人类参考资料发现认识甲烷的历程
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目录
• 甲烷基本概念与性质 • 甲烷制备方法与工艺流程 • 甲烷燃烧反应与能量转换原理 • 甲烷储存运输技术发展现状与挑战 • 甲烷在工业生产和生活中应用案例 • 实验操作注意事项与安全防护措施
01
甲烷基本概念与性质
甲烷定义及分子式
甲烷定义
最简单的有机化合物，由碳和氢 元素组成。
燃烧反应方程式及条件
甲烷燃烧反应方程式
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
燃烧条件
需要足够的氧气供应和一定的点燃温度。
能量转换原理及效率分析
能量转换原理
甲烷燃烧时，化学能转化为热能和光 能。
效率分析
燃烧效率受氧气供应、燃烧温度、燃 烧室设计等因素影响，高效燃烧技术 可提高能量转换效率。
环保性能评估及排放标准
与卤素单质发生取代反应，生成卤代 烃。
甲烷在自然界中存在形式
天然气
甲烷是天然气的主要成分，广泛存在于地下 岩石储层中。
沼气
在沼泽地带、污水沟、动物粪便等环境中， 由微生物发酵产生。
煤层气
赋存在煤层中的甲烷，以吸附状态存在于煤 基质颗粒表面。
重要性及应用领域
能源领域
作为燃料，广泛应用于 民用、工业、交通等领
Байду номын сангаас域。
化工原料
用于生产合成氨、甲醇 、甲醛等化工产品。
温室气体
甲烷是一种重要的温室 气体，对全球气候变化
有重要影响。
其他应用
用作制冷剂、发泡剂等 。
02
甲烷制备方法与工艺流程
天然气分离法
01
02
03
天然气成分及性质
天然气主要由甲烷组成， 同时含有少量乙烷、丙烷 等烃类以及硫化氢、二氧 化碳等非烃类成分。
甲烷知识介绍
甲烷知识介绍甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分。
也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。
它可用来作为燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
甲烷，化学式CH4，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，分子结构呈正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。
在标准状态下甲烷是一无色无味气体。
一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。
甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。
作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。
天王星的大气层也存在甲烷和氢气。
据德国核物理研究所的科学家经过试验发现，植物和落叶都产生甲烷，而生成量随着温度和日照的增强而增加。
另外，植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。
他们经过估算认为，植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。
行星中发现甲烷据国外媒体报道，美国天文学家19日宣布，他们首次在太阳系外一颗行星的大气中发现了甲烷，这是科学家首次在太阳系外行星探测到有机分子，从而增加了确认太阳系外存在生命的希望。
该小组还证实了先前的猜测，即这颗名叫HD 189733b的行星的大气中有水。
甲烷是创造适合生命存在的条件中，扮演重要角色的有机分子。
美国宇航局喷气推进实验室的天文学家，利用绕轨运行的“哈勃”太空望远镜得到了一张行星大气的红外线分光镜图谱，并发现了其中的甲烷痕迹。
甲烷最基本的氧化反应就是燃烧：CH4+2O2→CO2+2H2O甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧，甲烷的耗氧量最高。
点燃纯净的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。
倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。
甲烷
教学设计]天然气的利用甲烷二、教材分析《课程标准》对本课教学内容的基本要求是在初中的基础上进一步学习与人类生存和发展密切相关的一些有机化合物的重要知识；并不要求去追求知识的系统性和知识迁移。
本节内容是在学生通过初中学习，初步认识甲烷的燃烧反应和一些主要用途的基础上，进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质（氧化反应，取代反应）等。
学生在学习中需要初步应用已有的原子结构、化学键等基础知识，从宏观、微观的角度来全面认识甲烷。
但由于学生对教材的内容比较陌生，基本没有形成有机物的学习方法，空间想象思维较弱，所以在学习中应用辩证的观点从结构理解性质有一定的困难。
因而在教学中通过模型制作培养逻辑思维和空间想象力。
《学科教学指导意见·化学》对《天然气的利用甲烷》课时分配建议为1课时。
对甲烷的教学建议：初中化学中学生已经接触过甲烷，对甲烷的分子式、存在和应用有了一定的了解，所以高中教学应把结构、性质和用途作为学习的重点，尤其是化学性质的学习。
为了更好的激发学生的求知欲望，又能体现新课程的三维目标。
本课采用信息加工模式，充分体现化学和生活的紧密联系。
通过讲解甲烷的存在、用途、性质、结构，让学生以甲烷作载体去体会有机化学学习的内容和特点。
三、学情分析根据心理学研究表明：高一学生正处在求知欲强、好胜心强、兴趣广泛；但稳定的情感、态度、价值观尚未形成，自我认识能力不足，思维活跃但不深刻的阶段，这些是我们应该充分认识到的。
在初中化学中学生已经接触过甲烷，对甲烷的分子式、存在和应用有了一定的了解，高中重点是学生甲烷的化学性质，而且把所学的知识与生产、生活有机的结合起来，使学生感到既熟悉又有新知识可以学，因为这部分知识与生活息息相关，从而可以激发学生的学习热情。
四、教学目标（一）知识与技能目标：1、知道化石燃料的主要成分，认识综合利用甲烷对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义；2、认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，初步认识取代反应的概念；3、了解有机化合物分子中基团——甲基的概念；4、知道可燃性气体在保存、点燃中的安全问题。
沼气基本知识
沼气基本知识一、沼气的基本知识和发展历史人类发现、利用沼气，已有悠久的历史。
1776年，意大利科学家沃尔塔发现沼泽地里腐烂的生物质发酵，从水底冒出一连串的气泡，分析其主要成分为甲烷和二氧化碳等气体。
由于这种气体产生于沼泽地，故俗称“沼气”。
1781年，法国科学家穆拉发明人工沼气发生器。
200多年过去了，如今全世界约有农村家用沼气池530万个，中国就占了92％。
农村沼气池的主要填料是猪粪、秸秆、污泥和水等。
随着农村沼气使用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步，90年代以来，世界范围内的一些大型沼气工程有了迅速发展。
1、什么是沼气?沼气是一种可燃气体，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气2、沼气含有哪些成分?沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)、其余为二氧化碳(CO2)、氧气(02)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)。
其中甲烷含量约为55％一70％，二氧化碳含量约为30％——45％。
沼气能够作为燃料，是因为它所含大量甲烷气体可以燃烧。
甲烷完全燃烧时，火焰是淡蓝色，放出大量热能化学反应式：CH4 + 2O2--- CO2 + 2H2O +212.8千卡甲烷、氧---- 二氧化碳、水、热能１立方米甲烷完全燃烧可放出5500--6500千卡热量，3-4头猪的粪便所产沼气就可保证一家五口一日的炊事用气。
