Фундаментальные теории и законы химии

Теория химического строения. Фундаментальная задача химии — изучение зависимости между химическим строением вещества и ею свойствами. Свойства вещества являются функцией его химического строения. До А.М.Бутлерова считали, что свойства вещества определяются его качественным и количественным составом. Он впервые сформулировал основное положение своей теории химического строения так химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частиц, количеством их и химическим строением. Это знаменитое положение может быть по праву названо законом Бутлерова и приравнено к фундаментальным законам химии. В "переводе" на современный язык закон Бутлерова утверждает, что свойства молекулы определяются природой составляющих ее атомов, их количеством и химическим строением молекулы. Таким образом, первоначально теория химического строения относилась к химическим соединениям, имеющим молекулярную структуру. Это одна из причин, почему она считалась теорией строения органических соединений. Между тем сам Бутлеров считал созданную им теорию химического строения (1861) общехимической теорией и для ее обоснования пользовался примерами как органической, так и неорганической химии. [c.9]

Фундаментальные теории и законы химии. К числу основополагающих обобщений химии и естествознания относятся атомно-молекулярная теория, закон сохранения массы и энергии, Периодическая система и теория химического строения. [c.7]

Новая структурная классификация химических наук возникла в тесной связи с процессом формирования отдельных специфических направлений исследований и последующей дифференциации химии на отдельные химические науки, для каждой из которых более строго определялись объекты и специальные методы исследований. Новая классификация химических наук отразила логическое развитие химических знаний в XIX столетии и вполне соответствовала задачам дальнейшей, более специализированной, разработки отдельных направлений исследований. Заметим попутно, что употребляемое и в настоящее время название общая химия сохранено, в основном, для обозначения учебной дисциплины — основного курса химии в планах химического образования. Новая структурная классификация химии, как известно, представляет основу структуры и классификации химических наук, принятую в наше время. В конце 80-х годов прошлого столетия многим казалось, что химия в какой-то степени завершила свое развитие. Действительно, к этому времени сложились, казалось, строго научные определения основных понятий химии — элемент, атом, молекула, эквивалент, простое тело, валентность и др. Научную базу химии составляли фундаментальные законы и основополагающие теории, открытые и установленные в течение XIX столетия и увенчанные теорией химического строения и периодическим законом. Химия располагала к этому времени комплексом закономерностей, открытых в результате изучения различных сторон химического процесса и различных химических явлений. Органическая химия, занявшая к тому времени первенствующее положение в исследованиях, прочно вступила в новый этап своего развития — эпоху направленного органического синтеза. Многие химики полагали поэтому, что основные проблемы химии уже получили свое решение и что постройка научного здания химии в основном уже завершена, за исключением некоторых деталей. [c.12]

Теоретические исследования. Большинство перечисленных выше задач представляются в основном технологическими, хотя несомненно их решение связано с учетом основных законов химии и знанием химической теории. Но не только эти целенаправленные исследования вызывают интерес у ученых-теоретиков. Их занимают некоторые фундаментальные проблемы химии, которые еще до сих пор не разрешены. Окончательно не выяснены еще механизмы некоторых простейших химических реакций, действие катализаторов, процессы роста кристаллов. Не решен спор о происхождении солнечной системы и вселенной, а также нескольких десятков элементарных частиц, входящих в состав атомных ядер. [c.13]

Органическая химия долгое время была качественной наукой, поразительные успехи которой в области синтеза, теории и практики явились результатом творческих усилий исследователей, основанных на знании обширного фактического материала и интуитивных предвидениях. Сейчас положение изменилось органическая химия стала стройной количественной наукой, построенной в соответствии с законами внутренней логики, в которой отдельные части объединены тесными внутренними генетическими связями. Она отражает специфические закономерности, присущие данному этапу развития материи, и обладает фундаментальной теорией строения, опирающейся на результаты синтетических, физико-химических (в том числе и кинетических) и квантовомеханических исследований. Огромное, все возрастающее число органических соединений, запомнить которые не представляется возможным, укладывается в рамки непрерывно развивающихся теоретических закономерностей. [c.9]

