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论有机化学递传本质
陈叔?
宇宙和地球表面有一百多种元素，元素分类主要是原子外层壳
粒数及其分布的情况所决定的。壳粒只有一个的原子为一类，称为
氢元素，其原子量是氢元素原子质量的平均值。原子外层壳粒数有
两个，划分为另一种类氦元素。原子外层壳粒数三个、四个......
直至一百多个的各种类元素。不管那种元素原子都是以原子核与周
围运动的壳粒组成的。宇宙间丰度最高的是中子和氢原子，两者核
同位旋或得失趋势刚好相反，很容易结合生成各种数目原子核和壳
粒的新涡旋元素原子。氢原子组成新元素原子时其壳粒仍然在新涡
旋基础上绕其交换整数倍阵面轨道上运动。从而元素壳粒数愈多的
原子核质量一般愈高，才能保证原子核与壳粒之间交换平衡而相对
稳定。这里原子模型不同于过去模型，它是质量略有差异涡旋体，
原子量是其统计平均值，稳定时不具有电性，电性是壳粒脱离原子
核引起交换不平衡的暂态现象。
原子核与壳粒间通过电磁场物质交换而联系在一起的。原子核
质量愈大其交换频率愈大，交换允许的轨道波阵面愈密，而壳粒的
质量远小于原子核（约氢原子的１８３６分之一），壳粒整数倍于
原子核的交换面是壳粒交换稳定的允许波阵面，愈往外波阵面所构
成的允许轨道（或能级）愈多。由里往外分布轨道的原子核波阵面
或交换阵面数用主量子数表示，即ｎ＝１、２、３......等。由于
原子核是竖椭球的涡旋体，在基壳粒和绕其运动壳粒交换允许波阵面分布着变换频率整数倍于轨道或公转波纹频率，可用动量矩量子数ι或波纹量子数表示，ι＝ ０、 １、２......（ｎ－１）等，而且动量矩量子数在磁场中可以分离，使其在原子核自转轴上轨道方向投影也是整数倍，才是交换极强或量子数允许分离轨道，即ｍ＝０、±１、±２......等，再加上正反自旋量子数ｓ，使得愈往外原子核交换阵面所分布的轨道数愈多，分别用ｎ、ι、ｍ、ｓ量子数描述各个轨道或能级。
一、价键递传
元素原子外壳层粒子数由一个到一百来个的各种元素中，有的
元素最外层只分布一个壳粒，如锂、钠、钾等元素，由于趋于分布
对称结构而易失最外层壳粒，在化学上属金属性强的碱金属元素。
有的元素最外层只有两个壳粒，如硼、钙、钡等的碱土金属。反之
，有的元素最外层分布七个壳粒，如氟、氯、溴、碘等卤族非金属
元素和最外层只有六个壳粒，如氧、硫、硒等，在趋于对称分布结
构过程中而易得壳粒。如易失壳粒钠Ｎａ和易得壳粒氯Ｃｌ在一定
条件下接触，则化合成食盐。易失壳粒的钠丢失一壳粒而趋于对称
分布，易得壳粒的氯得一壳粒使最外层８个而处于对称分布。但当
钠失去一壳粒又使原子核与壳粒交换不平衡，又有趋于再吸收回一
个壳粒趋势，同理氯因得一壳粒又使原子核与壳粒交换不平衡，又
有趋于再丢掉一个壳粒趋势。这样钠和氯之间因对称性趋势和交换
平衡性趋势矛盾统一的结果使壳粒周期性交换传递。这个壳粒交换
就是化学异价键（旧称离子键）的本质。
分子由原子组成的，不同的分子是由不同的原子组成的。分子
是物体的最小单位，保持着相应物体特有性质。分子内的元素原子
成分或结构改变，分子的性质也随之改变。这类成分或结构的化合
变化的过程就是化学反应，如各种金属的氧化物Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、
ＧａＯ、ＢａＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３等和非金属的氧化物ＣＯ２、ＮＯ２、ＳＯ２等是这些金属和非金属在空气中煅烧而成的。它实际上是氧（除氟外）具有元素中最强的吸收壳粒的趋势，易跟其它元素化合并产生壳粒交换，这种交换可构成分子或结晶。原子间交换壳粒不一定每次都是原壳粒交换，而经常更换壳粒，使壳粒在分子内元素原子之间递传，甚至相邻元素原子或分子之间的壳粒传递交换，使其联结成一片，构成壳粒递传过程，如形成壳粒递传的化合物食盐，因而分布成规则晶格的固体。
晶体的本质在于元素原子和分子之间壳粒的递传，这类壳粒交
换递传称为结晶键。结晶是分子间壳粒交换，通常较分子内交换弱
些，但不同氧化物强弱程度不同而具有不同结晶方式。氧化是得壳
粒或加强对壳粒控制的过程，引起这个变化物质（Ｏ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２等）称为氧化剂，因为这些分子接受壳粒而被还原，引起这
种变化的物质（Ｎａ、Ｋ等）称为还原剂。许多金属最外层壳粒易
失且易在金属体内原子之间递传和移动，构成金属晶体或合金，可
使金属原子之间距离改变，而制成各种形状的物体，即具有较好的
延展性。金属原子间壳粒交换称为金属键。金属元素最外层壳粒数
较少且易在金属体内移动和递传。如果金属上加一电场，壳粒两侧
受到不平衡交换场物质叠加，使其从一侧趋于另一侧而脱离原子核
，原子核处于交换不平衡状态，有再向另一原子吸收壳粒的趋势，
使交换不平衡的壳粒在金属体内移动而构成电流，即具有导电性。
氢原子既易失壳粒又易得壳粒，两个氢原子结合成氢分子２，也能达到两原子外层壳粒分布对称，即一氢原子失一壳粒供另一氢原子而使其分布对称，然而又使各自跟原子核交换不平衡，趋于恢复原状态，推动一壳粒往返运动，由于趋势惯性使另一壳粒继续往前，一氢原子以趋于新的分布对称，产生新的交换不平衡，在对称性和交换平衡性趋势矛盾中交换壳粒，相当于两壳粒成为两氢核公共的壳粒。这样的壳粒交换就是化学上共价键的本质。又如其他共价键化合物，如氧分子Ｏ２、氮分子Ｎ２等。还有如氟化氢Ｈ：Ｆ共用一壳粒对状态的一个键分子，氨ＮＨ３是共用三壳粒对状态的三个键分子。原子间共用壳粒对交换或递传的三种共价键方式常见于碳Ｃ烃类和氮Ｎ有机分子结构中，如烷烃中单键的碳，烯烃中双键的碳和炔烃中三键的碳核心结构。
沸点高低可以看作分子内原子间壳粒交换的紧密程度，分子内
交换愈紧密愈呈独立的分子，即愈呈气态，相应沸点愈低。通常分
子量愈小愈易构成独立分子，沸点愈低或愈呈气态，如烷烃中分子
碳核愈轻愈呈气态，甲烷分子最轻而沸点最低。对具有相同结构分
子化合物，沸点随分子量增大而提高，Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、ｌ２等的就是如此。ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ也保持着沸点与分子量之间的这种关系。但是最轻的ＨＦ沸点却反常地高。此类不规则的变化在其它化合物中也存在，如氢和氧、氮成键，在含有Ｈ－Ｆ、Ｈ－Ｏ、Ｈ－Ｎ键的分子之间增加壳粒交换的作用或分子内壳粒交换削弱的作用，使氢原子易在化合物分子中交换传递，这类氢的递传称为氢键。水的氢键作用是个典型例子，水分子结构不是直线的，而有一定角度的，氧有四个不成键的壳粒在氢的另一侧，在壳粒交换递传中易跟邻近水分子的氢构成交换，这一方面使水分子间距离缩小或交换作用增强，另一方面使氢原子在水分子之间交换递传而易使其它化合物溶解，成为基本溶剂。
二、结构递传
早在十九世纪六十年代，人们已知道乙酰醋酸存在有烯醇式或
酮式两种结构，引起两种结构式的论战。从而有人提出互变异构化
合物，认为两种异构体中氢原子在分子中占据着不同的位置。两种
异构体在结晶态时都是稳定的，而在溶液中可能两种形态相互转变
