Вопрос 5

Физические процессы во Вселенной. Физический вакуум.

Половина есть в 4 вопросе.

Физический вакуум

Таким образом, в действительности можно рассматривать материю не в двух проявлениях – веществе и поле, а в трех. Третьим является физический вакуум. Физический вакуум является прародителем всех частиц вещества и квантов полей вследствие спонтанного нарушения симметрии. Общепринятое представление о вакууме как о состоянии, в котором среднее значение энергии всех физических полей равно 0, отвергается. Признается возможность существования состояний с наименьшей энергией при отличном от нуля значении некоторых физических полей. Возникает представление о существовании вакуумных конденсатов – состояний с отличным от нуля вакуумным средним. Спонтанное нарушение симметрии означает, что при определенных макроусловиях фундаментальные симметрии оказываются в состоянии неустойчивости.

Вопрос 6

Концептуальные уровни в познании веществ.

Можно выделить следующие уровни в познании веществ:

1. Исследование различных свойств веществ в зависимости от их химического состава, определяемого их элементами. Химики, как и физики (в концепции атомизма) искали ту первоначальную основу или элемент, с помощью которых пытались объяснить свойства всех простых и сложных веществ.

2. Исследование структуры, т.е. способа взаимодействия элементов веществ. Эксперимент доказывал, что свойства веществ, полученных в химических реакциях, зависят не только от элементов, но и от взаимосвязи элементов.

3. Исследование внутренних механизмов и условий протекания химических процессов, таких как температура, давление, скорость протекания реакций и некоторые другие.

4. Четвертый уровень является дальнейшим развитием предыдущего уровня, связан с более глубоким изучением природы реагентов, участвующих в химических реакциях, а также применением катализаторов, ускоряющих скорость их протекания. На этом уровне встречаемся с простейшими явлениями самоорганизации, изучаемыми синергетикой.

Вопрос 7

Состав и структура вещества. Физические и химические изменения.

Накапливался эмпирический материал. Но в определенную систему представления о химическом элементе оформились лишь с открытием периодического закона. В качестве системообразующего фактора Менделеев выбрал атомную массу или атомный вес. В соответствии с атомным весом он расположил химические элементы в систему и показал, что их свойства зависят от атомного веса, предсказал существование неизвестных элементов.

В дальнейшем было показано, что свойства химических элементов зависят от атомного номера, определяемого зарядом ядра. Атомный вес является средним арифметическим величин масс изотопов, из которых состоит элемент (изотопы – разновидности атомов, которые имеют одинаковый заряд ядра, но отличаются по своей массе). Поэтому веса элементов не выражаются целыми числами.

Химическим элементов называют вещество, все атомы которого обладают одинаковым зарядом ядра, хотя и различаются по своей массе.

Немецкий химик Фр. Кекуле стал связывать структуру с понятием валентности элемента или числа единиц его сродства. На этой основе возникли структурные формулы. Комбинируя атомы различных химических элементов по их валентности, можно прогнозировать получение различных химических соединений в зависимости от исходных реагентов. А.Н. Бутлеров обращал большое внимание также на степень напряжения или энергии, с которой они связываются друг с другом.

Эволюция понятия химической структуры осуществлялась в направлении анализа ее составных частей, а с другой стороны – установления характера физико-химического взаимодействия между ними. Под структурой в системном подходе как раз и понимают упорядоченную связь и взаимодействие между элементами системы, благодаря которой и возникают новые целостные ее свойства. В молекуле как образце химической структуры, специфический характер взаимодействия составляющих ее атомов определяет свойства молекулы.