来一场有关化学的修行

Chem is try：化学是尝试

初中时我们就已经开始接触化学了，相信许多人对化学并不陌生。然而，你真的了解化学吗？

B站（bilibili官方网站）流传着一个很火的叫作“美丽化学”的系列视频，它是由中国科学技术大学先进技术研究院和清华大学出版社联合制作的一个原创数字科普项目。视频里的铜树生长、荧光液滴等美丽画面让人印象深刻。除此之外，化学世界里还有许多奇妙有趣的现象，比如“法老之蛇”实验、碘钟反应、“大象牙膏”实验等。不过，这些都只是化学的其中一小部分内容。

等到真正进入应用化学专业学习之后，我才发现，中学时期学习的化学只是皮毛中的皮毛。例如，初中时，我们知道原子的电子层数等于它的周期数；到了高中，我们知道每一个电子层还可以分为不同的电子亚层；而上了大学，我们便要从理论根源上，利用薛定谔方程等来解释原子内电子的排布。随着理论学习的不断深入，我的学科视野和学科思维逐渐被打开，我开始学着用化学的眼光来看世界。

对我而言，化学是一门研究性和探索性很强的学科，我们化学生常常把化学的英文名称Chemistry拆分为：Chem is try（化学是尝试）。是的，学习化学就是需要不断地进行实验、尝试和探索。

普通的实验课程，一般按照教材上已经写好的实验模板，算好的预期结果，一步步操作，就像是在森林里，老师指着一只被绑住的兔子，让大家把兔子抓回来。而我们班级会有一门特殊的实验课程——科研训练，课前，老师会给出一个目标产物，让我们自行设计合成路线，并且互相讨论，分析路线的利弊，同时权衡产率、经济等诸多因素，进行修改，最终大家敲定一个实验方案，这就像是老师给出一个目标——抓兔子，并为大家提供抓捕可能用到的工具，我们就沿着兔子的足迹，在化学的森林中摸索搜寻兔子的踪影，一起想办法把它抓住。但是在这过程当中，总会出现这样或那样的问题。

记得有一次做实验，我们小组和其他小组的实验现象每一步都不一样，过色谱柱的时候，其他小组的都是黄色、橙色分层，而我们小组的分层却像极了皮蛋——上层墨绿，下层浅黄，而且最终得到的不是目标产物。奇怪了，明明每一步都是按照要求操作的呀？我们连忙向老师求助，老师也很惊讶地表示：“我带了二十多年学生实验，从没见过这样的情况……”最后，老师发现无水乙醇试剂瓶中的气味不对，是乙酸乙酯——原来试剂瓶中的试剂被装错了！因此我们这个实验就像数学计算中抄错了数据一样，虽然努力了很久，但最终是无用功。我们从这次实验中吸取了经验教训，之后每次实验加试剂前都会再三确认。还有一次我们要将石油醚和二氯甲烷以1∶3的体积比例混合进行色谱柱洗脱，有一组同学却怎么都无法将产物洗脱出来，老师直接掂了一下两个试剂瓶，告诉他们：“你们这两个瓶子里面都是石油醚，可能是去补充试剂的时候倒错了。”“哇，老师怎么一掂就知道啊！都不用闻一闻的吗？”他们特别惊讶。“因为二者的密度相差比较多”，老师后来解释道。我们由此感受到了灵活运用理论知识在实验过程中带来的便利。

在实验过程中，我们最大的收获往往不是最终的成果，而是从抽丝剥茧的钻研中体会科研探索带来的成就感和满足感。化学的学习不断更新着我对这个世界的认知，自然界中存在着很多我们到现在仍然无法解释的问题，我们现在依然在化学的林中探索着，以后也会是如此。

