สถานที่แห่งเคมีในภาพทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ของโลก แนวคิดเรื่องเอกภาพของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสสารและภาพทางเคมีของโลก - นามธรรม

ประวัติศาสตร์เคมี: การเล่นแร่แปรธาตุ; ระยะเวลาของการรวมเคมี (iatrochemistry, เคมีนิวแมติก, ทฤษฎี phlogiston และฝ่ายตรงข้าม, ระยะเวลาของกฎเชิงปริมาณ (เคมีอะตอม)); โครงสร้างความรู้ทางเคมีสมัยใหม่

สสารและองค์ประกอบ ระบบเคมี. พลังงานของกระบวนการทางเคมี พันธะกายภาพและปฏิกิริยาเคมี แนวทางการจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ตารางธาตุโดย D. Mendeleev

เคมีของโลก: ธรณีเคมี เคมีแห่งชีวิต: ชีวเคมี.

การประยุกต์ความรู้ทางเคมีในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม การแพทย์

หน่วยที่ 3 วิทยาศาสตร์สัตว์ป่า

หัวข้อที่ 6. ลักษณะเฉพาะของวัตถุทางชีวภาพและปัญหาการกำเนิดของชีวิต

ความเฉพาะเจาะจงของธรรมชาติที่มีชีวิต แนวคิดเรื่องความวุ่นวายและความเป็นระเบียบ ความสามัคคีของการมีชีวิตและการไม่มีชีวิต ขอบเขตของชีวิต ปรากฏการณ์แห่งชีวิตและการตีความ

แนวทางการระบุลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต: สารตั้งต้น พลังงาน ข้อมูล แนวทางการกำหนดชีวิต: การมีคุณลักษณะเชิงเดียว, การมีคุณลักษณะหลายแบบ

ความจำเพาะและโครงสร้างของความรู้ทางชีววิทยา งานของชีววิทยาสมัยใหม่: การแก้ปัญหาการเกิดขึ้นของวัตถุทางชีววิทยา, การจัดระเบียบสิ่งมีชีวิตอย่างเป็นระบบ, วิวัฒนาการของวัตถุทางชีววิทยา

ความสำคัญเชิงระเบียบวิธีของหลักการประวัติศาสตร์นิยมในการแก้ปัญหาต้นกำเนิดของชีวิต การคาดการณ์ทางประวัติศาสตร์

วิวัฒนาการแนวคิดเรื่องกำเนิดสิ่งมีชีวิต การเกิดทางชีวภาพและการเกิดใหม่ แนวคิดเรื่องการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติ การทดลองโดยแอล. ปาสเตอร์ แนวคิดของแพนสเปิร์เมียและวิวัฒนาการ (S. Arrhenius, V.I. Vernadsky, Hoaldane, Crick) แนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

หัวข้อที่ 7 ธรรมชาติที่เป็นระบบของสิ่งมีชีวิตและปัญหาการพัฒนาของโลกอินทรีย์

หลักความสม่ำเสมอในการศึกษาสิ่งมีชีวิต การโต้เถียงเกี่ยวกับแนวโน้มกลไกและแนวโน้มทางชีวะทางชีววิทยา คุณสมบัติของระบบสิ่งมีชีวิต: วิวัฒนาการ ความหงุดหงิด ความพร้อมใช้งานและการใช้ข้อมูล การปกครองตนเอง ฯลฯ

เกณฑ์การระบุระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ความเป็นระเบียบเรียบร้อยของวัตถุทางชีววิทยา: เชิงพื้นที่ เชิงหน้าที่ เชิงเวลา ระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ เซลล์และส่วนประกอบ สิ่งมีชีวิตและคุณสมบัติของมัน สปีชีส์, biogeocenosis

ที่มาของแนวความคิดในการพัฒนาธรรมชาติที่มีชีวิตในปรัชญาธรรมชาติโบราณ การเปลี่ยนแปลงที่ไร้เดียงสา ลัทธิเนรมิต การจัดระบบวัสดุจากพฤกษศาสตร์และสัตววิทยา การจำแนกอนุกรมวิธานครั้งแรก

หลักคำสอนวิวัฒนาการของ Charles Darwin และการอนุมัติแนวคิดการพัฒนาทางชีววิทยา พลังขับเคลื่อนและปัจจัยแห่งวิวัฒนาการ แนวคิดเรื่อง "พันธุกรรม" "ความแปรปรวน" "การคัดเลือกโดยธรรมชาติ" การศึกษาเชิงทดลองปัจจัยส่วนบุคคลของวิวัฒนาการ พันธุศาสตร์และวิวัฒนาการ ทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์

ปัญหาในการระบุหน่วยวิวัฒนาการเชิงระบบ: แนวทางที่มีสิ่งมีชีวิตเป็นศูนย์กลางและประชากร สายวิวัฒนาการและวิวัฒนาการ ปัญหาในการจัดการกระบวนการวิวัฒนาการ

หัวข้อที่ 8 ปัญหาต้นกำเนิดและสาระสำคัญของกระบวนการในอุดมคติ

แนวคิดและคุณสมบัติของระบบไซเบอร์เนติกส์ ขั้นตอนหลักของกระบวนการเซฟาไลเซชัน ภาพสะท้อนขั้นสูงของความเป็นจริง ความหงุดหงิด ความอ่อนไหว จิตใจ

คุณสมบัติของการสะท้อนทางจิตของความเป็นจริง: ความเด็ดเดี่ยว, ความซื่อสัตย์, ความเป็นส่วนตัว, ความเป็นกลาง, การเลือกสรร, ประสบการณ์, การควบคุม

สติและโครงสร้างของมัน ความแตกต่างระหว่างจิตสำนึกของมนุษย์และจิตใจของสัตว์

สไลด์ 2

คำถาม

1. เคมีเป็นวิทยาศาสตร์ 2. การเล่นแร่แปรธาตุเป็นยุคก่อนประวัติศาสตร์เคมี 3. วิวัฒนาการ วิทยาศาสตร์เคมี- 4. แนวคิดของ D. I. Mendeleev และ A. M. Butlerov 5. เคมีมานุษยวิทยาและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

สไลด์ 3

มาจากคำภาษาอียิปต์ว่า "เฮมิ" ซึ่งหมายถึงอียิปต์และ "ดำ" ด้วย นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์แปลคำนี้ว่า "ศิลปะอียิปต์" เคมี หมายถึง ศิลปะในการผลิตสารที่จำเป็น รวมถึงศิลปะการเปลี่ยนโลหะธรรมดาให้เป็นทองคำและเงินหรือโลหะผสม

สไลด์ 4

คำว่า "เคมี" มาจากคำภาษากรีก "คีมอส" ซึ่งสามารถแปลได้ว่า "น้ำพืช" "เคมี" หมายถึง "ศิลปะของการสกัดน้ำผลไม้" แต่น้ำผลไม้ที่เป็นปัญหาอาจเป็นโลหะหลอมเหลวได้เช่นกัน เคมีอาจหมายถึง "ศิลปะแห่งโลหะวิทยา"

สไลด์ 5

เคมีเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่ศึกษาคุณสมบัติของสสารและการเปลี่ยนแปลงของพวกมัน

ปัญหาหลักของเคมีคือการได้สารที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ เคมีอินทรีย์อนินทรีย์ศึกษาคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบอย่างง่าย ได้แก่ ด่าง กรด เกลือ ศึกษาสารประกอบเชิงซ้อนที่มีคาร์บอนเป็นหลัก - โพลีเมอร์ รวมถึงสารประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ก๊าซ แอลกอฮอล์ ไขมัน น้ำตาล

สไลด์ 6

ช่วงเวลาหลักของการพัฒนาเคมี

1. ช่วงเวลาแห่งการเล่นแร่แปรธาตุ - ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงศตวรรษที่ 16 ค.ศ. โดดเด่นด้วยการค้นหาศิลาอาถรรพ์ น้ำอมฤตแห่งความมีอายุยืนยาว และอัลคาเฮสต์ (ตัวทำละลายสากล) 2. ช่วงเวลาระหว่างพุทธศตวรรษที่ 16 - 18 ทฤษฎีของพาราเซลซัส, ทฤษฎีของก๊าซของ Boyle, Cavendish และอื่น ๆ , ทฤษฎีของ phlogiston ของ G. Stahl และทฤษฎีองค์ประกอบทางเคมีของ Lavoisier ถูกสร้างขึ้น เคมีประยุกต์ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาโลหะวิทยา การผลิตแก้วและพอร์ซเลน ศิลปะของการกลั่นของเหลว ฯลฯ ถึง ปลายศตวรรษที่ 18ศตวรรษ เคมีมีความเข้มแข็งในฐานะวิทยาศาสตร์ที่ไม่ขึ้นอยู่กับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่นๆ

สไลด์ 7

3. หกสิบคนแรก ปีที่ XIXศตวรรษ. โดดเด่นด้วยการเกิดขึ้นและการพัฒนาของทฤษฎีอะตอมของดาลตัน, ทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลของ Avogadro และการก่อตัวของแนวคิดพื้นฐานของเคมี: อะตอม, โมเลกุล ฯลฯ 4. จากยุค 60 ของศตวรรษที่ 19 จนถึงปัจจุบัน การจำแนกองค์ประกอบเป็นระยะ ทฤษฎีสารประกอบอะโรมาติกและสเตอริโอเคมี ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ของสสาร ฯลฯ ได้รับการพัฒนา กลุ่มส่วนประกอบทางเคมีได้ขยายออกไป เช่น ไม่ เคมีอินทรีย์, เคมีอินทรีย์ , เคมีฟิสิกส์ , เคมีเภสัช , เคมี ผลิตภัณฑ์อาหาร, เคมีเกษตร, ธรณีเคมี, ชีวเคมี ฯลฯ

สไลด์ 8

การเล่นแร่แปรธาตุ

"การเล่นแร่แปรธาตุ" เป็นของอาหรับ คำภาษากรีกซึ่งเข้าใจว่าเป็น “น้ำพืช” 3 ประเภท: กรีก-อียิปต์, อาหรับ, ยุโรปตะวันตก

สไลด์ 9

แหล่งกำเนิดของการเล่นแร่แปรธาตุคืออียิปต์

ทฤษฎีปรัชญาของ Empedocles เกี่ยวกับองค์ประกอบทั้งสี่ของโลก (น้ำ อากาศ ดิน ไฟ) ตามที่กล่าวไว้ สสารต่าง ๆ บนโลกแตกต่างกันเพียงในลักษณะของการรวมกันขององค์ประกอบเหล่านี้ องค์ประกอบทั้งสี่นี้สามารถผสมให้เป็นสารเนื้อเดียวกันได้ การค้นหาศิลาอาถรรพ์ถือเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดของการเล่นแร่แปรธาตุ ปรับปรุงกระบวนการกลั่นทองคำด้วยการใช้ถ้วย (การทำความร้อนแร่ที่อุดมด้วยทองคำด้วยตะกั่วและไนเตรต) การแยกเงินโดยการผสมแร่กับตะกั่ว โลหะวิทยาของโลหะธรรมดาได้รับการพัฒนา ทราบกระบวนการผลิตสารปรอทแล้ว

