Екзаменаційний білет № _1_

Ятрохимия – химия в медицине, новое направление, основано в 16 в. Парацельс (1943-1541) внёс наибольший вклад. В то время основными началами из котрых происходят все вещества считали ртуть, серу и соли. Парацельс предположил, что нарушение баланса этих начал в организме является причиной болезней. Для нормализации, следовательно нужно принимать минеральные вещества. Несмотря на туманные и ошибочные теории, было накоплено много экспериментальных данных и некоторые препараты действительно оказывали лечебное действие. Например, при Иване Грозном в Москве была открыта аптека, используя знания немецких фармацевтов, изготовляли лекарства. Препараты ртути и мышьяка облегчали болезнь царя, прожил более 70 лет. Последователь Парацельса немец Андреас Либавий (1540-1616) осторожнее подходил к вопросам эксперимента над больными, не рекомендовал использование сильнодействующих препаратов и большое внимание уделял технике лабораторного эксперимента. В своей книге «Алхимия» подробно описал посуду, приборы и методы химической науки. Голландский химик Ван Гельмонт (1577-1664) наоборот, в большей степени интересовался медицинским аспектом ятрохимии. Революционным подхом в его учении было полное отрицание несостоявшихся теорий четырёх начал Аристотеля и трёх начал алхимии. Можно сказать, что Ван Гельмонт сыграл в химии ту же роль, что и Галилей в физике – основал своё учение не на философских дискуссиях а на воспроизводимых экспериментах. Растворяя серобро в азотной кислоте, а затем осаждая в виде хлорида, он утверждал что металл не исчезает и не превращается в другую субстанцию, а просто переходит в другую форму. Это разрушало основу алхимии – найти способ превращения металлов друг в друга. При этом он всё ещё во многом заблуждался, верил в духов, магию, теорию самозарождения.

Ятрохимия была альтернативной алхимии наукой, но какое-то время тормозила развитие химического эксперимента, пытаясь сделать основой исключительно медико-биологическое значение полученных препаратов.

2. Техническая химия 15 мин остаток 60 мин.

Техническая химия возникла и стала развиваться параллельно алхимии, исходя из конкретных промышленных проблем. В 16 в. стало развиваться производство, кроме отдельных ремесленников появились крупные мануфактуры, узкая специализация. Иоган Глаубер (1604-1668) предлагает способ получения чистой соляной и серной кислоты. Если раньше прокаливали хлорид натрия с селитрой и серным купоросом, то замена сульфата железа на купоросное масло позволило избежать примесей солей железа. Именно Глаубер ввёл понятие «фармакология». Глаубер также разработал технологические процессы промышленных процессов: получение и очистка уксуса, получение винного камня из вина.

В 16 в. появились первые химики-техники. Француа Паллиси (1509-1589) разработал способ получения новых стёкл, глазурей, керамики. Именно он впервые предложил использовать специальные удобрения, в частности известь для кислых почв. Хотя первым агрономом нужно считать Тимура Тамерлана.

Кроме разработки методик получения препаратов, впервые стали разрабатывать технологию процессов, разделение на отдельные операции, не требующие особо квалифицированного персонала.

Можно отметить, что появились производства продуктов, не имеющих широкого спроса в своём государстве. Например, Россия поставляла в Европу поташ.

Говоря о развитии химии в Европе в 15-16 в. нужно отметить, что одновременно начали развиваться и другие науки. Физика, математика, астрономия. Можно отметить, что в раннем Средневековье хранителем наук была церковь, которая ставила перед собой задачу сохранить, но не развивать знания. В 15 в. после открытия книгопечатания доступ к научной работе получили более широкие массы исследователей, а не только монахи и богачи.

3. Атомистика и метафизика эпохи возрождения.

15 мин остаток 45 мин.

В 17 в. в Европе появились попытки построения модели мира в рамках корпускулярной теории. Нечто похожее на атомистику Демокрита. В то время уже была неплохо развита механика, существовали сложные механизмы: ветрные мельницы, часы, механические куклы. Рене Декарт (1596-1660) Предложил представить человеческое тело, а потом и весь мир как большой, сложный механизм, состоящий из конечного числа элементов.

Также как у древних греков его теория страдала отсутствием экпериментальных доказательств, базировалась на непроверенных предположениях. Декарт предполагал, что все корпускулы состоят из одного материала, но имеют разную форму. Именно форма корпускул определяет химические свойства элементов.

В 16 в. были введены такие понятия как корпускула, атом, молекула. Причём были даже попытки перенести эту теорию в невидимый, духовный мир. Г. Лейбниц предполагач существование монад – элементов строения как материального, так и духовного мира. Монады были порождены Богом и находятся в состоянии саморазвития и эволюции.

ПЕРЕМЕНА

4. Пневматическая химия. Основные особенности.

Роберт Бойль 15 мин остаток 30 мин.

Сейча нам кажется само собой разуеющимся существование газов, воздуха и вакуума. Но вплоть до 19 в. не было чёткого предствавления о природе газов. Считалось что Вселенная заполнена эфиром, а образующиеся при горении или испарении газы – это разновидность воздуха. Даже биологическа роль воздуха была не ясна, так натуралисты описывали ленивца, как существо питающееся воздухом. Хотя ещё Леонардо да Винчи показал что без воздуха горение невозможно, влияние воздуха ещё долгоевремя игнорировалось, основную причину превращения металлов в оксиды определяли как высокую температуру, или насыщение огнём.

Но уже в 1960 г. Жан Рей (1853-1645) показал при прокаливании металлы превращаются в оксиды и их вес увеличивается. Он предствавил механизм процесса как удерживание частицами металлов частиц воздуха так же как мокрый песоу удерживает воду. Но с другой стороны, при сжигании серы или угля, масса уменьшалась и выделялось тепло. То есть не ясен был вопрос о присутствии в воздухе потенциальной энергии. В 1669 г. Дж. Мейов делает опыт горения и дыхания в воздушном колоколе под водой. Предполагается что в воздухе содержится некое горючее вещество, которое и придаёт ему горючесть.

Серьёзно к изучению газовых законов впервые подошёл Роберт Бойль (1627-1691). Идея образование, свободное время и деньги, он организовал собственную лабораторию в Лондоне. Впервые построил воздушный насос с которым проделывал свои опыты. В своей книге «Скептик-химик» Бойль предлагает корпускулярную теорию, согласно которой вещества состоят из элементарных микрочастиц. Таким образом сложные тела могут быть разложены до простых элементов. Бойл ввел в химию понятие элементарного анализа. Но в некоторых вопросах всё ещё заблуждался. Так увеличении массы при окислении металлов он объяснял впитыванием особой материи, чистой энергии, исходящей из огня.

5. Экспериментальная химия и атомистика XVII в.

5 мин остаток 25 мин.

В 16-17 в. химики стали ставить перд собой более реалистичные задачи, что дало возможность накапливать ценный экпериментальный материал. Корпускулярная теория объясняла многие эффекты, но всё ещё не было ни одной универсальной теории химических превращений. Кроме открытых новых веществ важное значение имели новые методы исследования. Совершенствовалась аппаратура, способы очистки и анализа, и, самое главное, резко увеличился объём публикаций. Таким образом, даже ошибочные суждения были полезны, так как опубликованный экперимент мог быть объяснён в рамках альтернативной теории.

6. Флогистика. Последователи теории флогистона. 25 мин.

