Том 1 (1134473), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Оствальда. Профессор Харьковского университета Бекетов с 1865 г. читал лекции по физико-химии, издал (литографским способом) курс лекций и организовал в Харьковском университете фнзико-химическое отделение. Вслед за Бекетовым начали преподавание физической химии в других университетах России: Ф. М. Флавпцкий (Казань — 1874), В. Оствальд (!Орьев, теперь Тарту,— 1880), И. А. Каблуков (Московский университет — 1888). Признание физической химии, как самостоятельной науки и учебной дисциплины, выразилось в учреждении в Лейпцигском универси.гете (Германия) в 1887 г. первой кафедры физической химии во главе с Оствальдом и в основании там же первого научного журнала по физической химии.

В конце Х1Х века Лейпцигский университет был центром развития физической химии, а ведущими физико-химикамп являлись В. Оствальд, Вант-Гофф, Аррениус и Нернст. К этому времени определились трп основ- Э 2. Краткий очерк истории развития физической калии 15 ных раздела физической химии — химическая термодинамика, химическая кинетика и электрохимия. Историю физической химии в ХХ веке нет возможности изложить в кратком очерке. Поэтому будет дана лишь общая характеристика развития физической химии в ХХ веке. Если для Х!Х века было характерно изучение свойств веществ без учета структуры и свойств молекул, а также использование термодинамики, как основного теоретического метода, то в ХХ веке на первый план выступили исследования строения молекул и кристаллов и применение новых теоретических методов.

Основываясь на крупнейших успехах физики в области строения атома и используя тсоретические методы квантовой механики и статистической механики, а также новые экспериментальные методы (рентгеновский анализ, спектроскопия, масс-спектрометрия, магнитные методы и многие другие), физики и физико-химики добилисьбольшихуспехов в изучении строения молекул и кристаллов п в познании природы химической связи и законов, управляющих ею.

Большое развитие получила химическая кипе-ика, теперь конкретно связываемая с исследованиями строения молекул и прочности связей между атомами в молекуле. Возникают и развиваются новые разделы физической химии (магнетохимия, радиационная химия, физическая химия высокополимеров, газовая электрохимия и др.). Проникновение в строение атомов и молекул и глубокое изучение их свойств дало сильнейшее оружие в борьбе за материалистическое мировоззрение, которая особенно остро происходила в начале ХХ века.

В этот период успехи термодинамики как учения о превращениях энергии и открытие радиоактивности, не укладывавшееся в рамке старых представлений о сохранении вещества, привели к значительному распространеншо среди ученых идеалистических взглядов. Так, Оствальд по существу отрицал объективное существование материи, сводя все процессы реального мира к энергетическим изменениям.

Ряд ученых проповедывал субъективный характер наших знаний об окружающем мире, которые трактовались как «удобпаяю систематика наших ошушений (эмпириокритицизм). Глубокая и острая критика идеалистических учений в физике была дана В. И. Лениным в книге «Материализм н эмпириокритицизм» (1908). В. И. Ленин показал идеалистическую сущность взглядов Оствальда, несовместимую с единственно научным мировоззрением — диалектическим материализмом. Отрыв дни>кения от материи, отрицание материи неизбежно приводит к отрицанию объективной реальности изучаемого нами мира, к субъективному цдеализму. Введение Развитие физики и химии в ХХ веке показало глубокую правоту В. И.

Ленина, так как методами этих наук было доказано реальное существование атомов и элементарных частиц, как составных частей материального мира, а в последние годы показана изменчивость и взаимопревращаемость элементарных частиц. Как и другие науки, физическая химия и отдельные ее разделы возникли или начинали развиваться особенно быстро и успешно в те периоды, когда та или иная практическая потребность вызывала необходимость быстрого развития какой-либо отрасли промышленности, а дляэтогоразвития требовалась прочная теоретическая основа.

Так, например, развитие производства калийных удобрений для интенсификации сельского хозяйства привело к необходимости добывать калийные соли в давно известных Стасфуртских соляных месторождениях в Германии, представляющих собой залежи сложных смесей многих солей. Это в свою очередь вызвало многочисленные исследования растворимости в сложных водно-солевых системах и разработку учения о гетерогенных равновесиях (Вант-Гофф). В России и Советском Союзе те же запросы практики вызвали большое развитие экспериментальных исследований, которые привели к созданию Н. С.

Курнаковым стройного учения о физико-химическом анализе, успешно применяемом в Советском Союзе при исследовании и эксплуатации разнообразных соленых богатств нашей страны. Потребности развивающейся промышленности неорганического синтеза привели в конце Х(Х и начале ХХ века к развитию химической термодинамики и ее применениям к газовым реакциям (синтез аммиака). далеко не всегда, однако, потребности практики являются достаточным основанием для развития наук.

Для этого необходимо также, чтобы к соответствующему моменту был достигнут определенный уровень развития данной науки или смежных наук. Это обусловлено тем, что наука развивается не только под влиянием непосредственных требований практики, но и по своим внутренним специфическим законам. Поэтому общее состояние науки в какой-либо период может не обеспечивать быстрого развития ее в некоторых важных для практики направлениях. Изучение очень важных для многих отраслей техники процессов горения и взрыва долго не имело серьезной теоретической основы.

