Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Благодаря работам Семенова и его коллегсложилось представление о цепном механизме реакции какосновном типе химических превращений свободных атомов ирадикалов.На основании исследования процесса окисления фосфорапри различных давлениях кислорода Семенов высказал предположение, что при этом протекает цепная разветвленнаяреакция. Затем теория разветвленных цепных реакций былапроверена на реакциях окисления других веществ, а такжеобразования некоторых соединений.
Хотя она была встречена некоторыми химиками скептически, опыты подтверждалиправильность выводов Семенова и его сотрудников. Одновременно экспериментальные исследования подобных процессовпроводил С Н . Хиншелвуд, который установил ряд важныхХиншелвуд Сирил Норман (1897-1967) — английский физикохимик. Основная область его работ —химическая кинетика. В 1920-1930-е гг. исследовал механизмы различных гомогенных и гетерогенных процессов, разветвленных цепных реакций, установил роль стенок сосудов, в которыхпротекают реакции, и других факторов в изменении скорости реакции.
Нобелевский лауреат(1956 г.).7.1.Взаимосвязь химии с другими науками173особенностей цепных разветвленных процессов. В 1 9 5 6 г. Семенов и Хиншелвуд стали лауреатами Нобелевской премии заисследования механизма химических реакций.Со временем методы химической физики стали проникатьво многие классические разделы физической химии. Электронные представления и квантово-механическая теория строениявещества используются в термодинамике. Все большее внимание уделяется механизмам электрохимических реакций.
Одновременно химическая физика оказывает влияние на развитиеорганической и неорганической химии. В наибольшей степени это касается теорий строения и реакционной способностивеществ.Вопросы1. Почему приоритетным направлением химической физикистало изучение структуры химических частиц и их «сообществ», а также их поведение в зависимости от времени входе химических превращений?2. Каковы перспективы слияния физической химии и химической физики в одну науку?7.1.3. Биохимия и молекулярная биологияКакую роль в развитии биологии и химии сыграло отделение органической химии от биологии в ШХв.?С древнейших времен химиков привлекали проблемы, связанные с биологией, — от поисков эликсира долголетия (алхимия) до приготовления лекарств (агрохимия).
В период активного взаимодействия химии и физики проблемы биологии имедицины отошли на второй план. Процесс взаимодействия химии и биологии усилился в начале XIX в., когда образоваласьсамостоятельная научная дисциплина — органическая химия,изучавшая вещества животного и растительного происхождения.Изучение таких биологических функций организма, какдыхание, пищеварение и обмен веществ, дало толчок к развитию и химии, и биологии. Были исследованы химическиеаспекты процессов фотосинтеза и питания растений. На стыкедвух наук развивалось учение о биокатализе. Значительнуюроль в понимании многих биологических процессов сыгралафизическая химия, в том числе теория растворов.1747.1.Часть 7.
Современная химияВильштеттер Рихард Мартин (1872-1942) —немецкий химик-органик. Основные работы относятся к химии природных соединений и биохимии. В 1915 г. за исследование красящих веществ растительного происхождения, особеннохлорофилла, был удостоен Нобелевской премии.В начале XX в. произошло слияние многих направлений,ранее развивавшихся обособленно на границе химии и биологии. Одним из первых химиков, вторгшихся в область биологии, был Э.Г.Фишер, исследовавший строение белковыхвеществ, Сахаров, пуриновых оснований и осуществившийпервый синтез полипептида. Он так писал о возрождениибиоорганической химии: «В последнее время и у синтетиковнамечается склонность к осуществлению превращений соединений углерода с помощью медленных реакций и при тех жеусловиях, которые сравнимы с условиями в организме».Структуру многих природных органических веществ, в томчисле ряда алкалоидов, расшифровал другой немецкий химикP.M.Вильштеттер.
В 1907-1910 гг. он выделил кристаллический хлорофилл, установил его формулу и структуру отдельных фрагментов. Пытаясь выявить связь между числомсопряженных двойных связей в молекуле и цветом соединения,Вильштеттер изучал различные ненасыщенные соединения.Он выделил и исследовал красный пигмент крови и многие природные красящие вещества, содержащиеся в цветах,плодах.Пигменты, входящие в состав крови и зеленых листьеврастений, изучал также немецкий химик-органик и биохимикГанс Эйген Фишер (1881-1945).
