淺談對超分子化學(xué)的認識

PAGEPAGE4題目淺談對超分子化學(xué)的認識科目超分子化學(xué)教師姓名吳安心學(xué)生姓名李翠華學(xué)號2011210411專業(yè)化學(xué)師范隨著科學(xué)不斷發(fā)展，各個學(xué)科的新領(lǐng)域也不斷增多，學(xué)科之間的分支也越來越明顯。就化學(xué)而言，最初我們根據(jù)交叉學(xué)科產(chǎn)生了物理化學(xué)、生物化學(xué)，后來，僅針對化學(xué)這門學(xué)科，就分為了有機化學(xué)、無機化學(xué)、高分子化學(xué)、分析化學(xué)等多個分支，相應(yīng)學(xué)科分支的學(xué)科帶頭人必然對其從事的領(lǐng)域了如指掌，但是其它方面呢？正如王梅祥在報告中指出：很多有機的機理或者數(shù)據(jù)是可以根據(jù)無機化學(xué)知識或儀器檢測出來的，在無機化學(xué)家看來顯而易見的事情，到了有機化學(xué)家卻成為了天大的難題；吳安心老師在課堂上以敦煌莫高窟的壁畫為例，強調(diào)了由面到點容易，但是由點到面卻很難。化學(xué)作為一個大的領(lǐng)域，是作為整體而存在的，其各個分支之間有緊密的聯(lián)系，將某個分支從其他分支中剝離開單獨研究是很片面的，正如只關(guān)注于敦煌莫高窟的某個點，就會忽視掉整幅壁畫的整體美，但是若只關(guān)注整體，就會忽略細節(jié)，很多重要的信息會被遺漏?？梢姡趯W(xué)術(shù)科研的過程中，如何在點與面之間尋求平衡變得很關(guān)鍵?，F(xiàn)代化學(xué)與18、19世紀的經(jīng)典化學(xué)相比較，其顯著特點是從宏觀進入微觀，從靜態(tài)研究進入動態(tài)研究，從個別、細致研究發(fā)展到相互滲透、相互聯(lián)系的研究，從分子內(nèi)的原子排列發(fā)展到分子間的相互作用。從某種意義上講，超分子化學(xué)淡化了有機化學(xué)、無機化學(xué)、生物化學(xué)和材料化學(xué)之間的界限，著重強調(diào)了具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系，將四大基礎(chǔ)化學(xué)（有機化學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)）有機地融合為一個整體，從而為分子器件、材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展開辟了一條嶄新的道路，且為21世紀化學(xué)發(fā)展提供了一個重要方向。此外，超分子也是化學(xué)與哲學(xué)的有機結(jié)合體。一、超分子化學(xué)定義Lehn在獲獎演說提到：超分子化學(xué)是研究兩種以上的化學(xué)物種通過分子間力的相互作用締結(jié)成為具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系的科學(xué)，簡言之，超分子化學(xué)是研究多個分子通過非共價鍵作用而形成的功能體系的學(xué)科，其研究包括分子識別、分子自組裝、分子自組織和超分子機器。所謂非共價鍵作用，區(qū)別于共價鍵作用，原子和原子相互堆積形成分子，其作用力是強的鍵的作用力，而分子和分子堆積，其作用力均為弱的非鍵作用力，大致有12種，包括氫鍵、偶極-偶極、陽離子-偶極、陰離子-偶極、共軛等相互作用；所謂功能體系，是指其研究對象是具有識別、組裝等功能的分子。值得一提的是，在歐洲北部，學(xué)術(shù)界對這樣的一種學(xué)科并不稱作超分子化學(xué)，而叫做主客體化學(xué)，因為超分子研究最初，主要是將分子識別作為核心研究內(nèi)容，主要是研究主體（受體）對客體（底物）選擇結(jié)合并產(chǎn)生某種特定功能的過程，主客體由此得名。分子識別可以定義為某給定受體對作用物選擇性結(jié)合并產(chǎn)生某種特定功能超分子化學(xué)和形而上學(xué)的哲學(xué)有什么聯(lián)系呢？超分子是由很多分子個體相互組成的整體，此外整體具有有機組織（(生物、社會、經(jīng)濟)才具有的自我演化特征，可見超分子化學(xué)是一種分子社會學(xué)。微觀層次上，化學(xué)家研究超分子形成的機理及應(yīng)用，而在宏觀層次上，哲學(xué)家也將試圖利用一些橫斷科學(xué)方法對超分子體系的自組裝、分子相互匹配、識別、分子之間的組裝和自組裝給予哲學(xué)上的宏觀解釋，試圖發(fā)現(xiàn)隱藏在現(xiàn)象背后事物所固有的本質(zhì)解釋。李曉春在其文章中闡述了超分子化學(xué)中存在辯證法思想。他認為自然科學(xué)的發(fā)展以及探究其發(fā)展變化的方向性，離不開哲學(xué)原理做指導(dǎo)；自然科學(xué)的發(fā)展也為哲學(xué)提供了客觀事實依據(jù)、證實了其原理的正確性，而主客體化學(xué)中的辯證聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律也證實了這點。由于接受體和底物之間以分子間各種作用力完成配位作用，形成了兩個或更多物種的有序體，即超分子，進而實現(xiàn)超分子的識別、變換、易位。可見，物質(zhì)世界的普遍聯(lián)系是運動發(fā)展的終極原因，由于普遍聯(lián)系形成了相互作用。吳安心老師也曾將有的化學(xué)分子的行為類比為人類的離婚、再結(jié)婚的行為，將自分類現(xiàn)象形象地聯(lián)系到“物以類聚，人