Основателем теории флогистона считают И. Бехера (1635-1682). Он всё ещё придерживался алхимических утверждений, но уже были предприняты попытки экспериментальных доказательств. Так, чтобы доказать что железо самозарождается в глине, глину обжигал в масле, а затем, с помощью магнита извлекал частицы оксида железа. Кислые свойства придаёт минералам «главная кислота», которая может быть выделена, а горючесть придаёт флогистон, который может впитываться и выделяться веществами.

При этом пояснялось, что флогистон это не сам огонь как стихия, а то что вызывает огонь. Сажа рассматривалась как затвердевший флогистон, другие горючие вещества, как частично содержащие некоторое количество флогистона.

Такая теория сейчас кажется нелепой, но следует помнить что кислород тогда ещё не был открыт. И если в процессах окисления заменить слово кислород на флогистон то получаются неплохие результаты. Так, металлургам, исходя из теории флогистона можно было советовать для достижении высокой температуры брать в качестве горючего сажу и вдувать побольше воздуха. В печке сажа превращается в летучий флогистон, который смешиваясь с воздухом даёт огонь.

Металлы представляли собой сложные вещества – земли, пропитанные флогистоном. Таким образом, прокаливая оксиды металлов с углём можно было получить слиток металла.

Такя теория не только легко объясняла взаимные превращения металлов и их оксидов, но и позволила получить новые ценные вещества. Именно экспериментальный успех обеспечил долгую живучесть этой теории.

Но со временем стали возникать противоречия. Во-первых, невозможно было оценить количество и качество флогистона в веществе. Не ясно было, почему при горении масса может как увеличиваться, так и уменьшаться. Некоторые химики считали, что флогистон обладает нулевой или даже отрицательной массой. И самое главное – флогистон не был выделен как индивидуальное вещество или субстанция.

Химия в 18 в.

1. Антифлогистоновская система.

2. Лавуазье и химия в XVIII в. Новая школа.

3. Создание химической номенклатуры.

4. Первая химическая классификация.

5. Атомистика XVIII в.

1. Антифлогистоновская система. 15 мин остаток 75 мин.

Теория флогистона сама по себе не была абсолютно ошибочной, так как подтверждалася рядом экспериментов. Можно сказать что она требовала некоторой доработки. Если принять флогистон не как нечто материальное, а как чистую энергию, обладающую нулевой массой, то это приводит нас к современным формулировкам законам сохранения масса и энергии. Трудность в те времена состояла в том, что газы часто не считались чем-то материальным. Но к 18 веку уже были проведены опыты с вакуумом, показано что воздух имеет вес, другие газы могут быть легче или тяжелее воздуха.

Наибольший вклад в модернизацию этой теории внёс М.В. Ломоносов (1711-1765). В своей химической лаборатории, первой в России он пытался выделить флогистон и даже принял за него выделяющийся при растворении железа в кислотах водород. Нужно отметить, что в те времена признавали наличие разного рода невесомых жидкостей и газов: эфира, флюидов, миазмов. Но более подробные исследования показали ошибки в опытах Бойля. Прокаливая металл в запаяной реторте Ломоносов не обнаружил изменение массы и обратил внимание на то, что все опыты, подтверждающие наличие флогистона проводились на открытом огне.

В Европе в 18 в. главной проблемой теории флогистона была неопределённость с его весом. Оригинальную теорию предложил Гитон де Морно – как флогистон с одной стороны имеет положительную массу, но кажущуюся отрицательную. Если под водой на весах лежит свинцовый шар и к нему прикрепить пробку, то покатель весов покажет что масса шара уменьшилась, хотя масса на самом деле шар стал весить немного больше. В это объяснение прекрасно вписывался водород, как чистый флогистон, который имея собственный вес, гораздо легче воздуха. Эту теорию поддержал Генри Кавендиш (1731-1810), через 20 лет после публикации Ломоносова. Но более подробнеые изучения водорода, который Кавендиш назвал искусственным воздухом, показали что это газ, имеющий вес, в 11 раз легче воздуха. То есть это не был чистый флогистон. С другой стороны, исследования углекислого газа, названным «фиксированным воздухом», азота («огненный воздух»), кислорода («дефлогистированный воздух») показали что они имеют оличный от воздуха вес и свойства. Так был сделан вывод о существовании газов как отдельных веществ, таких же как минералы и кислоты. В период 1774-1775 г. Одновременно Пристли, Шееле (1742-1776) и Лавуазье открыли кислород.

Сжигая в запаянной трубке при помощи электрической искры смесь водорода и кислорода Кавендиш получил чистую воду. Так он подтвердил, что вода – это кислород, насыщенный флогистоном (водородом). Аналогичный опыт с азотом и кислородом показал что реакция идёт, но не так быстро, то есть азот содержит флогистон лишь частично.

Таким образом, модификация теории флогистона не делала её универсальной, хотя отдельные опыты подтверждали эту теорию, что делало её живучей и признаваемой вплоть до 19 в. Новые исследования вносили как подтверждения так и противоречия. Джозеф Пристли (1733-1804) открыл, что воздух после сжигания непригоден для дыхания и горения, но восстанавливает свои свойства, если в него поместить на несколько суток растение.

2. Лавуазье и химия в XVIII в. Новая школа. 15 мин остаток 60 мин.

Решением противоречий в теории флогистона были разрешены Лавуазье (1743-1794). В работе “О природе воздуха” он показал незаминимость воздуха при горении, дыхании и многих химических процессов. Пытаясь разрешить противоречие увеличения или уменьшения мвссы при горении он пришёл к выводу, что воздух это не простое вещество, а смесь разных газов. Причём разделял на живительную часть – кислород и испорченный воздух. Опыты над животными, показали, что при дыхании кислород расходуется, но если его добавить, воздух снова становится пригодным для дыхания.

Ещё не имея альтернативной теории Лавуазье открыто выступил в 1977 г. против теории флогистона: “Это смутное начало, которе удобно для любых объяснений, иногда оно весомо, иногда невесомо, то это чистый огонь, то земля, то оно проходит сквозь стекло, то непрходит, объяняет и щелочность и кислотность и прозрачность и непрозрачность.”

В том же году он пишет мемуар “О горении вообще”. Проанализировав имеющиеся данные он показывает, что горение возможно только в присутствии кислорода, причём кислород присоединяется к продуктам горения. Все продукты горения растворяясь в воде дают кислоту.

Кислородная теория была более универсальной и эффективной, но всё же Лавуазье не удалось объяснить почему в соляной кислоте не содержится кислород и почему сжигание водорода и кислорода не даёт кислоту.

Главное, что сделал Лавуазье для объяснения процессов горения и вообще химических реакций это ввод предположения о неуничтожимости материи. Впервые был предложен закон сохранения массы. Такой подход был невозможен ещё столетием раньше, до выяснения природы газов. В рамках этой теории было предложено начать поиск элементарных веществ, котых невозможно разложить на составные части. Предполагалось что это есть атомы, а сложные вещества сотоят из молекул. Эта теория была столь привлекательной, что Лавуазье удалось переубедить сногих признанных учёных, сторонников флогистона. В союзе с известными химиками Лавуазье представил для французской академии список простых тел и даже попытку их классификации: оксиген, гидроген, нитроген и др..

3. Создание химической номенклатуры. 15 мин остаток 45 мин

В “Элементарном курсе химии” – учебнике того времени Лавуазье разделил простые вещества на 4 группы:

1. Представленные в 3 царствах природы: свет, теплород, кислород, азот и водород;

2. простые неметаллические вещества, дающие кислоты: углерод, сера, фосфор, радикал соляной, борной и плавиковой кислоты;

3. простые металлы, которые окисляются и дают оксиды: золото, серебро, олово, медь, железо, свинец, ртуть, висмут, кобальт, мышьяк, сурьма, марганец, молибден, никель,платина, вольфрам, цинк;

4. Простые солеобразующие земли: известь, глинозём, магнезия, барит, кремнезём.

