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化学是最古老的科学之一。从化学衍生出来的化学工业，也是改善人类生活最有成效的工业之一，它们在现代的生产中，占有最大的份额，约占全部生产的30％，这还不包括相关工业如电子、汽车、农业等应用的化工产品的产值。
化学是一门中心的科学。化学在许多其他科学领域中如物理学、生物学、药学、工程学、农学等都是重要的基础。原因是很简单，因为这些领域的基础都是物质，而化学是和物质性质的变化打交道的。
1 20世纪化学工业的成就
化学的实用性是人们所共知的。为了改善生活质量，人们不断地在寻找、改良和创造新的物质。早期的人类，只有石头和树木等天然材料来制造工具。其后有了陶器，才开始用化学方法（虽然是不自觉的）来生产器物。其后有了铜、铁，这才可以制造各种工具和器物，使得生产力大大提高，改变了当时的生产水准，因此人们称为青铜时代、铁器时代等。近代化学发展后，人们有意识地、有目的地来创造各种有实用价值的材料、燃料、肥料等等。
大规模的化学工业在20世纪初崛起。首先是从煤焦油衍生的染料、炸药、酚醛树脂、药物等一系列化学工业，为解决衣食住行等问题起了重大作用。
接着石油化工成为世界经济发展占重要地位的工业领域。石油的炼制除了提供作为燃料的油品外，由石油化工得到的基本有机化学品的深加工是化学工业发展的基础之一，用于轻工、纺织、医药、机械、电子等领域。
20世纪中由于高分子化学的成就，发展了三大合成材料工业——塑料、合成纤维、合成橡胶。这三大合成材料的世界体积产量，已超过金属的产量。
20世纪人口大幅度增长，粮食需要迅速增加。在解决这一困难中，化肥起了重要作用，其中氮肥主要依靠合成氨工业来生产。
20世纪人类寿命显著延长。主要有两个原因：一是生活质量的提高，另一是医药条件的改善，其中新药的研制成功是关键的因素，而以化学合成药占主要地位。
以上所举，只是化学工业中的几个大户。规模较小而数量众多的小化学工业，如陶瓷、化肥、建材等，则是我们日常生活所必需。
在其他国民经济的重要行业中，如农业、能源工业、轻工、纺织、信息产业、汽车工业、生物技术等，化学工业的产品，都是它们的重要支柱。
2 化学发展的进程
化学如果从古代的炼金术算起，已经有几千年的历史。在近代具有理论系统化学形成之前，人类对物质变化的认识和利用还仅仅处在哲学性的猜想和经验性的实践阶段。在化学的发展史中，这样一个很长的时期是经验化学时期。
就化学知识来说，当人们还处在经验化学时期，我国在化学工艺的成就上，在认识物质的哲学理论上，大体上可以说超过了同时代的欧洲。
只是到了近代，欧洲社会较早地脱离封建主义，进入资本主义社会，这就加速了自然科学的发展。大约在17世纪左右，作为自然科学中的一个重要部门的化学，适应了欧洲社会的需要，由经验性提高到系统化的科学水平。因此，我国虽然早已有了高度发展的经验性化学，但近代化学知识却是从欧洲传来的。
《化学世界》创刊于1946年，就是适应这一情况，我国的化学先行者为传播和促进化学而创刊的。
从19世纪以前的经典化学到20世纪现代化学的飞跃，从本质上说，是从19世纪的原子论，在原子的层次上认识和研究化学，进步到20世纪在分子的层次上认识和研究化学，奠定了物质结构研究的基础。
元素周期律发现后，形成了无机化学的体系。尿素等的合成，又开创了有机化学和有机结构理论的体系。
19世纪的下半叶，把热力学等物理理论引入化学，形成了物理化学，把化学从理论上提高到一个新的水平。
20世纪初，放射性元素的发现，导致原子能的利用和对原子核结构的认识。其后化学键理论和量子化学的发展，使化学家认识分子的本质及其相互作用的基本原理。
合成化学的发展，是20世纪化学的一大成就。现在已经合成了几百万个新的化合物，几乎创造了一个新的自然界。至于合成材料，则是高分子化学的产物。
研究化学反应是如何进行的，揭示化学反应的历程，则是化学动力学的领域。在20世纪中，已经获得长足的进展。
总的说来，在20世纪中，化学家在原子、分子领域，已经做了大量工作，取得很大的成就。但近年来，电子技术和生物工程的崛起，似乎化学的辉煌时期，已经过去。但必须看到：物理和生物学科，经过长期蛰伏，现在有了爆发，而化学已经有了一定时期的蓄积力量，目前正处在大发展前夕。处于中心地位的化学，其某些领域，将发扬光大，进入大发展的前列。
3 展望21世纪的化学和化学工业
经过20世纪化学和化工的大发展，给人们创造了一个全新的环境。如果不是由于政治和社会的因素，人们对物质的需求，是完全可以满足的。然而在发展的过程中，人们忽视一个重要的问题，就是化学品的使用不当引起的负面作用。现在人们往往忘记了物质的化学生产过程，而简单地把化学和环境污染联系在一起。其实只要政治和社会走上正轨，能够正确运用化学知识，环境污染本来就不会发生；即使由于认识不足，发生了污染，解决的办法仍得依靠化学。现在提出的绿色化学，就是21世纪化学和化工首先注意到的问题。
