人類發(fā)現(xiàn)認識甲烷的歷程甲烷是最簡單的烷烴，同時甲烷也是最簡單的有機物，是含碳量最小含氫量最大的烴，是沼氣、天然氣、瓦斯、坑道氣以及油田氣的主要成分，在這篇小文章里，似說甲烷，但實質(zhì)上是通過人們對甲烷結(jié)構(gòu)的認識來回溯一下人們認識微觀世界分子中原子相互作用關(guān)系的歷史。甲烷的發(fā)現(xiàn)公元前1066至公元前771年，我國西周年代寫成的算卦占卜的書《周易》中，在談到一些自然界發(fā)生的現(xiàn)象時說：“象曰：‘澤中有火?！边@里的“澤”就是沼澤?！盎鹁笔俏覈糯藗兘o天然氣井的形象命名。根據(jù)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的文字記載，在我國遼闊的土地上，北起長城內(nèi)外，南到云貴高原，西至玉門關(guān)外，東臨黃海之濱和臺灣省，古代都曾發(fā)現(xiàn)過天然氣，有的地方早在2000年前就鉆鑿了天然氣井。18世紀的歐洲科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了甲烷后，科學(xué)地研究了它。發(fā)明電池的意大利物理學(xué)家伏打（A.Volta,1745—1827）,在1776年11月14日、21日、26日和12月8日寫給他的友人的信中，敘述了發(fā)現(xiàn)甲烷的經(jīng)過。他在意大利北部科摩（Como）湖的淤泥中收集到一種氣體，是用木棒攪動淤泥，讓冒出的氣泡通入倒轉(zhuǎn)過來并充滿水的瓶中。他點燃了這一氣體火焰呈青藍色，燃燒較慢，需要10-12倍體積的空氣才會燃燒爆炸，不同于可燃性空氣（氫氣）的燃燒。提出原子論的英國化學(xué)家道爾頓也和伏打一樣收集了沼氣，并進行了研究。1790年英國醫(yī)生奧斯汀發(fā)表燃燒甲烷和氫氣的報告。他測定了甲烷比氫氣重。而且氫氣燃燒生成水，甲烷燃燒生成水和二氧化碳。他確定甲烷是碳和氫的化合物。對甲烷的早期研究對于甲烷這么一個最簡單的有機物，人類為了認識它的分子結(jié)構(gòu)并達到了今天的程度，花去了百年以上的時間！更不知道有多少化學(xué)界的前輩，用了多少無眠的夜晚，一遍遍的思索想象和探求著。1808年，被恩格斯譽為近代化學(xué)之父的原子論創(chuàng)立者道爾頓用表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，這個表示方法表明，道爾頓認為甲烷分子是有兩個氫原子和一個碳原子構(gòu)成的，這在今天看來顯然是很不正確的，但是這么表示是利用了當時初建的原子分子學(xué)說，這個表示式是化學(xué)科學(xué)中出現(xiàn)最早的一個結(jié)構(gòu)式，它的提出開創(chuàng)了深入認識物質(zhì)本性的先例。隨著人們的認識越來越深入，繼道爾頓之后的指明瑞典學(xué)者齊利烏斯就把現(xiàn)在大部分仍在使用著的元素符號引入有機化學(xué)。后來德國化學(xué)家凱庫勒提出了碳原子是四價的概念和碳原子本身可以互相連接的概念，俄國的布特列洛夫提出了分子中原子排列的狀況，即化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念和這種結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間關(guān)系的概念。這些概念的確立，為人們認識甲烷分子的結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)，人們就在這些認識的基礎(chǔ)上相繼提出了三種甲烷的結(jié)構(gòu)式，但是這卻是道爾頓提出甲烷圖式半個世紀后的事情了?？梢娙祟愓J識微觀世界分子的結(jié)構(gòu)所耗費的時間是相當長的，人類本身的認知能力還是有相當一部分局限性的，化學(xué)最需要的就是基于事實的想象。立體化學(xué)出現(xiàn)了18世紀60年代初期，雖然經(jīng)過凱庫勒、布特列洛夫等人的努力，化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念已經(jīng)基本確立，但是一直到70年代，作為表示物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)符號的結(jié)構(gòu)式，仍然在反映實際情況上不斷出現(xiàn)矛盾，而且相當混亂。這種寫法隨著有機化合物種類的增多，發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)越來越復(fù)雜，在更復(fù)雜的有機分子面前，雖然如今化學(xué)已經(jīng)發(fā)展到了一個相當?shù)母叨?，但是人們還是對一些更深入更根本的問題無法理解，無論是價健理論還是分子軌道理論都只不過是化學(xué)終極理論發(fā)展道路中的兩種近似理論，就像現(xiàn)階段牛頓力學(xué)對量子力學(xué)和相對論是一種宏觀低速的近似一樣。在最后我想說化學(xué)不應(yīng)該僅僅被認為是實驗的科學(xué)，即便