Таким образом, Лавуазье определил 23 простых вещества, 3 радикала кислот, 5 земель и 2 невесомых флюида.

Книга вышла в 1789 г, одновременно с революцией, сам Лавуазье считал что этот год также нунно считать революцией в химии.

ПЕРЕМЕНА

4. Первая химическая классификация. 15 мин остаток 30 мин

Джон Дальтон (1766-1844) впервые занялся разработкой символов для обозначения индивидуальных веществ. Изучая процессы диффузии газов в атмосфере, он для удобства (преподавания) обозначал газы в виде кубиков разных цветов и размера.

Определив водород как самый лёгкий элемент он рассортировал изсестные вещества по относительным (по водороду) удельным весам. Одновременно придумал символы атомов в виде кружков с рисунком в центре. Такая система была уже праобразом современных химических формул.

Ряд противоречий при таком подходе всё же наблюдался.

Например вода описывалась как соединение атома водорода и атома кислорода, аммиак как атома азота с атомом водорода.

5. Атомистика XVIII в. 30 мин

К концу 18 в. корпускулярная теория уже полность преобладала среди Европейских химиков. Понятие атома было введено Дальтоном, главным доказательством атомной теории было точное стехиометрическое соотношение элементов, полученных в результате разложения чистых веществ. В метане соотношение углерод-водород составило 1:2, в этилене 1:1. То что не удалось объяснить сразу было объяснено чуть позже. Гэмпфри Дэви (1788-1829) разложил при помощие электричества воду на кислород и водород и показал, что водорода получена в 2 раза больше чем кислорода. То есть неточность при определение относительной массы воды объяснялась наличием 2 атомов водорода. Гей Люссак чуть позже показал, что при сжигании 1 объёма кислорода с 2 объёмами воды получается 1 объём воды. Была предпринята попытка объяснить строение аммиака, сжигая 1 объём азота с 3 объёмами водорода. Таким образом, Гей Гюссак сделал вывод, что в одинаковых объёмах газов содержится одинаковое число молекул, но привести убедительное доказательство не получилось.

Уильям Волостон (1766-1828) отметил правильность пропорций кислорода и металлов в оксидах. Он пересчитал относительные массы элементов по кислороду и отказался от ограничений, принятых Дальтоном.

При этом серьёзной ошибкой было предположение, что в различных соединения относительная масса элемента может менятся. Так были объяснены несоответствие массы кислых солей, но не было понятно почему масса меняется.

Амадео Авогадро (1776-1856) решил противоречия при пересчёте атомных масс, приняв предположение что водород представляет собой 2-атомною молекулу. Приняв массу атома водорода за 1 он пересчитал значения атомных масс элементов. Теория Авогадро была признана химиками сразу после опубликования, но сам Авогадро не дал экспериментальных подтверждений, это было сделано позже другими исследователями.

Современная символика была разработана Якобом Берцеллиусом (1779-1848 г). Он же предложил запись уравнений реакций в современной форме.

Первая таблица атомных весов была опубликована им в 1814 г. В качестве эталона он принял массу молекулы кислорода, равную 100 единицам.

При этом теория Берцеллиуса содержала некоторые странные ограничения.

Основные положения:

1. Атомы элемента могут соединяться с одним или более атомами другого элемента.

2. Два атома элемента могут соединяться с 3, 5 или 7 атомами другого элемента.

3. Атомы, соединённые одинаково, должны давать одну и ту же кристаллическую форму несмотя на различие между ними.

На основании своей теории Берцеллиус правильно рассчитал молекулярные веса воды и аммиака.

Экспериментальная химия в XIX в.

1. Открытие и первые попытки класификации химических элементов до середины XIX в.

2. Открытие периодического закона Д.И. Менделеевым.

3. Философское значение и историческая роль учения про периодичность. Перспективы его дальнейшего развития.

1. Открытие и первые попытки класификации химических элементов до середины XIX в. 30 мин остаток 60 мин

Первые попытки классификации химических элементов начались с начала 19 в. Была отмечена некоторая схожесть в свойствах элементов, их разделяли на группы. Были попытки найти некоторую периодичность при сортировке элементов по атомным массам. Первой общей схемой была “винтовая линия” А. де Шанкуртуа – професора Парижской горной школы в 1960 гг.. На поверхность цилиндра, разделённого на 16 вертикальных полос (в соответствии с атомной массой кислорода) под углом в 45° наносится линия, идущая от вершины к осенованию. При таком распооложении сходные по свойствам элементы попадают на одну вертикаль. Но при этом наблюдаются необъяснимые исключения: марганец попадает в группу щелочных метал лов, а железо – щелочноземельных. И такая схема не позволяла предсказать свойства ещё не открытых элементов. Многими химиками того времени была отмечена периодичность свойств через 8 элементов, но общую закономерность. Юлиус Мейер в 1864 г. опубликовал в своей книге “Современные теории химии их значение для химической статике” нечто похожее на таблицу Менделеева: 6 столбиков в которых расположил схожие по свойствам элементы в порядке увеличения их атомных масс. Из 63 известных в то время элементов он взял 44, а остальные, выбросил чтобы не портить общей картины. Такой поход не дал возможности вывести общий закон и не позволил предсказать свойства ещё не открытых элементов. Вюрц также рассортировал элементы по группам, но общий закон не вывел. В отлии от Мейера он не претендовал на авторство открытия периодичного закона, что признавал не только на публике но и в личной переписне с Менделеевым.

2. Открытие периодического закона Д.И. Менделеевым.

15 мин остаток 45 мин

Работа над таблицей была начата Менделеевым в 1868 г при составлении ученого курса лекций по химии. Первоначально задача состояла в таком расположении элементов, которое бы облегчало их запоминание студентами. Первая публикация таблицы Менделеева была 1 марта 1969 г. В течение 2 лет была проделана дополнительная работы и отмечена возможность предсказания свойств ещё неоткрытых элементов. Методом интерполяции были предсказаны не только химические но и физические свойства скандия (екабор), галия (экаалюминий) и германия (экасилиций). В 1875 г. был открыт галлий, подтвердились предсказанные свойства, что потрясло научноо сообщество того времени. Уже в 1879 г. Был открыт скандий, а 1886 г – германий, причём предсказание Менделеева помогло совершить это открытие. Открытие периодического закона разделило понятие элемента и простого вещества, до этого аллотропные вещества считали различными элементами со схожими атомними массами. Примером является попытка получить сверхпрочную сталь восстановлением из оксида железа не углем а алмазами.

ПЕРЕМЕНА

Продолжение 15 мин остаток 30 мин

3. Философское значение и историческая роль учения про периодичность. Перспективы его дальнейшего развития. 30 мин

Следует отметить, что сам Менделеев до конца жизни не принял современную формулировку периодичного закона. Несмотря на очевидное противоречие первоначальной формулировке (аргон и калий должны были поменятся местами) он упорно настаивал что нужно просто тщательнее определять молярные массы. Построение общей картины химических элементов показало позволило в дальнейшем разработать теории строения атомов. Наличие пустых клеток показало какие элементы ещё не открыты, а описание их предполагаемых свойств облегшило их поиск.

16. Кто открыл закон постоянства состава химических соединений?

17. Почему периодический закон не мог быть открыт на 20-30 лет раньше, хотя попытки классификации элементов предпринимались с 18 в?

18. Что озеачает «винтовая линия» А. Шанкуртуа?

