О.Н. Зефирова - Краткий курс истории и методологии химии (1118122), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Хюккель на основании этих идей вывели уравнение зависимости эквивалентной электропроводности от концентрации распюра. В 1926 — 27 гг. норвежский физик Л. Онзагер внес в уравнение Дебая-Хюккеля поправку, учитывающую броуновское движение ионов. Получившееся комбинированное уравнение щнроко использовалось (и используется в настоящее время) для расчетов электропроводности и некоторых других свойств сильных электролитов. Впоследствии в это уравнение для разных конкретных химических систем вводились различные условия и поправки.
в том числе н поправки на сольватацню ионов. В некоторых историко-химических работах период конца Х!Х в., сменивший период учения о структуре веществ, называется периодом учения о реакниях. Наиболее существенный вклад в это учение привнесла именно Идеи о сольвэгациа высаазышшись в !890-х — 1900-к гг. И.А. Каблуковым, В.А. Касзакоаскам, Ф. Кольраушем а другими ученымв. 91 Глава 9. Филикализацил химии в конце ХГХ вЂ” первой половине ХХ вв.
физическая химия. Изучая влиян~е на химические реакции температуры, давления, концентрации н катализаторов, она дала возможность исследовать механнзм всякого химического изменения и позволила заранее установить наиболее благоприятные лля его проведения условия гчто было невозможно до возникновения соответствующего теоретического аппарата). Использование физических и математических моделей химнческих явлений н процессов придало химическому мышлению большую способность к абстрагированию л развило методологию мысленного эксперимента. Значительная польза была принесена промышленности, так как фнзнко-химические теории позволили во многих случаях заранее рассчитать наиболее экономичные пути осуществления промышленных процессов (контактного способа получения серной кислоты, синтеза аммиака и многих лругнх). Глубокое проникновение физики в химию привело к возникновенню в начале ХХ в.
точки зрения о полном сведении химии к физике. Вряд ли, однако, даже в настоящее время можно говорить о том, что химия лишена своей специфики по отношению к физике, поскольку первая обладает явным преимуществом в области исследования сложных веществ, И на настоящем этапе хнмня, в основном, не полдается строгому количественному описанию, а изучение специфического строения и поведения сложных химических систем требует, помимо фнзико-математического аппарата, непользования качественных эмпирических методов, в чем и заключается одна нз самых притягательных особенностей химической науки.
Глава 16. Особенности и тенденции рывитии химии в ХХ в. 16Л. Основные черты химии ХХ в. Химия ХХ в. характеризуется наличием Особенности химин. особого теоретического фундамента — атом- связанные с ее фп- но-молекулярных представлений, основанзимвлизвцпей ных на квантовомеханической модели ато- ма.
Наличие такой базы существенно повысило роль теоретической химин в ХХ столетии по сравнению с предыдущим этапом развития этой науки. Создание принципиапыю новых (квантовохимических и физико-химических) концепций сделало возможной количественную оценку реакционной способности веществ и количественную характеристику особенностей протекания их химических превращений, что привело к значительной интенсификации взаимодействия теории н эксперимента.
Широкое применение физико-математического аппарата в химии ХХ в. привело к возрастанию роли моделирования в этой науке. Использование моделей„воспроизводящих в той или иной степени точности некую реальную систему', сделало возможным получение информации о процессах, происходящих в сложных обьектах, на объектах более простых. Во второй половине ХХ в. широкое распространение получило компьютерное моделирование, т. е, компьютерное воспроизведение химического процесса.
Метод моделирования (и качественный и, осо- а 'Ы бенно, количественный) оказался чрезвычайно -'.сй .,у:;;:;- плодотворным благодаря его способности обеспечить прогнозирование эксперимента, т. е. предсказать оптимальные условия и способы проведения рне лб о реакции, а также свойства получаемого вещества. альных журнапов по Усиление предсказательной способности химии моделиРоааиию в химии ХХ в. привело к важной особенности — смещению акцента в химических исследованиях с синтеза просто вещества на синтез вещества с заранее заданным комплексом свойств. Отметим, что определенную роль в этом сыграл и внешний фактор — недоста- Очевидно, что лля олного и того жс явления может быль предложено множество моделей различной степени точности. Например, современная модель атома лучпзе отражает реальность, чем модель Бора, но последняя бмла ближе к реальности, чем модель Даяьтоиа, а та, в евою очерель, была точнее модели Бойля.