，化学家又进一步提出动态异构现象，用此说明异构体互相变化的
各种现象，如光学异构体相互转变时，可使偏振光平面旋转发生变
化。异构体反应速度不一样，常取决于溶剂的性质和是否存在其他
异构物，是否存在酸和碱等。这些动态异构体的氢占据位置变化而
出现不同性质，已经有氢元素在有机物中递传的萌芽观念。只不过
众多的有机物有分子递传，如烷烃类分子中氢在碳核周围递传或水
在糖酯分子中递传不影响其分子的性质而已。因为这些氢元素或水
在其周围跟其他氢原子或水分子交换或传递仍然保持原来结构和性
质。从而人们就用静止的结构描述，用一种元素原子组成分子的关
系图象。
真正的分子结构是动的是变的，即使无机分子也是壳粒交换传
递中存在的，更何况有机分子。不仅壳粒在交换递传运动中存在，
而且元素原子或分子也在运动中存在的。世界不动不变的东西是没
有的。苯的有机结构曾经伤透化学家的脑筋。凯库勒提出６个碳氢
环形结构，但是没有解释苯的全部性质。例如苯的两个氢原子被其
他原子所取代，则有三种变体。一些英美化学家提出中介理论和共
振论，认为化学有机分子有原初的结构型式，每个原初结构所反映
的不是固定的东西，而是反映分子中化学键可能的分配。那些结构
的相互作用是相应结构的共振或不同价的状态叠加，而由原初结构
的共振现象所造成的分子能量减少，称为共振能。把分子结构看成
介于两种或多种可能结构的某种平均状态。共振论也是把静止不变
的分子结构观念发展为动的变的分子结构观念，把有机分子结构理
论推进一步，这样才有可能解释更多有机化合物现象。
以涡旋构成粒子和作用递传观念来看来。有机分子苯的碳与氢
绝不是不动的，也不是不变的。它不仅反映了氢元素在碳环核周围
交换和传递，两个氢被置换可以有相邻的、间隔、对称的三个相对
位置被置换，被置换的位置不同，所形成的碳环核外递传状态有所
不同，引起的性质也相应不同。在对称的趋势中递传使其演变成第
三种，但又受到氢递传作用或其他外部条件而使第三种结构变为其
他结构形式。而且环形碳核又在壳粒递传中收缩扩大的形变，具有
立体结构变化性质。按照物质结构的变化或递传交换观念，共振论
包括现代化学诸如中间体、过渡态、耗散理论等所提出的分子结构
愈复杂，中间结构或共振结构或过渡态，甚至立体化学结构的数目
愈多也就不奇怪了。它反映了分子内外的场质交换、壳粒递换、元
素递传、分子递传的重要条件，即微观粒子间交换、递换、递传不
是任意的，而是跟微观场质交换类似的，只有交换频率整数倍的那
些轨道或能级才是稳定的允许的。
微观壳粒、原子、分子递传都是要满足某种周期或频率整数倍
的分子结构才是稳定的允许的，即具有共振条件才能构成稳定的分
子结构，称为分子结构周期性递传原理。实际上，任何分子都在平
动、自旋、周期变换中存在的，都在场质交换、壳粒递换、元素原
子和分子递传中存在的，尤其复杂的有机分子。这些运动一旦停止
，复杂有机分子就解体而不复存在或转化为单质元素原子，简单分
子，性质上已不同于原来分子。分子的平动、自旋、变换和场质交
换才能理解其分子物理性质，才能理解其辐射光谱意义，才能理解
化合物的偏振光和旋光性质。而且周期变换和交换、递换、递传才
是分子能够构成一定结构的根本原因。
有机物中碳元素是最重要角色，在宇宙中跟氧一样是较丰富的
轻元素。碳原子里层２个壳粒和外层４个壳粒，而氧外层６个壳粒
，两者易构成ＣＯ２的无机分子而漂移在宇宙空间和星球的表面。
四价碳在宇宙空间和地球表面可构成与其他元素多种多样壳粒递传
方式。碳元素壳粒趋于分布对称饱和（８个）过程，以不同方式交
换递传而结成不同有机物，如甲烷（ＣＨ４）、乙烷（Ｃ２Ｈ６）、乙烯（Ｃ２Ｈ４）、乙炔（Ｃ２Ｈ２）、苯（Ｃ６Ｈ６）等等。分子的核心是碳元素，联结成链式，环式和立体式三大类。链式碳核心从一个到若干个，碳原子之间以一个壳粒交换（或称一键）的分子核心者为烷烃类。碳原子间以二个壳粒交换（或称二键）的分子核心者为烯烃类。碳原子间以三个壳粒交换（或称三键）的分子核心者为炔烃类分子。碳核外氢在其周围递传，整个分子外还有交换场质的递换传输。
碳元素之间链式联结的有机分子核心和外围的氢元素递传结构
而存在的。如乙烷的两个碳核心外６个氢原子并非固定在一个碳原
子外，而是在其周围递换传输。即使处于固态下，不仅壳粒在分子
间递传，而且氢原子也可参与递传。对于复杂有机物递传元素不仅
是氢原子，而且有水和其他元素原子或根，基官能团的递传。链式
碳核心有分支链结构，其支链烃可看作直链烃的衍生物，一般将化
学式中最长的直链作为母链。定名时作为主名加上支链位次命名。
而使化学有机物种类繁多，命名繁杂，以至非专业人员难以记清所
有命名。碳元素环式联结和外围的氢元素或其他元素或官能交换联
结构成环类有机分子。它们包括简单脂环烃（如环己烷、环丁烯等
），不饱和单环母核（如茂等），芳香母核（苯、萘、蒽等）。杂环母核与芳香母核不同之处，在于把母核中碳元素之一或若干被其他元素所代替。
由于母核结构不同，使得其周围元素递传方式和内容有很大不
同，从而物理性质，化学性质就很大的不同。有些氢元素递传变成
若干元素交叉递传。绝不是以往所以为那样，分子结构静止不变或
不动的，即使母核本身也在平动、自转、周期变换的运动，更何况外围的氢原子、水分子等递传。可见，无机化学反应实质是壳粒、元素原子为主的交换过程。而有机分子通常具有酸、碱双极结构，易进行氢、水分子或其它分子交换和递传（不仅具有交换或递换，而且具有递换传输）过程，使氢、氢氧根、水和其它分子在有机分子内递传。一旦这类递传停止，而化成壳粒交换递传，就会化成无生长或“死”的有机分子，如石油、塑料、橡胶、化纤等之类分子。“生”和“死”有机分子差别在于有无生长和衰亡。称为有机分生死递传原理。
三、有机反应
分子由原子组成的，不同的分子是由不同的原子组成的。分子
是物体的最小单位，保持着相应物体特有性质。气体状态分子相对
独立，主要靠其碰撞接触，气体分子碰撞机会比液体状态少得多，
因此不易发生化学反应。固体状态分子之间相对位置较固定，除固
体间表面摩擦而使分子接触外，其他机会较少，从而也不易发生化
学反应。化学反应最易发生在溶液状态，而且发生在加热情况下，
因为加热可增进溶液中分子不规则运动加剧，增加分子之间接触机
会和分子运动能量愈高的分子内原子间联系愈松散，较易引起化学
反应。当然有时外加其他场作用也会促使分子原子间联系松散，易
引起化学反应。有时外加作用力或搅拌也会增加分子间接触机会，
加强化学反应。化学反应的本质是元素原子、原子团基、分子团基
的交换、递换、递传的过程。而原子或分子的交换、递传跟内外条
件密切相关的，如物态、温度、压力、搅拌、催化等条件都会使分
子间增加接触和形成元素交换机会。
在无机物中氧元素是最重要角色，行星和卫星表面基本成分是
金属氧化物和非金属氧化物，自然界除惰性气体外难以找到单质元
素。多数单质元素通过人工分解氧化物或其化合物中得到的。这是
因为宇宙氧元素丰度仅次于氢、氦，而在行星和卫星表面元素丰度
又是较高的。表明氧元素既是较稳定核结构的原子又是壳粒数分布
易跟其他元素化合成稳固分子，并以氧化物形式存贮氧元素。无机
化学的氧化－还原反应是原子趋于结构对称和核壳趋于平衡矛盾引
起壳粒交换传递的化学反应过程，而酸碱反应是在水中氧化物酸碱
性矛盾引起的氢和氢氧根（或水）交换递传的化学反应，置换反应
