Первые химические понятия Явления физические и химические

Химическая физика опирается на фундамент квантовой механики и изучает механизмы молекулярных столкновений, перераспределение энергии внутри молекул, а также связанные с внутримолекулярными физическими процессами кинетические химические эффекты. Основные понятия и представления химической физики стали формироваться в первой четверти XX в., когда было обнаружено, что при фотохимическом взаимодействии хлора и водорода на каждый поглощенный квант энергии света образуются не одна, а сотни тысяч молекул хлороводорода. Чтобы объяснить это явление, М. Боденштейн использовал понятие о радикалах — осколках молекул или несвязанных атомов, имеющих свободную валентность и обладающих реакционной способностью значительно большей, чем валентно насыщенные молекулы. [c.22]

С тех пор как химия, отмежевавшись от метафизики и алхимии, утвердилась как современная научная дисциплина, ученые уделяли много внимания классификации и систематизации разнообразных веществ. После того как было сформулировано понятие об элементах и в результате обобщения эмпирических правил открыт периодический закон, эта стадия Б значительной мере завершена. Можно утверждать, что с конца XIX в. задачей химии стало, с одной стороны, исследование общих закономерностей в свойствах многочисленных веществ, а с другой — обнаружение индивидуальных качеств у разнообразных соединений. Естественно, что на химию возлагаются большие надежды как на науку, которая играет исключительную роль в повышении благосостояния человека благодаря открытию и производству материалов, обладающих своеобразными физическими и химическими свойствами. Насчитывается немало примеров, когда, прилагая усилия к установлению общих закономерностей, лежащих в основе всех явлений, в то же время пытаются понять, каким образом сочетание этих закономерностей может проявляться в форме индивидуальных свойств данного вещества. Такой дуализм определяет характерные черты современной химии как науки. Сейчас мы в состоянии заранее определить, способно ли к существованию то или иное вещество, и достаточно надежно прогнозировать свойства и поведение еще не полученных веществ. Это можно осуществить, опираясь на величайшие научные достижения открытие периодического закона и разработку теории строения атома. Данная книга — одна из первых в серии монографий, посвященных проблеме Общие свойства материи . [c.8]

Вывод предшествующих понятий чисто опытный, эмпирический и, как такой, вызывает дальнейшие требования, подобно тому, как закон кратных отношений вызвал атомическую гипотезу и закон паев (гл. 4). Всего естественнее было спросить, в виду атомического представления о составе тел, какие же относительные объемы свойственны тем физически-неделимым частицам, которые действуют химически друг на друга и состоят из атомов простых тел Простейшее предположение, возможное в этом отношении, конечно, будет состоять в том, что объемы частиц тел одинаковы, или, что то же самое, предположить в равных объемах паров и газов одинаковое число частиц. Такое допущение сделано было первее других (1810) итальянским ученым Авогадро. То же допустил (1815) французский физико-математик Ампер, ради простоты всякого рода физико-математических представлений о газах. Но пока Жерар в 40-х годах не приложил такой же гипотезы к обобщению химических реакций, не показал над рядом явлений, что взаимодействие веществ действительно проще всего и первее совершается между количествами паров и газов, занимающими равные объемы, и пока он не облек гипотезу эту в точные формы, да не вывел различных из нее следствий, предположения Авогадро и Ампера не распространи- [c.218]

Свойства всех тел, механизмы химических превращений и многих физических явлений непосредственно связаны со свойствами атомов и молекул, поэтому полное описание макроскопических явлений требует рассмотрения микроскопических характеристик молекул. Однако почти во всех областях науки первой стадией является формальное описание опыта, его классификация и формулировка эмпирических понятий и закономерностей. [c.11]

