代化學發(fā)展的特點和方向 經(jīng)過約200多年的努力,化學進入現(xiàn)代時期.總結(jié)起來說現(xiàn)代化學有五大特點和兩個發(fā)展方向.五大特點是 （1）化學家對物質(zhì)的認識和研究,從宏觀向微觀深入.20世紀以來,化學家已用實驗打開原子大門,深入地了解原子內(nèi)部的情況,并且用量子理論探討原子內(nèi)的電子排布、能量變化等.就是對復(fù)雜的化學反應(yīng)來說,也可以測量反應(yīng)機理,了解反應(yīng)過渡態(tài)的情況以及分子、原子間能量的交換.（2）從定性和半定量化向高度定量化深入.雖然近代化學也曾廣泛地使用各種定量化工具,但是還只能說停留在定性和半定量化水平.本世紀60年代后,電子計算機大規(guī)模地引進化學領(lǐng)域,用它來計算分子結(jié)構(gòu)已取得巨大的成功.如今任何化學論文如無詳盡的定量數(shù)據(jù)就難以發(fā)表,發(fā)表了也難取得公認.而且如今化學實驗的精密度愈來愈高,幾乎所有儀器都是定量化的,有的還用電子計算機來控制.（3）對物質(zhì)的研究從靜態(tài)向動態(tài)伸展.近代化學對物質(zhì)的研究基本上停留在靜態(tài)的水平或從靜態(tài)出發(fā),推出一些動態(tài)情況.例如,從熱力學定律出發(fā),通過狀態(tài)函數(shù)的變化,從始態(tài)及終態(tài)情況推斷反應(yīng)變化中一些可能情況.現(xiàn)代化學已擺脫這種間接研究推理,而采用直接的方法去了解或描述動態(tài)情況,特別是激光技術(shù)、同位素技術(shù)、微微秒技術(shù)、分子束技術(shù)在現(xiàn)代化學里的大規(guī)模應(yīng)用.化學家目前已能了解皮秒內(nèi)微粒運動的情況,反應(yīng)中化學鍵的斷裂以及能量交換等情況.特別值得一提的是有關(guān)動態(tài)薛定諤方程的研究,一旦成功它將會為動態(tài)研究開辟光輝前景.（4）由描述向推理或設(shè)計深化.近代化學幾乎全憑經(jīng)驗,主要通過實驗來了解和闡述物質(zhì).雖然也有一些理論如溶液理論、結(jié)構(gòu)理論等可以指示研究方向,但總體來說近代化學基本上是描述性的.原來化學中四大學科（無機化學、有機化學、分析化學、物理化學）彼此存在很大獨立性.然而現(xiàn)代化學已打破傳統(tǒng)的界限,化學不僅自身各學科相互滲透,而且跟物理、生物、數(shù)學、醫(yī)學等學科相互交融和滲透.特別是近年量子化學的發(fā)展,已滲透到各學科,使化學擺脫歷史傳統(tǒng),可以預(yù)先預(yù)測和推理,然后用實驗來驗證或合成.例如,當今許多高難度的合成工作都事先根據(jù)理論設(shè)計,然后決定合成路線.著名的維生素B12的合成工作就是一個典范,它標志著化學已從描述向設(shè)計飛躍.（5）向研究分子群深入.近代化學對化學的研究通常只停留在一個或幾個分子間的作用.即所謂0級、1級、2級、3級反應(yīng),對多分子的反應(yīng)是無能為力的.但是近代化學遠遠不能滿足實際需要了,特別是研究生物體內(nèi)的化學反應(yīng),就要研究多個分子甚至一大群分子間的反應(yīng)了.例如,一個活細胞內(nèi)往往需要幾十種酶作催化劑,同時催化許多化學反應(yīng).因此研究分子群關(guān)系,已成為現(xiàn)代化學的一個特點.現(xiàn)代化學的發(fā)展方向,一是化學向分子設(shè)計方向前進.分子設(shè)計就是說化學家像建筑師造房子那樣設(shè)計好再建造.由于電子計算機、各種能譜技術(shù)、微微秒技術(shù)、激光技術(shù)、同位素技術(shù)等在化學上的應(yīng)用,使分子設(shè)計逐漸趨向現(xiàn)實.上面說過的著名有機合成大師伍德沃德合成難度極大的維生素B12,就是按他創(chuàng)立的前沿軌道理論出發(fā),計算后設(shè)計出最佳合成路線和原料配比,一舉成功并傳為佳話.目前全世界每年合成幾千種抗癌藥,大都是先設(shè)計好合成路線,而后進入生產(chǎn)的.現(xiàn)代化學第二個發(fā)展方向是向分子群研究進軍.在自然界中生物的活動常常同時發(fā)生幾十個甚至幾百個化學反應(yīng),才能使生物體生命延續(xù).就是完成一項簡單工作也必須是多個分子同時工作才能實現(xiàn).例如,根瘤菌體內(nèi)的固氮酶,就有兩種蛋白質(zhì)分子,一種是含鐵的,另一種是含鉬的,這兩種分子必須同時工作才能把氮氣固定下來.目前化學家已合成主要生命基礎(chǔ)物質(zhì),并引進酶技術(shù)、仿生技術(shù)、膜技術(shù)等,使研究分子群的情況成為可能.這也是為揭開生命秘密做好基礎(chǔ)工作.總之,現(xiàn)代化學的特點決定現(xiàn)代化學的發(fā)展方向,反過來現(xiàn)代化學的發(fā)展方向也決定現(xiàn)代化學的五大特點,它們是相輔而成、相得益彰的.