一種新化合物的制得及其性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)往往導(dǎo)致一個(gè)新的科技領(lǐng)域的產(chǎn)生或一個(gè)嶄新工業(yè)的興起.在固體無(wú)機(jī)化學(xué)中

的合成開(kāi)始了第

~

族化合物半導(dǎo)體的應(yīng)用,

,

及

的合成興起了固體電解質(zhì)的研究以及

-

高能蓄電池,耐高溫燃料電池的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,

晶體的制得促進(jìn)了現(xiàn)代非線性光學(xué)的發(fā)展,紅色熒光粉

即摻

的

的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了彩色電視機(jī)的發(fā)展,用于富集

-

作核燃料的

的合成促進(jìn)了核能的發(fā)展等.(2)有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)是研究碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏幕瘜W(xué),也可以稱為碳的化學(xué).世界上每年合成的新化合物中大約

以上是有機(jī)化合物,能直接或間接地為人類提供大量的必需品.1965年我國(guó)在世界上首次合成了具有生物活性的牛胰島素,1974年人工合成維生素

即

后開(kāi)創(chuàng)了人工合成天然產(chǎn)物的新局面,20世紀(jì)70年代我國(guó)科學(xué)家屠呦呦從傳統(tǒng)中藥青蒿中提取分離了它的抗瘧疾有效成分青蒿素,具有高效,安全,對(duì)抗藥性瘧疾有特效而聞名于世等.(3)高分子化學(xué)高分子化學(xué)是研究高分子化合物的結(jié)構(gòu),性能與反應(yīng),合成方法,加工成型及應(yīng)用的化學(xué).在20世紀(jì)高分子材料是人類物質(zhì)文明的標(biāo)志之一,塑料,纖維,橡膠這三大合成材料以及形形色色的功能高分子材料對(duì)提高人類生活質(zhì)量,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn).(4)分析化學(xué)分析化學(xué)是測(cè)量和表征物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的學(xué)科.隨著生命科學(xué),信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使得分析化學(xué)進(jìn)入一個(gè)全新的階段,它不只是限于測(cè)定物質(zhì)的組成和含量,而要對(duì)物質(zhì)的狀態(tài)(包括氧化還原態(tài),各種結(jié)合態(tài),結(jié)晶態(tài)),結(jié)構(gòu)(包括一維,二維,三維空間分布),微區(qū),薄層和表面的組成與結(jié)構(gòu)以及化學(xué)行為和生物活性等作出即時(shí)追蹤,無(wú)損和在線監(jiān)測(cè)等分析及過(guò)程控制,甚至要求直接觀察到原子和分子的形態(tài)和排列.事實(shí)上化學(xué)家們有望把分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室搬到芯片上,只要把