二、生物质能的概念生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物，以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。
各种生物质都具有一定的能量。
以生物质为载体、由生物质产生的能量，便是生物质能。
生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。
它直接或间接来源于植物的光合作用。
地球上的植物进行光合作用所消费的能量，占太阳照射到地球总辐射量的0.2%。
这个比例虽不大，但绝对值很惊人：光合作用消费的能量是目前人类能源消费总量的40倍。
可见，生物质能是一个巨大的能源。
人类以柴薪为能源，历史长达百万年。
人类发现认识甲烷的历程
人类发现认识甲烷的历程甲烷是最简单的烷烧，同时甲烷也是最简单的有机物，是含碳虽最小含氢量最大的烧，是沼气、天然气、瓦斯、坑道气以及汕出气的主要成分，在这篇小文章里，似说甲烷，但实质上是通过人们对甲烷结构的认识来回溯一下人们认识微观世界分子中原子相互作用关系的历史。
甲烷的发现公元前1066至公元前771年，我国西周年代写成的算卦占卜的书《周易》中，在谈到一些自然界发生的现象时说：“象曰：'泽中有火。
'”这里的“泽”就是沼泽。
'‘火井”是我国古代人们给天然气井的形象命劣。
根据现已发现的文字记载，在我国辽阔的上地上，北起长城内外，南到云贵髙原，西至玉门关外，东临黄海之滨和台湾省，古代都曾发现过天然气，有的地方早在2000年前就钻凿了天然气井。
18世纪的欧洲科学家们发现了甲烷后，科学地研究了它。
发明电池的意大利物理学家伏打（A.Volta, 1745—1827）,在1776年11月14日、21日、26日和12月8日写给他的友人的信中，叙述了发现甲烷的经过。
他在意大利北部科摩（Como）湖的淤泥中收集到一种气体，是用木棒搅动淤泥，让冒岀的气泡通入倒转过来并充满水的瓶中。
他点燃了这一气体火焰呈青蓝色，燃烧较慢，需要10-12倍体积的空气才会燃烧爆炸，不同于可燃性空气（氢气）的燃烧。
提出原子论的英国化学家道尔顿也和伏打一样收集了沼气，并进行了研究。
1790 年英国医生奥斯汀发表燃烧甲烷和氢气的报告。
他测圧了甲烷比氢气重。
而且氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
他确定甲烷是碳和氢的化合物。
对甲烷的早期研究对于甲烷这么一个最简单的有机物，人类为了认识它的分子结构并达到了今天的程度，花去了百年以上的时间！更不知道有多少化学界的前辈，用了多少无眠的夜晚，一遍遍的思索想象和探求着。
1808年，被恩格斯誉为近代化学之父的原子论创立者道尔顿用表示甲烷的分子结构，这个表示方法表明，道尔顿认为甲烷分子是有两个氢原子和一个碳原子构成的，这在今天看来显然是很不正确的，但是这么表示是利用了当时初建的原子分子学说，这个表示式是化学科学中出现最早的一个结构式，它的提出开创了深入认识物质本性的先例。
甲烷与温室效应
甲烷与温室效应温室效应是大气对于地球保暖作用的总称。
地球大气中能够吸收大量的红外线辐射能的气体物质被称为温室气体，如二氧化碳和甲烷等。
在到达大气层的太阳辐射能中大约有50%能够到达地球并被地球吸收，使地球表面增漫，而另一部分能量则被辐射出去。
由于地球表面温度较低，所以这些被地表辐射出去的辐射能几乎人事部都在红外波段。
如果这些红外波段的辐射能被大气中的温室气体吸收，就会使大气变暖，使地表气温升高，且维持在较高温度。
日常生活中的玻璃温室、塑料大棚等就是利用温室气体产生的这一温室效应。
温室效应对地球生态所带来的灾难是极为严重的。
据国家气象变化问题研究小组研究后预测，今后100年，如果人类不采取有效措施，切实减少温室气体的排放，全球平均气温将升高6℃，最低也将上升2℃。
而气温上升3℃，地球两极的冰川就将熔化，大量的冰川融化水将涌入大洋、大海，海平面奖因此而上升1 4~80㎝。
海平面的上升，可使沿海城市淹没，数以亿计的人将被迫迁移。
并且冰川熔化后，将失去作为“温度调节器”的作用，地球生态系统将遭受更严重的破坏。
大气层中的温室气体主要是二氧化碳，其次就是甲烷。
甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水，是一种最简单的有机物。
