化学概论
绪论
[编辑]什么是化学
[编辑]什么是化学呢？我们通常说：化学是一门研究物质的组成、结构、性质与变化规律的科学。显然化学的研究对象是物质。然而，化学并不研究所有的物质，也不在所有层次上研究物质。例如电子波、引力场、夸克等等都是物质，但化学并不研究。宇观物质（宇宙、天体等）、宏观物质（城市、砖头等）、介观物质（微米、纳米等尺度上的物质）以及微观物质（质子、夸克、电子等）是不同的物质层次，不全是化学研究的内容。因此，我们要对上述定义中的物质作出限制和说明，才能更好的理解化学。
化学研究的是化学物质。化学物质是什么？宏观上讲，各种化学物质构成了物体，例如聚四氟乙烯[1]做的塑料碗，塑料膜都是物体，而构成它们的聚四氟乙烯是化学物质；微观上讲，化学物质的最低层次是原子（包括原子发生电子得失形成的单原子离子）。比原子更低的层次，如电子、质子和夸克等可以统称为亚原子微粒（subatomic particles），就不是化学所研究的了。比原子高一个层次的化学物质是原子以强相互作用力，即化学键（chemical bonds）相互结合形成的原子聚集体。若把所有单个原子和所有原子聚集体合称为“分子”（moleculars），则化学研究的就是分子的组成、结构、性质与变化。这里的分子概念早已不同于一百多年前建立的传统概念，它包括各种单原子分子（He、Ne等）、各种气态原子或单核离子，以共价键结合的传统意义上的分子（CO2等），也包括离子晶体（如NaCl）、原子晶体（如金刚石）和金属晶体（如Cu）等的单晶以及聚合度不同的各种高分子。“分子层次”（molecular scale）的分子就是这个意思。这里的分子的本质是核－电子体系。
同时，在分子层次之下原子层次以上的层次，我们称之为亚分子层次（sub-molecular scale），它也是化学所研究的物质。因为亚分子的变化正是原子的化合与分解。其实，亚分子层次也可以归为分子层次；当然也不是非常确切的，有些科学家就专门研究“分子片”等分子的结构单元。 在分子层次之上是超分子层次（supramolecular scale）。超分子是什么呢？