“化学物质”是一个必要的术语

吴国庆

(北京师范大学化学学院,北京 100875)

“化学物质”是一个必要的术语

吴国庆

(北京师范大学化学学院,北京 100875)

例举化学物质一词的使用情况,讨论界定化学物质一词的必要性,提出：化学物质是以原子及其聚集体(核 -电子体系)为微观实体的,构成占有空间的宏观物体 (气体、液体、固体)的东西。建议在辞书里增添化学物质为一词条,建议教学中讨论化学物质的概念。

化学物质,原子,分子,核 -电子体系

笔者曾建议将“化学物质”定为一条术语,有人说,物质就是物质,加上一个修饰词“化学”没有必要。对此,笔者仍然认为,化学物质是一个必要的术语。

一 文献中出现的“化学物质”

“化学物质”(chemical substance)一词见于诸多文献,例如：

(1)国家环境保护总局在 2003年 9月 1日发布第二号令,题为《新化学物质环境管理办法》,该官方组织还公布了一份《中国现有化学物质名录》,名录称：化学物质是指任何有特定分子标识的有机物质或无机物质,包括：①整体或部分地由化学反应的结果产生的物质或者天然存在物质的任何化合物;②任何元素或非化合的原子团。化学物质包括元素、化合物(含其中的添加剂及杂质)、副产物、反应中间体、聚合物,但不包括混合物、制品(剂)和物品。

(2)I

UPAC(国际纯粹与应用化学联合会)的Com pendium of Chem ical Ter m inology2nd Edition (1997)对化学物质的定义为：chem ical substance—Matter of constant composition best characterized by the entities(molecules,formula units,atoms)it is composed of.Physical properties such as density,refractive index,electric conductivity,melting point etc.characterize the chemical substance.直译：化学物质——具有一定组成的物质,最好以组成它的(化学)实体(分子、化学式单位、原子)来描述。物理性质如密度、折射率、电导率、熔点等 (也可)描述化学物质。

(3)诸多网络词典中也可见化学物质一词,例如[1]：A chem ical substance is any material with a definite chemical composition,no matter where it comes from...Typical chemical substances...exist as solid,liquid,orgas,and may change between these phases of m atterwith changes in temperature or pressure.The concept of chemicalsubstances was established in the eighteenth century by the chemist Joseph Proust...直译：化学物质是任何具有一定化学组成的物料,无论来自何源……典型的化学物质……以固体、液体或气体存在,随温度或压力的变化发生物相变化。化学物质的概念是在 18世纪由化学家普罗斯特建立的……

(4)美国化学会网站上有一个化学物质总数的资源[2],动态地发布在 CA上登录的化学物质的总数。明确地使用了 chemical substance一词,该网站自我介绍如下：The largest and most current database of chemical substance information in the world containingmore than 29 million organic and inorganic substances and 57 million sequences.直译：(本网站是)世界最大、最流行的化学物质信息数据库,有2900万余种有机和无机物质以及 5700万余 (反应)序列。该数据库收集的物质包括：有机化合物、无机化合物、金属、合金、矿物、配合物、有机金属化合物、元素(即单质)、同位素、核微粒 (Nuclear Particles)、蛋白质和核酸、聚合物、非结构性物质(Nonstructurable materials,UVCBs)。该网站的最新数据为：已在 CA登录的化学物质为 3000万种(2006年 9月 3日为 29 861 721种)。

由此可见,确立化学物质一词为科技术语不是笔者的主观臆想,而是客观需要使然。

二 什么是化学物质?

笔者认为,某物质是不是化学物质可从宏观和微观两个角度界定。宏观地看,化学物质是构成固体、液体、气体 (包括等离子体、星际云等等)的物质;微观地看,化学物质的基本结构单元是原子,包括单一的原子核、形式各异的原子核与电子构成的可泛称为“分子”的物质体系,以及具有一定组成、结构和性质的“超分子”。这里的“分子”是一个广义的概念,是指物质的一个层次,不特指经典定义的“分子”,即一定数量的原子通过化学键结合形成的保持物质化学性质的最小微粒;“超分子”则是具有一定组成、结构和性质的分子以“非化学键”(即分子间力)结合形成的微观实体。徐光宪提出了“泛分子化学”的概念[3],其“泛分子”的各层次——原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器——都属于化学物质。

