化學給我們帶來什么

“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。今年是俄羅斯化學家門捷列夫發現元素周期律并編制出元素周期表的第150周年，為慶祝這一重大科學發現，聯合國宣布確立2019年為“國際化學元素周期表年”并在全世界范圍推出系列紀念活動。無論元素周期表是否被發現，化學元素的規律還在那里，未曾改變。只是在這個規律的指導之下，我們可以對化學進行更系統性研究，取得更多突破。

發現

每個化學研究室的墻上都必備一張元素周期表，可以說這是化學研究歷史上最重要的一份研究成果，沒有之一。它的創建要歸功于俄國化學家德米特里·門捷列夫。

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，背后是多少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，1869年3月份，他將當時已知的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，化學世界上百種元素，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。

150周年來臨之際，元素周期表大家庭又增添了新成員，2016年增加了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。化學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……

化學是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。

無論元素周期表是否被發現，化學元素的規律還在那里，未曾改變。只是在這個規律的指導之下，我們可以對化學進行更系統性研究，取得更多突破。

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。科學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。你想問，我們生活中哪些是化工產品？那么可以說，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。

想到幾年前一個著名化妝品廣告詞“我不要化學”，當然現在也有很多種化妝品都在標榜“純天然成分”，這在懂化學的人眼里是愚蠢可笑的。所謂的“純天然成分”（假設是真的），都是用化工試劑從植物提取出來的，化妝品的包裝、增稠劑、溶劑等都是石油轉化的產品。也就是說，要做真正離開“化工”的純天然產品，就是把樹葉和花瓣加上石油用碾子搗碎后敷在臉上。至于擠出的白白的膏狀物，不經過化工合成還真做不出來。

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，到高血壓藥物卡托普利，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。《我不是藥神》中的“主角”白血病治療藥物伊馬替尼，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中會考、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。