Элексир долголетия 4 страница

1846 г. - О. Лоран дал определение эквивалента как "количества простого вещества, которое при замещении другого простого вещества играет его роль".

1848 г. - Уильям Томсон (Кельвин) предложил "абсолютную шкалу температур".

1850 г. - Л. Вильгельми положил начало количественному изучению скоростей протекания химических реакций и показал зависимость скорости от количества реагентов и их природы.

1857 г. - Роберт Бунзен сконструировал лабораторную газовую горелку.

1858 г. - Фридрих-Август Кекуле обосновал представление о 4-валентности углерода и предложил общую формулу для гомологического ряда алканов СnH2n+2.

1859 г. - Николай Николаевич Бекетов заложил основы металлотермии.

1860 г. - Ж. Стас опубликовал результаты работ по определению атомных масс многих элементов.

1861 г. - Александр Михайлович Бутлеров сформулировал основные положения теории строения органических соединений.

Густав Кирхгофф и Роберт Бунзен спектроскопическим методом открыли цезий и рубидий.

Уильям Крукс открыл таллий.

1863 г. - Ф. Райх и Т. Рихтер открыли спектроскопическим методом индий.

Александр Михайлович Бутлеров объяснил явление изомерии на основе теории химического строения органических веществ.

1864 г. - Пьер Мартен изобрел новый способ выплавки стали.

1865 г. - Дж. Ньюлендс предложил систематику химических элементов ("закон октав"), впервые подметив явление периодического изменения свойств элементов в их естественном ряду.

Фридрих Кекуле предложил циклическую структуру бензола.

1867 г. - Като Гульдберг и Петер Вааге сформулировали закон действующих масс для равновесных реакций.

1868 г. - Г. Вихельхаус ввел термин "валентность".

1869 г. - Дмитрий Иванович Менделеев разработал основные положения учения о периодичности, сформулировал Периодический закон и предложил короткую форму Периодической системы элементов.

Систематизация химических элементов на основе их атомных масс Лотаром Мейером.

Владимир Васильевич Марковников развил представления о взаимном влиянии атомов в органических соединениях, сформулировал правило присоединения несимметричных реагентов к несимметричным алкенам (правило Марковникова).

1870 г. - Дмитрий Иванович Менделеев изменил величины атомных масс некоторых элементов (бериллия, урана); предсказал существование и свойства нескольких неизвестных элементов, в том числе "экаалюминия", "экабора", и "экасилиция".

1874 г. - Дмитрий Иванович Менделеев вывел обобщенное уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона- Менделеева).

1875 г. - Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл галлий (предсказанный Д. И. Менделеевым "экаалюминий").

1878 г. - Шарль Мариньяк открыл редкоземельный элемент иттербий 1879 - Ларс Нильсен открыл скандий (предсказанный Д. И. Менделеевым "экабор").

Пер-Теодор Клеве открыл редкоземельные элементы тулий и гольмий.

Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл редкоземельный элемент самарий.

Марселен Бертло ввел термины "экзотермическая" и "эндотермическая" реакции.

1883 г. - И. Кьельдаль предложил метод определения содержания азота в органических соединениях. Сванте Аррениус (лауреат Нобелевской премии 1903 г.) открыл явление электропроводности водных растворов кислот и оснований. Якоб-Хендрик Вант-Гофф (лауреат Нобелевской премии 1901 г) разработал учение о скоростях химических реакций.

1884 г. - Анри Ле-Шателье сформулировал общий закон смещения химического равновесия.

1885 г. - Карл Ауэр фон Вельсбах открыл редкоземельные элементы празеодим и неодим.

1886 г. - Клеменс Винклер открыл германий (предсказанный Д. И. Менделеевым "экасилиций"). Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл редкоземельные элементы гадолиний и диспрозий. Анри Муассан получил фтор в свободном виде. Уильям Крукс высказал идею, что у каждого элемента могут быть разновидности атомов, различающиеся по атомным массам (изотопы).

