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标  题: 化学迈向辉煌的新世纪(2)[转]
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标  题: 化学迈向辉煌的新世纪(2)
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2　20世纪的成就
　　为适应科学与社会的发展，化学科学本身在本世纪中也获得了十分辉煌的进步，创

造了巨大的业绩。一个多世纪来化学大致上形成了无机化学、有机(包括高分子)化学、

物理化学和分析化学四个分支。实际上从研究对象来讲就只有无机化学和有机化学。物

理化学和分析化学则是作为理论基础和研究工具而贯穿于无机和有机化学中。从研究领

域和科学概念上讲，本世纪化学的一些重大成就可以罗列出以下几个方面：化学合成、

药物发明、聚合物、泡沸石、超导和富勒烯(足球烯)、化学研究的各种光谱、波谱、能

谱、质谱分析仪器和激光技术以及化学键的理论等，较深入说明化学本身发展的成就，

现以有机化学为例作一些展开。有机化学大致在本世纪下半叶形成了三个相互联系而又

有所分工的领域。即有机合成、物理有机化学和有机分离与结构分析。
　　有机合成是有机化学的中心，是有机化学也是整个化学中最具创造性的领域之一。

有机合成利用天然资源或工业生产中形成的简单有机分子，通过一系列化学反应合成到

各种复杂结构的天然或非天然的有机化合物。它是向现代社会提供医药、农药，染料和

各种有机材料的基本源泉。有机反应的进步，尤其是各种有机金属和有机金属络合物试

剂的广泛应用，使有机合成中反应选择性这一当今的核心问题取得了突出的进展。人们

已能有效地使合成反应在化学选择性、区域选择性和立体选择性，亦即从一维到三维空

间上得到控制。与此同时，60年代以来发展的有机合成设计，有机合成从一向认为是“

科学的艺术”发展成为可以计划的“系统工程”。60年代末维生素B12的全合成和90年代

初海葵毒素的合成是有机合成领域里程碑式的成就。后者有人誉之为是合成化学中一次

攀登珠穆朗玛峰式的成就。
　　有机化合物的分离分析和结构测定是人们从分子水平认识物质世界的基本手段。50

年代以来化学家已不再仅仅依靠经典的萃取、结晶或分馏的方法来实现分离和分析。目

前各种层析技术以至近年的毛细管电泳技术已成为有机化学实验室的常规手段，并进而

有可能处置微量、复杂以至在位和在线的分析。分离分析的样品量可以少至毫克以至微

克。检出的灵敏度可达ppm(百万分之一)到ppb(十亿分之一)或甚至更高。一般有机化合

物的结构问题已很少能难倒有机化学家。而且即使在获得样品量极其有限的情况下(<10

0μg)，分析化学家也能给出确切的结构信息。更值得提及的是当今的结构分析已能探索

到分子与分子间各种聚集态的结构构型以及构象状况，而这些对于生命科学和材料科学

的发展是极其重要的基础。
　　有机合成和有机结构分析的成就促进了有机化学的理论基础-物理有机化学的发展，

而物理有机化学理论又反过来指导着有机化学向更深层次进展。由Ingold等发展的有机

反应机理理论与Pauling共振论之后发展的有机结构理论，有机化合物构象分析的理论，

Woodward——Hoffman轨道对称守恒规则以及前沿轨道理论等使得有机化学实验有了可以

依托的理论基础。计算机技术在90年代的飞跃使得有机分子以分子力学，半经验量子化

学计算或甚至从头计算来进行的分子模建(Molecular Modeling)正在成为有机化学家的

有力助手。实验台-通风橱-计算机三位一体的新有机化学实验室已经普及。



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