21世纪的化学是研究泛分子的科学-徐光宪

相继走出低谷柳暗花明迈入新层次相继走出低谷，柳暗花明，迈入新层次。

过去一二百年，化学各分支全面出击，节节胜利。

农业、新药分析方法的十化：微型化芯片化、仿生化、在线化（on line）、实时化(real time)、原位化(in situ)，在体化(in vivo)、智能化信息化，高灵敏化，高选择性化，单原子化和单分子化。

超分子化学是新层次上的化学。

徐光宪, 中国科学基金, 2002, 2: 70 “21世纪的化学是研究泛分子的科学”.王夔, 香港化学, 1997 创刊号, “新层次上的化学”. 化学通讯, 1997, (4): 1-5;分子化学基于原子间的共价键，而超分子化学基于分子间相互作用，即两个或两个以上的构造块靠分子间非共价键缔合。

诸如底物与受体蛋白的结合、酶反应、多蛋白超分子化学可定义为“超越分子范畴”的化学，是关于两个或两个以上的化学物种通过分子间作用力缔合在一起而形成的具有更高复杂性的有组织实体。

包括通过非共价作用形成的含义明确的超分子(supermolecules)和有组织的多分子体系。

二、超分子化学发展概况细胞膜：蛋白质α-螺旋蛋白质β–折叠DNA双螺旋J.L. Sessler, C.M. Lawrence, J. Jayawickramarajah. Chem. Soc. Rev, 2007, 36: 314.A Ch I Ed1988271021 Angew. Chem. Int. Ed., 1988, 27:1021.D. J. Cram. Angew. Chem. In Ed., 1986, 25:1039-1057. “Preorganization-From Solvents to Spherands”Angew. Chem. In Ed., 1988, 27:1009.常见氢键类型：氢键具有饱和性和方向性，是构筑超分子体系的一种较强的重要次价相互作用，中性物种之间：5-60 KJ/mol;如果有离子物种参加，可远大于此。

21世纪的四大化学难题化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大新兴科学紧密联系、交叉和渗透的中心科学。

前不久在杭州召开的中国化学会创建70周年纪念大会上，北京大学化学学院教授、中国科学院院士徐光宪指出，21世纪是信息科学、合成化学和生命科学一路繁荣的世纪，同时化学也面临四大难题。

徐光宪说，化学的核心是合成化学，在20世纪的100年中，化学合成和分离了2285万种新物质、新药物、新材料、新分子以知足人类生活和高新技术进展的需要，没有哪一门其它科学能像化学那样，创造出如此众多的新物质，在合成化学领域共取得41项诺贝尔奖。

若是没有合成各类抗生素和大量新药物的技术，人类不能控制传染病和减缓心脑血管病，平均寿命要缩短25年；若是没有合成纤维、合成塑料、合成橡胶的技术，人类生活要受到专门大影响；信息技术的核心是集成电路芯片，是采用的化学制备的硅单晶片生产的，运算机的存储器等其它部件用了大量的化学合成材料；专门是若是没有哈勃发明的高压合成氨技术和以后的合成尿素技术，世界粮食产量至少要减半，哈勃也因此获诺贝尔奖。

尔后，C·博施改良了哈勃流程也获诺贝尔奖。

所以国别传媒把哈勃流程评为20世纪最重大的发明。

1.合成化学难题-化学反映理论成立严格完全的微观化学反映理论，是21世纪化学应该解决的第一个难题。

如何成立精准有效而又普遍适用的化学反映的含时多体量子理论和统计理论？化学是研究化学转变的科学，所以化学反映理论和定律是化学的第一根本规律。

应该说，目前的一些理论方式对描述复杂化学体系还有困难。

因此，成立严格完全的微观化学反映理论，既要从初始原理动身，又要巧妙地采取近似方式，使之能解决实际问题，包括决定某两个或几个分子之间可否发生化学反映？可否生成预期的分子？需要什么催化剂才能在温和条件下进行反映？如安在理论指导下控制化学反映？如何计算化学反映的速度？如何肯定化学反映的途径等，是21世纪化学应该解决的第一个难题。