1887 г. - Сванте Аррениус (лауреат Нобелевской премии 1903 г.) сформулировал основные положения теории электролитической диссоциации; рассчитал константу диссоциации воды.

Дмитрий Иванович Менделеев разработал гидратную теорию растворов.

1888 г. - Вильгельм Оствальд (лауреат Нобелевской премии 1909 г.) сформулировал закон разбавления.

1889 г. - Вальтер Нернст заложил основы электрохимической термодинамики; вывел уравнения для электродных потенциалов и ЭДС гальванических элементов. Сванте Аррениус (лауреат Нобелевской премии 1903 г.) выдвинул представление об активных молекулах, число которых возрастает с температурой; вывел уравнение зависимости константы скорости реакции от частоты столкновения молекул, энергии активации и температуры.

1892 г. - Джордж Дьюар изобрел сосуд (термос), позволяющий длительное время хранить сжиженные газы.

Эмиль Фишер получил моносахариды с 7-9 атомами углерода.

На Международном конгрессе химиков в Женеве принята номенклатура органических соединений.

1894 г. - Уильям Рамзай и У. Релей открыли аргон.

В. Оствальд (лауреат Нобелевской премии 1909 г.) дал определение катализа; обосновал механизм действия кислотно-основных индикаторов.

1895 г. - Вильгельм Рентген открыл Х-лучи.

1896 г. - Анри Беккерель открыл явление радиоактивности.

1897 г. - Джозеф-Джон Томсон (и независимо Э. Вихерт) открыли электрон.

1898 г. - Уильям Рамзай и М. Траверс открыли криптон, неон и ксенон.

Пьер и Мария Кюри открыли полоний и радий.

1899 г. - Анри Дебьерн открыл актиний.

1900 - Макс Планк заложил основы квантовой теории. Клеменс Винклер и Р. Книтч разработали основы промышленного синтеза серной кислоты контактным способом.

1901 - Эжен Демарсе открыл редкоземельный элемент европий.

1903 - Михаил Степанович Цвет заложил основы метода адсорбционной хроматографии. Эмиль Фишер установил, что белки построены из альфа-аминокислот; осуществил первые синтезы пептидов.

1905 - Альфред Вернер предложил современный вариант (длиннопериодный) Периодической системы элементов.

1907 - Жорж Урбен открыл редкоземельный элемент лютеций, последний из стабильных редкоземельных элементов.

1908 - Вильгельм Оствальд (лауреат Нобелевской премии 1909 г.) разработал основы технологии производства азотной кислоты каталитическим окислением аммиака.

1909 - Серен Серенсен ввел водородный показатель кислотности среды - рН.

Ирвинг Ленгмюр (лауреат Нобелевской премии 1932 г.) разработал основы современного учения об адсорбции.

1910 - Сергей Васильевич Лебедев получил первый образец синтетического бутадиенового каучука.

1911 - Эрнест Резерфорд (лауреат Нобелевской премии 1908 г.) предложил ядерную (планетарную) модель атома.

1913 - Нильс Бор (лауреат Нобелевской премии 1922 г.) сформулировал основные постулаты квантовой теории атома, согласно которой электроны в атоме обладают определенной энергией и вследствие этого могут вращаться в электронной оболочке лишь на определенных энергетических уровнях.

Казимир Фаянс и Фредерик Содди (лауреат Нобелевской премии 1921 г.) сформулировали закон радиоактивных сдвигов (тем самым структура радиоактивных семейств была увязана со структурой Периодической системы элементов).

А. Ван ден Брук высказал предположение, что номер элемента в Периодической системе численно равен заряду его атома.

1914 - Р. Мейер предложил поместить все редкоземельные элементы в побочной подгруппе III группы Периодической системы.

1915 - И. Штарк ввел понятие "валентные электроны"

1916 - Вальтер Коссель и Гильберт Льюис разработали теорию атомной связи и ионной связи.

Николай Дмитриевич Зелинский сконструировал противогаз.

