化學概念的特點
1.化學概念的特殊性
化學概念與其他科學概念、特別是與物理學概念有共同性，有許多概念化學中使用，物理學中也使用，化學中的一些概念還與哲學概念有曆史淵源。可是，也應當看到，化學概念有其特殊性，有其自身的特點。
首先應當指出，任何一門科學都有其特殊的學術名詞或特殊的語詞，這是作為一門獨立學科的重要標誌之一，化學也不例外，化學家對他們所研究的對象賦予一定名稱，或者說用一定的語詞表示他們的研究對象，並賦予一定含義，由此形成化學概念。從這個意義上可以說，自化學家為他們所研究的物質命名開始，化學就有了自己特有的概念，它們是或主要是化學概念。例如，化學元素中的氧、氫、氮、碳等等，是元素的名稱，也是具體元素的概念。拉瓦錫稱氧為oxygene（英文為oxygen），氫為hydrogene（英文為hy-drogen），前者表示“酸產生”，後者表示“水產生”。“Oxygene”是語詞，用它表示氧，同時，這個詞又具有從酸產生出來的意思，將語詞和含義結合在一起，指稱實際存在的氣體物質氧，這時這個名稱就具有了概念的形式。由此類推，形形色色的元素和各種各樣的化合物，都是化學中特有的概念。
其次，還應當指出，有些概念源於其他科學領域，演變為化學概念或引入化學中，與化學經驗事實結合起來，具有了化學特點，也就成了化學概念。例如，物理學中能的概念，引入化學，結合化學反應中能的轉化特點，形成了自由能概念和束縛能概念，物理學中勢的概念，引入化學，結合了化學特點，形成了化學勢概念。平衡是個一般性概念，甚至可以說是個哲學概念，但在化學中表現為化學平衡，它具有特殊的含義，專指係統內物質之間發生的化學反應所達到的平衡，也就是產物的生成速率和反應物的消耗速率相等。變化和相互作用等也是一般性概念，但在化學中，變化指的是化學變化，在化學中還用化學反應這個術語來表示，指的是物質的組成或結構的改變；相互作用起初表現為親和力，後來又從具體化學經驗事實中抽提出原子價、化學鍵等概念。如此等等，不一而足。所有這些概念都是或主要是化學科學領域中所特有的概念，都具有明顯的化學特征。
2.基本概念和相關概念
化學概念的特點，在基本概念和相關概念的關係中也有明顯的表現。基本概念是化學中普遍適用的基礎性概念，如元素和化合物，原子和分子，原子價和化學鍵，化學組成和化學結構，化學反應，等等，是化學各個學科都離不開的基礎性的概念。相關概念是與基本化學概念密切相關的概念。當然，這種區分具有相對性，有些基本概念，它們之間也是密切相關的，就它們的關係而言，也可以說一個是基本的，另一個是相關的。
17、18世紀，元素概念已經形成，它是化學中的基本概念；同時，在那個時期，作為元素的獨立存在形式的具體元素，如拉瓦錫在元素表中列出的元素，實質上是單質，不過當時還沒有單質這個概念。元素中的一種特殊形式或特殊的種——氧，不僅是元素概念的具體原型之一，而且在所有已知元素中處於中心地位。在這個意義上，氧元素成了這個時期的中心概念，與它相關的有酸、堿、鹽等概念，酸、堿、鹽則是化合物的具體形式。因此，總起來看，這個時期，元素概念是基本概念，與元素概念相關的是化合物概念。這就是說，相對於已經明確的元素概念，化合物概念是相關概念，雖然後者也具有基礎性質，也是化學中的一個基本概念。以元素和化合物為基礎，將其他更為具體的概念聯係起來，形成了概念體係，這是化學中建立的第一個科學的概念體係。
19世紀，基於化學原子論而形成的是原子概念，是繼元素概念之後的又一個化學基本概念。與原子概念相關的概念，首先是反映原子屬性的概念，如原子量、原子價、化學鍵等，這些概念也都具有基礎性質，但是，它們反映的是原子的屬性，與原子實體密切相關，因此，它們對於原子概念來說，可以看作是相關概念。19世紀化學的發展，一方麵以原子概念及其相關概念為基礎，另一方麵又衍生出新的基本概念，這就是分子概念和結構概念。從19世紀中葉開始，受物理學的影響，化學中以化學反應概念為基礎，又產生了自由能、化學勢、活化分子、活化能等相關概念。因此，綜合起來，19世紀的化學，在已有的元素、化合物概念基礎上，形成了新的基本概念和相關概念，它們相互關聯、互相聯係，構成了經典化學的概念體係。
20世紀，化學鍵概念被提到了首位，成了現代化學的基本概念和中心概念，以化學鍵概念為中心，並以探索化學鍵的本質為動力，產生了新的理論、形成了許多相關概念，如鍵能、鍵長、鍵角、定域鍵、離域鍵、離子鍵、共價鍵、配位鍵、б鍵、л鍵等等；與此同時，軌道概念被移植到化學中來，成了一個基本概念，與軌道概念相關的概念有原子軌道、分子軌道、前線軌道、軌道對稱守恒等概念，現代化學的基本概念和相關概念構成了現代化學的概念體係，不僅反映了化學的結構性質，而且反映了反應性能。
