О.Н. Зефирова - Краткий курс истории и методологии химии (1118122), страница 25
Текст из файла (страница 25)
3 и ч ~ к а ~ и х и ы и и В Х Х в, р и ч н ы е р де л ы фи з и ч ее о й х н м и и получили дальнейшее развитие, и некоторые из них (химическая кинетика, коллоидная хидисцнилнны мия, электрохимия, и др.) стали обширными научнымн дисциплинами, выходящими за рамки классической физической химии. Химическая кинетика стала представлять собой учение не только о скоростях, но и о механизме химических реакций. Так, еще в 1913 — 1920-х гг. в работах М. Боденштейна, В. Нернста, Х.А. Крамерса, И.
Христиансена изучение некоторых фотохимических реакций положило начало представлениям о цепных процессах. Были высказаны идеи о том, что в этих реакциях происходит активация молекул реагирующих веществ при их взаимодействии с активными частилами (свободными атомами или радикалами'). В 1930-х гг. в работах русского физика н химика Н.Н. Семенова и ' Своболные рааикалы быки открыты в 1900 г, американским ученым М. Гомбергом. Глава!О. Особенности и тендсниии рловнтин «ниии в ХХ в.
американского химика С. Хиншелвуда были созданы (и подтверждены экспериментально) основы теории разветвленных цепных реакций, включающие в себя представления о реакционной способности радикалов, об обрыве цепи, о взаимодействии цепей и др. Впоследствии были изучены процессы, для которых возможна конкуренция цепных и молекулярных механизмов. Теория цепных реакцпй позволила разработать многие технологические процессы. такие как, например, окисление или галоиднрование углеводородов. В середине 1930-х гг.
в работах в области химической кинетики, выполненных М. Поляни. М.Г. Эвансом и Г. Эйрннгом, была создана теория абсолютных скоростей реакций, включающая в себя понятие об активированном комнлекее (перехолном состоянии). Эта теория получила очень широкое распространение, но в 1960-х !т. Д.Ч. Полянн развил новые представления, ограничивающие положения об образовании активированных комплексов. Работы Д.Ч. Поляни, Д.Р.Хершбаха и др.
способствовали Рнс.ве.Ы.Г(олянн развитию нового направления в области химической кинетики — изучению линамнки элементарных химических процессов. Из важных разделов химической термодинамики, оформившихся в ХХ столетии. слслсет отметить статистическую термодинамику, в рамках которой при описании свойств химических систем используются законы взаимодействия множества составляющих систему частиц определенного строения, а также неравновесную терляодинаиику. Создание основ последней в 1930-х — 60-х гг.
а работах Л. Онсагера и И. Пригожина было особенно важно в методологическом отношении, так как означало выход за рамки классической термодинамики и определило подходы к Рнс В И. Пригожин изучению принципиально новых систем. Так, созданный в 1960-х-1970-х гг. И. Пригожиным математический аппарат для описания так называемых диссипативных структур (возникающих в неравновесных системах, существующих только благодаря обмену с окружающей средой), позволил применять его для изучения некоторых биологических явлений. В ХХ в.
отдельным физико-химическим направлением стала электрохимия. В начале 1930-х гг. в в этой области сформировался обширный раздел, изучающий кинетику и механизм электродных процессов (имеющих, очевидно, свою специфику, так !0.2 Д~кннжения различныя ойяаеыей яаиии в ХХ в. Новые нанравления как в электрохнмической системе молекулы реагентов контактируют не друг с другом, а с электродами, и первичными продуктами реакции являются не молекулы, а ионы). Важные базовые исследования в этом направлении были сделаны И.
Хориути и М. Повяли (разработка молекулярной модели элементарного акта электрохимической реакции), а также А.Н. Фрумкиным (учение о кинетнке элементарного акта переноса электрона, включавшее в себя, в частности, установление связи скорости электродного процесса со структурой границы разлела между электродом и раствором). Из теоретических исследований в области катализа (помнмо упомянутых в гл.
9) важное значение имели работы датского физикохимика Й.Н. Бренстеда (в !929 — 1930-х гг. развил теорию кислотно-основного катализа), российского ученого А.А. Баландина (в 1929— 1930-х гг. создал основы мультнплетной теории катализа), японского химика К. Фукуи (в конце 1970-х гг. применил теорию граничных молекулярных орбиталей к различным катали- ляя реакции ыегвтезнеа тическим процессам), французского ученого И.
