化学

[编辑] 歷史

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门捷列夫像

[编辑] 人类早期对火的认识

最早的化學要算是人類對火的研究。對於當時的人來說，火可以將一種物體變成另一種物體，所以成為了當時人最有興趣研究的現象。如果沒有火，人類不會發現到鐵和玻璃的製造方法。

[编辑] 炼金术

主条目：炼金术

人類發現了黃金這種貴重的金屬之後，很多人轉移研究怎樣把其他物質變成黃金。公元前300年至1500年，煉金術士皆研究如何將一些便宜的金屬轉化成黃金，因此累積了金屬的提取和處理有關的觀察和技術。有些煉金術士主要的工作是製造藥物，中國當時亦有所謂煉丹術。2000年前，人類己廣泛使用金、銀、汞、銅、鐵和青銅。當時的人類文明，對於陶瓷、染色、釀造、造紙、火藥等在工藝方面已有一定成就，在技術經驗上，對物質變化的理解已有一定觀察和文獻累積。

[编辑] 早期化学

早期化學家收集了很多不同物質的資料。在17世紀以前，化學成就並不大，之後，多位化學家紛紛成名，其中之一是 羅伯特·波義耳，他被尊崇為「化學之父」。到了1750年，化學己與現在所熟知的甚為相似。1773年，拉瓦錫提出了質量守恆定律。接著一些化學家相繼發現了各種化學元素，為後來门捷列夫建立的元素週期表奠定了基礎。1901年，諾貝爾化學獎成立，確認了化學對人類的貢獻。

[编辑] 近代化学

近代化學始於20世紀初期蓬勃發展的量子力學。萊納斯·鮑林引進量子力學解釋化學鍵的本質，得以用波函數的線性疊加來描述。質子、中子和電子的發現，使化學真正由原子尺度來理解化學反應。量子力學和電子學的發展，使得許多新型儀器得以開發，來探索和分析化合物的結構和成分，如原子和分子光譜儀、X射線、核磁共振和質譜儀等。

[编辑] 當代化學

微量吸管，一種生化常用的實驗儀器

正在做實驗的人

當代化學大致分為四大學門，各學門又有許多延伸的子學門和應用化學領域。

四大學門主要為：

• 物理化學是從物理角度分析化學原理的化學學門，可謂近代化學的原理根基。物理化學家關注於分子如何形成結構、動態變化、分子光譜的根本原理，以及平衡態等基本問題，涉及熱力學、動力學、量子化學、統計力學等重要物理領域。物理化學和化學物理兩者差異不大，端看研究者所關注或偏向的層面而定。大體而言，物理化學為四大學門中最講求數值精確以及理論架構嚴謹的學門。
• 分析化學開發分析物質成分、結構的方法，使化學成分得以定性和定量，化學結構得以確定。分析化學是化學家最基礎的訓練之一。化學家在實驗技術和基礎知識上的訓練，皆得力於分析化學。當代分析化學著重儀器分析，常用的分析儀器有幾大類，包括原子與分子光譜儀，電化學分析儀器，核磁共振，X光，以及質譜儀。
• 有機化學研究碳、氫、氧、氮、硫等元素組成的化合物的化學學門。有機化學主要研究有機化合物的合成途徑和方法、機構和物理性質。由於有機化學高度的應用性和悠久的發展歷史，通常被普羅大眾視為當代化學的代名詞。有機合成和新反應途徑的開發，對於藥物，天然物，生物和材料高分子的開發，都是極為重要的一環，對於化學工業有極大的影響。
• 無機化學有機化合物以外元素的化學領域，研究化合物的合成途徑和方法，機構和物理性質，最常見的分子體系為金屬錯合物。有機和無機化學領域常有交疊，甚至有密不可分的趨勢。有機金屬化學就是一門結合有機和無機領域的化學。

其他延展和應用的學門：

• 理論化學從物理的理論去解釋各種化學現象的學門。
• 計算化學由於分子體系的複雜性，分子的反應，動態，結構，經常是無法完全以量子力學做計算的。因此計算化學提供各種簡約的計算方法，來預測並輔助實驗結果的推斷。實用性上已有諾貝爾獎的肯定，如1998年獲諾貝爾化學獎的密度泛函方法。
• 生物化學生物化學是研究生物體內發生的化學反應和相互作用的學科，被應用於研究細胞中各組分（例如蛋白質，碳水化合物，脂類，核酸以及其他生物分子）的結構和功能。 生物化學被廣泛應用於蛋白質各項化學性質的研究，特別是應用於酶促反應的研究。
• 熱化學是以热力学的观点来研究化学，以焓、熵等状态函数来描述和预言化学物质稳定性和化学反应发生的结果。
• 電化學是研究各種因為電推動而發生的化學作用或者會在運作途中産生電力的化學作用的科學學門。生活中常見的各種電池就是電化學的研究成果。
• 光化學研究各種化學物質，受到各種頻率光線照射之後的化學反應變化。
• 藥物化學研究化學物質怎樣用於藥物中，從而改變藥物的功效，做出醫療的作用。它其實是幾個化學門派，包括有機化學、生物化學、物理化學，及幾個不屬於化學的科學學門，包括藥理學、分子生物學和統計學的結合。
• 量子化學用量子力學及其他純理論手段解釋各種化學現象。
• 核子化學研究不同的次原子粒子怎樣走在一起，形成一個原子核，及研究一個原子核中的物質如何變化。
• 放射化学是化学的一个分支，旨在研究那些参与化学反应的物质属于或带有放射性同位素的化学反应的一门学科。例如，采用碘的放射性同位素 ¹²⁵I 标记各种蛋白质或激素，以便利用放射免疫分析技术，检测血清标本之中相应物质的浓度。
• 天文化學研究外太空的化學物質，分析它們的成分、結構與地球上的物質有什麼不同。
• 大氣化學是一種對地球大氣層及其他星球的大氣層的研究。大氣化學都會研究環境變化途中發生過什麼化學反應，是大氣科學的一個重要分支學科。
• 環境化學從化學角度研究自然環境中生物的變化。
• 綠色化學研究怎樣從化學角度減低污染。
• 資訊化學用電腦去解決化學上的問題。
• 地球化學研究地殼中各種物質的化學特性，解釋它們的構造。
• 石油化學從化學角度研究石油及天然氣的特性及煉油技術。
• 高分子化學研究比較大的分子，即是高分子，例如發泡膠怎樣造出來和有些什麼特性。高分子化學亦會研究怎樣令很多分子結合為一粒高分子。
• 超分子化學研究共價鍵以外各種化學鍵，例如氫鍵、范德華力 、疏水效應的運作。

[编辑] 参看

[编辑] 註釋及参考資料

[编辑] 参考文獻

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[编辑] 外部連結

• Sciscape ——化學新聞