大气中的甲烷可以像CO2一样吸收地表辐射的能量，减少地表热量向太空的散失，且效果是C O2的21倍。
甲烷在大气中含量很少，但目前增长速度很快。
仅2个世纪，大气中的甲烷量就增长了1倍。
下表为甲烷气体的主要来源。
来源排放量（100Kg/年）占总量的比率化石燃料的开采及泄漏110~15013.5~16.7反刍动物65~10010.3~15.9稻田秸秆20~150 3.2~23.8动物粪便20~40 3.2~6.3工业和生活等垃圾20~60 3.2~9.5由上可知，化石燃料的滥采滥用和牛、羊等反刍动物消化后产生的甲烷是大气中甲烷的主要来源。
牛、羊等反刍动物是怎样制造甲烷的呢？这与反刍动物的消化器官的结构及其进食特点有密切的关系。
化学发现年表
化学发现年表化学作为一门研究物质及其性质、结构、变化规律的科学，自古至今，通过多个世纪的发展和探索，积累了丰富的知识和发现。
本文将按照时间顺序，回顾化学发现的重要事件和里程碑，以年表形式呈现，展示化学在不同历史时期的进展和突破。
1. 公元前1000年左右：古希腊化学的起源在古希腊，化学的雏形开始形成。
早期的一些哲学家和学者，如巴比伦人、古埃及人、塔科斯等，通过实验和观察，逐渐认识到物质的基本性质和变化规律，奠定了化学研究的基础。
2. 1661年：罗伯特·博义兄弟发现气体英国化学家罗伯特·博义兄弟首次成功地制备并观察到了静电放电产生的气体，此后被称为“博义兄弟气体”。
这一发现为后来对气体性质的研究奠定了基础，推动了气体化学的发展。
3. 1777年：卡尔·威尔斯巴赫提出氧概念瑞典化学家卡尔·威尔斯巴赫提出了氧气的概念，将其称为“火气”。
这一发现对于理解燃烧和氧化过程起到了重要作用，为后来的化学研究提供了新的视角。
4. 1803年：约翰·道尔顿提出原子理论英国化学家约翰·道尔顿提出了原子理论，认为物质由不可再分的小颗粒组成，每种元素具有独特的原子。
这一理论成为后来化学研究的基石，为元素周期表的建立和化学反应机理的解释提供了理论依据。
5. 1828年：弗里德里希·魏勒发现无机化合物的等价比例定律德国化学家弗里德里希·魏勒总结了大量无机化合物的实验数据，提出了等价比例定律，即元素在化合物中的质量比例是固定的。
这一定律对于化学计算和元素之间的定量关系研究产生了重要影响。
6. 1828年：弗里德里希·瓦勒克发现有机化合物的同分异构现象瑞典化学家弗里德里希·瓦勒克发现了有机化合物中的同分异构现象，即相同化学式但结构不同的分子。
这一现象挑战了当时对于化合物结构的认识，推动了有机化学的发展。
7. 1869年：德米特里·门捷列夫发现元素周期表俄国化学家德米特里·门捷列夫根据元素的物理性质和化学性质，成功地构建了元素周期表。
人类发现认识甲烷的历程
人类发现认识甲烷的历程甲烷是最简单的烷烃，同时甲烷也是最简单的有机物，是含碳量最小含氢量最大的烃，是沼气、天然气、瓦斯、坑道气以及油田气的主要成分，在这篇小文章里，似说甲烷，但实质上是通过人们对甲烷结构的认识来回溯一下人们认识微观世界分子中原子相互作用关系的历史。
甲烷的发现公元前1066至公元前771年，我国西周年代写成的算卦占卜的书《周易》中，在谈到一些自然界发生的现象时说：“象曰：‘泽中有火。
’”这里的“泽”就是沼泽。
“火井”是我国古代人们给天然气井的形象命名。
根据现已发现的文字记载，在我国辽阔的土地上，北起长城内外，南到云贵高原，西至玉门关外，东临黄海之滨和台湾省，古代都曾发现过天然气，有的地方早在2000年前就钻凿了天然气井。
18世纪的欧洲科学家们发现了甲烷后，科学地研究了它。
发明电池的意大利物理学家伏打（A.Volta,1745—1827）,在1776年11月14日、21日、26日和12月8日写给他的友人的信中，叙述了发现甲烷的经过。
他在意大利北部科摩（Como）湖的淤泥中收集到一种气体，是用木棒搅动淤泥，让冒出的气泡通入倒转过来并充满水的瓶中。
他点燃了这一气体火焰呈青蓝色，燃烧较慢，需要10-12倍体积的空气才会燃烧爆炸，不同于可燃性空气（氢气）的燃烧。
提出原子论的英国化学家道尔顿也和伏打一样收集了沼气，并进行了研究。
1790年英国医生奥斯汀发表燃烧甲烷和氢气的报告。
他测定了甲烷比氢气重。
而且氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
