化學給我們帶來什么？

文/陳頤

化學元素周期表年專題

“氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖……”還記得中學化學元素周期表上這一串字符嗎？一張神秘莫測的化學元素周期表，是許多人人生旅程的重要一站，承載著我們的少年時光。

1869年被認為是Dmitri Mendeleev（德米特里·門捷列夫）發明元素周期表的一年，2019年則是元素周期表誕生的第150周年。聯合國大會宣布2019年是“國際化學元素周期表年”。

元素周期表，方方正正，排列井然有序，世間所有元素之間的規律是如此簡單明了。但繪出這樣一份簡單的表格，背后是無數科學家數十年夜以繼日的心血。門捷列夫在先前多位科學家對各類化學元素不斷研究發現的基礎上，于1869年3月，將當時已知的63種元素寫在卡片上，并根據化學和物理性質將它們進行排列。把化學研究當作“打撲克”一樣的游戲，這讓多年從事化學研究的老專家們有一種“醍醐灌頂”的感覺。

科學往往就是這么“簡單”而有趣。物理世界的電、磁場、力，它們之間的聯系僅僅是幾個簡單的公式；同樣，化學世界里的百種元素，全被門捷列夫這一張周期表“安排得明明白白”：每一縱列元素化學性質相似，每一橫列從左至右元素的反應規律依次遞變。

元素周期表揭示了物質世界的秘密，把一些看來似乎互不相關的元素統一起來，組成了一個完整的自然體系。它的發明，是近代化學史上的一個創舉，對于促進化學的發展起了巨大推動作用。

門捷列夫的天才之處體現在他為元素周期表留出的空白之中。他意識到某些元素是缺失的，還有待被發現；有些元素的原子量不符合它的規律，結果證明是原來的測定有錯誤。先前的科學家只是將已知元素進行排列，只有門捷列夫為未知元素留出了空間。

更令人驚訝的是，他準確地預測了缺失元素的性質。就在門捷列夫發表他新編的化學元素周期表3年后，法國化學家布瓦博德明發現了新元素鎵。在門捷列夫預言的“類鉛”以后，他預言的11種元素一一被人找尋到。

他在元素周期表中，不僅預見到19世紀末化學元素的發現，甚至對20世紀發現的放射性元素，以及“二戰”后出現的人工元素，也在周期表中預約定位。

2016年，元素周期表大家庭增加了4種新元素：113號元素Nh(nihonium)、115號元素Mc(moscovium)、117號元素Ts(tennessine)和118號元素Og(oganesson)。這4種元素花了10年時間，而且通過全世界科學家的共同努力才最終獲得確認。

價 值

化學離我們有多近？“化學是一切生命的基礎。”美國化學學會會員李力紅說。從就讀北大化學系本科到在美國博士畢業，她一直從事與化學有關的工作，如今已是美國化學學會的一名資深會員。

李力紅說：“你聽到的、看到的、聞到的、嘗到的、摸到的一切都與化學物質有關。聽覺、視覺、味覺和觸覺都涉及你體內一系列復雜的化學反應和相互作用?；瘜W不僅限于燒杯和實驗室，它就在我們身邊。我們越了解化學，就越能感觸我們的世界。”

科學家認為一切都是由化學元素構成的。盡管世界上存在無數種物質，但從微觀領域看，無非是這100余種元素的不同排列方式；我們周圍常常接觸到的物質，也許只有幾十種。

一杯普通的水，組成元素是氫和氧，還有其他一些組成礦物質的元素，比如鈉、鈣、鎂、氯等；一棟建筑物，從非金屬元素的硅、氧、氫，到金屬元素的鐵、鋁、鎳等，組成就復雜得多；從地上拔一根草，里面有豐富的鉀、鈉、鎂等元素，因此有人對你說某某保健品中含有上述幾類元素，其實與幾棵雜草沒區別。

化學研究物質及其能發生的變化，在一定程度上了解化學，對理解我們周圍的世界至關重要。了解物質的基本性質，預測和解釋它們在反應形成新物質時的變化，是化學研究的基本內容。

應用

與其說我們身邊有哪些化學應用產品，毋寧說我們身邊哪種產品不是化學應用的產物?？茖W家們創造了大自然中不天然存在或難以獲取的東西，同時把這些創造進行理論總結后不斷擴大生產。把數學、物理學、化學應用于生產實踐，讓人類在19世紀末和20世紀的生產力進步遠遠超過過去數千年的總和。

化學反應的本質是將自然存在的物質重新組合成另一種物質，化工則是把這種組合的過程擴大到現實應用中。

我們生活中哪些是化工產品？你所接觸的一切與塑料、有機材料有關的產品，其前身都是又黑又黏的石油，經過化工的改造后變成了燃料、變成我們日常接觸到的東西。倒推回上世紀之前，這些東西都是沒有的。

現代藥學更是化工合成的重要實踐。翻開藥典，從治療糖尿病的二甲雙胍，到控制高血壓藥的物卡托普利、止痛退燒的對乙酰氨基酚，各類疾病的常見藥物都是化工合成的產物；一些天然藥物，也離不開依靠化工產品的車間化提純過程。

當今，藥物合成更是向著“高分子藥物”轉化?！段也皇撬幧瘛分械摹爸鹘恰卑籽≈委熕幬镆榴R替尼，化學式C29H31N7O，分子量493.60，結構非常復雜。但這種藥物卻被稱為“小分子藥物”，與動輒幾十萬、幾百萬分子量的“蛋白質高分子藥物”相比算是個“小豆丁”。隨著“高分子藥物”不斷研究進步，人類的生物密碼或許能被部分破譯，癌癥、先天性疾病或許有治愈的希望。

盡管大多數人背不下來元素周期表，學過的一點化學皮毛也會隨著高考的結束而被遺忘，但我們生活中每一天的點點滴滴都離不開化學，社會科技進步中化學研究也起到十分關鍵的作用。正值化學元素周期表問世150周年，紀念元素周期表的發現，也是紀念并感恩現代化學發展為我們社會作出的貢獻。