二、化学概念的内容和实质

化学基本概念的发展逻辑

从化学基本概念的历史演变中可以看出，就概念所反映的对象的特点而言，化学基本概念可分为三类：实体概念，关系概念和过程概念。实体概念是以具体化学客体为反映对象的概念，如元素、原子、分子、高分子等，都是实体概念。当然，化学中的实体概念，除了这些概念以外还有很多很多，例如，酸、碱、盐、溶液、胶体、氧化剂、还原剂、配位化合物，等等，都是以具体化学客体为反映对象的概念，都是实体概念。关系概念是以具体化学关系为反映对象的概念。亲和力、原子价、化学键、化学结构等，它们反映的是具体的化学关系，原子之间的相互作用关系和空间关系，都是关系概念。同样，除了这些概念以外，化学中还有许多关系概念，如酸性和碱性，氧化和还原，分解和化合等，也都是以具体化学关系为反映对象的概念，都是关系概念。过程概念反映的则是具体的化学过程，如化学反应、反应机理、自由能、过渡态、自由基等，反映的都是过程，或与过程直接相关。

在逻辑学中，根据概念所反映的对象是事物本身还是事物的某种属性，将概念分成实体概念和属性概念。我们所说的关系概念大体上相当于逻辑学中的属性概念，化学概念所反映的事物的属性，表现为化学客体的性质，它们是在关系中表现出来的，离开了关系，性质无从表现。例如，酸性是相对于碱性而说的，碱性是相对于酸性而言的，酸性和碱性只有通过关系才能获得表现。氧化性和还原性也是如此，氧化性在与还原性的关系中表现出来，还原性相对于氧化性获得表现。除了反映客体性质的概念（逻辑学中称属性概念）以外，化学中还有过程概念，它们所反映的对象既不同于客体又不同于关系，具有特殊性，即过程性。

这三类概念所反映的对象是紧密相关的，实体具有一定性质，在实体关系中表现出来，实体关系形成过程。例如，酸和碱是实体概念，酸性和碱性是关系概念或属性概念、性质概念，而酸和碱发生作用形成中和反应，中和反应是过程概念。氧化还原反应是过程概念，氧化性和还原性是关系概念，而氧化还原反应以及氧化性和还原性的物质载体是氧化剂和还原剂，反过来说，氧化剂和还原剂这两种客体发生关系形成氧化还原反应，在该反应中相应的客体表现了氧化性和还原性。

从基本概念的历史演变来看，化学概念有其形成和发展的逻辑次序。大体说来，这个逻辑次序是：最初，从 17 世纪至 19 世纪初期化学中形成的主要概念是实体概念，或者用化学术语来表示，这个时期形成的主要概念是组成概念，如元素、原子、分子等概念；19 世纪前半期，继实体概念之后或与实体概念发展的同时，产生了关系概念，如原子价、化学键等；从 19 世纪中叶开始，过程概念形成了，发展了，并被提到了显赫地位。应当强调说明，上述历史的或逻辑的次序，仅仅是就主要概念或基本概念的形成和发展而说的，决不是说，产生了关系概念，实体概念不再产生，已有的实体概念不再发展了，也决不是说，产生了过程概念，实体概念和关系概念不再产生，已有的实体概念和关系概念不再发展了。情况恰恰相反，在产生实体概念过程中，关系概念和过程概念在孕育中，产生了关系概念似后，还继续产生新的实体概念，原有实体概念还在继续发展；产生了过程概念以后，实体概念和

关系概念也在继续产生和发展。

如果将上述内容用公式化的形式来表示，那么化学基本概念产生和发展的逻辑应当是：

 实体概念

 

实体概念→关系概念

实体概念→



关系概念

过程概念

在现代化学中，已经形成了实体概念、关系概念和过程概念，现代化学的概念体系就是由这三类概念组成的有机整体。

化学中的概念，按层次分，可分为化学概念、科学概念、哲学概念。这就是说，化学中应用的概念，不限于专门的化学概念，一般科学概念和哲学概念，在化学中也起着重要的作用。例如，能、熵等概念是物理学概念，而且具有更为普遍的意义，体系、过程、时间、空间等，已不仅仅是科学概念了，实质上已超出了科学的范围成为哲学范畴了。这些概念在化学中是经常使用的，是化学中的重要概念，或者说，也是化学中的基本概念。