基本概念和相關概念的關係，大致可分為兩類：一類表現為實體概念和屬性概念（或如上麵的分類，表現為實體概念和關係概念）的關係，如原子概念和原子量、原子價等概念，前者為實體概念，後者為屬性概念，屬性是實體的屬性，屬性是在關係中表現出來的，實體概念和屬性概念之間的關係即反映了這樣的關係。另一類表現為普遍與特殊或個別的關係，在邏輯中叫做屬種關係。基本概念的外延寬而且包含相關概念，是屬概念；相關概念的外延窄而且包含在基本概念中，是種概念。基本概念與相關概念的關係，表現為屬概念與種概念之間的關係。這樣的關係在化學中比比皆是。例如，元素與堿金屬元素、堿土金屬元素、稀土元素等的關係，化合物與無機化合物、有機化合物、配位化合物、離子化合物等的關係，化學反應與無機化學反應、有機化學反應、高分子化學反應等的關係，化學鍵與離子鍵、共價鍵、配位鍵、金屬鍵、氫鍵等的關係，所有這些都是屬種關係。普遍性概念與特殊性概念，或屬概念與種概念的區分是相對的，特殊性概念對外延更小的概念而言，它又可以成為普遍性概念或屬概念。特殊性概念的特點就在於特殊，它對外延比它寬的概念是特殊，對外延比它窄的概念是普遍，它常常表現為一個類，如堿金屬元素是一個類，配位化合物是一個類，離子鍵也是一個類，如此等等，化學概念很多都是反映一類客體或一類屬性的概念。它是抽象的，一切概念都具有抽象性，同時它又是具體的，它所反映的實體、關係和過程，似乎都有直接的原型。因此，化學概念表現為抽象和具體的統一。這些都是化學概念的特點。
3、化學概念的內涵和外延
任何科學概念都是事物本質屬性的反映，有其客觀的內容，也就是說有它的內涵；任何科學概念都有它反映的特定對象，這就是概念的外延。
化學概念的內涵和外延是不斷變化的。化學概念的內涵和外延是怎樣變化的呢？概括起來說，化學概念的內涵和外延的變化，可分成三種形式。
第一種形式，隨著概念內涵的變化，其處延時而擴大時而縮小。化學元素概念可以作為一個典型例子。依據拉瓦錫提出的元素概念，凡是未能分解的物質就是元素，“未能分解的物質”是元素概念的內涵。如果將這個定義應用於實際，在18世紀，未能分解的物質應當包括真正的元素，如氫、氧、氮等，還應當包括一些化合物，如一些金屬氧化物，因為這些化合物當時是無法分解的，這樣，元素概念的外延就應當包含所有這些未能分解的物質，因而元素概念的外延要寬於實際的元素。隨著化學分析手段的進步和化學認識的發展，原來是不能分解的變成可以分解的，化合物一個一個地被從元素表中排除了，剩下了真正的元素，這時，元素概念的外延與實際應當包括的對象相符合。如果仍然堅持這個定義，那麼隨著分解技術和分析方法的進步，元素概念的外延則會變得比實際應當包括的對象窄。從19世紀初開始，元素概念的內涵發生了變化，從未能分解性發展為具有相同原子量的一類原子。依據這個定義，凡具有相同原子量的原子屬於一種元素，隨著新元素的發現，元素概念的外延又不斷擴大。但是，當發現同位素以後，如果仍然堅持這個定義，那麼，元素概念的外延將會比實際應當包括的元素範圍要寬。依據20世紀的科學成果，元素的內涵又發生了變化，從具有相同原子量的一類原子發展為具有相同核電荷數的原子。在新的定義基礎上，隨著新元素的發現，元素概念的外延不斷擴大。迄今為止，人們尚不知道元素周期表的終點在哪裏，因而尚未能最終確定元素概念的外延的限度。
第二種形式，概念內涵的深化主要借助於物理學或物理學和化學的成果，概念外延的擴大則主要基於化學中的發現，因此，化學概念內涵的深化和外延的擴大，是物理學和化學研究的共同結果。化學概念內涵和外延的變化，主要表現為這種形式。
例如，原子概念的內涵，如前所述，在道爾頓理論中，表現為組成物質的不能再分的最小粒子，後來，由於電子的發現和原子模型的變化，原子概念的內涵深化了。原子概念內涵的深化主要是物理學的研究成果，在此之前，在化學領域或物理化學領域，發現了離子，後來又發現了原子自由基，原子離子自由基，使原子概念的外延擴大了。這就是說，原子概念外延的擴大，不僅表現為發現了新的原子，而且表現為發現了由原子衍生出來的新的物質形式。原子概念內涵的變化，反映了對原子內部結構認識的深化，在認識了原子內部結構的基礎上，進而發現了原子存在形式的多樣性。另一方麵，原子概念外延的擴大，不是純粹的理論演繹的結果，而是化學經驗事實和理論解釋相結合的產物。原子概念外延的擴大，開拓了人們對原子存在形式多樣性的認識，也有助於加深對原子內部結構的認識。
