第一篇：油條與化學

油條與化學

首先是發(fā)面，即用鮮酵母或老面（酵面）與面粉一起加水揉和，使面團發(fā)酵到一定程度后，再加入適量純堿、食鹽和明礬進行揉和，然后切成厚1厘米，長10厘米 左右的條狀物，把每兩條上下疊好，用窄木條在中間壓一下，旋轉(zhuǎn)后拉長放入熱油鍋里去炸，使膨脹成一根又松、又脆、又黃、又香的油條。在發(fā)酵過程中，由于酵 母菌在面團里繁殖分泌酵素（主要是分泌糖化酶和酒化酶），使一小部分淀粉變成葡萄糖，又由葡萄糖變成乙醇，并產(chǎn)生二氧化碳氣體，同時，還會產(chǎn)生一些有機酸 類，這些有機酸與乙醇作用生成有香味的酯類。反應產(chǎn)生的二氧化碳氣體使面團產(chǎn)生許多小孔并且膨脹起來。有機酸的存在，就會使面團有酸味，加入純堿，就是要 把多余的有機酸中和掉，并能產(chǎn)生二氧化碳氣體，使面團進一步膨脹起來；同時，純堿溶于水發(fā)生水解；后經(jīng)熱油鍋一炸；由于有二氧化碳生成，使炸出的油條更加 疏松。

從上面的反應中，我們也許會耽心，在油條時不是剩下了氫氧化鈉嗎？含有如此強堿的油條，吃起來怎能可口呢？然而其巧妙之處也就在這里。當面團里出現(xiàn) 游離的氫氧化鈉時，原料中的明礬就立即跟它發(fā)生了反應，使游離的氫氧化鈉經(jīng)成了氫氧化鋁。氫氧化鋁的凝膠液或干燥凝膠，在醫(yī)療上用作抗酸藥，能中和胃酸、保護潰瘍面，用于治療胃酸過多癥、胃潰瘍和十二指腸潰瘍等。常見的治胃病藥“胃舒平”的主要成分就是氫氧化鋁，因此，有的中醫(yī)處方中談到：油條對胃酸有抑 制作用，并且對某些胃病的一定的療效

第二篇：三次采油化學驅(qū)油技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目 錄

寫作提綱........................................................................................................................2 內(nèi)容摘要........................................................................................................................2 關(guān)鍵詞............................................................................................................................2 一、三次采油技術(shù)........................................................................................................3

二、我國三次采油技術(shù)的現(xiàn)狀....................................................................................4

三、化學驅(qū)油技術(shù)的發(fā)展............................................................................................6

（一）聚合物驅(qū)油技術(shù).........................................................................................6

（二）復合驅(qū)油技術(shù).............................................................................................7

（三）新型化學驅(qū)油劑的研制.............................................................................7

1、石油磺酸鹽................................................................................................8

2、石油羧酸鹽................................................................................................8

3、改性木質(zhì)素成酸鹽....................................................................................8

4、烷基苯磺酸鹽............................................................................................8

四、中國的三次采油技術(shù)發(fā)展趨勢............................................................................9

五、結(jié)束語..................................................................................................................13 參考文獻......................................................................................................................13

寫作提綱

1、三次采油技術(shù)介紹。

2、我國三次采油技術(shù)現(xiàn)狀。

3、主要的三次采油技術(shù)：化學驅(qū)采油技術(shù)。1）聚合物驅(qū)油在采油中的應用。2）復合驅(qū)油在采油中的應用。

3）新型化學驅(qū)油及新型驅(qū)油技術(shù)在不同巖石種類的底層中應用。

4、結(jié)合我國目前的現(xiàn)狀，分析三次采油技術(shù)在我國采油行業(yè)中發(fā)展的趨勢。

內(nèi)容摘要：三次采油是油田開發(fā)技術(shù)上的一次飛躍，與二次采油相比，它借助物理和化學的雙重作用，提高驅(qū)油的波及體積和效率。經(jīng)過近20年的研究和實踐，中國的化學驅(qū)油在技術(shù)、規(guī)模、效果等方面均已走在世界前列。近30個礦場的表明，聚合物驅(qū)可提高采收10%，復合驅(qū)可提高采收率15%-20%。1997年，中國聚合物驅(qū)增油量303×10t，“九五”期間增油1500×10t.中國的油田多為陸相沉積和陸相生油，預測二次采油的平均采收率為34.2%，近百億噸儲量留在地下。這一條件為中國的三次采油提供了巨大潛力。今后，中國的三次采油要在驅(qū)油機理、深化對油藏的認識、降低驅(qū)油劑成本和用量、先期深度調(diào)剖、提高工程的整體經(jīng)濟效益等諸方面加強研究，最大限度地提高采收率和經(jīng)濟效益。

44關(guān)鍵詞：三次采油 化學驅(qū) 復合驅(qū) 經(jīng)濟效益

采油化學驅(qū)油技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 一、三次采油技術(shù)

石油是一種非再生的能源, 是發(fā)展石化工業(yè)的基礎(chǔ)原料, 同時也是國家的重要戰(zhàn)略物資, 關(guān)系到國民經(jīng)濟的全局。石油采收率不儀是石油工業(yè)界, 而且是整個社會關(guān)心的問題。石油開采可分為三個階段。一次采油是依靠地層能量進行自噴開采, 產(chǎn)量約占蘊藏量的一。在地層能量釋放以后用人工注水或注氣的方法, 增補油藏能量, 維持地層壓力, 使原油得到連續(xù)開采, 稱之為二次采油, 其采收率約為巧一。當二次采油開展幾十年后, 剩余油以不連續(xù)的油塊被圈捕在油藏砂巖孔隙中, 此時采出液中含水一卯, 有的甚至高達, 這時開采已沒有經(jīng)濟效益。為此約有印一的原油只能依靠其它物理和化學方法進行開采, 這樣的開采稱之為三次采油, 國外亦稱田祀甲技術(shù)。

20世紀40年代以前, 油田開發(fā)主要是依靠天然能量消耗開采, 一般采收率僅5%～10%, 我們稱為一次采油。它反映了早期的油田開發(fā)技術(shù)水平較低,使90% 左右的探明石油儲量留在地下被廢棄。隨著滲流理論的發(fā)展, 達西定律應用于油田開發(fā), 人們認識到油井產(chǎn)量與壓力梯度呈正比關(guān)系, 一次采油采收率低的主要因素是油層能量的衰竭, 從而提出了人工注水(氣), 保持油層壓力的二次采油方法, 使原油采收率提高到30%～40%。這是至今世界上各油田的主要開發(fā)方式, 是油田開發(fā)技術(shù)上的一次大飛躍。但二次采油仍有60%～70%的油剩留地下。為此, 國內(nèi)外石油工作者進行了大量研究工作, 逐步認識到制約二次采油采收率提高的原因, 從而提出了三次采油新方法。

大量實踐和理論研究證明, 油層十分復雜,具有非均質(zhì)性, 油、水、氣多相流體在油層多孔介質(zhì)中的滲流過程十分復雜。不僅注入水(氣)不可能活塞式驅(qū)油, 不可能波及到全油層, 而且在多相滲流過程中, 受粘度差、毛細管力、粘滯力、界面張力等的影響, 各相流量將隨驅(qū)油過程中各相飽和度的變化而變化。只有進一步擴大注入水(氣)波及體積, 提高驅(qū)油效率, 才能大幅度提高采收率。由此, 人們在非均質(zhì)性的油層提出了多種三次采油方法, 一種是旨在提高注入水粘度、降低油水粘度差、提高注入水波及體積的聚合物驅(qū);第二種是旨在降低界面張力、提高注入水驅(qū)油效率的表面活性劑驅(qū)、堿驅(qū)、混相驅(qū);第三種是80 年代后期發(fā)展起來的既可擴大波及體積又可提高驅(qū)油效率的復合驅(qū)。三次采油遠不同于二次采油。二次采油是依靠人工補充油層能量的物理作用提高采收率, 而三次采油方法是在注水保持油層壓力基礎(chǔ)上, 又依靠注入大量新的驅(qū)油劑, 改變流體粘度、組分和相態(tài), 具有物理化學的雙重作用, 不僅進一步擴大了注入水波及范圍, 而且使分散的、束縛在毛細管中的殘余油重新聚集而被采出。因此, 三次采油要求更精細地掌握分散原油在地下油層中的分布, 研究新的驅(qū)油劑與十分復雜的巖石礦物、流體的物理-化學作用;探索并掌握非牛頓流體多相滲流的基本規(guī)律。從而正確合理地進行油田開發(fā)部署-2。據(jù)報道, 該表面活性劑的表面活性高, 有較強的抗二價陽離子能力、價格便宜而且來源豐富, 有廣泛的應用前景。

