化学组成是反映物质内化学元素的质与量的范畴，是人们认识化学结构和化学反应的出发点。其基本理论主要是元素说和原子分子论。

11.1.1元素说

元素说是人类认识物质组成过程中最早提出的学说，是化学组成理论的基石，也是哲学探讨的重要课题。

自然界复杂繁多的万物是否是由少数基本物质即元素构成的，万物是否统一于少数几种元素？古代哲学家最早提出了这一命题，并做出了回答。古希腊哲学家Thales认为水生万物，万物统一于水。古代中国哲学家提出以土与金木水火杂，以成百物，认为万物统一于五行，即五种元素。此后，古希腊哲学家Empedocles也提出了类似的“四元素”说。他们提出的元素思想，虽然还缺乏科学依据，只是一种主观臆测，而且也还远不是今天的科学的元素概念，然而毕竟是从物质世界本身来说明物质世界和寻找统一物，从而体现了一种朴素的唯物主义思想。这是难能可贵的。

17世纪中叶，英国化学家Boyle R继承了古代元素思想，并依靠化学实验研究了组成物质的元素。依此他认为，元素并不是水、火、土等复杂物质或现象，更不是亚里士多德所说的冷、热、干、湿等性质，或柏拉图所强调的理念等非物质的精神，而是那些原始的、简单的或是丝毫没有混杂的物质，从而第一次提出了具有科学性质的元素概念。这也是化学科学中出现的第一个化学基本概念，并成为近代化学科学诞生的标志。Boyle R之所以能够提出科学的元素概念，从根本上看是在于他接受了当时刚刚兴起的微粒哲学，使他能够用物质微粒及其运动的观点对化学现象做出机械论的解释，而无需诉诸于超自然的、人格化的因素，冲破了长期居于统治地位的神秘主义哲学的束缚。此外，还在于他超出了古代哲学家的思维方式，不是依靠主观臆测，而是依靠科学实验来剖析物质，寻找和确定元素，进而建立起科学的元素观。因此，恩格斯说：“Boyle R把化学确立为科学”。

但是，由于当时化学实验水平的限制，Boyle R的元素概念还只是一种缺乏具体内容的抽象概念，还有待充实。这一工作在18世纪中叶由法国化学家Lavosier A L担负起来。他在化学实验分析的基础上终于确定了Au，Ag，Cu，Fe，Sn，O，H，S，P，C等33种简单物质为化学元素，并列出了化学上第一个元素系统分类表。其中虽然也把石灰、镁土、盐酸等化合物误当成了元素，然而毕竟是把Boyle R的抽象元素概念具体化了，并有力地推动了化学家到具体物质中去寻找、发现化学元素的工作。到19世纪末，已经发现了79种化学元素。其间，在19世纪中叶，俄罗斯化学家Mendeleev又把看来似乎是互不相干的化学元素，依照原子量的变化联系起来，发现了自然界的重要基本定律－－化学元素周期律，从而把化学元素及其相关知识纳入到一个严整的自然序列规律之中，既提高了人们学习、掌握化学知识的效率，又从理论上指导了化学元素的发现工作。到20世纪40年代，人们已经发现了自然界存在的全部92种化学元素。与此同时，人们又开始用粒子高能加速器来人工制造化学元素。这样到1996年已发现的元素总数达到114种。

现代化学元素思想的形成和化学元素的发现，进一步证实了辩证唯物主义自然观的科学性。它表明，自然界中居于分子层次以上的物体，从宏观的天体到微观的分子，从有生命的动植物到无生命的矿物都是由化学元素组成的。例如火星的土壤是由Fe，Si，Ca，Al，S等化学元素所组成；生命体是由C，H，O，N，S，P等化学元素组成；体现了辩证唯物主义的物质统一观。此外，人们认识了化学元素，还为化学知识的化繁为简，以及促进物质的加工转化创造了有利条件。例如地球上的生物和非生物多达400多万种，然而从化学元素的观点看来，却超不出已知100多种化学元素，只是元素组成和组成的方式不同而已。由此还可以利用化学反应使物质发生转化。例如在原料和产品都具有C，H，O，N等4种化学元素的基础上，可以把煤、水、空气转化成为化肥和炸药；在共同具有C，H，O，N，P，S等6种主要元素的基础上，可以把H₂O，CO₂，NH₃，H₃PO₄等物质转化成蛋白质和核酸等生物体内的物质。