19. Какое принципиальное практическое преимущество имела система Менделеева по сравнению с другими предшествующими таблицами?

20. В чём отличие современной формулировки закона периодичности от начальной, данной Д.И. Менделеевым?

Атомно-молекулярное учение

1. Период количественных законов.

2. Создание атомно-молекулярного учения.

3. Атомная реформа Каницаро.

4. Молекулярная теория Авогадро.

Период количественных законов.

В конце 18 в. атомная теория строения вещества была уже общепринятой, но не рассматривалась как способ объяснить химические явления. Джорж Дальтон при исследовании газов в начале 19 в пришёл к выводу что молеулы разных газов различаются по объёму и массе, так как имеют разную плотность. Частицы газа он представлял себе в виде атома, окружённого атмосферой из теплорода. На примере сжигания азота в кислороде в запаянной трубке электрической искрой он показал, что масса образующегося NO соответствует массе исходных веществ, а объём уменьшается в 2 раза. Был предложен термин «атом», при этом молекулы Дальтон называл «сложные атомы». В качестве эталона атомной массы Дальтон выбрал водород как самый лёгкий элемент, но из-за того что тогда молекулярный водород, кислород, азот считали одноатомными в расчётах атомных масс наблюдались противоречия с законом сохранения материи, уже признанным всеми химиками.

Создание атомно-молекулярного учения.

В начале 19 в. уже было принято понятие «атом» и «молекула» в современной формулировке. Я. Берцеллиус развил теорию Дальтона, предложил более удобную форму записи элементов и уравнений химических реакций. Изучая образование оксидов металлов он пришёл к выводу, что молекула устроена более сложно чем просто соединение двух атомов, количество атомов каждого элемента определяется его природой, но объяснить причину дробного соотношения металла и кислорода ему не удалось. Приняв кислород в качестве эталона атомной массы он исключил возможность образование нестихеометрических оксидов, по его теории возмы были составы: МО, М₂О, М₂О, МО₃. Но в этом случае атомная масса металла не соответвовала другм его соединениям. Надёжный способ проверки атомных масс тогда был разработан только для газообразных веществ по закону Авогадро.

В 1819 г. Дюлонг и Пти сформулировали свой закон, который позволил более-менее точно определять атомные массы элементов: «Произведение атомного веса элемента на его удельную теплоёмкость (теплоёмкость одного моля) есть величина постоянная для твёрдых тел». Используя этот закон Берцеллиус, признав свою ошибку, пересчитал и исправил атомные массы элементов и в 1826 г. составил новую таблицу.

В 1819 г. Праутом была предложена теория, согласно которй атомный вес элемента должен быть всегда кратным водороду. Предполагалось, что водород является элементарной частицей некоего перврэлемента, а остальные элементы состоят из целого числа этих первочастиц. Тогда не были известны изотопы и элементарные частицы: протоны, электроны, нейтроны. Эта теория просуществовала до конца 19 в. в силу своей простоты и удобства (по аналогии с поиском точного значения числа p в математике)

Молекулярная теория Авогадро.

Согласно теории Дальтона 1 л аммиака образуется из 1 л азота и 1 л водорода. Но экспериментально получалось, что для образования 1 л аммиака требуется 1 л азота и 1,5 л водорода. Противоречие было разъяснено А. Авогадро. Онт принял атомный вес водорода равный 0,5 и предположил, что простые вещества в газообразном состоянии могут быть двухатомными.

Атомная реформа Каницаро.

Каницарро впервые предложил современную формулировку понятия атома и молекулы, что разрешило противоречия в теории Берцеллиуса. Кром того были объяснены несоответствие атомных масс элементов в бертолидах.

21. В чём была принципиальная ошибка теории Праута уравнивания атомных весов по водороду?

22. Как закон Дюлонга и Пти повлиял на установление атомных весов элементов?

23. Как Каниццарро сформулировал свой атомный закон на международном конгрессе в 1860 г?

24. Какой элемент был принят как единый эквивалент атомных масс в конце 19 в.?

25. В чём основная причина противоречий в данных разных химиках об атомных весах элементах?

Лекция №7 Химическая связь

1. Учение про валентность и химическую связь.

Валентность – рыхлость. Трудности в определении были с одной стороны из-за неточного стехиометрического строения (аппаратура, бертолиды NiO, Fe_0,84-0,86O, NaCl), с другой – из-за того что валентность не всегда одинакова у элементов.

Уже в 18 в. было введено понятие «радикал», как составная часть кислот (без водорода). Лавуазье даже придумал названия ещё неоткрытым элементам исходя из свойств их кислот и солей. В середине 19 в. открытия в органической химии подтвердили эффективность теории радикалов (открытие гликолей, амирнов), но несмотря на многократные попытки не удавалось выделить хотя бы один радикал в свободном виде. Параллельно существовала электрохимическая теория, получившая развитие благодаря электролизу и претендовавшая на общую схему строения веществ. В 1852 г. английский химик Эдуард Франкланд изучая реакцию

Zn + C₄H₉I ® Zn I + ZnC₄H₉

обнаружил противоречие: I^- это отрицательная частица, значит радикал бутила – положительная; но тогда цинкбутил не может существовать исходя из электрохимической теории, так как он состоит из 2 положительных частиц. Кроме того, он обратил внимание, что мышьяк и фосфор в органических соединениях могут удерживаль либо 3 либо 5 радикалов, что также не соответствовало этой теории. В 1852 г. Франклид предложил термин «валентность» и некоторое подобие теории, которая не получила признания. Проблемы была в том, что он не смог установить в рамках своей теории валентность кислорода, так исследования проводил на сложных органических соединениях. Приоритет в развитии теории о валентности принадлежит Кекуле, который описал атом углерода как 4-валентный радикал (при этом «забыв» рассмотреть СО; вообще двойную связь признали только в 1862 г, до этого предполагалось что в органических соединениях углерод может быть одновременно 2 и 4-валентным). Самым интересным в размышления Кекуле было то, что он впервые предположил, что в соединениях атомы углерода могут быть связаны не только с другими элементами, но и друг с другом.

В 1861 г. Бутлеров предложил теорию строения органических веществ, которую мы используем до сих пор. Трудность составления единой теории была в несогласованности исходных данных. Так ещё в 1860 г. воду изображали 4 разными формулы, а уксусную ксилоту – 19 способами. В 1958 г. Арчибальд Кукер исследуя органические вещества и пытаясь сосздать общую теорию строения делает свои выводы исходя из того, что атомная масса угрерода 12, а кислорода 8. В 1860 г. в Карлсруэ (3 сентября) состоялся всеевропейский конгресс, присутствовало 130 человек, 7 из России. Были приняты понятия «атом», «молекула», эквивалент». При этом положение о том что понятия «атом» и «молекула» не идентичны пришлось принимать путём голосования.

2. Качественные электронные теории.

Электрохимическая теория Берцеллиуса полязовалась авторитетом до середины 19 в. Согласно этой теории также как в оксидах вещества образуются путём соединения положительного и отрицательного элемента. Так, кислоты считались оксидами особых элементов или смесью оксидов, например, РО₅×2NaO×25Н₂О. Все кислоты должны быть одноосновными. Но в 1838 г. Либих обнаружил, что винная кислота способна давала двойную соль, значит она двухосновна. Либих изменил форму записи кислот, так серная кислота обозначалась как H₂O×SO₃, а вновой форме: SO₄Н₂. Кроме того, он показал что существуют бескислородные кислоты (до этого считали что в соляной и поавиковой кислоте есть особые радикалы неизвестного строения)

3. Возникновение и развитие квантовой теории

Открытие электрона, протона, элементарных частиц при помощи камеры Вильсона.