По мнению А. В. Адамсона [1, 6], фотохимия олицетворяет новую стадию научной эволюции в химии, основанную на законах химической кинетики. В этом плане дальнейший прогресс фотохимии комплексных соединений будет зависеть от успехов двух фундаментальных областей современной химии — теории возбужденных состояний и теории фотохимической кинетики применительно к данному классу сложных соединений [2, 6, 17]. [c.92]

Периодический закон, выражаемый в сжатом виде общеизвестной таблицей системы элементов Менделеева, всегда был той путеводной нитью, которая вела к фундаментальным открытиям в химии. С его помощью были найдены остальные элементы, сверх 60 элементов, известных к моменту его открытия. Периодический закон систематизировал все основные знания в области химии и, что особенно важно, устанавливая связь между элементами, он был отправной точкой и постоянной опорой для разработки теории строения атомов и молекул, а затем и для тех открытий в ядерной физике, которые недавно привели к освобождению и использованию атомной энергии. Открытие изотопов и дальнейшее развитие учения о них также неразрывно связано с периодическим законом. [c.7]

Теоретические основы плазмохимической технологии строятся на фундаментальных положениях физической химии плазмы и высокотемпературного газа. Сочетая эти положения с законами тепломассообмена, газодинамики, электродинамики и теориями конденсированных состояний вещества, можно теоретически описать плазмохимические технологические процессы, создать математические модели и, решив их с помощью ЭВМ, проанализировать возможности той или иной технологии, установить ее преимущества и недостатки, осуществить выбор самой рациональной из них для технической реализации. [c.8]

В данной главе приведен хронологический рассказ о научном процессе, посредством которого ученые прищли к выводу, что химические соединения построены из определенного числа атомов различных элементов, имеющих индивидуальные атомные массы, а затем постепенно установили надежную и согласованную таблицу атомных масс. Представление об атомах возникло скорее как философское понятие, чем как средство описания веществ и реакций. Антуан Лавуазье заложил фундамент новой химии, доказав, что масса является фундаментальным свойством, сохраняющимся в химических реакциях. Джон Дальтон превратил философское понятие об атомах в реальность, показав, что атомистическая теория способна объяснять экспериментальные наблюдения, результатом которых явились закон эквивалентных отношений и закон кратных отношений. [c.295]

Учение о химической связи относится к важнейшим проблемам современной химии. Знание природы взаимодействия атомов в веществе позволяет понять причины многообразия химических соединений, строение и механизм их образования. Основополагающий вклад в учение о строении химических соединений внес русский химик А. М. Бутлеров. Согласно теории Бутлерова, свойства химических соединений определяются природой атомов, их количеством и строением. Теория Бутлерова получила дальнейшее подтверждение и развитие и является одним из фундаментальных законов современной химии. Строение химических соединений в основном определяется природой химической связи. [c.31]

К концу XIX в. были получены и изучены десятки тысяч новых органических и неорганических веществ. Открыты фундаментальные законы и созданы обобщающие теории. Достижения химической науки внедрялись в промышленность. Появилась обширная химическая литература. Были построены и хорошо оборудованы химические лаборатории и физико-химические институты. Но, пожалуй, самым главным было то, что химия стояла на пороге новых великих свершений. Перед ней открывалась перспектива исследований в совершенно новых направлениях. [c.358]

Учебник написан коллективом авторов кафедры общей химии химического факультета МГУ в соответствии с действующими программами по общей химии для нехимических специальностей университетов (биологов, геологов, географов и почвоведов). В нем рассмотрены основные онцепции и законы, определяющие химическую форму движения материи, которые и составляют предмет химической науки и учебного предмета общая химия теория строения вещества, направления и скорости химических процессов-реакций, а также периодический закон, на основе которого изложены основы неорганической химии. В отличие от других книг того же названня, предназначенных для инженерных специальностей вузов, в данном учебнике сделан упор на фундаментальные проблемы современной химии в соответствии с задачами университетского образования. По сравнению с предыдущими изданиями введены главы, посвященные химической эволюции материи, вопросам бионеорганической химии, химической экологии, физико-химическому анализу. [c.2]

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И ТЕОРИИ ХИМИИ [c.5]

Г Л А В А I. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И ТЕОРИИ ХИМИИ [c.5]

Развитию и последующему обособлению из курса химической технологии дисциплины по теории химических процессов способствовало установление фундаментальных законов и постулатов в химии, теоретические и экспериментальные исследования в области химической термодинамики, кинетики и катализа, использование электронно-вычислительной техники при оптимизации химико-технологических процессов, появление новых химических производств. [c.15]

