Kimyasal, fiziksel ve biyolojik
dünyanın resmi.
(Soyut)

Gerçekleştirilen:
5. sınıf öğrencisi
Kosinskaya K.A.
Kontrol:
Öğretmen
Belova O.V.
İmza________

2011
İçerik
Giriş……………………………………………………………………..3

Dünyanın kimyasal resmi………………………………………………..5

GİRİŞ
Bir insanın etrafındaki dünyayı tanımlaması, yapısını incelemesi ve temsil etmesi, diğer insanlara etrafındaki dünya hakkındaki fikirlerini anlatması her zaman yaygın olmuştur.
Dünyanın doğal-bilimsel resmi doğa hakkında fikirleri içeren dünyanın genel bilimsel resminin bir parçası olarak adlandırılır.
Dünyanın birleşik bir doğal-bilimsel resminin yaratılması, bilimler arasında bağlantıların kurulmasını gerektirir. Belirli bilimlerin yapısında, ana bileşenleri kendi bütünsel doğa resimlerini ifade eder. dünyanın özel (veya yerel) resmi. Bu resimler, bir dereceye kadar, bu bilimin yöntemleriyle incelenen çevreleyen dünyanın parçalarıdır (örneğin, dünyanın biyolojik resmi, dünyanın kimyasal resmi, dünyanın fiziksel resmi). Bu tür resimler genellikle dünyanın tek bir bilimsel resminin nispeten bağımsız parçaları olarak kabul edilir.
Bilimsel bilgi, birbiriyle etkileşen bilgi öğelerinin devasa bir kütlesidir. Bilimsel bilgi katmanlarının bu etkileşimini tanımlamanın çeşitli biçimleri vardır.
Dünyanın resimleri çerçevesinde, ilgili bilimin (veya bilimler grubunun) bilgisi sistemleştirilir, bunlar, gelişmiş sistemler olan teoriler (temel ve uygulamalı) olan etkileşimli bilgi unsurları sisteminin açık bir düzenlemesidir. Bilimsel kavramlar ve aralarındaki ilişkiler.
Bilinen bilimsel gerçekler, dünyanın resimlerinin çerçevesine sığar. Dünyanın resimleri, bilim dalının (bilimin) bütünlüğünü sağlar, bizim için bilimsel bilgi yöntemlerini oluşturur ve bilimsel araştırma stratejisini belirler, ampirik ve teorik araştırmanın görevlerini belirler ve sonuçlarını açıkça gösterir.
Diğerlerinden önce, dünyanın fiziksel bir resmi, cansız doğa hakkındaki tüm bilimler için genel bir teorik temel olarak ortaya çıktı.
Dünyanın biyolojik resmi, yaşayan doğa bilimleri için teorik bir temel olarak ancak 19. yüzyılda ortaya çıktı. Biyolojik bilimler, uzun zamandır birbirinden aşırı derecede izole edilmiş, fiziksel ve kimyasal bilimler grubuna göre daha az birbirine bağlı. Biyolojik bilimlerin birleşmesi, Charles Darwin'in modern biyolojinin temel kavramlarını (adaptasyon, kalıtım ve değişkenlik, doğal seleksiyon, varoluş mücadelesi, evrim vb.) Bunların temelinde, tüm doğa bilimlerini tek bir bilim alanına bağlayan ve eksiksiz biyolojik teoriler oluşturmayı mümkün kılan birleşik bir biyolojik fenomen resmi oluşturulur.
Bir bütün olarak dünyanın birleşik bir doğal-bilimsel resminin özü, dünyanın fiziksel resmidir, çünkü fizik, modern dünya görüşünün temel temelidir. Fiziğin asırlık gelişimi, dünyamızın ve gelişiminin bütünsel bir doğal-bilimsel resminin yaratılmasına yol açmıştır.

1. Dünyanın kimyasal resmi.
Kimyada, kimyasal reaksiyonların gidişatını doğru bir şekilde tahmin etmeye ve hesaplamaya izin verecek teorik temellerin eksikliği, onu varlığın kendisini haklı çıkaran bilimlerle aynı seviyeye getirmemize izin vermedi. Bu nedenle, D.I. Mendeleev'in dünya eterinin kimyasal anlayışı hakkında sadece 20. yüzyılın başında talep edilmekle kalmadı, aynı zamanda bütün bir yüzyıl boyunca haksız yere tamamen unutuldu. Bunun, 20. yüzyılda kuantum kavramları ve görelilik teorisi araştırmalarında zihinlerin çoğunu yakalayan ve büyüleyen o zamanlar fizikteki devrim niteliğindeki ayaklanmadan kaynaklanıp kaynaklanmadığı artık o kadar önemli değil. O zamanlar da tanınan parlak bilim adamının sonuçlarının, bu arada, akıl yürütmede bolca yer alan felsefi ilkelerden farklı, niteliksel olarak farklı felsefi ve metodolojik ilkeleri uyandırmaması üzücü. fizikçiler.
Bu istenmeyen ihmalin açıklaması büyük olasılıkla fiziğin yüceltilmesinin neden olduğu indirgemeci akımların yayılmasından kaynaklanmaktadır. Kimyasal süreçlerin fiziksel süreçlerin toplamına indirgenmesiydi, olduğu gibi, varlığın temel ilkelerinin analizinde kimyasal görüşlerin yararsızlığını doğrudan gösterdi. Bu arada, kimyagerler, dinamik yasalar nedeniyle fizikteki çoğu etkileşimin aksine, kimyasal etkileşimlerin istatistiksel doğası hakkındaki argümanlarla bilimlerinin özelliklerini savunmaya çalıştıklarında, fizikçiler derhal, bu tür şeyleri daha tam olarak açıkladığı iddia edilen istatistiksel fiziğe işaret ettiler. süreçler.
Kimyasal süreçlerde etkileşen parçacıkların bağlarının katı bir geometrisinin varlığı, istatistiksel değerlendirmeye kimyaya özgü bilgisel bir yön katmasına rağmen, kimyanın özgüllüğü kayboldu.
Malzeme sistemlerinin bilgi fazı durumunun özünün analizi, kimyasal etkileşimlerin bilgi doğasını keskin bir şekilde vurgular. Kimyasal bir ortam olarak su, malzeme sistemlerinin bilgi fazı durumunun ilk örneği olan iki durumu birleştirdi: kimyasal etkileşimlerin bilgisel olanlara yakınlığı nedeniyle tam olarak sıvı ve bilgi fazı.
Bir bilgi fazı durumunun özelliklerini gösteren fiziksel uzayın elektromanyetik bir ortamı olarak vakum, büyük olasılıkla, kimyasal olanlara benzeyen süreçlerin meydana geldiği bir ortama daha yakındır. Bu nedenle, dünya eterinin kimyasal anlayışı D.I. Mendeleev son derece alakalı hale geliyor. Kimyada ve temel parçacık fiziğinde parçacık dönüşümünün karşılık gelen süreçlerini tanımlamada uzun zamandır not edilmiş bir terminolojik tesadüf. reaksiyonlar ayrıca fizikte kimyasal kavramların rolünü vurgular.
Su ortamının bilgi-faz durumları ile fiziksel vakumun elektromanyetik ortamı arasındaki varsayılan ilişki, muhtemelen D.I. tarafından hissedilen kimyasal süreçlere eşlik eden fiziksel vakumdaki değişikliklere tanıklık eder. Mendeleev deneylerinde.
Sonuç olarak, dünya eterinin doğası sorununda, kimya bazı anlarda fiziksel görüşle ilgili olarak bir belirleyici olarak bile hareket eder.
Bu nedenle, dünyanın bilimsel bir resminin geliştirilmesinde fiziksel veya kimyasal fikirlerin önceliğinden bahsetmeye muhtemelen değmez.

2. Dünyanın fiziksel resmi.
Bilim tarihi, 16.-17. yüzyıllardaki bilimsel devrim sırasında ortaya çıkan doğa biliminin uzun süredir fiziğin gelişimi ile ilişkili olduğunu göstermektedir. En gelişmiş olan ve olmaya devam eden fizikti ve bu resmi büyük ölçüde belirleyen kavramlar ve argümanlardı. Fiziğin gelişme derecesi o kadar büyüktü ki, sadece 20. yüzyılda olan diğer doğa bilimlerinin aksine, dünyanın kendi fiziksel resmini yaratabilirdi. kendilerine bu görevi koyabildiler (dünyanın kimyasal ve biyolojik resimlerinin yaratılması). Bu nedenle, doğa bilimlerinin belirli başarıları hakkında bir konuşma başlatarak, bu bilim tarafından yaratılan dünyanın bir resmi ile fizikle başlayacağız.
"Dünyanın fiziksel resmi" kavramı uzun süredir kullanılmaktadır, ancak yalnızca son zamanlarda yalnızca fiziksel bilginin gelişiminin bir sonucu olarak değil, aynı zamanda özel bir bağımsız bilgi türü olarak - en genel olarak kabul edilmiştir. teoriler oluşturmak için ilk temel olarak hizmet eden fizikte teorik bilgi (kavramlar, ilkeler ve hipotezler sistemi). Dünyanın fiziksel resmi, bir yandan doğa hakkında daha önce elde edilen tüm bilgileri genelleştirirken, diğer yandan fiziğe yeni felsefi fikirleri ve daha önce var olmayan ve bunların belirlediği kavram, ilke ve hipotezleri sokar. fiziksel teorik bilginin temellerini kökten değiştirin: eski fiziksel kavramlar ve ilkeler yıkılır, yenileri ortaya çıkar, dünyanın resmi değişir. Dünyanın fiziksel resmindeki anahtar kavram, fizik biliminin en önemli problemlerine yol açan "madde" kavramıdır. Bu nedenle, dünyanın fiziksel resmindeki değişiklik, madde hakkındaki fikirlerin değişmesiyle ilişkilidir. Bu, fizik tarihinde iki kez oldu. İlk olarak, madde hakkındaki atomistik, parçacıksal fikirlerden alana - sürekli bir geçiş yapıldı. Daha sonra, 20. yüzyılda, süreklilik temsillerinin yerini modern kuantum temsilleri aldı. Bu nedenle, dünyanın fiziksel resimlerini sırayla birbirinin yerine koyan üç şeyden bahsedebiliriz.
Doğanın incelenmesi, maddenin en basit hareket biçiminin - cisimlerin mekanik hareketinin - analiziyle başladığından, ilk ortaya çıkanlardan biri dünyanın mekanik bir resmiydi.

2.1. Dünyanın mekanik resmi.
XVI-XVII yüzyılların bilimsel devriminin bir sonucu olarak oluşur. serbest düşen cisimlerin hareket yasalarını belirleyen ve mekanik görelilik ilkesini formüle eden Galileo Galilei'nin çalışmasına dayanmaktadır. Ancak Galileo'nun temel değeri, deneysel yöntemi, incelenen miktarların ölçümleri ve ölçüm sonuçlarının matematiksel işlenmesi ile birlikte doğa araştırmalarına ilk uygulayan kişi olmasıdır. Deneyler daha önce yapılmışsa, matematiksel analizlerini sistematik olarak uygulamaya ilk başlayan Galileo'ydu.
Yeni doğayı araştırma yöntemi ile daha önce var olan doğal-felsefi yöntem arasındaki temel fark, bu nedenle, bu yöntemde hipotezlerin deney yoluyla sistematik olarak test edilmesiydi. Deney, doğaya yönelik bir soru olarak görülebilir. Buna kesin bir cevap almak için, soruyu tamamen açık ve kesin bir cevap alacak şekilde formüle etmek gerekir. Bunu yapmak için, bir deneyi, incelenen olgunun "saf haliyle" gözlemlenmesine müdahale eden yabancı faktörlerin etkisinden mümkün olduğunca izole edecek şekilde tasarlamak gerekir. Buna karşılık, doğaya bir soru olan hipotez, ondan türetilen belirli sonuçların ampirik olarak doğrulanmasına izin vermelidir. Bu amaçla Galileo ile başlayarak, matematik deneylerin sonuçlarını ölçmek için yaygın olarak kullanılmaya başlandı.
Böylece, yeni deneysel doğa bilimi, geçmişin doğal-felsefi varsayımlarının ve spekülasyonlarının aksine, her hipotez veya teorik varsayım, deneyim ve ölçümlerle sistematik olarak doğrulandığında, teori ve deneyim arasındaki yakın etkileşim içinde gelişmeye başladı.
Dünyanın mekanik resminin anahtar kavramı hareket kavramıydı. Newton'un evrenin temel yasalarını düşündüğü hareket yasalarıydı. Bedenler, tekdüze ve doğrusal hareket etmek için doğuştan gelen bir özelliğe sahiptir ve bu hareketten sapmalar, vücut üzerindeki bir dış kuvvetin (atalet) etkisi ile ilişkilidir. Eylemsizliğin ölçüsü, klasik mekanikte bir başka önemli kavram olan kütledir. Yerçekimi, cisimlerin evrensel bir özelliğidir.
Newton, öncekiler gibi, büyük önem gözlemler ve deneyler, onları yanlış hipotezleri doğru olanlardan ayırmanın en önemli kriteri olarak görür. Bu nedenle, Aristoteles'in takipçilerinin birçok doğa olgusunu ve sürecini açıklamaya çalıştığı gizli niteliklere şiddetle karşı çıktı.
Newton, bir fenomenden iki veya üç genel hareket ilkesi türetmek ve daha sonra tüm maddi şeylerin özelliklerinin ve eylemlerinin bu açık ilkelerden nasıl çıktığını belirtmek için tamamen yeni bir doğa incelemesi ilkesi ortaya koymaktadır. Felsefede önemli bir adım olmasına rağmen, bunların nedenleri başladı ve henüz açıklanmadı.
Bu hareket ilkeleri, Newton'un 1687'de yayınlanan ana çalışması The Mathematical Principles of Natural Philosophy'de tam olarak formüle ettiği mekaniğin temel yasalarıdır.
Mekaniğin ilkelerinin keşfi, "gizli" nitelikler ve spekülatif üretimler hakkındaki doğal-felsefi varsayımlardan ve hipotezlerden, tüm varsayımların, hipotezlerin ve teorik yapıların olduğu kesin deneysel doğa bilimine geçişle ilişkili olan gerçekten devrimci bir devrim anlamına gelir. gözlemler ve deneyimlerle test edilmiştir. Mekanikte cisimlerin niteliksel değişimlerinden soyutlama yapıldığından, analizi için Newton'un kendisi ve aynı zamanda Leibniz (1646-1716) tarafından yaratılan matematiksel soyutlamaları ve sonsuz küçüklerin analizini yaygın olarak kullanmak mümkündü. Bu sayede mekanik süreçlerin incelenmesi, kesin matematiksel tanımlarına indirgenmiştir.
XVIII-XIX yüzyılın başlarında dünyanın mekanik resmine dayanmaktadır. karasal, göksel ve moleküler mekanik geliştirildi. Teknolojik gelişme hızlı bir şekilde ilerledi. Bu, dünyanın mekanik resminin mutlaklaştırılmasına, evrensel olarak kabul edilmeye başlanmasına yol açtı.
Aynı zamanda, fizikte dünyanın mekanik resmiyle çelişen ampirik veriler birikmeye başladı. Bu nedenle, madde hakkındaki parçacık fikirlere tamamen karşılık gelen maddi noktalar sisteminin dikkate alınmasıyla birlikte, özünde artık parçacık ile değil, sürekli ile bağlantılı olan sürekli bir ortam kavramını tanıtmak gerekiyordu. madde hakkında fikirler. Böylece, ışık fenomenini açıklamak için, özel bir ince ve kesinlikle sürekli hafif madde olan eter kavramı tanıtıldı.
Dünyanın mekanik resminin ana akımına uymayan bu gerçekler, yerleşik görüşler sistemi ile deneyim verileri arasındaki çelişkilerin uzlaşmaz olduğunu kanıtladı. Fizik, dünyanın fiziksel resminde bir değişiklikte, madde hakkındaki fikirlerde önemli bir değişikliğe ihtiyaç duyuyordu.