绪论1、什么是化学史？化学史是自然科学史的一个分支，是对人类的化学知识的系统的历史描述。

这种历史的描述是在研究者所处的时代及特定的文化知识背景下进行的，难免带有观念上的局限性。

因此我们在学习和研究化学史时，要博采众家之长，兼收并蓄，不能被一家之说所束缚。

主观上的思维定势会对我们客观公正地评价历史带来极大的危害。

例如，人类经历了原始社会、奴隶社会、封建社会、资本主义等历史阶段，生产力不断被提高，物质文明和精神文明不断向前发展。

思想家们看到了他们的理想结出了硕果，政治家们看到了自己的丰功伟绩，大批的无聊的文化人唱着赞美诗，歌功颂德。

其实历史的发展从来就不是一帆风顺的，而是曲折的，我们看一看现实，问一问自己的良心，生活在森林中的原始人平均寿命有一百多岁；近一百多年中对环境的污染大大超过了几千年的总和，南极臭氧空洞的出现，会带来什么样的后果？大气中二氧化碳含量的增加引起的温室效应使许多冰川的面积在缩小；人类拥有的核武器可以毁灭几个地球；资源的大量开采，我们还能给子孙后代留下什么？社会的竞争机制，使人们的精神高度紧张，由此引发的那些精神崩溃自杀的人有多少？遭受疾病侵扰的人有多少？所以按思维定势来看问题是要陷入盲目的。

我们不是历史地旁观者，今天的现实就会变为明天的历史，时间就是这样无情，我们在创造历史，我们肩负着历史的责任。

在灾害和疾病面前（例如，印度洋海啸、非典、禽流感）我们已经看到了人类有多脆弱。

作为一个化学工作者，我们该怎样做？也许我们还要认真地讨论一些老话题，每个人活着的目的是什么？人类的目标是什么？要使人们生活得更好，人类生生不息地繁衍下去，我们必须冷静、理智地对待历史，我们才能更好地面对现实和未来。

化学史是历史而不是化学，属于人文科学而不是自然科学。

（物理化学是化学的分支，化学物理是物理学的分支）。

2、为什么要学习和研究化学史？中国的化学史家袁翰青先生有句名言：“化学给人以知识，化学史给人以智慧”。

化学定义的研究进展摘要综述了化学定义近些年来对化学的最新研究进展，化学定义仍然是一个随着化学科学的发展而发展的，是一个有待进一步解决的课题。

关键词化学定义“化学”一词首见于伟烈亚力主编的《六合丛谈》（1857年～1858年）［1］，它得自王韬，是来华传教士戴德生所创并口授于王韬的。

1970年，日本学者坂出祥伸指出[2]:“化学”一词首见于上海墨海书馆出版的综合杂志《六合丛谈》（1857年～1858年）。

最近，沈国威[3]较充分地论证了译名“化学”的产生过程，并根据王韬日记推断出，来华传教士戴德生才是“化学”一词的首创者。

戴德生（戴雅各，Ｊａｍ伟烈亚力)在《六合丛谈》中还对化学学科进行了简单介绍，通过与“重学”（力学）的对比，解释了“化学”的词义，即研究物质本质变化的学问［1］。

关于“化学”一词定义的表述已有很多种，时至今日，仍然没有达成共识。

我国研究化学哲学的许多专家学者，如廖正衡、乔世德、曾国屏、魏光、徐光宪等人都对化学定义作了一定深度的研究分析和探讨，各自都提出了不同的见解和观点。

1980年我国学者对现代化学定义首先开始提出了一种尝试表述，认为化学是“研究物质分子及其质变规律的科学”。

1983年东北师范大学的廖正衡发表了“化学定义的问题”一文[4]，对这一定义展开了初步论述。

1985年再在“关于建立化学学的初步探讨”一文中具体运用了这一定义。

在此基础上，1986年我国出版的《化学哲学基础》一书又在对比分析当代国内外流行的化学定义中进一步论述了这一定义，并补充表述为化学“主要是研究物质的分子转变规律的科学”。

由于他的不懈努力，近几年来多次在公开场合提及这个问题，在国内的化学哲学界引发了一轮对化学定义的探索热潮。

关于化学的定义，廖正衡指出，目前有“20几种不同提法”。

其大致可以归纳为5大类别：（1）笼统式定义，例如“化学是研究物质的科学”（鲍林）；（2）具体式定义，例如“化学是关于物质及其组成、结构、属性和相互转化的科学”（原苏联《综合技术辞典》）；（3）微观式定义，例如“建议把化学定义为‘分子的科学’”；（4）扩张式定义，例如“化学是研究实物粒子（原子、原子核、基本粒子）的微观基和它的质的规定性的变化”；（5）哲学式定义，例如“化学是研究以原子间的化分和化合为基础的物质运动形式，以及这种运动形式与其他运动形式的关系的一门科学”等等。