在水或酸中某些金属比氢更易跟氢氧根或酸根壳粒交换递传而将氢
递换出来并构成元素原子的交换递传的化学反应。
化学反应有氧化反应，还原反应、化合反应、分解反应、置换
反应、合成反应等等。置换取代反应就是指那些金属性强，易失壳
粒的元素，按其程度可以分为Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ
、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｈ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等。在
氢Ｈ之前元素，能够将酸中的氢置换出来，排在前面元素比后面元
素原子的更易失壳粒，趋于对称分布趋势愈强，从而可把后面元素
的盐溶液中将前面金属元素换出后面的元素。这是因为溶液将盐溶
解，在水中分子受到作用，原子与原子基团较松散较活动，易在接
触中发生作用，并将更易失壳粒元素换进去成新盐。这种元素置换
在复杂系统里可能存在一长串的置换，构成了元素交换和传递的长
链。在有机分子或高分子中的一长串的元素交换和传递的长链，往
往成为分子生长变化的基础。有机化学反应中有取代反应和消去反
应，这些反应可把某些元素取代
Ｃ２Ｈ５－（－Ｃｌ＋Ｈ－）－ＯＨ―→Ｃ２Ｈ５－ＯＨ＋ＨＣｌ
消去反应是在适当条件下，从一个分子脱去一个小分子（如水
、卤化氢等）而生成不饱和（双键或三键）化合物
ＣＨ３－ＣＨ２－ＣＨ２Ｂｒ＋ＮａＯＨ
―→ＣＨ３－ＣＨ＝ＣＨ２＋ＮａＢｒ＋Ｈ２Ｏ
若一个大分子系统里有一系列取代、合成、消去反应等，就可实现
分子系统内的元素原子、分子、分子团的交换传递或递传，并使大
分子在生长变化的。各式各样的化学反应往往不是单一地在物质系
统中进行，而是错综复杂地参与各个局部反应，来实现较复杂物质
的递传过程。
化学反应速度主要决定化合物性质、催化剂和外部条件，如溶
液、浓度、压力、温度、机械搅拌等条件。浓度较大分子之间接触
机会增多，从而反应机会也必然增大，从而同样化合物和其他条件
，浓度愈大往往反应愈快。压力是单位面积所受力，压力愈大就是密度和平均动能愈大，从而反应机会愈多，相应地也就反应愈快。温度愈高分子运动愈剧烈，从而愈松散且碰撞机会愈多，化学反应速度也愈快。化学反应开始时往往较强，随着反应增多，反应减慢，最后达到化学反应平衡。如果正反应和逆反应的速度相等，反应物和生成物的浓度不发生变化，即处于化学平衡状态时，可以看成元素在溶液里平衡交换和传递。
氧化-还原反应不仅普遍存在于无机化学过程， 而且普遍存在
于有机化学反应和生物化学反应过程的基础性的反应，作为燃烧和
化学反应的基础。对于有机化合物来说，低分子有机化学的取代反
应、加成反应、消去反应，是经常出现的而具有代表性的反应。如
在适当的化学条件下，链烷中的氢被卤族元素或硝酸等进行取代反
应。甲烷和硝酸在高于４００摄氏度下的取代反应便成了硝基甲烷
和水。
ＣＨ４＋ＨＮＯ３－→Ｈ３－Ｃ－ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ
碳之间除单键烷烃外还有更活跃的双键烯烃和三键炔烃，双键或三
键的壳粒交换较不稳定，易断开而跟其它元素原子产生壳粒交换的
加成化学反应，如乙烯和水的加成反应生成乙醇，跟氯化氢加成反
应生成乙基氯。
Ｈ２－Ｃ２－Ｈ２＋Ｈ２Ｏ－→Ｈ３Ｃ－ＣＨ２ＯＨ
Ｈ２－Ｃ２－Ｈ２＋ＨＣｌ－→Ｈ３Ｃ－ＣＨ２Ｃｌ
加成反应的相反过程是消去反应，如卤代烃跟强碱的醇溶液共热，
就脱去或消去卤化氢和水生成烯烃。
Ｃ３Ｈ７Ｂｒ＋ＮａＯＨ－→Ｃ３Ｈ６＋ＮａＢｒ＋Ｈ２Ｏ
水在有机物（取代、加成、消去反应）中常常起作分子交换递传的
最重要角色。
高分子有机化学的裂化反应、聚合反应、重排反应等过程都可
看成不同程度的原子或分子的交换递传方式变换。有机化合物裂化反应常应用于石油不同沸点分镏成汽油、煤油、机油、润滑油、石腊等，为了提高产油量，采用裂化反应技术（即把长链的烃分子在一定的压力下隔绝空气加热）将石腊等高分子壳粒交换薄弱处脱开，并断裂成较小分子，如汽油分子。而聚合反应是把小分子聚合成高分子，如塑料、人造橡胶、人造纤维等，它们之间连接主要靠小分子在一定条件下接触而促使壳粒交换递传。但是天然橡胶或天然纤维在生物体内时跟取出加工成橡皮或棉织品分子状态已经不同的，天然状态下存在大分子内元素原子或分子的交换递传过程，仍可以生长或生成众多同类分子，加工后则成仅有壳粒交换递传有机分子的躯壳而已。
为了更加快化学反应，可借助于某些化合物来帮助化学反应而
其本身化合物结构、性质仍然不变，这类化合物称催化剂。催化剂
具有催化的功能完全在于其递传方式和递传性质。由于催化剂的递
传趋势使其易向某化合物摄取所需要元素或基团，并在催化剂递传
中输出，为其他化合物所置换、所合成。催化剂本质都是该物质对
某种化学过程易产生某些原子或分子或原子团基的置换和传递，只
是递传方式不同而已，以促进化学反应过程。有机化学反应通过溶
剂和催化剂起了增强某些分子交换递传，可以更有效地实现水和其
它分子的递换传输方式，称为有机化学反应的溶解催化递传原理。
四、生长递传
有机分子和生命分子内通过水分子和其它分子交换递传中存在
的，最简单的糖分子或脂分子可通过水解成小分子，如多糖水解成
低糖或单糖。糖是二氧化碳和水光合作用下生成的，即在光量子激
发下，碳氧原子之间双壳粒交换松懈并打开，使碳原子之间产生交
换并构成有机分子碳核心部分，如糖分子碳核结构和周围水分子分
离成氢和羟基交换递传方式，叶绿素或酶起了光合催化作用。
ｎＣＯ２＋ｎＨ２Ｏ－→（ＣＨ２Ｏ）ｎ＋ｎＯ２
它是各种糖、淀粉、纤维等的基本成份。葡萄糖是丰度最大的６碳
糖（已糖），它存在于水果汁、植物汁和动物血及组织中。实验室
每克分子的葡萄糖氧化产生水和６８６千卡热量，但它可在酶控制
下在活细胞中分子交换递传产生水和约２６２千卡的热量，其余热
量以维持体温。
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２－→６ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ＋２６２千卡
可见自然界动物体吸入氧气并呼出二氧化碳，而植物刚好相反，构
成了二氧化碳和氧，甚至水分子的生物体内外循环递换传输过程。
水分子和其它分子是有机分子和生命分子的递换传输的基本方式。
天然存在的甘油（多羟基醇）和脂肪酸合成的酯类分子，软脂
酸甘油酯和油酸甘油酯是植物脂肪中的一种酯，那些稍低于室温为
液态的脂肪称为油类。跟脂肪存在有关的油类，则是液态甘油脂。
硬酯酸甘油酯是动物脂肪中的一种酯。甘油是一种丙三醇，它跟三
个硬脂酸化合生成硬脂酸甘油酯，如
３Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ＋Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）５
－→（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）３Ｃ３Ｈ５＋３Ｈ２Ｏ
其箭头方向为酯化反应，相反的为水解反应。酯化和水解成为生物
体或细胞水分子和其它分子交换递传重要部分。脂可在强碱作用下