2.2. Dünyanın elektromanyetik resmi.
Elektriksel ve manyetik fenomenlerin özü üzerine uzun düşünceler sürecinde, M. Faraday, madde hakkındaki parçacık fikirlerini sürekli, sürekli olanlarla değiştirme ihtiyacı fikrine geldi. Elektromanyetik alanın tamamen sürekli olduğu, içindeki yüklerin nokta kuvvet merkezleri olduğu sonucuna vardı. Böylece, esirin mekanik bir modelini oluşturma sorunu, esir hakkındaki mekanik fikirler ile ışık, elektrik ve manyetizmanın özelliklerine ilişkin gerçek deneysel veriler arasındaki tutarsızlık ortadan kalktı.
Faraday'ın ilk fikirlerinden biri Maxwell (1831-1879) tarafından takdir edildi. Aynı zamanda Faraday'ın madde, uzay, zaman ve kuvvetler hakkında dünyanın önceki mekanik resmini büyük ölçüde değiştiren yeni felsefi görüşler ortaya koyduğunu vurguladı.
Madde hakkındaki görüşler çarpıcı biçimde değişti: Bölünemez atomların toplamı, maddenin bölünebilirliğinin son sınırı olmaktan çıktı, çünkü nokta kuvvet merkezlerine sahip mutlak sürekli sonsuz bir alan alındı ​​- elektrik ücretleri ve içindeki dalga hareketleri.
vb.................

ders 10Kimya sistemi.

1. Kimyanın temel sorunu. Kimyanın kavramsal sistemleri.

2. Maddenin bileşimi doktrini. Bir kimyasal element ve bir kimyasal bileşik problemlerini çözme. Periyodik elementler sistemi.

3. Yapısal kimya.

4. Kinetik kimya.

5. Evrimsel kimya.

Bir bilim olarak kimyanın temel sorunu. Kimyanın kavramsal sistemleri. D. I. Mendeleev kimyayı "kimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin bilimi" olarak adlandırdı. Bazı ders kitaplarında kimya, "maddelerin bilimi ve dönüşümleri" olarak tanımlanırken, diğerlerinde - "maddelerin nitel dönüşüm süreçlerini inceleyen bilim" vb. Bütün bu tanımlar kendi yollarında iyidir, ancak şu gerçeği hesaba katmazlar. kimya sadece maddeler hakkındaki bilgilerin toplamı değil, düzenli, sürekli gelişen bir bilgi sistemidir. belirli bir sosyal amacı olan ve diğer bilimler arasındaki yeri.

Kimyanın gelişiminin tüm tarihi, ana problemini çözme yollarını değiştirmenin doğal bir sürecidir. Yüzyıllar boyunca edinilen tüm kimyasal bilgiler tek bir amaca tabidir. kimyanın ana görevi - gerekli özelliklere sahip maddelerin elde edilmesi sorunu.

Böyle, kimyanın temel ikili problemi- Bu:

1. İstenilen özelliklere sahip maddelerin elde edilmesi bir üretim işidir.

2. Bir maddenin özelliklerini kontrol etmenin yollarını ortaya çıkarmak bilimsel araştırmanın görevidir.

Bilim geliştikçe, maddenin organizasyonu, maddelerin bileşimi ve moleküllerin yapısı hakkındaki fikirler değişti, kimyasal süreçlerin kendileri hakkında yeni veriler elde edildi, bu da elbette hem yeni bileşiklerin sentez yöntemlerini hem de yeni bileşiklerin sentezi için yöntemleri kökten değiştirdi. özelliklerini incelemek için yöntemler. sadece var Bu sorunu çözmenin dört yolu öncelikle elde edilen maddelerin özelliklerinin bağlı olduğu sadece dört ana doğal faktörün varlığı ile ilişkili olan:

1. Maddenin bileşimi (temel, moleküler).

2. Moleküllerin yapısı.

3. Bu maddenin elde edildiği kimyasal reaksiyonun termodinamik ve kinetik koşulları.

4. Maddenin organizasyon düzeyi.

İlk önce birincinin, ardından ikinci, üçüncü ve son olarak, temel kimya problemini çözmenin dördüncü yollarının ardışık görünümü, kimyasal bilginin dört gelişim seviyesinin ardışık görünümüne ve bir arada var olmasına veya şu anda yaygın olarak olduğu gibi yol açar. aradı, dört kavramsal sistemler , hiyerarşi ilişkisinde, yani tabi olmada bulunur. Tıpkı kimyanın kendisinin bir bütün olarak Doğa Bilimlerinin bir alt sistemi olması gibi, tüm kimya sisteminde bunlar alt sistemlerdir. Kimyanın temel problemini çözmenin sadece dört yolunun varlığı, Kimya Sisteminin dört alt sisteme bölünmesine yansır.

Böylece, kimyanın gelişiminde bir değişiklik değil, kavramsal sistemlerin kesinlikle doğal, tutarlı bir görünümü vardır. Üstelik her yeni ortaya çıkan sistem, bir öncekini inkar etmez, tam tersine ona dayanır ve dönüştürülmüş bir biçimde içerir.

Bazı sonuçları özetleyerek, aşağıdaki tanımı verebiliriz: kimya sistemi -Birbirinden ayrı olmayan, ancak yakın bağlantı içinde görünen ve var olan tüm kimyasal bilgilerin tek bir bütünlüğü, birbirini tamamlar ve birbirleriyle hiyerarşik olan kavramsal kimyasal bilgi sistemlerine birleştirilir..

Kimyasal bilginin çıkarılmasındaki dört tarihsel aşamadan her birinin çözülmesi gereken kendi görevleri vardı.

Kimyanın gelişimindeki ilk aşama - XVII yüzyıl: Maddenin bileşimi doktrini. Bilim adamlarının ilk aşamada karşılaştığı temel problemler - aşama maddenin bileşimini incelemek :

1. Bir kimyasal element sorunu.

2. Kimyasal bir bileşik sorunu.

3. Yeni keşfedilen kimyasal elementleri içeren yeni materyaller yaratma sorunu.

Bir sorunu çözmenin etkili bir yolu Menşeimaddenin özellikleri 17. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. İngiliz bilim adamının eserlerinde Robert Boyle. Araştırması, cisimlerin niteliklerinin ve özelliklerinin mutlak olmadığını ve bu cisimlerin hangi maddi unsurlardan oluştuğuna bağlı olduğunu gösterdi.

Boyle böylece ilişkiyi kurarak kimyanın temel probleminin çözümüne katkıda bulundu:

MADDENİN BİLEŞİMİ ---------> MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Bu yöntem, maddelerin bileşimi doktrininin temelini attı. ilk seviye bilimsel kimya bilgisi . 19. yüzyılın ilk yarısına kadar. maddelerin bileşimi doktrini o zamanın tüm kimyasını temsil ediyordu.

Kimyasal bir element problemini çözme. Bu sorunu çözmenin tarihsel kökleri çok eski zamanlara kadar gitmektedir. Antik Yunan'da, dünyanın yapısı hakkında ilk atomcu teoriler ortaya çıkar ve bunların aksine, elementler hakkında fikirler; özellikler ve elementler, daha sonra simyacıların sahte öğretileri tarafından alınan nitelikler.

R. Boyle"basit" bir cisim olarak veya bir maddenin kimyasal ayrışmasının sınırı olarak bir kimyasal elementin modern fikrinin temelini attı. "Basit maddeler" elde etmeye çalışan kimyagerler, o zamanlar en yaygın yöntemi kullandılar - kalsinasyon " karmaşık maddeler". Kalsinasyon aynı zamanda yeni bir unsur olarak alınan skalaya da yol açmıştır. Buna göre, metaller - örneğin demir, karşılık gelen elementten ve evrensel "ağırlıksız gövdeden" oluşan karmaşık gövdeler olarak alındı ​​- filojiston (phlogistos - Yunanca yaktı). Flojiston teorisi (özünde yanlış), ilk bilimsel kimyasal teoriydi ve birçok çalışma için bir itici güç olarak hizmet etti.

1680-1760'ta. bire bir aynı nicel analiz yöntemleri maddeler ve sırayla gerçek kimyasal elementlerin keşfine katkıda bulundular. bu saatte açlardı fosfor, kobalt, nikel, hidrojen, flor, azot, klor ve manganez .

1772-1776'da. İsveç, İngiltere ve Fransa'da eş zamanlı olarak açıldı oksijen . Fransa'da, onu keşfeden olağanüstü bir kimyagerdi. A.L. Lavoisier(1743-1794). Oksijenin asitlerin, oksitlerin ve suyun oluşumundaki rolünü belirledi, flojiston teorisini reddetti ve temelde yeni bir kimya teorisi yarattı. Ayrıca, daha sonra D. I. Mendeleev tarafından düzeltilen kimyasal elementleri sistemleştirmeye yönelik ilk girişime de sahipti.

Periyodik yasa ve kimyasal elementlerin periyodik sistemi D.I. Mendeleyev. Rus kimyager D. I. Mendeleev bu keşfi 1869'da yaptı, çünkü doğa bilimlerinde bir devrim yaptı. sadece bireysel elementlerin kimyasal ve fiziksel özellikleri arasında bir ilişki kurmakla kalmadı, aynı zamanda tüm kimyasal elementler arasında karşılıklı bir ilişki kurdu. Periyodik sistemin grupları ve serileri, ilgili elementlerin ailelerini tanımlamak için güvenilir bir temel haline geldi.

N. B! Periyodik yasanın ilk pratik uygulaması, o sırada yanlış değerlerin varsayıldığı belirli elementlerin değerliklerini ve atom ağırlıklarını düzeltmekti. Bu, özellikle indiyum, seryum ve diğer nadir toprak elementleri için geçerlidir: toryum, uranyum.

Mendeleyev'in masasını oluşturduğu temel ilke, elementleri atom ağırlıklarına göre artan düzende düzenlemekti. Mendeleev, elementlerin değerlik ve kimyasal özelliklerine dayanarak tüm elementleri, her biri benzer özelliklere sahip elementler içeren 8 gruba ayırdı.

Elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin periyodik olarak değişmesinin nedeni,atomların elektron kabuklarının yapısının periyodikliği .

N. B! Her periyodun başlangıcında değerlik elektronları, atomlardaki karşılık gelen enerji seviyelerinin s-alt seviyelerindedir. Daha sonra, kısa periyotlarda, s ve p alt seviyeleri elektronlarla doldurulur ve büyük dönemler ayrıca d-alt seviyeleri. VI ve VII periyotlarında ayrıca f-alt seviyelerinin doldurulması gözlemlenmektedir. Soy gazların atomları her zaman tam olarak oluşturulmuş s ve p alt düzeylerinde dış elektronları içerir. Böylece, periyodik sistemin aynı alt gruplarının kimyasal elementleri, atomun elektron kabuklarının benzer bir yapısı ile karakterize edilir.

Atomların elektron kabuklarının yapısıyla ilgili en önemli özelliklerinden biri etkin atomik ve iyonik yarıçaplardır. Elementin atom numarasının değerine bağlı olarak periyodik olarak da değiştikleri ortaya çıktı. Aynı periyottaki elementler için atom numarası arttıkça önce atom yarıçaplarında bir azalma, ardından periyodun sonuna doğru artışları gözlenir. Bu olağandışı fiziksel özellik, aynı döneme ait atomların dış elektron kabuğunun yapısına ilişkin bilgilere dayanarak basit bir açıklama bulur: her şey elektrostatikle ilgili.

Ama en önemlisi, periyodik tablonun sadece elementlerin fiziksel özelliklerini açıklamaması, aynı zamanda onları kendi özelliklerine göre sıraya koymasıydı. Kimyasal özellikler. Tablonun ana varsayımı şuydu: değerlik kimyasal element, dış elektron kabuğundaki elektron sayısı ile belirlenir(bu elektronlara - değerlik elektronları ).

Periyodik yasanın önemli bir rolü, atomların yapısı ile bu yapının elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerindeki etkisi arasında bir bağlantı kurmasıdır.

Kimyasal bir bileşik problemini çözme. Fransız kimyagerin çalışmaları sayesinde bu sorunun çözümünün başlangıcı atıldı. J. Proust, 1801-1808'de. Kurulmuş bileşimin değişmezliği yasası , Vasıtasıyla herhangi bir bireysel kimyasal bileşik, kesin olarak tanımlanmış, değişmeyen bir bileşime sahiptir - bileşen parçalarının (atomlarının) güçlü bir çekiciliği vardır ve bu nedenle karışımlardan farklıdır.

Proust yasasının teorik gerekçesi bir İngiliz tarafından verildi. J. Dalton, maddelerin bileşimi doktrininde başka bir temel yasanın yazarı olan - çoklu oranlar kanunu . Tüm maddelerin moleküllerden ve tüm moleküllerin sırayla atomlardan oluştuğunu ve herhangi bir maddenin bileşiminin AB, AB2, A2 B3, vb. gibi basit bir formül olarak hayal edilebileceğini, burada A ve B sembollerinin bulunduğunu gösterdi. Bir molekülü oluşturan iki atomun isimlerini ifade eder. Bu eşdeğerler yasasına göre, “bir molekülün bileşenleri” - A ve B atomları, örneğin reaksiyonlara göre diğer atomlar - C ve D ile değiştirilebilir:

AB + C --> AC + B veya

A2B3 + 3D ---> A2D3 + 3B

Dalton'un çoklu oranlar yasası (1803) şöyle der: Bir elementin belli bir miktarı başka bir element ile birkaç ağırlık oranında birleşime giriyorsa, ikinci elementin miktarları birbiriyle tam sayı olarak ilişkilidir.

Maddenin yapısının moleküler teorisi, gaz fazında meydana gelen süreçlere yeni bir bakış açısı getirmeyi mümkün kıldı ve kimya ile fiziğin kesiştiği noktada duran yeni bir bilimi ortaya çıkardı. moleküler fizik . Gerçek sansasyon keşifti Avogadro yasası 1811'de İtalyan bilim adamı Amadeo Avogadro(1776-1856) tespit etti aynı fiziksel koşullar altında (basınç ve sıcaklık), eşit hacimlerde farklı gazlar içerir. eşit sayı moleküller. Başka bir deyişle, bu şu anlama gelir gram molekül Aynı sıcaklık ve basınçtaki herhangi bir gaz aynı hacmi kaplar.

Bununla birlikte, kimyanın gelişmesi ve artan sayıda bileşiğin incelenmesi, kimyagerleri maddelerle birlikte belirli kompozisyon , bağlantılar da var değişken kompozisyon - ve bu, bir bütün olarak molekül hakkındaki fikirlerin revizyonunun nedeniydi. Bir molekül, daha önce olduğu gibi, özelliklerini belirleyebilen ve bağımsız olarak var olabilen bir maddenin en küçük parçacığı olarak adlandırılmaya devam etti, ancak şimdi iyonik, atomik ve metalik gibi sıra dışı kuantum mekanik sistemler. tek kristaller , birlikte polimerler hidrojen bağlarından oluşur.

Maddenin incelenmesi için fiziksel yöntemlerin uygulanmasının bir sonucu olarak, gerçek bir cismin özelliklerinin kimyasal bir bileşiğin bileşiminin sabit olup olmamasından çok belirlendiği ortaya çıktı. kimyanın fiziksel doğası, yani birkaç atomun tek bir molekülde birleşmesine neden olan kuvvetlerin doğası. Yani şimdi altında kimyasal bileşik anlamak atomları birbirleriyle etkileşime bağlı olarak kararlı bir yapıya sahip bir parçacık halinde birleştirilen bir veya daha fazla kimyasal elementten oluşan belirli bir madde - bir molekül, karmaşık, tek kristal veya diğer agrega. Bu, "karmaşık madde" kavramından daha geniş bir kavramdır. Sonuçta, herkes farklı değil, aynı elementlerden oluşan kimyasal bileşikleri bilir. Bunlar hidrojen, oksijen, klor, grafit, elmas vb. Moleküllerdir.

Moleküler parçacıklar dizisinde özel bir konum, polimer makromoleküller . Birbirleriyle kimyasal olarak ilişkili çok sayıda tekrar eden yapısal birimler içerirler - monomerik moleküllerin parçaları aynı kimyasal özelliklere sahip.

Maddenin kimyasal organizasyonunun daha fazla karmaşıklığı, daha karmaşık bir dizi etkileşim halindeki atomik ve moleküler parçacıkların oluşum yolunu takip eder. moleküler ortaklar ve agregalar , ve bunların kombinasyonları. Agregaların oluşumu sırasında, ortakların oluşumu sırasında meydana gelmeyen sistemin faz durumu değişir. F temel durum -herhangi bir maddenin var olabileceği temel fiziksel durumdur(gaz, sıvı, katı).

Yeni malzeme yaratma sorunu. Doğa cömertçe maddi kaynaklarını gezegenin her yerine "dağıttı". Ancak bilim adamlarının keşfettiği garip bir model var: Çoğu zaman, bir kişinin faaliyetlerinde, rezervleri doğada sınırlı olan bu maddeleri kullandığı ortaya çıkıyor.

Bu nedenle, kimyagerler şu anda üç görevle karşı karşıyadır:

1. Kimyasal elementlerin üretimde kullanılma pratiğini doğadaki gerçek kaynakları ile uyumlu hale getirmek.

2. Metallerin çeşitli seramik türleri ile art arda değiştirilmesi.

3. Organik senteze dayalı organoelement bileşiklerinin üretiminin genişletilmesi. Organoelement bileşikleri İ-bunlar hem organik elementleri (karbon, hidrojen, kükürt, nitrojen, oksijen) hem de bir dizi başka kimyasal elementin türevlerini içeren bileşiklerdir: silikon, flor, magnezyum, kalsiyum, çinko, sodyum, lityum, vb.

