黨慧，姜敏，李安源

（1.陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西漢中 723000；2.漢中中學(xué)，陜西漢中 723000）

1 化學(xué)與哲學(xué)

化學(xué)是一門在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會文明有著密切聯(lián)系[1]。其中，化學(xué)基礎(chǔ)理論則是包含著化學(xué)學(xué)科的基本概念、范疇以及判斷推理，是化學(xué)學(xué)科中的重要組成部分。

哲學(xué)作為科學(xué)的世界觀、方法論，不僅是對自然知識、社會知識的概況和總結(jié)，同時也體現(xiàn)著自然、社會和思維的最一般的規(guī)律，當(dāng)然也包括化學(xué)這門自然科學(xué)乃至其他所有學(xué)科的靈魂所在[2]。在化學(xué)學(xué)科中蘊(yùn)含的辯證唯物主義思想更是數(shù)不勝數(shù)，故而在進(jìn)行教學(xué)時要善于發(fā)現(xiàn)并運(yùn)用其內(nèi)在的哲學(xué)思想。

2 化學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)中的哲學(xué)思考

筆者從馬克思主義哲學(xué)中辯證唯物主義角度出發(fā)，選取辯證唯物論范疇的“運(yùn)動和靜止”的關(guān)系，唯物辯證法中“對立統(tǒng)一規(guī)律”和“質(zhì)量互變規(guī)律”，以及辯證唯物主義認(rèn)識論中“實(shí)踐與認(rèn)識”的辯證關(guān)系原理，與化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)理論相結(jié)合，有助于學(xué)生理解化學(xué)基礎(chǔ)知識，并提高學(xué)生辯證看待問題的思維能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

2.1 從辯證唯物論中“運(yùn)動和靜止”思維看物質(zhì)的變化

唯物論回答了世界的本原性問題，認(rèn)為物質(zhì)才是世界的本原?；诨瘜W(xué)學(xué)科本身就是學(xué)習(xí)和探究物質(zhì)組成的一門學(xué)科，結(jié)合唯物論物質(zhì)觀中運(yùn)動與靜止的關(guān)系，用運(yùn)動和靜止的思維，該如何看待化學(xué)世界中的物質(zhì)變化呢？

運(yùn)動和靜止二者存在著以下的辯證關(guān)系：物質(zhì)是運(yùn)動著的物質(zhì)，運(yùn)動是物質(zhì)在運(yùn)動；不論離開運(yùn)動談物質(zhì)或是離開物質(zhì)談運(yùn)動都是錯誤的?；瘜W(xué)變化中的許多現(xiàn)象，我們可以觀察到靜態(tài)的結(jié)果或是狀態(tài)，其實(shí)質(zhì)是發(fā)生了化學(xué)變化，而化學(xué)變化則是粒子之間的運(yùn)動，原子重新進(jìn)行了組合。了解本質(zhì)后結(jié)合這些現(xiàn)象建立起運(yùn)動和靜止的關(guān)系就可更好的理解反應(yīng)的過程。例如：離子反應(yīng)中，含有Ba2+的溶液加入SO42-或是CO32-都會生成白色沉淀，實(shí)質(zhì)是游離態(tài)的Ba2+離子與SO42-或CO32-離子在溶液中運(yùn)動時，相遇并發(fā)生結(jié)合所體現(xiàn)出的“靜態(tài)”的沉淀。

任何看似簡單的反應(yīng)現(xiàn)象以及物質(zhì)的變化都是內(nèi)部粒子不同運(yùn)動的呈現(xiàn)，這也恰恰證明運(yùn)動離不開物質(zhì)，要以物質(zhì)作為基礎(chǔ)；而物質(zhì)是在運(yùn)動的過程中發(fā)生轉(zhuǎn)化，也就是說物質(zhì)和運(yùn)動不可分割。

2.2 唯物辯證法視角下的化學(xué)規(guī)律解析

辯證法是對“世界究竟處于怎樣一種狀態(tài)”所做出的回答。其核心就是承認(rèn)矛盾并且運(yùn)用矛盾的觀點(diǎn)看問題，并據(jù)此揭示了事物發(fā)展過程中所包含的對立統(tǒng)一、質(zhì)量互變等基本規(guī)律。以此來解釋化學(xué)學(xué)科中涉及的反應(yīng)和原理同樣適用。