Он окончательно установилстроение хлорофилла и гемоглобина. В 1929 г. Фишер показал,что гемоглобин крови состоит из белка глобина и железосодержащего комплекса гемина. За работы по изучению структурыкрасящих веществ крови и растений, а также за синтез геминаон был в 1930 г. удостоен Нобелевской премии.РВзаимосвязь химии с другими науками175Уотсон Джеймс Дьюи (р. 1928) — американскийбиохимик. Основные работы относятся к молекулярной биологии. В 1953 г. совместно с Ф. Крикомпостроил модель ДНК — двойную спираль. Изучал структуру вирусов и их роль в возникновениизлокачественных образований.
Исследовал рольРНК в белковом синтезе. Нобелевский лауреат(1962 г.).В 1920-х годах были выделены в чистом виде некоторыеферменты (биологические катализаторы). После установленияих строения была полностью доказана белковая природа этихвеществ. В 1960-х годах был выполнен синтез инсулина идругих биологически активных веществ, определен не толькохимический состав, но и молекулярная и пространственнаяструктура белков и ферментов.Огромным достижением биохимии стала расшифровкаструктуры ДНК.
Впервые чистые образцы дезоксирибонуклеиновых кислот были получены в 1947 г. американским биохимиком Эрвином Чаргаффом (1905-2002). Он показал, что ихсостав различен у разных организмов, но одинаков в различных органах одного и того же организма. Чаргафф установил,что независимо от источника ДНК количество содержащегося вней аденина всегда равно количеству тимина, а содержание гуанина всегда равно содержанию цитозина (правила Чаргаффа).Открытия Чаргаффа послужили ключом к разгадке структурыДНК.Двойная спираль ДНК была предложена в 1953 г.
ученымиДж. Уотсоном из США и Ф. Криком из Англии. Они предположили, что ДНК состоит из пары нитей, связанных водородными мостиками. При этом нити ДНК образованы нуклеотидами,расположенными в определенной последовательности. Каждыйнуклеотид одной нити спарен с противолежащим нуклеотидомвторой нити по правилу комплементарности. Крик и Уотсонустановили механизм копирования молекул ДНК при деленииклеток, объяснив его с помощью представлений о матричномсинтезе.
Их работы составили основу молекулярной генетикии явились одним из важнейших открытий XX в. Вместе с био-г176 Часть 7. Современная химияКрик Фрэнсис Харри Комптон (р. 1916) —английский биофизик и биохимик. Основнаяобласть исследований — молекулярная биология. Автор (совместно с Д ж . Уотсоном) модели ДНК, Нобелевский лауреат ( 1 9 6 2 г.). 15физиком Морисом Хью Фредериком Уилкинсом биохимикиУотсоа и Крик стали в 1962 г. лауреатами Нобелевской премиипо физиологии и медицине.Вопросы1. Каковы границы возможностей химических исследований вбиологии?2. Каковы перспективы использования химических методов вбиологии?7.1.4. ГеохимияКогда и как началось взаимодействие химии и минералогии?Первые признаки активного взаимодействия химии и минералогии появились в XIV-XV вв., когда были открыты минеральные кислоты, давшие некоторую информацию о составе минералов, из которых они были получены.
В серединеХУШв. М.В.Ломоносов в своих минералогических работахначал сближать химию и минералогию. В работе «О слояхземных» (1763 г.) он изложил свои взгляды на законы взаимного нахождения минералов и возраст рудных месторождений.Ломоносов первым высказал мысль об органической природенефти, каменного угля и торфа.Работы химиков в области минералогии в XVIII в. привелик созданию классификации минералов на основе их химического состава и открытию многих новых компонентов минералов.Химическое исследование состава минералов имело большоезначение для химии, так как способствовало открытию многиххимических элементов. На рубеже XVIII и XIX веков вышелмноготомный труд М. Г. Клалрота «К химическому познанию7.1. ВзаимосвявьХИМИИ Сдругими науками 177минеральных тел», ставший итогом химического аналитического подхода в минералогии.
В это же время началось развитие науки о кристаллах — кристаллографии, связывающейсистематику минералов с их кристаллической структурой,В 1814 г. Й. Я. Берцелиус издал книгу «Опыт обоснованиянаучной системы минералогии посредством применения электрохимической теории и учения о химических пропорциях».Он выдвинул идею, что минералы подчиняются законам химических пропорций и их можно классифицировать на основехимического состава и отношений составных частей.Успехи химиков в синтезе неорганических веществ далитолчок к исследованию условий образования минералов в природе и воспроизведению этих процессов в лаборатории. С середины XIX в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