3、改性木質(zhì)素成酸鹽

木質(zhì)素磺酸鹽由于其表面活性差, 因此主要用作犧牲劑或助表面活性劑。它和石油磺酸鹽復配有很好的增效作用, 復配體系可達到超低界面張力的要求, 具有很好的應用前景。目前已有中試產(chǎn)品。

4、烷基苯磺酸鹽

大慶油田所開展的五個以進口表面活性劑為主劑的三元復合驅(qū)礦場試驗中, 有四個是使用美國SCI 公司的ORS 系列產(chǎn)品。這些國外進口的表面活性劑雖然性能優(yōu)良, 但價格昂貴, 因而研制可以工業(yè)化生產(chǎn)的國產(chǎn)表面活性劑具有重要的實踐意義。2000 年大慶油田研究院研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的強堿烷基苯磺酸鹽表面活性劑。表面活性劑的各項性能決定于其組成結(jié)構(gòu), 進一步深入開展活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系研究, 從本質(zhì)上揭示活性劑結(jié)構(gòu)與形成超低界面張力的關(guān)系,并據(jù)此進行分子設計以獲得界面活性更為高效、對原油的適應性更為寬泛的表面活性劑, 同時, 準確地闡述活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系也可避免研究工作的盲目性, 從而為復合驅(qū)的工業(yè)化應用提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保證。

四、中國的三次采油技術(shù)發(fā)展趨勢

我國油田主要分布在陸相沉積盆地, 以河流-三角洲沉積體系為主。受氣候和河流頻繁擺動的影響, 儲油層砂體縱橫向分布和物性變化均比海相沉積復雜, 泥質(zhì)含量高, 泥砂交錯分布, 油藏非均質(zhì)性遠高于主要為海相沉積的國外油田;陸相盆地生油母質(zhì)為陸生生物,原油含蠟高、粘度高。這種陸相沉積環(huán)境和生油條件, 加大了油田開發(fā)難度。理論和現(xiàn)場試驗均說明, 三次采油可以大幅度提高采收率。但從總體上說, 世界三次采油仍處于試驗研究階段, 至今未進入大規(guī)模工業(yè)化應用。其主要原因, 一是三次采油機理復雜, 涉及多學科、多專業(yè);另一個很重要的原因是投入高和風險大。根據(jù)我國三次采油礦場試驗粗略的經(jīng)濟評估,一般聚合物驅(qū)每噸原油成本比水驅(qū)增加200～300元, 復合物驅(qū)將增加300～500 元左右, 每個企業(yè)受經(jīng)濟效益制約, 都有一個可承受的原油成本極限。因此, 以提高三次采油經(jīng)濟效益為中心, 進一步發(fā)展三次采油技術(shù), 才能更好地推動我國三次采油工業(yè)化的應用。

我國CO2、天然氣探明資源不足, 大多數(shù)油藏混相壓力高, 不具備混相驅(qū)條件。因此, 我國三次采油主要發(fā)展化學驅(qū)。大慶在好油層進行化學驅(qū)油(尤其是聚合物驅(qū)油),已取得大幅度增加可采儲量的好效果, 差油層投入化學驅(qū)油, 技術(shù)和經(jīng)濟效果都將發(fā)生變化。進一步開發(fā)新技術(shù), 降低成本, 提高經(jīng)濟效益仍將是三次采油工業(yè)化推廣應用的重大課題。1996年大慶開始在薩北、喇南, 在注聚合物前進行了深度調(diào)剖井組試驗, 后來的聚合物驅(qū)增產(chǎn)原油高于其他井組, 聚合物產(chǎn)出濃度大幅度降低。這項新技術(shù)的應用, 將會使大慶化學驅(qū)油的經(jīng)濟效益進一步提高, 推廣規(guī)模更大。勝利油田化學驅(qū)油地質(zhì)條件遠比大慶復雜, 孤島、孤東油田, 地下原油粘度高達60mPa·s以上, 油層溫度65～80℃, 長期注水開發(fā), 使特高滲透疏松砂巖已形成錯綜復雜的大孔道, 再加上地處淡水缺乏地區(qū), 這些不利因素, 直接影響三次采油開發(fā)效果和經(jīng)濟效益, 為此給三次采油的應用提出了一批需要攻克的新課題。如以搞清水竄大孔道分布為中心的油藏精細描述新方法;針對特大孔道的封堵和深度調(diào)剖新技術(shù);油田污水配制聚合物溶液提高粘度新技術(shù);以及抗溫、抗鹽、廉價的聚合物研制等。這些技術(shù)的突破, 將會大大降低化學劑用量和提高驅(qū)油效率, 從而為三次采油應用創(chuàng)造更廣闊的工業(yè)化應用條件。我國還有些更為復雜的油田, 有經(jīng)濟條件更為困難的老油田, 應根據(jù)企業(yè)的條件, 地處的環(huán)境, 因地制宜地發(fā)展三次采油技術(shù), 如區(qū)塊整體深度調(diào)剖技術(shù), 有氣源地區(qū)注氣技術(shù)以及其它新技術(shù)。

二十世紀末, 我國的國有大中型企業(yè)面臨著前所未有的困境, 全國各大油田也出現(xiàn)了不同程度的虧損局面, 改制與重組成為迫在眉睫的任務。另外, 我國即將加人世界貿(mào)易組織, 這使國外的許多大石油公司可以進人中國參與競爭, 同時我國的石油公司也可以走出國門在國際上進一步拓寬發(fā)展空間。因此可以說, 中國的石油企業(yè)在二十一世紀面臨著巨大的挑戰(zhàn)和嚴峻的發(fā)展形式, 同時也將擁有更多的商業(yè)機遇和美好的發(fā)展前景。

目前我國已經(jīng)成為石油凈進口國, 而且進口額將逐年大幅增加。海灣地區(qū)的石油質(zhì)量優(yōu)良, 而且價格也比較低廉,是中國進口石油的主要地區(qū)。而依靠三次采油技術(shù)開采出的石油, 成本高, 油質(zhì)差, 后處理工序復雜、費用高。況且三次采油技術(shù)正處于發(fā)展階段, 還很不成熟, 有許多值得我們深人研究和探討的東西。這就對三次采油技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。但是, 從長遠發(fā)展來看, 繼續(xù)對三次采油技術(shù)進行研究是必不可少毋庸質(zhì)疑的。許多發(fā)達國家長期依賴進口石油, 但他們從來沒有忽略過對三次采油的實驗室研究。我國的石油絕大部分還是自己開采的, 因而更不能減少對三次采油研究的人力、物力和財力。

但是, 我國發(fā)展三次采油技術(shù)絕不能盲目, 要有目的、有步驟地進行研究, 當前和未來的一段時期內(nèi), 我們應按照以下方向發(fā)展三次采油技術(shù)：

1、三次采油是我國提高石油產(chǎn)量的迫切的戰(zhàn)略性的任務, 每一項三次采油苯術(shù)都應以中國實際地質(zhì)模型和原料為基礎(chǔ), 而不能直接采用國外技術(shù)。

2、發(fā)展三次采油技術(shù)應遵守實驗室研究先導性試驗擴大的示范試驗商業(yè)應用這一規(guī)律。同時注意探索最佳的試驗方法, 用最短的時間、最少的人力、物力和財力取得最好的效果。