（1）對立統(tǒng)一規(guī)律在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用。

唯物辯證法中的對立統(tǒng)一規(guī)律，也就是矛盾規(guī)律，這一規(guī)律揭示了事物發(fā)展的源泉和動力[3]，從根本上回答了事物如何發(fā)展。一切現(xiàn)實(shí)存在的事物，包括奇妙的化學(xué)反應(yīng)，都是由既相互對立、又相互統(tǒng)一的一對矛盾組合而成。

例如：離子反應(yīng)中弱酸根和弱堿根的電離和水解的平衡、沉淀溶解平衡中的溶解和沉淀的過程、可逆反應(yīng)及其對應(yīng)的化學(xué)平衡同樣也是建立正逆反應(yīng)速率相等的基礎(chǔ)上，這其中化合和分解過程相互依存，同時進(jìn)行。眾多化學(xué)反應(yīng)其實(shí)都充斥著對立統(tǒng)一的矛盾，在一定的條件下矛盾雙方發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而貫穿整個過程。

矛盾的特殊性指具體事物的矛盾以及其各個方面所體現(xiàn)出的特點(diǎn)[4]。矛盾的普遍性與特殊性即共性與個性，它們二者之間也是辯證統(tǒng)一的關(guān)系，二者對立是指個性和共性不能完全由對方代替；兩者統(tǒng)一是指任何事物往往都是共性和個性的有機(jī)統(tǒng)一。學(xué)習(xí)化學(xué)知識的時候，我們經(jīng)常可以總結(jié)出一些規(guī)律幫助我們理解記憶，然而普遍使用的規(guī)律里也會有部分特殊的個例。

例如：元素周期表中，同一主族元素從上至下，原子半徑依次增大，對于非金屬元素來說，其對應(yīng)的氫化物的熔、沸點(diǎn)也會規(guī)律性的增大；而對于氮、氧、氟這3 種元素，由于它們的電負(fù)性較大，形成的氫化物會生成分子間“氫鍵”，因?yàn)槎嗔艘恢胤肿又g的作用力，因此HF、H2O 和NH3它們的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，一反常態(tài)，均高于各自同系列的氫化物；再如我們見到的大部分金屬室溫下都為固態(tài)，但汞卻是液態(tài)，這是因?yàn)楣? s 軌道很穩(wěn)定，6 s 電子很難得到自身所需的激發(fā)能，因此非激發(fā)態(tài)下汞原子彼此之間不能形成強(qiáng)鍵，也就是基態(tài)下Hg2僅由弱分子間作用力——范德華力維持，所以在常溫下我們看到的汞為液態(tài)；再者已有的生活經(jīng)驗(yàn)會讓我們認(rèn)為一般意義的著火都可以用水來滅火，但在實(shí)驗(yàn)室中這樣單一的操作顯然是不正確的，有時會帶來意想不到的惡果。如金屬鈉著火需使用沙子撲滅，而不能用水，因?yàn)殁c會與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，此種方式滅火可能引起爆炸；另外，大部分溶解過程都為放熱過程，其中也有特例存在如硝酸鉀溶解過程是吸熱的。這些現(xiàn)象都讓我們看到了事物內(nèi)部矛盾的共性和個性兩者是辯證統(tǒng)一的關(guān)系，存在著共性和個性的化學(xué)規(guī)律，明確二者的關(guān)系有助于解釋這些特例的存在，并且不難發(fā)現(xiàn)共性與個性彼此不可或缺。

（2）質(zhì)量互變規(guī)律的應(yīng)用體現(xiàn)。

質(zhì)量互變規(guī)律，揭示了事物發(fā)展的形式和形態(tài)。它的體現(xiàn)有兩種方式：一種是由事物數(shù)量增減引起質(zhì)變；另一種是由于構(gòu)成事物的成分在空間排列上的變化而引起質(zhì)變[5]。在眾多化學(xué)變化的過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)量變與質(zhì)變二者往往是相互滲透的[6]。我們知道物質(zhì)燃燒需要滿足的三大要素有：可燃物、可燃物須達(dá)到著火點(diǎn)以及與氧氣接觸。而對于白磷在空氣中的自燃現(xiàn)象，該如何解釋呢？白磷著火點(diǎn)約為40℃，而室溫一般只有25℃，那它為什么在空氣中能夠自燃呢？實(shí)質(zhì)源于白磷可自發(fā)與O2發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，該過程會不斷釋放熱量。當(dāng)能量積蓄達(dá)到其著火點(diǎn)時，就會燃燒起來。包括上述提到沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化、酸堿滴定的過程亦是由于相關(guān)事物數(shù)量上的增減所引起的質(zhì)的變化。