Нужно отметить еще одну особенность системы понятий в первой теме. Большинство из них формируется попарно, в сопоставлении друг с другом тело — вещество, атом — молекула, чистое вещество — смесь, физическое явление — химическое явление, простое вещество — сложное вещество, число атомов в соединении — валентность, коэффициент—индекс, реакция разложения — реакция соединения. Такое сталкивание близких по роду понятий позволяет более отчетливо выделить существенные признаки каждого из них. Это обстоятельство оказывает прямое влияние на содержание и 1 методику самостоятельных работ. В задания для учащихся в связи с этим могут включаться вопросы, требующие сравнения, группировки, выбора определенного объекта из совокупности сходных и противоположных по признакам объектов и т. п. Овладение такими умениями будет способствовать усвоению всех этих понятий. [c.59]

Оперируя введенными понятиями атома и молекулы, Ломоносов объяснил многие физические и химические явления. Он считал, что от вида и числа атомов, а также от порядка соединения их между собой зависят свойства получаемых веществ. На основе атомистики Ломоносов развил кинетическую теорию материи, рассматривая все частицы находящимися в непрерывном движении. Идеи Ломоносова послужили в первой половине XIX века отправным пунктом кинетической теории газов. Все эти представления далеко опередили науку того времени. Лишь спустя 67 лет после Ломоносова английский ученый Д. Дальтон далее развил атомистические взгляды. Достижением атомистики Дальтона явилось его учение [c.28]

Термодинамика как научная дисциплина сложилась в начале XIX в. на основании данных по изучению перехода теплоты в механическую работу (с греческого Легте и dynamis — теплота и движение). В настоящее время термодинамика как одна из дисциплин с наиболее общим подходом в характеристике физико-химических явлений, устанавливает взаимосвязь между различными видами энергии, изучает возможность, направленность и пределы самопроизвольно текущих процессов. Раздел этой науки, изучающий химические реакции, фазовые переходы (кристаллизация, растворение, испарение), адсорбцию, взаимосвязь химической и других видов энергии, а также переход энергии от одной части системы к другой в различных химических процессах называется химической термодинамикой. Изучение происходящих в природе явлений с позиций термодинамики не требует знания причин и механизмов идущих процессов, представлений о строении вещества и т. п. Теоретическо базой этого раздела физической химии являются основные законы — первое и второе начало термодинамики. Первое начало, характеризующее общий запас энергии в изолированной системе, носит всеобщий характер и является отражением закона сохранения энергии второй закон термодинамики устанавливает понятие энтропии и выполняется при определенных ограничениях. В настоящей главе представляется возможным только кратко остановиться на основных положениях. [c.10]

Получил (1846) коллодий. Наибольшее внимание, однако, уделял вопросам катализа. Занимался как гетерогенным и гомогенным, так и биокатализом. Выдвинул положение, согласно которому каждая химическая реакция представляет собой сумму последовательных процессов. В результате своих первых экспериментальных наблюдений за ходом катализа пришел к выводу (1843) о потере активности катализатора. Опубликовал (1844) работу Вклад в физическую химию , где изложил свои представления о катализе и подверг критике понятие каталитической силы , предложенное Й. Я. Берцелиусом. Подверг критике также воззрения М. Фарадея на адсорбцию как чисто физическое явление. Утверждал, что адсорбция зависит не только от величины поверхности, но и от природы соответствующего вещества и что каталитический процесс есть особая форма химического процесса. Исследовал каталитические реакции разложения и окисления, а также некоторые природные процессы — тление, брожение, гниение. Изучил каталитическое действие разных металлов, их окислов и перекисей. [c.570]