3、三元復合驅(qū)油效率高, 成本低, 具有廣泛的應用前景。但有兩項工作必須開展一是從驅(qū)油機理上進一步深人研究, 二是要研制開發(fā)廉價高效表面活性劑, 降低成本, 為石油的大規(guī)模工業(yè)化三次開采奠定基礎(chǔ)。利用天然產(chǎn)物或工業(yè)廢料開發(fā)研制應用于三次采油的表面活性劑應成為今后降低三次采油成本的主攻方向。

4、相態(tài)和界面張力試驗及室內(nèi)模擬驅(qū)油試驗為篩選八三元復合驅(qū)提供了科學依據(jù), 但對決定驅(qū)油配方的指標和參數(shù)應該進一步研究確定。

總之, 三次采油技術(shù)在二十一世紀有廣泛的應用前景,我們必須作為一項長期的任務來開發(fā)它。我們相信, 三次采油技術(shù)的未來一定是美好的。

低滲與低壓就像一對孿生兄弟，處處伴隨著長慶油田。安塞油田是低滲低壓油田，靖安油田也是，西峰油田巨大儲量當中，絕大部分是特低滲的低油藏，然后是姬塬，又一個低滲低壓油田。低滲透油藏超前注水技術(shù)則有效地解決了這類油藏的開發(fā)問題。油藏的壓力系數(shù)是指油層的壓力與等深水柱壓力的比值。通常情況下，新井的壓力系數(shù)都大于1，也只有在壓力系數(shù)大于1時，油井才會有自然產(chǎn)能。但在長慶油田，這個系數(shù)通常都小于1。

注水和超前注水是油田開發(fā)中一項常用的技術(shù)，目的是為了增加地層壓力，形象地說就是為了把油“擠”出來。一般情況下，注水開發(fā)是指在油藏自然壓力衰竭時，常在二次采油中實施的一項技術(shù)措施。超前注水技術(shù)的最大特點是注水井在采油井投產(chǎn)之前投注，且要求地層壓力達到一定水平，并建立了有效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)的一種注采方式。由于鄂爾多斯三疊系特低滲透巖性地層油藏低滲低壓，幾乎所有的開發(fā)井在沒有措施之前，都沒有自然產(chǎn)能。由于壓力系數(shù)低，油藏開發(fā)中，一般都需要通過注水形成一個較大的啟動壓力，但由于大多數(shù)油藏裂縫發(fā)育，油層的壓力敏感性又比較強，如果注水壓力過大，又會導致油層過早水淹。在很長一段時間內(nèi)，注水技術(shù)成了長慶人揮之不去的煩惱。如何掌握注入速度，如何平衡地層壓力和注水壓力，成為突破特低滲透油藏注水開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過長期的探索，長慶油田利用滲流力學理論，結(jié)合油藏特點，經(jīng)過反復的實驗研究，總結(jié)出一套超前注水的注入速度、地層壓力保持水平、注水壓力等技術(shù)政策，形成了特低滲油藏的超前注水開發(fā)技術(shù)。目前，該項技術(shù)已經(jīng)成為長慶提高低滲油田單井產(chǎn)量、減緩遞減的法寶，在油田開發(fā)中起到了關(guān)鍵作用，使特低滲透儲量的可動用率得到大幅度提高。

對鄂爾多斯三疊系地質(zhì)研究表明，低滲透油藏孔隙結(jié)構(gòu)的特征主要是平均孔道半徑很小，且非均質(zhì)程度較大、孔道大小各不相同，即各種孔道需要不同的啟動壓力，原油滲流符合非達西滲流特征。采用超前注水，在超前的時間內(nèi)，只注不采，提高了地層壓力，當油井投產(chǎn)時，可以建立較高的啟動壓力，當超前時間達到某一值后，便建立了有效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)。同時，超前注水有利于提高油相相對滲透率。

根據(jù)對安塞油田巖芯的水驅(qū)油試驗，當水驅(qū)油壓力提高時，油相相對滲透率上升，而水相相對滲透率變化不大，這是由于同一滲透率條件下，油相的啟動壓力梯度較高，因此，提高壓力梯度，可使部分原不參與流動的油開始流動，致使油相相對滲透率上升。再次，超前注水還能避免因壓力下降造成的原油性質(zhì)變差。采用超前注水，可以建立有效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)，提高油相相對滲透率，并避免因壓力下降造成的原油性質(zhì)變差，從而提高單井產(chǎn)量。儲層內(nèi)的壓力傳遞，是通過巖層中微小孔隙內(nèi)的流體進行的，大量實際巖心室內(nèi)實驗表明，隨著孔隙壓力的降低，滲透率呈下降趨勢；當孔隙壓力升高，滲透率又會呈上升趨勢。

在長慶的超前注水技術(shù)中，注重均衡的地層壓力作用，使注入水在地層中均勻推進，首先沿滲流阻力小的較高滲透層段突進，當較高滲透層段的地層壓力升高后，注入水再向較低滲透層段流動，就會有更多的孔道加入到流動的行列，從而有效地提高了注入水的受效面積，達到提高采收率的目的。

1983年陜北三疊系石油勘探取得重大突破。幾乎與此同時，陜92井在試氣中獲得日產(chǎn)27噸純油的意外驚喜，靖安油田神秘的面紗初步被揭開。由于同樣屬于低滲透油田，而人們注意力投向了安塞油田，靖安被發(fā)現(xiàn)后并沒有探明，長期隱沒在安塞油田的光環(huán)之下。1995年，在安塞油田低滲透油藏開發(fā)技術(shù)實驗獲得成功，并投入規(guī)模開發(fā)的同時，靖安油田才走向前臺，結(jié)果后來居上，不僅探明儲量超過了安塞油田，而原油產(chǎn)量也迅速超過安塞油田。2005年，當安塞油田的原油產(chǎn)量突破200萬噸時，靖安油田已經(jīng)達到了300萬噸。但這兩個油田成功開發(fā)的共同點，就是注重超前注水技術(shù)的開發(fā)和應用。

對比研究表明，在安塞和靖安兩大油田，超前注水比同步注水可以提高采收率3%～5%。2000至2002年，在特低滲油藏基礎(chǔ)理論和室內(nèi)實驗研究的基礎(chǔ)上，長慶油田積極探索低滲油藏有效開發(fā)的新理論、新方法，并總結(jié)出低滲透油藏非達西滲流規(guī)律，提出了“啟動壓力梯度是影響單井產(chǎn)量的核心因素”的新理論，創(chuàng)新發(fā)展了以建立有效壓力驅(qū)替系統(tǒng)為核心的超前注水為主體的開發(fā)配套技術(shù)。2003～2005年，該項技術(shù)得到不斷完善，使超前注水后的穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)得到長足發(fā)展，目前已形成了開發(fā)技術(shù)政策圖版，并大面積推廣。近年來，在西峰、靖安、南梁、安塞、姬塬等油田實施超前注水技術(shù)，共動用地質(zhì)儲量2.8億多噸，建成產(chǎn)能462萬噸,據(jù)統(tǒng)計，超前注水區(qū)對應油井852口，初期平均單井日產(chǎn)油比相鄰區(qū)域非超前注水區(qū)油井初期產(chǎn)能高1.35噸，平均單井產(chǎn)量提高 20～30%。更可喜的是，超前注水技術(shù)作為長慶一項創(chuàng)造性的低滲油藏開發(fā)配套技術(shù)，已在吉林等油田大面積推廣。該項技術(shù)作為低滲透油藏提高單井產(chǎn)量新的核心技術(shù)，處于國際國內(nèi)領(lǐng)先水平。

五、結(jié)束語

我國三次采油技術(shù), 二十年左右重點攻關(guān), 取得了很大發(fā)展, 目前聚合物驅(qū)油開始走向工業(yè)化應用。三次采油技術(shù)是復雜的, 目前仍是世界性高新技術(shù)。驅(qū)油機理有待認識, 適應不同類型油藏地質(zhì)條件的新方法有待開發(fā), 圍繞降低成本的新技術(shù)有待發(fā)展,任重而道遠。減少石油儲量損失, 最大限度地提高采收率, 將是油田開發(fā)工作者的終身職責。讓我們?yōu)槲覈凸I(yè)的發(fā)展, 為石油開發(fā)的經(jīng)濟效益作出更大貢獻。