93 Глава 10. Особенности и тенденции развития линии в ХХ в. точность природных веществ для целей практического использования и потребность в синтетических материалах с определенными свойствами (синтетических волокнах, искусственных красителях, специфических удобрениях, лекарствах и пр.). Прогресс химии ХХ в. во многом определили физико-химические и физические методы исследования вещества, что особенно характерно для второй половины ХХ столетия. Появление и развитие таких методов, как рензтеноструктурный анализ, масс-спектрометрия, методы электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса, ИК спектроскопии и других привнесло не просто экспериментальное усовершенствование, а качественно новый аспект в химическое исследование— возможность определить пространственную структуру молекулы.
Эта возможность оказалась определяющей для развития химии, поскольку свойства вещества зависят от строения его молекул. Появление физических методов исследования вещества способствовало тому, что микросистемы стали объектом особого внимания в химической науке ХХ в. Ряд важных особенностей химии ХХ Интеграция и диф- столетия является следствием процессов, фереициация.
Новая характерных для всех областей естеспюглобальная теидеи- знания этого периода. Наиболее заметным ии в химии ХХ и из них ЯвлнетсЯ значительное РасшиРение областей научных исследований, которое проявилось в процессах интеграции и дифференциации наук. Взаимодействие химии с другими естественными науками привело к возникновению целого ряда пограничных областей. Так, физическая химия фактически представляет собой результат интеграции физики и химии. Самостоятельными науками стали биохимия, геохимия и др. Дифференциация химической науки ХХ столетия проявилась в возникновении отдельных ветвей химии — неорганической, физической, органической и др., каждая из которых приобрела признаки независимой науки, Разделение различных направлений химии было основано как на методах (например, лазерная химия, химия высоких давлений, комбинаторика химия), так и на объектах исследования (нефтехимия, химия полимеров и др.). В ХХ в.
возникло довольно много новых направлений в химии, потребовавших специфического теоретического аппарата (радиохимия, медицинская химия и др.). В рамках процесса разделения химической науки на отдельные дисциплины следует отметить размывание границ между ними н условность отнесения ряда исследований (например, исследований элементоорганических веществ нли координационных соединений с органическими лигандами) к тому или иному разделу. Одним нз важнейших результатов интеграции химии с другими дисциплинами стало появление во второй половине ХХ в, новой тенденции в ее 94 Ю2.
Достнлсеиин разливные обеосмей химии е ХХ е. Новые иоиракаении развитии. Эта тенденция проявилась в определяющем значении биологических и экологических проблем в химических исследованиях и явилась следствием быстрого прогресса биологических дисциплин. Если на протяжении более полувека наблюдалось заметное преобладание физико-химического аспекта в научной проблематике химии, то во второй половине ХХ в, доминирующую роль стали играть исследования, связанные с биологией, медициной и экологическими проблемами.
Эта тенденция проявилась в очень многих разделах химической науки (в плане изучения соответствующих процессов н объектов). Дла развития науки в ХХ столетии вообще, и, в частности, химии характерны некоторые так называемые внешние особенности. Они проявились а том, что исследования в этот период стали проводиться в рамках институтов, как правило, не единичными исследователямн, а (особенно во второй половине ХХ в.) большими группами исследователей. Существенно возросла роль информационного фактора — увеличилось количество периодических изданий, конференций и пр., способствующих быстрому обмену информацией и прогрессу химической науки.
К концу ХХ столетия химия стала представлвть собой громадный конгломерат научноисследовательских разработок и мощной химической индустрии. 102. Достижения различных областей химии в ХХ в. Новые направления Вследствие очень большого объема и широкого разнообразия химических исследований ХХ в., в данном разделе отмечены только некоторые интересные с точки зрения истории и методологии химии теоретические и практические результаты этого этапа.