从开始使用火的原始社会,到使用各种人造物质的现代社会,我们都在享用化学成果。我们的祖先钻木取火,利用火烘烤食物、驱赶猛兽、寒夜取暖,充分利用燃烧时的发光发热现象,可以说是最早的化学实践活动之一。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后,人类又陆续发现了一些物质的变化,比如在翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧火,会生成红色的铜。这些经验的积累和化学知识的形成引发了社会变革,促进了生产力的发展,推动了历史的前进,同时也推动了化学的发展。
人类在逐步了解和利用这些物质的变化过程中,制造了对人类具有极大使用价值的产品。人类逐步学会了冶炼、制陶,又懂得了染色、酿造等。这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上,人类逐步掌握了一些化学知识。
从公元前1500年到公元1650年,化学伴随着炼金术、炼丹术发展 [1] 。为求得象征富贵的黄金或者长生不老的仙丹,炼金术士和炼丹家们做了大量的化学实验,而后记载、总结炼金术和炼丹术的书籍也相继出现。虽然炼金术士和炼丹家们都以失败而告终,但他们在“点石成金”和炼制长生不老药的过程中,探索了大量物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的现象和条件,为化学的发展积累了丰富的实践经验。当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”。
大约从16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了冶金化学和医药化学的创立与发展,炼金术和炼丹术转向生活和实际应用。人们开始更加注意物质化学变化本身的研究。在元素的科学概念建立后,通过对燃烧现象的精密实验研究,人们建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,随后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律,为化学进一步科学的发展奠定了基础。
1869年,俄国科学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev)提出的化学元素周期表大大促进了化学的发展 [2] 。门捷列夫将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一行,就是元素周期表的雏形。利用周期表,门捷列夫成功地预测了当时尚未发现的元素的特性(镓、钪、锗)。1913年,英国科学家莫色勒(Moseler)利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序数越大,X射线的频率就越高,因此莫色勒认为核的正电荷决定了元素的化学性质。他把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序数)排列,经过多年修订后才成为当代的元素周期表。
20世纪以来,化学由定性向定量、宏观向微观、稳定态向亚稳定态发展,由经验逐渐上升到理论,再用于指导设计和开拓创新的研究。一方面,为生产和技术部门提供尽可能多的新材料、新物质;另一方面,在与其他自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科,并向探索宇宙起源和生命科学的方向发展。