值得指出的是，在化学概念的形成和发展过程中，化学概念与哲学概念有着密切联系。元素、原子，都曾经是自然哲学中的概念，后来从中演化成化学概念。化学结构概念是在化学土壤中孕育、形成和发展起来的，从化学结构概念逐步抽象，形成了结构概念，不 267 仅成了一般科学概念，而且也成为哲学的一个重要范畴了。在当代，无论是科学还是哲学，都在研究结构，都把结构作为一个重要概念，在此基础上建立自己的结构理论。过渡态是化学中的一个重要概念，现在，过渡态也逐步具有了更为普遍的意义，而且有成为哲学范畴的趋势。关于哲学概念和科学概念的关系，哲学概念和化学概念的关系，具体些说，如何从哲学概念演变为科学概念或化学概念，或者反过来，如何从化学概念和科学概念上升为哲学概念，哪些概念能够上升，哪些概念不能上升，通过什么途径上升，如此等等，都是有待进一步研究的问题，对这些问题的研究，无论对化学、科学还是哲学都具有重要的理论意义。

化学基本概念的演变，大体上说，有三种基本形式：一种形式是新概念代替旧概念，另一种形式是从旧概念中分化出新概念，第三种形式是名不变实变。

新概念代替旧概念，典型的例子是从亲和力概念到原子价、化学键和自由能概念。如前所述，亲和力概念是化学中的一个古老概念，它即表示化学结合的力，也表示化学反应的推动力。在 19 世纪中叶，从化学结合方面来说，亲和力概念逐步为原子价和化学键概念代替了，特别是在现代化学中，一般不再使用亲和力概念，而使用化学键概念。在这个意义上说，化学键概念是对亲和力概念的否定，在语词上用新术语代替了旧术语；但是这种否定也不是绝对的否定，而是辩证的否定，在否定中有继承的因素，化学结合的思想内容被继承了，亲和力在化学键中得到了体现，并且获得了发展，关于化学结合的原因、作用机理等，要比亲和力概念的内容深刻得多、丰富得多了。从化学反应方面来说，自从吉布斯提出自由能和化学势概念以后，许多英语国家相继采用吉布斯自由能和化学势，来量度化学运动，古老的亲和力概念逐步消声匿迹了。

从旧概念中分化出新概念。如前所述，在化学中确立原子概念以后，基于新的经验事实产生了新的矛盾，从原子概念中分化出分子概念。这种分化，在道尔顿原子论中就已经萌芽了，他把原子分为简单原子和复杂原子，这是将原子一分为二，分成两类原子，我们已经说过，道尔顿的复杂原子实质上是化合物或称化合物分子，只不过他没有提出分子概念。经过众所周知的曲折的历史过程，最终完成了这个分化，形成了分子概念，也就是从原子概念中分化出了分子概念。

化学概念的分化，还有其他一些形式。一种形式是正名，即把原来模糊不清的概念分清了，用明确的概念反映了不同的对象。例如，在 18 世纪以前，混合和化学结合不分，混合物和化合物不分，把混合看作化学结合，把混合物看作化合物，波义耳在《怀疑派化学家》一书中使用的“mxt bodies”，实质上指的是化合物。后来，混合物分化成机械的混合物（ mechanical mixture）和化学的混合物（chemical mixture），从化学的混合物演变为化学的结合（chemical combination），最后演变为化合物（compound）①。另一种形式是划分，即从原来概念所反映的对象中划分出了不同对象，用新的术语表示出来，分化出不同的概念。例如，空气这个概念，原来认为反映的是单一气体，普利斯特里从实验中发现了“脱然素空气”和“燃素化了的空气”，从单一气体中划分出了不同气体，经过其他人的进一步研究，脱燃素空气实为氧气，燃素化了的空气实为氮气。这样，从空气这个概念中划分出了氧气和氮气。同时又划分出二氧化碳气，水蒸气。后来，又从空气中分化出了稀有气体，如此等等。