關於分子概念的發展更令人矚目。20世紀以來，化學家們發現了物質粒子質的多樣性。1900年，岡伯格等人發現三苯甲基自由基，這是首次發現的碳中心自由基，1929年，潘內斯等人測定了甲基和乙基的生成。這些都是有機自由基，有些表現穩定，如三苯甲基自由基，有些表現活潑，如鏈式反應中的自由基僅能瞬時存在。星際分子的發現，也是值得注意的一件大事。星際分子是存在於恒星際空間的無機分子和有機分子，其中大多數是由碳、氫、氧和氮等元素組成的有機分子，以雙原子和三原子分子居多，在恒星際空間還發現了一些自由基和分子離子。此外，從19世紀下半期開始到20世紀上半期，還發現了單原子分子、配位化合物、高分子、膠體粒子、晶體結構等等。上述種種，是分子嗎？關於這個問題，存在著不同觀點，不同看法。大致說來，有三種觀點。
第一種觀點認為，化學發現的這些物質粒子，都是分子的不同表現形式或存在形式。隻要我們不是用靜止的觀點而是用變化、發展的觀點看問題，就不應當將分子概念僅僅看作僵死的、封閉的原子構成物。事實上，依據現代觀點，分子是由原子核與核外電子構成的能夠獨立存在的物質體係，上述種種都是由核與核外電子構成體係，至於說獨立存在，實質上說的是穩定性，而穩定性是相對的。按照這種觀點，過去認為轉瞬即逝、不易確定其生存時間的，如自由基，那是因為過去的實驗手段和研究方法不夠先進，隨著實驗手段和研究方法的進步，現在或將來會能夠確定它們的生存時間。這就是說，分子有穩定分子和不穩定分子之別，穩定和不穩定又是相對的，而且即使不穩定，也有一定生存時間，因而也就有一定獨立存在性。穩定和不穩定依條件而定，有些自由基在地球條件下不穩定，在恒星際空間卻很穩定。總之，依據這種觀點，上述種種都可以用分子概念來概括。這樣，從分子的經典定義發展為現代定義，分子概念的內涵深化了，深入到原子核和核外電子層次，分子概念的外延擴大了，它包括了各種各樣的分子形式，如分子離子、分子自由基、分子離子自由基、高分子、巨分子等等，隨著化學實驗和理論的發展，還將會發現分子的新的存在形式。
第二種觀點則認為，自19世紀以來，發現了許多新的物質不連續形式，原有的分子概念已經不能概括和反映這些新發現了，應當用新的概念代替舊概念，或者說，新的發現已經突破了原有概念的範圍。為此，有些文獻提出了化學粒子概念，試圖用以代替分子概念。
第三種觀點采取折衷的態度，承認分子是由原子核與核外電子構成的體係，同時承認新的物質形式是不同於分子的物質存在，認為從分子概念中又分化出了新的概念，如分子離子、分子離子自由基等。依據這種觀點，凡具有一定穩定性的、能夠獨立存在的，可以歸入分子概念，不能歸入分子概念的可以稱為分子粒子。這就是說，這種觀點把分子概念和分子粒子概念作了區分。這兩個概念有區別也有聯係，區別在於穩定性不同，分子是穩定的微粒，分子粒子則可以很活潑、很不穩定；聯係在於，分子粒子是由分子衍生出來的，分子粒子概念是從分子概念演變而來的。
本書堅持第一種觀點，從而認為，在現代科學發展的基礎上，分子概念的內涵深化了，外延擴大了，分子概念內涵的深化，主要是量子化學理論的成果，分子概念外延的擴大，主要是化學實驗發現並對這些發現進行理論解釋的結果。因此，分子概念內涵的深化和外延的擴大是量子力學與化學經驗事相結合的結果。
化學概念內涵和外延的變化還有第三種形式，這就是外延的擴大主要表現為從基本概念中分化出新的相關概念，確切地說，表現為從屬概念中分化出種概念，在這種分化過程中，屬概念的內涵不發生變化或基本不發生變化。例如，化學鍵概念，隨著化學鍵理論的發展，分化出從屬於化學鍵概念的種概念，離子鍵、共價鍵、金屬鍵、氫鍵、配鍵等。化合物概念，隨著化學的發展，不斷發現新的類型，從而分化出許多種概念。在這種形式中，種概念的總和構成屬概念的外延，但是，種概念是一個不斷分化的過程，從認識論觀點看，這個分化過程是無止境的，化學將會不斷發現新的化合物，或合成出新型化合物。
從上述三種形式中可以看出，化學概念在內涵和外延方麵表現出來的特點，突出體現在外延上。化學概念外延的擴大，反映著對化學客體及其屬性認識的擴展。化學研究對象的特點在於它的特殊性和個別性，化學概念的特點也正是化學研究對象特點在概念上的反映。