Миронов В.В. Современные философские проблемы естественных_ технических и социогуманитарных наук (2006) (1184475), страница 53
Текст из файла (страница 53)
К воде относят соединения НОО и ОзО, где 13 — изотоп водорода, дейтерий. Соединение, состоящее из двух атомов дейтерия и одного атома кислорода, называют тяжелой водой. Известный российский химик Н.Д. Зелинский писал в 1934 г. по поводу открытия тяжелой воды; «Кто бы мог подумать, что в природе существует еще другая вода, о которой мы до прошлого года ничего не знали, вода, которую в весьма небольшом количестве мы ежедневно вводим в свой организм вместе с питьевой водой.
Однако небольшое количество этой новой воды, потребляемое человеком в течение жизни, составляет уже порядок величины, с которой нельзя не считаться»1. Кроме тяжелой воды известна также сверхтяжелая вода — Т10, где Т вЂ” тритий. Существует также тяжелокислородная вода: в нее входят тяжелые изотопы 'тО и шО, а не обычный кислород гбО.
Надо также учитывать, что «формула НзО дает лишь состав воды, но не определяет ее структурную специфику Согласно закону постоянства состава, состав — необходимая характеристика индивидуального вещества, называемого химическим соединением... Микроструктура воды не описана еще полностью. Ясно, однако, что мы имеем здесь дело с огромным многообразием. Любой данный образец чистой воды обнаруживает различные ~ Зелииский Н4» Собр. трулоа. М., 1960. Т 4. С. 559.
191 2.3. Философские проблемы химии микроструктурные характеристики... если его испытывают на химическую идентичность... меняя условия, как это предусмотрено у Оствальда'. Образцы воды в растворах обнаруживают также различные микроструктуры, даже когда выдерхсивается одна и та же температура и одно и тоже давление»2. Да, вода — это Н20. Но что такое жидкая вода? Уже В. Ренчтен в 1892 г. публикует статью «Строение жидкой воды», ставшую важным этапом в понимании фазовых состояний этого вещества. Он исходит из того, что смесь молекул льда (Н20)п и мономерных молекул Н20 наилучшим образом объясняет свойства воды. В представлениях У. Брега Н20 соответствует водяному пару, в жидком состоянии вода состоит из групп, имеюших четыре, пять или шесть кислородных атомов.
Для льда характерны шестичленные кольца бензольного типа. Структурные исследования воды продолжаются и сейчас. Обычно в философской литературе химические примеры используются, чтобы пояснить важное для философов понятие естественного вила. Злесь же, наоборот, понятие естественного вида используется, чтобы пояснить специфику химии. Для этой науки типичны понятия, выражающие естественные виды, 2.3.2. Концептуальные системы химии и их зволсоцил Что понимается под «онцептуальными системами Итак, выше в общих чертах было объяснено, что изучает химия, каков предмет этой науки. Более конкретную характеристику того„ что изучает химия, дает, однако, настоящий раздел; в нем речь пойдет о четырех относительно замкнутых системных понятиях, составляющих современную химическую теорию. Эти системы были названы концептуальными системами химииз по аналогии с концептуальными системами физики, рассмотренными В. Гейзенбергома.
Это следующие системы: 1) учение о химических элементах и составе вещества (сюда относятся периодическая система элементов Д.И. Менделеева и связанные с ней обобшения, концепции соединений постоянного и переменного состава, теория валентности), 2) структурная химия (учение о строении орга- ' В. Оствальд писал в 1904 г., что возможность фазового преврагдения без изменения свойств исходной и новой фазы является наиболее сугдественным показателем химической индивидуальности, при этом Оствальд пользовался методом фракционной дистнлляции.
2 неебйам Р. тле 01зсотегу глас %асег и н20 П! псегпас!опас бшб!еа сп сле РМ1озорлу ог бе!енсе. Чо!. 16, ЛЛ 3. 2002. Р. 223. 3 Сма Кузнекал В.И., Печенкин А.А. Концептуадьные системы химии. Структурные и кинетические теории П Вопросы философии. 1971. ЬЬ 1; Кузнеяоа а.И. Диалектика развития химии. От истории к теории развития химии. М., 1973; Печенкин А.А. Взаимолействие физики н химии.
М., 1986. 4 Сма Гейзенберг В Физика н философия. М., 1963. С. 68 — 83. 192 2. Философские проблемы естеспюзнания нических и неорганических соединений, координационная теория, кристаллохимия и т.д,), 3) учение о химическом процессе (кинетика и теория катализа) и 4) химия самоорганизации (концепция диссипативных систем И. Пригожина, теория реакции Белоусова — Жаботинского, эволюционный катализ, учение о химической эволюции). Концептуальные системы последовательно формировались в ходе исторического развития химии. Хотя периодический закон был установлен Д.И.
Менделеевым в 1869 г., учение о химических элементах в целом сложилось в начале Х1Х в. В первой половине Х1Х в. обозначились две концепции химического состава — концепция дальтонидов и концепция бертоллидов. В начале второй половины Х1Х в. формируется структурная химия, и учение о химических элементах развивается в контексте структурных представлений.