或

的樣品注入化學(xué)芯片,計(jì)算機(jī)馬上就會(huì)給出分析結(jié)果.(5)物理化學(xué)物理化學(xué)是研究所有物質(zhì)系統(tǒng)的化學(xué)行為的原理,規(guī)律和方法的學(xué)科,它是化學(xué)學(xué)科以及在分子層次上研究物質(zhì)變化的其他學(xué)科的理論基礎(chǔ),主要包括化學(xué)熱力學(xué),化學(xué)動(dòng)力學(xué),結(jié)構(gòu)化學(xué)和量子化學(xué)等.化學(xué)熱力學(xué)的基本原理是化學(xué)學(xué)科的普遍基礎(chǔ),根據(jù)熱力學(xué)函數(shù)來(lái)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,變化的方向和程度,而熱化學(xué),電化學(xué),溶液與膠體化學(xué)都是其組成部分.化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理,分子束和激光技術(shù)的應(yīng)用使其研究由宏觀轉(zhuǎn)入微觀超快過(guò)程和過(guò)渡態(tài).量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)均是從微觀角度研究化學(xué)的,借助于現(xiàn)代波譜技術(shù)等先進(jìn)測(cè)試手段和超高速計(jì)算機(jī)技術(shù),使得整個(gè)現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷著一場(chǎng)革命性的變化,使化學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)和理論并重的時(shí)代,量子化學(xué)正在從象牙塔走向十字街頭,化學(xué)家們可根據(jù)量子化學(xué)計(jì)算可以進(jìn)行分子的合理設(shè)計(jì),包括藥物設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)等.3.化學(xué)與其他學(xué)科的交叉滲透自然學(xué)科按照它的研究對(duì)象由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的程度可分為上游,中游和下游,數(shù)學(xué),物理學(xué)和計(jì)算機(jī)信息科學(xué)是上游,生命科學(xué),工程科學(xué),材料科學(xué)和醫(yī)藥等是下游,而化學(xué)是中游,故化學(xué)是承上啟下的中心學(xué)科.上游學(xué)科研究的對(duì)象比較簡(jiǎn)單,但研究的深度很深,下游學(xué)科的研究對(duì)象比較復(fù)雜,除了用本學(xué)科的方法外,如果借用上游學(xué)科的理論和方法加以研究往往可以事半功倍,俗話說(shuō)移上游科學(xué)之花可以接下游科學(xué)之木,那么具有上游科學(xué)的深厚基礎(chǔ)的科學(xué)家,如果把上游科學(xué)的花移植到下游科學(xué)之木,往往能取得突破性的成就.化學(xué)向其他學(xué)科的滲透趨勢(shì)在21世紀(jì)將會(huì)愈發(fā)明顯,更多的化學(xué)工作者會(huì)投身到研究生命科學(xué)或材料科學(xué)的隊(duì)伍中去,并在化學(xué)與生物學(xué),化學(xué)與材料學(xué)的交叉領(lǐng)域大有作為.可以預(yù)見(jiàn)的是,化學(xué)必將為解決基因組工程和蛋白質(zhì)組工程中的問(wèn)題以及理解大腦的功能和記憶的本質(zhì)等重大科學(xué)問(wèn)題做出巨大的貢獻(xiàn).化學(xué)的發(fā)展已經(jīng)并將會(huì)進(jìn)一步帶動(dòng)和促進(jìn)其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,同時(shí)其他學(xué)科的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步會(huì)反過(guò)來(lái)推動(dòng)化學(xué)本身的不斷前進(jìn).化學(xué)家們還會(huì)不斷地汲取數(shù)學(xué),物理學(xué)和其他學(xué)科中發(fā)展的新理論和新方法,非線性理論和混沌理論等將對(duì)多元復(fù)雜體系的研究產(chǎn)生影響.但是化學(xué)家創(chuàng)造的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)工業(yè)在為人類進(jìn)步和生活質(zhì)量的提高起了巨大作用的同時(shí)也污染了環(huán)境,它和人為造成的物理的射線和生物因子包括細(xì)菌和病毒一樣也具有兩面性,于是就發(fā)展出了綠色化學(xué),就是要利用化學(xué)原理從源頭上消除污染,眾所周知,氟利昂的使用充分體現(xiàn)了人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)過(guò)程和化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的作用4.化學(xué)的應(yīng)用化學(xué)會(huì)在解決能源這一人類面臨的重大問(wèn)題方面做出貢獻(xiàn).隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),在能源開(kāi)發(fā)利用上面臨需求增大和環(huán)境污染的雙重壓力,我國(guó)的化學(xué)工作者有望在未來(lái)幾年里研制和開(kāi)發(fā)出多種新型催化劑,使得煤,石油和天然氣的綜合利用取得優(yōu)異成績(jī),從而進(jìn)一步減緩我國(guó)的能源緊張和環(huán)境污染的壓力.21世紀(jì)我國(guó)核能利用將進(jìn)一步發(fā)展,而化學(xué)研究涉及到核能生產(chǎn)的各個(gè)方面,而化學(xué)工作者除了為核能的安全利用做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)此外,他們?cè)诖笠?guī)?；虼蠊β实墓怆娹D(zhuǎn)換材料方面的探索研究將會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用.另外化學(xué)工作者們從事的新燃料電池的催化劑,新電池的研究必定在21世紀(jì)出現(xiàn)突破,電動(dòng)汽車將向?qū)嵱没~出一大步,這將改變?nèi)祟惸茉聪M(fèi)的方式,同時(shí)提高人類生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量.21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)的材料科學(xué)的發(fā)展,化學(xué)必將發(fā)揮關(guān)鍵作用.首先,化學(xué)將不斷提高基礎(chǔ)材料如鋼鐵,水泥和通用有機(jī)高分子材料及復(fù)合材料的質(zhì)量與性能.其次,化學(xué)工作者將創(chuàng)造各類新材料,有電子信息材料,生物醫(yī)用材料,新型能源材料,生態(tài)環(huán)境材料和航天航空材料等,同時(shí)化學(xué)工作者將利用各種先進(jìn)技術(shù),在原子和分子尺度上對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),控制及制造.特別要指出的是,晶體材料的設(shè)計(jì)理論和方法研究是我國(guó)化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要且富有成效的領(lǐng)域,到了21世紀(jì)以后它有了更大的發(fā)展,一些有價(jià)值的具有新功能的晶體將達(dá)到實(shí)用和開(kāi)發(fā)水平.另一方面,我國(guó)是世界稀土資源大國(guó),總儲(chǔ)量占世界的