สไลด์ 10

การเล่นแร่แปรธาตุภาษาอาหรับ

“เขมี” ใน “อัล-เคมี” จาบีร์ บิน คัยยัม บรรยายถึงแอมโมเนีย ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในการเตรียมตะกั่วขาว วิธีการกลั่นน้ำส้มสายชูเพื่อให้ได้กรดอะซิติก โลหะพื้นฐานทั้งเจ็ดนั้นเกิดจากส่วนผสมของปรอทและกำมะถัน และ

สไลด์ 11

การเล่นแร่แปรธาตุยุโรปตะวันตก

พระโดมินิกัน Albert von Bolstedt (1193-1280) - อัลเบิร์ตมหาราชบรรยายโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติของสารหนูแสดงความเห็นว่าโลหะประกอบด้วยปรอท ซัลเฟอร์ สารหนู และแอมโมเนีย

สไลด์ 12

นักปรัชญาชาวอังกฤษแห่งศตวรรษที่ 12 – โรเจอร์ เบคอน (ประมาณ ค.ศ. 1214 - หลังปี 1294) ผู้ประดิษฐ์ดินปืนที่เป็นไปได้ เขียนเกี่ยวกับการสูญพันธุ์ของสารโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ เขียนเกี่ยวกับความสามารถของดินประสิวในการระเบิดด้วยการเผาถ่านหิน

สไลด์ 13

แพทย์ชาวสเปน Arnaldo de Villanova (1240-1313) และ Raymond Lullia (1235-1313) ความพยายามที่จะได้รับศิลาและทองคำของปราชญ์ (ไม่สำเร็จ) ผลิตโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต นักเล่นแร่แปรธาตุชาวอิตาลีพระคาร์ดินัล Giovanni Fidanza (1121-1274) - Bonaventura ได้รับสารละลายแอมโมเนียในกรดไนตริก นักเล่นแร่แปรธาตุที่โดดเด่นที่สุดคือชาวสเปนซึ่งอาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 14 - Geber อธิบายกรดซัลฟิวริกอธิบายว่ากรดไนตริกเกิดขึ้นได้อย่างไรสังเกตคุณสมบัติของน้ำกัดทองที่ส่งผลต่อทองคำซึ่งจนถึงตอนนั้นถือว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง

สไลด์ 14

Vasily Valentin (ศตวรรษที่ 14) ค้นพบซัลฟิวริกอีเทอร์ กรดไฮโดรคลอริก สารประกอบสารหนูและพลวงหลายชนิด อธิบายวิธีการรับพลวงและการใช้ทางการแพทย์

สไลด์ 15

Theophrastus von Hohenheim (Paracelsus) (1493-1541) ผู้ก่อตั้ง iatrochemistry - เคมียา ประสบความสำเร็จในการต่อสู้กับซิฟิลิส เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่พัฒนายาเพื่อต่อสู้กับความผิดปกติทางจิต และได้รับการยกย่องในการค้นพบอีเทอร์

ดูสไลด์ทั้งหมด

บรรยายครั้งที่ 10.ระบบเคมี.

1. ปัญหาหลักของวิชาเคมี ระบบแนวคิดทางเคมี

2. หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสสาร การแก้ปัญหาธาตุเคมีและสารประกอบเคมี ตารางธาตุ

3. เคมีโครงสร้าง

4. เคมีจลนศาสตร์

5. เคมีเชิงวิวัฒนาการ

ปัญหาหลักของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ ระบบแนวคิดทางเคมี D.I. Mendeleev เรียกเคมีว่า "ศาสตร์แห่งองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบของมัน" ในหนังสือเรียนบางเล่มเคมีถูกกำหนดให้เป็น "วิทยาศาสตร์ของสารและการเปลี่ยนแปลงของพวกมัน" ในเล่มอื่น ๆ - เป็น "วิทยาศาสตร์ที่ศึกษากระบวนการของการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพของสาร" เป็นต้น คำจำกัดความทั้งหมดนี้ดีในแบบของตัวเอง แต่ไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่า เคมีไม่ได้เป็นเพียงการรวบรวมความรู้เกี่ยวกับสารต่างๆ แต่เป็นระบบความรู้ที่มีลำดับและมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องซึ่งมีวัตถุประสงค์ทางสังคมที่แน่นอนและมีตำแหน่งเหนือกว่าวิทยาศาสตร์อื่นๆ

ประวัติศาสตร์ทั้งหมดของการพัฒนาเคมีเป็นกระบวนการทางธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงวิธีการในการแก้ปัญหาหลัก ความรู้ทางเคมีทั้งหมดที่ได้รับมาเป็นเวลาหลายศตวรรษนั้นด้อยกว่าความรู้ด้านเดียว ภารกิจหลักของวิชาเคมี - งานให้ได้สารที่มีคุณสมบัติที่จำเป็น.

ดังนั้น, ปัญหาพื้นฐานของเคมีสองง่าม- นี้:

1. การได้มาซึ่งสารที่มีคุณสมบัติที่กำหนดถือเป็นงานด้านการผลิต

2. การระบุวิธีการควบคุมคุณสมบัติของสารเป็นภารกิจของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

เมื่อวิทยาศาสตร์พัฒนาขึ้น แนวคิดเกี่ยวกับการจัดระเบียบของสสาร องค์ประกอบของสาร และโครงสร้างของโมเลกุลก็เปลี่ยนไป ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีก็ได้รับมา ซึ่งแน่นอนว่าได้เปลี่ยนแปลงทั้งวิธีการสังเคราะห์สารประกอบใหม่และวิธีการอย่างรุนแรง ของการศึกษาคุณสมบัติของตน มีเพียงเท่านั้น สี่วิธีในการแก้ปัญหานี้ ซึ่งสัมพันธ์กันประการแรกด้วยการมีอยู่ของปัจจัยทางธรรมชาติหลักสี่ประการเท่านั้นซึ่งคุณสมบัติของสารที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับ:

1. องค์ประกอบของสาร (ประถมศึกษา, โมเลกุล)

2. โครงสร้างของโมเลกุล

3. สภาวะทางอุณหพลศาสตร์และจลน์ของปฏิกิริยาเคมีในระหว่างที่ได้รับสารนี้

4. ระดับของการจัดระเบียบของสสาร

การปรากฏตามลำดับของครั้งแรกครั้งแรกจากนั้นครั้งที่สองที่สามและในที่สุดวิธีที่สี่ในการแก้ปัญหาหลักของเคมีนำไปสู่การปรากฏตัวตามลำดับและการอยู่ร่วมกันของการพัฒนาความรู้ทางเคมีสี่ระดับหรือตามที่เป็นอยู่ตอนนี้ โดยทั่วไปเรียกว่าสี่ ระบบแนวคิด , ตั้งอยู่ในความสัมพันธ์แบบลำดับชั้นเช่น การอยู่ใต้บังคับบัญชา ในระบบเคมีทั้งหมด พวกมันเป็นระบบย่อย เช่นเดียวกับที่เคมีเองก็เป็นระบบย่อยของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั้งหมดโดยรวม การมีอยู่เพียงสี่วิธีในการแก้ปัญหาพื้นฐานของเคมีสะท้อนให้เห็นในการแบ่งระบบเคมีออกเป็นสี่ระบบย่อย

ดังนั้นในการพัฒนาเคมีจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่เป็นการเกิดขึ้นของระบบแนวคิดที่เป็นธรรมชาติอย่างเคร่งครัดและสอดคล้องกัน ยิ่งไปกว่านั้น แต่ละระบบที่เกิดขึ้นใหม่ไม่ได้ปฏิเสธระบบก่อนหน้านี้ แต่ในทางกลับกัน อาศัยระบบนั้นและรวมไว้ในรูปแบบที่เปลี่ยนแปลงแล้ว

โดยสรุป เราสามารถให้คำจำกัดความต่อไปนี้: ระบบเคมี -ความสมบูรณ์ที่เป็นหนึ่งเดียวของความรู้ทางเคมีทั้งหมดที่ปรากฏและมีอยู่ไม่แยกจากกัน แต่ในการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิด เสริมซึ่งกันและกันและรวมเข้ากับระบบแนวคิดของความรู้ทางเคมีที่อยู่ในลำดับชั้นของความสัมพันธ์.

ในแต่ละขั้นตอนทางประวัติศาสตร์ทั้งสี่ขั้นตอนของการดึงความรู้ทางเคมีออกมา ปัญหาของตัวเองก็เกิดขึ้นซึ่งจำเป็นต้องมีการแก้ไข

ขั้นตอนแรกของการพัฒนาเคมี - ศตวรรษที่ 17: หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสสารปัญหาหลักที่นักวิทยาศาสตร์เผชิญในระยะแรก - ระยะนั้น ศึกษาองค์ประกอบของสสาร :

1. ปัญหาองค์ประกอบทางเคมี

2. ปัญหาสารประกอบเคมี

3. ปัญหาการสร้างวัสดุใหม่ที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่เพิ่งค้นพบ

วิธีแก้ไขปัญหาอย่างได้ผล ต้นทางคุณสมบัติของสสารปรากฏในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โรเบิร์ต บอยล์- งานวิจัยของเขาแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติและคุณสมบัติของวัตถุนั้นไม่ได้สมบูรณ์และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางวัตถุที่ใช้ประกอบวัตถุเหล่านี้

บอยล์มีส่วนช่วยแก้ปัญหาพื้นฐานของเคมีโดยการสร้างความสัมพันธ์:

องค์ประกอบของสาร ---------> คุณสมบัติของสาร

วิธีการนี้เป็นการวางรากฐานสำหรับหลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสารซึ่งก็คือ ระดับแรก ความรู้ทางเคมีทางวิทยาศาสตร์ - จนกระทั่งช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 การศึกษาองค์ประกอบของสารแสดงถึงเคมีทั้งหมดในยุคนั้น

การแก้ปัญหาองค์ประกอบทางเคมีรากฐานทางประวัติศาสตร์ของการแก้ปัญหานี้มีมาตั้งแต่สมัยโบราณ ใน กรีกโบราณทฤษฎีอะตอมมิกแรกเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกเกิดขึ้นและตรงกันข้ามกับแนวคิดเกี่ยวกับองค์ประกอบต่างๆ คุณสมบัติและองค์ประกอบ - คุณสมบัติต่อมาได้รับจากคำสอนเท็จของนักเล่นแร่แปรธาตุ

อาร์.บอยล์วางรากฐานสำหรับแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีว่าเป็นวัตถุที่ "เรียบง่าย" หรือเป็นขีดจำกัดของการสลายตัวทางเคมีของสาร นักเคมีที่พยายามจะได้ "สารธรรมดา" ใช้วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในขณะนั้นนั่นคือการเผา สารที่ซับซ้อน- การเผาทำให้เกิดขนาดซึ่งถูกเข้าใจผิดว่าเป็นองค์ประกอบใหม่ ดังนั้นโลหะ - เหล็กจึงถูกมองว่าเป็นวัตถุที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องและ "วัตถุไร้น้ำหนัก" ที่เป็นสากล - โฟลจิสตัน (phlogistos - กรีกสว่าง) ทฤษฎีโฟลจิสตัน (เท็จโดยเนื้อแท้) เป็นทฤษฎีเคมีทางวิทยาศาสตร์ทฤษฎีแรกและเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการวิจัยมากมาย

ในปี ค.ศ. 1680-1760 แม่นยำ วิธีการวิเคราะห์เชิงปริมาณ สารต่างๆ และในทางกลับกัน ก็มีส่วนช่วยในการค้นพบองค์ประกอบทางเคมีที่แท้จริง ในเวลานี้พวกเขาเปิดอยู่ ฟอสฟอรัส โคบอลต์ นิกเกิล ไฮโดรเจน ฟลูออรีน ไนโตรเจน คลอรีน และแมงกานีส .