他确定甲烷是碳和氢的化合物。
对甲烷的早期研究对于甲烷这么一个最简单的有机物，人类为了认识它的分子结构并达到了今天的程度，花去了百年以上的时间！更不知道有多少化学界的前辈，用了多少无眠的夜晚，一遍遍的思索想象和探求着。
1808年，被恩格斯誉为近代化学之父的原子论创立者道尔顿用表示甲烷的分子结构，这个表示方法表明，道尔顿认为甲烷分子是有两个氢原子和一个碳原子构成的，这在今天看来显然是很不正确的，但是这么表示是利用了当时初建的原子分子学说，这个表示式是化学科学中出现最早的一个结构式，它的提出开创了深入认识物质本性的先例。
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人类发现认识甲烷的历程
甲烷是最简单的烷烃，同时甲烷也是最简单的有机物，是含碳量最小含氢量最大的烃，是沼气、天然气、瓦斯、坑道气以及油田气的主要成分，在这篇小文章里，似说甲烷，但实质上是通过人们对甲烷结构的认识来回溯一下人们认识微观世界分子中原子相互作用关系的历史。
甲烷的发现
公元前1066至公元前771年，我国西周年代写成的算卦占卜的书《周易》中，在谈到一些自然界发生的现象时说：“象曰：‘泽中有火。
’”这里的“泽”就是沼泽。
“火井”是我国古代人们给天然气井的形象命名。
根据现已发现的文字记载，在我国辽阔的土地上，北起长城内外，南到云贵高原，西至玉门关外，东临黄海之滨和台湾省，古代都曾发现过天然气，有的地方早在2000年前就钻凿了天然气井。
18世纪的欧洲科学家们发现了甲烷后，科学地研究了它。
发明电池的意大利物理学家伏打（A.Volta,1745—1827）,在1776年11月14日、21日、26日和12月8日写给他的友人的信中，叙述了发现甲烷的经过。
他在意大利北部科摩（Como）湖的淤泥中收集到一种气体，是用木棒搅动淤泥，让冒出的气泡通入倒转过来并充满水的瓶中。
他点燃了这一气体火焰呈青蓝色，燃烧较慢，需要10-12倍体积的空气才会燃烧爆炸，不同于可燃性空气（氢气）的燃烧。
提出原子论的英国化学家道尔顿也和伏打一样收集了沼气，并进行了研究。
1790年英国医生奥斯汀发表燃烧甲烷和氢气的报告。
他测定了甲烷比氢气重。
而且氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
他确定甲烷是碳和氢的化合物。
对甲烷的早期研究
对于甲烷这么一个最简单的有机物，人类为了认识它的分子结构并达到了今天的程度，花去了百年以上的时间！更不知道有多少化学界的前辈，用了多少无眠的夜晚，一遍遍的思索想象和探求着。
1808年，被恩格斯誉为近代化学之父的原子论创立者道尔顿用
表示甲烷的分子结构，这个表示方法表明，道尔顿认为甲烷分子是有两个氢原子和一个碳原子构成的，这在今天看来显然是很不正确的，但是这么表示是利用了当时初建的原子分子学说，这个表示式是化学科学中出现最早的一个结构式，它的提出开创了深入认识物质本性的先例。
随着人们的认识越来越深入，继道尔顿之后的指明瑞典学者齐利乌斯就把现在大部分仍在使用着的元素符号引入有机化学。
后来德国化学家凯库勒提出了碳原子是四价的概念和碳原子本身可以互相连接的概念，俄国的布特列洛夫提出了分子中原子排列的状况，即化学结构的概念和这种结构和性质之间关系的概念。
这些概念的确立，为人们认识甲烷分子的结构提供了理论依据，人们就在这些认识的基础上相继提出了
三种甲烷的结构式，但是这却是道尔顿提出甲烷图式半个世纪后的事情了。
可见人类认识微观世界分子的结构所耗费的时间是相当长的，人类本身的认知能力还是有相当一部分局限性的，化学最需要的就是基于事实的想象。
立体化学出现了
18世纪60年代初期，虽然经过凯库勒、布特列洛夫等人的努力，化学结构的概念已经基本确立，但是一直到70年代，作为表示物质分子结构符号的结构式，仍然在反映实际情况上不断出现矛盾，而且相当混乱。
这种写法随着有机化合物种类的增多，发现的物质越来越复杂，在更复杂的有机分子面前，
这种表述方法显得越来越无力。
这种结构式的写法，已经比较正确的表示了分子中原子之间的相互位置关系和连接方式，但是在异构体的表述上，写出的异构体数目总要少于实际已经发现的数目，而正是这种矛盾的出现，使人类对化学的认识上升到了立体化学的层面。