1919 - Эрнест Резерфорд (лауреат Нобелевской премии 1908 г.) осуществил первую ядерную реакцию искусственного превращения элементов.

1920 - Важнейшие исследования строения атома, приведшие к современным представлениям о модели атома. В этих исследованиях участвовали Луи Де Бройль (лауреат Нобелевской премии 1929 г.) (волновая природа электрона), Эрвин Шредингер (лауреат Нобелевской премии 1933 г.) (ввел основное уравнение квантовой механики), Вернер Гейзенберг (лауреат Нобелевской премии 1932 г.), Поль Дирак (лауреат Нобелевской премии 1933 г.).

1923 - Дьердь Хевеши и Д. Костер открыли гафний.

Йоханнес Бренстед предложил считать кислотами вещества, отдающие протоны, а основаниями - вещества, присоединяющие протоны.

1925 - Вольфганг Паули сформулировал принцип запрета.

Г. Уленбек и С. Гоудсмит ввели представление о спине электрона.

1931 - Эрих Хюккель заложил основы квантовой химии органических соединений. Сформулировал (4n + 2) - правило ароматической стабильности, устанавливающее принадлежность вещества к ароматическому ряду. Сергей Васильевич Лебедев решил проблемы промышленного получения синтетического каучука.

1932 - Дж. Чедвик (лауреат Нобелевской премии 1935 г.) открыл нейтрон.

Д. Д. Иваненко предложил протонно-нейтронную модель атомного ядра.

Лайнус Полинг (лауреат Нобелевской премии 1954 г.) количественно определил понятие электроотрицательности, предложил шкалу электроотрицательности и выразил зависимость между электротрицательностью и энергией химической связи.

1933 - П. Блэкетт и Г. Оккиалини открыли позитрон.

1934 - Ирен и Жолио Кюри (лауреаты Нобелевской премии 1935 г.) открыли явление искусственной радиоактивности.

1937 - Карло Перриер и Эмилио Сегре открыли новый элемент - первый искусственно синтезированный элемент технеций с Z = 43.

1939 - Маргарет Перей открыла франций - элемент с Z = 87. Разработаны технологии промышленных производств искусственных волокон (найлон, перлон)

1940 - Д. Корсон, К. Маккензи, Э. Сегре синтезировали астат (Z = 85). Э. Макмиллан (лауреат Нобелевской премии 1951 г.), Ф. Эйблсон синтезировали первый трансурановый элемент нептуний с Z = 93.

Гленн Сиборг, Э. Макмиллан (лауреаты Нобелевской премии 1951 г.), Дж. Кеннеди, А. Валь синтезировали плутоний с Z = 94.

1944 - Гленн Сиборг (лауреат Нобелевской премии 1951 г.), Р. Джеймс, Альберт Гиорсо синтезировали кюрий с Z = 96.

Гленн Сиборг выдвинул актиноидную концепцию размещения трансурановых элементов в Периодической системе.

1945 - Гленн Сиборг (лауреат Нобелевской премии 1951 г.), Р. Джеймс, П. Морган, А. Гиорсо синтезировали америций с Z = 95.

1947 - Э. Чаргафф впервые получил чистые препараты ДНК.

1949 - Гленн Сиборг (лауреат Нобелевской премии 1951 г.), С. Томпсон, Альберт Гиорсо синтезировали берклий (Z = 97) и калифорний (Z = 98).

1951 - Лайнус Полинг (лауреат Нобелевской премии 1954 г.) разработал модель полипептидной спирали.

В.М. Клечковский сформулировал правило (n + l) - заполнения электронных оболочек и подоболочек атомов по мере роста Z.

Т. Кили, П. Посон синтезировали небензоидное ароматическое соединение "сэндвичевой" структуры - ферроцен (С5H5)2Fe.

1952 - Гленн Сиборг (лауреат Нобелевской премии 1951 г.), Альберт Гиорсо и др. открыли эйнштейний (Z = 99) и фермий (Z = 100).

