形成化学概念的思维方法
化学先生 / 2019-08-13
模型方法和数学方法：
理想模型作为一种抽象方法，对化学概念的形成有重要作用。例如，原子序数是一个重要化学概念。1913年莫斯菜（H. Moseley，1887~-1915）系统地测定了各种元素的特征X射线的波长（λ），发现把各种元素按其特征X射线波长的大小排列起来，其排列顺序与元素在周期表中的顺序惊人地一致。他把这个排列序数称为元素的原子序数（Z）。他还根据实验结果，用数学方法概括出λ和Z之间的经验公式，即莫斯莱定律：
＿＿
√1/λ=a(Z-b)
进一步研究发现，把莫斯菜定律和卢瑟福原子模型联系起来，元素的原子序数正好等于其原子的核电荷数。莫斯菜定律是一个对化学有重大意义的发现。此定律与原子结构的量子力学模型相结合，为现代原子结构理论中关于核外电子排布的理论奠定了坚实的基础，并深人地揭示出元素周期律的本质。由此可见，思想模型方法和数学方法的结合对现代化学概念的形成有重要作用。
形象思维和想象方法：
在探索科学概念形成机理时，爱因斯坦强调思维的自由创造。他认为形象的整合与想象，便能导致形成新的科学概念。他认为想象力是“知识进步的源泉”，是“科学研究中的实在因素”；在现代自然科学的条件下，概念和公理离经验越来越远，因此想象就显得更为重要。
在科学研究中，在运用归纳和概括方法得出概念和定律时，往往包含有想象和猜测的成分，这是由于研究者不可能一下子穷尽事物的全部内容，需要丰富的想象和猜测，而这种想象和猜测所得结果的可靠程度依赖于研究者的知识和经验，并要由实验事实来检验。爱因斯坦的科学方法论思想正是把归纳概括方法中所包含的想象因素突出地提到主导地位。在化学研究中，在建立思想模型和进行思想实验的过程中，形象思维和想象更起着十分重要的作用。
根据有机化学大师凯库勒本人的自述，1866年他提出苯的环状结构模型，取得重大成就，其中想象起了很大作用。在范霍夫运用模型方法创立立体化学（提出不对称碳原子概念和碳四面体构型学说）的工作中，在他设计和应用范霍夫平衡箱思想实验和关于电解质溶液渗透压的思想实验的工作中，都表现出丰富的想象力。又如，1916年刘易斯（G.N. Lewis，1875~1946）提出共价键的电子理论，对于化学的发展产生了深远的影响。巴特薬特（Deo曾指出、“刘易有着特球的解和大胆的主张，他把物理学家的电子放慢至某种程度、以致有机化学家取于将它们置于自己的宏观理解之下……“可见、在刘易期的这一工作中不仅运用了轴象思维、也运用了形象思维和想象。实际上、形象思维和想象属手创造性思维、因就受到爱因斯坦等一批大科学家的重视。
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