СКОЙ переработки, с другой, — не даются иначе, как при знакомстве с наукою, хотя бы уже потому, что без химического анализа заводское дело идти хорошо и выгодно не может. Все это зависит от того, что химические превращения, так сказать, закрыты, молекулярны, невидимы в своем механизме и требуют для сознательного обладания ими такого знакомства с ними, какое возможно для видимых механических изменений, иначе деятель будет просто слеп для той механики, которая нужна на химическом заводе. Там, где химическое развитие не пустило еще надлежащих корней, хотя и мыслимо создание новых родов химической промышленности, но лишь при условии отсутствия соперничества со стороны знающих людей, которым открыта гениями науки последнего столетия завеса, скрывающая механизм невидимых глазу простого наблюдателя химических превращений вещества. Конечно, на заводах приходится иметь попутное дело с рядом чисто физических превращений веществ, например нагреванием, плавлением, перегонкою и т. п., а также и со множеством чисто механических изменений, например размалыванием, прессованием, передвижением и т. п. Но все же основная сущность всякого заводского дела состоит в химических изменениях вещества, невидимых по бесконечной малости отдельностей, но определяемых зато и чрезвычайно энергическими силами, пример которых человек давно знает в огне. А как понятия о механизме таких сил и явлений, сокрытых от органов зрения и осязания, стали накопляться только с того сравнительно недавнего времени, когда родилось живое и опытное знание, взамен господства отвлеченного познавания, основанного лишь на наблюдении и выразившегося в диалектике, то отсюда становится понятным, почему заводское дело началось позднее фабричного и почему развитие заводов находится в тесной связи с развитием современных начал образованности, опирающихся на естествознание. Развитие опытных знаний, распространение физико-химического образования поэтому составляет первое неизбежное условие для расширения нашей заводской деятельности. Я знаю, что многим хотелось бы видеть Россию покрытою заводами, но естествознания как общего предмета образования вЬодить нежелательно, потому что путь этот мало еще изведан и кажется весьма опасным новаторством, грозящим многими дурными последствиями. Считаю по этому поводу необходимым сделать несколько замечаний о началах и формах образованности, не отступая тем от своей основной задачи. [...]. [c.27]

Параллельно работам, направленным на изучение свойств поверхности, в первой четверти текущего столетия были осуществлены также исследования самого процесса адсорбции. Эти исследования, принадлежащие главным образом Лэнгмюру, совершенно не похожи на те, которые проводились в этой области ранее. Односторонние физические понятия заменяются в них физико-химическими представлениями. Причем сам процесс адсорбции рассматривается более всего как химическое явление. [c.141]

В начале XX в. выделилась также в самостоятельную науку выросшая в недрах физической химии коллоидная химия. Фундамент этой науки был заложен английским химиком Т. Грэмом (1861), введшим понятие коллоида. В 1868 г. было открыто явление Тиндаля, а в 1903 г. сконструирован ультрамикроскоп, которые сыграли большую роль в изучении коллоидных систем. Основные закономерности последних были установлены в первом десятилетии XX в. Важное значение в становлении коллоидной химии как науки имели труды советского химика Н. П. Пескова. Весьма плодотворно в этом направлении работают ныне советские ученые П. А. Ребиндер, В. А. Каргин, А. В. Думанский, Е. М. Александрова-Прейс и другие. В последние двадцать лет в связи с интенсивной разработкой проблем ядерной энергии возникла и получила большое развитие новейшая отрасль физической химии — химия высоких энергий, радиационная химия. Предметом ее изучения являются реакции, протекающие под действием ионизирующего излучения. В этих условиях образуются ионы — возбуждающие молекулы, осколки молекул — свободные радикалы, обладающие большим запасом энергии и легко вступающие во взаимодействие. Это позволяет проводить разнообразные химические реакции, в том числе и такие, которые обычными химическими методами осуществить не удается. Радиационная химия изучает также инициирование цепных химических реакций, механизм реакций полиме-)изации при прохождении потоков заряженных частиц. 1од влиянием достижений ядерной физики в физической химии получает развитие другая новейшая ее отрасль — химия изотопов. [c.89]

Первым, кто вложил отчетливое содержание в понятие физическая химия и дал определение этой области химии, был М. В. Ломоносов. Он писал Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях . Это определение оказывается справедливым и для настоящего времени. Авторы одного из современных учебных курсов физической химии так определяют предмет физической химии Взаимосвязь физических и химических явлений изучает физическая химия Таким образом, можно констатировать, что физическая химия является пограничной областью между физикой и химией. [c.398]

