第六节 亲合观与化学思想发展

一、从性质到实体的思想发展

表征化学本体的元素概念和表征化学动因的亲合概念出现以前，其思想已抽象地、综合地存在于四根说和爱憎说中。作为二说发展产物的原性说， 成了整个古代化学思想的主要概念框架。受制于此，元素概念在表述上经历了三个阶段：四元素→二要素→三要素及其变种。以性质为本的观念使各表述实际上成了不同性质的特殊表示法。因此，对化学实体的研究主要通过对性质的探讨来进行：

性质→实体 （A）

与此相应的亲合观以“亲合性”为表征。原性说的机体论特征使亲合性具有拟人色彩。此时，亲合性是抽象而综合地既表现为保持物质稳定状态的原因，又表现为引起物质发生化学变化的原因；它获得了物质化学活泼性的内涵及大小、选择性等特征；而且确立起对亲合概念进行诠释的化学主题。

二、从组成、结构、实体到性质的思想发展

原性说框架内原子论思想的发展终于引起化学本体观和动因观的变化： 在概念表述上是“原子”（微粒）取代“要素”“亲合力”取代“亲合性”； 在研究方式上是由注重性质转向，注重实体。以波义耳微粒说为标志，化学实体的性质被归结为组成微粒的运动。于是研究途径转变成

组成→实体→性质 （B）

从牛顿开始，亲合概念先被归结为微粒间的短距离机械引力，后又被归结为静电引力。换言之与（B）式相应的亲合观以“亲合力”表征。就化学本体观来说，首先经历了从波义耳微粒说到拉瓦锡经验性元素观的发展；随后， 道尔顿使原子由类概念变成了科学概念；分子假说的提出导致原子-分子论的建立。就原子概念内涵而论，原子量特征的揭示标志着机械力学在化学中的伟大胜利，而电荷特征的揭示则预示着电力论对机械论的突破。相应地，亲合概念的诠释开始出现电学的意义。根据牛顿引力公式，亲合力与微粒质量和微粒间距离相关。这在化学中启发式地表现为：一方面试图将亲合力与化学物质的质量联系起来，导致亲合力表的产生和质量作用定律的发现；另一方面，亲合力与微粒间距离的关系被断定为反比关系。这种反比观念也为电力论所具有，因为它是库仑公式的必然结论。但电力论中亲合力与质量无关， 而与电荷相关，亲合力作为静电引力往往由原子电性的强弱加以解释。由于上述原因，“亲合力”比“亲合性”更加具体，而且具有分析的特征。在克服电力论在有机化学中遇到的困难时，原子价和化学键概念产生了。加上化学结构概念的产生，一个新的研究纲领得以确立：

结构→实体→性质 （C）

在这个纲领之内，亲合概念已为价和键的概念所代替。三、从过程、实体到性质的思想发展

当能量概念进入化学后，以古德贝格、汤姆逊等为标志，从反应过程研究化学实体的纲领逐步形成：

过程→实体→性质 （D）

此后，按该纲领研究亲合观时，总是通过各种形式的能量来定义亲合概念， 从而获得了“亲合能”的意义。自由能亲合观使亲合能成了一个满足本章初提出的三个判据的科学概念。这种统计性的概念被当德、普里戈金等用于研

究不可逆过程，充分体现了化学热力学和化学动力学的结合，并借此建立起耗散结构理论。亲合能与反应速率相关而成为化学反应方向的判据，与平衡常数相关而可用于计算反应限度，并属“广义力”而充任化学热力学的核心概念。在化学本体观上，纲领（D）引起的最大变化是促成了由关注原子实体向关注原子运动过程的转变。与“亲合力”相比，“亲合能”不仅更加具体， 而且具有综合的特征。

作为表征化学运动基本矛盾的关键概念，亲合概念应兼容吸引和排斥因素。然而，作为“亲合性”，它深受机体论伦理观影响，难以包容排斥因素； 作为“亲合力”，又受制于牛顿力学重吸引、轻排斥的倾向（电力论亦然）， 在总体上仍偏向吸引方面。因此，重吸引、轻排斥成了古代和近代化学思维方式的一个重要特点。“亲合能”的出现开始改变这种偏狭的思维方式，使亲合概念成了吸引和排斥的统一体。其实不独如此，由纲领（C）引出的现代化学键理论在描述原子内部的吸引作用时，也内在地包含着排斥因素（如库仑排斥能）。

作为保持化学物质稳定性的原因，机械论和电力论的亲合概念因分别与质量和电荷相关而有一定合理性。以电子荷质比（e/m）的测定（1897 年） 为标志，机械论和电力论的综合成为可能。德布罗意关系、薛定谔方程、测不准关系等表明，能确定电子性质和质量的那些量，可以表示那些形成原子间化学键的电子运动的量子力学特征。因此，量子力学特别是量子化学推进了纲领（B）和（C）的结合。分子轨道对称守恒原理的提出（1965 年）标志着化学键已与反应过程联系起来；从研究方式来讲，就是（C）与（D）的结合。可以相信，此类研究将通过化学键理论的不断发展来深化化学亲合观， 而且预示着一条新的研究途径：把化学键和亲合能的研究结合起来，实现微观和宏观的统一。亲合观研究已面临一个艰巨的课题：揭示亲合能的微观意义。研究此课题的可能途径除借助化学键理论的成果外，更可从统计热力学角度来探讨。毫无疑义，随着研究的不断深入，亲合观将日益深刻而丰富地刻划化学运动的规律，从而推进化学思想的发展。