Alüminyum, magnezyum, kalsiyum, silikon gibi elementlerin üretiminde kullanımının arttırılmasına ağırlık verilmesi önerilmektedir. Doğada, bu elementler oldukça yaygındır ve çıkarılması zor değildir. Ayrıca en yaygın olarak bulunan doğal elementlerden oluşan bu maddelerin kullanımı, günümüzde herkes tarafından şiddetle hissedilen bir sorun olan atıklarla daha az çevre kirliliğine yol açacaktır.

Metallerin seramikle değiştirilmesi ihtiyacının artması, seramik üretiminin daha kolay ve daha ekonomik olmasından ve ayrıca bazı endüstrilerde metallerin yerini alamamasından kaynaklanmaktadır. Kimyagerler, elektrik mühendisliği için seramiklerin yanı sıra refrakter, ısıya dayanıklı, kimyasal olarak dirençli, yüksek sert seramiklerin nasıl elde edileceğini öğrendiler. Son zamanlarda, bazı seramik ürünlerin şaşırtıcı bir özelliğinin yüksek sıcaklıkta süper iletkenliğe sahip olduğu keşfedilmiştir, yani. nitrojenin kaynama noktasının üzerindeki sıcaklıklarda süper iletkenlik. Bu eşsiz fiziksel özelliğin keşfi, kimyagerlerin tek bir komplekste alınan baryum, lantan ve bakır içeren komplekslere dayalı yeni seramiklerin yaratılması konusundaki çalışmaları ile kolaylaştırıldı.

Silikon (organosilikon kimyası) kullanan organoelement malzemelerinin kimyası, değerli özelliklere sahip ve havacılık ve enerjide vazgeçilmez olan birçok polimerin üretiminin temelini oluşturur. Ve organoflor bileşikleri son derece kararlıdır (asitlerde ve alkalilerde bile) ve özel bir yüzey aktivitesine sahiptir ve bu nedenle örneğin bir hemoglobin molekülü gibi oksijen taşıyabilir! Organoflor bileşikleri tıpta her türlü kaplama vb. oluşturmak için aktif olarak kullanılmaktadır.

Şu anda kimyagerlerin karşılaştığı pratik problemlerin çözümü, yeni maddelerin sentezi ve kimyasal bileşimlerinin analizi ile ilişkilidir. Bu nedenle, yıllar önce olduğu gibi, maddelerin bileşimi sorunu kimyada da geçerliliğini korumaktadır.

Bir bilim olarak kimyanın gelişiminde ikinci aşama - XIX yüzyıl: Yapısal kimya.

1820 - 1830'da. manuel tekniği ile üretimin fabrikada aşaması yerini fabrika aşamasına bırakmıştır. Üretimde yeni makineler ortaya çıktı, sanayide kullanılmak üzere yeni hammadde arayışlarına ihtiyaç duyuldu. Kimyasal üretimde, niteliksel çeşitliliği şaşırtıcı derecede büyük olan çok sayıda bitki ve hayvan kaynaklı maddenin işlenmesi hakim olmaya başladı ve bileşim tek tipti: karbon, hidrojen, oksijen, kükürt, azot, fosfor. Bu, maddelerin özelliklerinin sadece bileşim tarafından belirlenmediği anlamına gelir - kimyagerler sonuçlandırdı.

Kimyacılar, maddelerin özelliklerinin ve dolayısıyla niteliksel çeşitliliğinin yalnızca bileşimleriyle değil, aynı zamanda moleküllerin yapısıyla da belirlendiğini bulmuşlardır. Eğer bir bilgimaddenin bileşimi Belirli bir maddenin molekülünün hangi kimyasal elementlerden oluştuğu sorusunu cevaplar, o zamanlar bilgimaddenin yapısı bu moleküldeki atomların uzaysal düzeni hakkında bir fikir verir.

Aynı zamanda, belirli bir maddenin molekülünü oluşturan tüm atomların, diğer moleküllerin atomlarıyla eşit derecede iyi etkileşime girmediği ortaya çıktı. Her molekül, şartlı olarak, atom gruplarını, sadece bireysel atomları ve hatta bireysel kimyasal bağları içeren birkaç sözde fonksiyonel veya reaktif birime bölünebilir. Bu yapıların her biri, kimyasal reaksiyonlara girme konusunda kendine özgü bir yeteneğe sahiptir, yani. onuntepkisellik .

Kimyasal bilginin ikinci gelişim düzeyi koşullu adını aldı. yapısal kimya .Bu aşamanın ana başarısı, molekülün yapısı ile bileşiğin fonksiyonel aktivitesi arasında bir ilişkinin kurulması olarak adlandırılabilir:

MOLEKÜLÜN YAPISI ---> FONKSİYON (REAKTİVİTE)

Böylece, moleküllerin yapısı bilgisi, kimyayı, kimyasal bilginin ikinci gelişim düzeyine aktardı ve kimyanın ağırlıklı olarak dönüşüme uğramasına katkıda bulundu. analitik bilimden bilime sentetik . ayrıca vardı organik madde teknolojisi ki daha önce yoktu.

Kimyada "yapı" kavramının evrimi.Öne sürülen teoriye göre J. Dalton, herhangi bir kimyasal madde, kesin olarak tanımlanmış niteliksel ve niceliksel bir bileşime sahip, yani bir, iki veya üç kimyasal elementin belirli sayıda atomundan oluşan bir moleküller topluluğudur. J. Dalton'un maddenin yapısı teorisi soruyu yanıtladı: tek tek maddelerin madde karışımlarından nasıl ayırt edileceği, ama diğer pek çok soruya cevap vermedi: atomlar bir molekülde nasıl birleşir, bir molekülde atomların dizilişinde herhangi bir düzen var mı, yoksa tesadüfen mi bir araya geliyorlar?

İsveçli kimyager bu soruları yanıtlamaya çalıştı VE BEN. Berzelius 19. yüzyılın ilk yarısında yaşamış olan. I. Ya. Berzelius, bir molekülün basit bir atom yığını değil, elektrostatik kuvvetlerle birbirine bağlı belirli bir düzenli atom yapısı olduğuna inanıyordu. Yeni teklif etti atom modeli gibi elektrik dipol . VE BEN. Berzelius şu hipotezi öne sürdü: farklı kimyasal elementlerin tüm atomları farklı elektronegatifliğe sahiptir ve arttıkça onları bir tür sıra halinde düzenler..

N. B! VE BEN. Berzelius, kendisi tarafından verilen birçok maddenin yüzde bileşiminin belirlenmesine ve temel stokiyometrik düzenliliklerin yanı sıra, bir elektrik akımının etkisi altında çözeltideki karmaşık maddelerin ayrışmasını incelemek, şu soruyu sordu: Belirli bir maddenin elektrik yükünün işaretini ve büyüklüğünü ne etkiler? Neden elektropozitif ve elektronegatif maddeler var? Bir asit ve bir alkali veya bir alkali ve bir nötr tuzun moleküllerinin yapısındaki fark nedir?

1840'ta Fransız bilim adamının eserlerinde C. Gerard I. Ya. Berzelius'un yapılarının her durumda geçerli olmadığı gösterildi: molekülleri bir elektrik akımının etkisi altında ayrı atomlara ayrıştırılamayan bir madde kütlesi var, sanki tek bir şeyi temsil ediyorlar. tüm sistem ve sadece böyle birbirine bağlı atomların bölünmez sistemi C. Gerard ve aramayı teklif etti molekül . Tip teorisini geliştirdi. organik bileşikler.

1857'de bir Alman kimyager A. Kekule bir dizi bileşikte hidrojen atomlarının yerini alabilen bireysel elementlerin özellikleri üzerine gözlemlerini yayınladı. Bazılarının üç hidrojen atomunun yerini alabildiği, diğerlerinin ise sadece iki hatta bir tane olduğu sonucuna vardı. A. Kekule ayrıca "bir karbon atomunun ... dört hidrojen atomuna eşdeğer olduğunu" buldu. bunlar temel şeylerdi maddelerin değerlik teorileri .

A. Kekule yeni bir kimyasal terim tanıttı yakınlık belirli bir kimyasal elementin değiştirebileceği hidrojen atomlarının sayısını ifade eden . Tüm elementlere sırasıyla üç, iki veya bir yakınlık birimi atadı. Aynı zamanda, karbon alışılmadık bir konumdaydı - atomunun dört birim yakınlığı vardı. Bilim adamı, belirli bir kimyasal elementin doğasında bulunan afinite birimlerinin sayısı olarak adlandırılır.atom değeri .

Atomlar bir molekülde birleştiğinde, serbest afinite birimleri kapanır.

kavram moleküler yapı A. Kekule'nin hafif eliyle, kimyagerlere pratik çalışmalarında rehberlik eden görsel formül şemalarının oluşturulmasına indirgendi, gerekli kimyasal ürünü elde etmek için hangi başlangıç ​​maddelerinin alınması gerektiğine dair spesifik bir gösterge.

N. B! A. Kekule'nin planları ise pratikte her zaman uygulanamadı: iyi düşünülmüş (veya icat edilmiş) bir tepki, güzel bir şemaya göre ilerlemek istemedi. Bunun nedeni, formül şemasının birbirleriyle kimyasal etkileşime giren maddelerin reaktivitesini hesaba katmamasıdır.

Pratik kimyagerleri ilgilendiren soruların cevapları teori tarafından verildi. kimyasal yapı Rus bilim adamı Alexander Mihayloviç Butlerov. Butlerov, Kekule gibi, atomlardan molekül oluşumunun, serbest afinite birimlerinin kapanması nedeniyle gerçekleştiğini kabul etti, ancak aynı zamanda “gerginliğin, daha fazla veya daha az enerjinin (bu afinite) maddeleri birbirine bağladığının önemine dikkat çekti. ".

A. M. Butlerov'un teorisi, pratik faaliyetlerinde kimyagerler için bir rehber oldu. Daha sonra, kuantum mekaniğinde onayını ve fiziksel gerekçesini buldu.

Kimyasal bağ. Kimyasal bir bağ, elementlerin atomları arasındaki etkileşimdir ve bunların moleküller ve kristaller halinde birleşmelerine neden olur.

Bağın türü, atomik-moleküler parçacıkların birbirleriyle fiziksel etkileşiminin doğası tarafından belirlenir. Kimyasal bağların temel teorisi, yirminci yüzyılın 30'larında Amerikalı bir kimyager tarafından yaratıldı. Linus Pauling.

Şu anda, "kimyasal bağ" kavramı daha geniş hale geldi. . Şimdi altında Kimyasal bağ böyle anlaşıldı sadece tek tek atomlar arasında değil, bazen elektronlarının ortak kullanımından kaynaklanan atomik ve moleküler parçacıklar arasında bir etkileşim türü. Burada, elektronların etkileşime giren parçacıklar yoluyla bu tür sosyalleşmesinin geniş bir aralıkta değişebileceği anlaşılmaktadır. Mevcut kovalent (polar, polar olmayan), hidrojen ve iyonik (iyonik-kovalent) bağlar ve ayrıca metalik bağlar.

İyonik bağ bir molekülde birleştiğinde, atomlardan biri dış kabuğundan (katyon) elektronları kaybettiğinde ve diğeri onları (anyon) aldığında, zıt yüklü iyonlar birbirine çekilerek güçlü bağlar oluşturduğunda oluşur. İyonik bileşikler genellikle çok yüksek erime noktasına sahip katılardır (tuzlar, alkaliler, örneğin sofra tuzu).

kovalent bağ bir maddenin molekülünü oluşturan her iki atoma aynı anda ait olan bir elektron çiftinin bir sonucu olarak oluşur. Bu tür moleküller zayıf kuvvetler tarafından tutuldukları için kararsızdırlar ve düşük erime ve kaynama noktalarına (oksijen, bütan) sahip sıvılar veya gazlar olarak bulunurlar.

Hidrojen bağı, kovalent bağların polarizasyonundan kaynaklanır., ortak elektronlar çoğu zaman hidrojen atomu ile ilişkili elementin atomunda olduğunda. Sonuç olarak, böyle bir atom, hidrojen bağları olan bileşikleri diğer kovalent bileşiklerden (su) daha güçlü yapan küçük bir negatif yük alır.

Metalik bağlar, metal atomlarının dış kabuklarındaki elektronların serbest hareketinden kaynaklanır.. Metallerdeki atomlar, elektronik bir alan tarafından bir arada tutulan, tam olarak eşleşen sıralarda sıralanır.

1860-1880'de yapısal temsillerin gelişimi sayesinde. terim kimyada ortaya çıktı organik sentez , sadece yeni organik maddeler elde etmek için yapılan eylemleri değil, aynı zamanda doğal maddelerin analizine yönelik genel coşkunun aksine adlandırılan bütün bir bilim alanını da ifade eder.

yani altında atomik parçacıkların değerliliği onları anladı nicel ölçüsü, kimyasal bağların oluşumunda yer alan eşleşmemiş elektronların, yalnız elektron çiftlerinin ve boş orbitallerin toplam sayısı olan kimyasal bir etkileşime girme özelliği. Bir atomik parçacığın değerliliği sabit bir değer değildir ve ortak parçacıkların doğasına ve bir kimyasal bileşiğin oluşum koşullarına bağlı olarak birlikten belirli bir maksimum değere kadar değişebilir.

Konsept altında yapı anlamak niteliksel olarak değişmeyen bir sistemin istikrarlı sıralaması.

Altında moleküler yapı anlamak uzayda düzenli bir düzenlemeye sahip ve değerlik elektronları kullanılarak kimyasal olarak birbirine bağlanmış sınırlı sayıda atomun bir kombinasyonu. Moleküler yapı ikiye ayrılır nükleer (geometrik) ve elektronik .

Altındaki ilk yaklaşımda atomik yapı anlaşılmalı Birbirleriyle elektromanyetik etkileşim içinde olan çekirdek ve onu çevreleyen elektronların kararlı bir topluluğu.

Bir bilim olarak kimyanın gelişiminde üçüncü aşama - XX yüzyılın ilk yarısı: Kimyasal süreçlerin doktrini - kinetik kimya.

Teknolojinin gelişmesiyle bağlantılı olarak ve tam da bu zamanda, kimya sadece maddeler hakkında değil, aynı zamanda maddelerdeki değişim süreçleri ve mekanizmaları hakkında bir bilim haline gelir.

Yüzyılımızın başında otomotiv endüstrisi, havacılık, enerji ve enstrümantasyonun yoğun gelişimi, motorların çalışması için yüksek kaliteli yakıt gerektiriyordu. Otomobil lastikleri için özel yüksek mukavemetli kauçuklar, ağırlıklarını hafifletmek için plastikler, her türlü polimer ve yarı iletken - tüm bunların büyük miktarlarda elde edilmesi gerekiyordu, ancak ne yazık ki, kimyasal becerilerin gelişimi üretim taleplerini karşılamadı.

Gerçek şu ki, kimyasal reaksiyonun kendisi oldukça kaprisli bir şeydir. Reaksiyon sırasında maddelerin etkileşimi, maddenin bileşiminde bir değişikliğe yol açar. Bunu yapmak için, bir atom kombinasyonunun yok edilmesi ve bir başkasının yaratılması gerekir. Eski bağlantıyı yok etmek için enerji harcamak gerekir. Yeni bir bileşiğin oluşumuna genellikle enerji salınımı eşlik eder.

Kimyasal reaksiyonlar, aşağıdakilere dayanan denklemlerle tanımlanır:maddenin korunumu yasası . Bu yasaya göre, reaksiyona giren maddelerin toplam kütlesi, oluşan maddelerin kütlesine tam olarak karşılık gelmelidir. Kütle hesaplamaları için bir sayma birimi kullanılır - mol, aynı sayıda parçacık içerir (6 10 23, Avogadro sayısı)

Kimyasal süreçlerin doktrini. Kimyasal proses kontrol yöntemleri. Kimyasal süreçler doktrini, fizik, kimya ve biyolojinin en derin şekilde iç içe geçtiği bir bilim alanıdır. Bu doktrinin merkezinde kimyasal termodinamik ve kinetik bu nedenle, tüm bu kimyasal süreçler doktrini hem kimya hem de fizik için eşit olarak geçerlidir.

Kimyasal işlemler doktrininin yaratılmasıyla bağlantılı olarak çözülmesi gereken çok sayıda sorun vardır. Ayrıntılı açıklamaları, fiziksel kimya ile ilgili herhangi bir modern ders kitabında bulunabilir. Ama belki de en temel sorunlardan biri, kimyasal süreçleri kontrol etmek için yöntemler yaratma göreviydi.

