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新虫 (初入文坛)

[交流] 【交流】[zt]化学学科的分类

化学学科的分类

如果说化学作为一门独立的科学是从波义耳时代开始的,那么到了19世纪已有200 多年历史。那时,人们已经能够把化学分为无机化学、有机化学、分析化学和物理化学等四大门类。
     到了19世纪末和20世纪初,由于物理学和化学的研究不断向微观领域深入,促使化学科学得到了飞速发展。其显著标志就是,各种化学分支学科如雨后春笋,相继诞生,例如高分子化学、核化学、现代结构化学、生物化学以及理论有机化学等。这些新学科又相互渗透,彼此交织,使已经形成的化学理论体系再次显得杂乱无序。这种状态吸引着人们不断地探索着新的分类体系。近几十年来,国内外学者对此进行了不同的分类尝试,然而至今尚各言其说,未获统一。
     一、传统分类的方法
     如果按照传统的分类方法,根据一级学科、二级学科和三级学科的层次进行分类,则可得到如下的学科体系:
     (一级学科)(二级学科)(三级学科)
     在上述分类中,所列出的二级学科和三级学科,其中的每一学科都还可以再继续进行分类,例如无机化学、有机化学都可以再分。依此类推,如此下去就可以得到犹如树枝般的庞大的化学学科体系。所以,人们把这种分类方法称为树枝式分类法。
     二、现代分类的尝试
     近几年来,美国化学家戴维。琼斯就现代化学的分类又提出了新方案。他将整个化学科学分为五大领域:
     (1 )构成化学;(2 )反应化学;(3 )物理化学;(4 )理论化学;(5 )应用化学。
     琼斯认为,构成化学主要是研究化学物质的组成、结构和性能,包含了以往结构化学和分析化学的研究内容。如果其研究对象是纯物质,那么构成化学实质上就是结构化学,其任务是找出分子中原子的类型和空间排列,以及化学键的种类;如果其研究对象是混合物,实际上就是以往分析化学所研究的内容。他还认为,反应化学是一种制作新型物质的艺术,即:使原料在一定条件下进行反应,或者用各种能(如热、光、电等)来处理这些原料制取新物质。他提出,物理化
学的任务则是寻求物质的物理性质同化学性质的关系,并揭示分子的接收能量的方式等;理论化学主要是阐释原子形成分子的机制,分子之所以具有某些结构、化学键、能级和反应性能的原因等;应用化学是利用上述四种学科的知识,使原料发生化学作用,制成人们需要的物质。
     此外,还对化学科学做了其它不同的分类。例如,同样是把化学分作五大类,然而具体内容却有很大差异,如分为:(1 )分析化学,(2 )合成化学,(3 ) 结构与性能化学,(4 )化学动力学,(5 )理论化学(量子化学)。而美国《化学文摘》则分为(1 )生物化学,(2 )有机化学,(3 )大分子化学,(4 )应用化学,(5 )物理化学及分析化学等五大类。还有日本《科技文献速报》则分为(1)物理化学,(2 )分析化学,(3 )无机化学,(4 )有机化学,(5)高分子化学等五大类。
     还有一些学者把化学分成了更多分支学科,例如分成六大类:(1)结构、性能与鉴定化学,(2)合成化学,(3)化学动力学,(4)液态、固态与表面化学,(5)理论化学,(6)核化学。还有人分成八大类:(1)结构、性能与鉴定化学,(2)合成化学,(3)化学动力学,(4)液态、固态与表面化学,(5)理论化学,(6)核化学,(7)仪器化学,(8)热力学。
     山西大学张家治教授于1983年提出了一个多层次的化学分类系统。他坚持以物质运动形式作为科学分类的基础,并依据分类的连续性原则和发展性原则,对以往的化学分类进行扬弃与综合,提出了下列分类系统:
     类别第一层次第二层次第三层次
     表中的宇宙化学、地球化学和海洋化学是与化学的六大类直接相关的综合性化学学科。它们在分类时既不能同左边的六大类并列,也不能划归到六大类的某一层次。它们是纵贯于六大类学科中的综合学科,所以把它们单独排在分类系统表的右侧。
     上述不同的化学学科分类表明,国内外化学界都在努力寻求一个合理的分类方案,以便对化学科学体系能有一个更系统、更深入的认识。
     我国著名化学家、北京大学徐光宪教授曾经指出,正确运用化学分类方法进行合理分类,还可以促进新学科的形成。例如化学中使用萃取方法虽然已有100多年的历史,但其真正的发展是在20世纪的40年代。当时,由于发展原子能要求高纯度的铀元素,才促进了萃取方法的迅速发展。后来,人们又通过对越来越复杂的萃取体系进行正确的分类才在50~60年代形成了新兴分支学科萃取化学。这说明,对某些化学研究的内容不断地进行正确分类,深入研究,就可以促进新学科的形成。又如,人们对络合物进行分类,把它们分为Werner型络合物和非Werner型络合物,进而再把werner型络合物分为多核络合物和原子簇等等,从而能够对络合物进行分门别类的深入研究,进而促成了络合物化学分支学科的形成。
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