水解，产生甘油和脂肪酸钠盐，其分子结构是一长链，含钠一头易
溶于水，而另一长尾易溶脂肪的双极性分子，使脂肪破裂形成胶态
微滴而由水带走，它是肥皂的原料。
双极性分子常存在于生物体分子结构中，如磷脂是磷脂酸的衍
生物，它是含有甘油、两种脂肪酸、一种磷酸（或胆碱、乙醇胺、
丝氨酸、肌醇氮化物等）的双极性分子。在细胞膜中磷脂以两排头
部向外紧密排列，两排间断系住蛋白分子，它们之间靠水或其它分
子交换递传联系着，并在递传中生长或解体。细胞中包含核糖核酸
、蛋白质、酶等，具有双极性结构的分子，即分子两侧具有不同的
酸碱性，分别跟酸性物质和碱性物质化学作用，构成元素在分子中
双向交换传递。双极性分子各种组合，构成各种性质、功能和递传
方式的生长、衰亡过程的生命分子，如ＤＮＡ分子。可见双极性分
子及其以水为主递传方式是构成生命分子基础，称为生命分子构成
原理。
蛋白质包含碳、氮、氧和氢元素，有的蛋白质还包含硫或磷等
其它元素的聚合物，水解时产生氨基酸的单体。从海洋环虫类的卵
子的化学分析得出脂类６．８％、肝糖１．２７％、蛋白质１９．０８％、无机盐１．５３％、水７０％等，其它种子和卵子都包含这些成分，只是比例、总质量、结构、递传方式存在差异而已。生物体除水之外蛋白质分量最重，是细胞和生物体核心部分，是细胞里最复杂的变化大的一类大分子。它通过氨基酸缩合反应和水解反应生成蛋白质及其水分子等的交换递传，一旦交换停止也就解体。蛋白质特殊功能是其内部氨基酸（约２０多种）的排列顺序和交换递传方式决定的，蛋白质是构成各种各样的细胞和生物体基础，可以说蛋白质是生命存在形式之一。
化合物间化学反应构成了元素的置换，使得某些分子之间连接
起来，甚至出现化合物分子之间进行元素原子、分子、分子团的交
换和传递。如果交换和传递的是元素原子、原子基团、分子、分子
基团等，并使分子或分子系统（包括细胞）总体上质量在变化。不
少高分子有机化合物分子之间又构成递换链，一个分子传递给另一
个分子，再传递给下一个分子，整体上有机联系地递换和传递，像
一个链式似的，有时还有支链及其跟主链交错交换递传。也有的整
体有机地递换和传递成一个环似的，还有的整体有机地链式和环式
交错地递传。递传不断地更新改变各个环节质量和结构。如一些高
分子或生命分子或分子系统（细胞）就是在交换、递换、递传中更
新自己，改变自己，即同化和异化反应过程。
递传中一个环节失调就可能使以下各个环节递传不下去而解体
，即递传中有生长和解体过程的代谢反应。可见，有机分子、生命
分子、细胞并不是像现化学所以为那样的化学式和化学结构式固定
不变的，化学结构式只是描述分子中原子元素联结方式。同化反应
、异化反应、代谢反应实质是化学反应（如置换、加成、合成、光
合、缩合和消去、水解反应等）链或元素递传链。各个环节递传成
份保持一致者为非生长式分子结构。各个环节递传成份或结构以一
定方式置换改变，且使化合物分子整体上有生长和解体，称为生长
式分子，一般生命分子、细胞具有这个基本特征。
生命分子及其集合体的结构和质量ｍ随时间而变。无机物分子
和矿物有机物分子递传的是壳粒或元素的同类递传，结构和质量变
化不明显或微量变化，用某种能量改变率ｄＥ／ｄｔ来描述。但是
生命分子及其分子系统（细胞）在递传中结构和质量有明显改变，
则可应用ｄｍ／ｄｔ来描述。而Ｅ与ｍ是时间函数，可称为生长函
数。而ｄＥ／ｄｔ或ｄｍ／ｄｔ是生长函数的变化率，可用来描述
生长状态。如果ｄＥ／ｄｔ＞０或ｄｍ／ｄｔ＞０则表示化合物或
分子递传中生长。ｄＥ／ｄｔ＝０或ｄｍ／ｄｔ＝０表示化合物或
分子递传中处于平衡。ｄＥ／ｄｔ＜０或ｄｍ／ｄｔ＜０ 表示化
合物或分子递传中衰亡或解体，解体后原物体状态完全改变为其他
物质分子形式。
若物体的整个生长，衰亡过程用二次微分方程描述，如
ｄ２Ｅ／ｄｔ２＝ｋ ｄＥ／ｄｔ＝ｋｔ－ｋｔ。
ｄ２ｍ／ｄｔ２＝ｋ ｄｍ／ｄｔ＝ｋｔ－ｋｔ。
表示物体变化率随时间推延而增长，具有生长性质。而ｋ为负数时
，情况则相反
ｄＥ／ｄｔ＝ｋｔ。－ｋｔ 或 ｄｍ／ｄｔ＝ｋｔ。－ｋｔ
表示物体变化率随时间推延而减少，具有衰亡性质。若在ｋｔ。＝
ｋｔ时表示处于全盛状态时期，那么在ｔ。之前表示ｋｔ－ｋｔ＞
０为结构生长发育过程。在ｔ。之后，ｋｔ。－ｋｔ＜０表示结构
衰亡过程。生命生长环境条件复杂性、多变性，而ｄ２ｍ／ｄｔ２通常不是一个常数。从而生长率ｄｍ／ｄｔ不是一个线性的过程，质量的时间函数变得较复杂。它可以看成ｄ２ｍ／ｄｔ２的常数迭加上某些周期或波动参量来加以修正，ｄｍ／ｄｔ和ｍ（ｔ）随之修正。对于不同种类生命体生长常数不同和修正项不同，特别ｔ。不同表示生命体寿命不同，大体可用２ｔ。表示寿命。尽管ｔ。前后时间上和质量生长分布不一定对称，仅作粗略估计值或平均值。ｋ的大小或斜率表示生长快慢的表达方式。
物质结构及其生长实际上是复杂运动状态和复杂的递传形式。
递传中包含递传总量，递传快慢（或频率），递传成分和结构，它
跟物质或实物体本身的成分和结构不同，即跟所谓化合物成分和结
构不同的。成分和结构没有包含递传成份和递传结构意义，也就没
有生长和解体的意义，从而解释不了有机物分子，特别高分子或生
命分子的生长过程。生命分子绝不是固定不变的分子成分和结构，
而是种类繁多的递传成分和结构，构成了多种复杂联系的化合物或
生命物质的系统。递传成份和递传结构在生命系统内部各个环节中
往往是变化的，这些描述相当复杂。
系统的递传的输入和输出差异或者各个环节输入和输出差异来
描述递传则大大简化问题。并用输入和输出等同和不同来确定交换
还是递换，经若干环节递换而构成有机整体的系统为递传。递传中
系统在生长和在衰亡中变化，构成了系统的生命过程。化合与分解
，同化与异化，新陈代谢都是递传的表现形式或产生的不同现象。
化学反应建立在壳粒的交换、递换、递传的基础上，由于元素原子
的壳粒易得失程度不同，而构成化学元素的置换、合成、分解等化
学反应过程。化学反应实际上是元素原子交换、递换、递传在化学
层次上具体形式。化学反应总是正方向和逆方向同时存在的，以趋
于化学平衡，但外部环境条件改变则引起反应方向的改变。
溶液中存在多种可以引起化学反应物质，那么可能同时进行几
种化学反应，但强弱不一样，其中必存在特定条件下主要的化学反
应，以趋于化学平衡。外部条件改变而主次化学反应也随之改变，
从而周期性环境变化和条件连续改变也会引起化学反应的周期性或
连续性变化，成为分子和分子团递传基础。生命的同化与异化，新
陈代谢是分子和分子团的交换、递换、递传在生理层次上具体形式
。生物物种间的食物链和遗传等则是物种间的交换、递换、递传在
生物层次上具体形式。化学平衡、生理平衡、生态平衡等都是趋匀
原理在不同领域、不同学科的具体形式，趋匀或趋于平衡矛盾统一
是交换、递换、递传的动力。物质不灭就是质能关系原理在化学、
生理、生物领域或学科具体形式。化学反应保持着物质不灭和能量
转化守恒，而且贯穿在生理和生物的过程。
参考书:
1,<物性论-自然学科间交叉理论基础> 陈叔?著 厦门大学出版社1994年出版
2,<物性理论及其工程技术应用> 陈叔?著 香港天马图书有限公司2002年出版
3,<思维工程-人脑智能活动和思维模型> 陈叔?著 福建教育出版社1994年出版
4，《论化学基础问题》 陈叔?著 《科学》中文版2000年8期
(Email:chensx3810@163.com)
陈叔?