Радиоактивность была открыта Бекерелем в 1896 г и показала, что атом не является неделимым. Английский химик Джордж Стоней в 1874 г. предположил дискретный состав электричества и в 1891 г. понятие «электрон», как частица с постоянным элементарным зарядом, меньшая чем атом. В 1909 г. Миллимен (США) исследуя оседание заряженных капель масла определил моассу и заряд электрона. В 1899 г. Резерфорд открыл a и b-лучи, облучением золотой фольги он смог оценить размер ядра атома. В 1903 г. Уильям Томпсон предложил модель атома, в котором положительное ядро внутри которго нахоятся равномерно распределённые электроны, но это предположение было опровергнуто опытами резерфорда. В 1903 г. Резерфорд предложил планетарную модель атома. В 1911 г. Вильсон создал свою камеру (первоначально использовал не перегретый пар, а обеспыленный влажный воздух). В 1913 г. Мозли установил зависимость длины волны характеристической линии спектра излучения элемента от его порядкового номера:, таким образом периодический закон принял современную формулировку, так как заряд ядра можно было подтвердить экспериментально. Современная модель атома была предложена Бором после изучения работ Планка. Бор предложил понятие квантовых чисел, ограниченности электронов на орбитах (главное квантовое число). Нейтрон был открыт только в 1932 г. и сразу возник вопрос о его функции в атоме. Решение этого вопроса дало возможность исследовать искуственную радиоактивность.

26. Почему открытие реакции Zn + C₄H₉I ® Zn I + ZnC₄H₉

полностью опровергло электрохимическую теорию связи Берцеллиуса?

27. В 1913 г. Мозли установил зависимость длины волны характеристической линии спектра излучения элемента от его порядкового номера:.

Можно ли было используя эту зависимость открыть или подтвердить существование недостающих элементов в таблице Менделеева анализом космических излучений?

28. Согласно модели Резерфорда 1903 г., атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого находятся отрицательные электроны. При этом, опытом с золотой фольгой Резерфорд показал, что ядро атома составляет по размерам не более 0,01% от его объёма, то есть электроны находятся от ядра достаточно далеко. Как тогда Резерфорд объяснил, что отрицательный электрон не притягивается положительным ядром и не соединяется с ним согласно закону Кулона?

29. Кто предложил современную модель строения атома?

30. Какая из элементарных частиц, составляющих атом была открыта 1, какая 2, какая 3?

Лекция №8 Химия в начале 20 в.

1. Основные особенности развития химии в 20 в.

2. Дифференциация и интеграция естественных наук.

1. Основные особенности развития химии в 20 в. 45 мин

Главной особенностью является капитализация экономики.

Можно выделить направления:

-Переработка природных ресурсов:

Нефть

Уголь

Чёрные и цветные металлы

Разработка минеральных месторождений

- Оружие:

взрывчатые вещества

отравляющие вешества

специальные материалы (оргстекло, резина)

- технологии дешёвых реактивов:

аммиак

сода

кислоты

минеральные удобрения

- фармакология

Таким образом заказы на новые вещества и материалы проходят по 3 параллельным направлениям:

1. Военные заказы – хорошо финансируются и обеспечиваются самой разной поддержкой со стороны госструктур;

После 1 мировой войны внимание государств к военным заказам резко увеличилось, началась гонка вооружений, причём из-за ограничения количества оружия интесивно искали пути улучшения его качества.

2. Коммерческие – финансируются в случае ожидания в ближайшее время хорошей прибыли;

Рост населения в развитых странах, увеличение уровня жизни, снижение себестоимости продукции давал рост количества и ассортимента. Монополии и корпорации могли позволить себе крупные капиталловложения. Развитая банковская система позволяла использовать крупные кредиты.

3. Научные – обеспечиваются поддержкой академических центров исследования, могут перейти в разряд коммерческих или военных.

Рост производств требовал большего числа специалистов. Создаются специализированные химические университеты (в СССР 5 шт.)

Получение основных реагентов.

1897 г. Баденская фабрика получает хлор электролизом NaCl; также получают NаOH
1875 г. Разработан контакный способ окисления SO₂ на оксиде платины;

1885 г. запущен завод, 1915 г. платина заменена на ванадий.

Производство соды:

1863 г. Разработан аммиачный способ NаCl + NH₄HCO₃, завод запущен в 1873 г.

1917 г. Разработан способ замены жиров искусственными для получения мыла, 1933 – получение сульфокислот как ПАВ и моющих средств.

1892 г Открытие карбида кальция

1898 г. СаС + N₂ ® СаСN₂ + С; СаСN₂ +Н₂О ®Са(ОН)₂ + NН₃

1904 г. Габер получил аммиак прямым синтезом 0,01% 1000°С, над Fe,

вернулся в 1907 г. 10% выход 500-600°С, 70 атм, с добавкой u и Os. 1912 г. Баденская фабрика даёт 10 т в сут., весь NН₃ идёт на сульфат аммония. Уже в 915 г. 400 т в сут. Основной продукт – азотная кислота для взрывчатки.

Взрывчатые в-ва:

1846 г открытие нитроцеллюлозы, 1886 –пироксилин.

1847 г.открытие нитроглицерина, 1867 – динамит, 1875 г кордит

1915 г. Боевые отравляющие в-ва.

Нефть.

1886 г –первый автомобиль, 1875 г крекинг,

1923 г. бензин из угля в Германии.

Первые полимеры.

Целлофан, 1907 г. фенолоформальдегидные смолы, 1922 г с США – глифталевые смолы, 1020-е гг оргстекло из метакрилатов.

Стирол – этиле с бензолом – этилбензол ® стирол дегидратацией

1882 г синтез изопрена из скипидара. 1913 г падение цен на каучук, 1931 г Лебедев, каучук из спирта.

1938 г. производство капрона (СССР только после войны)

ПЕРЕМЕНА

2. Дифференциация и интеграция естественных наук. 45 мин

1. Математика.

Мощный математический аппарат к началу 20 в. практически полностью был интегрирован в физику: математические открытия находили применение в физике и техники, а математики получали новые задачи и проблемы.

Хотя в химии наработанные математические приёмы не нашли широкого применения, они были востребованы в химтехнологиях. Так появляется смежная наука: пересчёт параметров установок в зависимости от их размера и режима работы. По своей сложности разработка технологического прцесса не уступает научному открытию. До сих пор эта связь не прерывается, использование новых областей математики (суперкомпьютеры) находит своё применение в технологиях.

2. Физика.

Кроме помощи химтехнологиям, важнейшим применением является создание новых приборов, для исследований физическими и физико-химическими меитодами. Любая новая область даёт новый прибор. Например акустика – контоль акустическими сигналами структуры вещества, применение ультразвука для проведения реакций в коллоидных системах. Микроволновая мечь из промышленности сразу перешла в лаборатории.

3. Биология.

В 20 в. возникла бионика, которая имеет отношение не только к физике, но и к химии. До сих пор не разгадан секрет божьих коровок, улитки-конусы. С другой стороны и биологам требутся помощь химиков. (например приклеить видеокамеру к черепахе, покрасить мышь). Для генной инженерии требуется детальный анализ хромосом и ДНК.

Медицина и фармакология. Случайные открытия Li₂CO₃ и целенаправленный поиск. Не только лекарства. Протезы, стимуляторы, искусственные органы, растворяющиеся полимеры как подложки.

Для гуманитарных наук:

Археология и история. (анализ не только предметов, но и ДНК)

Философия: естественные науки дают повод для размышлений (теория тахеонов, рыбка гольян)

Лекция №9 Развитие органической химии

1. Важнейшие направления развития органической химии.