ในปี พ.ศ. 2315-2319 เปิดพร้อมกันในสวีเดน อังกฤษ และฝรั่งเศส ออกซิเจน - ในฝรั่งเศส ผู้ค้นพบมันเป็นนักเคมีที่น่าทึ่ง อัล. ลาวัวซิเยร์(1743-1794) เขากำหนดบทบาทของออกซิเจนในการก่อตัวของกรด ออกไซด์ และน้ำ หักล้างทฤษฎีโฟลจิสตันและสร้างขึ้นโดยพื้นฐาน ทฤษฎีใหม่เคมี. นอกจากนี้เขายังพยายามครั้งแรกในการจัดระบบองค์ประกอบทางเคมีซึ่งต่อมาได้รับการแก้ไขโดย D.I.

กฎหมายเป็นระยะและระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมี D.I. เมนเดเลเยฟ.นักเคมีชาวรัสเซีย D.I. Mendeleev ค้นพบสิ่งนี้ในปี พ.ศ. 2412 ทำให้เกิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติเพราะว่า ไม่เพียงสร้างความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของแต่ละองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังสร้างความสัมพันธ์ร่วมกันระหว่างองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดด้วย กลุ่มและอนุกรมของระบบคาบได้กลายเป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้ในการระบุตระกูลขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง

เอ็น. บี! การประยุกต์ใช้กฎหมายเป็นระยะครั้งแรกในทางปฏิบัติคือการแก้ไขความจุและน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบบางอย่างซึ่งยอมรับค่าที่ไม่ถูกต้องในเวลานั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้ใช้กับอินเดียม ซีเรียม และธาตุหายากอื่นๆ เช่น ทอเรียม ยูเรเนียม

หลักการพื้นฐานที่เมนเดเลเยฟใช้สร้างโต๊ะของเขาคือการจัดวางองค์ประกอบต่างๆ ตามลำดับน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น จากความจุและคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ เมนเดเลเยฟได้จัดธาตุทั้งหมดออกเป็น 8 กลุ่ม ซึ่งแต่ละธาตุมีธาตุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน

สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีขององค์ประกอบเป็นระยะนั้นอยู่ที่ช่วงเวลาของโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม .

เอ็น. บี! ในตอนต้นของแต่ละคาบ เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะอยู่ที่ระดับย่อย s ของระดับพลังงานที่สอดคล้องกันในอะตอม จากนั้นในช่วงเวลาเล็กๆ ระดับย่อย s และ p จะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน และในช่วงเวลาขนาดใหญ่ ระดับย่อย d ก็จะถูกเติมเต็มด้วย นอกจากนี้ ในช่วง VI และ VII ยังสังเกตการเติม f-sublevels อะตอมของก๊าซมีตระกูลประกอบด้วยอิเล็กตรอนชั้นนอกในระดับย่อย s และ p ที่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์เสมอ ดังนั้นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยที่เหมือนกันของตารางธาตุจึงมีลักษณะโครงสร้างที่คล้ายกันของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของอะตอมที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนคือรัศมีอะตอมและไอออนิกที่มีประสิทธิผล ปรากฎว่าพวกมันเปลี่ยนแปลงเป็นระยะขึ้นอยู่กับเลขอะตอมขององค์ประกอบ สำหรับองค์ประกอบที่มีคาบเดียวกัน เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมจะลดลงในขั้นแรก จากนั้นจึงเพิ่มขึ้นเมื่อสิ้นสุดคาบ คุณสมบัติทางกายภาพที่ผิดปกตินี้มีคำอธิบายง่ายๆ โดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมที่อยู่ในช่วงเวลาเดียวกัน: มันเป็นเรื่องของไฟฟ้าสถิต.

แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือตารางธาตุไม่เพียงแต่อธิบายคุณสมบัติทางกายภาพขององค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังอธิบายให้สอดคล้องกันด้วย คุณสมบัติทางเคมี- หลักการสำคัญของตารางก็คือว่า ความจุ องค์ประกอบทางเคมีถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอก(อิเล็กตรอนเหล่านี้เรียกว่า - เวเลนซ์อิเล็กตรอน ).

บทบาทที่สำคัญของกฎเป็นระยะคือสร้างความเชื่อมโยงระหว่างโครงสร้างของอะตอมและอิทธิพลของโครงสร้างนี้ต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีขององค์ประกอบ

การแก้ปัญหาสารประกอบเคมีการแก้ปัญหานี้เริ่มต้นขึ้นด้วยผลงานของนักเคมีชาวฝรั่งเศส เจ. พราวท์ซึ่งในปี ค.ศ. 1801-1808 ติดตั้งแล้ว กฎความคงตัวขององค์ประกอบ , ตามที่ สารประกอบเคมีแต่ละชนิดมีองค์ประกอบที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดและไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งของส่วนประกอบที่เป็นส่วนประกอบ (อะตอม) จึงแตกต่างจากของผสม

ชาวอังกฤษให้เหตุผลทางทฤษฎีสำหรับกฎของพราวด์ เจ. ดาลตันซึ่งเป็นผู้เขียนกฎพื้นฐานอีกฉบับหนึ่งในหลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสาร - กฎของหลายอัตราส่วน - เขาแสดงให้เห็นว่าสารทุกชนิดประกอบด้วยโมเลกุล และโมเลกุลทั้งหมดก็ประกอบด้วยอะตอม และส่วนประกอบของสารใดๆ ก็จินตนาการได้ว่าเป็นสูตรง่ายๆ เช่น AB, AB2, A2 B3 เป็นต้น โดยมีสัญลักษณ์อยู่ A และ B หมายถึงชื่อของอะตอมทั้งสองที่ประกอบเป็นโมเลกุล ตามกฎการเทียบเท่านี้ "ส่วนประกอบของโมเลกุล" - อะตอม A และ B - สามารถถูกแทนที่ด้วยอะตอมอื่น - C และ D ได้ตัวอย่างเช่นตามปฏิกิริยา:

AB + C --> AC + B หรือ

A2B3 + 3D ---> A2D3 + 3B

กฎของดาลตันว่าด้วยอัตราส่วนพหุคูณ (1803) อ่านว่า: หากองค์ประกอบหนึ่งจำนวนหนึ่งรวมกับองค์ประกอบอื่นในอัตราส่วนน้ำหนักหลายอัตราส่วน จำนวนองค์ประกอบที่สองจะสัมพันธ์กันเป็นจำนวนเต็ม

ทฤษฎีโมเลกุลของโครงสร้างของสสารช่วยให้เราสามารถพิจารณากระบวนการที่เกิดขึ้นในเฟสก๊าซได้ใหม่ และก่อให้เกิดวิทยาศาสตร์ใหม่ที่เป็นจุดตัดระหว่างเคมีและฟิสิกส์ - ฟิสิกส์โมเลกุล . การค้นพบนี้เป็นความรู้สึกที่แท้จริง กฎของอาโวกาโดรในปี ค.ศ. 1811 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี อมาเดโอ อาโวกาโดร(พ.ศ. 2319-2399) ได้สถาปนาขึ้นว่า เหมือนกัน สภาพร่างกาย(ความดันและอุณหภูมิ) ก๊าซต่าง ๆ มีปริมาตรเท่ากัน จำนวนเท่ากันโมเลกุล- กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่หมายถึงสิ่งนั้น โมเลกุลกรัม ก๊าซใดๆ ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันจะมีปริมาตรเท่ากัน

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาทางเคมีและการศึกษาสารประกอบที่เพิ่มขึ้นทำให้นักเคมีเกิดแนวคิดที่ว่า ควบคู่ไปกับสารที่มี องค์ประกอบบางอย่าง นอกจากนี้ยังมีการเชื่อมต่อ องค์ประกอบตัวแปร - และนี่คือเหตุผลของการแก้ไขแนวคิดเกี่ยวกับโมเลกุลโดยรวม โมเลกุลเช่นเมื่อก่อนยังคงถูกเรียกว่าอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่สามารถกำหนดคุณสมบัติและมีอยู่ได้อย่างอิสระ แต่ตอนนี้ระบบกลไกควอนตัมที่ผิดปกติเช่นไอออนิกอะตอมและโลหะเริ่มถูกจำแนกเป็นโมเลกุล คริสตัลเดี่ยว และยัง โพลีเมอร์ เกิดจากพันธะไฮโดรเจน

จากการประยุกต์วิธีการทางกายภาพในการศึกษาเรื่องต่างๆ พบว่าคุณสมบัติของวัตถุที่แท้จริงนั้นไม่ได้ถูกกำหนดมากนักโดยที่องค์ประกอบของสารประกอบเคมีจะคงที่หรือไม่ แต่ค่อนข้างจะ ลักษณะทางกายภาพของเคมี, เช่น. ธรรมชาติของแรงเหล่านั้นที่ทำให้อะตอมหลายอะตอมรวมตัวกันเป็นโมเลกุลเดียว ตอนนี้อยู่ภายใต้ สารประกอบเคมี เข้าใจ สารบางชนิดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่หนึ่งองค์ประกอบขึ้นไปซึ่งอะตอมเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันจึงถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นอนุภาคที่มีโครงสร้างที่มั่นคง - โมเลกุลเชิงซ้อน ผลึกเดี่ยวหรือมวลรวมอื่นๆ นี่เป็นแนวคิดที่กว้างกว่าแนวคิดเรื่อง "สารเชิงซ้อน" อันที่จริงทุกคนรู้จักสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยองค์ประกอบไม่ต่างกัน แต่มีองค์ประกอบเหมือนกัน ได้แก่โมเลกุลของไฮโดรเจน ออกซิเจน คลอรีน กราไฟท์ เพชร ฯลฯ

ตำแหน่งพิเศษในชุดอนุภาคโมเลกุลถูกครอบครองโดย โมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเมอร์ . ประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างที่ทำซ้ำจำนวนมากที่เชื่อมโยงทางเคมีเข้าด้วยกันเป็นหน่วยเดียว - ชิ้นส่วนของโมเลกุลโมโนเมอร์ มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน

ภาวะแทรกซ้อนเพิ่มเติมขององค์กรทางเคมีของสสารเป็นไปตามเส้นทางของการก่อตัวของชุดอนุภาคอะตอมและโมเลกุลที่มีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นที่เรียกว่า โมเลกุล บริษัทร่วมและหน่วยงาน เช่นเดียวกับการผสมผสานของพวกเขา ในระหว่างการก่อตัวของมวลรวม สถานะของเฟสของระบบจะเปลี่ยนไป ซึ่งจะไม่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของผู้ร่วมงาน เอฟ สถานะพื้นฐาน -เป็นสภาวะทางกายภาพพื้นฐานที่สสารใดๆ ก็สามารถดำรงอยู่ได้(ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง)

ปัญหาในการสร้างวัสดุใหม่. ธรรมชาติได้กระจายทรัพยากรวัตถุไปทั่วโลกอย่างไม่เห็นแก่ตัว แต่นี่เป็นรูปแบบแปลกๆ ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ ปรากฎว่าผู้คนส่วนใหญ่ในกิจกรรมของพวกเขาใช้สารเหล่านั้นซึ่งมีปริมาณสำรองในธรรมชาติมีจำกัด

