Лекция 6 современные концепции химии
Химию определяют как науку о веществах и процессах их качественного превращения.
Достижения химии
с одной стороны, активно используются в промышленности химические реакции лежат в основе многих технологических процессов,
с другой стороны, они позволяют осознать и освоить опыт лаборатории живого организма, подойти к пониманию самоорганизации живой материи из неживой.
Основной задачей химии является:
исследование генезиса (т.е. происхождения) свойств веществ
и разработка на этой основе методов получения веществ с заранее заданными свойствами.
До конца 19 века химия в основном была единой целостной наукой. Внутреннее её деление на органическую и неорганическую не нарушало этого единства. Но последовавшие вскоре многочисленные открытия как в самой химии, так и в биологии и физике положили начало её быстрой дифференциации.
Этот процесс в значительной степени связан с открытием качественного многообразия химических веществ.
Так,
еще в первой половине 19 века при изучении электролиза были обнаружены ионы особые частицы, образованные из атомов и молекул, но электрически заряженные.
в начале 20 века химики открыли радикалы как одну из активных форм химического вещества. Они образуются из молекул путём отщепления отдельных атомов или атомных групп и содержат атомы элементов с неспаренными электронами, что объясняет их высокую химическую активность.
к особым формам химического вещества относятся также макромолекулы. Они состоят из сотен и тысяч атомов и вследствие этого приобретают качественно новые свойства.
Уже к началу 20 века внутри самой химии чётко различаются общая и неорганическая химия и органическая химия.
Предметом изучения общей и тесно связанной с ней неорганической химии стали химические элементы, образуемые ими неорганические соединения и их общие законы.
Органическая химия окончательно сложилась в самостоятельную науку во второй половине 19 века. Этому способствовало получение большого экспериментального и теоретического материала о соединениях углерода и его производных. Определяющим фактором для всех органических соединений является способность атомов углерода связываться между собой как одинарной, так и двойной и тройной связью в длинные линейные и разветвлённые цепи.
В 20 веке многие разделы органической химии стали превращаться в большие и относительно самостоятельные ветви со своими объектами изучения. Так появились:
химия полимеров,
химия высокомолекулярных соединений,
химия металлоорганических соединений,
химия антибиотиков,
фармакохимия и т.д.
Самостоятельной областью химии является наука о методах определения состава вещества аналитическая химия. Её основная задача определение химических элементов или их соединений, входящих в состав исследуемого вещества, решается путём анализа.
Без современных методов анализа был бы невозможен синтез новых химических соединений, постоянный контроль за ходом технологического процесса и качеством получаемого продукта.
В области соприкосновения химии и физики возник один из основных разделов химии физическая химия. Предметом её изучения являются общетеоретические вопросы, касающиеся строения и свойств молекул химических соединений, процессов превращения веществ в связи с их физическими свойствами, изучение условий протекания химических реакций и совершающихся при этом физических явлений.
Внутри физической химии к настоящему времени выделились самостоятельные разделы, обладающие своими особыми методами и объектами исследования:
электрохимия,
учение о растворах,
коллоидная химия,
фотохимия,
радиационная химия,
химия изотопов,
кристаллохимия.
Таким образом, химия 20 века предстаёт перед нами как многообразная и разветвлённая система знаний, которая находится в процессе интенсивного развития.
В основной своей массе развитие химии идёт
в виде узкоориентированных прикладных исследованиях,
но вместе с ними развиваются и направления фундаментального характера.
К числу таких фундаментальных направлений развития современной химии следует отнести:
учение о составе вещества,
учение о структуре вещества,
учение о химических процессах,
учение о химической эволюции.