2. теория Бутлерова.

3. Электронная теория.

4. Стехиометрическая теория.

Вплоть до 19 в природу разделяли на 3 царства: минералы, растения, животные. Берцеллиус подтверждал наличие жизненной силы и природу витализма.

В 1825 г. Открытие изомерии: фильминовая и цианистая кислота. Выпариывая цианид аммония Вёллер получает мочевину – что опровергает теорию витализма. 1830 г. Берцеллиус признают несостоятельность теории витализма.

1832 г. Открытие бензойной кислоты опровергает теорию радикалов Берцеллиуса.

1861 г. терия Бутлерова. 1же через год – учебник на немецком, первый перевод с русского учебника химии.

Главное подтверждение – установление природы двойной и тройной связи в новых открытых в-вах

1869 г формула бензола, новые ароматические в-ва, понятие ароматичености.

Стереохимия проблема малеиновой и фумаровой к-ты,

Пастер разделяет изомеры винной кисолоы

Лекция №10. Неорганическая химия в 20 в.

1. Основные направления развития неорганической химии в 20 в.

2. Бионеорганическая химия.

1882 г. Рэлей открывает аргон из воздуха, при попытке выделить n₃.

1868 г. Открытие гелия на Солнце, 1895 г. подтверждение из вулканических пород, всего 20 мл.

1989 г – неон, все остальные газы предсказаны по методу Менделеева,

выделено место в таблице.

Аллюминий 1825 г. Эрстед пропуская горячий хлор над оксидом алюминия, получает хлорид, затем прогревает его с амальгамой калия и отгоняет ртуть.

Лантаноиды

1803 г. Берцеллиус открывает церий.

1839 г. Показано, что примеси церия – отдельные элементы. Размещали в разных группах, вплоть до 1901 г., в 3, 4, и даже 5.

1880 г. Муассан при электролизе плавиковой к-ты при -55°С выделяет чистый фтор.

1898 г. Специальная комиссия, праобраз ИЮПАК принимает в качестве эталона кислородную единицу.

Элементы: 1802 Тантал, 1818 Литий, 1825 г. Титан, 1830 ванадий, 1861 ниобий,

Металлургия.

Броневая сталь периоды неуязвимости. Технологические задачи решались точным элементарным анализом в процессе плавки. Надёжность стрелкового оружия обеспечивается добавками марганца, меди, хрома, бериллия.

Повышение надёжности стальных изделий необходимо для промышленности – ванадий для автомобильных рессор, молибден для трамвайных рельсов, для холодоустойчивых сталей.

Для фотографии – магний с марганцевокислым калием.

Для зрывателей шрапнели использовался дорогой алюминий.

Электроиндустрия требует чистые металлы: медь, значительно позже алюминий для проводов, олово, свинец.

Синтез основного сырья: кислоты, щёлочи, аммиак (катализаторы, оснащение установок)

Для секретного оружия – гелий.

Фармакология.

Спиртовой раствор йода, цианид ртути – антисептики

Лекция №11. Физическая и коллоидная химия.

1. Важнейшие направления развития физхимии.

2. Термодинамика.

Цикл Карно

1839 г. Гесс показал, что чем больше выделяется тепла, тем крепче соединение. 1840 г. Гесс представляет закон постоянства теплоты в хим. р-ях, появляется понятие энтальпии. В 1870 г. Появляется понятие «свободная энергия», как величина которую нельзя измерить в абсолютном значении, но удобная при рассчётах.

3. Строение вещества.

Броуновское движение, неидеальные газы, Ван-дер-Ваальсовские силы

4. Кинетика, равновесие.

В середине 19 в. было принято предбположение о том что атомы не находятся в состоянии покоя, а в постоянном движении (что трудно тпредставитьпо аналогии с обычными предметами). Этому способствовало открытие Броуновского движения. Принци Ле-Шателье был признан в конце 19 в, уже после открытия 2 з-на термодинамики и было сформировано представление о химическом равновесии.

Правило Вант-Гоффа было подтверждено жкспериментом, но отдельные реакции (NO+O₂®NO₂) были поняты лишь к середине 20 в..

Зависимость скорости р-и от Т°С в 1889 г. Аррениус определил как:

k= A×exp(-E/RT), где Е – энергия активации, энергетический барьер (скорость молекул). Чуть позже распределние Максвела облегчит понимание этой зависимости.

5. Катализ.

Впервые серьёзный подход к каталитическому эффекту был предпринят Киркгоффом в 1811 г, который обнаружил каталитическое действие серной кислоты при превращении крахмала в глюкозу. В 1820 г. уже известно действие металлов на распад аммиака и пероксида водорада, ускорение реакций в присутствии платиновой черни. Показана возможность проведения реакций при низких температурах в присутствии катализаторов.

В 1839 г. Либих предпринимает попытку создать общую теорию катализа. Роль катализатора предполагается в передачи механического джвижения молекулам реагирующего вещества. Это объясняет его неизменность, то есть по Либиху химического участия катализатора в реакции не происходит. Некоторым проиворечием этой теории были реакции под действием ферментов – сложных и громоздких молекул, которые не распадаются на атомы (брожжение). В 1863 г. Фридрих Шейнбан предложтл теорию, согласно которой катализатор обоазует неустойчивые соединения, проходя несколько стадий до полного восстановления. В 1897 г. Бухнер получает фермент из дрожжей и показывает отсутствие влияние живых организмов на брожжение. Ферментативный катализ рассматривает так же как обычный, низкомолекулярный.

Идея переходного комплекса, пример – к-р Фриделя-Крафтса

6. Теория растворов.

В 18 в. было отмечено, что при растворении некоторых в-в выделяется тепло, с другой стороны в воде мжет быть растворено лишь определённое количество соли. В начале 19 в. растворы уже рассматривают как химические слабые слоединения. В 1865 г. Менделеев предпринимает попытку создания общей теории растворов. Так наибольшая плотность при растворении спирта в воде соответствует составу С₂Н₅ОН×3Н₂О. Таким образом, сначала образуются гидраты, как отдельные химические соединения, которые затем растворяются. Для серной кислоты было установлено стехиометрический состав при удерживании 1, 6, 150 молекул воды. В конце 19 в. Вант-Гофф предлагает рассматривать сильно разбавленные растворы как идеальные газы: PV = iRT, но объяснить смысл эмпирического коэффициента i Вант-Гофф не смог – это сделал Аррениус, приняв что i – коэффициент распада электролита на ионы, поэтому он зависит не только от прирроды электролита и растворителя, но и иот степени разбавления. В 1887 г. Оствальд уже вместо неопределённых понятий «активность», вводит строгое понятие «степень электролитической диссоциации». Большинство химиков не приняли эту теорию, главным возражением было мнение, что распад в-ва на ионы возможен только под действие электрического тока. Психологически, было трудно представить как при растворении хлорида натрия в растворе атомы натрия и хлора существуют отдельно друг от друга и ничего не взрывается. Тогда понятия «ион» ещё не было принято в привычном для нас смысле (как фтор в зубной пасте).

Лекция №12. Координационная химия.

1. Химия координационных соединений.

2. Периодизация развития представлений про комплексы.

3. Основные положения теории Вернера.

4. Самостоятельные области координационной химии.