而另一層面，如我們耳熟能詳?shù)氖?、金剛石、富勒烯，這些材料分子的組成元素均為碳，但由于內(nèi)部碳原子的鏈接方式不同也就是分子結(jié)構(gòu)的不同而使它們體現(xiàn)出了截然不同的性質(zhì)：片狀結(jié)構(gòu)的石墨質(zhì)軟，片層內(nèi)導(dǎo)電而層間不能導(dǎo)電；金剛石質(zhì)地十分堅硬但不導(dǎo)電，源于其C 原子SP3雜化后形成的正四面體網(wǎng)維構(gòu)型；富勒烯球狀的結(jié)構(gòu)可作為分子滾珠，還可抵抗外界的強(qiáng)壓，源于其分子的球殼形式的結(jié)構(gòu)。再比如，學(xué)習(xí)化學(xué)鍵的相關(guān)知識時，質(zhì)量互變就體現(xiàn)在成鍵過程中電子的偏移程度和電負(fù)性的遞變關(guān)系上。我們知道，非極性共價鍵在兩個相同原子之間形成，成鍵原子通過共用電子對去連接。由于成鍵的兩個原子電負(fù)性差為0，故而成鍵的電子對位于兩個原子中間而不會發(fā)生偏移；而極性共價鍵是指成鍵兩個原子之間的電負(fù)性差在0～1.7 之間，成鍵原子之間的成鍵也是基于共用電子對形成，但是因?yàn)閮蓚€原子的電負(fù)性值不同，即吸引電子能力的不同，電子對在其間會有所偏移，電子對在成鍵過程中會偏向電負(fù)性較大的那個原子。而離子鍵的形成就會伴隨著電子的得失：當(dāng)電負(fù)性差大于1.7 時，成鍵電子對極致的偏移狀態(tài)，到最終就會轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)移。這時電子在成鍵的兩個原子核之間會有得失電子的過程后形成了離子，此時，離子鍵也就形成了。回顧化學(xué)鍵鍵型的這個演變過程，基于成鍵的兩個原子對成鍵電子吸引能力的差別逐步遞增，相應(yīng)的化學(xué)鍵也由從非極性共價鍵到極性共價鍵再到離子鍵，從電子偏移程度和電負(fù)性的遞變規(guī)律角度，正是量變的不斷積累，才引發(fā)鍵型的實(shí)質(zhì)性改變[7]。上述提到的石墨、金剛石等以及有機(jī)化學(xué)中眾多同分異構(gòu)體分子會表現(xiàn)出不同性質(zhì)，都是由于事物結(jié)構(gòu)的不同引起的質(zhì)的根本性的變化。

辯證唯物主義要求我們看待和分析任何事物，不能把它當(dāng)作是一成不變的。對于紛雜有趣的化學(xué)反應(yīng)，我們不能只停留在肉眼所及的表象，要善于發(fā)現(xiàn)并把握它的內(nèi)在實(shí)質(zhì)，也就是說，不能只是靜止地看待問題，要輔以辯證的解析才能更全面透徹。

2.3 認(rèn)識論——依據(jù)實(shí)踐與認(rèn)識的關(guān)系看科學(xué)探索歷史

辯證唯物主義認(rèn)識論的主要任務(wù)是揭示人類認(rèn)識的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律。其中實(shí)踐與認(rèn)識的辯證關(guān)系，以及認(rèn)識是不斷發(fā)展的原理，在化學(xué)發(fā)展歷史中均有所體現(xiàn)。我們必須了解：實(shí)踐與認(rèn)識之間，實(shí)踐決定著認(rèn)識，而認(rèn)識又反作用于實(shí)踐，有著反復(fù)性和無限性。著眼于化學(xué)學(xué)科，化學(xué)史上每一個突破，都是科學(xué)家們認(rèn)識和探索世界強(qiáng)有力的回音。