En genel haliyle, tüm kontrol yöntemleri iki büyük gruba ayrılabilir: termodinamik ve kinetik. İlk grup - termodinamik yöntemler - Bu reaksiyonun kimyasal dengesinin kaymasını etkileyen yöntemler; ikinci grup - kinetik yöntemler -Bunlar bir reaksiyonun hızını etkileyen yöntemlerdir.

1884'te seçkin bir Hollandalı kimyagerin kitabı çıktı. I. van't Hoff kimyasal reaksiyonun yönünün sıcaklıktaki değişikliklere ve reaksiyonun termal etkisine bağımlılığını belirleyen yasaları doğruladığı. Aynı yıl Fransız kimyager A. Le Chatelierünlü formülünü hareketli denge ilkesi dengeyi reaksiyon ürünlerinin oluşumuna kaydırma yöntemleriyle silahlı kimyagerlere sahip olmak. Bu durumda, ana kontrol kolları sıcaklık, basınç ve konsantrasyon reaktanlar. Bu nedenle, bu kontrol yöntemleri isimlerini aldı - termodinamik .

Herhangi bir kimyasal reaksiyonun geri dönüşümlü olduğunu unutmayın. Örneğin, şöyle bir tepki:

AB+CD<=>AC+BD

Reaksiyonların tersine çevrilebilirliği ileri ve geri reaksiyonlar arasındaki dengenin temelini oluşturur. Pratikte denge şu veya bu yönde değişir. Bir kimyasal reaksiyonun AC ve BD reaksiyon ürünlerini artırma yönünde ilerlemesi için, ya AB ve CD maddelerinin konsantrasyonunu artırmak ya da sıcaklık veya basıncı değiştirmek gerekir.

Ancak termodinamik yöntemler sadece kontrol etmesine izin verilir yön oranları değil, tepkiler. Hız kontrolükimyasal reaksiyonlarçeşitli faktörlere bağlı olarak, özel bir bilim devreye girer - kimyasal kinetik . Pek çok şey kimyasal reaksiyonun hızını etkileyebilir, hatta reaksiyonun gerçekleştiği kabın duvarları bile.

Kimyasal işlemlerin organizasyonunun karmaşıklığını ve bu işlemlerin kimyasal reaktörlerde ekonomik olarak kabul edilebilir performansının sağlanmasını dikkate alarak ana sorunu çözmenin üçüncü yolu, şema ile temsil edilebilir:

KİMYASAL ORGANİZASYON ---> PERFORMANS

REAKTÖR REAKTÖRÜNDEKİ SÜREÇLER

Aşırı durumların katalizi ve kimyası. 1812 yılında bir Rus akademisyen KS Kirchhoff fenomen keşfedildi kimyasal kataliz .Katalizözelliği, bir katalizör ile temas halinde reaktif moleküllerinin aktivasyonu olan kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmenin en yaygın ve yaygın yoludur.. Bu durumda, orijinal maddedeki kimyasal bağların bir tür "gevşemesi" vardır, onu ayrı parçalara "çekerek", daha sonra birbirleriyle daha kolay etkileşime girerler.

Kararsız kinetik. Sistemlerin evrimi hakkında fikirlerin geliştirilmesi. 1970'lerde, zamanla her şeyin tersi olan katalizörleri kullanan birçok kimyasal sistem keşfedildi - süreç her zamanki gibi stabilize olmadı, ancak hale geldi. durağan olmayan . Birkaç tür keşfedildi kendi kendine salınan kimyasal reaksiyonlar , reaksiyon ürünlerinin veriminde zaman içinde periyodik değişikliklerin meydana geldiği. Başka bir deyişle, bir kimyasal reaksiyonun gerekli ürünü ya büyük miktarlarda salınır ya da tam tersine, reaksiyon neredeyse ilerlemez, hatta yönünü değiştirir ve sonra tüm bunlar tekrarlanır. Bazı durumlarda, bu tür işlemler sırasında elde edilen toplam madde miktarının dengesiz kimyasal reaksiyon, gerçekleşmesi durumunda reaksiyon sırasında açığa çıkacak madde miktarını bile aşıyor. sabit veya, yani olurdu sabit hız .

Çalışması durağan olmayan kinetik yakın zamanda başladı. Ancak zaten pratik sonuçlar var. Onun yardımıyla, enerjisel olarak eşleşmiş bazı süreçler araştırıldı, yani. birkaç reaksiyonun aynı anda yer aldığı, birbirleriyle enerji alışverişinde bulunduğu bu tür kimyasal süreçler. Yaban hayatında da durağan olmayan kimyasal süreçler keşfedilmiştir.

Bir bilim olarak kimyanın gelişiminde dördüncü aşama - XX yüzyılın ikinci yarısı: Evrimsel kimya. 1960 - 1979'da, kimyanın temel problemini çözmenin yeni bir yolu ortaya çıktı. evrimsel kimya . Bu yöntem, kimyasal ürünler elde etme süreçlerinde, kimyasal reaksiyonlar için katalizörlerin kendi kendini iyileştirmesine yol açan koşullar, yani. kimyasal sistemlerin kendi kendine organizasyonuna.

Böylece, bugüne kadar devam eden kimyanın gelişimindeki dördüncü aşama, bir reaktifler sisteminin kendi kendine organizasyonu ile bu sistemin davranışı arasında bir bağlantı kurar:

KENDİNİ ORGANİZE EDEN -----> REAKTİF SİSTEMİ DAVRANIŞ REAKTİF SİSTEMİ

Kimyanın evrimsel problemleri. Başlangıç evrimsel kimya 1950-1960 ile ilişkili. Altında evrimsel problemler anlaşılmalı insan katılımı olmadan yeni kompleks, yüksek düzeyde organize bileşiklerin sentez sorunları.

Kimyasal evrim teorisi ve biyogenez A.P. Rudenko. 1960'larda, bir kimyasal reaksiyon sırasında bazı kimyasal katalizörlerin kendi kendini geliştirme durumları kaydedildi. Geleneksel katalizörler sonunda (dünyadaki her şey gibi) eskir ve yıpranır. Ancak kimyagerler, yalnızca yaşlanmayan, aksine her kimyasal reaksiyonda "gençleşen" katalizörler bulmayı başardılar. Bu sorunun cevabı, 1964 yılında bir Rus profesör tarafından dünya bilim adamları tarafından öne sürülen kimyasal evrim ve biyogenez teorisi ile verilmeye çalışılmıştır. A.P. Rudenko. Bu teorinin özü, kimyasal evrimin katalitik sistemlerin kendi kendini geliştirmesi . Reaksiyon sırasında, en yüksek aktiviteye sahip olan katalitik merkezler seçilir (kimyasal evrimin ana yasası): Katalizördeki evrimsel değişiklikler, maksimum aktivitesinin tezahür ettiği yönde meydana gelir. Sistemlerin kendi kendini geliştirmesi, kimyasal reaksiyonun kendisi sırasında serbest bırakılan enerji akışının katalizörler tarafından sürekli olarak emilmesi nedeniyle oluşur, bu nedenle daha yüksek enerjili katalitik sistemler gelişir. Bu tür sistemler yok eder kimyasal Denge ve sonuç olarak, katalizördeki en kararlı evrimsel değişiklikleri seçmek için bir araçtırlar.

Yaban hayatındaki enzimlerin yapısı ve işleyişinin incelenmesi, gelecekte temel olarak yeni kimyasal teknolojilerin yaratılmasının önünü açacak böyle bir kimyasal bilgi aşamasıdır.

Kimya şu anda “canlı bir organizma laboratuvarının” sahip olduğu mükemmellikten uzak olmasına rağmen, bu ideale giden yollar ana hatlarıyla belirtilmiştir. Bugün kimyagerler, gelecekte (tam olarak doğayı tekrarlamadan) canlı organizmaların kimyasının inşa edildiği aynı prensipleri kullanarak, temelde yeni bir kimya, yeni bir kimyasal kontrol “inşa etmenin” mümkün olacağı sonucuna varmışlardır. süreçler - herhangi bir canlı hücrede meydana gelme şekli . Kimyagerler, örneğin olağandışı güneş ışığı dönüştürücüleri yaratmayı mümkün kılacak yeni nesil katalizörler elde etmeyi umuyorlar.

Bilim adamları, vahşi yaşamda meydana gelen kimyasal süreçlerin endüstriyel analoglarını yaratmaya çalışıyorlar. Biyokimyasal katalizörlerin deneyimlerini incelerler ve laboratuvarda bu tür katalizörleri yaratırlar. ile çalışmanın özel zorluğu biyokimyasal katalizörler - enzimler , depolama sırasında çok kararsız olmaları ve hızla bozularak aktivitelerini kaybetmeleridir. Bu nedenle kimyagerler uzun süredir enzim stabilizasyonunun oluşturulması üzerinde çalışıyorlar ve sonuç olarak sözde enzimin nasıl elde edileceğini öğrendiler. immobilize enzimler - Bu Canlı bir organizmadan izole edilen ve adsorpsiyonları ile katı bir yüzeye bağlanan enzimler. Bu tür biyokatalizörler, kimyasal reaksiyonlarda çok kararlı ve kararlıdır ve tekrar tekrar kullanılabilir. kurucu hareketsizleştirilmiş sistemlerin kimyası Rus kimyager I. V. Berezin.

XXI yüzyılın umut verici kimya alanları arasında özellikle ilgi çekici olanlar şunlardır:

beyin kimyası

dünya makrokimyası

tutarlı kimya

Spin kimyası ve kimyasal radyofizik

Aşırı Durumların Kimyası

soğuk füzyon

Kimyasal reaksiyonların fiziği.

Kimyasal bilginin gelişimi, bir kişinin elde etmesi gereken ihtiyaç tarafından teşvik edilir. çeşitli maddeler yaşam aktiviteniz için. Günümüzde kimya bilimi, kimyanın temel sorunu ve bir bilim olarak omurgası olan bu özellikleri kontrol etmenin yollarını bulmak için istenilen özelliklere sahip maddelerin elde edilmesini mümkün kılmaktadır.

Kimya genellikle olarak kabul edilir maddelerin özelliklerini ve dönüşümlerini, bileşimlerinde ve yapılarında bir değişiklikle birlikte inceleyen bir bilim.Çeşitli kimyasal bağların doğasını ve özelliklerini, kimyasal reaksiyonların enerjisini, maddelerin reaktivitesini, katalizörlerin özelliklerini vb.

Dönem " kimya”Plutarkhos'a göre Mısır'ın eski isimlerinden birinden geliyor, hemi("Kara dünya"). Çağımızdan çok önce Mısır'da metalurji, seramik, cam yapımı, boyama, parfümeri, kozmetik vb. döküm).

Arap Doğu'sunda, " simya". Simyacıların amacı esas olarak tüm metalleri altına çevirebilen bir "filozof taşı" yaratmaktı. Bu pratik bir düzene dayanıyordu: Avrupa'da altın ticaretin gelişmesi için gerekliydi ve bilinen çok az mevduat vardı. Simyacılar, maddelerin dönüştürülmesinde engin pratik deneyim biriktirdiler, uygun araçlar, teknikler, kimyasal cam eşyalar vb. geliştirdiler.

İlişkin kimya, o zaman, ampirik malzemenin çeşitliliğine rağmen, bu bilimde, periyodik kimyasal elementler sisteminin 1869'daki keşfine kadar D.I. Mendeleyev(1834 - 1907), özünde, birleştirici bir kavram yoktu, bunun yardımıyla birikmiş tüm olgusal materyalleri açıklamak mümkün olacaktır. Sonuç olarak, mevcut tüm bilgileri şu şekilde sunmak imkansızdı. teorik kimya.

Bununla birlikte, muazzam büyüklüğü hesaba katmamak yanlış olur. Araştırma çalışması Bu, kimyasal bilginin sistematik bir görünümünün onaylanmasına yol açtı. Kimyanın temel teorik genellemelerine dönersek, şunları ayırt edebiliriz: dört kavramsal seviye.

Daha ilk adımlardan itibaren, sezgisel ve ampirik düzeydeki kimyagerler şunu anladılar: özellikleri basit maddeler ve kimyasal bileşikler bunlara bağlıdır değişmeyen başlangıçlar, daha sonra olarak tanındı elementler. Bu elementlerin tespiti ve analizi, aralarındaki bağlantının ve maddelerin özelliklerinin ortaya çıkarılması kimya tarihinde önemli bir dönemi kapsamaktadır. Bu ilk kavramsal seviyeçağrılabilir maddenin bileşiminin incelenmesi. Bu düzeyde, elementlerin belirlediği kimyasal bileşimlerine bağlı olarak maddelerin çeşitli özellikleri ve dönüşümleri incelenmiştir. kavramıyla çarpıcı bir benzerlik vardır. atomculuk fizikte. Fizikçiler gibi kimyacılar da tüm basit ve karmaşık maddelerin özelliklerini açıklamaya çalıştıkları orijinal temeli arıyorlardı. Bu kavram oldukça geç formüle edildi - 1860'ta Almanya, Karlsruhe'deki ilk Uluslararası Kimyagerler Kongresi'nde. Kimya bilim adamları şu gerçeğinden yola çıktılar:

Tüm maddeler, sürekli ve kendiliğinden hareket eden moleküllerden oluşur;

Tüm moleküller atomlardan oluşur

atomlar ve moleküller sürekli hareket halindedir;

İkinci kavramsal seviye bilgi ile ilişkilidir yapı çalışması yani, elementlerin maddelerin ve bunların bileşiklerinin bileşimindeki etkileşim şekli. Kimyasal reaksiyonlar sonucunda elde edilen maddelerin özelliklerinin sadece elementlere değil, aynı zamanda elementlere de bağlı olduğu bulunmuştur. ilişkiler ve etkileşimler reaksiyon sırasında bu elementler. Bu nedenle, kimyasal bileşimleri aynı olmasına rağmen, elmas ve kömür, yapılarındaki farklılık nedeniyle tam olarak farklı özelliklere sahiptir.

Üçüncü kavramsal seviye bilgi araştırmadır kimyasal süreçlerin iç mekanizmaları ve koşulları sıcaklık, basınç, reaksiyon hızı ve diğerleri gibi. Tüm bu faktörlerin, seri üretim için büyük önem taşıyan işlemlerin doğası ve elde edilen madde miktarı üzerinde büyük etkisi vardır.

Dördüncü kavramsal düzey- evrimsel kimya seviyesi - kimyasal reaksiyonlarda yer alan reaktiflerin doğasının daha derin bir çalışması ve akış hızlarını önemli ölçüde hızlandıran katalizörlerin kullanımı ile ilgili önceki seviyenin daha da geliştirilmesidir. Bu seviyede mantıklı inert maddeden canlı maddenin kökeni süreci.

2. Maddenin bileşimi doktrini.

Bu seviyede, bir kimyasal element, bir kimyasal bileşik belirleme ve kimyasal elementlerin daha geniş kullanımına dayalı yeni malzemeler elde etme konuları çözüldü.

Bir kimyasal elementin "basit cisim" olarak ilk bilimsel tanımı 17. yüzyılda formüle edilmiştir. İngiliz kimyager ve fizikçi Boyle. Ama o zaman henüz açılmamıştı. hiçbiri. Fosfor, 1669'da keşfedilen ilk maddeydi, onu kobalt, nikel ve diğerleri izledi.

Pirinç. 1. Kimya biliminin temel kavramları.

Ancak 18. yüzyılda bile o dönemde bilinen demir, bakır ve diğer metaller bilim adamları tarafından karmaşık cisimler olarak kabul edilmiş ve bunların ısınması sonucu oluşan ölçek basit bir cisim olarak kabul edilmiştir. Ama ölçek bir metal oksittir, karmaşık bir cisimdir.

18. yüzyılda var olan yanlış bir fikir, bir Alman doktor ve kimyager tarafından yanlış flojiston hipotezi ile ilişkilendirildi. Georg Stahl(1660 - 1734). Metallerin pullardan oluştuğuna inanıyordu. filojiston(Yunancadan. flogizein - tutuşturmak, yakmak), ısıtıldığında buharlaşan ve saf bir element kalan özel bir ağırlıksız madde. Balmumu ve kömürün bileşimi, onun görüşüne göre, esas olarak yanma sırasında buharlaşan ve sonuç olarak sadece çok az kül kalan flojiston içerir.