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第三篇：化學與文明

化學與人類文明

劉軍 1

肉和野果，住的是洞穴或地窩子，那時的人類甚至沒有意識到自己與自然界其他動物的不同之處。

根據(jù)考古學家的考證，至少在距今50萬年以前，可以找到人類持續(xù)用火的證據(jù)，在北京猿人生活過的地方，發(fā)現(xiàn)了經(jīng)火燒過的動物骨骼化石。有了火，原始人從此就告別了茹毛飲血的生活。吃烤熟的食物有利于增進人類的健康和智力，火的使用本身就是人類生存能力提高的一個重要標志。北京周口店也因此聞名全世界。后來，人們又學會了摩擦生火和鉆木取火，這樣的技術(shù)使火成為可以隨身攜帶的東西。人類學會了駕馭火，意味著化學的序幕正在拉開。

從遠古時代開始，人類便通過使用火、制造陶器、冶煉金屬和提取染料等一系列實踐活動，遠離了原始單調(diào)的生活方式，逐步進入到了文明社會。在這個進程中，化學活動始終伴隨著人類前進的步伐。

可以說，自始至終，化學都與人類的生產(chǎn)實踐活動密切相關(guān)。鉆木取火，用火燒煮食物，燒制陶器，冶煉青銅器和鐵器，都是化學技術(shù)的應用。正是這些應用，極大地促進了當時社會生產(chǎn)力的發(fā)展，成為人類文明進步的重要標志。

在人類文明的歷程中，化學的起源和發(fā)展來源于人類生活和生存的需要。在從最初的制陶、金屬冶煉、本草藥物、金丹術(shù)，到紙的發(fā)明、火藥的應用及幾乎一切手工業(yè)作坊的建立中，都可以體會到化學的起源和發(fā)展與人類最基本的生產(chǎn)活動的密切關(guān)系。

大約5000-10000年前，我們的祖先已會制作陶器，3000多年前的商朝已有了高度精美的青銅器，造紙和火藥同樣是化學史上的偉大發(fā)明。在中國，紙發(fā)明以前，人們常用竹木筒或帛做書寫材料，書寫的不便可想而知。據(jù)說漢武帝時期，東方朔的一個奏本就用了3000片竹筒，派了兩個人才抬到宮里，而絲帛的價格又太昂貴，非一般人所能用得起。從中可見紙對人類文明的重要性了。當封建社會發(fā)展到一定階段，生產(chǎn)力有了較大提高的時候，統(tǒng)治階級對物質(zhì)享受的要求隨之提高，在那個時代，皇帝和貴族是追逐時尚和奢侈的主體。他們的欲望不外表現(xiàn)在兩個方面：首先是希望擁有更多的財富，那是他們享樂的物質(zhì)基礎(chǔ)；其次，當他們擁有了巨大的財富以后，就希望永遠地享用下去。對長生不老的追求似乎也是個自然而然的事。公元前221年，秦始皇消滅六國，這意味著他從此擁有了天下，財富對他來說不再是個問題。唯一困擾他老人家的就是如何能夠長生不老。因此，尋求長生不老藥就成為當時社會所面臨的最緊迫的問題（其實是統(tǒng)治者所面臨的最緊迫的問題），這樣的大事毫無疑問要列入皇帝的議事日程中。這才有了徐福的故事和對神仙幻境的向往。那時候的秦朝皇宮里就有一大幫方士(煉丹家)日日夜夜為統(tǒng)治者煉制丹砂，即所謂的長生不老藥。

歐洲大陸和阿拉伯世界的煉金術(shù)士也在丹爐旁孜孜不倦地工作著，他們的目的也很明確，那就是點石成金，即用人工方法制造黃金。他們認為，可以通過某種手段把銅、鉛、錫、鐵等賤金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榻稹y等貴金屬。希臘的煉金術(shù)士就把銅、鉛、錫、鐵熔化成一種合金，然后把它放入多硫化鈣溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一層硫化錫，它的顏色酷似黃金。今天，我們也把金黃色的硫化錫叫做金粉，它可用作古建筑的金色涂料。而當時的煉金術(shù)士誤以為“黃金”已經(jīng)煉成了。

實際上，顏色的變化僅僅是一種表象，并不意味著黃金真的就可以這樣煉成。“點石成金”從來都是一個古老而充滿魅力的神話。雖然如此，他們長年辛勤的勞作并非都付諸東流。那些不畏艱辛、長年累月置身在被毒氣和煙塵籠罩的簡陋的丹爐旁工作的人就是早期的化學家，他們成天專心致志地探索著的，其實是化學科學的奧秘，那些不利于身心健康的工作場所就是最早的化學實驗室了。

他們?yōu)榛瘜W學科的創(chuàng)立積累了豐富的素材，也提供了許多成功的經(jīng)驗和失敗的教訓，總結(jié)出了一些化學反應的規(guī)律。在那個過程中，他們發(fā)明了蒸餾器、熔化爐、加熱鍋、燒杯及過濾裝置等。他們還根據(jù)當時社會的需要，制造出很多治病的藥、有用的合金或別的東西。他們把實驗方法和實驗結(jié)果整理成文，就成為后來的著作。那時候，他們創(chuàng)造了許多技術(shù)名詞。正是這些理論、實驗方法、儀器以及著作，奠定了化學作為一門科學的基礎(chǔ)。按今天的標準看，他們的行為是有些荒謬，但在歷史的層面上，他們是早期開拓化學科學的先驅(qū)。在對化學歷程的追溯中，我們發(fā)現(xiàn)，從古至今，伴隨著人類社會的發(fā)展和文明的進步，化學也經(jīng)歷了幾個重要的發(fā)展階段：

1）萌芽時期。遠古時代，人類社會有制陶、冶金、釀酒、染色等工藝，這些工藝主要是在實踐經(jīng)驗的直接啟發(fā)下經(jīng)過漫長時間摸索出來的，化學知識還沒有形成。但化學從那時就開始萌芽了，這是化學的萌芽時期。

2）金丹術(shù)和醫(yī)藥化學時期。在2000多年的時間里，煉丹術(shù)士和煉金術(shù)士們，在皇宮、在教堂、在自己的家里、在深山老林的煙熏火燎中，為求得長生不老的仙丹，為求得榮華富貴的黃金，開始了最早的化學實驗。記載、總結(jié)煉丹術(shù)和煉金術(shù)的書籍，在中國、阿拉伯、埃及、希臘以及后來的歐洲大陸都有很多。這一時期積累了許多化學知識，人們也知道了許多物質(zhì)間的化學變化，為化學的進一步發(fā)展準備了豐富的素材。在化學發(fā)展史上，這是非常重要的時期。

歷史上，煉丹術(shù)和煉金術(shù)幾經(jīng)盛衰，也越來越多地暴露了它荒誕的一面。因此，到了后期，化學方法轉(zhuǎn)而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當發(fā)揮。在歐洲文藝復興時期，出版了一些有關(guān)化學的書籍，第一次有了“化學”這個名詞。英語的單詞chemistry起源于alchemy，后者意為煉金術(shù)，可見化學與煉金術(shù)之間的淵源有多么深了。chemist至今還保留著兩個相關(guān)的含義：化學家和藥劑師。語言文字上的這種衍生關(guān)系可說是化學脫胎于煉金術(shù)和制藥業(yè)的文化遺跡了。

3）從1650年到1775年的100多年間，隨著冶金工業(yè)和實驗室經(jīng)驗的積累，人們總結(jié)了大量的感性知識，認為可燃物能夠燃燒是因為它含有“燃素”，燃燒的過程是可燃物中“燃素”放出的過程，可燃物放出“燃素”后成為灰燼。這種觀點能解釋當時的很多事實，在當時的化學界，“燃素說”盛行一時，這是這一時期化學的特點。

4）1775年前后，拉瓦錫用定量化學實驗闡述了燃燒的氧化學說，推翻了“燃素說”，開創(chuàng)了定量化學時期。這一時期建立了不少化學基本定律，提出了原子學說，發(fā)現(xiàn)了元素周期律，發(fā)展了有機結(jié)構(gòu)理論。所有這一切都為現(xiàn)代化學的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。這就是我們常說的近代化學時期。