5. Координационная химия в ОНУ

Ещё в 18 в. был установлен состав красной и жёлтой кровяной соли. В начале 19 в. Были известны комплексы типа Co(NH₃)₅Cl₂ в котором не весь хлор осаждался нитратом серебра; объяснений этому не было. В 1852 г. было принято понятие валентности и начались попытки объяснения строения комплексных соединений. В 1869 г. Бломстрад предлагает теорию цепного строения. В 1889 г. Проблема была признана, соединения получили название комплексных, но не было объяснения как могут образовываться новые химические связи если валентные вакансии уже израсходованы. В 1893 г. швейцаский химик А. Вернер предлагает теорию координационного строения, которая сразу же была признана химиками и в течении последующих 25 лет подтверждена им специальными экспериментами.

Векрнер кроме основной валентности предлагает рассматривать дополнительную. Таким образом, центральный ион окружён лигандами, которые могут быть связаны с ним сильными валентными и слабыми – координационными связями. Общее количество связей называется координационными числом. При этом лиганды могут быть не только отрицательными ионами, но и нейтральными молекулами. Для установления количества ионов во внешней и внутренней сере комплексов Вернер использовал метод определения электропроводности растворов. В 1905 г. Теория была представлена в окончательной форме. Единственной недоработкой, было то, что не объяснялось какие значения могут иметь КЧ. Экспериментально было установлено, что КЧ может быть 2, 4, 5, 6, 7 и 8. Кроме того, было не совсем явсно как могут координировать нейтральные молекулы. Только развитие квантовой химии обюъяснило механизм координации и диапазон КЧ от 0 до 12, в отдельных случаях и больше: PdH₆₀.

Нужно также заметить, чт о некоторые эффекты координационной химии необъяснимы до сих пор, например обмен центральными ионами в р-ре красной кровяной соли. Теория вернера объяснила некоторые странности хорошо изученных соединений, например, строение ионов аммиония, почему после присоединия протона к аммиаку ион становится симметричным. Вернер предсказал существование цис- и транс-изомеров комплексов, что было показано позже на примере Pt(NH₃)Cl₂. С начала 20 в предпринимаются попытки разных химиков объяснить саму природу химической связи. В 1823 г. Льюис предлагает модель, согласно которой каждый атом стремится либо избавиться от электронов либо насытить до 8. Кроме того электрон может не отдаваться полностью, а образовывать общее электронное облако. Так Льюис предложил разделять химическую связь на различные типы. На сегодняшний день разделяют ионную, валентную, металлическую, водородную и ван-дер-ваальсовскую связь. В конце 20 в. появились дополнительные представления о способе связи (клатраты, катенаны, ротораны), но эти типы связей уже считают нехимическими.

В начале 21 в. выделяется отдельное субнаправление – супрамолекулярная химия. Также развивается химия координационных полимеров.

В ОНУ им. И.И. Мечникова координационная химия на базе каф. неорганической химии и общей химии и полимеров развивается уже более 50 лет.

Лекция № 15. Химия ВМС.

1. Учение о макромолекулах

2. Развитие понятия о макромолеклах.

3.Роль полимеров в науке и технике.

4. ВМС в ОНУ им. И.И. Мечникова.

1770 г. Дж. Пристли предлагает использовать каучук для стирания карандаша с бумаги.

1823 г. Макинтош предлагает новую ткань.

1839 г. Проведена вулканизация каучука, 1852 г. В промышленном масштабе.

Целлулоид был получен в 70-х гг. 19 в., нитроцеллюлоза пластифицировалася растительным маслом и камфорой.

1872 г. Байер получает ФФ нагреванием спиртового р-ра фенола и формальдегида.

1905 г. Нитроцеллюлоза заменена на ацетитилцеллюлозу.

1907 г. Баккеланд налаживает в США производство ФФ смол.

1922 г. В США налажено производство глифталевых смол на основании исследований Карозерса.

1926 г. Штаудингер показывает необычные свойства растворов полимером, признаётся высокая молярная масса ВМС, предложены способы определения

1930 г. Первый промышленный синтез синтетич. каучука Лебедевым.

1938 г. Налажено производство капрона.

1938 г. Фирма Дюпон выпускает в пром. масштабе тефлон.

Перед Второй мировой волной уже получали полистирол, ПММА, ПВА, ПВС, ПВХ.

Во время войны:

ПММА устанавливают на самолёты, ПЭ – корпуса радаров для английских лётчиков

1953 г. Катализаторы Циглера-Натта.

1960 г стеклопластики в ВВП

1970 г. Углепластики, новые типы ПКМ

1980 г. Катенаны и ротораны

1990 г. Дендримеры

2000 г. Интеллектуальные пластики.

Лекция №16. ОНУ им. И.И. Мечникова.

1. История создания и развития.

2. Научные подразделения Университета.

3. Южный научный центр исследования.

1865 г. Открылся Ришельевский лицей, всего 175 студентов. В 1910 г. уже 3000 студентов. В 1920 г. университеты упразднили, но в 1933 г. восстановили, причём с разделением на отдельные факультеты. Во время войны переехал в Байрам-Али. После войны 10000 студентов и 800 преподавателей (94 профессора).

Развитие после революции.

1920 г. После освобождения от Деникина в Одессе назначен ректором Солнцев Сергей Иванович, экономист. Но почти сразу же университет разделили на институты: Народного образования, Физ-мат, Гуманитарный (там остался ректором). В 1933 г. Физ-мат и народного образования объединяют в университет с факультетами: математический, физический, химический и биологический. Ректором назначается Шмидт Исай Павлович – историк партии. В период с 1933 до 1938 открывается ещё несколько факультетов. В 1938 г. Шмидт переведён ректором в Ярославский педагогический институт. В ОГУ выявлено 20 преподавателей 3 аспиранта и 1 лаборант – вредители и враги народа, отмечено отсутствие дисциплины и плохая успеваемость. С 1938-1949 г. ректор Савчук Николай Панасович, биолог. С 1949 по 1952 г. Иванченко Прокип Леонтьевич, биолог, ветеран войны. Переведён завкафедрой биологии Одесского медицинского института. С 1953-1959 Лебедев Сергей Иванович, биолог, переведён ректором сельхозакадемиии в Киев. В 1960 г. становится только приехавший в Одессу проф. Юрженко Александр Иванович. Построил корпус биофака, добился выделение улицы для двора главного корпуса. В 1970 г переведён на должность профессора кафедры Ломоносовского института. С 1970 по 1975 г ректор - Богатский Алексей Вселоводович. В 1977 переведён завлабораторией института общей и неорганической химии, в 1977 г. становится директорм ФХИ. С 1975 г. Сердюк Виктор Васильевич, физик. В этот период особое внимание уделяется хозтемам. Университет получает 14 млн. руб. каждый год дополнительной прибыли. На эти деньги строится корпус гуманитарных факультетов, 2 общежития, капремонт библиотеки, закупаются компьютеры и приборы. Умер в 1987. Затем Зелинский Игорь Петрович, географ. Под его руководством построена канатная дорога, дворец спорта, трасса Ланжерон-Аркадия, пруд в парке Ленина, укреплены катакомбы. При ОГУ открываются физ-мат Ришельевский лицей, институт социальных наук, юридический институт, институт математики экономики и механики, институт физики горения. В период с 1987 по 1995 г. к-во специальностей увеличивается с 17 до 25. Заканчивает стоительство общежития №9 и базы отдыха в Черноморке. Умер в 1995. Становится Смынтына Валентин Андреевич.

Контрольные вопросы:

1. Назовите 5 известных алхимиков

2. Какие 9 элементов были известны до возникновения алхимии?

3. Назовите 5 элементов, открытые алхимиками (до 18 века).

4. Как алхимики получали серную, азотную и соляную кислоту?

5. Назовите 3 глобальные задачи, которые ставили алхимики?