Fransız kimyager tarafından keşif A.L. Lavoisier oksijen ve çeşitli kimyasal bileşiklerin oluşumundaki rolünün belirlenmesi, flojiston hakkında önceki fikirlerin terk edilmesini mümkün kıldı. Lavoisier ilk kez sistematik kimyasal elementler 18. yüzyılda mevcut olanlar temelinde. bilgi. Yavaş yavaş, kimyagerler giderek daha fazla yeni kimyasal element keşfettiler, özelliklerini ve reaktivitelerini tanımladılar ve bu sayede belirli bir duruma getirilmesi gereken devasa bir ampirik malzeme biriktirdiler. sistem. Bu tür sistemler çeşitli bilim adamları tarafından önerildi, ancak çok kusurluydu çünkü önemsizdi, ikincil ve hatta saf harici eleman işaretleri.

büyük liyakat D.I. Mendeleyev yani, 1869'da açılmış periyodik yasa, gerçekten inşa etmenin temellerini attı bilimsel sistem kimyasal elementler. Sistem oluşturan bir faktör olarak seçti atom ağırlığı. Atom ağırlığına göre kimyasal elementleri bir sistem içinde düzenledi ve özelliklerinin atom ağırlığının büyüklüğüne periyodik olarak bağımlı olduğunu gösterdi. Mendeleev'in sistematik yaklaşımından önce kimya ders kitapları çok hantaldı. Yani, kimya ders kitabı L.Zh. Tenara, her biri 1000 - 1200 sayfalık 7 ciltten oluşuyordu.

D. I. Mendeleev'in periyodik yasası aşağıdaki biçimde formüle edilmiştir: "Basit cisimlerin özellikleri ile elementlerin bileşiklerinin biçimleri ve özellikleri, elementlerin atom ağırlıklarının büyüklüğüne periyodik olarak bağlıdır."

Bu genelleme, elementler hakkında yeni fikirler verdi ancak atomun yapısının henüz bilinmemesi nedeniyle, fiziksel anlam müsait değildi. Modern görüşte, bu periyodik yasa şöyle görünür: "Basit maddelerin özellikleri ile elementlerin bileşiklerinin formları ve özellikleri, atom çekirdeğinin yüküne (seri numarası) periyodik bir bağımlılık içindedir." Örneğin, klor elementinin iki izotop atomun kütlesinde birbirinden farklı olan . Ancak her ikisi de aynı kimyasal elemente aittir - çekirdeklerinin aynı yükü nedeniyle klor. Atom ağırlığı, elementi oluşturan izotopların kütlelerinin aritmetik ortalamasıdır.

Periyodik sistemde D.I. Mendeleev, 1930'larda 62 element vardı. uranyumda sona erdi (Z = 92). 1999 yılında 114. elementin atom çekirdeğinin fiziksel sentezi yoluyla keşfedildiği bildirildi.

Uzun bir süre kimyagerlere tam olarak neyin ne anlama geldiği açık görünüyordu. kimyasal bileşikler, ve ne - basit cisimlere veya karışımlara. Bununla birlikte, maddenin incelenmesi için son zamanlarda fiziksel yöntemlerin kullanılması, tanımlamayı mümkün kılmıştır. kimyanın fiziksel doğası, onlar. onlar Iç kuvvetler atomları güçlü bir kuantum mekanik bütünlük olan moleküller halinde birleştiren . Bu kuvvetler kimyasal bağlardır.

Kimyasal bağ tek tek atomları daha karmaşık oluşumlara, moleküllere, iyonlara, kristallere, yani. onlar yapısal seviyeler kimya bilimi tarafından incelenen maddenin organizasyonu. Kimyasal bağlar temsil etmek elektron alışverişi etkileşimi karşılık gelen özelliklerle. Her şeyden önce, dış kabukta bulunan ve çekirdekle en az sıkılıkla ilişkili elektronlardan bahsediyoruz. Değerlik elektronları denir. Bu elektronlar arasındaki etkileşimin doğasına bağlı olarak, bağ türleri ayırt edilir.

kovalent bağ her iki atoma da eşit olarak ait olan elektron çiftlerinin oluşumu nedeniyle gerçekleştirilir.

İyonik bağ bir elektrik çiftinin atomlardan birine, örneğin NaCl'ye tamamen yer değiştirmesi nedeniyle oluşan iyonlar arasındaki elektrostatik çekimi temsil eder.

metal bağlantı - bu, metal atomlarının kristallerindeki pozitif iyonlar arasındaki, elektronların çekiciliği nedeniyle oluşan, ancak kristal içinde serbest bir biçimde hareket eden bir bağdır.

Bilimin daha da gelişmesi, kimyasal elementlerin özelliklerinin, sırasıyla proton sayısı veya elektronlarla belirlenen atom çekirdeğinin yüküne bağlı olduğunu açıklığa kavuşturmayı mümkün kıldı. Şu anda kimyasal element Belirli bir nükleer yük Z olan bir atom kümesi olarak adlandırılır, ancak kütlelerinde farklılık gösterirler, bunun sonucunda elementlerin atom ağırlıkları her zaman tamsayı olarak ifade edilmez.

basit madde bir kimyasal elementin serbest halde var olma şeklidir. Bununla birlikte, örneğin, gaz halinde bile (sıvı ve katı agregasyon durumlarından bahsetmiyorum bile) hidrojen, H çekirdeklerinin manyetik yöneliminde farklılık gösteren iki çeşitte bulunur - ortohidrojen ve parahidrojen. Örneğin, ısı kapasitesinde farklılık gösterirler. Ayrıca iki çeşit gaz ve dört sıvı oksijen vardır. Bu nedenle, basit maddeler St. 500, kimyasal elementler ise - yüzün biraz üzerinde.

Kimyasal kombinasyon sorunu da atomizm açısından çözülür. Ne karışım olarak kabul edilir ve kimyasal bileşik nedir? Böyle bir bileşiğin sabit veya değişken bir bileşimi var mı?

Fransız kimyager Joseph Proust(1754 - 1826), herhangi bir kimyasal bileşiğin çok kesin, değişmeyen bir bileşime sahip olması gerektiğine inanıyordu: "... doğa kimyasal bileşiğe sabit bir bileşim verdi ve böylece onu bir çözelti, alaşım ve karışıma kıyasla çok özel bir konuma yerleştirdi. ". Bu durumda, kimyasal bir bileşiğin bileşimi, hazırlanma yöntemine bağlı değildir.

Daha sonra, atom ve moleküler teori açısından kompozisyon sabitliği yasası, seçkin bir İngiliz kimyager tarafından doğrulandı. John Dalton(1766 - 1844). "Atomik ağırlık" kavramını bilime soktu ve basit veya karmaşık herhangi bir maddenin küçük parçacıklardan - sırayla atomlardan oluşan moleküllerden - oluştuğunu savundu. Aynen öyle Moleküller, maddenin özelliklerini taşıyan en küçük parçacıklardır.

Başka bir Fransız kimyager olmasına rağmen, Proust tarafından formüle edilen kimyasal bileşimin sabitliği yasası, uzun bir süre mutlak bir gerçek olarak kabul edildi. Claude Berthollet(1748 - 18232), çözeltiler ve alaşımlar şeklinde değişken bileşime sahip bileşiklerin varlığına işaret etti. Daha sonra, ünlü Rus fiziksel kimyager okulunda değişken bileşimli kimyasal bileşiklerin varlığına dair daha ikna edici kanıtlar bulundu. Nikolai Semenoviç Kurnakov(1860 - 1940). C. Berthollet'in onuruna onlara Berthollids adını verdi. Aralarına bileşimi olan bileşikleri dahil etti. onları nasıl aldığına bağlı. Örneğin, manganez ve bakır, magnezyum ve gümüş ve diğerleri gibi iki metalin bileşikleri değişken bir bileşim ile karakterize edilir, ancak bunlar tek kimyasal bileşikler oluşturur. Zamanla, kimyagerler aynı değişken bileşime sahip başka bileşikler keşfettiler ve bunların bileşiklerden farklı oldukları sonucuna vardılar. kadrolu eleman spesifik olmayanlar moleküler yapı.

Bileşiğin doğasının, yani molekülündeki atomların bağının doğasının, yapılarına bağlı olduğu ortaya çıktı. Kimyasal bağlar, sonra molekül kavramı genişledi. Bir moleküle hala özelliklerini belirleyen ve bağımsız olarak var olabilen bir maddenin en küçük parçacığı denir. Bununla birlikte, moleküller artık çeşitli başka kuantum mekanik sistemleri de (iyonik, atomik tek kristaller, hidrojen bağları temelinde ortaya çıkan polimerler ve diğer makromoleküller) içerir. Onlarda kimyasal bağ sadece etkileşim yoluyla değil harici, değerlik elektronları, aynı zamanda iyonlar, radikaller ve diğer bileşenler. Kesin olarak sabit bir bileşimde olmasalar da moleküler bir yapıya sahiptirler.

Böylece, belirli bir moleküler yapıya sahip sabit bir bileşime sahip kimyasal bileşikler ile bu özgünlükten yoksun değişken bir bileşime sahip bileşiklerin keskin önceki karşıtlığı artık ortadan kalkmaktadır. Kimyasal bir bileşiğin, birkaç farklı kimyasal element atomundan oluşan bir molekülle tanımlanması da gücünü kaybeder. Prensip olarak, bir bileşik molekül aynı zamanda bir elementin iki veya daha fazla atomundan oluşabilir: bunlar H2, O2 molekülleri, grafit, elmas ve diğer kristallerdir.

Şimdi, sabit ve milyarlarca değişken bileşime sahip 8 milyon bireysel kimyasal bileşik hakkında bilgi var.

Elementlerin bileşimi ve yapısı doktrini çerçevesinde, önemli bir yer işgal eder. yeni malzeme üretme sorunu. Bileşimlerine yeni kimyasal elementlerin dahil edilmesinden bahsediyoruz. Gerçek şu ki, bir kişinin üretim faaliyetlerini gerçekleştirdiği Dünya tabakasının kütlesinin% 98,7'si sekiz kimyasal elementten oluşur:% 47.0 - oksijen,% 27.5 - silikon,% 8.8 - alüminyum,% 4.6 - demir, %3.6 - kalsiyum, %2.6 - sodyum, %2.5 - potasyum, %2.1 - magnezyum. Bununla birlikte, bu kimyasal elementler Dünya üzerinde eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır ve aynı zamanda eşit olmayan bir şekilde kullanılmaktadır. Metal ürünlerin %95'inden fazlası özünde demir içerir. Bu tür tüketim demir eksikliğine yol açar. Bu nedenle, görev, insan aktivitesi için, özellikle en yaygın silikon olan demirin yerini alabilecek diğer kimyasal elementleri kullanmaktır. Silikatlar, silisyumun oksijenli çeşitli bileşikleri ve diğer elementler yer kabuğunun kütlesinin %97'sini oluşturur.

Kimyadaki modern başarılar temelinde, yalnızca daha ekonomik bir ürün olarak değil, aynı zamanda birçok durumda metale kıyasla daha uygun bir yapısal malzeme olarak metalleri seramikle değiştirmek mümkün hale geldi. Seramiklerin daha düşük yoğunluğu (% 40), ondan yapılan nesnelerin kütlesini azaltmayı mümkün kılar. Seramik üretimine yeni kimyasal elementlerin dahil edilmesi: titanyum, bor, krom, tungsten ve diğerleri, önceden belirlenmiş özel özelliklere (yangına dayanıklılık, ısı direnci, yüksek sertlik vb.) sahip malzemelerin elde edilmesini mümkün kılar.

XX yüzyılın ikinci yarısında. sentezde giderek daha fazla yeni kimyasal element kullanılmaya başlandı. organoelement bileşikleri alüminyumdan flora. Bu bileşiklerden bazıları laboratuvar araştırmaları için kimyasal reaktifler, diğeri ise yeni malzemelerin sentezi için hizmet eder.

Yaklaşık 10 yıl önce daha fazla 1 milyon çeşit kimya endüstrisi tarafından üretilen ürünler. Şimdi gezegenimizin kimyasal laboratuvarlarında günlük 200 - 250 yeni kimyasal bileşik sentezlenir.

3. Yapısal kimya seviyesi.

Yapısal kimya, "yapı" kavramının hakim olduğu kimyasal bilginin gelişme düzeyidir, yani. bir molekülün yapısı, makromolekül, tek kristal.

Yapısal kimyanın ortaya çıkışıyla birlikte, kimya bilimi, maddenin dönüşümü üzerinde amaçlı bir niteliksel etki için önceden bilinmeyen fırsatlara sahipti. ünlü alman kimyager Friedrich Kekule(1829 - 1896), yapıyı bir elementin değerliliği kavramıyla ilişkilendirmeye başladı. Kimyasal elementlerin belirli bir değerlik(Latince valentia'dan - güç, yetenek) - diğer elementlerle bileşik oluşturma yeteneği. Değerlik, belirli bir elementin atomunun kaç atomla birleşebileceğini belirler. 1857'de F. Kekule karbonun dört değerlikli olduğunu gösterdi ve bu, ona dört adede kadar tek değerli hidrojen elementi eklemeyi mümkün kıldı. Azot, üç adede kadar tek değerli element, oksijen - ikiye kadar bağlayabilir.

Kekule'nin bu şeması, araştırmacıları yeni kimyasal bileşikler elde etme mekanizmasını anlamaya sevk etti. A. M. Butlerov bu tür bileşiklerde önemli bir rol oynadığını kaydetti. enerji, hangi maddelerle birbirleriyle iletişim kurmak. Butlerov'un bu yorumu, kuantum mekaniği araştırması ile doğrulandı. Bu nedenle, bir molekülün yapısının incelenmesi, kuantum mekaniksel hesaplamalarla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Değerlik hakkındaki fikirler temelinde, bunlar yapısal formüller kimya, özellikle organik çalışmalarda kullanılır. Çeşitli kimyasal elementlerin atomlarını değerliklerine göre birleştirerek, başlangıç ​​reaktiflerine bağlı olarak çeşitli kimyasal bileşiklerin üretimini tahmin etmek mümkündür. Bu şekilde yönetmek mümkün oldu sentez süreci istenilen özelliklere sahip çeşitli maddelerdir ve bu kesinlikle kimya biliminin en önemli görevidir.

60'larda - 80'lerde. 19. yüzyıl dönemi "organik sentez". Amonyak ve kömür katranından anilin boyaları elde edildi - fuksin, anilin tuzu, alizarin ve daha sonra - patlayıcılar ve ilaçlar - aspirin vb. Yapısal kimya, kimyagerlerin her şeyi yapabileceğine dair iyimser ifadelere yol açmıştır.

Yine de Daha fazla gelişme kimya bilimi ve kazanımlarına dayalı üretim, olasılıkları daha doğru bir şekilde gösterdi ve yapısal kimyanın sınırları. Yapısal kimya düzeyinde, belirtmek mümkün değildi etkili yollar parafinik hidrokarbonlardan etilen, asetilen, benzen ve diğer hidrokarbonların elde edilmesi. Yapısal kimyaya dayalı birçok organik sentez reaksiyonu çok başarılı sonuçlar vermiştir. düşük çıkışlarşeklinde gerekli ürün ve büyük atık yan etkilerÜrün:% s. Ve teknolojik sürecin kendisi çok aşamalı ve yönetmek zor. Sonuç olarak, endüstriyel ölçekte kullanılamazlar. Kimyasal süreçler hakkında daha derin bilgi gerekliydi.

4. Kimyasal süreçlerin doktrini.

Kimyasal süreçler hem cansız hem de canlı doğadaki en karmaşık olgudur. Kimya biliminin temel görevi öğrenmektir. üstesinden gelmek kimyasal süreçler. Gerçek şu ki, bazı süreçler uygulamak için başarısız, prensipte uygulanabilir olmalarına rağmen, diğerleri durdurmak zor- yanma reaksiyonları, patlamalar ve bazıları yönetmek zor, çünkü kendiliğinden birçok yan ürün yaratırlar.