Лишь после того, как была создана квантовая теория и были достаточно развиты методы исследования строения и энергетических состояний молекул при высоких температурах (особенно неустойчивых ненасыщенных молекул и радикалов), теория горения н взрыва, как особая область химической кинетики, стала быстро развиваться. З 3 Разделы фттзическоат симии Методы исследоаания !7 Важнейшей для химической и нефтеперерабатывающей промышленностей, для производства пластических масс, а также для других практических задач является проблема подбора эффективных катализаторов химических реакций.

Однако она, несмотря на многолетние усилия целой армии исследователей, не получила до сих пор прочного теоретического фундамента в виде теории гетерогенного катализа. Это связано с тем, что изучение молекулярного взаимодействия в поверхностных слоях и разработка теории этого взаимодействия до сих пор не достигли успехов, которые обеспечивали бы серьезное развитие теории катализа. Лишь в последние десятилетия в этой области достигнуты известные частные успехи. К важнейшим проблемам науки, развитие которых является необходимым условием технического прогресса, относится исследование химических процессов; физической химии принадлежит ведущая роль в развитии этой научной проблемы. 2 3.

Разделы физической химии. Методы исследования Классификация наук основана на классификации форм движения материи и их взаимосвязи и различии. Поэтому для того, чтобы наметить границы физической химии с рядом разделов физики н химии, следует рассмотреть связь и различие между химической и физической формами движения. Для химической формы движения, т. е. для химического процесса, характерно изменение числа и расположения атомов в молекуле реагирующих веществ.

Среди многих физических форм движения (электромагнитное поле, движение и превращения элементарных частиц, физика атомных ядер и др.) особенно тесную связь с химическими процессами имеет внутримолекулярная форма движения (колебания в молекуле, ее электронное возбуждение и ионизация). Простейший химический процесс — элементарный акт термической диссоциации молекулы имеет место при нарастании интенсивности (амплитуды и энергии) колебаний в молекуле, особенно колебаний ядер вдоль валентной связи между ними.

Достижение известной критической величины энергии колебаний по направлению определенной связи в молекуле приводит к разрыву этой связи и днссоциации молекулы на две части. Более сложные реакции с участием нескольких (обычно двух) молекул можно рассматривать как соединение двух молекул при нх столкновении в непрочный и короткоживущий комплекс (так называемый активный комплекс) и быстро наступающее разрушение этого комплекса на новые молекулы, так как этот комплекс при внутренних колебаниях оказывается неустойчивым по определенным связям.

2 — 1573 18 Ваедеиие Таким образом, элементарный химический акт является особой, критической точкой колебательного движения молекул. 1)оследнее само по себе не может считаться химическим движением, однако оно является основой для первичных химических процессов. Для химического превращения значительных масс вещества, т. е. множества молекул, являются необходимыми столкновение молекул и обмен энергиями между ними (перенос энергии движения молекул продуктов реакции к молекулам исходных веществ путем столкновении). Таким образом реальный химический процесс тесно связан и со второй физической формой движения— хаотическим движением молекул макроскопических тел, которое часто называют тепловым движением. Выше намечены кратко и в самых общих чертах взаимные отношения хикп;ческой формы движения с двумя физическими фор.

мами движения. Очевидно имеются такие же связи химического процесса с излучением (движение электоомагнитиого поля), с ионизацней атомов и молекул (электрохимия) и т. д. Таким образом, всякое реальное движение материи сложно н едино и разделение его на отдельные формы движения относительно и условно. Поэтому и границы всякой науки, отделяющие ее от других наук, всегда в значительной мере условны. Тем более трудно определить границы между такой наукой, как физическая химия, которая находится между физикой и химией, и различными разделами физики и химии.

Эти границы могут быть проведены лишь приблизительно. Так же обстоит дело с подразделением физической химии на отдельные основные разделы (нередко рассматриваемые как отдельные науки), перечисление и краткая характеристика которых приводятся ниже. Строен не вещества. Этот раздел включает в себя строение атомов, строение молекул и учение об агрегатных состояниях. Учение о строении атомов имеет большее отношение к физике, чем к физической химии. Этоучеиие является основой для изучения строения молекул. В учении остроенпи молекул исследуются геометрия молекул, внутримолекулярные движения и силы, связывающие атомы в молекуле. В экспериментальных исследованиях строения молекул наибольшее применение получил метод молекулярной спектроскопии (включая радиоспектроскоппю), широко используются также электрические, рентгенографические, магнитные и другие методы.

В учении об агрегатных состояниях рассматриваются взаимодайгтвия моле1еин в г»зих жидиостят и илисталлах а также свойства веществ в различных агрегатных состояниях. Этот й а Разделы физааескаЛ химии. Методы иааледазаиаз 19 очень важный для физической химин раздел науки может считаться частью физики (молекулярная физика).

Характеристики

Список файлов книги