化学:

化學是一門研究物質的性質、組成、結構、變化，以及物質間相互作用關係的科學。「化學」一詞，若單從字面解釋就是「變化的科學」之意。化學如同物理皆為自然科學之基礎科學。很多人稱化學為「中心科學」(Central science)，因為化學為部分科學學門的核心，例如材料科學、奈米科技、生物化學。

化學研究的對象涉及物質之間的相互關係，或物質和能量之間的關聯。傳統的化學常常都是關於兩種物質接觸、變化，即「化學反應」，又或者是一種物質變成另一種物質的過程。這些變化有時會需要使用電磁波，當中電磁波負責激發化學作用。不過有時化學都不一定要關於物質之間的反應。光譜學研究物質與光之間的關係，而這些關係並不涉及化學反應。

研究化學的學者稱為化學家。在化學家的概念中一切物質都是由原子或比原子更細小的物質組成，如電子，中子和質子。一堆原子結合以後可以成為各種其他物質，例如分子、離子或者晶體。

當代的化學已發展出許多不同的學門，通常每一位化學家只專精於其中一、兩門。在中學課程中的化學，化學家稱為「普通化學」(General Chemistry)。普通化學是化學的導論。普通化學課程提供初學者入門簡單的概念，相較於專業學門領域而言，並不甚深入和精確，但普通化學提供化學家直觀、圖像化的思維方式。即使是專業化學家，仍用這些簡單概念來解釋和思考一些複雜的知識。

名称及来历

「化学」一词被介绍到日本，取代了原先日语中的译法「舍密」^[3]。

英語中的「化學」(chemistry)一字的語源有多种说法。一种说法认为是由「鍊金術」(alchemy)得名的。英語中"alchemy"一词源於古法語的"alkemie"和阿拉伯語的"al-kimia"，意為「形态变化的学问」(the art of transformation)。阿拉伯语中的"kimia"一字則源於希腊語。

亦有另一种说法认为英語中的"chemistry"一字源自埃及语中的"kēme"一字，意思是「土」(earth)。

歷史

人类早期对火的认识

最早的化學要算是人類對火的研究。對於當時的人來說，火可以將一種物體變成另一種物體，所以成為了當時人最有興趣研究的現象。如果沒有火，人類不會發現到鐵和玻璃的製造方法。

炼金术

人類發現了黃金這種貴重的金屬之後，很多人轉而研究怎樣把其他物質變成黃金。公元前300年至1500年，煉金術士皆研究如何將一些便宜的金屬轉化成黃金，因此累積了金屬的提取和處理有關的觀察和技術。有些煉金術士主要的工作是製造藥物，中國當時亦有所謂煉丹術。2000年前，人類己廣泛使用金、銀、汞、銅、鐵和青銅。當時的人類文明，對於陶瓷、染色、釀造、造紙、火藥等在工藝方面已有一定成就，在技術經驗上，對物質變化的理解已有一定觀察和文獻累積。

早期化学

近代化学

當代化學

當代化學大致分為四大學門，各學門又有許多延伸的子學門和應用化學領域。

基本概念

命名法

原子

一粒原子是由原子核及外圍帶負電荷的電子組成的粒子，一般而言是化學研究的最小尺度範疇。原子核由質子和中子組成。電子帶負電荷，質子帶正電荷，個數相同使得電荷平衡，令整個原子呈中性。

元素

一種元素即是所有原子核內有一樣多的質子的原子的統稱，例如氫這種元素中所有原子都是只有一粒質子。這個概念換過來說亦可：所有原子核中有六粒質子的原子都是碳，所有原子核中有九十二粒質子的都是鈾。元素亦有另一定義，就是所有不可以用化學方法分解的物質都是元素。

在這麼多種列舉元素的方法中，最常用和最方便的莫過於元素週期表。週期表根據原子序數來排列原子，而原子序數就是一粒原子中質子的數量。因為這個奇怪的排列，排在一起的元素，無論是同一個直行、同一個橫行還是純粹在附近，都有一些大致上固定的關係。

同一種元素可能有很多個不同的同位素。它們除了重量有些分別，或者有的因為太多、太少中子而導致原子核不穏定之外其他東西大致一樣。

化合物

化合物是一些以不同元素用固定比例結合而成的物質。成份的比例決定了它的化學特性。例如水是用氫同氧以二比一組合而成，結果它三個原子之間就造了一個104.5度的角度出來。不同化合物及元素之間的變化稱為化學反應。

分子

一個分子是化合物的最根本組織，不用化學方法是拆不開的。大部分分子都是由兩個或以上原子組成，但是都有些特例，例如氦氣分子，只有一個原子。這些原子，如果多於一個，是由化學鍵結合。

離子

離子是带电荷的物质，可以由原子或分子失去或得到电子形成。正離子（例如鈉離子Na⁺）和負離子（例如氯離子Cl^-）結合可以成為電荷中性的鹽（例如食鹽NaCl）。有些離子是由幾個原子組成，而它們進行化學作用的時候又不會分离，例如磷酸根離子(PO₄^3-)、銨離子(NH₄⁺)。气相的离子通常被称为等离子体。

化學品

化學品泛指一切有確實化學構造及化學成份的物質，所以又稱化學物質。它們可以是元素、化合物或混合物。日常生活中，我們會遇到的東西多數都是混合物，例如合金。

化學鍵

化學鍵是指組成分子或材料的粒子之間互相作用的力量，其中粒子可以是原子、離子或是分子。化學鍵的物理本質來自於原子和原子之間電子的電力，量子力學上意指原子間電子的波函數線性疊加。化學鍵是化學最重要的概念之一，物理理論本質由萊納斯·鮑林建立。化學家為能簡潔表述化學鍵並規避量子力學的複雜性，將化學鍵分類為共價鍵、離子鍵和金屬鍵，較弱的鍵結如氫鍵等。無論分類為何，其物理本質都是相同的。

分子间力

分子间力是不同分子之间的作用力，主要有氢键，范德华力，亲水作用／疏水作用等，这种作用力比化学键弱，容易打开或重新组合，但是是形成分子空间排列和架构的重要作用力，是现代化学的重要研究方向之一。

物理特性

物質有時會是液體，有時會是固體，有時會是氣體，這些叫作物質的相態。一件物質是否軟、透不透光、透光的話它的折射率是多少，這些都是一件物質的物理特性。總而言之，物理特性即是一種物質不靠化學作用都可以斷定到的特性。

化學反應

化學反應是一種物質轉變為另一種物質的過程，涉及分子中元素的交換和化學鍵的轉移、形成或消失。化學反應形成的改變既可令很多獨立的分子結合，也可將一個較大型的分子拆開成為很多獨立的小分子，甚至是同一分子內有原子移動，即使原子的數量沒有改變，但仍會構成化學反應。

定律

学科分类

参看

註釋及参考資料

^ 參看《朗文化學詞典》，香港：朗文出版社出版，1997年
^ 有關「化學」一詞的譯名來源亦可參看译名「化学」的诞生
^ 註釋：「舍密」一字是音譯自荷蘭語中的"chemie"一字的

参考文獻

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