Tüm kimyasal reaksiyonların özelliği vardır. tersine çevrilebilirlik, kimyasal bağların yeniden dağılımı var. Tersinirlik, ileri ve geri reaksiyonlar arasında bir denge sağlar. Aslında denge, proses koşullarına ve reaktiflerin saflığına bağlıdır. Dengeyi bir yöne kaydırmak, reaksiyonları kontrol etmek için özel yöntemler gerektirir. Örneğin, amonyak elde etmek için reaksiyon: N 2 + 3H 2 ↔ 2NH3

Bu reaksiyon, elementlerin bileşimi ve yapısı bakımından basittir. Ancak, 1813'ten 1913'e kadar bütün bir yüzyıl boyunca. kimyagerler, onu kontrol etmenin yolları bilinmediği için bitmiş haliyle gerçekleştiremediler. Ancak Hollandalı ve Fransız fiziksel kimyagerler tarafından ilgili yasaların keşfinden sonra mümkün oldu. İ. Van't Hof ve A.D. Le Chatelier. Amonyak sentezinin yüzeyde gerçekleştiği bulundu. katı katalizör(özel işlem görmüş demir) nedeniyle dengede bir kayma ile yüksek baskı yapmak. Bu tür baskıların elde edilmesi büyük teknolojik zorluklarla ilişkilidir. İmkanların açılmasıyla organometalik katalizör amonyak sentezi normal 180 ° C sıcaklıkta gerçekleşir ve normal atmosferik basınç,

Kimyasal işlemlerin hızını kontrol etme sorunları şu şekilde çözülür: kimyasal kinetik. Kimyasal reaksiyonların çeşitli faktörlere bağımlılığını belirler.

termodinamik faktörler kimyasal reaksiyonların hızı üzerinde önemli bir etkiye sahip olan, hava sıcaklığı ve baskı yapmak reaktörde. Örneğin, oda sıcaklığında ve normal basınçta bir hidrojen ve oksijen karışımı, yıllarca sakla, ve hiçbir reaksiyon meydana gelmez. Ama elektrik karışımından geçmeye değer kıvılcım nasıl olacak patlama.

Reaksiyon hızı büyük ölçüde şunlara bağlıdır: hava sıcaklığı. Herkes şekerin sıcak çayda soğuk suya göre daha hızlı çözüldüğünü bilir. Bu nedenle, çoğu kimyasal reaksiyon için, sıcaklıkta 100 ° C'lik bir artışla akış hızı yaklaşık iki kat artar.

Bu konuda en aktif olanı, değişken bileşimli bileşiklerdir. zayıflamış bileşenleri arasındaki bağlantılar. Onlara göre çeşitli eylemlerin katalizörler, önemli ölçüde hızlanmak taşınmak kimyasal reaksiyonlar.

5. Evrimsel kimya

Kimyagerler uzun zamandır inorganik cansız maddeden yaşamın ortaya çıkma sürecinin altında hangi laboratuvarın yattığını anlamaya çalıştılar - orijinal maddelerden daha karmaşık, insan katılımı olmadan yeni kimyasal bileşiklerin elde edildiği bir laboratuvar?

I. Ya. Berzelius(1779-1848), yaşamın temelinin biyokataliz, yani bir kimyasal reaksiyonda onu kontrol edebilen, yavaşlatan veya hızlandıran çeşitli doğal maddelerin varlığı. Canlı sistemlerdeki bu katalizörler doğanın kendisi tarafından belirlenir. Dünya üzerinde yaşamın ortaya çıkışı ve evrimi, canlıların varlığı olmadan imkansız olurdu. enzimler, aslında yaşayan katalizörler olarak hizmet ediyor.

enzimler olmasına rağmen genel Bununla birlikte, tüm katalizörlerde bulunan özellikler, canlı sistemler içinde işlev gördüklerinden, ikincisiyle aynı değildir. Bu nedenle, kullanma girişimleri tecrübe etmek yaban hayatı inorganik dünyadaki kimyasal süreçleri hızlandırmak için ciddi kısıtlamalar.

Bununla birlikte, modern kimyacılar, organizmaların kimyasının incelenmesine dayanarak, kimyasal süreçlerin yeni bir kontrolünü yaratmanın mümkün olacağına inanıyorlar. Sorunu çözmek biyokataliz ve sonuçlarının endüstriyel ölçekte kullanılması, kimya bilimi bir dizi yöntem geliştirmiştir:

yaban hayatı tekniklerinin incelenmesi ve kullanılması,

biyokatalizörlerin modellenmesi için bireysel enzimlerin kullanımı,

yaşayan doğanın mekanizmalarına hakim olmak,

· Biyokataliz ilkelerinin kimyasal işlemlerde ve kimyasal teknolojide uygulanması amacıyla araştırmaların geliştirilmesi.

AT evrimsel kimya soruna önemli bir yer verilmiş kendi kendine organizasyon sistemler. Prebiyolojik sistemlerin kendi kendini organize etme sürecinde, yaşamın ortaya çıkması ve işleyişi için gerekli unsurların seçimi gerçekleşti. Bugüne kadar keşfedilen yüzden fazla kimyasal elementten birçoğu canlı organizmaların yaşamında yer almaktadır. Bilim, yalnızca altı elementin - karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt Canlı sistemlerin temelini oluştururlar, bu yüzden denir organojenler. Bu elementlerin canlı bir organizmadaki ağırlık oranı %97.4'tür. Ayrıca canlı sistemlerin biyolojik olarak önemli bileşenleri 12 element daha içerir; sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum", demir, çinko, silikon, alüminyum, klor, bakır, kobalt, bor.

Doğa tarafından karbona özel bir rol verilir. Bu eleman, birbirine zıt olan unsurlarla bağlantıları düzenleyebilmekte ve bunları kendi içinde tutabilmektedir. karbon atomları oluşur neredeyse tüm türler Kimyasal bağlar. Doğa, altı organojen ve yaklaşık 20 diğer element temelinde bugüne kadar keşfedilen yaklaşık 8 milyon farklı kimyasal bileşik yaratmıştır. Bunların %96'sı organik bileşiklerdir.

Bu sayıdaki organik bileşiklerden sadece birkaç yüz tanesi biyodünyanın inşasında yer almaktadır. 100 bilinen amino asitler proteinlerin bileşimine sadece 20 tanesi dahil edilir; sadece dört nükleotid DNA ve RNA, herhangi bir canlı organizmada kalıtımdan ve protein sentezinin düzenlenmesinden sorumlu tüm karmaşık polimerik nükleik asitlerin temelini oluşturur.

Doğa, bu kadar sınırlı sayıda kimyasal element ve kimyasal bileşikten nasıl oldu da en karmaşık, yüksek düzeyde organize olmuş kompleksi oluşturdu? biyosistem?

Bu süreç şimdi aşağıdaki gibi sunulmaktadır.

1. Dünyanın kimyasal evriminin ilk aşamalarında kataliz yok. Yüksek sıcaklık koşulları - 5 bin derecenin üzerinde Kelvin, elektriksel deşarjlar ve radyasyon, yoğun bir durumun oluşmasını engeller.

2. Katalizin tezahürleri yumuşama koşulları Kelvin'e göre 5 bin derecenin altında ve birincil cisimlerin oluşumu.

3. Katalizörün rolü artırılmış(ama yine de önemsiz), fiziksel koşullar (esas olarak sıcaklık) modern karasal koşullara yaklaştıkça. Bu tür, hatta nispeten basit sistemlerin ortaya çıkışı: CH30H, CH2 = CH2; NS ≡ CH, H 2 CO, HCOOH, NS ≡ N ve daha da fazlası amino asitler, birincil şekerler, büyük bir kataliz için başlangıç ​​için bir tür katalitik olmayan hazırlıktı.

4. Başlangıç ​​durumuna ulaştıktan sonra kimyasal sistemlerin gelişiminde katalizin rolü, yani. ünlü nicel minimum organik ve inorganik bileşikler, başlangıç harika bir oranda büyümek. Aktif bileşiklerin seçimi, nispeten elde edilen ürünlerden doğada meydana geldi. Büyük bir sayı kimyasal yollar ve geniş bir katalitik spektruma sahipti.

1969'da ortaya çıktı genel kimyasal evrim ve biyogenez teorisi, Moskova Üniversitesi'nde bir profesör tarafından en genel terimlerle daha önce ortaya konmuştur. AP Rudenko. Bu teorinin özü, kimyasal evrimin katalitik sistemlerin kendi kendine gelişmesidir ve bu nedenle, katalizörler gelişen maddedir. A.P.'yi açın rudenko kimyasal evrimin temel yasası katalizörün evrimsel değişikliklerinin, maksimum aktivitesinin tezahür ettiği yönde gerçekleştiğini belirtir. Katalitik sistemlerin kendi kendini geliştirme teorisi, kimyasal evrimin aşamalarını ortaya çıkarmayı mümkün kılar; kimyasal evrim ve kemogenezden (kimyasal oluşum) biyogeneze geçişteki sınırların özel bir tanımını verir.

Dünyadaki kimyasal evrim, cansız doğadan yaşamın ortaya çıkması için tüm ön koşulları yaratmıştır. Ve Dünya kendini o kadar özel koşullarda buldu ki, bu önkoşullar gerçekleştirilebildi. Tüm çeşitliliğiyle yaşam, Dünya'da ortaya çıktı cansız maddeden kendiliğinden, korunmuştur ve milyarlarca yıldır işlevini sürdürmektedir. Yaşam, tamamen işleyişi için uygun koşulların korunmasına bağlıdır. Ve bu büyük ölçüde kişinin kendisine bağlıdır. Görünüşe göre, doğanın tezahürlerinden biri, insanın bilinçli bir madde olarak ortaya çıkmasıdır. Belirli bir aşamada, kendi çevresi üzerinde hem olumlu hem de olumsuz olarak somut bir etkisi olabilir.

Daha sonraki derslerde hayatın özü hakkında daha fazla konuşacağız.

Soruları gözden geçir

1. Kimya neyi inceler ve ana yöntemleri nelerdir?

2. Atom ağırlığı ile atom çekirdeğinin yükü arasındaki ilişki nedir?

3. Kimyasal element olarak adlandırılan nedir?

4. Basit ve karmaşık maddeye ne denir?

5. Maddelerin özellikleri hangi faktörlere bağlıdır?

6. Kimyasal bilginin geliştirilmesinde sistematik bir yaklaşımın kurucusu kim oldu? Hangi sistemi kurdu?

7. Fizikçiler kimyasal bilginin gelişimine ne gibi katkılarda bulundular?

8. Katalizörler nelerdir?

9. Hangi elementlere organojen denir?

10. Kimyagerler neden "yaban hayatı" laboratuvarını inceler?

11. Enzimlerin kimyasal katalizörlerden farkı nedir?

12. Evrimsel kimyanın potansiyelleri nelerdir?

Edebiyat

Ana:

1. Ruzavin G.I. kavramlar modern doğa bilimi: Ders anlatımı. – M.: Gardariki, 2006. Ch. on bir.

2. Modern doğa bilimi kavramları / Ed. V.N. Lavrinenko ve V.P. Ratnikov. – M.: UNITI-DANA.2003. - Ch. 5.

3. Karpenkov S.Kh. Doğa bilimlerinin temel kavramları. - M.: Akademik Proje, 2002. Ch. 4.

Ek olarak:

1. Azimov A. Kısa hikaye Kimya: Simyadan kimyaya kadar kimya fikir ve kavramlarının gelişimi. atom bombası. - St. Petersburg: Amfora, 2002.

2. Nekrasov B.V. Genel Kimyanın Temelleri. Ed. 4. 2 ciltte - St. Petersburg, M., Krasnodar: Lan, 2003.

3. Pimentel D., Kurod D. Kimyanın bugün ve yarın olasılıkları. M., 1992.

4. Fremantle M. Kimya iş başında: 2 saatte - M.: Mir, 1998.

5. Emsley J. Elemanları. - M.: Mir, 1993.

6. Çocuklar için ansiklopedi. Cilt 17. Kimya / Bölüm. Ed. V.A. Volodin. – E.: Avanta+, 2000.

İzotoplar, aynı nükleer yüke sahip ancak kütleleri farklı olan atom türleridir.

Cit. Yazan: Koltun Mark. Kimya dünyası. – M.: Det. yak., 1988. S.48.

Kimyasal bilginin kökenleri eski zamanlarda yatmaktadır. İnsanın yaşamı için gerekli maddeleri elde etme ihtiyacına dayanırlar. Bu konuda birkaç versiyon olmasına rağmen, "kimya" teriminin kökeni henüz açıklığa kavuşturulmamıştır. Bunlardan birine göre bu isim, Mısır anlamına gelen "chemi" kelimesinden ve ayrıca "kara" kelimesinden geliyor. Bilim tarihçileri de bu terimi "Mısır sanatı" olarak çevirirler. Böylece, bu versiyonda kimya kelimesi, sıradan metalleri altın ve gümüşe veya bunların alaşımlarına dönüştürme sanatı da dahil olmak üzere gerekli maddeleri üretme sanatı anlamına gelir.

Ancak, başka bir açıklama şimdi daha popüler. "Kimya" kelimesi, "bitki suyu" olarak çevrilebilecek Yunanca "chymos" teriminden gelir. Bu nedenle, "kimya", "meyve suyu yapma sanatı" anlamına gelir, ancak söz konusu meyve suyu erimiş metal de olabilir. Yani kimya aynı zamanda "metalurji sanatı" anlamına da gelebilir.

Kimya tarihi, gelişiminin düzensiz olduğunu gösteriyor: deneysel deneylerden ve gözlemlerden elde edilen verilerin biriktirilmesi ve sistemleştirilmesi dönemlerinin yerini, temel yasa ve teorilerin keşif ve ateşli tartışma dönemleri aldı. Bu tür dönemlerin ardışık değişimi, kimya bilimi tarihini birkaç aşamaya ayırmayı mümkün kılar.

Kimyanın gelişimindeki ana dönemler

1. Simya Dönemi- antik çağlardan 16. yüzyıla kadar. reklam. Felsefe taşı, uzun ömür iksiri, alkahest (evrensel çözücü) arayışı ile karakterize edilir. Ayrıca simya döneminde, hemen hemen tüm kültürler, adi metallerin altın veya gümüşe “dönüştürülmesini” uyguladılar, ancak tüm bu “dönüşümler” her halk tarafından çeşitli şekillerde gerçekleştirildi.

2. Bilimsel kimyanın doğum dönemi XVI - XVIII yüzyıllar boyunca süren. Bu aşamada Paracelsus'un teorileri, Boyle, Cavendish ve diğerlerinin gaz teorileri, G. Stahl'ın flojiston teorisi ve son olarak Lavoisier'in kimyasal elementler teorisi oluşturuldu. Bu dönemde, metalurjinin gelişimi, cam ve porselen üretimi, sıvıların damıtılması sanatı vb. ile ilişkili olarak uygulamalı kimya geliştirildi. 18. yüzyılın sonunda kimya, diğer doğa bilimlerinden bağımsız bir bilim olarak pekiştirildi.

3. Kimyanın temel yasalarının keşfedildiği dönem 19. yüzyılın ilk altmış yılını kapsar ve Dalton'un atom teorisinin, Avogadro'nun atom-moleküler teorisinin ortaya çıkışı ve gelişimi, Berzelius tarafından elementlerin atom ağırlıklarının oluşturulması ve kimyanın temel kavramlarının oluşumu ile karakterize edilir: atom, molekül vb.

4. modern dönem XIX yüzyılın 60'larından günümüze kadar sürer. Bu, kimyanın gelişiminde en verimli dönemdir, çünkü 100 yıldan biraz fazla bir süre içinde elementlerin periyodik sınıflandırması, değerlik teorisi, aromatik bileşikler teorisi ve stereokimya teorisi, teori elektrolitik ayrışma Arrhenius, maddenin elektronik teorisi vb.

Aynı zamanda, bu dönemde, kimyasal araştırma yelpazesi önemli ölçüde genişledi. Kimyanın inorganik kimya, organik kimya, fiziksel kimya, farmasötik kimya, gıda kimyası, agrokimya, jeokimya, biyokimya vb. Gibi bileşenleri bağımsız bilimlerin statüsünü ve kendi teorik temellerini kazanmıştır.

Simya Dönemi

tarihsel olarak simya metalleri altına ve gümüşe çeviren filozof taşını ve uzun ömür iksirini aramayı amaçlayan gizli, mistik bir bilgi olarak oluşturulmuştur. Asırlık tarihi boyunca simya, maddelerin elde edilmesiyle ilgili birçok pratik sorunu çözmüş ve bilimsel kimyanın yaratılmasının temellerini atmıştır.

Simya en yüksek gelişimine üç ana tipte ulaştı:

Greko-Mısır

· Arapça;

Batı Avrupa.

Simyanın doğum yeri Mısır'dır. Antik çağda bile, madeni para, silah ve mücevher yapımında kullanılan metalleri, alaşımları elde etmek için bilinen yöntemler vardı. Bu bilgi gizli tutuldu ve sınırlı bir rahip çevresinin malı idi. Artan altına olan talep, metalürji uzmanlarını temel metalleri (demir, kurşun, bakır vb.) altına dönüştürmenin (dönüştürmenin) yollarını aramaya sevk etti. Eski metalurjinin simyasal doğası onu astroloji ve sihirle ilişkilendirdi. Her metalin karşılık gelen gezegenle astrolojik bir bağlantısı vardı. Felsefe taşının peşinde koşmak, kimyasal süreçler hakkındaki bilgiyi derinleştirmeyi ve genişletmeyi mümkün kıldı. Metalurji geliştirildi ve altın ve gümüşün rafine edilmesi süreçleri geliştirildi. Ancak İmparator Diocletianus döneminde Antik Roma simya takip edilmeye başlandı. Ucuz altın elde etme olasılığı imparatoru korkuttu ve emriyle simya ile ilgili tüm eserler yok edildi. Simyanın yasaklanmasında önemli bir rol, onu şeytani bir zanaat olarak gören Hıristiyanlık tarafından oynandı.