例如氟里昂现在是制冷设备的重要材料，而它又是破坏地球臭氧层的主要因素。从化学家的眼光来看，这事情好办，致冷剂可以改用无碍环境的材料，如无机盐的水溶液等。类似的问题如不含磷的洗衣粉，对人无害的杀虫剂等等，都不难解决。所以绿色化学将是21世纪初首先要研究的课题。
当然，化学仍会遵循原有的发展的道路，加上绿色化学和可持续发展等问题的考虑，向前迈进。今后发展的一个主要方向，就是合成化学。合成化学在20世纪的发展，为吃、穿、用提供了大量的材料，特别是药物、高分子材料以及建材等，并为物质的结构和功能的关系，打下了基础。现在时髦的分子生物学，发展之初就是有机合成的延伸。今后的合成化学将向合成生物化学进军。
组成生物体的物质如淀粉、蛋白质、核酸等，都是今后合成化学的目标。与此同时，必然将有大量具有生物功能的非天然的小分子和大分子，会被合成和生产出来。
化学和化学工业在21世纪的发展将会是多方面的，这里不及一一列举。不过有一个方向值得注意。化学是和分子打交道的：十九世纪以来，着眼点都是比较小的分子，自从打开高分子的领域，化学研究的对象，扩大到一个新的范围。但是，不论小分子和大分子，在起反应和使用时，大都不是单个的分子，而是许许多多相同或不相同分子的集合体，这些在化学中已有许多名称来表达，如配合物、水合物、结晶以至溶液、胶体、固体等等。它们既不是单个的分子，在分子与分子之间，也不是以通常的化学键连接着。我们姑名之曰“超分子”。其实，世界上的物质，绝大多数以超分子的形式存在，生物体也不例外。譬如说细胞膜，可以说是由许多脂质分子和蛋白质大分子等组成的超分子。生物体的各种组织，更不必说是复杂的超分子了。
现在已经开动的纳米化学研究，也属于这个范畴。我们知道固体的表面有不同于其内部的物理、化学性能，因此有了表面化学这门学科。固体催化剂的催化性质，主要位于它的表面。当固体粒子粉碎到只有纳米（10[－9]m）大小时，形成的表面积很大，它会有不同于原来固体的性能，自不待言。从原子、分子（量度单位为
＝10[－10]m ）的角度来看，纳米化学就是超分子化学的一个内容。
超分子这个名词，并不是现在已经公认的说法，这里不过是借来说明超出于原子、分子这一层次的对象，是化学家、化学工业家涉足还很浅的领域。
当化学家把目光注视到这个广大的超分子领域时，必然会象过去在原子论、分子论的影响下一样，化学会再度繁荣，发挥其中心科学的地位。
4 化学大发展的突破口
化学的中心是化学反应。虽然人们对化学反应的许多问题已有比较清楚的认识，但还有更多深层次的问题有待探讨。特别是分子生物学发展以来，对生物体中许多化学反应的了解，要求更加迫切。
化学反应的进行，包含化学键的断裂和重组。譬如说，乙醇和硫酸加热时转化成乙醚，其过程照现在的理解是这样的：
其中H[＋]是催化剂，来自硫酸。H[＋]先和一个醇分子的OH结合成O[＋]H[,2]，这有利另一个醇分子向其进攻，结果是生成新的C－O键而使C－O[＋]H[,2]键断裂，形成H[＋]和H[,2]O，因此H[＋]起催化剂的作用。这个反应历程说明了键的断裂和重组的过程，箭头表示电子的转移方向。
这个反应机理是通过多方面的论证得到的。当一个醇分子和H[＋]结合，另一个醇分子向它靠拢时，这是过渡态。这个乙醇生成乙醚的反应能不能发生，和容易不容易形成过渡态有关，各种因素如温度、H[＋]的强度、有没有空间阻碍以及反应的分子或超分子的状态和环境等等，都会影响过渡态的生成。这就是化学反应的过渡态理论。
在生物体内的化学反应，也包括键的断裂和重组。但反应一般在常温、常压下进行，因此更多地需要催化剂的配合。生物化学反应的催化剂，多数属于蛋白质的酶。酶怎样在反应中起催化作用，远比一般化学反应复杂得多，现在了解得还不够。但以现代研究方法[如飞秒（10[－15][,s]）化学]和研究手段[如同步辐射、扫描隧道显微术等]的发展，加上电子计算机的应用，很快会找出酶催化的反应机理，形成新的理论。这将是化学大发展的突破口。
试看一下蚕，吃的是桑叶，吐的是丝。在它的体内，进行着多种多样的化学反应，都是由不同的酶催化的，实际上就是一个小小的化工厂。没有污染，只消耗很少的能量。化学家如果能真正掌握了反应的机理，推向大规模生产，那么现在化学工业的毛病，如环境污染、动力消耗、笨重的设备等。都将不复存在。新型的化工生产将在小型的、安静的而产量很大的工厂内进行。到那时化学工业的大发展，将是必然的结果。由此引发的各种新型产业的兴起，可以在意料之中。因此可以预测，21世纪中叶以后，将是化学的世纪，化学仍将是一门中心的科学。