化学物质的如上定义可将物质的其他存在形式排除在外,如中子星、黑洞、核聚集体①以及诸如光子、电子、中子、夸克等亚原子微粒及其聚集体等所有不以原子为基本结构单元的怪异物质,以及电磁场、引力场等物质形态,所有这些不属于化学物质的物质可总称为“非化学物质”。

化学物质的组成大多是固定的,可用“化学式”表明其组成,如 Al、H2、H2O、NaCl、Na+、、Cl-、、FeSO4·7H2O、

CH4·nH2O、Al13、Cd5.7Yb、[K(C12H24O6)]+SCN-La @C73……但有的化学物质的组成可在一定范围内变动,如某些固体的原子比并不完全固定不变,如Fe1-dO、Zn1+dS、UO2+d等,d值在一定范围内可变,称“非整比化合物”②。矿物常因进入晶体结构内部的掺杂原子的存在具有极其复杂多样的组成,如某种电气石的组成为 Li1+3xAl4-x(BSi3)O10(OH, F)8[x=0～0.33](式中括号内为可互换的组成)。实际晶体更有“缺陷”存在而不具有理想化学式,又如大多数高聚物的分子尽管结构单元相同却聚合度不同。

三 化学物质这个词

化学物质的英文对应词为 chemical substance,有时缩写为 chemicals。应当指出,后者有狭义,即“化学品”“化工产品”等,“化学物质”是它的广义。广义的 chemicals包括所有自然存在的化学物质,如水,不一定指人工制造的“化学品”。美国曾有一次问卷调查,问什么是“chemicals”,被调查者无一人认为“水”是化学物质,这被认为是公众的科学素质低下的表现,笔者倒以为,这是由于跟中国一样,在美国的中小学教科书里没有讨论过什么是“化学物质”之故。

民间有一种普遍的误会：人工合成的化学物质都有害健康;天然化学物质才是有益健康的,其实不然。例如,罂粟碱等毒品是天然化学物质;而如今添加在食物中的薄荷醇多为人工合成的,跟天然薄荷草的提炼物并无二致。如果教科书里有了“化学物质”一词,可能诸如“本产品不含任何化学物质”之类的广告词就不会满天飞了。

至今,中国的通用词典、字典,如《新华字典》《现代汉语词典》《辞海》《辞源》等中均无“化学物质”这一词组,专用词典如《化学词典》《化学化工词典》等也没有这个术语,笔者建议将“化学物质”这一术语编入词典。中国化学教材也未讨论过“化学物质”一词,笔者建议它们给出这一术语。在中国的英汉词典里只将 chemicals译为其狭义词“化学品”,建议补充其广义词“化学物质”。

注释

①例如“中子星”,又如 http：//www.aip.org/pnu/2006/ split/762-2.html和 http：//www.aip.org/png/2006/246. htm报道的铍核和氦核及中子的聚集体。

②也称为“非计量化合物”。其实,非整比仍是一种“计量”,可见“非计量化合物”不是一个好词。

[1][EB/OL].[2009-10-10]http：//encyclopedia.thefreedictionary.com/Chemical+substance.

[2][EB/OL].[2009-10-10]http：//www.cas.org/cgibin/regreport.pl.

[3]徐光宪.21世纪的化学是研究泛分子的科学 [J].中国科学基金,2002,16(2)：70-76.

Chemical Substance Is a Necessary Ter m

WU Guoqing

The p ap e r g ives samp les of the use of chem ica l subs tance,and d iscusses the necess ity of defining the te rm.Chem ica l subs tance is the entity of a tom s and the ir agg rega tes,i.e.nuc leus-e lec tron-sys tem s in m ic rosca le to build the ob jec t occup ying sp ace,i.e.gas,liquid and solid in m ac rosca le.The author sugges ts the te rm be added in d ic tiona ries and textbooks.

chem ica l subs tance,a tom,m olecule,nuc leus-e lec tron sys tem

N04;H083;TQ0

A

1673-8578(2010)01-0055-03

2006-09-06

2009-10-12

吴国庆(1937—),男,浙江瑞安人,北京师范大学教授,长期从事本科和研究生化学原理课程教学和固体化学研究。通信方式：guoqing.wu@gmail.com。