,產(chǎn)量占世界的

,我國(guó)的化學(xué)工作者在21世紀(jì)會(huì)獲得一批具有國(guó)際領(lǐng)先水平,明確的應(yīng)用前景和獨(dú)創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究成果和具有自主產(chǎn)權(quán)的重大關(guān)鍵技術(shù),這將使得我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì).化學(xué)研究的不斷深入還將帶動(dòng)我國(guó)儀器儀表制造工業(yè)發(fā)展,因?yàn)閮x器儀表既是一個(gè)很大的行業(yè),也是國(guó)家發(fā)達(dá)與否的標(biāo)志之一,我國(guó)過(guò)去曾忽視對(duì)儀器儀表的研制,導(dǎo)致了分析儀器依賴進(jìn)口的局面,后來(lái)經(jīng)過(guò)我國(guó)科學(xué)界和工業(yè)界等的共同努力,我國(guó)的儀器儀表制造工業(yè)將進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期.事實(shí)上化學(xué)也是國(guó)防現(xiàn)代化的重要支撐,化學(xué)不但可以提供耐高溫材料,形狀記憶合金及隱形材料等高科技材料,火箭燃料也從液態(tài)發(fā)展到固態(tài),這有利于使火箭擺脫地球甚至太陽(yáng)引力場(chǎng)的束縛,飛人浩瀚的宇宙,并使戰(zhàn)略火箭由井下發(fā)射轉(zhuǎn)到地上在運(yùn)動(dòng)中發(fā)射,既大大加快了發(fā)射速度,又可增加其隱蔽性和靈活性.根據(jù)預(yù)測(cè),我國(guó)人口在21世紀(jì)上半葉將達(dá)到16億,故保持我國(guó)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展是我們面臨的艱巨任務(wù),而農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要問(wèn)題是保證全民族的食物安全和提高食物品質(zhì),其次是保護(hù)并改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,為農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ).化學(xué)將在創(chuàng)制高效肥料和高效農(nóng)藥,特別是與環(huán)境友善的生物肥料和生物農(nóng)藥以及開(kāi)發(fā)新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料諸方面發(fā)揮巨大作用,我國(guó)化學(xué)工作者還將在克服和治理土地荒漠化,干旱及鹽堿地等農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題方面做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),利用各種最先進(jìn)的手段,并找到光合系統(tǒng)的分子機(jī)理,從而達(dá)到高效利用光能為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)服務(wù)的目的.在21世紀(jì),化學(xué)將在控制人口數(shù)量,克服疾病和提高人的生存質(zhì)量等人口與健康諸方面進(jìn)一步發(fā)揮重大作用,化學(xué)工作者會(huì)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造更安全和高效的避孕藥具,同時(shí)在攻克高死亡率和高致殘的心腦血管病,腫瘤,高血脂和糖尿病以及艾滋病等疾病的進(jìn)展中,化學(xué)工作者將不斷創(chuàng)制包括基因療法在內(nèi)的新藥物和新方法.另外由于人口高速老齡化,老年病在21世紀(jì)初成為了影響我國(guó)人口生存質(zhì)量的主要問(wèn)題之一,化學(xué)將會(huì)在揭示老年病機(jī)理,開(kāi)發(fā)與創(chuàng)制診斷和治療老年性疾病藥物以及提高老年人的生活質(zhì)量方面做出貢獻(xiàn).