1.1.1 化学简介

化学（Chemistry）是一门研究物质（Matter）的结构（Structure），性质（Property）的自然科学（Natural science）。


化学研究的对象是物质，化学定义下的物质是任何有质量（Mass），通过体积（Volume）来占据空间的“东西”（Substance）[1]。生活中常见的水，空气，木头，塑料，泥土，食物，都是物质。

  • 思考1（超纲警告）：所有能看见能摸到的“东西”都是物质吗？

  • 思考2：电磁场属于物质吗？


依据研究的物质以及关心的方面不同，化学可以分为以下四大分支，简称四大化学：

  • 分析化学（Analytical chemistry）：开发分析物质成分、结构的方法

  • 物理化学（Physical chemistry）：从物理角度解释化学现象的原理

除此之外，化学还有一些很重要的分支，比如生物化学，高分子化学，环境化学，天体化学，等等。


物质的结构决定性质，性质决定功能。这句话指导绝大多数的化学研究，贯穿所有的化学领域，读者将在本指南的各个章节反复看到这句话。


化学可以可信地回答一些自然科学的相关问题，比如：

  • 为什么铁会生锈？（无机化学：金属的氧化反应）
  • 为什么沙子不溶于水，但是盐可以？（无机/结构化学：溶解度）
  • 为什么洗手液能让手洗的更干净？（有机化学：表面活性剂）
  • 为什么树叶是绿色的？（有机/物理化学：分子的紫外-可见光谱）
  • 为什么微波炉能加热食物？（物理化学：水分子的结构）
  • 为什么糖是甜的？（生物化学：受体蛋白与甜味分子识别）

以及一些哲学问题：比如“物质是由什么组成的？”“可以无限细分物质吗？”

各位将在本指南的后续章节找到这些问题的答案。