Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 168
Текст из файла (страница 168)
одновременно было положено начато исследованиям в облжти кинетики химической и тврмакимии. Л. Вильгтльми изучил кинетиху гидролиза углеводов (впервые дав ур-ние скорости гидролиза; 1850), а К, Гульдберг и П. Вааге в 1864-67 сформулировали зжон действующих масс.
Г. И. Гесс в 1840 открьи основной зжон термохимии, М. Бертло и В. Ф. Лугинин исследовали теплоты мн. Р-ций. В это же время развиваются работы по югллаидиой химии, фоташиии и злвюпрозииии, начало к-рым было положено еще в 18 в. Работами Дж. Гиббса, Вант-Гоффа, В. Нернста и др.
создается химическая термодинамика. Исследования электропроводности р-ров и электролиза привели х открытию электролитич. диссоциации (С. Аррениус, 1887). В это)в же году Оствальд и Вант-Гофф основали первый журнал, посвященный физической химии, и она оформилась кж самостоятельнал дисциплина. К сер. 19 в. принято относить зарождение агрохимии и йиатииии, особенно в связи с пионерскими работами Либиха (1840-е гг.) по изучению ферментов, белков и углеводов.
19 в. по праву м. б, назван веком отхрытий хим. элементов. За эти 100 лет было открыто более половины (50) существующих на Земле элементов. Для сравнения: в 20 в, открыто 6 алеменгов, в 18 в.— 18, ранее 18 в.— 14. Выдающиеся открытия в физике в кон. 19 в. (Рентгеновские лучи, радиоактивность, электрон) и развитие теоретич. представлений (квантоваа теория) привели к открытию новых (радиоактивных) элементов и явлениа изогопии, возникновению радиатимии и кваюпавай химии, новым представлениям о строении атома и о природе хим.
связи, дав начало развитию совр. Х. (химии 20 в.). Успехи Х. 20 в. связаны с прогрессом аналит. Х. и физ. методов изучениа в-в и воздейспаи на ннх, проникновением в механизмы р-ций, с синтезом новых хлассов в-в и новых материалов, дифференциацией хим. дисциплин и интеграцией Х.
с друпгми науками, с удовлетворением потребностей совр. иром-сги, техники и технологии, медицины, строительства, сельского хозяйства и др. сфер человеческой деятельности в новых хим. знаниях,'процессах и продуктах. Успешное применение новых физ. матодов вощействия привело к формированию новых важнЫх направлений Х., напр. радиационной химии, ллазмазимии. Вместе с Х. низких температур (криахииивй) и Х. высоких давлений (см.
Давление), сонохимией (см. Ультразвук), лазерной химией и др. они стали формировать новую область — Х, жстремапьных воздействий, играюшуо большую роль в получении новых материалов (напр., для электроники) или старых ценных материалов 509 17* ХИМИЯ 25г) сравнительно дешевым синтетич. путем (напр., алмазов или нитридов металлов).
На одно из первых мест в Х, выдвигаютса проблемы предсказания функциональных св-в в-ва на основе знания его структуры и определения структуры в-ва (и его синтез), исхода нз еш функционального назначения. Решение атих проблем свазано с развитием расчетнмх юиатово-хим. методов и новых теоретич. подходов, с успехами в неорг. и орг. синтезе. Развиваются работы по генной инженерии и по синтезу саед, с необычными строением и св-вами (напр., высокотемпературные свврхлравадиики, фуллерены).
Все шире применаютса методы, основанные на.матричном синтезе, а тахже использующие идеи ала лари ой технологии. Получыот дальнейшее развитие методы, моделирующие биохим. Р-ции. Успехи спектроскопии (в т.ч. сканирующей туннельной) открыли перспективы «конструирования» в-в на мол. уровне, привели к созданию нового направления в Х.— т. наз. н а н отехнологии. Для управления хнм.
процессами кж в лаб., так и в прои. масштабе, начинают использоваться принципы мол. и надмол. организации ансамблей реагирующих молекул (в т.ч. подходы, основанные на термодинамике иерархических систем). Химия как систапа знания о в-вах и их превращениях. Это знание содержится в запасе фактов — надежно установленных и проверенных сведений о хим.
элементах и согл., их р-циах и поведении в природнмх и искусств. средах. Критерии надежности фактов и способы их систематизации постоянно развиваются. Крупные обобщения, надежно связывающие большие совокупности фактов, сгановатся научными зжонами, формулировка к-рых открывает новые агапы Х.
(напр., законы сохранения массы и энергии, законы Дальтона, периодич. закон Менделеева). Теории, исйольз)я специфич, понятия, обысняют и пропюзируют фжты более частной предметной области. По сути, опытное знание становится фжтом только тогда, когда получает теоретич. толкование. Так, первая хим. теория — теория флогистонк будучи неверной, способствовала стэновпению Х., т, к. соедиюпа фжты в систему и позволяла формулировать новые вопросы. Структурная творца (Бутлеров, Кекуле) упорядочила и обзвонила огромнмй материал орг.
Х. и обусловила быстрое развитие хим. синтеза и исследования структуры орг. соединений. Х. кж знание — система очень динамичная. Эволюционное накопление знаний прерывистая революциями — глубокой птзестройкой системы фжтов, теорий и методов, с вознжновением нового набора понятий или даже нового стиля мышления. Так, революцию вызвали труды Лавуазье (материалистич.