宇宙和地球表面有一百多种元素，元素分类主要是原子外层壳
粒数及其分布的情况所决定的。壳粒只有一个的原子为一类，称为
氢元素，其原子量是氢元素原子质量的平均值。原子外层壳粒数有
两个，划分为另一种类氦元素。原子外层壳粒数三个、四个......
直至一百多个的各种类元素。不管那种元素原子都是以原子核与周
围运动的壳粒组成的。宇宙间丰度最高的是中子和氢原子，两者核
同位旋或得失趋势刚好相反，很容易结合生成各种数目原子核和壳
粒的新涡旋元素原子。氢原子组成新元素原子时其壳粒仍然在新涡
旋基础上绕其交换整数倍阵面轨道上运动。从而元素壳粒数愈多的
原子核质量一般愈高，才能保证原子核与壳粒之间交换平衡而相对
稳定。这里原子模型不同于过去模型，它是质量略有差异涡旋体，
原子量是其统计平均值，稳定时不具有电性，电性是壳粒脱离原子
核引起交换不平衡的暂态现象。
原子核与壳粒间通过电磁场物质交换而联系在一起的。原子核
质量愈大其交换频率愈大，交换允许的轨道波阵面愈密，而壳粒的
质量远小于原子核（约氢原子的１８３６分之一），壳粒整数倍于
原子核的交换面是壳粒交换稳定的允许波阵面，愈往外波阵面所构
成的允许轨道（或能级）愈多。由里往外分布轨道的原子核波阵面
或交换阵面数用主量子数表示，即ｎ＝１、２、３......等。由于
原子核是竖椭球的涡旋体，在基壳粒和绕其运动壳粒交换允许波阵面分布着变换频率整数倍于轨道或公转波纹频率，可用动量矩量子数ι或波纹量子数表示，ι＝ ０、 １、２......（ｎ－１）等，而且动量矩量子数在磁场中可以分离，使其在原子核自转轴上轨道方向投影也是整数倍，才是交换极强或量子数允许分离轨道，即ｍ＝０、±１、±２......等，再加上正反自旋量子数ｓ，使得愈往外原子核交换阵面所分布的轨道数愈多，分别用ｎ、ι、ｍ、ｓ量子数描述各个轨道或能级。
一、价键递传
元素原子外壳层粒子数由一个到一百来个的各种元素中，有的
元素最外层只分布一个壳粒，如锂、钠、钾等元素，由于趋于分布
对称结构而易失最外层壳粒，在化学上属金属性强的碱金属元素。
有的元素最外层只有两个壳粒，如硼、钙、钡等的碱土金属。反之
，有的元素最外层分布七个壳粒，如氟、氯、溴、碘等卤族非金属
元素和最外层只有六个壳粒，如氧、硫、硒等，在趋于对称分布结
构过程中而易得壳粒。如易失壳粒钠Ｎａ和易得壳粒氯Ｃｌ在一定
条件下接触，则化合成食盐。易失壳粒的钠丢失一壳粒而趋于对称
分布，易得壳粒的氯得一壳粒使最外层８个而处于对称分布。但当
钠失去一壳粒又使原子核与壳粒交换不平衡，又有趋于再吸收回一
个壳粒趋势，同理氯因得一壳粒又使原子核与壳粒交换不平衡，又
有趋于再丢掉一个壳粒趋势。这样钠和氯之间因对称性趋势和交换
平衡性趋势矛盾统一的结果使壳粒周期性交换传递。这个壳粒交换
就是化学异价键（旧称离子键）的本质。
分子由原子组成的，不同的分子是由不同的原子组成的。分子
是物体的最小单位，保持着相应物体特有性质。分子内的元素原子
成分或结构改变，分子的性质也随之改变。这类成分或结构的化合
变化的过程就是化学反应，如各种金属的氧化物Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、
ＧａＯ、ＢａＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３等和非金属的氧化物ＣＯ２、ＮＯ２、ＳＯ２等是这些金属和非金属在空气中煅烧而成的。它实际上是氧（除氟外）具有元素中最强的吸收壳粒的趋势，易跟其它元素化合并产生壳粒交换，这种交换可构成分子或结晶。原子间交换壳粒不一定每次都是原壳粒交换，而经常更换壳粒，使壳粒在分子内元素原子之间递传，甚至相邻元素原子或分子之间的壳粒传递交换，使其联结成一片，构成壳粒递传过程，如形成壳粒递传的化合物食盐，因而分布成规则晶格的固体。
晶体的本质在于元素原子和分子之间壳粒的递传，这类壳粒交
换递传称为结晶键。结晶是分子间壳粒交换，通常较分子内交换弱
些，但不同氧化物强弱程度不同而具有不同结晶方式。氧化是得壳
粒或加强对壳粒控制的过程，引起这个变化物质（Ｏ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２等）称为氧化剂，因为这些分子接受壳粒而被还原，引起这
种变化的物质（Ｎａ、Ｋ等）称为还原剂。许多金属最外层壳粒易
失且易在金属体内原子之间递传和移动，构成金属晶体或合金，可
使金属原子之间距离改变，而制成各种形状的物体，即具有较好的
延展性。金属原子间壳粒交换称为金属键。金属元素最外层壳粒数
较少且易在金属体内移动和递传。如果金属上加一电场，壳粒两侧
受到不平衡交换场物质叠加，使其从一侧趋于另一侧而脱离原子核
，原子核处于交换不平衡状态，有再向另一原子吸收壳粒的趋势，
使交换不平衡的壳粒在金属体内移动而构成电流，即具有导电性。
氢原子既易失壳粒又易得壳粒，两个氢原子结合成氢分子２，也能达到两原子外层壳粒分布对称，即一氢原子失一壳粒供另一氢原子而使其分布对称，然而又使各自跟原子核交换不平衡，趋于恢复原状态，推动一壳粒往返运动，由于趋势惯性使另一壳粒继续往前，一氢原子以趋于新的分布对称，产生新的交换不平衡，在对称性和交换平衡性趋势矛盾中交换壳粒，相当于两壳粒成为两氢核公共的壳粒。这样的壳粒交换就是化学上共价键的本质。又如其他共价键化合物，如氧分子Ｏ２、氮分子Ｎ２等。还有如氟化氢Ｈ：Ｆ共用一壳粒对状态的一个键分子，氨ＮＨ３是共用三壳粒对状态的三个键分子。原子间共用壳粒对交换或递传的三种共价键方式常见于碳Ｃ烃类和氮Ｎ有机分子结构中，如烷烃中单键的碳，烯烃中双键的碳和炔烃中三键的碳核心结构。
沸点高低可以看作分子内原子间壳粒交换的紧密程度，分子内
交换愈紧密愈呈独立的分子，即愈呈气态，相应沸点愈低。通常分
子量愈小愈易构成独立分子，沸点愈低或愈呈气态，如烷烃中分子
碳核愈轻愈呈气态，甲烷分子最轻而沸点最低。对具有相同结构分
子化合物，沸点随分子量增大而提高，Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、ｌ２等的就是如此。ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ也保持着沸点与分子量之间的这种关系。但是最轻的ＨＦ沸点却反常地高。此类不规则的变化在其它化合物中也存在，如氢和氧、氮成键，在含有Ｈ－Ｆ、Ｈ－Ｏ、Ｈ－Ｎ键的分子之间增加壳粒交换的作用或分子内壳粒交换削弱的作用，使氢原子易在化合物分子中交换传递，这类氢的递传称为氢键。水的氢键作用是个典型例子，水分子结构不是直线的，而有一定角度的，氧有四个不成键的壳粒在氢的另一侧，在壳粒交换递传中易跟邻近水分子的氢构成交换，这一方面使水分子间距离缩小或交换作用增强，另一方面使氢原子在水分子之间交换递传而易使其它化合物溶解，成为基本溶剂。
二、结构递传
早在十九世纪六十年代，人们已知道乙酰醋酸存在有烯醇式或
酮式两种结构，引起两种结构式的论战。从而有人提出互变异构化
合物，认为两种异构体中氢原子在分子中占据着不同的位置。两种
异构体在结晶态时都是稳定的，而在溶液中可能两种形态相互转变
，化学家又进一步提出动态异构现象，用此说明异构体互相变化的
各种现象，如光学异构体相互转变时，可使偏振光平面旋转发生变