ดังนั้นนักเคมีในปัจจุบันจึงต้องเผชิญกับภารกิจ 3 ประการ:

1. นำแนวปฏิบัติในการใช้องค์ประกอบทางเคมีในการผลิตให้สอดคล้องกับทรัพยากรธรรมชาติที่มีอยู่จริง

2. การทดแทนโลหะด้วยเซรามิกประเภทต่างๆอย่างสม่ำเสมอ

3. การขยายการผลิตสารประกอบออร์กาโนอิลิเมนต์จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สารประกอบออร์กาโนเอลิเมนต์ ฉัน-เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีทั้งองค์ประกอบอินทรีย์ (คาร์บอน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ออกซิเจน) และอนุพันธ์ขององค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ จำนวนหนึ่ง: ซิลิคอน ฟลูออรีน แมกนีเซียม แคลเซียม สังกะสี โซเดียม ลิเธียม ฯลฯ

โดยเสนอให้เน้นการเพิ่มการใช้ในการผลิตธาตุต่างๆ เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม แคลเซียม และซิลิคอน ในธรรมชาติองค์ประกอบเหล่านี้พบได้ค่อนข้างบ่อยและการสกัดออกมาก็ไม่ยาก นอกจากนี้การใช้สารเหล่านี้ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบทางธรรมชาติที่พบมากที่สุดจะช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมจากของเสียซึ่งเป็นปัญหาที่ทุกคนสัมผัสได้อย่างรุนแรงในปัจจุบัน

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการเปลี่ยนโลหะด้วยเซรามิกนั้นเกิดจากการที่การผลิตเซรามิกทำได้ง่ายกว่าและประหยัดกว่าและนอกจากนี้ในบางอุตสาหกรรมก็ไม่สามารถแทนที่ด้วยโลหะได้ นักเคมีได้เรียนรู้ที่จะผลิตเซรามิกที่ทนไฟ ทนความร้อน ทนสารเคมี มีความแข็งสูง รวมถึงเซรามิกสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้า เมื่อเร็วๆ นี้ คุณสมบัติอันน่าทึ่งของผลิตภัณฑ์เซรามิกบางชนิดได้ถูกค้นพบว่ามีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง เช่น ความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของไนโตรเจน การค้นพบคุณสมบัติทางกายภาพอันเป็นเอกลักษณ์นี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการทำงานของนักเคมีเพื่อสร้างเซรามิกใหม่โดยใช้สารเชิงซ้อนที่มีแบเรียม แลนทานัม และทองแดง รวมอยู่ในคอมเพล็กซ์เดียว

เคมีของวัสดุออร์กาโนเอลิเมนต์โดยใช้ซิลิคอน (เคมีออร์กาโนซิลิกอน) เป็นรากฐานของการสร้างการผลิตโพลีเมอร์หลายชนิดที่มีคุณสมบัติที่มีคุณค่าและไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการบินและพลังงาน และสารประกอบออร์กาโนฟลูออรีนมีความเสถียรเป็นพิเศษ (แม้ในกรดและด่าง) และมีฤทธิ์ที่พื้นผิวเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงสามารถขนส่งออกซิเจนได้เหมือนโมเลกุลฮีโมโกลบิน! สารประกอบออร์กาโนฟลูออรีนถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในทางการแพทย์เพื่อสร้างสารเคลือบทุกชนิด ฯลฯ

การแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติที่นักเคมีต้องเผชิญในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สารใหม่และการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารเหล่านั้น ดังนั้นเมื่อหลายปีก่อนปัญหาองค์ประกอบของสารยังคงมีความเกี่ยวข้องในวิชาเคมี

ขั้นตอนที่สองในการพัฒนาเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ - ศตวรรษที่ 19: เคมีโครงสร้าง

ในปี พ.ศ. 2363 - 2373 ขั้นตอนการผลิตด้วยเทคโนโลยีแบบแมนนวลถูกแทนที่ด้วยขั้นตอนของโรงงาน เครื่องจักรใหม่ปรากฏขึ้นในการผลิต และความจำเป็นที่จะต้องค้นหาวัตถุดิบใหม่เพื่อใช้ในอุตสาหกรรม การผลิตสารเคมีเริ่มถูกครอบงำโดยการแปรรูปสารจากพืชและสัตว์จำนวนมากซึ่งความหลากหลายเชิงคุณภาพนั้นยอดเยี่ยมมากอย่างน่าอัศจรรย์และมีองค์ประกอบที่สม่ำเสมอ: คาร์บอน, ไฮโดรเจน, ออกซิเจน, ซัลเฟอร์, ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส ซึ่งหมายความว่าคุณสมบัติของสารนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบเท่านั้น - นักเคมีสรุป

นักเคมีพบว่าคุณสมบัติของสารและความหลากหลายเชิงคุณภาพนั้น ไม่ได้ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังพิจารณาจากโครงสร้างของโมเลกุลด้วย ถ้า ความรู้องค์ประกอบของสาร ตอบคำถามว่าโมเลกุลของสารที่กำหนดประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีใด, ที่ ความรู้โครงสร้างของสสาร ให้แนวคิดเกี่ยวกับการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของอะตอมในโมเลกุลนี้เอง

ในเวลาเดียวกัน เป็นที่แน่ชัดว่าไม่ใช่ทุกอะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุลของสารที่กำหนดจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับอะตอมของโมเลกุลอื่นได้ดีพอๆ กัน แต่ละโมเลกุลสามารถแบ่งตามเงื่อนไขออกเป็นหลายส่วนที่เรียกว่าบล็อกเชิงฟังก์ชันหรือปฏิกิริยา ซึ่งรวมถึงกลุ่มของอะตอม เฉพาะอะตอมเดี่ยว หรือแม้แต่พันธะเคมีแต่ละตัว แต่ละโครงสร้างเหล่านี้มีความสามารถเฉพาะตัวในการเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีเช่น ของเขาปฏิกิริยา .

การพัฒนาความรู้ทางเคมีระดับที่สองได้รับชื่อทั่วไป เคมีโครงสร้าง ความสำเร็จหลักของขั้นตอนนี้อาจเรียกว่าการสร้างการเชื่อมโยงระหว่างโครงสร้างของโมเลกุลและกิจกรรมการทำงานของสารประกอบ:

โครงสร้างโมเลกุล ---> ฟังก์ชัน (ปฏิกิริยา)

ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลจึงได้ถ่ายทอดวิชาเคมีไปสู่การพัฒนาความรู้ทางเคมีในระดับที่สองและมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีจากส่วนใหญ่ วิเคราะห์ วิทยาศาสตร์ต่อวิทยาศาสตร์ สังเคราะห์ - ก็มีเช่นกัน เทคโนโลยีอินทรีย์ ซึ่งไม่เคยมีมาก่อน

วิวัฒนาการแนวคิดเรื่อง “โครงสร้าง” ในวิชาเคมีตามทฤษฎีที่ยกมา เจ. ดาลตันสารเคมีใด ๆ คือกลุ่มของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ได้แก่ ประกอบด้วยอะตอมจำนวนหนึ่งขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่ง สอง หรือสามองค์ประกอบ ทฤษฎีโครงสร้างของสสารของเจ. ดาลตันตอบคำถาม: คุณจะแยกแยะสารแต่ละชนิดออกจากสารผสมได้อย่างไร?แต่ไม่ได้ตอบคำถามอื่น ๆ อีกมากมาย: อะตอมรวมกันเป็นโมเลกุลได้อย่างไร มีลำดับใดในการจัดเรียงอะตอมในโมเลกุล หรือพวกมันรวมตัวกันอย่างบังเอิญโดยบังเอิญ?

นักเคมีชาวสวีเดนพยายามตอบคำถามเหล่านี้ และฉัน เบอร์เซลิอุสซึ่งมีชีวิตอยู่ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 I. Ya. Berzelius เชื่อว่าโมเลกุลไม่ใช่การสะสมของอะตอมอย่างง่าย ๆ แต่เป็นโครงสร้างอะตอมที่เรียงลำดับกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยแรงไฟฟ้าสถิต เขาเสนออันใหม่ให้ แบบจำลองอะตอม ในรูปแบบ ไดโพลไฟฟ้า - และฉัน แบร์เซลิอุสตั้งสมมติฐานไว้ว่า อะตอมทั้งหมดขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่างกัน และจัดเรียงพวกมันเป็นแถวเมื่อเพิ่มขึ้น.

เอ็น. บี! และฉัน Berzelius ขึ้นอยู่กับการกำหนดเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของสารหลายชนิดและการค้นหาระดับประถมศึกษา ปริมาณสารสัมพันธ์ รูปแบบตลอดจนศึกษาการสลายตัวของสารเชิงซ้อนในสารละลายภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าฉันถามคำถาม: อะไรส่งผลต่อเครื่องหมายและขนาดของประจุไฟฟ้าของสารชนิดใดชนิดหนึ่ง? เหตุใดจึงมีสารอิเล็กโทรบวกและอิเล็กโทรเนกาติวิตี? อะไรคือความแตกต่างในโครงสร้างของโมเลกุลของกรดและด่างหรือด่างและเกลือที่เป็นกลาง?

ในปี ค.ศ. 1840 ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ซี. เจอราร์ดแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของ I. Ya. Berzelius ไม่ถูกต้องในทุกกรณี: มีสารจำนวนมากที่โมเลกุลไม่สามารถสลายตัวเป็นอะตอมเดี่ยว ๆ ภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าได้พวกมันเป็นตัวแทนเหมือนเดิม ทั้งระบบและเพียงเท่านี้ ระบบอะตอมที่แบ่งแยกไม่ได้ซึ่งเชื่อมต่อถึงกันซี. เจอราร์ดแนะนำให้โทรมา โมเลกุล - ทรงพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับประเภทของสารประกอบอินทรีย์

ในปี พ.ศ. 2400 นักเคมีชาวเยอรมัน อ.เกคูเลตีพิมพ์ข้อสังเกตของเขาเกี่ยวกับคุณสมบัติของธาตุแต่ละชนิดที่สามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในสารประกอบจำนวนหนึ่งได้ เขาได้ข้อสรุปว่าบางอะตอมสามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนได้สามอะตอม ในขณะที่บางอะตอมสามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนได้เพียงสองอะตอมหรืออะตอมเดียวเท่านั้น A. Kekule ยังระบุอีกว่า “คาร์บอนหนึ่งอะตอม... เทียบเท่ากับไฮโดรเจนสี่อะตอม” สิ่งเหล่านี้เป็นหลักการพื้นฐาน ทฤษฎีความจุของสาร .

A. Kekule นำคำศัพท์ทางเคมีใหม่มาใช้ ความสัมพันธ์ ซึ่งแสดงถึงจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถแทนที่องค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดได้ พระองค์ทรงกำหนดความสัมพันธ์สาม สอง หรือหนึ่งหน่วยให้กับองค์ประกอบทั้งหมดตามลำดับ ในเวลาเดียวกัน คาร์บอนอยู่ในตำแหน่งที่ผิดปกติ อะตอมของมันมีหน่วยความสัมพันธ์สี่หน่วย นักวิทยาศาสตร์เรียกจำนวนหน่วยความสัมพันธ์ที่มีอยู่ในองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดความจุของอะตอม .

เมื่ออะตอมรวมกันเป็นโมเลกุล หน่วยความสัมพันธ์อิสระจะปิดลง

แนวคิด โครงสร้างโมเลกุล ด้วยมืออันเบาของ A. Kekule สิ่งสำคัญคือการสร้างโครงร่างสูตรเชิงมองเห็นซึ่งทำหน้าที่เป็นแนวทางให้กับนักเคมีในการทำงานจริง ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้เฉพาะเจาะจงว่าควรใช้สารตั้งต้นชนิดใดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เคมีที่จำเป็น

เอ็น. บี! อย่างไรก็ตาม แผนการของ A. Kekule ไม่สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้เสมอไป: ปฏิกิริยาที่มีความคิดดี (หรือคิดค้น) ไม่ต้องการดำเนินการตามโครงการที่สวยงาม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแผนผังสูตรไม่ได้คำนึงถึงปฏิกิริยาของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างกัน

ทฤษฎีนี้เป็นคำตอบสำหรับคำถามที่น่ากังวลสำหรับนักเคมีเชิงปฏิบัติ โครงสร้างทางเคมีนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย อเล็กซานเดอร์ มิคาอิโลวิช บุตเลรอฟ Butlerov เช่นเดียวกับ Kekule ยอมรับว่าการก่อตัวของโมเลกุลจากอะตอมเกิดขึ้นเนื่องจากการปิดหน่วยความสัมพันธ์อิสระ แต่ในขณะเดียวกันเขาก็ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของ "ด้วยความตึงเครียดพลังงานที่มากหรือน้อย (ความสัมพันธ์นี้) จะผูกสารเข้าด้วยกัน "

ทฤษฎีของ A. M. Butlerov กลายเป็นแนวทางสำหรับนักเคมีในกิจกรรมภาคปฏิบัติ ต่อมาพบการยืนยันและเหตุผลทางกายภาพในกลศาสตร์ควอนตัม

พันธะเคมี. พันธะเคมีคือปฏิกิริยาระหว่างอะตอมของธาตุ ทำให้เกิดการรวมตัวกันเป็นโมเลกุลและผลึก

ประเภทของพันธะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพของอนุภาคอะตอม - โมเลกุลซึ่งกันและกัน ทฤษฎีพื้นฐานของพันธะเคมีถูกสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20 โดยนักเคมีชาวอเมริกัน ลินัส พอลลิง.

ในปัจจุบัน แนวคิดเรื่อง “พันธะเคมี” มีวงกว้างมากขึ้น . ตอนนี้อยู่ภายใต้ พันธะเคมี เข้าใจเช่นนั้น ประเภทของปฏิสัมพันธ์ที่ไม่เพียงแต่ระหว่างแต่ละอะตอมเท่านั้น แต่บางครั้งระหว่างอนุภาคอะตอม-โมเลกุล ซึ่งเกิดจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนของพวกมัน- ซึ่งหมายความว่าการแบ่งปันอิเล็กตรอนโดยการโต้ตอบกับอนุภาคอาจแตกต่างกันไปภายในขอบเขตที่กว้าง มี พันธะโควาเลนต์ (มีขั้ว ไม่มีขั้ว) พันธะไฮโดรเจนและไอออนิก (ไอออนิก-โควาเลนต์) รวมถึงพันธะโลหะ.

พันธะไอออนิกเกิดขึ้นเมื่อรวมเข้าเป็นโมเลกุลเดียว อะตอมตัวหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนจากเปลือกนอก (ไอออนบวก) และอีกอะตอมหนึ่งได้รับพวกมัน (ประจุลบ) ไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันจะถูกดึงดูดเข้าหากัน ก่อให้เกิดพันธะอันแข็งแกร่ง สารประกอบไอออนิกมักเป็นสารแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูงมาก (เกลือ ด่าง เช่น เกลือแกง)

พันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นจากคู่อิเล็กตรอนที่อยู่คู่อะตอมพร้อมๆ กัน ทำให้เกิดเป็นโมเลกุลของสาร เนื่องจากโมเลกุลดังกล่าวถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยแรงที่อ่อนแอ พวกมันจึงไม่เสถียรและมีอยู่ในรูปของเหลวหรือก๊าซที่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ (ออกซิเจน บิวเทน)

พันธะไฮโดรเจนเกิดจากการโพลาไรเซชันของพันธะโควาเลนต์เมื่ออิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันอยู่ที่อะตอมของธาตุที่เกิดพันธะกับอะตอมไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ เป็นผลให้อะตอมดังกล่าวได้รับประจุลบเล็กน้อย ซึ่งทำให้สารประกอบที่มีพันธะไฮโดรเจนแข็งแกร่งกว่าสารประกอบโควาเลนต์อื่นๆ (น้ำ)

พันธะโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่อย่างอิสระของอิเล็กตรอนในเปลือกนอกของอะตอมของโลหะ- อะตอมในโลหะถูกจัดเรียงเป็นแถวเรียงกันอย่างแม่นยำ โดยยึดไว้ด้วยกันด้วยสนามอิเล็กทรอนิกส์

ขอบคุณการพัฒนาแนวคิดเชิงโครงสร้างในปี พ.ศ. 2403-2423 คำนี้ปรากฏในวิชาเคมี การสังเคราะห์สารอินทรีย์ ซึ่งหมายถึงไม่เพียงแต่การกระทำเพื่อให้ได้สารอินทรีย์ใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดด้วย ซึ่งได้รับการตั้งชื่อในทางตรงกันข้ามกับความหลงใหลทั่วไปในการวิเคราะห์สารธรรมชาติ

ดังนั้นภายใต้ ความจุของอนุภาคอะตอม เข้าใจพวกเขา คุณสมบัติของการทำปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งเป็นการวัดเชิงปริมาณคือจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่คู่อิเล็กตรอนเดี่ยวและวงโคจรว่างที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมีความจุของอนุภาคอะตอมไม่ใช่ค่าคงที่และอาจแปรผันจากเอกภาพไปจนถึงค่าสูงสุดที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคคู่และสภาวะการก่อตัวของสารประกอบทางเคมี

ภายใต้แนวคิด โครงสร้าง เข้าใจ ความเป็นระเบียบเรียบร้อยที่มั่นคงของระบบที่ไม่เปลี่ยนแปลงในเชิงคุณภาพ

ภายใต้ โครงสร้างโมเลกุล เข้าใจ การรวมกันของอะตอมจำนวนจำกัดที่มีการจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอในอวกาศและเชื่อมต่อถึงกันด้วยพันธะเคมีโดยใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอน- โครงสร้างโมเลกุลแบ่งออกเป็น อะตอม (เรขาคณิต) และ อิเล็กทรอนิกส์ .

ตอนแรกประมาณ โครงสร้างอะตอม ควรจะเข้าใจ กลุ่มที่เสถียรของนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ นิวเคลียสซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งกันและกัน

ขั้นตอนที่สามในการพัฒนาเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ - ครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20: การศึกษากระบวนการทางเคมี - เคมีจลน์

ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีและในเวลานี้ เคมีกลายเป็นวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่และไม่เกี่ยวกับสสารมากนัก แต่ยังเป็นวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับกระบวนการและกลไกของการเปลี่ยนแปลงของสารด้วย

การพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน พลังงาน และเครื่องมือต่างๆ ในช่วงต้นศตวรรษนี้ จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงคุณภาพสูงสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ ยางความแข็งแรงสูงพิเศษสำหรับยางรถยนต์ พลาสติกเพื่อลดน้ำหนัก โพลีเมอร์และเซมิคอนดักเตอร์ทุกชนิด - ทั้งหมดนี้ต้องผลิตในปริมาณมาก แต่อนิจจาการพัฒนาทักษะทางเคมีไม่ตรงกับความต้องการในการผลิต

ความจริงก็คือปฏิกิริยาเคมีนั้นเป็นสิ่งที่ค่อนข้างไม่แน่นอน ปฏิกิริยาของสารระหว่างปฏิกิริยาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสาร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ การรวมกันของอะตอมหนึ่งชุดจะต้องถูกทำลาย และอีกชุดหนึ่งจะต้องถูกสร้างขึ้น ต้องใช้พลังงานเพื่อทำลายการเชื่อมต่อเก่า การก่อตัวของสารประกอบใหม่มักจะมาพร้อมกับการปล่อยพลังงาน

ปฏิกิริยาเคมีอธิบายได้ด้วยสมการกฎการอนุรักษ์สสาร - ตามกฎหมายนี้ มวลรวมของสารที่เกิดปฏิกิริยาจะต้องสอดคล้องกับมวลของสารที่เกิดขึ้นทุกประการ ในการคำนวณมวล หน่วยการนับที่ใช้คือ โมล ซึ่งมีจำนวนอนุภาคเท่ากัน (6 10 23, เลขอาโวกาโดร)

หลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี วิธีการควบคุมกระบวนการทางเคมีการศึกษากระบวนการทางเคมีเป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่มีการแทรกซึมของฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยาที่ลึกที่สุด หลักคำสอนนี้มีพื้นฐานมาจาก อุณหพลศาสตร์เคมีและจลนศาสตร์ ดังนั้นการสอนเกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีทั้งหมดนี้จึงใช้ได้กับทั้งเคมีและฟิสิกส์อย่างเท่าเทียมกัน

มีปัญหามากมายที่ต้องแก้ไขเกี่ยวกับการสร้างหลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี คำอธิบายโดยละเอียดสามารถพบได้ในตำราเรียนสมัยใหม่ทุกเล่มที่ เคมีกายภาพ- แต่บางที ปัญหาพื้นฐานที่สุดประการหนึ่งก็คืองานสร้างวิธีการที่ทำให้สามารถควบคุมกระบวนการทางเคมีได้

ในตัวมาก มุมมองทั่วไปวิธีการควบคุมทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: อุณหพลศาสตร์และจลน์ศาสตร์ กลุ่มแรก - วิธีทางอุณหพลศาสตร์ - นี้ วิธีการที่ส่งผลต่อการกระจัด สมดุลเคมีปฏิกิริยา- กลุ่มที่สอง - วิธีจลนศาสตร์ -เหล่านี้เป็นวิธีการที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

ในปี พ.ศ. 2427 หนังสือของนักเคมีชาวดัตช์ผู้มีชื่อเสียงคนหนึ่งได้ปรากฏตัวขึ้น เจ. แวนท์ ฮอฟฟ์ซึ่งเขายืนยันกฎที่กำหนดการพึ่งพาทิศทางของปฏิกิริยาเคมีต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยา ในปีเดียวกันนั้นนักเคมีชาวฝรั่งเศส อ. เลอ ชาเตลิเยร์ได้สร้างชื่อเสียงให้กับพระองค์ หลักสมดุลเคลื่อนที่ โดยจัดเตรียมวิธีการต่างๆ ให้กับนักเคมีเพื่อเปลี่ยนสมดุลไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา คันควบคุมหลักในกรณีนี้คือ อุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นสารที่ทำปฏิกิริยา นั่นคือเหตุผลที่วิธีการจัดการเหล่านี้ได้รับชื่อ - อุณหพลศาสตร์ .