“稀土之父”徐光宪：走自己的创新之路中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授徐光宪因病医治无效，28日上午10时18分于北京逝世，享年95岁。

被誉为“稀土之父”的徐光宪也是著名的化学家和教育家、国家最高科学技术奖获得者、中国稀土化学的奠基人之一。

他的辞世在教育界、科学界引起了很大的震动。

徐光宪1920年11月出生于浙江省绍兴市，祖籍浙江上虞，1944年毕业于上海交通大学化学系，1947年赴美留学，1951年获哥伦比亚大学理学博士学位，并当选为美国Phi Lamda Upsilon荣誉化学会会员和Sigma Xi荣誉科学会会员，科学前途一片光明。

然而，对祖国抱有一片赤子情怀的他毅然放弃在哥大任教的机会，克服美国为华人科学家设置的重重困难，回到一穷二白的祖国。

归国后，徐光宪一直在北京大学化学系任教，指导了近百名博士生和硕士生。

高等学校化学系毕业的学生几乎都熟悉他编著的《物质结构》。

这本站在国际化学前沿的教材自1959年出版以来，已修订再版印刷了20余万册，还荣获了1988年全国高等学校优秀教材特等奖。

教书育人的同时，徐光宪在科学研究上也走出了传奇的一生。

因为祖国的需要，他连续四次改变自己的研究方向。

他最初的科研方向是量子化学，回国后开始转向研究配位化学，1960年，为适应国家原子能工业发展的需求，他将核燃料萃取化学作为自己新的研究方向，为打造北大技术物理系这一“核科学家的摇篮”作出了历史性贡献。

1972 年，为扭转我国稀土工业的落后状况，他的研究方向转向稀土分离方法的理论和实验研究，并成了这一研究的领军人物。

在此后的漫长岁月里，他和同事们一起创造了稀土世界的“中国传奇”，特别是他建立的具有普适性的串级萃取理论引导稀土分离技术的全面革新，使我国实现了从稀土“资源大国”到“生产大国”的飞跃，改变了世界稀土产业和市场格局，被国际稀土界惊呼为“中国冲击(China Impact)”。

1978年，基础科学受到重视，他又重新开始最初选定的量子化学方向的科学研究，培养研究生，著书立说，不亦乐乎。

配位化学的发展史摘要自从1893年瑞士化学家维尔纳创立配位化学已来，配位化学理论得到不断发展，逐渐完善。

经过化学家们100多年的努力，由传统经典的配合物，发展到今天的配位超分子化合物，并显示出结构和功能上的优越特性，成为现代无机化学的一个发展方向。

关键词配位化学晶体工程配位超分子化学自从1893年瑞士化学家维尔纳（Werner）在德国《Journal of Inorganic Chemistry》上发表了题为“对于无机化合物结构的贡献”的配位化学方面的第一篇经典著作之后［1］，原本作为无机化学分支的配位化学发展极为迅速，并始终处于无机化学研究的主流。

配位化学的发展打破了传统的有机化学和无机化学之间的界限，在众多配合物中金属离子和有机配体形成的配合物以其花样繁多的价键形式和空间结构，在化学键理论发展、配合物性能等多样性方面引起了人们广泛的研究兴趣。

1 经典配位化学的产生和发展配合物的记载在很早就有，国外文献［2］最早记录的配合物—普鲁士蓝（Prussian Blue）是在1704年，其化学结构是FeIII4［FeII(CN)6］3,距今已有300年历史了。

我国《诗经》记载“缟衣茹藘”，“茹藘在阪”，实际上是二羟基蒽醌和铝钙离子生成红色配合物（比普鲁士蓝发现早2000多年）。

最早关于配合物的研究是1798年法国塔索尔特(Tassert)关于黄色氯化钴(［Co(NH3)6］Cl3)的研究，他在CoCl2溶液中加入NH3•H2O 后没有得到Co(OH)3，而是得到了桔黄色结晶，起初认为是一种复合物(CoCl3•6NH3)，但他在该桔黄色结晶的溶液中加碱后得不到NH3,也检查不出Co3+离子的存在,可见Co3+与NH3是紧密结合在一起的，而加AgNO3后却得到了AgCl沉淀,证明Cl-是游离的。

塔索尔特的报道使一些化学家开始研究这类化合物，因为当时的原子价理论不能解释这类化合物,故称之为复杂化合物,即络合物。