化。异构体反应速度不一样，常取决于溶剂的性质和是否存在其他
异构物，是否存在酸和碱等。这些动态异构体的氢占据位置变化而
出现不同性质，已经有氢元素在有机物中递传的萌芽观念。只不过
众多的有机物有分子递传，如烷烃类分子中氢在碳核周围递传或水
在糖酯分子中递传不影响其分子的性质而已。因为这些氢元素或水
在其周围跟其他氢原子或水分子交换或传递仍然保持原来结构和性
质。从而人们就用静止的结构描述，用一种元素原子组成分子的关
系图象。
真正的分子结构是动的是变的，即使无机分子也是壳粒交换传
递中存在的，更何况有机分子。不仅壳粒在交换递传运动中存在，
而且元素原子或分子也在运动中存在的。世界不动不变的东西是没
有的。苯的有机结构曾经伤透化学家的脑筋。凯库勒提出６个碳氢
环形结构，但是没有解释苯的全部性质。例如苯的两个氢原子被其
他原子所取代，则有三种变体。一些英美化学家提出中介理论和共
振论，认为化学有机分子有原初的结构型式，每个原初结构所反映
的不是固定的东西，而是反映分子中化学键可能的分配。那些结构
的相互作用是相应结构的共振或不同价的状态叠加，而由原初结构
的共振现象所造成的分子能量减少，称为共振能。把分子结构看成
介于两种或多种可能结构的某种平均状态。共振论也是把静止不变
的分子结构观念发展为动的变的分子结构观念，把有机分子结构理
论推进一步，这样才有可能解释更多有机化合物现象。
以涡旋构成粒子和作用递传观念来看来。有机分子苯的碳与氢
绝不是不动的，也不是不变的。它不仅反映了氢元素在碳环核周围
交换和传递，两个氢被置换可以有相邻的、间隔、对称的三个相对
位置被置换，被置换的位置不同，所形成的碳环核外递传状态有所
不同，引起的性质也相应不同。在对称的趋势中递传使其演变成第
三种，但又受到氢递传作用或其他外部条件而使第三种结构变为其
他结构形式。而且环形碳核又在壳粒递传中收缩扩大的形变，具有
立体结构变化性质。按照物质结构的变化或递传交换观念，共振论
包括现代化学诸如中间体、过渡态、耗散理论等所提出的分子结构
愈复杂，中间结构或共振结构或过渡态，甚至立体化学结构的数目
愈多也就不奇怪了。它反映了分子内外的场质交换、壳粒递换、元
素递传、分子递传的重要条件，即微观粒子间交换、递换、递传不
是任意的，而是跟微观场质交换类似的，只有交换频率整数倍的那
些轨道或能级才是稳定的允许的。
微观壳粒、原子、分子递传都是要满足某种周期或频率整数倍
的分子结构才是稳定的允许的，即具有共振条件才能构成稳定的分
子结构，称为分子结构周期性递传原理。实际上，任何分子都在平
动、自旋、周期变换中存在的，都在场质交换、壳粒递换、元素原
子和分子递传中存在的，尤其复杂的有机分子。这些运动一旦停止
，复杂有机分子就解体而不复存在或转化为单质元素原子，简单分
子，性质上已不同于原来分子。分子的平动、自旋、变换和场质交
换才能理解其分子物理性质，才能理解其辐射光谱意义，才能理解
化合物的偏振光和旋光性质。而且周期变换和交换、递换、递传才
是分子能够构成一定结构的根本原因。
有机物中碳元素是最重要角色，在宇宙中跟氧一样是较丰富的
轻元素。碳原子里层２个壳粒和外层４个壳粒，而氧外层６个壳粒
，两者易构成ＣＯ２的无机分子而漂移在宇宙空间和星球的表面。
四价碳在宇宙空间和地球表面可构成与其他元素多种多样壳粒递传
方式。碳元素壳粒趋于分布对称饱和（８个）过程，以不同方式交
换递传而结成不同有机物，如甲烷（ＣＨ４）、乙烷（Ｃ２Ｈ６）、乙烯（Ｃ２Ｈ４）、乙炔（Ｃ２Ｈ２）、苯（Ｃ６Ｈ６）等等。分子的核心是碳元素，联结成链式，环式和立体式三大类。链式碳核心从一个到若干个，碳原子之间以一个壳粒交换（或称一键）的分子核心者为烷烃类。碳原子间以二个壳粒交换（或称二键）的分子核心者为烯烃类。碳原子间以三个壳粒交换（或称三键）的分子核心者为炔烃类分子。碳核外氢在其周围递传，整个分子外还有交换场质的递换传输。
碳元素之间链式联结的有机分子核心和外围的氢元素递传结构
而存在的。如乙烷的两个碳核心外６个氢原子并非固定在一个碳原
子外，而是在其周围递换传输。即使处于固态下，不仅壳粒在分子
间递传，而且氢原子也可参与递传。对于复杂有机物递传元素不仅
是氢原子，而且有水和其他元素原子或根，基官能团的递传。链式
碳核心有分支链结构，其支链烃可看作直链烃的衍生物，一般将化
学式中最长的直链作为母链。定名时作为主名加上支链位次命名。
而使化学有机物种类繁多，命名繁杂，以至非专业人员难以记清所
有命名。碳元素环式联结和外围的氢元素或其他元素或官能交换联
结构成环类有机分子。它们包括简单脂环烃（如环己烷、环丁烯等
），不饱和单环母核（如茂等），芳香母核（苯、萘、蒽等）。杂环母核与芳香母核不同之处，在于把母核中碳元素之一或若干被其他元素所代替。
由于母核结构不同，使得其周围元素递传方式和内容有很大不
同，从而物理性质，化学性质就很大的不同。有些氢元素递传变成
若干元素交叉递传。绝不是以往所以为那样，分子结构静止不变或
不动的，即使母核本身也在平动、自转、周期变换的运动，更何况外围的氢原子、水分子等递传。可见，无机化学反应实质是壳粒、元素原子为主的交换过程。而有机分子通常具有酸、碱双极结构，易进行氢、水分子或其它分子交换和递传（不仅具有交换或递换，而且具有递换传输）过程，使氢、氢氧根、水和其它分子在有机分子内递传。一旦这类递传停止，而化成壳粒交换递传，就会化成无生长或“死”的有机分子，如石油、塑料、橡胶、化纤等之类分子。“生”和“死”有机分子差别在于有无生长和衰亡。称为有机分生死递传原理。
三、有机反应
分子由原子组成的，不同的分子是由不同的原子组成的。分子
是物体的最小单位，保持着相应物体特有性质。气体状态分子相对
独立，主要靠其碰撞接触，气体分子碰撞机会比液体状态少得多，
因此不易发生化学反应。固体状态分子之间相对位置较固定，除固
体间表面摩擦而使分子接触外，其他机会较少，从而也不易发生化
学反应。化学反应最易发生在溶液状态，而且发生在加热情况下，
因为加热可增进溶液中分子不规则运动加剧，增加分子之间接触机
会和分子运动能量愈高的分子内原子间联系愈松散，较易引起化学
反应。当然有时外加其他场作用也会促使分子原子间联系松散，易
引起化学反应。有时外加作用力或搅拌也会增加分子间接触机会，
加强化学反应。化学反应的本质是元素原子、原子团基、分子团基
的交换、递换、递传的过程。而原子或分子的交换、递传跟内外条
件密切相关的，如物态、温度、压力、搅拌、催化等条件都会使分
子间增加接触和形成元素交换机会。
在无机物中氧元素是最重要角色，行星和卫星表面基本成分是
金属氧化物和非金属氧化物，自然界除惰性气体外难以找到单质元
素。多数单质元素通过人工分解氧化物或其化合物中得到的。这是
因为宇宙氧元素丰度仅次于氢、氦，而在行星和卫星表面元素丰度
又是较高的。表明氧元素既是较稳定核结构的原子又是壳粒数分布
易跟其他元素化合成稳固分子，并以氧化物形式存贮氧元素。无机
化学的氧化－还原反应是原子趋于结构对称和核壳趋于平衡矛盾引
起壳粒交换传递的化学反应过程，而酸碱反应是在水中氧化物酸碱
性矛盾引起的氢和氢氧根（或水）交换递传的化学反应，置换反应
在水或酸中某些金属比氢更易跟氢氧根或酸根壳粒交换递传而将氢
