化学中比较与分类方法促进化学学科体系的建立
化学先生 / 2019-08-09
波义耳提出“定性检出极限”概念后，化学家们在分析检验化学物质时，由重视物理性质发展到重视化学性质，从而确定了定性分析为近代分析化学莫定了基础。18世纪中叶，定量分析产生了。18世纪后期，欧洲的采矿、治金、机械等工业迅速发展起来，工业生产的大发展，迫切要求以矿物、岩石、金属等为主要对象进行化学分析。1829年，罗塞（H.Rose，1795~1864）制定了系统定性分析法。从此分析化学成为系统的科学门类。
实际上，分析化学可以说是比较和分类的化学，是根据物质不同性质的比较而使之分类（鉴定、分离）的方法。例如，一般系统化学分析就是根据物质不同化学性质的比较而予以分类的方法。仪器分析法则注重根据物质物理特性的不同予以分类。在分析中，定性的化学分析中涉及阳离子分析。其中，H2S系统是根据各种离子的硫化物溶解度的明显不同而进行分组的，溶于水的一组再根据其碳酸盐的水溶性加以分类，最后分离并鉴定出不同的离子，这就是比较分类的实际应用。
光谱分析是仪器分析中最重要的方法，它基本上也是通过比较而确定物质及其含量的分析方法。由此可见，比较和分类的方法相当广泛地应用于分析化学中，分析的行为在于比较，分析的目的在于分类、鉴别。比较和分类的科学方法不仅推动着分析化学学科的建立，而且使得化学学科内部的系统层次更明确。
无机化学是在人们发现了多种元素化合物并研究其性质的基础上发展起来的。元素周期律发现后，由于对化学元素有了正确的分类，从而使无机化学的理论体系基本形成。而在这个过程中，任何元素的发现都源于未知元素与已知元素性质的比校，比较的结果若发现它们不属于同类则意味着一种新的元素的发现。至1869年，63种元素已被陆续发现，门捷列夫、迈耶尔等人，还是通过比较分类，发现和确定了化学元素周期律。人们在认识元素的同时，对化合物的认识也不断发展，并对它们进行比较而将之分为氧化物、酸、碱、盐等不同的类型。
18世纪末，葛伦的《自然哲学》单独分出一章讲有机物，这是对有机物、无机物最早进行的分类研究。当时人们头脑中有了矿物化学、植物化学、动物化学的区别。后来经过比较，发现动物界、植物界包含某些相同的化合物，从而了解了无机物与有机物的区别，逐步使无机化学、有机化学的分类被人们普遍承认。到了19世纪上半叶，有机化学在生命力论破产以后，逐步走上了正确的发展轨道。
18世纪中叶，罗蒙诺索夫比较了化学与物理研究方法的特点，他感到有必要把它们联系起来，用某些物理方法来研究化学问题，于是他首次提出“物理化学”的术语。1887年，奥斯特瓦尔德与范霍夫合办了《物理化学杂志》，物理化学的名称渐渐被人们广泛承认并采用：这样，通过分类研究，个新的学科诞生了。
到了19世纪末，化学中的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等四大类学科都有了很大发展，而这种正确的学科分类又对化学发展起了促进作用。
19世纪末、20世纪初，由于物理、化学相继向微观领域深入，化学又有了很大发展，各种分支学科相继产生，如核化学、高分子化学、结构化学、生物化学、理论有机化学等应运而生，人们又试图对这些新学科分支进行新的分类。目前，国内外学者有着不同的分类方法，各言其说，很不统一。例如，传统的分类，可根据一级学科、二级学科和三级学科的层次进行分类：
上述分类中，二级学科、三级学科的内容，仅仅举了个别的例子。实际上每一项都可以继续进行逐层分类。如无机化学、有机化学都可以再深层次分类，依此类推。这样的分类好似树枝一样，主干分出树枝，树枝又进一步分出小树枝，如此等等，所以把这种分类法叫做树枝式分类法，又称树状分类法。
学科分类，从不同的角度有不同分法。美国化学家戴维?琼斯就现代化学的分类提出了新的方案。他把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，构成化学研究的目的在于发现物质样品的化学性质。如果是对某“纯粹”物质样品来说，它就是构成化学。而对混合物来说，则是分析化学。他认为反应就是一种制作新型物质的艺术，是把一些适当的原料一起进行反应，或者用各种能（如热、光、电等）来处理这些原料。物理化学是寻求发现各种物质的物理性质是如何依赖于组成这些物质的各种分子的性质和揭示这些分子接收能量的方式。理论化学的任务是阐释为什么一些原子形成了分子，为什么分子具有某些结构、化学键、能级和反应性等。最后，应用化学是利用上述四种学科得到的知识和使用易得的原料来发挥化学的作用。在中国，有些学者则把化学分为三个层次，并逐层进行了细致的分类。他们在第一层次中进一步把化学归纳为六大类（无机、有机、高分子、鉴测化学、物化、生化）。他们强调，化学分类问题反映着化学学科的对象和体系的内容结构，分类是为了深入研究化学而采取的一种基本方法。分类是否恰当，直接影响到化学的发展。这种观点是对化学发展中比较和分类科学方法的重要作用的正确说明。
徐光宪教授指出，化学分类方法还可以促进新学科的形成。他举例说，化学中的萃取方法有100多年的历史，但真正发展是20世纪40年代的事。随着原子能技术的发展，有些工艺要求铀的纯度非常高，这才促进了萃取方法的迅速发展。通过对萃取体系进行分类，到20世纪50~60年代形成了萃取化学。这说明，对某些化学研究的内容进行分类，深入研究，就可以逐步形成新的学科。再如络合物可以分成单核络合物，即 Werner型络合物和非 Werner型络合物，后者又可分成多核络合物、原于。通过分类方法，对络合物进行分门别类的深入研究，促成了络合物化学这门学科的形成。
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