学化学＝学数学＋学物理＋学化学

需要说明的是，不同院校对化学类专业的划分存在差异，如某些工科类院校常常将化学类（理学门类，偏研究）与化工类（工学门类，偏应用）放在一个学院，按大类进行招生，而另一些院校会分别设置化学系和化学工程学院，但不管院系如何设置，有机化学、无机化学、物理化学和分析化学这四大基础课程都是化学生的必修课程。

以我就读的中南大学为例，其下设的化学化工学院就有应用化学、制药工程、化学工程与工艺三个专业。这三个专业均按照“化工与制药类（化学生物环境大类）”进行大类招生，大一的时候这几个专业所学的课程都是一样的，大一下学期开始进行专业分流，在此之后不同专业会有不同的学习侧重点。

除了高等数学、高级英语等公共课程，我们的主修课程有无机化学（含实验）、高等无机化学、有机化学（含实验）、分析化学（含实验）、仪器分析（含实验）、物理化学（含实验）、物理有机化学、化工原理（含实验）、结构化学（含实验），以及和化学学科有一定交叉的大学物理（含实验）等课程。应用化学专业和许多学科都有一定的交叉，例如物理、生物、数学，等等，这要求学生的知识面要足够宽广，理论功底要足够深厚，因此我们经常开玩笑说：“学数学＝学数学，学物理＝学数学＋学物理，学化学＝学数学＋学物理＋学化学。”而在专业所学课程中，物理化学（含实验）、结构化学（含实验）是同学们公认比较难的课程，物理化学（含实验）甚至还被戏称为学院的“三大名挂”之一。

在理论课程的学习上，“强基班”更加注重夯实基础理论。例如，普通班级的无机化学（含实验）课只需一个学期便可学完，而我们则要一年。同时，我们还会接触到一些研究生课程，例如高等无机化学、物理有机化学（或高等有机化学）等。在实验课上，我们还会进行专门的无机化学和有机化学的科研训练，感受真正的科研。大一下学期，我们可以自主选择导师，由导师带领，增长实验室经验，参与科研项目。例如，在高分子化学课上，导师会让我们根据自己感兴趣的研究方向做学习演示，锻炼我们的文献检索阅读能力、演讲能力和团队协作能力，同时也会定期邀请专家开讲座，让我们可以和科研“大牛”面对面交流。

应用化学，没你想的那么“坑”

化学的应用早已渗透我们生活的方方面面，它与我们的衣、食、住、行，乃至当今所有高新技术，都有着密切的关系。应用化学不仅是开发基本化工原料、无机材料、有机精细化学品、高分子材料等的基础，而且在工农业生产、海洋开发、航天航空、信息产业、环境保护、生物工程、国防建设，乃至日常生活领域都发挥着越来越重要的作用。

在学术界，化学一定算得上是中国“最牛”的专业。2025年3月，全球领先的信息分析公司爱思唯尔（Elsevier）统计，2024年“中国高被引学者”（Highly Cited Chinese Researchers）榜单中，化学学科高被引学者最多，共501位，说明其研究成果在学术界及产业界获得较高认可度。

化学之路是一场漫长的修行，要坐得冷板凳，下得苦功夫。如果你是真心喜欢化学，想为我国化学事业的进步做出自己的一份贡献，你可以选择走学术道路，硕博阶段到国外留学、深造，像日本、德国都是不错的选择，回国后有机会进入高校当老师，从事科研方面的工作；如果想追求比较稳定的生活，可以到中学当化学老师，教书育人，或者考公务员、选调生，进入石油化工、环保、商品检验、卫生防疫、海关、医药、精细化工厂等生产、技术、行政部门或厂矿企业从事应用研究、科技开发、生产技术和管理工作，为人民服务；也可以到生物制药企业、化工企业、新能源企业等从事产品研发工作。

当前，化工行业的竞争相对来说比较激烈，想要在行业内站稳脚跟，不仅需要深厚的理论功底，还得有刻苦钻研的精神。如果你已经做好了进入应用化学专业学习的准备，欢迎和我一起走进这个美丽新世界的大门！