Сильный толчок развитию неорганической химии дали проникновение в недра атома п изучение ядерных процессов. Особое значение имело выяснение того факта, что расщепление урана-235, нлутония-239 и других радиоактивных изотопов ведет к получению изотопов многих элементов, расположенных в середине периодической системы. Поиски элементов, наиболее пригодных для расщепления в атомных реакторах, способствовали исследованию малоизученных и синтезу новых элементов с помощью ядерных реакций. Изучением их свойств, а также физико-химических основ и химических свойств радиоактивных изотопов, методикой их выделения и концентрации занялась радиохимия, возникшая во второй четверти XX в. В результате такого разветвления и специализации область неорганической химии чрезвычайно расширилась. В раздел общей химии вошли основные понятия и законы химии, теории и представления, являющиеся базисом всей химической науки, независимо от ее дифференциации. Не говоря о периодическом законе, к числу таких фундаментальных теорий относятся, например, ато.мно-молекулярное учение и теория химической связи. [c.79]

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций -законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теорий процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики. [c.494]

Вторая половина XIX столетия — пора расцвета русской химии. Она связана прежде всего с деятельностью Н. П. Зинина — основателя отечественной школы химиков-органиков, А. М. Бутлерова — творца теории химического строения вещества, Д. И. Менделеева, открывшего периодический закон химических элементов — один из фундаментальных законов природы. [c.45]

Дмитрий Иванович Менделеев (1834 — 1907) — великий русский ученый - один из основоположников современной химии. Открыл периодический закон и периодическую систему химических элементов. Создал фундаментальный труд - учебник Основы химии , в котором впервые вся неорганическая хи.мия изложена на основе периодического закона. Д. И. Менделеев - автор химической теории растворов. В своих трудах много внимания уделял развитию отечественной промышленности и химизации сельского хозяйства. Он доказывал необходимость создания химических производств соды, серной кислоты, минеральных удобрений. Обосновал идеи подземной газификации угля и применения кислорода в металлургической промышленности. Предложил способ непрерывной переработки нефти, дал оригинальную теорию ее происхождения. Идеи Д. И. Менделеева осуществились только после Великой Октябрьской революции. [c.36]

Уже на примере влияния периодического закона на развитие теории строения атома отчетливо видно, что его значение выходит далеко за пределы химии. Ядерная периодичность является второй иллюстрацией этого тезиса. Несомненно, периодический закон является общим и фундаментальным законом природы. Это понимал и Д. И. Менделеев, который писал Сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-механическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы . Поэтому можно с полным правом утверждать, что периодический закон Д. И. Менделеева наряду с законом всемирного тяготения и законами термодинамики является одним из наиболее фундаментальных законов природы. [c.73]

Основное внимание в учебнике уделено теории физико-химических методов анализа, которая опирается на фундаментальные законы физики и химии. В первую очередь рассмотрена возможность их использования в химико-аналитических целях. Вместе с тем в книге дается достаточно подробное изложение вопросов практического применения различных методов анализа, их значения, возможностей и ограничений. [c.3]

Понимание русскими химиками всей важности научных химических работ для экономического прогресса родины было одной из причин того, что и в менее благоприятных условиях, чем на Западе, русская химия, как и все русское естествознание, в 60-х годах прошлого века внесла огромный вклад в мировую науку, дав такие фундаментальные обобщения, как теория химического строения Бутлерова и периодический закон элементов Менделеева. [c.96]

Теория химического строения. Фундаментальная задача химии — изучение зависимости между химическим строением вещества и его свойствами. Свойства вещества являются функцией его химического строения. До А. М. Бутлерова считали, что свойства вещества определяются их качестве1шым и количественным составом. Он впервые сформулировал основное положение своей теории химического строения так химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частиц, количеством их и химическим строением . Это знаменитое положение может быть по праву названо законом Бутлерова и приравнено к фундаментальным законам химии. В переводе на современный язык закон Бутлерова утверждает, что свойства молекулы определяются природой составляющих ее атомов, их количеством и химическим строением молекулы. Таким образом, первоначально теория химического строения относилась к химическим соединениям, имеющим [c.11]

