一、状态的涵义 在化学中，为了讨论系统所发生的化学过程，往往需要准确地确定系统的各种性质。这项工作可以通过规定一些参变数来完成。例如在量子化学中， 科学家规定了四个量子数以说明电子的运动，原子和分子轨道的性质；为了 说明一个化学过程，化学家要获取反应物和生成物浓度的数值，反应时的温 度和压力数值以及化学过程中能量的变化数值，等等。系统中还有一些没有 必要或暂时不能用参变数准确表示的性质，一般可以通过语言描述加以说 明。例如“过渡态”常被用来说明化学过程中介于反应物与生成物之间的物 质性质，“基态”用于说明原子核外电子的最低能量，“激发态”用于说明 核外电子的能量高于最低能量等等。
上述实例表明，物质所具有的性质总要通过某种方式表现出来，而人们 对物质性质的认识通常只有借助一些参变数或某些文字才能实现。总之，在 物质的性质与人类的认识之间需要一个能沟通二者的桥梁。通过它人们可以 认识并表述物质的性质。其中，“状态”就是一个能够起到桥梁作用的概念。
状态是“系统特性的量度或描述”。①由于状态的确定意味着系统性质的 确定，状态的改变显示了系统性质的变化，因此，人们不仅可以通过认识状 态来了解系统的性质，而且还可以通过改变状态来控制系统的性质或显示其 变化。例如电子运动状态用四个量子数量度，在这四个量子数中如果确定了电子的角量子数（ml）和自旋量子数（ms）的数值，就可以确定电子的微观态，又称电子组态。而电子组态的确定就可说明电子的性质得到了确定；电 子组态的改变则可表明电子的性质也发生了改变。这样，人们通过电子组态 就可以认识电子的性质。
前面提到，通过规定参变数可以确定系统的性质，而这些参变数的特定组合就是状态。例如反应物的状态可以用温度、压力和组分的摩尔数等数值 的组合来构成；化学热力学系统的状态可以用内能、焓、自由能、熵以及温 度和压力等参变数的组合来表示。除此之外，一些能够表达系统性质的文字 描述也是状态。例如：过渡态、基态和激发态等。
由此可见，状态可以用来定量地说明系统的性质，也可以用来定性地描述系统的性质。 二、状态的变化——化学过程 化学过程是分子的组成、结构和性质随时间而发生的变化。因为物质的性质可以用状态来说明，所以，化学过程可以通过状态的变化来表示。“体 系只要有一个性质在随时间而发生变化，就叫发生着过程。状态的变化就是 过程。”②例 1 下面的热化学方程式①不仅表示了化学过程，而且还通过状态的改 变值（△Hm°）说明了化学过程的性质。
① 阳作华、黄金南：《唯物辩证法范畴研究》，华中工学院出版社，1984 年版，第 94 页。
① 《化学通报》，1983 年，第 3 期，第 48 页。
1
H 2 (g)
2 O2 (g )
H 2 O(g)
△Hm°(298.15K)
285.830 kJ mol
1
2 H 2 (g)
O 2 (g)
2 H 2 O(g )
△Hm°(298.15K)
571.660 kJ mol
1
例 2 伍德瓦德和霍夫曼根据分子轨道对称守恒原理，提出了直观反映协 同反应过程的状态能级相关图。图 10—6 是环丁烯生成了二烯反应的状态能 级相关图②。
从相关图中我们可以获得两方面的信息。第一，连结状态对称性匹配 [例：（SS）（AA）—（AA）（SS）]的轨道即可显示出反应可能经过的具体 途径，也就是化学过程；第二，在顺旋过程中，最可能的途径是从环丁烯的 基态（G.S.）到丁二烯的基态（G.S），因为都是基态之间的反应，所需要的 能量低，所以反应在加热条件下进行；在对旋过程中最可能的反应途径是从 环丁烯的第一激发态（E.S.）到丁二烯的第一激发态（E.S）由于是激发态之 间的反应，需要较高的能量，所以反应要在光照的条件下才能进行。这样， 利用状态能级相关图，就可以达到预测化学过程，说明反应机理的目的。
例 3 态-态化学通过控制每种反应物的能量类型（平动能、振动能、转动能等）和数值来达到预测定比反应几率和产物的能量分布的目的。研究表 明，不同能量状态的分子（原子）反应速率大不相同。比如：锶与氟化氢的 反应，处于振动激发态的氟化氢比处于平动激发态的氟化氢反应速率高十 倍； 而锶与电子激发态的氟化氢的反应速率比处于基态氟化氢的反应速率要高三 个数量级。①这说明，分子的能态变化决定了化学过程。
由此可见，状态的变化构成化学过程，通过研究状态及其变化，可以认识化学过程。
② 俞凌翀：《基础理论有机化学》，人民教育出版社，1981 年版，第 324 页。
① 《科技日报》，1987 年 7 月 21 日，第四版。