Начавшееся к этому времени разграничение физических и химических явлений, основанное на изучении агрегатных состояний веществ и свойств растворов, привело к возникновению представлений о молекуле (корпускуле). Впервые понятие о молекуле вводит П. Гассенди. Его идея получила развитие в трудах Р. Бойля. Заслуга Бойля в истории развития материалистической корпускулярной гипотезы состоит в том, что он предпринял первую попытку внедрить эту гипотезу в химию. [c.30]

Однако заслуга введения понятия о химическом атоме в науку принадлежит Дальтону. Связав стехиометрические законы с понятием атомного веса, Дальтон тем самым перенес атомистику из области философии на твердую почву науки Понятие молекулы, возникшее до понятия химического ато ма, в связи с начавшимся в ХУП в. разграничением физических и химических явлений, пройдя историческую эволюцию, длившуюся свыше ста лет, получает, наконец, свой химиче ский смысл благодаря Ломоносову, который впервые правильно различил молекулы простых и сложных тел. Разнородная корпускула, или частица смешанного тела , как состоящая из элементов или физических монад (атомов),соответствует понятию о молекуле сложного вещества. Данное понятие получает свое первое конкретное выражение как в качественном, так и в количественном отношении в атомистике Дальтона, Понятие молекулы простых веществ проходит соответствующую эволюцию от кучек Бойля до однородных корпускул Ломоносова. Если в химической атомистике Ломоносова мы встречаем эти корпускулы реже, чем в физической, то это объясняется тем, что в его химической атомистике центральную роль играют химические атомы ( физические монады ). Это вполне естественно, ибо химической необходимости в понятии об однородных корпускулах еще тогда не было. [c.121]

Таким образом, утвердившаяся в начале XIX в. идея химического атома включила в себя все признаки физической молекулы. Электрохимическая интерпретация химических явлений, возникшая почти одновременно с химической атомистикой, еще более способствовала утверждению идеи о тождественности физических и химических частиц, ибо она подтверждала единство физических и химических явлений. В результате большинство химиков первой половины XIX в. отождествляло понятие химического атома элементов с понятием физической молекулы простых веществ. [c.122]

В предлагаемом учебном пособии фазовые и химические превращения рассмотрены под углом зрения применения их в теплотехнических расчетах. Книга состоит из двух частей. В первой части приведены основные понятия, определения, законы и уравнения термодинамики с учетом области их последующего приложения в форме, обеспечивающей лучшее понимание анализа фазовых и химических превращений. При изложении материала особое внимание обращено на пояснение физического смысла рассматриваемых понятий и зависимостей, подчеркнута общность аппарата термодинамики — применимость ее для рассмотрения различных физических явлений. Уделено внимание раскрытию понятия эксергии, находящей все более широкое применение в инженерной практике при оценке необратимости процессов. [c.3]

Ниспровергнув флогистон, Лавуазье оставил в списке простых тел свет и теплород. По-видимому, для этого у него были достаточно веские причины. Во-первых, теории флогистона Лавуазье противопоставил свою теорию, сделавшую гипотетический флогистон совершенно излишним. Принципиально иначе обстояло в то время дело с теплородом несмотря на то, что некоторые ученые, в том числе и Ломоносов, были сторонниками кинетической теории тепла, понятием теплорода для объяснения очень широкого круга физических явлений продолжали пользоваться почти все естествоиспытатели. Более того, представления о теплороде удерживались в физике и химии до второй половины XIX в.Таким образом, допущение, что кислород — это соединение некоего основания кислорода с теплородом (о чем писал и Лавуазье), не противоречило принятым в то время физическим и химическим теориям. [c.79]