В 1962 г. вышла в свет в переводе на русский язык монография Э. Мелвин-Хьюза Физическая химия — фундаментальный курс физической химии, предназначенный для углубленного изучения предмета аспирантами, научными работниками и студентами высших химических учебных заведений. В отличие от монографии Мелвин-Хьюза книга Ж. Фичини, Н. Ламброзо-Бадер и Ж.-К. Депезе — руководство для широкого круга читателей. По простоте изложения материала она близка к ставшему малодоступным изданию Основы физической химии Ф. X. Гетмана (Госхимиздат, Л.-М., 1941). Помимо традиционных разделов курса физической химии, настоящая книга включает разделы. Атом и Химические связи , рассматривающиеся чаще в курсах общей химии и физики. Большое внимание в книге уделено кислотно-основным и окислительно-восстановительным равновесиям. К сожалению, такие разделы, как Теория растворов , Физику-хймический анализ , Поверхностные явления ,— обычные для учебников по физической химии — в книге не представлены. Тем не менее она очень полезна для понимания основных законов физической химии, изложенных в простой и доступной форме. Можно надеяться, что книга окажется ценной для работы преподавателей химии в средней школе, студентов химических техникумов, а также старшеклассников как книга для внеклассного чтения. Интересные методические приемы изложения материала найдут в книге и преподаватели химических дисциплин ВУЗов и ВТУЗов. [c.5]

В течение XIX в. химия приобрела черты классической науки, в которой сочетались экспериментальные и теоретические исследования в тесной связи с практическим использованием научных открытий в производстве. В экспериментальном отношении в течение XIX в. бьши разработаны важнейшие методы исследования во всех областях химии. С помощью этих методов в XIX в. решены многочисленные экспериментальные, теоретические и технологические проблемы получено и исследовано множество новых срединений — неорганических и органических, в том числе и не встречающихся в природе. В первой половине столетия основным методом исследований был химический анализ. В 60-х годах, после установления теории химического строения, важнейшее значение приобрел метод синтеза, особенно органического синтеза. В теоретическом отношении XIX в. ознаменовался открытием фундаментальных химических законов и закономерностей. [c.3]

Простой вывод закона распределения Больцмана приведен в гл. 9. Принципы термодинамики последовательно развиты с применением этого -закона в гл. 10 и И. На протяжении многих лет принято включать некоторые разделы химической термодинамики, особенно относящиеся к учению о химическом равновесии, в курс общей химии без связи используемых уравнений с основными принципами термодинамики и статистиче- ской механики. Мне представляется, что студенту будет полезно иметь в учебнике изложение фундаментальной теории, хотя ему, возможно, и не удастся полностью овладеть всем материалом в сроки, отведенные для прохождения данного курса. [c.7]

Древнегреческие философы не придавали никакого значения точным измерениям массы в химических реакциях. Об этом не думали и средневековые европейские алхимики, металлурги и ятрохимики (химики, применявшие свои знания в медицине). Первым, кто осознал, что масса является фундаментальным свойством, сохраняющимся в процессе химических реакций, был великий французский химик Антуан Лавуазье (1743-1794). Суммарная масса всех продуктов химического превращения должна точно совпадать с суммарной массой исходных веществ. Установив этот закон, Лавуазье опроверг прочно укоренившуюся флогистонную теорию горения (см. гл. 6). Он показал, что при сгорании вещества оно соединяется с другим элементом, кислородом, а не разлагается с выделением гипотетического универсального вещества, которое называли флогистоном. Закон сохранения массы является краеугольным камнем всей химии. Но в химических реакциях сохраняется не только суммарная масса веществ до начала реакции и после ее окончания должно иметься в наличии одно и то же число атомов каждого сорта независимо от того, в сколь сложных превращениях они участвуют и как переходят из одних молекул в другие. [c.63]