例如：以“酸堿理論的發(fā)展”為例。最起始的酸堿概念源于從一開始人們根據(jù)所觀測到的物質(zhì)外在的性質(zhì)，輔以味覺或觸感，對其粗略地進(jìn)行了分類；波義耳（英國化學(xué)家）于17世紀(jì)末提出了樸素的酸堿理論；隨著酸堿理論的不斷拓展，再后來的科學(xué)家，如李比西、戴維、拉瓦錫等人相繼否定并更新著前人的結(jié)論，推動著酸堿認(rèn)識的進(jìn)一步深化；阿倫尼烏斯（瑞典科學(xué)家）于1887年提出的酸堿電離理論，認(rèn)為酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子和氫氧根離子之間的中和反應(yīng)[8]；考慮到溶劑效應(yīng)的影響，富蘭克林（英國化學(xué)家）提出了酸堿溶劑理論（1905年），以此擴(kuò)展了電離理論，也擴(kuò)大了酸堿的范圍；再后來（1923年），酸堿質(zhì)子理論的提出（布朗斯特—勞萊），酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)已演變?yōu)楣曹椝釅A對的結(jié)合；同年，路易斯（作為經(jīng)典共價鍵理論的創(chuàng)建者） 提出結(jié)合從結(jié)構(gòu)上的性質(zhì)來區(qū)別酸和堿，他把酸堿分別定義為電子對的接受體和給予體；到了1963年，皮爾遜繼續(xù)細(xì)化和探究了酸和堿的類型及分類方法，他在路易斯酸堿論的基礎(chǔ)上提出軟硬酸堿規(guī)則，將路易斯酸堿分為硬、軟和交界酸堿幾種類型，以及建設(shè)性的創(chuàng)建了HSAB 規(guī)則。道爾頓（英國化學(xué)家，17世紀(jì)）想象的原子模型是不可分割的實(shí)心球體；湯姆遜在18世紀(jì)末期提出了“葡萄干蛋糕模型”來形象化的模擬原子的形態(tài)，到了1909年，盧瑟福又以“有核行星系模型”來說明原子核與核外電子之間的存在狀態(tài)；隨著科學(xué)的發(fā)展于科學(xué)家玻爾1913年引進(jìn)了量子化概念，形成了經(jīng)典的玻爾原子結(jié)構(gòu)理論；之后，薛定諤于1926年建立了波動方程，以此創(chuàng)建了以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)模型[9]。近年來，通過粒子對撞模擬技術(shù)，科學(xué)家于20世紀(jì)末經(jīng)過實(shí)證實(shí)驗(yàn)提出了“夸克”概念。隨著科技及基礎(chǔ)理論的進(jìn)一步發(fā)展，在不久的將來，“夸克”將不再是粒子最小的存在方式。

由上可知，不論是酸堿理論的演變還是人們對原子結(jié)構(gòu)的不斷認(rèn)知，我們可以發(fā)現(xiàn)人類的理論或是認(rèn)識從來都不是一建立就是正確的，具體的實(shí)踐水平，會限制人們對某一客觀事物的認(rèn)識，不同立場、觀點(diǎn)、方法、知識水平等，這些都有可能成為限制的條件。經(jīng)過科學(xué)家們一代又一代的改進(jìn)和創(chuàng)新，科學(xué)的認(rèn)識和以此升華的理論得以交替的進(jìn)步，這與哲學(xué)上對人們?nèi)フ_認(rèn)識一個事物是要經(jīng)歷的過程也是相吻合的，這其中往往需要經(jīng)過從實(shí)踐到認(rèn)識，再從認(rèn)識到實(shí)踐的多次反復(fù)才能完成。偉大的哲學(xué)家思想家馬克思先生的墓志銘上有著這樣一句話：“歷史上的科學(xué)家總是千方百計地以各種各樣的方式來解釋世界，然而更重要的是改造世界?！痹谌祟惿鐣l(fā)展前進(jìn)過程中，這也恰恰說明了把握和妥善處理“認(rèn)識和實(shí)踐的關(guān)系” 的重要性。

3 結(jié)語

哲學(xué)是探索世界的工具，它能夠幫助我們認(rèn)識世界的奧秘。化學(xué)以及其他自然科學(xué)學(xué)科都是以哲學(xué)的原理和理論為基礎(chǔ)，它們的進(jìn)步推動著哲學(xué)的發(fā)展；而哲學(xué)同時可為它們提供世界觀和方法論的指導(dǎo)。

化學(xué)作為一門自然科學(xué)，不僅為人們提供在化學(xué)領(lǐng)域認(rèn)識和改造世界的具體方法，還與人們的生活息息相關(guān)。在進(jìn)行化學(xué)教學(xué)傳授知識的同時剖析它內(nèi)在的哲學(xué)含義不但可以加深學(xué)生們對知識的理解，幫助學(xué)生理解一些抽象的化學(xué)原理，亦可以在潛移默化的過程中教會學(xué)生辯證地看待問題，理解問題，因此推進(jìn)兩者的結(jié)合具有重要意義。