К 1940 г. началась новая эпоха генетических исследований. В это время к природе гена стала проявлять интерес группа людей, отличавшихся от классических генетиков как по своему складу, так и по своим устремлениям. Многие из этих новичков были мало знакомы не только с достижениями генетики, накопленными за предыдущие десятилетия, но даже и с биологией вообще. Некоторые из них просто не имели обо всем этом никакого представления. Они по образованию были в основном физиками, и их биологические интересы ограничивались в значительной степени только одной проблемой какова физическая основа генетической информации Конечно, не было ничего нового в том, что физики обратились к решению биологических проблем. Многие выдающиеся открытия в биологии XIX в. были сделаны физиками Луи Пастер, Г. Гельмгольц и сам Мендель были по образованию физиками. Но специфическое обращение физиков к генетике в 40-х годах было вызвано совершенно особой причиной. Как раз в то время, когда в просвещенных кругах перестали исповедовать старомодный витализм (учение о том, что явление жизни в конечном счете можно объяснить только существованием мистической жизненной силы , по своей природе не являющейся ни физической, ни химической), Нильс Бор выдвинул идею, что некоторые биологические явления, возможно, нельзя будет объяснить полностью, исходя лишь из традиционных физических понятий. После того как он сформулировал квантовую теорию атома. Бор развил более общие представления. В соответствии с этим взглядом невозможность описания классической физикой квантового поведения представляет собой лишь эвристический пример того, как столкновение с явлением, кажущимся глубоким парадоксом, приводит со временем к более высокому уровню знания. Бор изложил этот взгляд в речи Свет и жизнь на Международном конгрессе по светолечению в 1932 г. На первый взгляд, —сказал Бор, —это положение может показаться крайне прискорбным, но, как часто случалось в истории науки, когда новые открытия выявляли существенную ограниченность понятий, универсальная применимость которых до того не подвергалась сомнению, это позволило нам расширить свой кругозор и дает большую возможность устанавливать связь между явлениями, которые д о того могли казаться даже противоречащими друг другу . Бор, в час тности, считал, что хорошо бы иметь в виду такую возможность и при исследовании жизни Признание огромной важности существенно [c.31]

Предлагаемая читателю книга, опубликованная в серии Си нергетика в издательстве Шпрингер , посвящена эффектам, связанным с воздействием внешних шумов на поведение динамических систем различной природы. Ее авторы — профессор Свободного университета Брюсселя Рене Лефевр и сотрудник Центра статистической физики (г. Остин, США) Вернер Хорстхемке — признанные специалисты в области статистической теории сильно неравновесных процессов в физических, химических и биологических системах. Хотя вопросы, относящиеся к влиянию шумов на поведение динамических систем, уже неоднократно обсуждались в литературе, в последнее время в этой области были получены новые, весьма интересные результаты. Как оказалось, внешние шумы способны не только приводить к флуктуациям в характеристиках динамической системы, что вполне очевидно, но и вызывать качественную перестройку ее режима — вести к появлению новых стационарных состояний, возникновению незатухающих периодических осцилляций и т. п. Весь этот класс явлений объединяется в понятии индуцированных шумом переходов. Книга В. Хорстхемке и Р. Лефевра представляет собой первую и весьма удачную попытку дать последовательное изложение теории индуцированных шумом переходов и рассказать о ее разнообразных приложениях в задачах физики, химии и биологии. [c.5]

О ТОМ, чю физическая форма движения характеризуется гармоничностью, повторнемосгью, тогда как химическая форма движения материи такими особенностями не обладает. Вот что он пишет В основание различия движения физического и химического кладут то понятие, что движение физическое есть гармоническое движение, повторяющееся химические же процессы, напротив, обусловливаются неповторяющимся движением. Представим себе два тела, различив которых основывается, по нынешним понятиям, на различии движений частиц, их составляющих если представим далее, что эти два тела проникают одно в другое, то здесь могут быть два случая или различные движения этих двух тел уничтожаются в отдельности, соединяясь в одно движение, которым обус-ловится характер нового происшедшего тела, так что, следовательно, здесь не будет повторяющегося проникновения частиц одного тела в другое или второй случай— различные движения сохраняют свою самостоятельность, так что тела останутся способными к разъединению и новому соединению и т. д. Первый случай показывает на существование химического процесса, второй — на физическое явление . [c.221]