7. yüzyılda Arapların Mısır'ı fethinden sonra. n. e. Arap ülkelerinde simya gelişmeye başladı. En ünlü Arap simyacı Cabir bin Hayyam olarak Avrupa'da bilinen Geber. Amonyak, beyaz kurşun hazırlama teknolojisi ve asetik asit elde etmek için sirkenin damıtılması yöntemini tanımladı. Cabir'in temel fikri, o zamanlar bilinen yedi metalin tümünün iki ana bileşen olarak cıva ve kükürt karışımından oluşması teorisiydi. Bu fikir, basit maddelerin metallere ve metal olmayanlara bölünmesini öngördü.

Arap simyasının gelişimi iki paralel yol izledi. Bazı simyacılar metalleri altına dönüştürmekle uğraşırken, diğerleri ölümsüzlük veren yaşam iksirini arıyorlardı.

Batı Avrupa'da simyanın ortaya çıkışı Haçlı Seferleri sayesinde mümkün oldu. Daha sonra Avrupalılar, aralarında simyanın da bulunduğu Araplardan bilimsel ve pratik bilgiler ödünç aldılar. Avrupa simyası, astrolojinin koruması altına girmiş ve bu nedenle gizli bir bilim karakterini kazanmıştır. En önde gelen ortaçağ Batı Avrupa simyacısının adı bilinmiyordu, sadece bir İspanyol olduğu ve XIV.Yüzyılda yaşadığı biliniyor. Sülfürik asidi, oluşum sürecini tanımlayan ilk kişi oydu. Nitrik asit, kraliyet votkası. Avrupa simyasının şüphesiz değeri, mineral asitler, tuzlar, alkol, fosfor vb.'nin incelenmesi ve üretilmesiydi. Simyacılar kimyasal ekipman yarattı, çeşitli kimyasal işlemler geliştirdi: doğrudan ateşte ısıtma, su banyosu, kalsinasyon, damıtma, süblimasyon, buharlaştırma, filtreleme , kristalleşme vb. Böylece kimya biliminin gelişmesi için uygun koşullar hazırlanmıştır.

2. Kimya biliminin doğduğu dönemüç yüzyılı kapsar: 16. yüzyıldan 19. yüzyıla kadar. Bir bilim olarak kimyanın oluşum koşulları şunlardı:

Ø Avrupa kültürünün yenilenmesi;

Ø yeni endüstriyel üretim türlerine duyulan ihtiyaç;

Ø Yeni Dünyanın keşfi;

Ø Ticari ilişkilerin genişletilmesi.

Eski simyadan ayrılan kimya, daha fazla araştırma özgürlüğü kazandı ve kendisini tek bir bağımsız bilim olarak kurdu.

XVI yüzyılda. simya, ilaçların hazırlanmasıyla uğraşan yeni bir yön ile değiştirildi. Bu yön denir iatrokimya . İyatrokimyanın kurucusu İsviçreli bir bilim adamıydı. Theophrastus Bombast von Hohenheim olarak bilinen, bilimde Paracelsus.

İatrokimya, tıbbı kimya ile birleştirme, vücuttaki kimyasal dönüşümlerin rolünü abartma ve belirli kimyasal bileşiklere vücuttaki dengesizlikleri ortadan kaldırma yeteneği atfetme arzusunu ifade etti. Paracelsus, insan vücudu özel maddelerden oluşuyorsa, bunlarda meydana gelen değişikliklerin yalnızca normal kimyasal dengeyi geri kazandıran ilaçların kullanımıyla tedavi edilebilecek hastalıklara neden olması gerektiğine inanıyordu. Paracelsus'tan önce, bitkisel müstahzarlar ağırlıklı olarak ilaç olarak kullanılıyordu, ancak yalnızca etkinliğe güveniyordu. ilaçlar minerallerden yapılmış ve bu nedenle bu tür ilaçlar yaratmaya çalışmıştır.

Paracelsus, kimya araştırmasında simya geleneğinden üç ana doktrini ödünç aldı. oluşturan parçalar madde - maddenin temel özelliklerine karşılık gelen cıva, kükürt ve tuz: uçuculuk, yanıcılık ve sertlik. Bu üç unsur makro kozmosun (evrenin) temelini oluşturur, ancak aynı zamanda ruh, ruh ve bedenden oluşan mikro kozmosa (insan) da atıfta bulunurlar. Hastalıkların nedenlerini belirleyen Paracelsus, ateş ve vebanın vücuttaki kükürt fazlalığından kaynaklandığını, fazla cıva ile felç meydana geldiğini, fazla tuzun hazımsızlığa ve susuzluğa neden olabileceğini savundu. Aynı şekilde diğer birçok hastalığın sebeplerini de bu üç temel unsurun fazlalığına veya eksikliğine bağlamıştır.

Paracelsus, tıbbın felsefe, astroloji, kimya ve erdem olmak üzere dört sütuna dayandığı gözleminden hareket ettiğinden, insan sağlığının korunmasında kimyaya büyük önem vermiştir. Kimya tıpla uyum içinde gelişmelidir, çünkü bu birlik her iki bilimin de ilerlemesine yol açacaktır.

İyatrokimya, kimyayı simyanın etkisinden kurtarmaya yardımcı olduğu ve hayati bileşikler hakkındaki bilgileri önemli ölçüde genişlettiği ve böylece eczacılık üzerinde faydalı bir etkiye sahip olduğu için kimyaya önemli faydalar sağladı. Ancak aynı zamanda, iatrokimya, araştırma alanını daralttığı için kimyanın gelişimine de bir engeldi. Bu nedenle XVII ve XVIII yüzyıllarda. bir dizi araştırmacı iatrokimya ilkelerini terk etti ve araştırmaları için farklı bir yol seçti, kimyayı hayata geçirdi ve onu insanın hizmetine sundu.

Keşifleriyle ilk bilimsel kimyasal teorilerin yaratılmasına katkıda bulunan bu araştırmacılardı.

17. yüzyılda, mekaniğin hızlı gelişimi çağında, buhar motorunun icadıyla bağlantılı olarak, kimya yanma süreciyle ilgilenmeye başladı. Bu çalışmaların sonucu, filojiston teorisi kurucusu bir Alman kimyager ve hekim olan Georg Stahl.

Flojiston teorisi

18. yüzyıldan çok önce, Yunan ve Batılı simyacılar şu soruları yanıtlamaya çalıştılar: Neden bazı şeyler yanarken diğerleri yanmaz? Yanma süreci nedir?

Eski Yunanlıların fikirlerine göre, yanabilen her şey, uygun koşullar altında serbest bırakılabilen ateş elementini içerir. Simyacılar yaklaşık olarak aynı bakış açısına bağlı kaldılar, ancak yanabilen maddelerin "kükürt" elementini içerdiğine inanıyorlardı. 1669'da Alman kimyager Johann Becher yanıcılık olgusuna rasyonel bir açıklama getirmeye çalıştı. o önerdi katılarüç çeşit "toprak"tan oluşur ve bu çeşitlerden biri "yağlı toprak" olarak adlandırdığı yanıcı bir madde görevi görür. Bütün bu açıklamalar, yanma sürecinin özü hakkındaki soruya cevap vermedi, ancak flojiston teorisi olarak bilinen birleşik bir teorinin yaratılması için başlangıç ​​noktası oldular.

Becher'in "yağlı toprak" kavramı yerine, Stahl "flojiston" kavramını - Yunanca "phlogistos"tan - yanıcı, yanıcı kavramını tanıttı. "Flojiston" terimi, Stahl'ın çalışması ve teorisinin yanma ve kavurma hakkında çok sayıda bilgiyi birleştirmesi nedeniyle yaygınlaştı.

Flojiston teorisi, tüm yanıcı maddelerin özel bir yanıcı madde - flojiston açısından zengin olduğu ve daha fazla flojiston içerdiği inancına dayanır. verilen beden, daha fazla yanma yeteneğine sahiptir. Yanma işleminin tamamlanmasından sonra geriye kalan, flojiston içermez ve bu nedenle yanamaz. Stahl, metallerin erimesinin odun yakmaya benzediğini savunuyor. Onun görüşüne göre metaller de flojiston içerir, ancak onu kaybederek kireç, pas veya kireç haline gelirler. Ancak bu kalıntılara tekrar flojiston eklenirse yine metaller elde edilebilir. Bu maddeler kömürle ısıtıldığında metal "yeniden doğar".

Eritme sürecinin bu anlayışı, kimya alanındaki ilk teorik keşif olan cevherleri metallere dönüştürme süreci için kabul edilebilir bir açıklama yapmayı mümkün kıldı.

Stahl'ın flojiston teorisi ilk başta sert eleştirilerle karşılaştı, ancak aynı zamanda 17. yüzyılın ikinci yarısında hızla popülerlik kazanmaya başladı. birçok soruya net cevaplar vermesine izin verdiği için her yerde kimyagerler tarafından kabul edildi. Ancak ne Stahl ne de takipçileri bir sorunu çözemedi. Gerçek şu ki, çoğu yanıcı madde (tahta, kağıt, yağ) yanma sırasında büyük ölçüde ortadan kayboldu. Kalan kül ve kurum, orijinal maddeden çok daha hafifti. Ancak XVIII yüzyılın kimyagerleri. bu sorun önemli görünmüyordu, doğru ölçümlerin önemini henüz anlamadılar ve ağırlıktaki değişimi ihmal ettiler. Flojiston teorisi değişimin nedenlerini açıkladı görünüm ve maddelerin özellikleri ve ağırlıktaki değişiklikler önemsizdi.

A.L.'nin fikirlerinin etkisi. Lavoisier, kimyasal bilginin gelişimi üzerine

XVIII yüzyılın sonunda. kimyada, birleşik bir teori çerçevesinde sistematik hale getirilmesi gereken büyük miktarda deneysel veri toplandı. Böyle bir teorinin yaratıcısı Fransız kimyager Antoine-Laurent Lavoisier'di.

Kimya alanındaki faaliyetinin en başından beri Lavoisier, kimyasal süreçlerde yer alan maddelerin doğru bir şekilde ölçülmesinin önemini anladı. Kimyasal reaksiyonların incelenmesinde kesin ölçümlerin kullanılması, kimyanın gelişimini engelleyen eski teorilerin tutarsızlığını kanıtlamasına izin verdi.

Yanma sürecinin doğası sorunu, 18. yüzyılın tüm kimyagerlerini ilgilendiriyordu ve Lavoisier de bununla ilgilenmeden edemedi. Çeşitli maddelerin kapalı kaplarda ısıtılmasıyla ilgili sayısız deneyi, kimyasal işlemlerin ve ürünlerinin doğasından bağımsız olarak, reaksiyona katılan tüm maddelerin toplam ağırlığının değişmeden kaldığını belirlemeyi mümkün kıldı.

Bu, metallerin ve cevherlerin oluşumu hakkında yeni bir teori ortaya koymasına izin verdi. Bu teoriye göre cevherdeki metal gazla birleşir. Cevher, odun kömürü üzerinde ısıtıldığında, kömür cevherdeki gazı emer ve karbon dioksit ve metal oluşur.

Böylece, metalin eritilmesinin flojistonun kömürden cevhere transferini içerdiğine inanan Stahl'ın aksine, Lavoisier bu süreci gazın cevherden kömüre transferi olarak hayal eder. Lavoisier'in fikri, yanma sonucu maddelerin ağırlığındaki değişimin nedenlerini açıklamayı mümkün kıldı.

Lavoisier, deneylerinin sonuçlarını göz önünde bulundurarak, kimyasal reaksiyonda yer alan tüm maddeleri ve oluşan tüm ürünleri hesaba katarsak, ağırlıkta asla bir değişiklik olmayacağı sonucuna varmıştır. Başka bir deyişle, Lavoisier, kütlenin hiçbir zaman yaratılmadığı veya yok edilmediği, yalnızca bir maddeden diğerine geçtiği sonucuna varmıştır. Bugün kütlenin korunumu yasası olarak bilinen bu sonuç, 19. yüzyılda kimyanın tüm gelişiminin temeli oldu.

Bununla birlikte, Lavoisier elde edilen sonuçlardan memnun değildi, çünkü hava metalle birleştiğinde ölçeğin neden oluştuğunu ve ahşapla birleştirildiğinde gazların oluştuğunu ve neden tüm havanın değil, sadece beşte birinin oluştuğunu anlamadı. Bu etkileşimlere katıldınız mı?

Yine sayısız deney ve deneyler sonucunda Lavoisier, havanın hava olmadığı sonucuna varmıştır. basit bir madde, ancak iki gazın bir karışımı. Lavoisier'e göre havanın beşte biri, yanan ve paslanan nesnelerle birleşen, cevherlerden odun kömürüne geçen ve yaşam için gerekli olan "flojistikten arındırılmış hava"dır. Lavoisier bu gaza oksijen adını verdi, yani asit üreten, çünkü oksijenin tüm asitlerin bir bileşeni olduğuna yanlışlıkla inandı.

Havanın beşte dördü ("flojistik hava") olan ikinci gaz, tamamen bağımsız bir madde olarak kabul edildi. Bu gaz yanmayı desteklemedi ve Lavoisier buna nitrojen - cansız dedi.

Lavoisier'in araştırmasında önemli bir rol, yanma sırasında oluşan gazların, analizlerin gösterdiği gibi sadece su olan bir sıvıya yoğunlaştığını kanıtlayan İngiliz fizikçi Cavendish'in deneylerinin sonuçlarıyla oynandı.

Bu keşfin önemi çok büyüktü, çünkü suyun basit bir madde değil, iki gazın birleşiminin bir ürünü olduğu ortaya çıktı.

Lavoisier, yanma sırasında açığa çıkan gaza hidrojen (“su oluşturan”) adını vermiş ve hidrojenin oksijenle birleşerek yandığını ve dolayısıyla suyun hidrojen ve oksijenin bir bileşimi olduğunu belirtmiştir.

Lavoisier'in yeni teorileri kimyanın tam bir rasyonalizasyonunu getirdi. Sonunda tüm gizemli unsurlarla tamamlandı. O zamandan beri, kimyagerler yalnızca başka bir şekilde tartılabilen veya ölçülebilen maddelerle ilgilenmeye başladılar.

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Federal Eğitim Ajansı

Federal Devlet Bütçe Eğitim Kurumu

yüksek mesleki eğitim

Penza Eyalet Üniversitesi

Zooloji ve Ekoloji Bölümü

Konuyla ilgili özet: “Dünyanın kimyasal resmi. Gelişme aşamaları"

Gerçekleştirilen:

Shkutova Olesya Olegovna

İnceleyen:

cand. biyo. Bilimler, Doçent - Ilyina N.L.

1. Kimyanın gelişimindeki ana aşamalar

Kimyanın tarihi, maddelerin özelliklerinin ve dönüşümlerinin incelenmesiyle ilgili özel bilgi birikiminin karmaşık sürecini tanımlar ve tanımlar; kimyanın gelişimi ile ilgili fenomenleri ve süreçleri insan toplumu tarihi ile ilişkilendiren bir sınır bilgi alanı olarak kabul edilebilir. Kimyanın gelişim tarihini incelerken, birbirini tamamlayan iki yaklaşım mümkündür: kronolojik ve anlamlı.

Kronolojik bir yaklaşımla, kimya tarihi genellikle birkaç döneme ayrılır. Oldukça koşullu ve göreceli olan kimya tarihinin dönemselleştirilmesinin daha çok didaktik bir anlamı olduğu akılda tutulmalıdır. Aynı zamanda, bilimin gelişiminin sonraki aşamalarında (kimya durumunda, zaten erken XIX yüzyıllar) farklılaşması nedeniyle, bilimin ana bölümlerinin her birinin gelişimini ayrı ayrı düşünmek gerektiğinden, kronolojik sunum sırasından sapmalar kaçınılmazdır.

Kural olarak, çoğu kimya tarihçisi, gelişiminin aşağıdaki ana aşamalarını ayırt eder:

1. Simya öncesi dönem: III. yüzyıla kadar. AD

Simya öncesi dönemde, madde hakkındaki bilgilerin teorik ve pratik yönleri nispeten bağımsız olarak gelişmiştir. Bir maddenin özelliklerinin kökeni, eski doğa felsefesi tarafından kabul edildi, bir maddeyle yapılan pratik işlemler, el sanatları kimyasının ayrıcalığıydı.