名不变实变。概念在语词表达上未发生变化，也没有分化出新的概念，但是概念的内容变化了、发展了。化学基本概念的演变，大都具有这种形式。如元素，原子，分子，酸碱，等等，自它们形成开始，概念的名称未变，但概念的含义变了。

如前所述，元素概念自波义耳将其作为不能分解的、组成化合物的基本成分开始，元素这个术语未变，内容几经变化。道尔顿建立原子论后，元素概念的含义可以表述为具有相同原子量的原子。门捷列夫发现元素周期律、建立元素周期表以后，每种元素在元素周期系中都占据一个位置，这个位置反过来成为元素的基本特征，元素被理解为在周期系中占据一定位置的一类原子。20 世纪初期，莫斯莱（H·Moseley）确定了原子在周期表中的序号，即原子序数，范登布洛夫和查德威克等人提出和确定了原子序数等于核电荷数。这样，元素乃是具有相同核电荷数的一类原子的总和。

原子概念，略去自然哲学的和机械论的原子概念不说，在道尔顿的理论中被理解为组成化合物和参加化学反应的最基本的微粒。在建立原子分子论以后，原子成为组成分子和参加化学反应的最基本的物质微粒。此后，原子概念的含义又几经变化，经过了四个发展阶段：第一个阶段，与原子的均匀模型相联系，原子被看成电子嵌在均匀分布的正电荷中而构成的体系；第二个阶段，在建立了原子有核模型以后，原子被视为小太阳系；第三个阶段，玻尔建立氢原子电子结构模型，人们对原子核外电子运动的性质有了进一步认识；第四个阶段，是量子力学建立以后的发展阶段，进一步揭示出核外电子运动的规律。从现代理论来看，原子是由质子和中子组成的核与核外电子

① 参见凌永乐：《世界化学史简编》，辽宁教育出版社，1989 年版，第 111 页。

层构成的体系，是化学组成、结构和化学变化的基本物质微粒。

同样，分子概念在“分子”这个术语之下内容发生了深刻的变化。在分子概念刚刚提出的时候，分子被理解为物理学上的最基本微粒，它是由原子组成的；依据现代观点，分子是由原子核与核外电子组成的、能够独立存在的物质体系或微粒，因为分子不仅可以由两个或两个以上的原子组成，也可以由一个原子组成，稀有气体就是由单原子分子构成的。无论是单原子分子还是多原子分子，都是核电子体系，但是这种核电子体系与原子的核电子体系不能等同，作为分子的核电子体系是能够独立存在的，而作为原子的核电子体系是不能独立存在的。

再以酸碱概念为例来说明。酸碱概念是在人类实践中逐步形成的。古代就已制得醋，人们从其味道中逐步形成了酸的概念，人类很早就接触了天然存在的碳酸钠等，从其与酸作用中了解了其性质，逐步形成了碱的概念。18 世纪中叶，威廉姆从性质上定义了酸和碱，18 世纪下半叶，拉瓦锡又从化学组成上提出了酸碱定义，酸是非金属元素和氧组成的二元化合物，碱是金属元素和氧组成的二元化合物。19 世纪后半期，随着电离理论的建立，酸被认为是在水溶液中能离解出 H^{+的物质，碱被理解为能离解出 OH-离子的物质。20
世纪，基于质子理论，酸和碱的含义又发生了变化：酸是能放出质子的物}质，碱是能够接受质子的物质。与此同时，还提出了酸碱的电子理论：酸被理解为任何分子或离子在反应过程中能接受电子对的物质，碱则被认为是含有可以在反应过程中配给电子对的分子或离子。

无需再举更多的实例，仅从这些例子就足以说明，名不变实变是化学概念，特别是化学基本概念演化的基本形式，从这种演化中可以了解化学基本概念的内容，理解它们的实质。离开概念的历史演化，孤立地、静止地看问题，很难正确认识概念的内容和实质。