11.1.2原子分子论

原子分子论是化学组成理论的又一基石。它是历经了千百年由化学家和哲学家共同创立的理论，现已成为化学和哲学研究的重要思想工具。

原子论  元素是以何种方式组成万物的，是连续的可分的方式，还是间断的不可分的方式？这既是一个化学问题，也是一个哲学问题。最早给予回答的是公元前5世纪的古希腊哲学家Leucippus和他的学生Demokritos。他们认为，万物都是以间断的、不可分的微粒即原子构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因，而不是理念或精神，从而有力地批驳了唯心主义哲学。但是，古代原子论只是在观察自然现象基础上臆测出的学说，缺乏科学实验依据，还未能在哲学和科学上发挥更大作用。

19世纪初，英国化学家Dalton J在此基础上提出了近代科学原子论。他首先研究了气体的性质，认为气体的扩散性、渗透性和压缩性表明了原子微粒的存在。随后又根据当量定律、定比定律等表现的构成物质的元素质量非连续性、跳跃性变化的经验事实，进一步意识到了具有间断性微粒原子的存在。然后他又实现了一件惊人的创举，以氢原子的质量为标准，测定了不可见的、微小的原子的相对质量，即原子量，从而为原子微粒第一次提供一个能用数量表达的性质，能用实验方法检验出来的特征，为科学原子论的确立奠定了坚实的基础。由此他认为，元素是以原子微粒的方式构成的。化学反应的实质不过是原子间的重新组合。这样，Dal－ton J就把古代哲学的原子论发展成为近代科学的原子论，促进了化学和哲学的发展。其具体作用主要是：

从化学上看，它把元素和原子两个基本概念联系在一起，使化学元素具有了同一类原子总称的前所未有的明确概念。它合理地解释了当时几乎所有的化学现象和经验定律，揭示了它们的内在涵义。例如对于定比定律来说，由于不同原子化合时所需要的原子数目一定，而各原子又均有一定质量，所以化合物的组成也就不言而喻地是有一定的质量比了。

从哲学上看，它把古代哲学思辩的原子论思想赋予了可检验的具体属性内容，得到了科学实验的证明，从而复活了2000年来长期遭受宗教势力压制的古希腊原子论，促进了唯物主义哲学的发展。此外，它从原子量上的差异找到了元素质的差异的根源，已经是不自觉地运用了量质互变的辩证法规律。同时，化学原子论作为一种物质观，不仅是化学上研究物质组成的一种主导理论，而且也为哲学研究提供了一种新的认识论和方法论，即把复杂的宏观现象归结为微观的简单要素的认识方法。例如19世纪马克思对于资本主义社会商品剖析所建立的政治经济学，人们就把它看作是一种社会原子论的成果。还有，由于Dalton J运用了概念、判断、推理的理论思维方法确认了当时尚不能观察到的、不可见的原子的存在，即运用科学抽象的方法发现了隐藏在现象背后的原子本质，从而促进了理论思维方法的应用，充实了方法论的内容。

分子论  1811年，意大利化学家Avogadro A根据气体反应体积简比关系定律，即“同温同压下参加化学反应的各气体体积互成简单整数比”的经验事实，大胆预言了原子复合体－－分子－－的存在，提出了著名的阿伏加德罗分子假说。他认为，包含在一个单位体积内的气体物质，并不是独立的原子，而是由原子构成的复合体，即分子。然而由于当时还缺乏更直接的实验证明而未被承认，直到半个世纪后的19世纪中叶才被确认，从分子假说提升为分子论。

分子论的建立，阐明了原子和分子间的联系与差别，认识到原子在化学反应中基本保持不变，只是分子的拆开、破坏、变化，即化学反应的实质主要是分子的“质”的变化。这样就使人们在认识物质层次和化学反应的深度上有了新的飞跃。同时也解决了长期以来在原子量测定等问题上出现的矛盾和混乱，推动了化学的迅速发展。此外，分子论的建立也表明，假说方法，即在已知一定科学事实基础上超出经验领域的认识，对未知现象做出的假定性说明，是人们从经验到理论发展过程中不可缺少的重要思维形式和科学方法，应当给予足够重视。正如恩格斯所说，只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。然后进一步的观察材料会使这些假说纯化，取消一些，修正一些，直到最后纯粹地构成定律。