Решающие события в становлении химической кинетики произошли в последней трети Х1Х в. И наконец, химия самоорганизации заявила о себе в 1970-х гг. Каждая новая коггцептуальггая система не отменяла н не поглощала предыдущую, а, так сказать, надстраивалась над ней. Формирование концептуальных систем химии может быть выражено следующей категориальной схемой: самоорганизация Каждый треугольник этой схемы символизирует построение новой концептуальной системы. Верхний треугольник показывает, как возникла структурная химия в русле развития учения о химических элементах'. Горизонтальная линия «состав — свойство» вЂ” это квинтэссенция того, к чему пришло учение о химических элементах в первой половине З Этот треугольник был заимствован В.И.
Кузнецовым и А.А. Печенкиным из статей Б.М. Келрова и ГВ. Быкова. Смл Тседрав блн'. Общий хол познания вещества 22' Вопросы философии. ! 965. № 4; Ьмков Г Д Доструктурные теории органической химии в России ГГ' Трупы Института истории естествознания и техники АН СССР. М., 195К 193 2.3.
Философские проблсмы химии Х1Х в, Объяснение свойств, исходя из состава, стало центральной проблемой химии. Но как объяснить, исходя из состава, свойства изомеров и иолимеровз? Этот вопрос возник в органической химии в середине Х1Х в., и он привел к выходу на авансцену понятия структуры. Структурная органическая химия сформировалась в трудах Ф.А. Кекуле (1829— 1869), А С. Купера (183!†!892) и А М. Бутлерова (1828 в 1886). Ог структурной химии к учению о процессе Средний треугольник приведенной выше схемы символизирует формирование кинетических теорий. Он указывает, что кинетика химических систем стала изучаться с целью объяснения функций этих систем, их реакционных способностей; подобно тому как состав химического вещества не всегда может объяснить его свойства и для этого объяснения требуется по- ~ итие структуры, структура вещества не всегда может объяснить его функцию, реакционную способность, и лля этого объяснения требуется изучение организации, кинетики той реакционной системы, в которую включено данное веществен Остановимся на упомянутых понятиях.
Под свойствами вещества подразумеваются характеристики, взакрепленные» за данным веществом, его пвег, запах, кислотность, горючесть, канцерогенность и тд. Разумеется, свойства проявляются во взаимолействии с другими объектами. Но это «стандартные» взаимодействия, которые неявно входят в содержание понятия «свойство». Реакционная способность — более содержательная характеристика вещества.
Она характеризуется не только перечнелз свойств вгяпества, но и способов его реагирования, скоростями возможных реакций, их конечными и промежуточными продуктами. Если свойство вещества вьпекаст из его струкзурьк т.е. детерминируется наличием в веществе ~ ех или иных элементов и порядком связей атомов этих элементов в химическую частицу, то по-иному обстоит дело с реакционной способностью данного вещества. Вообще говоря, эта характеристика вещества не может быть выведена из структуры этого вещества. Чтобы обьяснить реакционную способность, надо вникнуть в природу соответствующего химического процесса, раскрыть организацию реакционной системы, в которой протекает данный процесс, т.е, изучить ход реакции, его зависимость от характеристик сореагента, от условий реакции, от показателей того сосуда, н котором происходит реакция, от скорости перемешивания и т.д.
Структура системы — это совокупность ее элементов и порядок связей между ними. Организация системы — более емкая ее характеристи- ' Изомсрами называются всшсства, молскулы которых состоят из атомов одних и тсх лс химичсских элементов, но соединенных в ра.ыичном порядка; полимерами — всшсстяа, образованные сосдинсн нам малых тождественных части н.
ко за 194 2. ФилосоФские проблемы естествознания ка, уместная, когда эта система одарена внутренней динамикой. Раскрыть организацию системы значит раскрыть, кроме структуры этой системы, ее «программуа, т.е. выяснить схему ее реагирования в ответ на изменение ее граничных условий.
Выше было отмечено, что структурные теории возникли в химии в начале второй половины Х1Х в. Химическая кинетика (теория химического процесса) сложилась в итоге следующего этапа развития химии, этапа, частично совпавшего с этапом формирования структурных теорий. Начало химической кинетики обычно датируется 1880-ми гс В эти годы появились фундаментальные труды Вант-Гоффа и С. Аррениуса, в которых закон действия масс, открытый, как известно, Гульдбергом и Вааге, превратился в рабочий инструмент химических исследований, были установлены понятия «элементарный акт», «порядок и механизм химической реакции», прослежена зависимость константы скорости от температуры и выдвинуто понятие энергии активации. Но взгляд на химическую кинетику как на новое направление в теоретико-химических исследованиях возникает лишь в 30-х гг. ХХ в., когда создается теория элементарного акта химической реакции и, что самое главное, учение о сложных химических реакциях, состояших из множества последовательных, параллельных и конкурирующих элементарных стадий.
В 1930-х гг. Н.Н. Семенов, один из создателей теории цепных реакций (а цепные реакции — характерный пример сложных химических процессов), поставил задачу «повторить путь химии... в кинетическом аспекте>', те. провести работу по классификации и систематизации химических реакций, подобную той работе, которая была проведена раньше с химическими соединениями. В 1940-х гг. Л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