ให้เราจำไว้ว่าปฏิกิริยาเคมีใดๆ ก็ตามสามารถย้อนกลับได้ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาเช่น:

เอบี+ซีดี<=>เอซี+บีดี

การย้อนกลับของปฏิกิริยา ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับความสมดุลระหว่างปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับ ในทางปฏิบัติ ความสมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเคลื่อนไปสู่การเพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา AC และ BD จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของสาร AB และ CD หรือเปลี่ยนอุณหภูมิหรือความดัน

แต่ อุณหพลศาสตร์ วิธีการ อนุญาตให้ควบคุมเท่านั้น ทิศทางปฏิกิริยา ไม่ใช่ความเร็ว การควบคุมความเร็วปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ วิทยาศาสตร์พิเศษเกี่ยวข้องกับ - จลนพลศาสตร์เคมี - อัตราของปฏิกิริยาเคมีอาจได้รับอิทธิพลจากหลายสิ่งหลายอย่าง แม้กระทั่งจากผนังของถังที่เกิดปฏิกิริยาก็ตาม

วิธีที่สามในการแก้ปัญหาหลักโดยคำนึงถึงความซับซ้อนของการจัดระเบียบกระบวนการทางเคมีและการรับรองประสิทธิภาพที่ยอมรับได้ในเชิงเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการเหล่านี้ในเครื่องปฏิกรณ์เคมีสามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพต่อไปนี้:

การจัดองค์กรทางเคมี ---> ผลผลิต

กระบวนการในเครื่องปฏิกรณ์ เครื่องปฏิกรณ์

การเร่งปฏิกิริยาและเคมีของสภาวะสุดขั้วในปี พ.ศ. 2355 นักวิชาการชาวรัสเซีย เคเอส เคียร์ชอฟมีการค้นพบปรากฏการณ์หนึ่ง การเร่งปฏิกิริยาทางเคมี .การเร่งปฏิกิริยาเป็นวิธีการทั่วไปและแพร่หลายที่สุดในการทำปฏิกิริยาเคมี โดยมีลักษณะเฉพาะคือการกระตุ้นโมเลกุลรีเอเจนต์เมื่อสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา- ในกรณีนี้มี "การผ่อนคลาย" ของพันธะเคมีในสารดั้งเดิมโดย "ดึงมันออกจากกัน" ออกเป็นส่วน ๆ ซึ่งจากนั้นจะมีปฏิกิริยาต่อกันได้ง่ายขึ้น

จลนพลศาสตร์ไม่คงที่ การพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของระบบในปี 1970 มีการค้นพบระบบเคมีจำนวนมากที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปสิ่งที่ตรงกันข้ามก็เกิดขึ้น - กระบวนการไม่เสถียรตามปกติ แต่กลายเป็น ไม่นิ่ง - มีการค้นพบหลายประเภท ปฏิกิริยาเคมีที่สั่นไหวในตัวเอง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงผลผลิตของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ เมื่อเวลาผ่านไป กล่าวอีกนัยหนึ่งผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นของปฏิกิริยาเคมีจะถูกปล่อยออกมาในปริมาณมากหรือในทางกลับกันปฏิกิริยาแทบจะไม่เกิดขึ้นหรือเปลี่ยนทิศทางด้วยซ้ำจากนั้นทั้งหมดนี้ก็เกิดขึ้นซ้ำอีกครั้ง ปรากฎว่าในหลายกรณีปริมาณสารทั้งหมดที่ได้รับในระหว่างนั้น ไม่เสถียร ปฏิกิริยาเคมียังเกินกว่าปริมาณสารที่จะถูกปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาหากเกิดขึ้น นิ่ง หรือเช่น จะมี ความเร็วคงที่ .

กำลังเรียน จลนศาสตร์ที่ไม่คงที่ เริ่มเมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่มีผลในทางปฏิบัติอยู่แล้ว ด้วยความช่วยเหลือของมัน ได้มีการศึกษากระบวนการคู่ที่มีพลังบางอย่าง เช่น กระบวนการทางเคมีดังกล่าวซึ่งมีปฏิกิริยาหลายอย่างเกิดขึ้นพร้อมกันโดยแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างกัน กระบวนการทางเคมีที่ไม่อยู่กับที่ยังถูกค้นพบในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตอีกด้วย

ขั้นตอนที่สี่ในการพัฒนาเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ - ช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20: เคมีเชิงวิวัฒนาการในปี พ.ศ. 2503 - 2522 มีวิธีการใหม่ในการแก้ปัญหาหลักของเคมีซึ่งเรียกว่า เคมีวิวัฒนาการ - วิธีการนี้ยึดหลักการใช้เงื่อนไขในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีที่นำไปสู่การปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีด้วยตนเอง ได้แก่ สู่การจัดระบบเคมีด้วยตนเอง

ดังนั้นขั้นตอนที่สี่ของการพัฒนาเคมีซึ่งยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ สร้างความเชื่อมโยงระหว่างการจัดระบบรีเอเจนต์ด้วยตนเองและพฤติกรรมของระบบนี้:

การจัดองค์กรด้วยตนเอง -----> พฤติกรรมของระบบรีเอเจนต์ ระบบรีเอเจนต์

ปัญหาวิวัฒนาการของเคมีเริ่ม เคมีวิวัฒนาการเกี่ยวข้องกับปี 1950-1960 ภายใต้ ปัญหาวิวัฒนาการ ควรจะเข้าใจ ปัญหาในการสังเคราะห์สารประกอบที่ซับซ้อนและมีการจัดระเบียบสูงใหม่โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์

ทฤษฎีวิวัฒนาการทางเคมีและกำเนิดทางชีวภาพ A.P. Rudenkoในทศวรรษที่ 1960 มีกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีบางตัวที่ปรับปรุงตัวเองในระหว่างปฏิกิริยาเคมี ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเดิมในที่สุด (เช่นเดียวกับอย่างอื่น) จะมีอายุมากขึ้นและเสื่อมสภาพลง แต่นักเคมีสามารถค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เพียงแต่ไม่แก่เท่านั้น แต่ในทางกลับกันกลับกลายเป็น "อายุน้อยกว่า" ด้วยปฏิกิริยาทางเคมีแต่ละครั้ง ทฤษฎีวิวัฒนาการทางเคมีและกำเนิดทางชีวภาพ เสนอโดย นักวิทยาศาสตร์โลกในปี 1964 โดยศาสตราจารย์ชาวรัสเซีย เอ.พี. รูเดนโก- สาระสำคัญของทฤษฎีนี้คือวิวัฒนาการทางเคมีคือ การพัฒนาระบบตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยตนเอง - ในระหว่างปฏิกิริยา การเลือกศูนย์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีกิจกรรมมากที่สุดเกิดขึ้น (กฎพื้นฐานของวิวัฒนาการทางเคมี): การเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการในตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นในทิศทางที่มีกิจกรรมสูงสุดปรากฏการพัฒนาระบบด้วยตนเองเกิดขึ้นเนื่องจากการดูดซับคงที่โดยตัวเร่งปฏิกิริยาของการไหลของพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาเคมีเอง ดังนั้น ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีพลังงานมากขึ้นจึงวิวัฒนาการไป ระบบดังกล่าวทำลายสมดุลทางเคมี และเป็นผลให้เป็นเครื่องมือในการเลือกการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่เสถียรที่สุดในตัวเร่งปฏิกิริยา

การศึกษาโครงสร้างและการทำงานของเอนไซม์ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตเป็นขั้นตอนของความรู้ทางเคมีที่จะเปิดทางให้เกิดการสร้างสรรค์เทคโนโลยีเคมีใหม่ที่เป็นพื้นฐานต่อไป

แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าเคมีในปัจจุบันยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบที่ "ห้องทดลองของสิ่งมีชีวิต" มีอยู่ แต่เส้นทางสู่อุดมคตินี้ได้ถูกสรุปไว้แล้ว ทุกวันนี้ นักเคมีได้ข้อสรุปว่าการใช้หลักการเดียวกันกับที่สร้างเคมีของสิ่งมีชีวิต ในอนาคต (โดยไม่ต้องทำซ้ำธรรมชาติอย่างแน่นอน) จะเป็นไปได้ที่จะ "สร้าง" เคมีพื้นฐานใหม่ ซึ่งเป็นการควบคุมสารเคมีแบบใหม่ กระบวนการ - เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตใดๆ นักเคมีหวังว่าจะได้ตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นใหม่ที่จะทำให้สามารถสร้าง เช่น เครื่องแปลงไฟจากแสงอาทิตย์ที่ผิดปกติได้

นักวิทยาศาสตร์มุ่งมั่นที่จะสร้างความคล้ายคลึงทางอุตสาหกรรมของกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต พวกเขาศึกษาประสบการณ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีและสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวในห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะความยากในการทำงานด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมี - เอนไซม์ คือความจริงที่ว่าพวกมันไม่เสถียรมากในระหว่างการเก็บรักษาและเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วทำให้สูญเสียกิจกรรม ดังนั้นนักเคมีจึงทำงานมาเป็นเวลานานเพื่อสร้างความคงตัวของเอนไซม์และเป็นผลให้ได้เรียนรู้ที่จะได้รับสิ่งที่เรียกว่า เอนไซม์ตรึง - นี้ เอนไซม์ที่แยกได้จากสิ่งมีชีวิตและเกาะติดกับพื้นผิวแข็งโดยการดูดซับ- ตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพดังกล่าวมีความเสถียรและเสถียรมากในปฏิกิริยาเคมีและสามารถใช้ซ้ำได้ ผู้ก่อตั้ง เคมีของระบบตรึง เป็นนักเคมีชาวรัสเซีย I. V. Berezin

ท่ามกลาง ทิศทางที่มีแนวโน้มเคมีแห่งศตวรรษที่ 21 มีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับ:

เคมีสมอง

มหภาคเคมีของโลก

เคมีที่สอดคล้องกัน

เคมีหมุนและเคมีรังสีฟิสิกส์

เคมีของสภาวะสุดโต่ง

ฟิวชั่นเย็น

ฟิสิกส์ของปฏิกิริยาเคมี

การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

หน่วยงานกลางเพื่อการศึกษา

สถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐบาลกลาง

การศึกษาวิชาชีพชั้นสูง

มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซา

ภาควิชาสัตววิทยาและนิเวศวิทยา

บทคัดย่อในหัวข้อ “ภาพเคมีของโลก. ขั้นตอนของการพัฒนา”

สมบูรณ์:

ชคูโตวา โอเลยา โอเลคอฟนา

ผู้วิจารณ์:

ปริญญาเอก ไบโอล วิทยาศาสตร์รองศาสตราจารย์ - Ilyina N.L.