递换出来并构成元素原子的交换递传的化学反应。
化学反应有氧化反应，还原反应、化合反应、分解反应、置换
反应、合成反应等等。置换取代反应就是指那些金属性强，易失壳
粒的元素，按其程度可以分为Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ
、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｈ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等。在
氢Ｈ之前元素，能够将酸中的氢置换出来，排在前面元素比后面元
素原子的更易失壳粒，趋于对称分布趋势愈强，从而可把后面元素
的盐溶液中将前面金属元素换出后面的元素。这是因为溶液将盐溶
解，在水中分子受到作用，原子与原子基团较松散较活动，易在接
触中发生作用，并将更易失壳粒元素换进去成新盐。这种元素置换
在复杂系统里可能存在一长串的置换，构成了元素交换和传递的长
链。在有机分子或高分子中的一长串的元素交换和传递的长链，往
往成为分子生长变化的基础。有机化学反应中有取代反应和消去反
应，这些反应可把某些元素取代
Ｃ２Ｈ５－（－Ｃｌ＋Ｈ－）－ＯＨ―→Ｃ２Ｈ５－ＯＨ＋ＨＣｌ
消去反应是在适当条件下，从一个分子脱去一个小分子（如水
、卤化氢等）而生成不饱和（双键或三键）化合物
ＣＨ３－ＣＨ２－ＣＨ２Ｂｒ＋ＮａＯＨ
―→ＣＨ３－ＣＨ＝ＣＨ２＋ＮａＢｒ＋Ｈ２Ｏ
若一个大分子系统里有一系列取代、合成、消去反应等，就可实现
分子系统内的元素原子、分子、分子团的交换传递或递传，并使大
分子在生长变化的。各式各样的化学反应往往不是单一地在物质系
统中进行，而是错综复杂地参与各个局部反应，来实现较复杂物质
的递传过程。
化学反应速度主要决定化合物性质、催化剂和外部条件，如溶
液、浓度、压力、温度、机械搅拌等条件。浓度较大分子之间接触
机会增多，从而反应机会也必然增大，从而同样化合物和其他条件
，浓度愈大往往反应愈快。压力是单位面积所受力，压力愈大就是密度和平均动能愈大，从而反应机会愈多，相应地也就反应愈快。温度愈高分子运动愈剧烈，从而愈松散且碰撞机会愈多，化学反应速度也愈快。化学反应开始时往往较强，随着反应增多，反应减慢，最后达到化学反应平衡。如果正反应和逆反应的速度相等，反应物和生成物的浓度不发生变化，即处于化学平衡状态时，可以看成元素在溶液里平衡交换和传递。
氧化-还原反应不仅普遍存在于无机化学过程， 而且普遍存在
于有机化学反应和生物化学反应过程的基础性的反应，作为燃烧和
化学反应的基础。对于有机化合物来说，低分子有机化学的取代反
应、加成反应、消去反应，是经常出现的而具有代表性的反应。如
在适当的化学条件下，链烷中的氢被卤族元素或硝酸等进行取代反
应。甲烷和硝酸在高于４００摄氏度下的取代反应便成了硝基甲烷
和水。
ＣＨ４＋ＨＮＯ３－→Ｈ３－Ｃ－ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ
碳之间除单键烷烃外还有更活跃的双键烯烃和三键炔烃，双键或三
键的壳粒交换较不稳定，易断开而跟其它元素原子产生壳粒交换的
加成化学反应，如乙烯和水的加成反应生成乙醇，跟氯化氢加成反
应生成乙基氯。
Ｈ２－Ｃ２－Ｈ２＋Ｈ２Ｏ－→Ｈ３Ｃ－ＣＨ２ＯＨ
Ｈ２－Ｃ２－Ｈ２＋ＨＣｌ－→Ｈ３Ｃ－ＣＨ２Ｃｌ
加成反应的相反过程是消去反应，如卤代烃跟强碱的醇溶液共热，
就脱去或消去卤化氢和水生成烯烃。
Ｃ３Ｈ７Ｂｒ＋ＮａＯＨ－→Ｃ３Ｈ６＋ＮａＢｒ＋Ｈ２Ｏ
水在有机物（取代、加成、消去反应）中常常起作分子交换递传的
最重要角色。
高分子有机化学的裂化反应、聚合反应、重排反应等过程都可
看成不同程度的原子或分子的交换递传方式变换。有机化合物裂化反应常应用于石油不同沸点分镏成汽油、煤油、机油、润滑油、石腊等，为了提高产油量，采用裂化反应技术（即把长链的烃分子在一定的压力下隔绝空气加热）将石腊等高分子壳粒交换薄弱处脱开，并断裂成较小分子，如汽油分子。而聚合反应是把小分子聚合成高分子，如塑料、人造橡胶、人造纤维等，它们之间连接主要靠小分子在一定条件下接触而促使壳粒交换递传。但是天然橡胶或天然纤维在生物体内时跟取出加工成橡皮或棉织品分子状态已经不同的，天然状态下存在大分子内元素原子或分子的交换递传过程，仍可以生长或生成众多同类分子，加工后则成仅有壳粒交换递传有机分子的躯壳而已。
为了更加快化学反应，可借助于某些化合物来帮助化学反应而
其本身化合物结构、性质仍然不变，这类化合物称催化剂。催化剂
具有催化的功能完全在于其递传方式和递传性质。由于催化剂的递
传趋势使其易向某化合物摄取所需要元素或基团，并在催化剂递传
中输出，为其他化合物所置换、所合成。催化剂本质都是该物质对
某种化学过程易产生某些原子或分子或原子团基的置换和传递，只
是递传方式不同而已，以促进化学反应过程。有机化学反应通过溶
剂和催化剂起了增强某些分子交换递传，可以更有效地实现水和其
它分子的递换传输方式，称为有机化学反应的溶解催化递传原理。
四、生长递传
有机分子和生命分子内通过水分子和其它分子交换递传中存在
的，最简单的糖分子或脂分子可通过水解成小分子，如多糖水解成
低糖或单糖。糖是二氧化碳和水光合作用下生成的，即在光量子激
发下，碳氧原子之间双壳粒交换松懈并打开，使碳原子之间产生交
换并构成有机分子碳核心部分，如糖分子碳核结构和周围水分子分
离成氢和羟基交换递传方式，叶绿素或酶起了光合催化作用。
ｎＣＯ２＋ｎＨ２Ｏ－→（ＣＨ２Ｏ）ｎ＋ｎＯ２
它是各种糖、淀粉、纤维等的基本成份。葡萄糖是丰度最大的６碳
糖（已糖），它存在于水果汁、植物汁和动物血及组织中。实验室
每克分子的葡萄糖氧化产生水和６８６千卡热量，但它可在酶控制
下在活细胞中分子交换递传产生水和约２６２千卡的热量，其余热
量以维持体温。
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２－→６ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ＋２６２千卡
可见自然界动物体吸入氧气并呼出二氧化碳，而植物刚好相反，构
成了二氧化碳和氧，甚至水分子的生物体内外循环递换传输过程。
水分子和其它分子是有机分子和生命分子的递换传输的基本方式。
天然存在的甘油（多羟基醇）和脂肪酸合成的酯类分子，软脂
酸甘油酯和油酸甘油酯是植物脂肪中的一种酯，那些稍低于室温为
液态的脂肪称为油类。跟脂肪存在有关的油类，则是液态甘油脂。
硬酯酸甘油酯是动物脂肪中的一种酯。甘油是一种丙三醇，它跟三
个硬脂酸化合生成硬脂酸甘油酯，如
３Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ＋Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）５
－→（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）３Ｃ３Ｈ５＋３Ｈ２Ｏ
其箭头方向为酯化反应，相反的为水解反应。酯化和水解成为生物
体或细胞水分子和其它分子交换递传重要部分。脂可在强碱作用下
水解，产生甘油和脂肪酸钠盐，其分子结构是一长链，含钠一头易