Шовена (в 1970-х гг. разработал принципы создания катализатора реакции метатезиса, на основе которых в 1990-х гг. американские химики Р. Шрок и Р. Граббе предложили ряд промышленно важных катализаторов этой реакции). Важным научным направлением, сформировавшимся в ХХ в. и оказавшим существенное влияние на самые разные области химической науки, стала структурная хамил (или, более узко, кристаллохнмия). В 1913— 19!5 гг. английские физики У.Г. Брэгг и У.Л. Брэгг выполнили первые исследования структур кристаллов рентгенографическим методом, что позволило получить точные представления о расположении атомов в кристаллах некоторых неорганических солей (хлоридов калия и натрия, сульфидов цинка и железа и др.).
Установление строения ионных кристаллов оказалось интересным с методологической точки зрения, поскольку это строение не соответствовало классическим представлениям о валентности (например, в кристалле хлорида натрия кюкдый атом хлора окружен шестью атомами натрия) и о молекуле вообще (молекул в обычном смысле этого слова в кристалле хлористого натрия нет). Высказывалась точка зрения, что для кристаллов понятие о химической молекуле теряет силу.
Впоследствии, однако, было показано. что, помимо ионных, существуют и молекулярные кристаллы (их образует большинство органических веществ). В 1920 — 1921 гг. был сделан рентгеноструктурный анализ первой органической молекулы — целлюлозы (М. Поляни и др.), а в 1930-х — 1950-х гг. английский химик Д. Кроуфут-Ходжкии методом рензтеносгруктурного Глава 1О. Оообвнносми и нмндвняии раввинам химин в ХХ в. анализа определила структуру ряда сложных биологически активных органических молекул (инсулина, холестерина, пенициллина, витамина Вп).
Пространственное расположение атомов, которое большинством химиков Х1Х в. считалось непознаваемым химичев" скими методами, в ХХ в. стало возможным определять с помощью методов физических. В перспективе зта возможность «увидеть» н «измерить» молекулу привела к попыткам установления зависимостей ее фнзико-химических и биологических свойств от стереохимических особенностей ее структуры. В середине ХХ столетия были разработаны основы рентгеноструктурного анализа очень Холжкин сложных молекул, например, белков (в работах Д.
Кроуфут-Ходжкин, Д.Д. Бернала, У.Л. Брзгга и Л. Полннгв). В ХХ в. самостоятельной дисциплиной, возникшей на границе физики и химии, стала колвоидная химия — наука о днсперсном состоянии веществ с определяющим влиянием поверхностных явлений. й:;4ф~~~~ф~;.:!-",:-% Возникнув в середине Х1Х в. (в работах английского химика Т. Грэма н других ученых). к 1910-м гг. тео- ':,!'."-„:;" 'Р~,,", ретические представления этой области исследова- ',-"",'«'!.'~~~~.э~44в»,: ний эволюционировалн от идей, противопоставляющих коллоиды и кристалвоиды до концепции об универсальности коллоидного, то есть дисперсного состояния вещества.
Эта концепция стимулировала изучение тех специфических свойсгв. которые характеризуют дисперсное состояние. В 1910-х -1930-х гг. важный вклад в развитие коллоидной химии внесли Рне. 54. 1).А. Рнвннлвр австрийский физикохимик Р.А. Зигмондн (установление микрогегерогенной приролы коллоидных растворов), французский физик Ж.Б. Перрен (открытие седиментацнонного равновесия). швелский физико- химик Т. Сведберг (испольэование ультрацентрифугн для дисперсионного анализа), российский ученый П.А.
Ребиндер (открытие эффекта адсорбцнонного понижения механической прочности твердых тел— эффекта Ребиндера), а также И. Лэнгмюр (разработка теоретических вопросов устойчивости коллоидных систем, развитие прелставлений о строении мономоРне.55.и.лэнгиюр лекулярных адсорбционных слоев на поверхности жидкостей, уравнение нзотермы адсорбции) и др. Обнаружение специфики коллондной частицы позволило многим философам и историкам химии рассматривать ее как пример изученною в ) 0.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