1. ขั้นตอนหลักในการพัฒนาเคมี

ประวัติความเป็นมาของการศึกษาเคมีและอธิบายกระบวนการที่ซับซ้อนในการสะสมความรู้เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาคุณสมบัติและการเปลี่ยนแปลงของสาร ถือได้ว่าเป็นขอบเขตความรู้ที่เชื่อมโยงปรากฏการณ์และกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเคมีเข้ากับประวัติศาสตร์ สังคมมนุษย์- เมื่อศึกษาประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเคมีจะมีสองแนวทางที่เสริมซึ่งกันและกัน: ตามลำดับเวลาและเนื้อหาสำคัญ

ด้วยวิธีตามลำดับเวลา ประวัติศาสตร์ของเคมีมักแบ่งออกเป็นหลายยุคสมัย ควรคำนึงว่าการกำหนดช่วงเวลาของประวัติศาสตร์เคมีซึ่งค่อนข้างมีเงื่อนไขและสัมพันธ์กันนั้นค่อนข้างมีความหมายในการสอน ยิ่งไปกว่านั้น ในระยะหลัง ๆ ของการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ (ในกรณีของเคมี - จากไปแล้ว) ต้น XIXศตวรรษ) ที่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างการเบี่ยงเบนจาก ตามลำดับเวลาการนำเสนอเนื่องจากเราต้องพิจารณาการพัฒนาวิทยาศาสตร์หลักแต่ละสาขาแยกกัน

ตามกฎแล้วนักประวัติศาสตร์เคมีส่วนใหญ่ระบุขั้นตอนหลักของการพัฒนาดังต่อไปนี้:

1. ยุคก่อนการเล่นแร่แปรธาตุ: จนถึงศตวรรษที่ 3 ค.ศ

ในช่วงก่อนการเล่นแร่แปรธาตุ ความรู้ทางทฤษฎีและปฏิบัติเกี่ยวกับสสารได้รับการพัฒนาค่อนข้างเป็นอิสระจากกัน ต้นกำเนิดของคุณสมบัติของสสารได้รับการพิจารณาโดยปรัชญาธรรมชาติโบราณ การปฏิบัติจริงกับสสารถือเป็นสิทธิพิเศษของเคมีภัณฑ์

2. ยุคเล่นแร่แปรธาตุ: III - XVII ศตวรรษ

ในทางกลับกัน ยุคเล่นแร่แปรธาตุแบ่งออกเป็นสามช่วงย่อย - อเล็กซานเดรียน (กรีก - อียิปต์) การเล่นแร่แปรธาตุอาหรับและยุโรป ยุคเล่นแร่แปรธาตุเป็นช่วงเวลาแห่งการค้นหาศิลาอาถรรพ์ซึ่งถือว่าจำเป็นสำหรับการแปลงร่างของโลหะ ในช่วงเวลานี้ เคมีทดลองเกิดขึ้นและการสะสมความรู้เกี่ยวกับสสารเกิดขึ้น ทฤษฎีการเล่นแร่แปรธาตุซึ่งมีพื้นฐานมาจากแนวคิดทางปรัชญาโบราณเกี่ยวกับองค์ประกอบต่างๆ มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับโหราศาสตร์และเวทย์มนต์ นอกเหนือจาก "การทำทอง" ทางเคมีและเทคนิคแล้ว ยุคเล่นแร่แปรธาตุยังมีความโดดเด่นในด้านการสร้างระบบปรัชญาลึกลับอันเป็นเอกลักษณ์อีกด้วย

3. ระยะเวลาการก่อตัว (การรวม): XVII - XVIII ศตวรรษ

ในระหว่างการก่อตัวของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ การหาเหตุผลเข้าข้างตนเองโดยสมบูรณ์เกิดขึ้น เคมีเป็นอิสระจากมุมมองทางปรัชญาและการเล่นแร่แปรธาตุตามธรรมชาติเกี่ยวกับองค์ประกอบต่างๆ ในฐานะพาหะของคุณสมบัติบางประการ นอกเหนือจากการขยายความรู้เชิงปฏิบัติเกี่ยวกับสสารแล้ว มุมมองที่เป็นหนึ่งเดียวของกระบวนการทางเคมีก็เริ่มได้รับการพัฒนาและใช้วิธีการทดลองอย่างเต็มที่ เสร็จเรียบร้อยช่วงนี้ การปฏิวัติทางเคมีในที่สุดก็ทำให้เคมีมีลักษณะเป็นวิทยาศาสตร์อิสระ (แม้ว่าจะเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ) ซึ่งมีส่วนร่วมในการศึกษาทดลององค์ประกอบของร่างกาย

4. ระยะเวลาของกฎเชิงปริมาณ (ทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล): 1789 - 1860

ช่วงเวลาของกฎเชิงปริมาณซึ่งทำเครื่องหมายโดยการค้นพบกฎเชิงปริมาณหลักของเคมี - กฎปริมาณสัมพันธ์และการก่อตัวของทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลในที่สุดก็เสร็จสิ้นการเปลี่ยนแปลงของเคมีให้เป็นวิทยาศาสตร์ที่แน่นอนไม่เพียง แต่จากการสังเกตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวัดด้วย .

5. ยุคเคมีคลาสสิก: พ.ศ. 2403 - ปลายศตวรรษที่ 19*

ช่วงเวลาของเคมีคลาสสิกมีลักษณะเฉพาะ การพัฒนาอย่างรวดเร็ววิทยาศาสตร์: ถูกสร้างขึ้น ตารางธาตุองค์ประกอบ ทฤษฎีเวเลนซ์และโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุล สเตอริโอเคมี อุณหพลศาสตร์เคมี และจลนศาสตร์เคมี เคมีอนินทรีย์ประยุกต์และการสังเคราะห์สารอินทรีย์ประสบความสำเร็จอย่างมาก เนื่องจากความรู้ที่เพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับสสารและคุณสมบัติของมัน ความแตกต่างของเคมีจึงเริ่มต้นขึ้น - การแยกสาขาแต่ละสาขาออกไปเพื่อให้ได้มาซึ่งคุณสมบัติของวิทยาศาสตร์อิสระ

ในตำราเรียนส่วนใหญ่และ อุปกรณ์ช่วยสอนเมื่อพิจารณาถึงช่วงเวลาของประวัติศาสตร์เคมี ยุคของกฎเชิงปริมาณจะตามมาด้วยยุคสมัยใหม่ อย่างไรก็ตามตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้ สิ่งนี้ไม่ถูกต้องทั้งหมดเพราะเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 รากฐานทางทฤษฎีของเคมีมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 เป็นขั้นตอนพิเศษที่สำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาความรู้ด้านเคมี ในช่วงเวลานี้ ทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลและหลักคำสอนเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี ในที่สุดสาขาวิชาเคมีคลาสสิกก็ได้ก่อตัวขึ้น และ กฎหมายเป็นระยะมีสองระบบแนวคิดใหม่ของเคมีเกิดขึ้น - เคมีโครงสร้างและหลักคำสอนของ กระบวนการทางเคมี.

6. ยุคสมัยใหม่: ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 จนถึงปัจจุบัน

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 การปฏิวัติเกิดขึ้นในวิชาฟิสิกส์: ระบบความรู้เกี่ยวกับสสารที่ใช้กลศาสตร์ของนิวตันถูกแทนที่ด้วยทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ การสร้างความสามารถในการหารลงตัวของอะตอมและการสร้างกลศาสตร์ควอนตัมทำให้เกิดเนื้อหาใหม่ๆ ในแนวคิดพื้นฐานของเคมี ความก้าวหน้าทางฟิสิกส์เมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ทำให้สามารถเข้าใจสาเหตุของความเป็นระยะของคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารประกอบ อธิบายธรรมชาติของแรงเวเลนซ์ และสร้างทฤษฎีพันธะเคมีระหว่างอะตอม การเกิดขึ้นของพื้นฐานใหม่ วิธีการทางกายภาพการวิจัยทำให้นักเคมีได้รับโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนในการศึกษาองค์ประกอบ โครงสร้าง และปฏิกิริยาของสาร ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความสำเร็จอันยอดเยี่ยมของเคมีชีวภาพในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 - การสร้างโครงสร้างของโปรตีนและ DNA ความรู้เกี่ยวกับกลไกการทำงานของเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

2. ระบบแนวคิดทางเคมี

แนวทางที่มีความหมายในประวัติศาสตร์เคมีมีพื้นฐานมาจากการศึกษาว่ารากฐานทางทฤษฎีของวิทยาศาสตร์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของทฤษฎีตลอดการดำรงอยู่ของเคมี คำจำกัดความจึงเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา เคมีมีต้นกำเนิดมาจาก "ศิลปะในการเปลี่ยนโลหะฐานให้เป็นโลหะมีตระกูล"; Mendeleev ในปี 1882 ให้คำจำกัดความว่าเป็น “การศึกษาองค์ประกอบและสารประกอบของพวกมัน” ในทางกลับกัน คำจำกัดความจากหนังสือเรียนของโรงเรียนสมัยใหม่แตกต่างอย่างมากจากของ Mendeleev: “เคมีคือศาสตร์แห่งสสาร องค์ประกอบ โครงสร้าง คุณสมบัติ การเปลี่ยนแปลงร่วมกัน และกฎของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้”

ควรสังเกตว่าการศึกษาโครงสร้างของวิทยาศาสตร์ไม่ได้สร้างแนวคิดเกี่ยวกับวิธีการพัฒนาเคมีโดยรวมเพียงเล็กน้อย: การแบ่งเคมีออกเป็นส่วน ๆ ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปนั้นขึ้นอยู่กับหลักการที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง การแบ่งเคมีออกเป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์นั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างในสาขาวิชา (ซึ่งความแตกต่างสามารถเข้าใจได้อย่างถูกต้องโดยการพิจารณาทางประวัติศาสตร์เท่านั้น) การเลือกเคมีเชิงฟิสิกส์ขึ้นอยู่กับความใกล้ชิดกับฟิสิกส์ เคมีวิเคราะห์จะแตกต่างไปตามวิธีการวิจัยที่ใช้ โดยทั่วไป การแบ่งวิชาเคมีออกเป็นส่วนๆ ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปนั้นส่วนใหญ่เป็นการแสดงความเคารพต่อประเพณีทางประวัติศาสตร์ แต่ละส่วนตัดกับส่วนอื่นๆ ทั้งหมดในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น

ภารกิจหลักของแนวทางประวัติศาสตร์เคมีที่มีความหมายคือตามคำพูดของ D.I. Mendeleev เพื่อเน้นย้ำว่า "สิ่งที่ไม่เปลี่ยนแปลงและเป็นทั่วไปในสิ่งที่เปลี่ยนแปลงได้และเฉพาะเจาะจง" ดังนั้นความรู้ทางเคมีในทุกช่วงเวลาทางประวัติศาสตร์จึงไม่เปลี่ยนแปลงและเหมือนกันจึงเป็นเป้าหมายของวิชาเคมี เป้าหมายของวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่เป็นทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแก่นแท้ทางประวัติศาสตร์ด้วย

เป้าหมายของเคมีในทุกขั้นตอนของการพัฒนาคือการได้รับสารที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนด เป้าหมายนี้ ซึ่งบางครั้งเรียกว่าปัญหาพื้นฐานของเคมี รวมถึงปัญหาสำคัญสองประการ - เชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎี ซึ่งไม่สามารถแก้ไขแยกจากกันได้ การได้รับสารที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดไม่สามารถดำเนินการได้หากไม่มีการระบุวิธีการควบคุมคุณสมบัติของสารหรือสิ่งที่เหมือนกันโดยไม่เข้าใจเหตุผลของแหล่งกำเนิดและสภาพของคุณสมบัติของสาร ดังนั้น เคมีจึงเป็นทั้งเป้าหมายและวิธีการ เป็นทฤษฎีและการปฏิบัติ

ปัญหาทางทฤษฎีของเคมีมีจำนวนวิธีการแก้ปัญหาที่จำกัดและกำหนดไว้อย่างเคร่งครัดซึ่งถูกกำหนดโดยลำดับชั้นโครงสร้างของสารเองซึ่งสามารถแยกแยะระดับขององค์กรได้ดังต่อไปนี้:

1. อนุภาคมูลฐาน

2. อะตอมขององค์ประกอบทางเคมี

3. โมเลกุลของสารเคมีเป็นระบบเดียว (เดี่ยว)

4. ระบบไมโครและมหภาคของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา

5. เมกะซิสเต็มส์ ( ระบบสุริยะ, กาแล็กซี่ เป็นต้น)

วัตถุประสงค์การศึกษาวิชาเคมีเป็นเรื่องในระดับ 2 - 4 ขององค์กร จากนี้เพื่อแก้ไขปัญหาแหล่งกำเนิดของคุณสมบัติจำเป็นต้องพิจารณาการพึ่งพาคุณสมบัติของสารด้วยปัจจัยสามประการ:

1. จากองค์ประกอบองค์ประกอบ

2. จากโครงสร้างของโมเลกุลของสาร

3.จากการจัดระบบ

ดังนั้นลำดับชั้นของวัตถุวัตถุที่กำลังศึกษาจะกำหนดลำดับชั้นของสิ่งที่เรียกว่าไว้ล่วงหน้า ระบบแนวคิดเคมี - ระบบที่ค่อนข้างอิสระของทฤษฎีและหลักการระเบียบวิธีที่ใช้ในการอธิบายและศึกษาคุณสมบัติของสสารในทุกระดับขององค์กร โดยปกติแล้ว ระบบความคิดจะแบ่งออกเป็น 3 ระบบ ได้แก่

1. หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบ

2. เคมีโครงสร้าง

3. หลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี

หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบเกิดขึ้นเร็วกว่าระบบแนวความคิดอีกสองระบบ - ในปรัชญาธรรมชาติโบราณแล้วแนวคิดเรื่ององค์ประกอบเมื่อส่วนที่เป็นส่วนประกอบของร่างกายปรากฏขึ้น เคมีวิทยาศาสตร์รับรู้ถึงคำสอนนี้ แต่มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดใหม่พื้นฐานเกี่ยวกับองค์ประกอบแล้ว เช่นเดียวกับวัตถุที่ย่อยสลายไม่ได้ (อนุภาค) ซึ่ง "วัตถุผสม" (สารประกอบ) ทั้งหมดประกอบด้วย วิทยานิพนธ์หลักของหลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบมีดังนี้: คุณสมบัติของสารถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของมันนั่นคือ สารที่กำหนดนั้นเกิดจากธาตุใดและมีอัตราส่วนเท่าใด วัตถุประสงค์ของการศึกษาองค์ประกอบคือสสารที่เป็นกลุ่มอะตอม โมเลกุลอะตอมเล่นแร่แปรธาตุ

เคมีโครงสร้างซึ่งปรากฏในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 มีพื้นฐานมาจากวิทยานิพนธ์ต่อไปนี้: คุณสมบัติของสารจะถูกกำหนดโดยโครงสร้างของโมเลกุลของสารเช่น องค์ประกอบองค์ประกอบลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมระหว่างกันและตำแหน่งของพวกมันในอวกาศ สาเหตุของการเกิดขึ้นของเคมีเชิงโครงสร้างคือการค้นพบปรากฏการณ์ของไอโซเมอร์อริซึมและเมทัลเลปเซีย (ดูบทที่ 5.2) ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ภายในกรอบแนวคิดที่มีอยู่ มีการเสนอทฤษฎีใหม่เพื่ออธิบายข้อเท็จจริงเชิงทดลองเหล่านี้ วัตถุของเคมีโครงสร้างกลายเป็นโมเลกุล สารเคมีโดยรวม ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติทางเคมี การเกิดขึ้นของระบบแนวคิดใหม่ในกรณีนี้ยังหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของเคมีจากวิทยาศาสตร์เชิงวิเคราะห์ที่เน้นไปเป็นวิทยาศาสตร์สังเคราะห์ด้วย

หลักคำสอนของกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 มีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานที่ว่าคุณสมบัติของสารนั้นถูกกำหนดโดยองค์ประกอบ โครงสร้าง และการจัดระบบของระบบซึ่งมีสารนี้อยู่ หลักคำสอนของกระบวนการนี้โดดเด่นในฐานะแนวคิดอิสระทางเคมีเมื่อมีการสะสมข้อเท็จจริงจากการทดลอง ซึ่งบ่งชี้ว่ากฎหมายที่ควบคุม ปฏิกิริยาเคมีไม่สามารถลดเหลือองค์ประกอบของสารและโครงสร้างของโมเลกุลได้ ความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของสารและโครงสร้างของโมเลกุลมักไม่เพียงพอที่จะทำนายคุณสมบัติของสาร ซึ่งในกรณีทั่วไปจะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของคอร์เอเจนต์ด้วย จำนวนเงินสัมพัทธ์รีเอเจนต์, สภาวะภายนอกที่ระบบตั้งอยู่, การมีอยู่ในระบบของสารที่ไม่เกี่ยวข้องกับปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยา (สิ่งเจือปน, ตัวเร่งปฏิกิริยา, ตัวทำละลาย ฯลฯ ) วิชาเรียนเคมีในระดับนี้เป็นทั้งวิชา ระบบจลน์ศาสตร์ซึ่งองค์ประกอบของสารและโครงสร้างของโมเลกุลจะแสดงเป็นเพียงรายละเอียดเท่านั้น แนวคิดเชิงประจักษ์เกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางเคมีและการเกิดปฏิกิริยาได้รับการพิสูจน์ทางทฤษฎีในอุณหพลศาสตร์เคมี จลนศาสตร์เคมี และการศึกษาการเร่งปฏิกิริยา การสร้างหลักคำสอนของกระบวนการทางเคมีทำให้สามารถแก้ไขปัญหาในทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดในการควบคุมการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและแนะนำกระบวนการใหม่ที่เป็นพื้นฐานในเทคโนโลยีเคมี

บางครั้งมีการเน้นระบบแนวคิดอีกระบบหนึ่ง - เคมีเชิงวิวัฒนาการซึ่งตามผู้สนับสนุนแนวทางนี้เป็นหลักคำสอนของ แบบฟอร์มที่สูงขึ้นเคมีและวิวัฒนาการทางเคมีของสสาร เคมีเชิงวิวัฒนาการศึกษากระบวนการจัดระเบียบสสารด้วยตนเอง ตั้งแต่อะตอมและโมเลกุลที่ง่ายที่สุดไปจนถึงสิ่งมีชีวิต

ดังนั้นภายในกรอบของแนวทางที่สำคัญ ประวัติศาสตร์ของเคมีจึงถือได้ว่าเป็นประวัติศาสตร์ของการเกิดขึ้นและการพัฒนาระบบแนวความคิดซึ่งแต่ละอย่างเป็นพื้นฐาน วิธีใหม่การแก้ปัญหาหลักของวิชาเคมี ควรสังเกตว่าระบบแนวความคิดเหล่านี้ไม่ได้ขัดแย้งกันและไม่ได้แทนที่ระบบอื่น แต่เป็นระบบที่เสริมซึ่งกันและกัน

โพสต์บน Allbest.ru

...

เอกสารที่คล้ายกัน

ขั้นตอนของการพัฒนาเคมี วิวัฒนาการความรู้ด้านทฤษฎีและปฏิบัติเกี่ยวกับสสาร คุณสมบัติหลักของปรัชญาธรรมชาติ คำตอบสำหรับคำถามเรื่องการแบ่งแยกสสาร แนวโน้มการเล่นแร่แปรธาตุในยุคกลาง ระยะเวลาของกฎเชิงปริมาณ (ทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล)

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 26/01/2558


จากการเล่นแร่แปรธาตุไปจนถึง เคมีวิทยาศาสตร์: เส้นทางแห่งวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสสาร การปฏิวัติทางเคมีและวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุลเป็นพื้นฐานทางแนวคิด เคมีสมัยใหม่ปัญหาทางนิเวศวิทยาขององค์ประกอบทางเคมีของอารยธรรมสมัยใหม่

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 06/05/2551


ขั้นตอนหลักของการพัฒนาเคมี การเล่นแร่แปรธาตุเป็นปรากฏการณ์ของวัฒนธรรมยุคกลาง การเกิดขึ้นและพัฒนาการของเคมีทางวิทยาศาสตร์ ต้นกำเนิดของเคมี Lavoisier: การปฏิวัติทางเคมี ชัยชนะของวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล ต้นกำเนิดเคมีสมัยใหม่และปัญหาในศตวรรษที่ 21

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 20/11/2549


ที่มาของคำว่า "เคมี" ช่วงเวลาหลักของการพัฒนาวิทยาศาสตร์เคมี ประเภท การพัฒนาสูงสุดการเล่นแร่แปรธาตุ ช่วงเวลาแห่งการเกิดเคมีทางวิทยาศาสตร์ การค้นพบกฎพื้นฐานของเคมี แนวทางที่เป็นระบบในวิชาเคมี ยุคสมัยใหม่ของการพัฒนาวิทยาศาสตร์เคมี

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 03/11/2552


การมีส่วนร่วมของ Lomonosov ในการพัฒนาเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์: การพิสูจน์กฎการอนุรักษ์มวลของสสาร การศึกษาธรรมชาติของสถานะก๊าซ การศึกษาปรากฏการณ์การตกผลึก ทิศทางหลักของการพัฒนาเคมีเชิงฟิสิกส์ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18-20

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 26/08/2014


พื้นฐานทางทฤษฎีเคมีวิเคราะห์ วิธีการวิเคราะห์สเปกตรัม ความสัมพันธ์ระหว่างเคมีวิเคราะห์กับวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม ความหมายของเคมีวิเคราะห์ การประยุกต์ใช้วิธีวิเคราะห์ทางเคมีที่แม่นยำ สารประกอบโลหะเชิงซ้อน

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 24/07/2551


ภาพรวมโดยย่อของทิศทางแนวคิดในการพัฒนาเคมีสมัยใหม่ การศึกษาโครงสร้าง สารประกอบเคมี- การชนกันของอนุภาคที่ทำปฏิกิริยาอย่างมีประสิทธิผลและไม่มีประสิทธิภาพ อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์และที่สำคัญที่สุด ปัญหาสิ่งแวดล้อมเคมีสมัยใหม่

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 27/08/2555


กำเนิดและพัฒนาการของเคมี ความเชื่อมโยงกับศาสนาและการเล่นแร่แปรธาตุ คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเคมีสมัยใหม่ ระดับโครงสร้างพื้นฐานของเคมีและส่วนต่างๆ หลักการพื้นฐานและกฎเคมี พันธะเคมีและจลนพลศาสตร์เคมี หลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 30/10/2552


กระบวนการกำเนิดและการก่อตัวของเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ องค์ประกอบทางเคมีโบราณวัตถุ. ความลับหลักของ "การเปลี่ยนแปลง" จากการเล่นแร่แปรธาตุไปจนถึงเคมีทางวิทยาศาสตร์ ทฤษฎีการเผาไหม้ของลาวัวซิเยร์ การพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับร่างกาย การปฏิวัติทางเคมี ชัยชนะของวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 20/05/2014


กฎของทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล อัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ ส่วนผสมของก๊าซ การแก้ปัญหาหลายตัวแปรมาตรฐานและซับซ้อน ที่มาของสูตรของสารประกอบเคมี การคำนวณแร่ธาตุธรรมชาติ สารในของเหลว ในส่วนผสมที่เป็นของแข็ง ความเข้มข้น.