2. Simya dönemi: III - XVII yüzyıllar.

Simya dönemi sırayla üç alt döneme ayrılır - İskenderiye (Yunanca-Mısır), Arap ve Avrupa simyası. Simya dönemi, metallerin dönüştürülmesinin uygulanması için gerekli olduğu düşünülen filozofun taşını arama zamanıdır. Bu dönemde deneysel kimyanın doğuşu ve madde ile ilgili bilgi birikiminin oluşması gerçekleşti; Elementler hakkında eski felsefi fikirlere dayanan simya teorisi, astroloji ve mistisizm ile yakından bağlantılıydı. Kimyasal-teknik "altın yapımı" ile birlikte, simya dönemi, benzersiz bir mistik felsefe sisteminin yaratılması için de dikkate değerdir.

3. Oluşum dönemi (dernek): XVII - XVIII yüzyıllar.

Bir bilim olarak kimyanın oluşumu sırasında, tam rasyonalizasyonu gerçekleşti. Kimya, belirli niteliklerin taşıyıcıları olarak elementlerin doğal-felsefi ve simyasal görüşlerinden kendisini kurtardı. Madde hakkındaki pratik bilginin genişlemesiyle birlikte, kimyasal süreçlerin birleşik bir görüşü geliştirilmeye ve sonuna kadar kullanılmaya başlandı. deneysel yöntem. bu dönemi tamamladı kimyasal devrim nihayet kimyaya, cisimlerin bileşiminin deneysel çalışmasına katılan bağımsız (doğa biliminin diğer dallarıyla yakından ilişkili olsa da) bir bilimin görünümünü verdi.

4. Kantitatif yasalar dönemi (atomik-moleküler teori): 1789 - 1860.

Kimyanın ana nicel yasalarının - stokiyometrik yasaların keşfi ve atom-moleküler teorinin oluşumu ile işaretlenen nicel yasalar dönemi, sonunda kimyanın yalnızca gözleme değil, aynı zamanda bilime dayalı kesin bir bilime dönüşümünü tamamladı. ölçüm.

5. Klasik kimya dönemi: 1860 - 19. yüzyılın sonu *

Klasik kimya dönemi, bilimin hızlı gelişimi ile karakterize edilir: periyodik elementler sistemi, değerlik teorisi ve moleküllerin kimyasal yapısı, stereokimya, kimyasal termodinamik ve kimyasal kinetik yaratıldı; Uygulanan inorganik kimya ve organik sentez parlak başarılar elde etti. Madde ve özellikleri hakkındaki bilgi hacmindeki büyüme ile bağlantılı olarak, kimyanın farklılaşması başladı - bağımsız bilimlerin özelliklerini alarak kendi dallarının tahsisi.

Çoğu ders kitabı ve öğretim yardımcıları kimya tarihinin dönemselleştirilmesi düşünüldüğünde, nicel yasalar dönemini modern dönem izlemektedir. Ancak yazara göre, bu tamamen doğru değil, çünkü 20. yüzyılın başında. Kimyanın teorik temelleri önemli değişiklikler geçirdi. 19. yüzyılın ikinci yarısı kimya bilgisinin gelişmesinde son derece önemli özel bir aşamadır. Bu dönemde, atom-moleküler teori ve kimyasal elementlerin doktrini, kimyanın klasik bölümleri nihayet oluşturulur, periyodik yasa oluşturulur, iki yeni kavramsal kimya sistemi ortaya çıkar - yapısal kimya ve kimyasal süreç doktrini.

6. Modern dönem: 20. yüzyılın başından günümüze

20. yüzyılın başında fizikte bir devrim oldu: Newton mekaniğine dayanan madde hakkındaki bilgi sistemi yerini aldı. kuantum teorisi ve görelilik teorisi. Atomun bölünebilirliğinin kurulması ve kuantum mekaniğinin yaratılması, kimyanın temel kavramlarına yeni bir içerik yatırdı. 20. yüzyılın başlarında fizikteki gelişmeler, elementlerin ve bileşiklerinin özelliklerinin periyodikliğinin nedenlerini anlamayı, değerlik kuvvetlerinin doğasını açıklamayı ve atomlar arasındaki kimyasal bağ teorilerini oluşturmayı mümkün kıldı. Temelde yeni fiziksel araştırma yöntemlerinin ortaya çıkması, kimyagerlere maddenin bileşimini, yapısını ve reaktivitesini incelemek için benzeri görülmemiş fırsatlar sağlamıştır. Bütün bunlar, diğer başarıların yanı sıra, 20. yüzyılın ikinci yarısında biyolojik kimyanın parlak başarılarını belirledi - proteinlerin ve DNA'nın yapısının kurulması, canlı bir organizmanın hücrelerinin işleyiş mekanizmalarının bilgisi.

2. Kimyanın Kavramsal Sistemleri

Kimya tarihine anlamlı bir yaklaşım, bilimin teorik temellerinin zaman içinde nasıl değiştiğinin araştırılmasına dayanır. Kimyanın varoluşu boyunca teorilerdeki değişiklikler nedeniyle tanımı sürekli değişmiştir. Kimya, "adi metalleri asil metallere dönüştürme sanatı" olarak ortaya çıkar; 1882'de Mendeleev bunu "elementler ve bileşikleri doktrini" olarak tanımlar. Modern bir okul ders kitabından gelen tanım, sırayla, Mendeleev'inkinden önemli ölçüde farklıdır: "Kimya, maddelerin bilimi, bileşimleri, yapıları, özellikleri, karşılıklı dönüşümleri ve bu dönüşümlerin yasalarıdır."

Bilimin yapısının incelenmesinin, bir bütün olarak kimyanın gelişimi hakkında bir fikir yaratmak için çok az şey yaptığına dikkat edilmelidir: genel olarak kabul edilen kimyanın bölümlere ayrılması, bir dizi temele dayanmaktadır. farklı ilkeler. Kimyanın organik ve inorganik olarak bölünmesi, konuları arasındaki farka dayanır (bu arada, bu fark ancak tarihsel düşünceyle doğru bir şekilde anlaşılabilir). Fiziksel kimyanın tahsisi fiziğe olan yakınlığına dayanmaktadır, analitik kimya, kullanılan araştırma yöntemi temelinde ayırt edilir. Genel olarak, genel olarak kabul edilen kimyanın bölümlere ayrılması, büyük ölçüde tarihsel geleneğe bir övgüdür; her bölüm diğerleriyle bir ölçüde kesişir.

Kimya tarihine anlamlı bir yaklaşımın ana görevi, D. I. Mendeleev'in sözleriyle, "değişmeyen ve özel olanın içinde değişmeyen ve genel olanı" vurgulamaktır. Kimyanın amacı, tüm tarihsel dönemlerin kimya bilgisinde bu kadar değişmez ve ortaktır. Bu bilimin amacıdır - sadece teorik değil, aynı zamanda tarihsel özüdür.

Kimyanın gelişiminin tüm aşamalarında amacı, istenen özelliklere sahip bir madde elde etmektir. Bazen kimyanın temel problemi olarak adlandırılan bu hedef, birbirinden ayrı çözülemeyen pratik ve teorik olmak üzere iki önemli görevi içerir. İstenen özelliklere sahip bir maddenin elde edilmesi, maddenin özelliklerini kontrol etmenin yolları belirlenmeden veya aynı şey, menşe nedenleri ve maddenin özelliklerinin koşulluluğu anlaşılmadan gerçekleştirilemez. Böylece kimya hem teori hem de pratik olarak hem bir amaç hem de bir araçtır.

Kimyanın teorik problemi, maddenin kendisinin yapısal hiyerarşisi tarafından verilen ve aşağıdaki organizasyon seviyelerinin ayırt edilebileceği sınırlı ve kesin olarak tanımlanmış sayıda çözüme sahiptir:

1. Atom altı parçacıklar.

2. Kimyasal elementlerin atomları.

3. Üniter (tek) sistemler olarak kimyasalların molekülleri.

4. Reaksiyona giren moleküllerin mikro ve makroskobik sistemleri.

5. Megasistemler ( Güneş Sistemi, Galaksi vb.)

Kimya çalışmasının nesneleri, 2 - 4 organizasyon seviyesindeki maddedir. Buna dayanarak, özelliklerin kökeni sorununu çözmek için, bir maddenin özelliklerinin üç faktöre bağımlılığını dikkate almak gerekir:

1. Temel bileşimden;

2. Madde molekülünün yapısından;

3. Sistemin organizasyonundan.

Böylece, incelenen maddi nesnelerin hiyerarşisi, sözde hiyerarşiyi önceden belirler. kavramsal kimya sistemleri - herhangi bir organizasyon düzeyinde maddenin özelliklerini tanımlamak ve incelemek için kullanılan nispeten bağımsız teoriler ve metodolojik ilkeler sistemleri. Üç kavramsal sistem genellikle ayırt edilir, yani:

1. Kompozisyonun doktrini;

2. Yapısal kimya;

3. Kimyasal süreç doktrini.

Kompozisyon doktrini, diğer iki kavramsal sistemden çok daha önce ortaya çıktı - zaten eski doğa felsefesinde, cisimlerin kurucu parçaları olarak elementler kavramı ortaya çıkıyor. Bilimsel kimya bu öğretiyi algılar, ancak zaten tüm "karışık cisimlerin" (bileşiklerin) oluşturulduğu, daha da ayrıştırılamaz olan cisimler (parçacıklar) hakkında olduğu gibi elementler hakkında temelde yeni fikirlere dayanır. Bileşim doktrininin ana tezi şöyledir: Bir maddenin özellikleri, bileşimi tarafından belirlenir, yani. hangi elementler tarafından ve bunların hangi oranında belirli bir madde oluşur. Bileşim doktrininin amacı, bir atomlar topluluğu olarak maddedir. simyasal atomik moleküler

19. yüzyılın ilk yarısında ortaya çıkan yapısal kimya, aşağıdaki tezden yola çıkar: Bir maddenin özellikleri, maddenin molekülünün yapısı tarafından belirlenir, yani. element bileşimi, atomların birbirine bağlanma sırası ve uzaydaki düzenlemeleri. Yapı kimyasının ortaya çıkmasının nedeni, mevcut kavramlar çerçevesinde açıklanamayan izomerizm ve metalepsi fenomenlerinin (bkz. Bölüm 5.2.) keşfiydi. Bu deneysel gerçekleri açıklamak için yeni teoriler önerilmiştir; yapısal kimyanın nesnesi bir molekül haline gelir kimyasal bir bütün olarak. Kimya pratiğiyle ilgili olarak, bu durumda yeni bir kavramsal sistemin ortaya çıkışı, kimyanın ağırlıklı olarak analitik bir bilimden sentetik bir bilime dönüşmesi anlamına geliyordu.

19. yüzyılın ikinci yarısında oluşan kimyasal süreç doktrini, bir maddenin özelliklerinin, bu maddenin bulunduğu sistemin bileşimi, yapısı ve organizasyonu tarafından belirlendiği öncülünden hareket eder. Sürecin doktrini, deneysel gerçekler biriktiğinde bağımsız bir kimya kavramına ayrılır; kimyasal reaksiyonlar, maddenin bileşimine ve molekülünün yapısına indirgenemez. Bir maddenin bileşimi ve moleküllerin yapısı hakkında bilgi, genellikle bir maddenin özelliklerini tahmin etmek için yeterli değildir, bu genel durumda aynı zamanda yardımcı reaktiflerin doğası, reaktiflerin nispi miktarları, dış koşullar tarafından da belirlenir. sistemin bulunduğu sistemde, reaksiyona stokiyometrik olarak dahil olmayan maddelerin varlığı (safsızlıklar, katalizörler , çözücü vb.). Bu düzeyde kimya çalışmasının konusu, maddenin bileşiminin ve moleküllerinin yapısının yalnızca ayrıntılar olarak sunulduğu tüm kinetik sistemdir. Kimyasal afinite ve reaktivitenin ampirik kavramları, kimyasal termodinamik, kimyasal kinetik ve kataliz teorisinde teorik olarak doğrulanır. Kimyasal süreç doktrininin yaratılması, kimyasal dönüşümleri kontrol etmenin en önemli pratik problemlerini çözmeyi, temel olarak yeni süreçleri kimyasal teknolojiye sokmayı mümkün kıldı.

Bazen başka bir kavramsal sistem öne çıkıyor - bu yaklaşımın destekçilerine göre, daha yüksek kimya biçimlerinin doktrini ve maddenin kimyasal evrimi olan evrimsel kimya. Evrimsel kimya, maddenin kendi kendini organize etme süreçlerini inceler: atomlardan ve basit moleküllerden canlı organizmalara.

Bu nedenle, anlamlı bir yaklaşım çerçevesinde kimya tarihi, her biri temelde birer kavram olan kavramsal sistemlerin ortaya çıkış ve gelişim tarihi olarak düşünülebilir. yeni yol kimyanın temel probleminin çözümü. Unutulmamalıdır ki bu kavramsal sistemler birbiriyle çelişmez ve birbirinin yerine geçmez, karşılıklı olarak birbirini tamamlar.

Allbest.ru'da barındırılıyor

Benzer Belgeler

Kimyanın gelişim aşamaları, madde hakkındaki bilgilerin teorik ve pratik yönlerinin evrimi. Doğa felsefesinin temel özellikleri, maddenin bölünebilirliği sorununun çözümü. Ortaçağ Simyasında Eğilimler. Nicel yasalar dönemi (atomik-moleküler teori).

özet, eklendi 01/26/2015


Simyadan bilimsel kimyaya: maddenin dönüşümlerinin gerçek bir biliminin yolu. Modern kimyanın kavramsal bir temeli olarak kimya ve atom ve moleküler bilimde devrim Modern uygarlığın kimyasal bileşeninin ekolojik sorunları.

özet, eklendi 06/05/2008


Kimyanın gelişimindeki ana aşamalar. Ortaçağ kültürünün bir fenomeni olarak simya. Bilimsel kimyanın ortaya çıkışı ve gelişimi. Kimyanın kökenleri. Lavoisier: kimyada bir devrim. Atom ve moleküler bilimin zaferi. Modern kimyanın kökeni ve XXI yüzyıldaki sorunları.

özet, 20/11/2006 eklendi


"Kimya" teriminin kökeni. Kimya biliminin gelişimindeki ana dönemler. Simyanın en yüksek gelişiminin türleri. Bilimsel kimyanın doğduğu dönem. Kimyanın temel yasalarının keşfi. Sistem yaklaşımı kimyada. Kimya biliminin modern gelişim dönemi.

özet, eklendi 03/11/2009


Lomonosov'un bir bilim olarak kimyanın gelişimine katkısı: madde kütlesinin korunumu yasasının doğrulanması, gaz halinin doğasının incelenmesi, kristalleşme olgusunun incelenmesi. XVIII-XX yüzyılların ikinci yarısında fiziksel kimyanın gelişiminin ana yönleri.

özet, 26/08/2014 eklendi


teorik temel analitik Kimya. Spektral analiz yöntemleri. Analitik kimyanın bilimler ve endüstrilerle ilişkisi. Analitik kimyanın değeri. Kesin kimyasal analiz yöntemlerinin uygulanması. Metallerin karmaşık bileşikleri.

özet, 24/07/2008 eklendi


Modern kimyanın gelişimindeki kavramsal eğilimlerin kısa bir incelemesi. Kimyasal bileşiklerin yapısının incelenmesi. Reaksiyona giren parçacıkların etkin ve verimsiz çarpışmaları. Kimya endüstrisi ve en önemli ekolojik sorunlar modern kimya.

özet, 27/08/2012 eklendi


Kimyanın kökenleri ve gelişimi, din ve simya ile bağlantısı. Modern kimyanın en önemli özellikleri. Kimyanın temel yapısal seviyeleri ve bölümleri. Kimyanın temel ilkeleri ve yasaları. Kimyasal bağ ve kimyasal kinetik. Kimyasal süreçlerin doktrini.

özet, 30/10/2009 eklendi


Bir bilim olarak kimyanın kökeni ve oluşumu süreci. Kimyasal elementler antikalar. "Dönüşümün" ana sırları. Simyadan Bilimsel Kimyaya. Lavoisier'in yanma teorisi. Parçacık teorisinin gelişimi. Kimyada devrim. Atom ve moleküler bilimin zaferi.

özet, 20.05.2014 eklendi


Atom-moleküler teorinin yasaları. Stokiyometrik oranlar, gaz karışımları. Standart ve karmaşık çok değişkenli görevleri çözme; kimyasal bileşiklerin formüllerinin türetilmesi. Doğal bir mineralin hesaplanması, bir sıvı içindeki maddeler, bir katı karışım içindeki; konsantrasyon.