溶于水，而另一长尾易溶脂肪的双极性分子，使脂肪破裂形成胶态
微滴而由水带走，它是肥皂的原料。
双极性分子常存在于生物体分子结构中，如磷脂是磷脂酸的衍
生物，它是含有甘油、两种脂肪酸、一种磷酸（或胆碱、乙醇胺、
丝氨酸、肌醇氮化物等）的双极性分子。在细胞膜中磷脂以两排头
部向外紧密排列，两排间断系住蛋白分子，它们之间靠水或其它分
子交换递传联系着，并在递传中生长或解体。细胞中包含核糖核酸
、蛋白质、酶等，具有双极性结构的分子，即分子两侧具有不同的
酸碱性，分别跟酸性物质和碱性物质化学作用，构成元素在分子中
双向交换传递。双极性分子各种组合，构成各种性质、功能和递传
方式的生长、衰亡过程的生命分子，如ＤＮＡ分子。可见双极性分
子及其以水为主递传方式是构成生命分子基础，称为生命分子构成
原理。
蛋白质包含碳、氮、氧和氢元素，有的蛋白质还包含硫或磷等
其它元素的聚合物，水解时产生氨基酸的单体。从海洋环虫类的卵
子的化学分析得出脂类６．８％、肝糖１．２７％、蛋白质１９．０８％、无机盐１．５３％、水７０％等，其它种子和卵子都包含这些成分，只是比例、总质量、结构、递传方式存在差异而已。生物体除水之外蛋白质分量最重，是细胞和生物体核心部分，是细胞里最复杂的变化大的一类大分子。它通过氨基酸缩合反应和水解反应生成蛋白质及其水分子等的交换递传，一旦交换停止也就解体。蛋白质特殊功能是其内部氨基酸（约２０多种）的排列顺序和交换递传方式决定的，蛋白质是构成各种各样的细胞和生物体基础，可以说蛋白质是生命存在形式之一。
化合物间化学反应构成了元素的置换，使得某些分子之间连接
起来，甚至出现化合物分子之间进行元素原子、分子、分子团的交
换和传递。如果交换和传递的是元素原子、原子基团、分子、分子
基团等，并使分子或分子系统（包括细胞）总体上质量在变化。不
少高分子有机化合物分子之间又构成递换链，一个分子传递给另一
个分子，再传递给下一个分子，整体上有机联系地递换和传递，像
一个链式似的，有时还有支链及其跟主链交错交换递传。也有的整
体有机地递换和传递成一个环似的，还有的整体有机地链式和环式
交错地递传。递传不断地更新改变各个环节质量和结构。如一些高
分子或生命分子或分子系统（细胞）就是在交换、递换、递传中更
新自己，改变自己，即同化和异化反应过程。
递传中一个环节失调就可能使以下各个环节递传不下去而解体
，即递传中有生长和解体过程的代谢反应。可见，有机分子、生命
分子、细胞并不是像现化学所以为那样的化学式和化学结构式固定
不变的，化学结构式只是描述分子中原子元素联结方式。同化反应
、异化反应、代谢反应实质是化学反应（如置换、加成、合成、光
合、缩合和消去、水解反应等）链或元素递传链。各个环节递传成
份保持一致者为非生长式分子结构。各个环节递传成份或结构以一
定方式置换改变，且使化合物分子整体上有生长和解体，称为生长
式分子，一般生命分子、细胞具有这个基本特征。
生命分子及其集合体的结构和质量ｍ随时间而变。无机物分子
和矿物有机物分子递传的是壳粒或元素的同类递传，结构和质量变
化不明显或微量变化，用某种能量改变率ｄＥ／ｄｔ来描述。但是
生命分子及其分子系统（细胞）在递传中结构和质量有明显改变，
则可应用ｄｍ／ｄｔ来描述。而Ｅ与ｍ是时间函数，可称为生长函
数。而ｄＥ／ｄｔ或ｄｍ／ｄｔ是生长函数的变化率，可用来描述
生长状态。如果ｄＥ／ｄｔ＞０或ｄｍ／ｄｔ＞０则表示化合物或
分子递传中生长。ｄＥ／ｄｔ＝０或ｄｍ／ｄｔ＝０表示化合物或
分子递传中处于平衡。ｄＥ／ｄｔ＜０或ｄｍ／ｄｔ＜０ 表示化
合物或分子递传中衰亡或解体，解体后原物体状态完全改变为其他
物质分子形式。
若物体的整个生长，衰亡过程用二次微分方程描述，如
ｄ２Ｅ／ｄｔ２＝ｋ ｄＥ／ｄｔ＝ｋｔ－ｋｔ。
ｄ２ｍ／ｄｔ２＝ｋ ｄｍ／ｄｔ＝ｋｔ－ｋｔ。
表示物体变化率随时间推延而增长，具有生长性质。而ｋ为负数时
，情况则相反
ｄＥ／ｄｔ＝ｋｔ。－ｋｔ 或 ｄｍ／ｄｔ＝ｋｔ。－ｋｔ
表示物体变化率随时间推延而减少，具有衰亡性质。若在ｋｔ。＝
ｋｔ时表示处于全盛状态时期，那么在ｔ。之前表示ｋｔ－ｋｔ＞
０为结构生长发育过程。在ｔ。之后，ｋｔ。－ｋｔ＜０表示结构
衰亡过程。生命生长环境条件复杂性、多变性，而ｄ２ｍ／ｄｔ２通常不是一个常数。从而生长率ｄｍ／ｄｔ不是一个线性的过程，质量的时间函数变得较复杂。它可以看成ｄ２ｍ／ｄｔ２的常数迭加上某些周期或波动参量来加以修正，ｄｍ／ｄｔ和ｍ（ｔ）随之修正。对于不同种类生命体生长常数不同和修正项不同，特别ｔ。不同表示生命体寿命不同，大体可用２ｔ。表示寿命。尽管ｔ。前后时间上和质量生长分布不一定对称，仅作粗略估计值或平均值。ｋ的大小或斜率表示生长快慢的表达方式。
物质结构及其生长实际上是复杂运动状态和复杂的递传形式。
递传中包含递传总量，递传快慢（或频率），递传成分和结构，它
跟物质或实物体本身的成分和结构不同，即跟所谓化合物成分和结
构不同的。成分和结构没有包含递传成份和递传结构意义，也就没
有生长和解体的意义，从而解释不了有机物分子，特别高分子或生
命分子的生长过程。生命分子绝不是固定不变的分子成分和结构，
而是种类繁多的递传成分和结构，构成了多种复杂联系的化合物或
生命物质的系统。递传成份和递传结构在生命系统内部各个环节中
往往是变化的，这些描述相当复杂。
系统的递传的输入和输出差异或者各个环节输入和输出差异来
描述递传则大大简化问题。并用输入和输出等同和不同来确定交换
还是递换，经若干环节递换而构成有机整体的系统为递传。递传中
系统在生长和在衰亡中变化，构成了系统的生命过程。化合与分解
，同化与异化，新陈代谢都是递传的表现形式或产生的不同现象。
化学反应建立在壳粒的交换、递换、递传的基础上，由于元素原子
的壳粒易得失程度不同，而构成化学元素的置换、合成、分解等化
学反应过程。化学反应实际上是元素原子交换、递换、递传在化学
层次上具体形式。化学反应总是正方向和逆方向同时存在的，以趋
于化学平衡，但外部环境条件改变则引起反应方向的改变。
溶液中存在多种可以引起化学反应物质，那么可能同时进行几
种化学反应，但强弱不一样，其中必存在特定条件下主要的化学反
应，以趋于化学平衡。外部条件改变而主次化学反应也随之改变，
从而周期性环境变化和条件连续改变也会引起化学反应的周期性或
连续性变化，成为分子和分子团递传基础。生命的同化与异化，新
陈代谢是分子和分子团的交换、递换、递传在生理层次上具体形式
。生物物种间的食物链和遗传等则是物种间的交换、递换、递传在
生物层次上具体形式。化学平衡、生理平衡、生态平衡等都是趋匀
原理在不同领域、不同学科的具体形式，趋匀或趋于平衡矛盾统一
是交换、递换、递传的动力。物质不灭就是质能关系原理在化学、
生理、生物领域或学科具体形式。化学反应保持着物质不灭和能量
转化守恒，而且贯穿在生理和生物的过程。
参考书:
1,<物性论-自然学科间交叉理论基础> 陈叔?著 厦门大学出版社1994年出版
2,<物性理论及其工程技术应用> 陈叔?著 香港天马图书有限公司2002年出版
3,<思维工程-人脑智能活动和思维模型> 陈叔?著 福建教育出版社1994年出版
4，《论化学基础问题》 陈叔?著 《科学》中文版2000年8期
(Email:chensx3810@163.com)