5）20世紀初，量子論的發(fā)展使化學和物理學之間找到了更多的共同語言，這一理論解決了許多懸而未決的化學結(jié)構(gòu)問題。另一方面，化學又向生命科學滲透，解決了蛋白質(zhì)、酶等生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。此時，化學和其他科學的相互滲透和交叉更加突出，這一切工作開創(chuàng)了現(xiàn)代化學時期。在16、17世紀，中國算得上是世界上最先進的國家。1856年，英國傳教士韋廉臣在《格物探原》一書中提到了化學，這是“化學”首次在中國出現(xiàn)并開始使用。該書以清晰明快的筆調(diào)，概括地介紹了近代化學產(chǎn)生和發(fā)展的歷程，分析了化學基本概念和理論產(chǎn)生的歷史背景和對化學發(fā)展的重大意義，揭示了化學發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律和人類的思維方式，還涉及到了化學家的治學態(tài)度、思維藝術(shù)和研究方法，是一本很有價值和啟蒙意義的著作。

在近代化學發(fā)展史上，以波義耳為代表的一些化學家提出了元素概念，波義耳的元素概念雖然與今天的元素概念還有差距，但在當時卻是最先進的。他認為，不應該單純把化學看作是一種制造金屬、藥物等物質(zhì)的經(jīng)驗性技藝，而應把它看成是一門科學。因此，以波義耳為代表的那些人就是最先把化學確立為科學的人。我們在追溯化學發(fā)展史的時候，不應該忘記了他們。這樣的人還有近代原子學說的創(chuàng)立者道爾頓和分子學說的創(chuàng)立者阿佛加德羅。從那以后，化學就由宏觀領(lǐng)域進入到了微觀領(lǐng)域，對化學的研究也就進入到了原子和分子的層次上。

19世紀末，物理學上出現(xiàn)的三大發(fā)現(xiàn)（即x射線、放射性和電子）打開了原子和原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的大門，揭露了微觀世界更深層次的奧秘。等到熱力學理論引入化學以后，利用化學平衡和反應速率的概念，就可以判斷化學反應的方向和限度，并將平衡態(tài)和非平衡態(tài)進行關(guān)聯(lián)，物理化學的創(chuàng)立把理論化學提高到了一個新的水平。基于量子力學建立的化學鍵理論著重于分子中原子間結(jié)合方式的研究，這一理論使人類進一步了解了分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性能的關(guān)系，極大地促進了化學與生命科學和材料科學的發(fā)展。在人類文明的歷史進程中，化學領(lǐng)域的每項成就，都是那一群人集體智慧的結(jié)晶，都是他們執(zhí)著奉獻的結(jié)果。幾千年來，他們或許會淡出我們的視野，但他們所創(chuàng)造的業(yè)績卻沒有被湮沒。他們是創(chuàng)造歷史的真正的無名英雄。我在書中提到的只是他們當中的杰出代表，更多的英雄只存在于我們的想象中，甚至還在我們的想象之外。因此，讓我在這里以崇敬的心情向他們無私的奉獻和默默的創(chuàng)造表示心中最真誠的敬意。

因為他們在創(chuàng)造之路上勤奮好學、不畏艱險，因為他們百折不回、勇于實踐，還因為他們在不斷的否定中所表現(xiàn)出來的那種創(chuàng)新的精神。這正應了哲學家馬克思的那句話：“只有那些在崎嶇的道路上不畏艱險、勇于攀登的人，才有可能到達科學的頂峰。”他們的事跡帶給我們的，不僅是一種知識的進化和思維的啟發(fā)，還有一種力量的支撐、精神的鞭策和創(chuàng)造的信念。

今天，化學作為一門基礎(chǔ)學科和中心學科，在科學技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會生活的各方面都發(fā)揮著非常重要的作用。

隨著人類文明的進步和科學技術(shù)的提高，隨著國家教育發(fā)展戰(zhàn)略目標的明確，我們的社會需要更多具有創(chuàng)新精神與實踐能力的高素質(zhì)人才，而加強大學生文化素質(zhì)教育正是在這一背景下提出來的，也是其中重要的一環(huán)。多年來的文化素質(zhì)教育工作實踐證明，要使文化素質(zhì)教育工作取得實效，最主要的是必須把文化素質(zhì)教育貫穿在教學的全過程，融會在教學的各環(huán)節(jié)。

《化學與人類文明》以人類進化的宏大空間為背景，以化學發(fā)展的典型事件為主線，展現(xiàn)了人類從茹毛飲血的原始社會到近代文明社會化學的發(fā)展歷程。書中主要論述了化學在人類社會發(fā)展及生產(chǎn)、生活中的重要作用，也涉及到化學科學近期的部分成果，旨在強調(diào)對人類文明發(fā)展的推動作用。

很多年來，我對歷史有一種特殊的興趣，化學是我所學的專業(yè)和從事的工作，我對歷史的愛好必然要擴展到化學領(lǐng)域。寫一本化學與人類文明發(fā)展關(guān)系的書是我多年來的愿望。在本書的寫作中，我盡可能的貫穿了一種歷史觀和辯證自然觀，也盡可能的體現(xiàn)出科學史料的準確性。同時，文字的通俗簡約也是我追求的方向。希望這些努力能夠得到回報。

第四篇：化學與生命科學

淺談結(jié)構(gòu)化學與生命科學

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化學；生命科學；研究方法

前言

毫無疑問，生命科學與化學有著密不可分的聯(lián)系，我甚至認為生命科學就是用化學來解釋生命。然而，僅僅知道一種物質(zhì)的化學成分是遠遠不夠的，結(jié)構(gòu)才是其功能的基礎(chǔ)。我們知道，構(gòu)成元素相同的物質(zhì)，由于結(jié)構(gòu)不同，可能在功能上就相去甚遠：左、右旋光物質(zhì)的不同生理作用就是一個很好的例子。但是，我們不能孤立地來闡述生命科學與結(jié)構(gòu)化學的關(guān)系，也就是說不能把生命科學看成一塊，再把結(jié)構(gòu)化學看成另一塊，然后再說明他們間千絲萬縷的聯(lián)系；我認為，結(jié)構(gòu)化學與生命科學是揉合在一起的，很多結(jié)構(gòu)化學家在生命科學領(lǐng)域就有不凡的建樹。鮑林就是以化學向生物學滲透的先驅(qū)者，他不僅進行了大分子研究，還對鐮刀形細胞貧血分子病和大腦化學進行了大量的研究。然而我認為，最能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)化學與生命科學揉合一體的歷史故事，就是鮑林與沃森和克里克關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)之爭。在這個過程中，我們無法定義他們到底是化學家還是生物學家。而且，結(jié)構(gòu)化學的知識不僅為他們建立模型提供了理論支持，而且在幫助他們判別真理與謬誤、為他們的結(jié)論提供事實支持等方面起到了至關(guān)重要的作用。從這個故事中我們不僅可以看出，解決DNA結(jié)構(gòu)這個世界性的生命科學課題，是許多化學家、物理學家、晶體學家、生化學家共同努力的結(jié)果，而且能受到許多在科學研究上的啟發(fā)。在多學科交叉滲透的今天，我們更不能僅僅只重視專業(yè)課的學習，必須同時汲取其他學科的知識，為將來的研究打下基礎(chǔ)。

在一九二四年以前，沒有一個人真正懂得DNA的重要性。但就在那一年，科學家羅伯特?福爾根發(fā)現(xiàn)了一種方法能將DNA染成淡紫色。在這種方法的幫助下，科學家們發(fā)現(xiàn)DNA僅存在于細胞核中。到了一九三一年，科學家喬基姆?哈默林用實驗證明了植物長成什么樣子完全取決于細胞核。隨后的一切實驗事實都表明，發(fā)出遺傳信息的正是細胞核里的DNA。

于是，在美洲和歐、亞、非三洲各試驗室里的人們都開始研究這個問題。在美國，著名的化學家萊納斯?鮑林開始了對DNA的研究。在劍橋大學的卡文迪斯實驗室里，英國人弗朗西斯?克里克和美國人詹姆斯?沃森也著手進行對奇異的DNA結(jié)構(gòu)的探索。這是一場用結(jié)構(gòu)化學來解釋生命科學的競賽，也是“一個遠方傳奇大力士被兩個無名小卒砍倒的故事”。雖然我們已經(jīng)知道了這場競賽的結(jié)果，但我認為，這一探索的過