1953 - Дж. Уотсон и Ф. Крик (лауреаты Нобелевской премии 1962 г.) предложили модель ДНК - двойную спираль из нитей полинуклеотидов, связанных водородными "мостиками".

А. Тодд и Д. Браун разработали схему строения РНК.

1954 - К. Циглер, Дж. Натт (лауреаты Нобелевской премии 1963 г.) открыли смешанные металлоорганические катализаторы для промышленного синтеза полимеров.

1955 - Гленн Сиборг (лауреат Нобелевской премии 1951 г.) и др. cинтезировали менделевий (Z = 101)

Н. Н. Семенов и С. Хиншельвуд (лауреаты Нобелевской премии 1962 г.) провели фундамендальные исследования механизма радикальных химических реакций.

1958 - А. Корнберг и С. Очоа открыли механизм биосинтеза РНК и ДНК (лауреаты Нобелевской премии 1959 г.).

1961 - Установлена новая Международная шкала атомных масс - за единицу принята 1/12 массы изотопа 12С. Альберт Гиорсо, Т. Сиккеланд, А. Ларош, Р. Латимер синтезировали лоуренсий (Z = 103).

1962 - Получены первые соединения благородных газов.

1963 - Р. Меррифилд разработал твердофазный метод пептидного синтеза; осуществлен полный синтез инсулина - первый химический синтез белка.

1964 - 1984 - Георгий Николаевич Флеров с сотрудниками cинтезировал новые элементы - курчатовий (Z = 104) (1964) и нильсборий (Z = 105) (1970). Юрий Цолакович Оганесян с сотрудниками получили элементы с Z = 106 (1974), Z = 107 (1976), Z = 108 (1982), Z = 110 (1986). Петер Армбрустер с сотрудниками синтезировал элемент с Z = 109 (1984).

1974 - А.С. Хохлов установил последовательность аминокислот в антибиотике актиноксантине.

1975 - И.В. Березин открыл явление биоэлектрокатализа. Д. Демарто получил соединение со связью ксенон - азот: FeXeN(SO2F)2.

1975-1980 - Р.З. Сагдеев и его сотрудники установили влияние магнитных полей на химические процессы.

1976 - Дж. Вейн обнаружил новый простагландин - простациклин и установил его химическую структуру.

1977-1980 - У. Гилберт предложил метод расшифровки первичной структуры ДНК, базирующийся на принципе локализации оснований по величине фрагментов ДНК. Е.А. Шилов осуществил исследование фотокаталитического получения водорода и кислорода из воды. Получены первые "органические металлы" - полиацетилен (Х. Ширакава), полипиррол (А. Диас).

1978-1980 - М. В. Алфимов создал теоретические основы бессеребряных фотографических процессов.

1980-1990 - начало применения методов супрамолекулярной химии - синтеза различных продуктов с использованием макроциклических соединений типа краун-эфиров и криптандов. Разработка методов получения "органических металлов" - производных тетратиофульвалена, металлофталоцианинов и др.

1984 - С. Ханнессиан синтезировал новый эффективный антибиотик квантамицин. Одновременно и независимо немецкими (Дармштадт, Г. Мюнценберг с сотр.) и российскими учеными (Дубна, Ю.Ц. Оганесян с сотр.) получен 108-й элемент.

1985 - Х. Крото, Р. Смолли открыли фуллерен C60 - новую модификацию углерода. 1986 - К. Беднорц и А. Мюллер получили образцы сверхпроводящей (при 90 K) керамики на основе оксидов бария, меди и иттрия. С. Сатпази и Р. Диш доказали устойчивость фуллерена C60.

1987 - Впервые получен оксид железа(VIII) при анодном растворении железа (В. И. Спицын и сотрудники). К. Гу с сотрудниками получили модифицированный куприт лантана LaCu2O4, сверхпроводящий при 93 K. Немецкими учеными (Дармштадт, Г. Мюнценберг с сотр.) получен 109-й элемент.

