Раздел 6. Концептуальные уровни современной химии

Тема 6.1. ХИМИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА. ОСНОВАНИЯ ХИМИИ. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ХИМИИ. ХИМИЯ, ФИЗИКА, БИОЛОГИЯ.

Развитие химии. Возникновение химии. Происхождение термина. «Хеми» и «аль-химия». Основные этапы развития химии. Период алхимии. Научность и псевдонаучность алхимии. Алхимия как фундамент создания научной химии. Типы алхимии: греко-египетский, арабский и западноевропейский. Греко-египетская алхимия. Египет. Производство металлов и их секреты. Попытки превращения одного металла в другой. Трансмутация. Теория Эмпедокла о четырех элементах. Алхимия, астрология и магия. Символика алхимии. Священность числа семь. Связь металлов, чисел и планет. Поиск философского камня. «Изумрудная скрижаль» Гермеса Трисмегиста. Преследование алхимиков в Древнем мире. Алхимия и христианство. Арабская алхимия. Исследования Джабира ибн Хайама (Гебера). Смесь ртути и серы как способ получения семи металлов. Ксерион, аль-иксир, эликсир – философский камень. Западноевропейская алхимия. Крестовые походы и алхимия. Достижения европейских алхимиков. Период зарождения научной химии. Новое назначение химии. Химия и здоровье. Получение лекарств. Ятрохимия. Парацельс. Учение о трех частях материи – ртути, сере и соли. Теория флогистона. Георг Шталь. Закон сохранения массы. А.-Л. Лавуазье. Период открытия основных законов химии. Проблема химического состава вещества. Взаимодействие химических элементов. Атомная теория. Дж. Дальтон. Понятие атомного веса. Таблица атомных весов. И. Берцелиус. Символы химических элементов. Идея органической и неорганической химии. Конгресс в Карлсруэ (1860 г.). Таблица Менделеева.

Понятие химии как науки. Предмет химии. Химия и другие отрасли научного знания. Химия и производство. Основания химии. Две основные проблемы и основополагающие начала химической науки: получение веществ с заданными свойствами и выявление способов управления свойствами вещества. Четыре способа решения химических проблем.

Структура современной химии. Дифференциация химии и качественное многообразие химических веществ. Общая, неорганическая, органическая химия. Электрохимия, химическая кинетика, химия полимеров, химия комплексных соединений, коллоидная химия, химия высокомолекулярных соединений, химия антибиотиков, красителей, душистых соединений, фармакохимия. Химия элементоорганических соединений. Аналитическая химия.

Основные концепции современной химии.

Интеграция химии с другими отраслями естествознания. Современная химическая наука и физика. Взаимосвязи между физикой и химией. Изучение молекул. Энергетика химических процессов и законы термодинамики. Первое начало термодинамики и закон Гесса. Физическая химия и химическая физика.

Химические системы. Проблема химического элемента. Химический элемент как предел химического разложения вещества. Атомная структура элемента. Рациональное использование химических элементов. Металлы и силикаты. Химия фторорганических соединений. Концепции структуры химических соединений. Изменение представлений о структуре вещества соответственно уровню достигнутых знаний. Определение целостных свойств химических систем взаимодействием между элементами этих систем. Структурная химия. А.М. Бутлеров. Теория химического строения органических соединений. Аналитичность и синтетичность химии. Валентность. Органический синтез. «Сэндвичевы соединения». Два перспективных направления исследований в области современной структурной химии. Концепции химических процессов. Условия протекания химических реакций. Химическая физика. Н.Н. Семенов. Катализ. Химия плазмы, радиационная химия, химия высоких давлений и температур.

Современная химическая наука и биология. Органическая химия и «биологический идеал». Подражание природе. Химические проблемы учения о клетке. Изучение хлорофилла. Биохимия. Биоорганическая химия. Физикохимическая биология. Биофизическая химия. Определение химических продуктов клеточного метаболизма. Биокатализ. Теория химической эволюции и биогенеза А.П. Руденко. Эволюционная химия.

Основные термины: автокатализ, анаболизм, биокатализ, валентность, изомеры, изоморфизм, изотопы, катализ, молекула, моль, полимеры, химический элемент, вещества, катализаторы, изотопы, реагенты, реакционная способность, реакция, сублимация, экзотермическая и эндотермическая реакции.

Контрольные вопросы:

1. С чем связана дифференциация современной химической науки?

2. Какова структура современной химии?

3. Как взаимодействуют в наше время химия и физика?

4. Чем различаются физическая химия и химическая физика?

5. Как взаимодействуют в наше время химия и биология?

6. Что такое эволюционная химия?

7. В чем заключается проблема химического элемента?

8. Каковы концепции структуры химических соединений?

9. Каковы концепции современной структурной химии?

10. Каковы основные современные концепции химических процессов?