程更讓人留下深刻的印象。我將雙方的研究進行了一些對比，確實從中學到了一些東西，希望和大家一起探討。

一、雙方的開端：

當時的鮑林已經(jīng)是化學界的“權(quán)威”，他致力于蛋白質(zhì)的研究。1951年夏天，鮑林開始深入研究有關(guān)DNA的材料，并常常找人討論。他認為，與蛋白質(zhì)相比，弄清DNA的結(jié)構(gòu)不會很難，“這算不上一個最為緊迫的問題”。DNA在重量上是染色體的一種重要成分，但蛋白質(zhì)也一樣。大多數(shù)學者認為，蛋白質(zhì)部分最有可能包含著遺傳的信息。相對而言，DNA似乎就比較簡單了，它很可能只是一種結(jié)構(gòu)性的成分，只是用來幫助染色體折疊和打開的。鮑林就這樣認為。在1952年初，幾乎所有重要的遺傳學學者都持這一種觀點。我們可以看看后來鮑林自己的話：“我以前就知道DNA是一種遺傳物質(zhì)的論點，然而我沒有接受這一論點。你們知道，那時我正熱衷于蛋白質(zhì)的研究，我認為蛋白質(zhì)最有可能是遺傳物質(zhì)，不可能是核酸 當然，核酸也有作用。在我著述的有關(guān)核酸的文字材料中，我總會提到核蛋白的概念。當時，我考慮得更多的是蛋白質(zhì)，而不是核酸。”雖然如此，鮑林還是著手研究DNA的結(jié)構(gòu)。此時，他需要清晰的DNA X光照片，他曾先后寫信給相片持有者物理學家威爾金斯（英國）及其上司，但均遭拒絕。1951年11月，《美國化學學會學報》上刊登了一篇論述DNA結(jié)構(gòu)的文章。鮑林據(jù)其深厚的結(jié)構(gòu)化學基礎(chǔ)，一下子就看出這篇文章的結(jié)果是錯的；同時，此事刺激了他開始思考DNA是如何構(gòu)筑起來的問題。鮑林設想，如果堿基朝外，那么螺旋的內(nèi)核就應當是由磷酸堆積起來的。磷酸聚集在中間，堿基朝外，這與X射線的資料是“吻合”的。在鮑林的頭腦中，DNA結(jié)構(gòu)的問題就已經(jīng)轉(zhuǎn)化為如何將磷酸堆積在一起的問題了。我們現(xiàn)在知道，鮑林的這一開端是錯的，并最終使他敗給了沃森和克里克。另外還必須一提的是，鮑林對DNA研究總是被各種事務打斷，使他曾多次中斷自己的思路。是否是因為鮑林沒能看到威爾金斯的相片而導致他的失敗呢？暫且不回答這個問題，我們先來看看沃森和克里克是如何開始的。

在戰(zhàn)爭期間，克里克原來是從事武器方面研究的。后來他決定研究生物。于是他到劍橋大學學習分子學。至于沃森，他本來就一直在研究DNA。他到劍橋大學是為了對此作進一步的研究。他們都是熱心探索的人。“沃?克組合”相對于鮑林的地位可以說是“一個在天，一個在地”，他們并沒有引起人們多大的重視，也沒有引起鮑林的注意。他們就憑著一股勁和對目標的執(zhí)著追求開始了他們的研究。還必須提到的是另外兩位對他們的成功起著至關(guān)重要的作用的人：一位是上文提到的物理學家威爾金斯，另一位是青年女晶體學家羅莎琳德?富蘭克林。他們拍出了非常漂亮的DNA X光照片，不僅啟發(fā)了沃森和克里克，而且為他們的發(fā)現(xiàn)提供了佐證。

鮑林頗為自信，感到自己有能力解開DNA之謎。唯一的問題是，會不會有人搶先取得勝果，但是，他不會把這一點真正放在心上。他認為威爾金斯和富蘭克林兩人(更不用說沃森和克里克了)，沒有誰有足夠的化學基礎(chǔ)對鮑林產(chǎn)生嚴重的威脅。

二、對對手的不同看法：

鮑林是自負的，他不相信有人能夠在他之前發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu)，特別是他認為沒有人有他那樣深厚的化學功底。他“知道”，沃森是一個好學生，但因成績還不夠突出，因而他到加州理工學院當研究生的申請未被批準。克里克已經(jīng)三十五六歲了，還在讀研究生，年齡是大了一些。況且，卡迪文斯實驗室的科學家們至今尚未在任何競賽中打敗過鮑林。甚至有人認為，沃森和克里克看上去就像是一對“雜耍演員”。

而沃森和克里克則不同。對于年方19的沃森來說，鮑林是一位值得仿效的榜樣。在盧瓦蒙會議上，沃森就是圍聚在鮑林身邊的人之一，他十分用心地聽了鮑林的講話。克里克開始并不是鮑林的崇拜者，他是鮑林的競爭對手，因為鮑林曾用阿爾法螺旋表明他們的一篇關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的論文漏洞百出，讓克里克承受了由此而來的屈辱。從此，克里克借鑒了鮑林的研究方法。說實話，他們對鮑林這位怪杰都極為佩服。更重要的是，他們兩人都互相傾慕，他們可謂是天生一對。相對于鮑林來說，沃森和克里克謙遜多了。

三、研究方法及進程：

鮑林首先想到DNA的結(jié)構(gòu)可能是螺旋型，因為其他構(gòu)型與他所看到和掌握的照片資料不相符合。但他認為，DNA是由三條鏈互相纏繞在一起，磷酸處于中央的位置。之后，他的工作重點就聚焦于找出磷酸分子在中央合理的排列方法。雖然他知道自己提出的構(gòu)型不能完美地符合實驗測算得出的數(shù)據(jù)和X光衍射照片，但他認為這些都只是細枝末節(jié)的東西，就像他發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)阿爾法螺旋一樣 開始的時候也有難以解釋的數(shù)據(jù)，他大膽地將之忽略，而其后的事實證明了他這種策略是明智的。另外，鮑林有些急于求成，他希望能夠盡快地發(fā)表相關(guān)文章，搶在其他科學家之前，宣布自己再次成功地解決了又一世界性的難題。于是，他很快地發(fā)表了他“發(fā)現(xiàn)”的DNA結(jié)構(gòu)。

鮑林將自己的論文也寄給了沃森和克里克。他們兩人虛驚了一場，因為他們發(fā)現(xiàn)，鮑林設想的這種構(gòu)型是他們最初設想的結(jié)果，當時他們將這一結(jié)果給晶體學家富蘭克林看的時候，被她以充足的論據(jù)否認，因為水容量問題與這種構(gòu)型嚴重不符。也正是因為這次錯誤，他們兩人被認為不適合研究DNA構(gòu)型問題，被拆散到不同的課題組，從事別的研究。但沃森和克里克并沒有就此放棄，他們?nèi)匀凰较聢猿植恍傅剡M行研究和探索。他們在研究方法上一直就有共識：與其推導出復雜的數(shù)學模型，直接而又明確地解釋X光的衍射結(jié)果，還不如借助化學常識構(gòu)筑結(jié)構(gòu)的一個模型。正如沃森所說，他們決定“仿效鮑林，并在他本人發(fā)起的這場競賽中將他擊敗”。富蘭克林的批評已

經(jīng)促使他們將磷酸放到了分子的外側(cè)；又受到奧地利生物化學家切加夫的啟示，得知內(nèi)側(cè)各對堿基之間存在著一一對應的關(guān)系。他們開始設想，在螺旋中，嘌呤和嘧啶以某種方式挨次排列在分子中心下部。之后，他們看到了富蘭克林最新的DNA照片，不僅使他們確認了DNA是一種螺旋，而且他們得到了幾個主要參數(shù)。由此，他們開始著手制造模型，通過不懈的努力，最終獲得了成功。