1991 - Синтез соединений, родственных фуллерену - углеродных нанотрубок.

1996 - 1997 - Разработка метода молекулярного наслаивания для прецизионного синтеза твердых веществ регулярного строения. Получение лиотропных и термотропных жидкокристаллических полимеров.

1999 - Первый органический лазер на основе производных тетрацена. Синтез и начало исследования протония (атома, состоящего из протона и антипротона).

1990-2000 - Получение путем ядерного синтеза химических элементов с номерами 110, 111, 112, 114 и 116. Химический синтез белков и нуклеотидов методами генной инженерии.

С. И. ЛЕВЧЕНКОВ

КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ХИМИИ

Учебное пособие для студентов химфака РГУ

ВВЕДЕНИЕ

Основные этапы развития химии – Концептуальные системы химии

"Краткий очерк истории химии" представляет собой учебное пособие, основанное на лекциях, которые автор читает студентам и аспирантам химического факультета Ростовского университета. Печатная версия данного пособия вышла в издательстве РГУ в 2006 г.

Целью курса является, прежде всего, создание представления о науке как о логически единой, непрерывно и закономерно развивающейся системе знаний о материальном мире. Смысл изучения истории химии как нельзя лучше раскрывают слова Д. И. Менделеева: "Знание готовых выводов, без сведений о способах их достижения, может легко привести к заблуждению…, потому что тогда неизбежно надо придавать абсолютное значение тому, что относительно и временно".

При изучении истории науки следует отдавать себе отчёт в том, что всякий исторический очерк имеет своей целью представить события в виде некоей неразрывной цепи, ведущей от одного открытия к другому, от одной теории к другой. На самом деле, однако, открытие далеко не всегда является непосредственным следствием событий, которые мы склонны рассматривать как шаги по направлению к нему.

Истории химии посвящено огромное количество учебников и учебных пособий, и "Краткий очерк истории химии" никоим образом не призван заменить их. Автор попытался дать здесь максимально сжатое изложение курса, намеренно избегая биографических данных и детального описания экспериментов (впрочем, в предлагаемом электронном варианте очерк дополнен биографиями большинства упоминающихся в нём учёных, некоторыми цитатами и рядом иных материалов – С.Л.).

Основное внимание как при чтении курса, так и в настоящем очерке автор уделяет рассмотрению развития теоретических воззрений химии. История накопления опытных данных – открытия химических элементов и основных законов природы, развития органического синтеза, создания и совершенствования химических технологий и т. п. – в значительной степени входит в состав основных курсов химии. В то же время эти исторические сведения сами по себе, вне современных им теоретических концепций, не способны дать истинное представление об их ценности и значимости для развития науки. Более того, такие сведения в отрыве от исторического контекста зачастую производят совершенно ложное впечатление на учащихся, оценивающих их с высоты современного уровня знаний.

Поскольку в кратком очерке невозможно рассмотреть развитие каждой из теорий, зачастую представлявших собой целую эпоху в истории науки, автору представлялось разумным излагать рассматриваемые воззрения, как правило, не в первоначальном, а в окончательно сформировавшемся виде.

Автор с благодарностью примет любые отзывы о предлагаемом очерке, замечания и предложения по его совершенствованию.

Основные этапы развития химии

История химии изучает и описывает сложный процесс накопления специфических знаний, относящихся к изучению свойств и превращений веществ; её можно рассматривать как пограничную область знания, которая связывает явления и процессы, относящиеся к развитию химии, с историей человеческого общества. При изучении истории развития химии возможны два взаимно дополняющих подхода: хронологический и содержательный.

При хронологическом подходе историю химии принято подразделять на несколько периодов. Следует учитывать, что периодизация истории химии, будучи достаточно условной и относительной, имеет скорее дидактический смысл. При этом на поздних этапах развития науки (в случае химии – уже с начала XIX века) в связи с её дифференциацией неизбежны отступления от хронологического порядка изложения, поскольку приходится отдельно рассматривать развитие каждого из основных разделов науки.