6. Что в ятрохимии было общего с алхимией и что в ней было общего с современной химией?

7. Почему теории средневековых учёных-атомистов не получили существенного и признания химиками в 18 веке.

8. Что такое флогистон? Можно ли считать термин «флогистон» для химика 18 в. аналогом термина «энергия» для современного химика.

9. Сера так же как и уголь сгорает на воздухе без остатка, образуя пламя. Почему тогда химики 18 в никогда не рассматривали серу, как чистый флогистон?

10. Согласно представлениям химиков 18 в., после прокаливания оксида меди с углём или водородом, он насыщался флогистоном из огня и превращался в металлическую медь. Как тогда они объясняли то, что масса образца после насыщения уменьшалась?

11. Кто предложил использовать в химии закон сохранения вещества?

12. В чём причина неудачно рассчитанных молекулярных масс аммиака и воды Дальтоном?

13. Почему предположение Авогадро о двухатомности водорода дало правильный рассчёт молекулярных масс известных в то время веществ?

14. Кто предложил современную систему записи элементов и формул?

15. Какие элементы использовались в 18-19 в. как эталоны атомных весов?

16. Д.И. Менделеев, используя периодический закон, предсказал открытие галлия, германия и скандия и их некоторые свойства. Были ли случаи предсказания открытия неизвестных элементов и их свойств химиками до появления таблицы Менделеева?

17. Чем отличается современная формулировка периодического закона от начальной, данной Д.И. Менделеевым?

18. С ростом порядкового номера элемента увеличивается его заряд ядра, то есть количество протонов и нейтронов. Следовательно, чем выше порядковый номер, тем выше должна быть атомная масса элемента. Как тогда можно объяснить, что атомная масса калия меньше чем у аргона?

19. Какие открытия в химии были сделаны Д.И. Менделеевым кроме откытия периодического закона?

20. Открытие аргона показало ошибочность изначальной формулировки периодического закона. Возможно ли открытие химических элементов, которые не подчиняются периодическому закону Д.И. Менделеева в современной формулировке?

21. Почему открытие реакции Zn + C₄H₉I ® Zn I + ZnC₄H₉

полностью опровергло электрохимическую теорию связи Берцеллиуса?

22. В 1913 г. Мозли установил зависимость длины волны характеристической линии спектра излучения элемента от его порядкового номера. Можно ли было, используя эту зависимость открыть или подтвердить существование недостающих элементов в табл. Менделеева анализом космических излучений?

23. Согласно модели Резерфорда 1911 г., атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого находятся отрицательные электроны. При этом, опытом с золотой фольгой Резерфорд показал, что ядро атома составляет по размерам не более 0,01% от его объёма, то есть электроны находятся от ядра достаточно далеко. Как тогда Резерфорд объяснил, что отрицательный электрон не притягивается положительным ядром и не соединяется с ним согласно закону Кулона?

24. Кто предложил современную модель строения атома?

25. Какая из элементарных частиц, составляющих атом была открыта 1, какая 2, какая 3?

26. Почему открытие прямого синтеза аммиака из азота и водорода Габером стимулировало развитие химической промышленности?

27. Как в конце 19 в. получали хлор, соду и каустик?

28. Как была решена проблема обеспечения продовольствием урбанизированной Европы в начале 20 в.?

29. Почему в 1915 г. в технологии получения серной кислоты окисление SO₂ платиновый катализатор был заменён на оксид ванадия, если в то время цены на платину были низкими, а снижение её эффективность (снижение энергии активации процесса) значительно выше чем у V₂O₅?

30. Какие основные взрывчатые вещества использовались в начале 20 в.?

31. Получение мочевины из цианида аммония опровергло теорию витализма в химии. Приведите пример любой другой реакции, опровергающую теорию витализма, которую могли осуществить химики в 19 в.

32. Почему вплоть до 20 в. химикам не удавалось синтезировать искусственную еду из неорганических компонентов, несмотря на опровержении теорию витализма?

33. Назовите правило В.В. Марковникова и А.М Зайцева.

34. Кто предложложил современную теорию строения органических веществ в 1861 г.?

35. Кто впервые разделил оптически активные изомеры?

36. Назовите любые 10 элементов, открытых в 19 в.

37. В чём преимущество углерода по сравнению с кислородом в качестве эталона атомных масс?

38. В середине 19 в алюминий уже получали промышленным способом восстанавливая из криолита металлическим натрием. Почему тогда он до конца 19 в оставался очень дорогим материалом, дороже золота?

39. В 19 в химические элементы строго разделяли на металлы и неметаллы. Чем отличается металл от неметалла с точки зрения химика 19 в. и современного химика?

40. Приведите пример 10 элементов, обеспечивающих уникальные и незаменимые свойства в технологиях ХIХ в.

41. Кто первый разработал теоретические основы для расчёта оптимальных конструкций паровых машин?

42. Как Д.И. Менделеев объяснил нeмонотонное изменение плотности раствора спирта в воде при его последовательном разбавлении?

43. В 1887 г. Оствальд предложил теорию электролитической диссоциации в водных растворах в современной формулировке. Почему тогда большинство химиков не приняли возможность самопроизвольного распада вещества на ионы, если эксперимент полностью подтверждал эту теорию?

44. Ф. Шейнбан в 1863 г. предложил теорию катализа с учётом неустойчивых промежуточных соединений. Как химики объясняли действие катализатора до этого предложения, ведь понятие «катализ» существовало с 1811 г.?

45. Как было доказано что каталитическое действие дрожжей на брожжение является химическим процессом и не связано с биологическими функциями микробов?

46. Назовите 5 комплексных соединений, известных до середины 19 в.

47. Как, используя методы 19 в. можно было определить присутствие ионов во внешней или внутренней сфере комплекса?

48. Что такое координационное число, какие значения оно может принимать?

49. Привести пример прямого синтеза 3 коорд. соединений разных типов.

50. Какие 5 типов химической связи известны с 1923 г. по сегодняшний день?

51. Назовите 5 полимеров (с формулами), известных в 19 в.

52. Назовите 5 полимеров (с формулами), которые производились промышленность в начале 20 в.

53. Почему полиэтилен получил широкое распространение только в 1963 г., хотя был получен ещё в 1936 г.

54. К началу 21 в. предложены разные типы дешёвых и технологичных биодеградируемых полимерных материалов. Почему тогда до сих пор ни один из них не может заменить традиционные полимеры в упаковке?

55. Что такое ПКМ и «интеллектуальные» материалы?

56. Почему время рождения химического факультета ОНУ считается 1933 г. если корпус химфака был построен и в нем преподавали химию ещё до революции.

57. В библиотеке ОНУ находятся тысячи узкоспециализированных книг по медицинской тематике, только каталог занимает целый шкаф. Зачем были приобретены эти книги, если кафедра фармацевтической химии (единственное что имеет какое-то отношение к медицине) появилась всего 10 лет назад?

58. В каком городе находился ОНУ в эвакуации с 1941 по 1944 г?

59. Какая специальность была у 5 ректоров ОНУ: Юрженко А.И., Богатский В.В, Сердюк В.В., Зелинский И.П., Смынтына В.А.

60. Последние 5 ректоров ОНУ внесли вклад в изменении архитектуры г. Одессы. Что было построено по инициативе каждого из них?

***

1. Кто предложил использовать в химии закон сохранения вещества?

2. В чём причина неудачно рассчитанных молекулярных масс аммиака и воды Дальтоном?

3. Почему предположение Авогадро о двухатомности водорода дало правильный рассчёт молекулярн

Дата добавления: 2013-12-12