Остается ли знак неизменным или изменяется при перестановке неразличимых частиц, зависит от их природы. Частицы, имеющие целый спин,— бозоны (фотоны, H, Не и т. п.) характеризуются неизменностью знака функции при перестановке частиц. Если одна такая частица (1) находится в состоянии г )о, а другая (2)—в состоянии 1 ), то двухчастичная волновая функция будет иметь вид яра (1)г1)ь(2)+г1)а(2)г1зь(1). Если = т. е. частицы находятся в одинаковых состояниях, то эта функция в нуль не обращается. На бозоны запрет не действует и заданное состояние можно заполнять многократно (можно, например, получить пучок фотонов любой интенсивности). Частицы, имеющие полуцелый спин,— фермионы (электроны, протоны, нейтроны, ядра типа Не и т. п.) согласно принципу Паули должны характеризоваться функцией, которая изменяет знак при перестановке тождественных частиц (антисимметричной). Функция 5й(l) J5 (2) — фа(2)ф (1) подходит для этого, так как если оба электрона находятся в одинаковых состояниях, т. е. г )и = 1 ь, то функция обращается в нуль. Иными словами, такой пары электронов в атоме быть не может. Принцип, запрещающий двум электронам иметь одинаковые наборы квантовых чисел — частное выражение общего принципа Паули —играет в химии фундаментальную роль. Он тесно связан с периодическим законом Д. И. Менделеева и служит основой при обсуждении теорий химической связи (см. ниже). [c.74]

Если теория внутрикотловых процессов достаточно четко сформировалась в самостоятельную область знаний, опирающуюся на фундаментальные исследования и законы гидродинамики, тепломассопереноса и физической химии, то применительно к теплохимическим процессам подобное становление еще не завершилось в связи с необычайной сложностью природы наблюдаемых явлений по газовому тракту. [c.3]

III. Степень вытянутости (или свернутости) гибкой или полужесткой макромолекулы можно характеризовать параметром р, равным отношению расстояния между концами макромолекулы h к ее контурной длине L. В покоящихся системах имеется довольно простая корреляция между наиболее вероятным значением р = (р) (р также распределено по закону Максвелла) и параметром Флори /. Однако, как было показано в лаборатории физической химии полимеров ИВС АН СССР и независимо де Женном, с позиций термодинамики и физической кинетики, параметр р имеет более фундаментальное значение, чем / дело в том, что — и тут в игру вступает теория диссипативных структур и бифуркаций Пригожина, развитая за последние 5 лет — по достижении некоторого критического значения р (причем, совершенно неважно, каким путем оно достигнуто) даже изолированная макромолекула теряет устойчивость по отношению к распределению поворотных изомеров и распрямляется (т. е. приобретает полностью транс-конформацию). В ансамбле многих макромолекул (большой системе) этот эффект резко усиливается, что наиболее убедительно было показано Келлером. [c.5]

Ло1ионосов впервые развил атомно-молекулярную теорию вещества, являющуюся основой всех наук. Внедряя последовательно атомно-молекулярное учение в науку, он не только создал новую дисциплину — физическую химию, но и открыл один из фундаментальных законов природы — закон сохранения материи. Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько же присовокупится к другому. Так, ежели, где убудет несколько материи, то умножится в другом месте. .. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает . Мысль о том, что материя не возникает из ничего и не превращается в ничто, высказывалась также философами древнего мира. Из ничего ничто произойти не может, ничто существующее не может быть уничтожено, и всякое изменение состоит лишь в соединении и разъединении атомов , учил древнегреческий философ Демокрит (460—370 гг. до и. э.). Однако эти гениальные догадки о сохранении материи носили чисто созерцательный характер. Заслугой Ломоносова перед наукой является то, что он первый количественно (опытным путем) обосновал этот всеобъемлющий закон природы. Закон сохранения материи, открытый Ломоносовым, содержит в себе закон сохранения массы и закон сохранения энергии. В 1864 г. русский ученый Н. Н. Бекетов начал читать курс физической химии в Харьковском университете, создав физи1 о-химическое отделение и физико-химический практикум. [c.6]

Закон сохранения веса во время реакции, дату установления которого можно отнести точно к 1789 г., был уже постулирован как фундаментальный принцип химии с 1783 г. этот закон не только позволил изучить количественно химические реакции, но, безусловно, повлиял на Дальтона при научной разработке им атомной теории. Поскольку Дальтон смог применить в химии такую абстрактную теорию, как атомистика, были необходимы некоторые условия, которых античная наука не могла обеспечить. Очевидно, что даже XVII в. не созрел для решения такой задачи по, без сомнения, именно ясное понятие о простом теле и экспериментальное доказательство закона сохранения вещества позволили осуществить столь плодотворное слияние теории и эксперимента. [c.145]