Как правило, большинство историков химии выделяют следующие основные этапы её развития:

1. Предалхимический период: до III в. н.э.

В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга. Происхождение свойств вещества рассматривала античная натурфилософия, практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии.

2. Алхимический период: III – XVII вв.

Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпериода – александрийскую (греко-египетскую), арабскую и европейскую алхимию. Алхимический период – это время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов. В этом периоде происходило зарождение экспериментальной химии и накопление запаса знаний о веществе; алхимическая теория, основанная на античных философских представлениях об элементах, была тесно связана с астрологией и мистикой. Наряду с химико-техническим "златоделием" алхимический период примечателен также и созданием уникальной системы мистической философии.

3. Период становления (объединения): XVII – XVIII вв.

В период становления химии как науки произошла её полная рационализация. Химия освободилась от натурфилософских и алхимических взглядов на элементы как на носители определённых качеств. Наряду с расширением практических знаний о веществе начал вырабатываться единый взгляд на химические процессы и в полной мере использоваться экспериментальный метод. Завершившая этот период химическая революция окончательно придала химии вид самостоятельной (хотя и тесно связанной с другими отраслями естествознания) науки, занимающейся экспериментальным изучением состава тел.

4. Период количественных законов (атомно-молекулярной теории): 1789 – 1860 гг.

Период количественных законов, ознаменовавшийся открытием главных количественных закономерностей химии – стехиометрических законов, и формированием атомно-молекулярной теории, окончательно завершил превращение химии в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении.

5. Период классической химии: 1860 г. – конец XIX в.

Период классической химии характеризуется стремительным развитием науки: были созданы периодическая система элементов, теория валентности и химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигли прикладная неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах началась дифференциация химии – выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

6. Современный период: с начала XX века по настоящее время.

В начале ХХ века произошла революция в физике: на смену системе знаний о материи, основанной на механике Ньютона, пришли квантовая теория и теория относительности. Установление делимости атома и создание квантовой механики вложили новое содержание в основные понятия химии. Успехи физики в начале XX века позволили понять причины периодичности свойств элементов и их соединений, объяснить природу валентных сил и создать теории химической связи между атомами. Появление принципиально новых физических методов исследования предоставило химикам невиданные ранее возможности для изучения состава, структуры и реакционной способности вещества. Всё это в совокупности обусловило в числе прочих достижений и блестящие успехи биологической химии второй половины XX века – установление строения белков и ДНК, познание механизмов функционирования клеток живого организма.

Концептуальные системы химии

Содержательный подход к истории химии основывается на изучении того, как изменялись со временем теоретические основы науки. Вследствие изменений в теориях на всём протяжении существования химии постоянно менялось её определение. Химия зарождается как "искусство превращения неблагородных металлов в благородные"; Менделеев в 1882 г. определяет её как "учение об элементах и их соединениях". Определение из современного школьного учебника в свою очередь значительно отличается от менделеевского: "Химия – наука о веществах, их составе, строении, свойствах, взаимных превращениях и законах этих превращений".

Следует отметить, что изучение структуры науки мало способствует созданию представления о путях развития химии в целом: общепринятое деление химии на разделы основано на целом ряде различных принципов. Деление химии на органическую и неорганическую произведено по различию их предметов (каковое различие, кстати, может быть правильно понято только при историческом рассмотрении). Выделение физической химии основано на её близости к физике, аналитическая химия выделена по признаку используемого метода исследования. В целом общепринятое деление химии на разделы является в значительной степени данью исторической традиции; каждый раздел в той или иной степени пересекается со всеми остальными.

Основной задачей содержательного подхода к истории химии является, говоря словами Д. И. Менделеева, выделение "неизменного и общего в изменяемом и частном". Таким неизменным и общим для химических знаний всех исторических периодов является цель химии. Именно цель науки – не только теоретический, но и исторический её стержень.

