目前,人们把客观存在的物质划分为实物和场(电磁场、引力场等)两种基本形态。化学研究的对象主要是实物。就物质构造而言,大至宏观的天体,小到微观的基本粒子,其间可分为若干层次。化学研究的主要对象是单质、化合物与原子、分子和离子等这个层次的实物,也称为物质。化学研究的内容主要是物质的化学运动,即物质的化学变化。化学变化的过程实际上是分子、原子或离子等因核外电子运动状态的改变而发生诸如分解和化合等变化的过程,同时伴有物理变化(如光、热、电、颜色、物态等变化)的发生。因此,化学是一门在原子、分子或离子层次上研究物质的组成、结构和性质的关系,研究物质的组成、结构变化的内在联系和外界变化条件,以及伴随这种变化的效应等的学科。

欧美发达国家从未轻视化学研究,首要原因就是随着时代的进步,化学研究的对象也在不断更新。在19 世纪和20 世纪上半叶,发现新元素及其化合物是化学研究的前沿之一,元素周期律是化学的一个重要规律。从20 世纪下半叶起,化学的主要任务是合成新分子。21 世纪的化学飞速发展,并在研究对象的更新方面具有三大特征:在数量上,新分子和新化合物将以指数函数的速度增长,大约每10 年翻一番;在质量上,将更加重视人类需要的功能分子和功能材料;将不再满足合成新分子,而要把分子扩展组装成分子材料、分子器件、分子机器,例如碳纳米管分子导线、分子开关、分子磁体、分子电路、分子计算机等。
化学是一门发现的科学、创造的科学。化学研究可以帮助人类更好地利用自然资源,提炼物质并合成新物质。从地下开采出的煤和石油可以提炼出汽油、煤油、柴油等燃料,还可以生产出塑料、纤维、橡胶等化工原料,进一步加工还可以制造医药、炸药、农药、化肥、染料等多种化工产品。化学还可以帮助人类在能源、材料、生命现象、生态环境等多领域中研究创新,开辟新的道路。目前,化学已开始向页岩油气、生物燃料、太阳能、核能等新能源领域进军,向先进的光子材料、复合材料等领域出发。

化学与我们的生活息息相关
化学是关系国家安全和国民经济发展的科学。化学与人类社会的衣、食、住、行,以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等都有密切的关系。在化学合成新材料方面,已经合成出比头发丝还细的石英光导纤维,用它在通信中代替铜线,一根光导纤维就可供2.5 万人同时通话而互不干扰。现代化学正在成为一门满足社会需要的中心科学。

化学关系国家安全和国民经济发展
与此同时,化学研究向其他学科的渗透趋势在21 世纪将会更加明显,更多的化学工作者会投身到生命科学、材料科学等学科的研究中, 并在化学与生物学、化学与材料学等的交叉领域中大有作为。例如,现代生命科学须在分子层次及以上水平进行研究,在分子水平上的研究方法之一就是化学方法。如果有了深厚的化学理论、方法和实验基础,再去从事分子生物学和生命科学的研究,将会事半功倍。因此,化学研究必将为解决基因组工程、蛋白质组工程中的科学问题作出巨大贡献。
总之,目前发达国家仍然非常重视化学。他们认为,化学研究是一门实用的中心科学,它与数学、物理学等学科共同成为当代自然科学迅猛发展的基础;化学的核心知识已经应用于自然科学的方方面面,与其他学科相辅相成,构成了认识自然和改造自然的强大力量。为纪念化学学科所取得的成就以及对人类文明的贡献,联合国将2011 年定为“国际化学年”。
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