可以看出，不論是成功者還是失敗者，他們都用了一種結(jié)構(gòu)化學中重要的研究方法 建模。同時，沃森和克里克不僅受到了多學科領(lǐng)域的科學家的啟示和幫助，而且他們自己都承認，他們的研究方法來源于偉大的化學家 鮑林。由此可見，生命科學是集多學科，特別是化學的大成所在，他與化學，乃至物理、數(shù)學的揉合可見一斑。

為什么鮑林會失敗？

鮑林有著深厚的化學知識作為自己研究的基礎(chǔ)。照常理而言，成功的應該是他，但他為什么輸給了沃森和克里克呢？鮑林輸在浮躁和自負上。他急于求成，因為DNA是當時最大的課題，他要去搶占這一高地。他沒有把研究的準備工作做好就想碰碰自己的運氣了。同時，他順利解決阿爾法螺旋給他套上了成功的光環(huán)，他的確是世界上解決巨分子結(jié)構(gòu)的最佳人選，但他也從此染上了自負的惡習，他以為自己不再需要做別人需要做的那些研究的準備工作了。他過于相信自己的直覺和運氣，結(jié)果輸?shù)袅诉@場大比拼。

沃森和克里克為什么會成功？

其實這個問題的答案從前面的敘述中都可以看出，但我覺得最重要的一點是不懈的思索與踏實的努力。克里克不就是在因頭疼而不得不休息，卻又忍不住開始計算時找到了有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的答案嗎？他們雖然被拆散到兩個不同的研究小組，但仍然踏實地合作與工作，正是這樣，幸運之神才降臨在他們的頭上。另外還有一點，就是他們沒有放過看似微不足道的東西。奧地利生物化學家切加夫?qū)A基一一對應的關(guān)系同樣告訴了鮑林，但卻沒有得到鮑林的重視，而沃森和克里克并沒有放過這一點，而最終獲得啟發(fā)，找到了DNA的正確結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)化學與生命科學的揉合已無需多說，我相信這種相互融合在將來會愈演愈烈。最后我想總結(jié)的是有關(guān)鮑林的研究方法，畢竟沃森與克里克的成功也來源于此，相信它對所有的科研者都會有所幫助：

鮑林的研究方法

實驗研究和理論探討相結(jié)合鮑林比一般的化學研究生掌握了更多的數(shù)學和物理學知識。他一方面是重視實驗，強調(diào)經(jīng)驗知識；另一方面又深信化學結(jié)構(gòu)問題可以通過應用現(xiàn)代物理學的理論來解決。

他常采用半經(jīng)驗的方法：既有根據(jù)物理學基本原理進行的演繹推導或論證，又有對實驗資料的歸納，二者互相補充。

量子力學與化學經(jīng)驗相結(jié)合鮑林在總結(jié)過去對離子半徑的研究時曾指出：“應用量子力學可以近似計算……但是，這種理論計算是十分復雜的，需要很大的工作量；因此，從化學方面考慮，最好有一套經(jīng)驗或半經(jīng)驗的離子半徑數(shù)據(jù)……”

他的主要做法是：

不斷提出新的概念，利用它來概括實驗資料和總結(jié)化學結(jié)構(gòu)規(guī)律。

發(fā)展簡單的理論。

努力把量子力學的研究成果轉(zhuǎn)譯成化學家的習用語言。

采用移植方法 開拓邊緣學科

鮑林不斷把結(jié)構(gòu)化學的理論和實驗方法移植到生物學、醫(yī)學以及核物理的研究中去。他按照自己的專長不斷地把新的理論原理和新的實驗方法移植于另一領(lǐng)域，解決新的研究課題，努力開拓新的邊緣學科地帶。這是他五十多年來研究成果綿綿不斷的重要原因。

直覺和模型方法

在鮑林的研究工作中，直覺的運用占有非常突出的地位。無論是鮑林本人還是別人對他的評述都常常提到直覺。綜合起來大致有以下表現(xiàn)：

1.是與數(shù)學計算不同的一種尋求答案的方式。

2.一種好奇心，它引起鮑林對某個科學課題的注意，并直接領(lǐng)悟到有可能用經(jīng)驗的方式來解答它。

3.和想象一樣，“不能歸結(jié)為僅僅采用通常的邏輯規(guī)則和過程”，它和某種“深邃的洞察力”有關(guān)。

4.鮑林對一個晶體的結(jié)構(gòu)的確定，分為兩步：一是推測，二是證實。這種“推測”，或者是鮑林本人自稱的“隨機方法”也在直覺之列。

5.“借助于對化學事實的非凡記憶”，是“經(jīng)過實踐”養(yǎng)成的。

從整體看待世界 從實踐對待科學

鮑林作為一位自然科學家，物質(zhì)世界的統(tǒng)一性對于他來說似乎是不言而喻的。鮑林重視理論思維，并不完全同意實證主義的見解。他強調(diào)自己“是純粹從實踐的方面對待科學；可以說是實用地對待科學。”貫穿鮑林研究方法中的極其寶貴的思想正是這種“從實踐的方面對待科學”的態(tài)度。

參考文獻

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中國自然辨證法研究會化學化工專業(yè)組《化學哲學基礎(chǔ)》編委會編著，《化學哲學基礎(chǔ)》，431-435，科學出版社，1986年12月。

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[美]L.鮑林著，《化學鍵的本質(zhì)》，VIII,上海科技出版社，1966年。

第五篇：化學與生活

化學與生活

姓名：劉歡歡學號：20120508110學院:信電工程學院

生活處處顯化學。

摘要：我們的日常生活，形形色色，豐富多彩。隨著人們生活水平的提高，人們越來越追求健康、高品位的生活，化學與生活的聯(lián)系也日趨密切。可以說，人們的生活——衣食住行，都屬于物質(zhì)范疇；而化學，作為一門物質(zhì)研究的基礎(chǔ)性學科，就與我們的生活息息相關(guān)。生活中處處有化學，化學在人類的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮了不可估量的作用。

關(guān)鍵詞：生活中的化學常識 化學生活小竅門

引言：化學是一門基礎(chǔ)自然科學,它是人類認識世界、改造世界的銳利武器。只要你留心觀察、用心思考，就會發(fā)現(xiàn)生活中的化學知識到處可見。人類生活壞境中的物質(zhì)，有的是天然存在的，比如我們喝的水、呼吸的空氣；有的是由天然物質(zhì)改造而成的，如我們吃的醬油、喝的酒，是由糧食加工和經(jīng)過化學處理得到的。更多的物質(zhì)不是天然生成的，而是用化學方法由人工合成的，如化肥、農(nóng)藥、塑料、合成橡膠、合成纖維等。它們形形色色、無所不在，使人類社會的物質(zhì)生活更加豐富多彩。放眼四顧，我們都會看到各種各樣的化學變化、五光十色的化學現(xiàn)象。可見，人們的生活離不開化學——生活處處顯化學。

1、生活中的化學常識

1.1 不要把菠菜和豆腐放在一起做菜

菠菜的維生素含量在各種蔬菜中是名列前茅的。一斤菠菜，約含胡蘿卜素(制造維生素A的原料)133克;含維生素C138克，比大家熟知的西紅柿的含量高一倍多。因此常吃菠菜對健康很有好處，對貧血、高血壓、軟骨病和牙出血等病癥也有很好的療效。

菠菜中含有很多草酸，不宜和豆腐放在一起做菜。因豆腐中的氯化鎂(鹵水MgCI2)或石膏(CaSO4)與草酸相遇就發(fā)生了化學反應，生成了不溶入水的草酸鎂或草酸鈣，沉積在血管壁上，影響血液循環(huán)，這一點對兒童的正常發(fā)育影響特別大。菠菜中的草酸還影響兒童對鈣的吸收。但菠菜的這個缺點是可以補救的，只要先用熱水將菠菜掏一遍，再放入涼水中浸泡20分鐘左右，這樣一來絕大多數(shù)的草酸就浸出來了。

1.2 不慎打碎體溫計，如何處理?