中醫(yī)藥是我國(guó)的寶貴遺產(chǎn),化學(xué)研究會(huì)在揭示中醫(yī)藥的有效成分和多組分藥物的協(xié)同作用機(jī)理方面發(fā)揮巨大作用,從而加速中醫(yī)藥走向世界,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的新的增長(zhǎng)點(diǎn).因此化學(xué)與衣食住行,能源,信息,材料,國(guó)防,環(huán)境保護(hù),醫(yī)藥衛(wèi)生,資源利用等都有密切的關(guān)系,化學(xué)是一門(mén)社會(huì)迫切需要的實(shí)用的自然科學(xué),那么我們應(yīng)該通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的學(xué)習(xí),了解現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科的面貌,能運(yùn)用化學(xué)的理論,觀點(diǎn)和方法來(lái)審視環(huán)境污染,能源危機(jī),新興材料,生命科學(xué)與健康等社會(huì)問(wèn)題,從而知曉化學(xué)對(duì)人類社會(huì)的作用和貢獻(xiàn).同時(shí)我們還要著重把化學(xué)理論,方法和工程技術(shù)結(jié)合起來(lái),用化學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)分析和認(rèn)識(shí)工程技術(shù)中的化學(xué)問(wèn)題,為迎接未來(lái)的新問(wèn)題的調(diào)整做好充分的準(zhǔn)備.化學(xué)研究什么，簡(jiǎn)而言之：研究物質(zhì)的變化。廣泛接受的定義：化學(xué)(chemistry)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)自然科學(xué)。首先，化學(xué)研究的是物質(zhì)的變化，這種變化是在原子和分子的層面的變化，也就是組成和結(jié)構(gòu)上的變化。物質(zhì)的變化是一個(gè)很普適的概念，與現(xiàn)在/眼下不一樣的，就是變化。如果按著這個(gè)概念，物質(zhì)時(shí)刻在變化。比如說(shuō)房間中的空氣，氣體分子的組成、分布、振動(dòng)狀態(tài)等等每秒每毫秒......每皮秒都在變化，一刻不停，這就是變化，物質(zhì)的變化。這個(gè)不全是化學(xué)研究的范疇。還別說(shuō)這個(gè)，房間一般情況下是流通的，即使在宏觀層面也是在變化的。變化是絕對(duì)，不變是相對(duì)的。哲學(xué)上講，地球上就沒(méi)有靜止的物質(zhì)，每一刻都在變化。就拿一塊深山的石頭，應(yīng)該是不變化了吧，或秒級(jí)來(lái)看是不變化的。但地球本身是在運(yùn)動(dòng)的，圍繞太陽(yáng)在運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)也是在運(yùn)動(dòng)的，在銀河系里運(yùn)動(dòng)。銀河系也是在運(yùn)動(dòng)的......。可以說(shuō)，人類發(fā)展到現(xiàn)在，每一個(gè)變化（統(tǒng)稱吧）都能找到相應(yīng)的學(xué)科；或者說(shuō)每一個(gè)已被認(rèn)知的變化，都有相應(yīng)的學(xué)科在研究。但其實(shí)變化就在哪里，歸為哪個(gè)學(xué)科研究，只是人類為了方便去硬性劃分的。至于劃分的合理與否，其實(shí)并不重要，因?yàn)樽兓驮谀抢?，?guī)律也就在那里。按通常的學(xué)科分類，化學(xué)只是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的變化，以及由這些組成和結(jié)構(gòu)的變化，帶來(lái)或引發(fā)的相關(guān)物質(zhì)外在和內(nèi)在屬性的變化。進(jìn)而更進(jìn)一步推廣研究這種原始和次生的變化的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，服務(wù)人類。但如前所述，學(xué)科的設(shè)計(jì)只是人類的一種認(rèn)知方法，為了方便人類研究的一種手段。生而有限，而學(xué)海無(wú)涯。一個(gè)人或有限數(shù)量的一群人，不太可能同時(shí)研究所有的變化和現(xiàn)象，所以要分科而學(xué)。不過(guò)要認(rèn)識(shí)到：這種分科而學(xué)，有