概念

必要条件

用途

历史发展

英文名

chemical oscillation；chemical clock

概念

化学振荡是指有些自催化反应有可能使反应体系中某些物种的浓度随时间或空间发生周期性的变化。

这种周期性变化是发生在非平衡态时的现象。

必要条件

发生化学振荡现象必须满足如下几个条件：

（1）反应必须是敞开体系且远离平衡态；

（2）反应历程中应包含自催化的步骤；

（3）体系必须存在两个或两个以上的稳定状态。

用途

广泛存在于化学、物理学、生物学等领域中，因此化学振荡反应的研究是一个多学课交叉点的前沿课题，其研究对解决矿物勘探、大气动力学、化学过程分析等重要理论和实际问题都有可能产生重大的影响。目前，在药物分析、生命科学等许多领域都有广泛的研究和应用，并已取得了重要的进展。

历史发展

化学振荡反应最早是由美国科学家W.C.Bray在1921年用H2O2、IO3和CH2(COOH)2(以H2SO4为介质，MnSO4为催化剂)进行反应时发现的。但由于当时人们无法解释其产生的原因，所以并未引起人们的重视，这就使得化学振荡反应的研究，在很长时间被人们所冷落。1873年李普曼(G．I ippman)报道了汞心实验是一种周期现象。此后，就有很多科学家发现了不少的振荡现象，其中 1958年前苏联科学家伯诺索夫的发现，在化学振荡的实验研究中是一个转折点。他在对溴酸钾、硫酸铈和柠檬酸的稀硫酸溶液的封闭体系研究中观察到浓度振荡现象。20世纪60年代，普利高津(I．Prigogine)领导下的布鲁塞尔学派在非线性非平衡态热力学研究中取得重大突破，提出了著名的耗散结构理论。该理论指出：某些远离平衡态的系统，通过耗散能量和物质，有可能达到一种时间或空间有序的状态，他们称这种状态为耗散结构。这样就从热力学上证明了化学振荡反应的发生是可能的。耗散结构理论的建立为振荡反应提供了理论基础，从此振荡反应赢得了重视，研究迅速发展。同时，Prigogine等人还给出了产生振荡的条件：(1)远离平衡态；(2)有反馈存在；(3)有多复位态存在；(4)开放系统。

近二三十年来，对化学振荡的研究则更多，研究内容包含了有关化学振荡的许多问题如化学振荡反应的热力学因素，动力学因素，用数学方法和程序软件来研究化学振荡反应，以及如何进行反馈和寻找新的振荡器等，并且不断在寻找研究化学振荡的新方法。

有些化学反应体系(如B-Z反应体系)在某些确定的外部条件下并不发展到不随时间变化的定态或平衡态，而是发展到其状态量(如某些中间物组分的浓度)随时间周期变化的状态。化学反应体系中某些状态量随时间周期变化的状态称为化学振荡，有时也称为化学钟。