1874年，范霍夫和列别尔分别从旋光异构体的数目出发，提出了碳原子具有四面体结构的学说。
他们假定分子内原子和原子团的位置只有一种是稳定的,而且不能互换位置，然后再进一步引入对称性的要求，就导出了碳的四个价键不是伸向一个平面的结论。
对于这一结论，列别尔则是小心翼翼地只暗示了它具有四面体结构的可能，而范霍夫则大胆明确地提出了四面体假说,即甲烷分子中，碳原子位于正四面体的中心，连接氢原子的四个键伸向四面体的四个顶点。
这样甲烷的分子结构又可以用
和
来表示了。
范特霍夫提出的甲烷正四面体假说，以及根据这一假说所衍生出来的一系列重要的推论，在自然科学的许多领域有着深远的影响，而且，对分子概念的正确认识和深化是和19世纪这些概念的产生是分不开的。
但是新的学说的出现总不是一帆风顺的，范特霍夫提出的学说遭到了强烈的批判，但是无论怎么样，甲烷正四面体结构由近代X-射线和电子衍射的进一步证明，因为H-C-H的键角就为109°28′，我在高中刚学立体几何的时候也随便计算过正四面体中心和两顶点形成的夹角就是109°28′，这也证明甲烷分子是一个正四面体的立体结构。
化学键概念的诞生
上个世纪初期人类发现了原子核和电子，但是电子在化学反应中所起的作用，也就是对化学键本性的认识，却是到了20年代末期以后了。
先是路易斯八隅体学说，这时候甲烷的分子结构变为。
但是对于化学键更深入的认识是将量子力学引入到化学研究中后的事情了。
量子化学的诞生
被誉为数学王子的高斯说：“科学规律只存在于数学之中，化学不在精密科学之列。
”听到这话的阿伏伽德罗不高兴了：“数学虽然是自然科学之王，但如果没有其他学科，数学就会失去他的真正价值。
”此话惹得高斯这位数学权威竟发起怒来：“对数学来说，化学充其量只能起一个奴仆的作用。
”阿伏加德罗并没有被压服，他使用实验事实进一步来证实自己的观点。
他十分自豪地说：“请看吧，只要化学愿意，它就能使1加1不等于2。
数学能做到这一点吗?”
虽然阿伏伽德罗这么反驳貌似占了上风，但是没有数学支撑的科学的确毫无严密性可言，如果化学没有数学作为自己的支持从而建立起一套严密完整的体系，而只是那种以实验为基础的经验式和总结式的科学，那么这个学科将毫无希望可言。
20世纪20年代末至30年代中是量子力学和化学结合的初期，而这一事件的发展历史就可以看作是人类对化学键理论深入认识的历史。
价健理论的主要创立者是美国量子化学家莱纳斯·卡尔·鲍林，他一开始就力图将量子力学和化学结构问题紧密结合，鲍林在接受路易斯化学键电子理论，吸收海森堡量子共振概念以及伦敦和海特勒对氢分子结构近似处理的启发逐步建立起价健理论，提出了电子对键的六条规则，解决了碳原子四面体构型的问题，建立了杂化轨道理论。
鲍林所著的《化学键的本质》一书详细的记述了他的价健理论。
人们已经知道甲烷分子是正四面体的构型，杂化轨道理论给了这个构型理论的解释，至此人们算是知其然同时也知其所以然了。
我在这句话中用了“算是”两个字，因为我认为这并不是什么好的理论，这个理论完全就是为了解释而解释，包括鲍林的共振理论，简直就是为了解释而解释，而人们也在自己想不明白的时候来用一下共振论为了解释而解释，虽然杂化轨道理论运用了量子力学，鲍林也建立起了杂化键轨道波函数，但是这理论并不是能解释所有的实验现象，而且有大量的假设，只不过是大部分情况下很好的符合实验结果而已（当然包括量子力学在内，我们无法证明这种理论本身是正确的，只能通过实验去检验其正确性。
）
后来，缪立肯从分子整体性出发，重视分子中电子运动状况，以分子轨道的概念来克服加减理论中强调电子配对所造成的电子波函数难于进行数学计算的缺点，建立了分子轨道理论。
分子轨道理论处理分子结构的结果与分子光谱数据吻合，因此在20世纪50年代逐渐取代价健理论，但是随着计算科学的高速发展，又给了价健理论一个复兴的机会。
虽然如今化学已经发展到了一个相当的高度，但是人们还是对一些更深入更根本的问题无法理解，无论是价健理论还是分子轨道理论都只不过是化学终极理论发展道路中的两种近似理论，就像现阶段牛顿力学对量子力学和相对论是一种宏观低速的近似一样。
在最后我想说化学不应该仅仅被认为是实验的科学，即便以实验经验总结出来的化学在当今为人类的发展和社会的进步起了不可磨灭的贡献，但是对于跟深入的化学理论的探求，仍然应该作为今后化
学家们不懈努力为之奋斗的目标。