Целью химии на всех этапах её развития является получение вещества с заданными свойствами. Эта цель, иногда именуемая основной проблемой химии, включает в себя две важнейших задачи – практическую и теоретическую, которые не могут быть решены отдельно друг от друга. Получение вещества с заданными свойствами не может быть осуществлено без выявления способов управления свойствами вещества, или, что то же самое, без понимания причин происхождения и обусловленности свойств вещества. Таким образом, химия есть одновременно и цель и средство, и теория и практика.

Теоретическая задача химии имеет ограниченное и строго определённое число способов решения, которые задаются структурной иерархией самого вещества, для которого можно выделить следующие уровни организации:

1. Субатомные частицы.

2. Атомы химических элементов.

3. Молекулы химических веществ как унитарные (единые) системы.

4. Микро- и макроскопические системы реагирующих молекул.

5. Мегасистемы (Солнечная система, Галактика и т.п.)

Объектами изучения химии является вещество на 2 – 4 уровнях организации. Исходя из этого, для разрешения проблемы происхождения свойств необходимо рассмотреть зависимость свойств вещества от трёх факторов:

1. От элементарного состава;

2. От структуры молекулы вещества;

3. От организации системы.

Таким образом, иерархия изучаемых материальных объектов предопределяет иерархию т.н. концептуальных систем химии – относительно самостоятельных систем теорий и методологических принципов, используемых для описания и изучения свойств вещества на каком-либо уровне организации. Обычно выделяют три концептуальных системы, а именно:

1. Учение о составе;

2. Структурная химия;

3. Учение о химическом процессе.

Учение о составе возникло значительно раньше двух других концептуальных систем – уже в античной натурфилософии появляется понятие об элементах как о составных частях тел. Научная химия воспринимает это учение, но уже основанное на принципиально новых представлениях об элементах, как о неразложимых далее телах (частицах), из которых состоят все "смешанные тела" (соединения). Основной тезис учения о составе состоит в следующем: свойства вещества определяются его составом, т.е. тем, из каких элементов и в каком их соотношении образовано данное вещество. Объектом учения о составе является вещество как совокупность атомов.

Структурная химия, появившаяся в первой половине XIX-го века, исходит из следующего тезиса: свойства вещества определяются структурой молекулы вещества, т.е. её элементным составом, порядком соединения атомов между собой и их расположением в пространстве. Причиной появления структурной химии стало открытие явлений изомерии и металепсии (см. гл. 5.2.), которые не могли быть объяснены в рамках существующих понятий. Для объяснения этих экспериментальных фактов предлагаются новые теории; объектом структурной химии становится молекула химического вещества как единое целое. Применительно к химической практике появление новой концептуальной системы означало в данном случае ещё и превращение химии из науки преимущественно аналитической в науку синтетическую.

Учение о химическом процессе, сформировавшееся во второй половине XIX столетия, исходит из посылки, что свойства вещества определяются его составом, структурой и организацией системы, в которой это вещество находится. Учение о процессе выделяется в самостоятельную концепцию химии, когда накапливаются экспериментальные факты, указывающие на то, что законы, управляющие химическими реакциями, не могут быть сведены к составу вещества и структуре его молекулы. Знания состава вещества и структуры молекул часто оказывается недостаточно для предсказания свойств вещества, которые в общем случае обусловлены ещё и природой сореагентов, относительными количествами реагентов, внешними условиями, в которых находится система, наличием в системе веществ, стехиометрически не участвующих в реакции (примесей, катализаторов, растворителя и т.п.). Предметом изучения химии на этом уровне становится вся кинетическая система, в которой состав вещества и структура его молекул представлены лишь как частности. Эмпирические понятия химического сродства и реакционной способности получают теоретическое обоснование в химической термодинамике, химической кинетике и учении о катализе. Создание учения о химическом процессе дало возможность решить важнейшие практические вопросы управления химическими превращениями, внедрить в химическую технологию принципиально новые процессы.

Дата добавления: 2014-01-04