體溫計里裝的一般是水銀，不慎打碎體溫計，水銀外漏，灑落的水銀就會散布到地面上，空氣中，引起環(huán)境污染，繼而危害人體健康。因此體溫計打碎后，應妥善處理灑落的水銀，可先用吸管吸取顆粒較大的水銀，后在剩余水銀的細粒上撒些硫磺粉末，水銀和硫磺反應生成不易揮發(fā)的硫化汞，減少了危害。

1.3 油條與化學

首先是發(fā)面，即用鮮酵母或老面(酵面)與面粉一起加水揉和，使面團發(fā)酵到一定程度后，再加入適量純堿、食鹽和明礬進行揉和，然后切成厚1厘米，長10厘米左右的條狀物，把每兩條上下疊好，用窄木條在中間壓一下，旋轉(zhuǎn)后拉長放入熱油鍋里去炸，使膨脹成一根又松、又脆、又黃、又香的油條。在發(fā)酵過程中，由于酵母菌在面團里繁殖分泌酵素(主要是分泌糖化酶和酒化酶)，使一小部分淀粉變成葡萄糖，又由葡萄糖變成乙醇，并產(chǎn)生二氧化碳氣體，同時，還會產(chǎn)生一些有機酸類，這些有機酸與乙醇作用生成有香味的酯類。反應產(chǎn)生的二氧化碳氣體使面團產(chǎn)生許多小孔并且膨脹起來。有機酸的存在，就會使面團有酸味，加入純堿，就是要把多余的有機酸中和掉，并能產(chǎn)生二氧化碳氣體，使面團進一步膨脹起來;同時，純堿溶于水發(fā)生水解;后經(jīng)熱油鍋一炸;由于有二氧化碳生成，使炸出的油條更加疏松。

1.4 不能混食

(1)、.海鮮+啤酒易誘發(fā)痛風

海鮮是一種含有嘌呤和苷酸兩種成分的食物，而啤酒中則富含分解這兩種成分的重要催化劑維生素B1。吃海鮮的時候喝啤酒容易導致血尿酸水平急劇升高，誘發(fā)痛風，以至于出現(xiàn)痛風性腎病、痛風性關(guān)節(jié)炎等。

(2)、.火腿+乳酸飲料容易致癌

將三明治搭配優(yōu)酪乳當早餐的人要小心，三明治中的火腿、培根等和乳酸飲料一起食用易致癌。為了保存肉制品，食品制造商會添加硝酸鹽來防止食物腐敗及肉毒桿菌生長。當硝酸鹽碰上有機酸時，會轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N致癌物質(zhì)亞硝胺。

(3.)、蘿卜+橘子 易誘發(fā)甲狀腺腫大

蘿卜會產(chǎn)生一種抗甲狀腺的物質(zhì)硫氰酸，如果同時食用大量的橘子、蘋果等水果，水果中的類黃酮物質(zhì)會轉(zhuǎn)化為抑制甲狀腺作用的硫氰酸，進而誘發(fā)甲狀腺

腫大。

(4)、.雞蛋+豆?jié){降低蛋白質(zhì)吸收

生豆?jié){中含有胰蛋白酶抑制物，它能抑制人體蛋白酶的活性，影響蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的消化和吸收，雞蛋的蛋清里含有黏性蛋白，可以同豆?jié){中的胰蛋白酶結(jié)合，使蛋白質(zhì)的分解受到阻礙，從而降低人體對蛋白質(zhì)的吸收率。

(5)、.牛奶+巧克力易發(fā)生腹瀉

將牛奶與巧克力混在一起吃，牛奶中的鈣會與巧克力中的草酸結(jié)合成一種不溶于水的草酸鈣，食用后不但不能被吸收，還會發(fā)生腹瀉、頭發(fā)干枯等癥狀。

(6)、.水果+海鮮不容易消化

吃海鮮的同時，若再吃葡萄、山楂、石榴、柿子等水果，就會出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹痛、腹瀉等。因為這些水果中含有鞣酸，遇到水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)，會沉淀凝固，形成不容易消化的物質(zhì)。

(7)、.菠菜+豆腐易患結(jié)石癥

豆腐里含有氯化鎂、硫酸鈣這兩種物質(zhì)，而菠菜中則含有草酸，兩種食物遇到一起可生成草酸鎂和草酸鈣。這兩種白色的沉淀物不僅影響人體吸收鈣質(zhì)，而且還易導致結(jié)石。

(8)、.橘子與牛奶

在喝牛奶前后1小時左右，不宜吃橘子。因為牛奶中的蛋白質(zhì)一旦與橘子中的果酸相遇，就會發(fā)生凝固，從而影響牛奶的消化與吸收。在這個時間段里也不宜進食其他酸性水果。

(9)、.果汁與牛奶

牛奶中的蛋白質(zhì)80%為酪蛋白，牛奶的酸堿度在4.6以下時，大量的酪蛋白便會發(fā)生凝集、沉淀，難以消化吸收，嚴重者還可能導致消化不良或腹瀉。所以牛奶中不宜添加果汁等酸性物質(zhì)。

(10)、.牛奶與藥

有人喜歡用牛奶代替白開水服藥，其實，牛奶會明顯地影響人體對藥物的吸收。由于牛奶容易在藥物的表面形成一個覆蓋膜，使奶中的鈣、鎂等礦物質(zhì)與藥物發(fā)生化學反應，形成非水溶性物質(zhì)，從而影響藥效的釋放及吸收。因此，在服藥前后一段時間也不宜喝奶。、化學生活小竅門

加碘食鹽的使用。碘是人體必需的營養(yǎng)元素，長期缺碘可導致碘缺乏癥，食用加碘食鹽是消除碘缺乏癥的最簡便、經(jīng)濟、有效的方法。加碘食鹽中含有氯化鈉和碘酸鉀，人體中需要的碘就是碘酸鉀提供的，而碘酸鉀受熱、光照時不穩(wěn)定易分解，從而影響人體對碘的攝入，所以炒菜時要注意：加鹽應等快出鍋時，且勿長時間燉炒。讓骨頭湯的營養(yǎng)更易吸收。上乘的骨頭湯不僅味美，而且極具營養(yǎng)成分。既可以幫助孩子長高，也可以幫助老人強健骨質(zhì)。如何讓骨頭湯的營養(yǎng)更容易吸收?這就需要一點小小的嘗試：介紹一個小竅門！如果能夠在湯里加少許的醋，還會使骨頭里的磷、鈣溶解在湯內(nèi)，這樣煲的湯不僅味道更鮮美，而且更有利于人體吸收。

清洗掉蔬菜上的農(nóng)藥。蔬菜上殘留大量的農(nóng)藥，如果不清洗干凈的話，長期食用，對人們的身體損害是非常大的。這兒有一個辦法：在一臉盆水中加入二匙小蘇打，然后將蔬菜浸泡其中五至十五分鐘，再用清水沖洗數(shù)次，就可洗去蔬菜上的農(nóng)藥，來吧！放心的食用新鮮蔬菜吧！

明礬來浄水。明礬處理后的水能除去70---90%的懸浮物和細菌。水中懸浮物中有許多微小的膠體粒子，泥膠粒能吸附陰離子，帶負電，水中加放明礬后，有正三價的鋁離子中和了泥砂膠粒的負電荷，因此使它變不穩(wěn)定，沉淀下來，水就變清了。

“水垢”的來源和除法。用久的水壺，鍋爐壁上有一層灰黃色的沉淀物，它從何而來呢？我們知道，水中溶有許多無機鹽類如碳酸氫鈣、碳酸氫鎂和少量硫酸鈣、氯化鈣之類的鈣、鎂鹽類。加熱時，碳酸氫鹽易分解生成二氧化碳和碳酸鹽，二氧化碳逸散到空氣中，而碳酸鈣難溶于水、碳酸鎂微溶于水，于是便沉淀下來，用久的水壺、鍋爐內(nèi)于是有了“水垢”。“水垢”導熱性很差，用含“水垢”的水壺、鍋爐燒水會造成能源的浪費，對工廠鍋爐來說，“水垢”積厚時，會自動剝落一部分下來，各部分受熱不均勻還會引起爆炸。欲除去“水垢”，可用很稀的鹽酸和醋酸刷洗，然后立即倒掉酸液，并用清水洗凈。