теория окисления, внедрение количеств. методов жспериментк разработка хим. номенклатуры), открьпие периодич. закона Менделеева, оседание в нач. 20 в. новых аналит. методов (микроанализ, хроматография). Революцией можно считать и появление новых областей, вырабатывающих новое видение прщмета Х. и впиающих на все ее области (напр., возникновение фш. Х. на базе хим. термодинамики и хим. кинетики). Хим. знание обладает развитой структурой. Каркас Х. составляют основные хим. дисциплины, сложившиеся в 19 вс аналит., неорг., орг.
и физ. Х. В дальнейшем в ходе эволюции структуры Х. образовалось большое число новых дисциплин (напр., биохимия, крнсталлохимия), а также новая инженерная отрасль — химическая технология. На каркасе дисциплин вырастает большая совохупносп, исследовательских областей, часть нг к-рых входит в ту или иную дисциплину (напр., Х. элементоорг. саед.— часть орг.
Х.), другие носят многодисциплинарный характер, т.е. требуют объединения в одном исследовании ученых из разных дисциплин (напр., исследование структуры биополммеров с использованием комплекса сложных методов), Третьи яющются междисциплинарными, т. е. требуют подготовки специалиста нового профиля (напр., Х. нервного импульса). Поскольху почти вся пржтич. деятельность людей связана с применением ыатерии кюг в-ва, хим. знание необходимо во всех областях науки и технологии, осваивающих материальный мир. Пгатому сегодня Х. стала, наравне с математикой, 510 мо химия хранилищем и генератором такоп» знания, к-рос «пропитываегэ почти асю остальную науку.
То есть, вьщеаяя Х. как совокупность областей знания, можно говорить и о хим. аспекте большинспи других областей науки, На «границах» Х. существует множество гибргщных дисциплин и областей. На всех этапах развития как науки Х. испытывает моцщое воздействие физ. наук — сначала ньютонотжой механики, потом термодинамики, атомной физики и квантовой механики. Атомная физика дает знание, входящее в фундамент Х., расхрывает сммсл периодич.
зжона, помогает понять зжономерносги распространенности и распргделенив хим. элементов во Вселенной, чему посвящены ядерша астрофизика и Фувцам. жияние оказала на Х. термодинаыиха, устанавливающая принципиальные ограничения на возможность протекания хим. р-ций (хим. термодинамика). Х., весь мир х-рой был изначально связан с огнем, быстро освоила термодинащгч. способ мышления. Вант-Гофф и Аррениус свазали с термодинамикой исследование скорости р-пдй (кинетику)— Х. пояучила совр. способ изучения процесса Изучение хим. кинетики потребовало привлечения многих частных физ.
дисциплин для понимания процессов переноса в-в (см., напр., Яи4«ягузию, Массосбм«и). Расширение и углубление матгыатиъаии (напр., применение мат. мигзелиро«авил, г)зифои теории) позволаег говорить о формировании мат. Х. (ее предсказал Ломоносов, назвав одну из своих книг «Элементы математической химии»). Язык хюащ. Система информации. Предмет Х.— элементм и их соед., хим. взаимод. этих обьжтов — обладает огромным и быстро растущим Разнообразием. Соответственно сложен и динамичен язык Х.
Бго словарь вюпочает назв. элементов, соединений, хим. частиц и материалов, а тахже понятия, отражающие структуру обмытое и нх взаимодействие. Язык~Х™имеет развитую морфолоппо — систему префиксов, суффиксов и окончаний, позволяющих выразить качественное многообразие хим. мира с большой ~ибкостью (см. Нозыиилатура химии«скал). Словарь Х. переведен на язык символов (знжов, ф-л, ур-ний), к-рые позвоапот заменить текст очень компжтным выражением или зрительным образом (напр., пространств. модели). Создание научного языка Х. и способа записи информации (прежде всего на бумаге) — один из великих интеллектуальных подвигов европейской науки, Меищуиародное сообщесгво химиков сумело наащить конструктивную всемирную работу в столь противоречивом деле, ках выработка терминологии, хлассйфихации и номенклатурм.
Было найдено равновесие между обыденным язмхом, историческими (тривиальными) названиями хим. соединений и их стропгми формульными обозначениями. Создание языка Х.— удивительный пример сочетания очень вмсокой мобильности и прогресса с устойчивостью и преемственностью (консерватизмом). Совр. хим, язых позволяет очень хоро«ко и однозначно записывать огромный обьем информации и обмениваться ею между химиками всего мира. Сощаны машиночитаемые версии этого языка Многообразие обьекга,Х. и сложность языка делают информационную систему Х. наиб. крупной и изощренной во всей науке. Ве основу составлюот химии«схие журналы, а также монографии, учебники, справочники.
Благодаря рано возникшей в™Х. традиции международной координации, более века назщ сложились нормы описания хим. в-в и хим. р-ций и положено начало системы периодически пополняющихсэ указателей (напр., указатель орг. саед. Бейльщгейна; см. также Химии«сюг«слра«о«июги и эицикэил«дии). Огромные масштабы хим. литературы уже 100 лет назад побудили исюпь способы ее «сжатия». Возникли реферативные журналм (РЖ); после 2-й мировой войны в мире издавалось два максимально полнйхРЖ: «Свепйса) АЬэцэсм» и «РЖ Химияв. На базе РЖ развиваются аигоматизир, иигрирмаииоииолиисюзвм«системы. Химия как социальная система — крупнейшая часть всепз сообщества ученых. На формирование химика как типа ученого оказали влияние особенности обьекта его науки и способа деятельности (хим.