О чем это говорит О том, что физические представления не должны во всем объеме переноситься в химию для объяснения химических явлений. Их нужно обобщать. Та абстракция, о которой угке много говори лось, требует такой модели, которая выражала бы физические процессы не во всех их деталях, не во всей их сложности, но обобщенно, отрангая лишь тот момент, который существен для объяснения химических процессов. Само появление валентной черточки в структурных формулах было у ке, собственно говоря, таким усреднением , потому что эта черточка выразила на языке и по существу понятий, соответствующих данным химии, то, что для химии как раз и требовалось. Трудность возникла тогда, когда черточка оказалась недостаточной. Обнаружены были связи, которые нельзя было выразить классическими схемами. И тут возникла большая трудность оказалось, что путь усреднения , которым шла химическая термодинамика, которым шла первая электронная модель валентности, которым шел Вутлеров и сторонники его структурной теории, этот путь требует своей особой конкретизации для каждого отдельного случая. А для случая сопряженных связей и для некоторых других случаев прежние конкретные приемы абстракции, или усреднения , оказались теперь неподходящими поэтому надо пайти новый прием усреднения , т. е. прием нахождения и выделения общего, существенного для химии применительно к данной конкретной задаче. [c.316]

Первым выступил Канниццаро. Он возражал, главным образом, против формулировки второго вопроса, который находится в явном противоречии с первым. Он говорил, что раз поставлен первый вопрос, то надо его решать последовательно. А форма постановки второго вопроса тянет химию назад. Канниццаро считал, что никакая сделка с дуализмом Берцелиуса невозможна, что соверщенно нежелательно и нелогично переносить химическую науку в эпоху Берцелиуса для того, чтобы она снова прошла тот путь, который уже имеет за собой. Он защищал унитарную систему Жерара, являющуюся дальнейшим этапом развития химии после Берцелиуса. Канниццаро подчеркивал, что системы Жерара и Берцелиуса в корне отличаются друг от друга, что система Жерара, опираясь на закон Авогадро, исходит из понятия молекулы и свободна от дуалистического предубеждения, в то время как Берцелиус принимал априорно, что атомы простых тел по отношению к физическим явлениям — единицы такого же порядка, как и сложные атомы. Канниццаро говорит Я удивляюсь, что Кекуле (как член бюро) принял предложение комиссии, он, который в своей книге писал, что Жерар — это первый и единственный, кто поавильно понял атомную теорию [234, стр. 684]. [c.337]

С этой целью Менделеев привлек представление о световом, или мировом, эфире, пытаясь с его помощью объяснить прежде всего радиоактивные явления. Трактуя мировой эфир как обычный, но очень легкий химический элемент, Менделеев пытается определить его место в периодической системе и тем самым связать понятие мирового эфира с периодическим законом. Этой попытке с ждево было стать лебединой песнью химико-механического взгляда на элементы. Под все нараставшими ударами, которые наносились новыми физическими открытиями, старая химико-механическая картина мира рушилась с неудержимой силой. На смену ей шла новая, по тем временам, электромагнитная картина мира и связанная с нею химико-электрическая трактовка химических элементов и их периодического закона. Эта картина оставалось господствующей в науке до исхода первой четверти XX в. и лишь во второй его четверти подверглась в свою очередь, коренной ломке благодаря созданию квантовой механики и развитию ядерной физики. При этом были восстановлены, но на новой основе, накоторые положения, которые Менделеев связывал с химико-механической трактовкой элементов, и прежде всего признание онре-деляющей роли массы как фундаментального свойства частиц материи. Ныне это положение применяется в ядерной физике при характеристике атомных ядер и элементарных частиц. [c.539]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология