Значение физических методов для теоретической химии

Предмет физической химии и ее значение. В настоящее время физическая химия представляет самостоятельную дисциплину со своими методами исследования она имеет весьма большое значение и для ряда смежных как теоретических, так и прикладных научных дисциплин. [c.22]

Физическую химию можно считать пограничной наукой между химией и физикой, поскольку она изучает законы взаимопревращения химических и физических форм движения материи. Пользуясь теоретическими и экспериментальными методами обеих наук, а также собственными методами, физическая химия устанавливает законы протекания химических процессов и условия достижения химического равновесия. В связи с этим физическая химия играет большую роль в развитии химической промышленности (органического синтеза, производства пластических масс и химического волокна, металлургии, производства строительных материалов и т. д.). Постоянно возрастает значение физической химии в развитии медицинской и биологической промышленности. [c.4]

Значение физических методов для теоретической химии. . . , [c.265]

ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ХИМИИ [c.13]

Велико значение физической химии и методов ее исследования в развитии химической технологии. Знание физической химии дает инженеру возможность не только глубоко понять сущность химического процесса, лежащего в основе производства, но и сознательно выбирать и регулировать условия, наиболее благоприятные для проведения нужных процессов. Физическая химия позволяет предвидеть направление химической реакции, а также рассчитать теоретически выход ее продуктов. [c.7]

Теоретическая база современной химии представлена статьями об основных законах, понятиях и явлениях физической химии. Стремление изложить материал в доступной для читателя форме потребовало некоторого увеличения среднего объема статей по этой тематике по сравнению со средним объемом статей по Словарю в целом. То же относится к статьям, посвященным методам исследования и анализа, что связано с постоянно возрастающим значением этих методов в науке и промышленности акцент в таких статьях сделан не на физические основы метода, а на возможности его использования в химии. [c.5]

В этой главе, в отличие от остальных, не обсуждаются данные, полученные с помощью какого-либо конкретного физического метода. Большая часть рассматриваемого здесь материала явилась результатом двух различных подходов к изучению химии гетероциклических соединений. Один из них — экспериментальный — опирается на изучение механизмов реакций, а второй — на теоретические расчеты. Их результаты можно было бы обсудить и раздельно, но они приобретают большее значение, когда рассматриваются совместно, так как взаимно дополняют друг друга и преследуют общую цель — понять реакционную способность гетероциклических соединений. [c.126]

Во-вторых, обобщение химических явлений поставило на очередь важнейшие теоретические проблемы и заставило пересмотреть самые основы физических наук. Атомистика, бывшая вначале чисто химической проблемой, привела к развитию статистических методов в физике, ныне являющихся одним из наиболее важных и плодотворных ее орудий. Развитие другого важного и общего физического метода — термодинамики — также всегда было тесно связано с химической проблемой изучения течения химических реакций. Наконец, квантовая механика, являющаяся одним из величайших современных научных обобщений, также в значительной степени обязана своим возникновением потребности в объяснении механизмов химических реакций и связи между свойствами тел и строением образующих их молекул и атомов. В этом пересмотре основ физики химия сыграла решающую роль, но и для химии развитие физики имело столь же большое значение, и объяснение химических явлений стало возможным лишь после того, как физика обогатилась современными экспериментальными и теоретическими методами. Затруднительно было бы определить, что дало более плодотворные результаты влияние химии на физику или наоборот. Сейчас обе науки так тесно переплелись, что нет никакой возможности отчетливо разграничить принадлежность той или иной задачи к области химии или физики часто это больше определяется не ее содержанием, а углом зрения, под которым она рассматривается. [c.12]

Физическая химия широко использует выводы и методы общей и неорганической химии, органической химии, физики и ма-. тематики. Одновременно она является теоретическим фундаментом всех химических и многих смежных с химией наук. Выводами и методами этих наук широко пользуются ученые, работающие в различных областях химии, медицины, биологии, геологии, металлургии и других наук. Следовательно, физическая химия имеет большое общенаучное значение. Не случайно, что раньше физическая химия называлась теоретической химией. [c.4]

После открытий Менделеева и Бутлерова аналитическая химия в своем дальнейшем развитии стала опираться на достижения теоретической (физической) и органической химии. Принцип установления зависимости между составом и свойствами, на котором Д. И. Менделеев построил периодическую систему, нашел свое выражение в созданном им физико-химическом анализе, развитом далее Н. С. Курнаковым (1860—1941). До последней четверти XIX века приемы аналитической химии сводились почти целиком к тому, что отдельные составные части выделялись из общей системы анализируемых веществ и после этого идентифицировались. В физико-химическом анализе определение составных частей проводят без выделения их из системы, путем изучения физикохимических свойств всей системы в зависимости от ее состава. Метод физико-химического анализа позволил определять состав сложных систем (сплавов, растворов, стекол и пр.), имеющих важное практическое значение. [c.15]

Установленные физической химией закономерности протекания сложных и взаимосвязанных явлений, а также разработанные методы решения общих и конкретных проблем используют все науки химические, физические, биологические, медицинские, геологические, сельскохозяйственные и многие технические. Это характеризует общенаучное значение физической химии. Знание механизма и условий протекания химической реакции позволяет предвидеть ее результаты, определить возможности управлять химическим процессом, проводить реакции быстрее и в нужном направлении. Это способствует созданию и усовершенствованию технологических процессов в химической промышленности, металлургии, лесохимии, нефтяной промышленности, промышленности пищевых продуктов, производстве строительных материалов, сельском хозяйстве, медицине и т. д. В свою очередь практика выдвигает перед физической химией все новые теоретические проблемы и тем самым способствует ее бурному развитию. [c.4]

В физической химии успешно разрабатываются и применяются теоретические и экспериментальные методы для изучения законов протекания химических реакций во времени и законов химического равновесия. Анализ экспериментального материала и обобщение сведений об исследуемых химических реакциях и химическом равновесии осуществляется главным образом тремя методами теоретической физики термодинамическим, статистическим и квантовомеханическим. Каждому из них отвечает свой круг понятий, законов и экспериментальных методик. Эти методы в физической химии имеют самостоятельное значение, так как во многих случаях на основе данных о строении и свойствах вещества они позволяют предвидеть результаты физико-химических процессов. [c.5]

Такая трактовка предмета органической химии несколько отличается от традиционного построения соответствующего университетского курса, основанного на последовательном описании свойств отдельных классов соединений по схеме номенклатура и строение, физические свойства, нахождение в природе, методы получения, отдельные представители и практическое значение. Добавление к такому курсу все нового материала и дополнение его разделами, излагающими современные теоретические представления о строении и реакционной способности органических соединений, привели к непомерному росту его объема. Достаточно полное и всестороннее освоение этого материала за время, предусмотренное учебным планом, становится все более нереальной задачей. Это создает предпосылки для доминирования описательного подхода над освоением наиболее общих принципов и понятий. [c.3]

Перейдем теперь к выяснению значения физической химии. Эта наука обогащает наши знания об окружающем нас мире, и выводы ее имеют общенаучное значение. Вместе с тем правильное применение опытных данных, обобщений и законов физической химии позволяет лучше использовать богатство природы и совершенствовать методы производства. Поэтому физическая химия развивалась не только как чисто теоретическая дисциплина, но и как наука, способствовавшая появлению большого числа различных производственных процессов. [c.27]

Химия карбониевых ионов является в настоящее время одним из наиболее бурно развивающихся направлений органической химии. Существование частиц этого типа было установлено еще в начале нашего века позднее широкое распространение получили представления о важной роли карбониевых ионов в разнообразных превращениях органических соединений, в частности в многочисленных катионоидных перегруппировках. Это стимулировало детальное изучение кинетических и стерео-химических характеристик реакций, в которых постулировалось промежуточное образование карбониевых ионов. Анализ получаемых при этом данных являлся в течение длительного времени основным источником информации об особенностях строения и реакционной способности подобных частиц, так как число выделенных в виде солей карбониевых ионов было невелико. Широкое внедрение в исследовательскую практику в последние 10—15 лет ряда новых физических методов исследования, в первую очередь спектроскопии магнитного резонанса на ядрах Н, F и С , сделало возможным прямое наблюдение многих типов карбониевых ионов в растворах, что ознаменовало начало качественно нового этапа в изучении карбониевых ионов и привело к резкому расширению фронта исследований. Результаты этих исследований имеют важное значение как для теоретической, так и для синтетической органической химии, и поэтому необходимо возможно более, полное их освещение в отечественной литературе. [c.3]

Современный этан развития радиохимии характеризуется руководящей ролью периодического закона и расширением связи радиохимии с другими отраслями знания, все более широким применением радиохимических методов в физической, аналитической, органической химии, биохимии, химической кинетике и т. д. Особенно же характерным для современного этана является широкое и бурное развитие радиохимической промышленности и связанное с этим развитие различных сторон теоретической радиохимии. Вклад радиохимии в развитие периодического закона и значение последнего для радиохимии иллюстрирует рис. 1, на котором символами в квадратах отмечены естественные радиоэлементы, найденные М. Кюри и ее последователями, а символами со штриховкой поля — элементы, синтезированные за последнюю четверть века. [c.214]

В физико-химической подготовке будущего химика и технолога весьма важное место занимает практикум. В лаборатории он знакомится с реальным значением тех общих теоретических идей, которые излагаются на лекциях и в руководствах по физической химии. Правильно организованный опыт является драгоценным средством овладения теоретическими методами и идеями данной науки. Но полноценная физико-химическая подготовка требует не только [c.3]

Специфичны также условия очистки сточных вод, требующие применения нескольких методов в одной технологической схеме. Комплексный характер методов обработки воды, разрабатываемых на основе достижений физической химии, биохимии, гидравлики и общей теории процессов и аппаратов, нуждается в едином подходе при решении задач, связанных с технологией кондиционирования воды. Возникла острая необходимость в разработке теоретической базы новой отрасли науки — химии и технологии обработки воды, которая должна опираться на научно-обоснованную и практически оправдывающую себя систематизацию примесей и загрязнений воды. Особое значение в связи с этим приобретает созданная автором классификация, основанная на фазово-дисперсном состоянии примесей воды. Она явилась плодотворной рабочей гипотезой, позволившей с единых позиций оценить технологические процессы водоподготовки, найти решения, обеспечивающие эффективную очистку воды в соответствии с современными требованиями к ее качеству, и указать направления дальнейшего развития этой отрасли науки. [c.8]

Гетерогенно-каталитические процессы, в которых фаза твердого катализатора отделена от реагирующих веществ поверхностью раздела, по-прежнему играют очень важную роль в химической технологии. В настоящее время эксперты Международного союза по теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) оценивают сравнительное значение гетерогенных и гомогенных катализаторов для промышленности как 9 1 [69]. Характерной чертой современного этапа исследований в области теории катализа является установление механизма элементарных стадий и идентификация промежуточных соединений на поверхности с помощью новейших физических методов. Вопросы применимости этих методов, а также некоторые данные о механизме гетерогенно-каталитического жидкофазного окисления обсуждаются в ряде работ, например [205—207, 358]. [c.152]

Для успешного решения задач, выдвинутых XXVI съездом КПСС, июньским (1983 г.) и апрельским (1984 г.) Пленумами ЦК КПСС, необходимо систематическое приобретение учащ,имися практических знаний. Одним из направлений решения этой задачи является повышение уровня проведения лабораторного практикума за счет внедрения современных методов реализации эксперимента. Научно-технический прогресс и успехи химической науки обусловили в последние десятилетия существенное изменение содержания и методики преподавания химических дисциплин. В физической химии широко используются квантово-механические, структурные и термодинамические представления. Важное значение приобрело внедрение математических методов анализа и планирования многофакторного эксперимента в химии. Сократился разрыв между требованиями, которые сегодня предъявляются к научному работнику, инженеру и технику, занятым на производстве. Традиционная постановка лабораторных занятий по физической и коллоидной химии уже не соответствует современным требованиям. Необходимость повышения уровня подготовки специалистов привела к появлению новых принципов подхода к содержанию и порядку проведения лабораторных и семинарских занятий (3. Е. Гольбрайх, Б. Смит, М. К. Азимова и др.). Повышение уровня семинарских и лабораторных работ достигается использованием таких форм занятий, которые, раскрывая и закрепляя теоретические знания, обучают научному мышлению, развивают творческую инициативу и прививают навыки обращения с приборами и веществом. Каждая лабораторная работа должна быть представлена как самостоятельное научное исследование, выполненное на уровне, доступном учащемуся техникума. Перед выполнением лабораторной работы учащийся должен знать ее теоретическое обоснование, целенаправленность эксперимента и уметь анализировать полученные результаты. При этом необходимо научиться планировать эксперимент и использовать математические методы выражения его результатов. [c.3]

Теоретический характер физической химии определяет ее значение как для других химических наук, использующих теоретические методы физической химии, так и для производства. Физическая химия позволяет решить задачи эффективного управления производством, интенсификации и автоматизации производственных процессов, предсказать результаты процессов в тех или иных условиях и выяснить, каким образом следует изменить эти условия, чтобы процесс пошел в желательном направлении, с наименьшими затратами и с максимальным выходом нужных продуктов. Без физической химии нельзя решить проблему создания веществ с заданными свойствами, получения чистых веществ, разработки новых источников тока и т. п. Без физической химии не обойтись при разработке безотходных технологических про- [c.5]

Подавляющая часть сведений о строении и свойствах вещества получ ена из эксперимента. Другой возможный путь — теоретическое предсказание строения и свойств — может быть эффективен, если используется достаточно хорошо обоснованная теория. Но основным критерием правильности теории служит эксперимент, точнее совпадение предсказаний теории с данными эксперимента. Экспериментальные методы имели решающее значение для становления физической химии, они имеют столь же важное значение для ее дальнейшего развития. [c.146]

Начавшееся физическое изучение белковых молекул со временем приобретает исключительно важное значение. Физика привнесла в эту область строгость и глубину своих воззрений и концепций, количественные теоретические и экспериментальные методы. Квантовая механика, работы В. -Кеезома (19 6 г.), Д. Дебая (1920 г.), В. Гейглера и Ф. Лондона (1928 г.), Ф. Хунда (1928 г.), Э. Хюккеля (1930 г.), Дж. Леннарда-Джонса (1931 г.), Л. Полинга (1936 г.) и многих других физиков подвели черту под развитием классической органической химии и заложили основы современной теоретической химии (квантовой механики молекул или квантовой химии). Они показали, что помимо валентных взаимодействий атомов существуют и могут оказывать заметное влияние на химическое поведение и формообразование молекул, особенно макромолекул, ранее не принимавшиеся во. внимание невалентные взаимодействия атомов (дисперсионные, электростатические, торсионные, водородные связи). Для познания белков, чувствительных к внешним условиям, использование физических и физико-химических методов, гарантирующих, как правило, не только химическую, но и пространственную целостность молекул, имело важное, часто определяющее значение на всех этапах исследования белков от выделения и очистки до установления пространственной структуры и выяснения механизмов функционирования. [c.66]

Процессы неорганической химии идут в более широкой области температур и отличаются значительно большим разнообразием агрессивного воздействия на материалы приборов, чем в органической химии. В соответствии с этим решение чисто аппаратурных проблем неорганической химии труднее, и их изложение занимает в рассматриваемой книге значительно больший объем, чем в книге Вейганда. Чтобы объем книги сохранить в разумных пределах, пришлось отказаться от воспроизведения отдельных препаративных прописей, а также от изложения теоретических основ отдельных операций или вопросов инженерной техники. Большее значение придавалось критическому описанию важнейших операций, изложению всех существующих экспериментальных возможностей и приведению важнейших литературных ссылок, особенно относящихся к новейшей литературе. Физические методы освещались лишь тогда, когда их нужно было описать в связи с препаративной работой, например измерение температуры и давления пара, определение температуры плавления и т. п. [c.7]

Таким образом, многочисленные и разнообразные исследования в области химии диацетилена, ведущиеся в настоящее время, побуждаются не только теоретическими, но и практическими потребностями. Одн ко эти пссйвдовщвд прр базируются на дИацетилене, получаемом из бутиндиола, и не выходят за пределы лабораторий из-за отсутствия товарного промышленного диацетилена. Работа с диацетиленом сопряжена с некоторыми трудностями, однако при строгом соблюдении правил безопасности в условиях современной техники эксперимента и при наличии тонких физических методов исследования, позволяющих работать с малыми количествами, эти трудности имеют второстепенное значение. [c.9]

Качественный анализ — традиционная первая часть курса аналитической химии. Со времени возникновения, которое датируется обычно работами Р. Бойля (1661 г.) и связано с первоначальным определением химического элемента как химически неразложимого простого вещества, и до середины XX века он и практически, и теоретически базировался на системе химических реакций — разделения, отделения, обнаружения. В последние десятилетия практический качественный анализ в основном проводят не химическими способами, а с помощью гораздо более быстрых и эффективных при большом количестве компонентов инструментальных физических методов (спектрографических н радиоактивационных). Соответственно и общую теорию этих методов излагают в курсах физики и физической химии, а также в более узких специальных курсах (например, спектрального анализа, радиохимии и т. д.). При этом не следует, однако, забывать, что все большее практическое значение приобретают химико-спектральные и химико-радиоакти-вационные методы, основанные на химическом разделении и последующем инструментальном определении. [c.5]

Крупнейшие открытия физики и химии конца XIX и начала XX в. в области строения материи оказали мощное влияние па развитие всех отраслей естествознания. В органической химии ото прежде всего прояв-лось в дальнейшем внедрении новых физических методов исследования (спектроскопия, реитгепографня, позже электронография, масс-спектро-скопия). Создание планетарной модели строения атома с некоторым запозданием отразилось и на теоретических представлениях химиков-органиков. Причиной более позднего проникновения в органическую химию электронных представлений является сложность объектов органической химии. Для органической химии большое значение имела гипотеза октет-ного строения электронных оболочек атомов в молекулах, выдвинутая Льюисом в 1913 г. [90—92]. В России пионером электронной теории органических соединений был А. М. Беркенгейм, который в 1917 г. выпустил специальную монографию Основы электронной химии органических соединений [93]. Крупной заслугой Беркенгейма является толкование многих эмпирических правил химического поведения и реакционной способности органических соединений с точки зрения электронных представлений начала XX столетия. [c.36]

А. А. Гринберг всегда придавал большое значение тому положению, что химия комплексных соединений развивается на стыке многих областей современной химии и что для успешного выполнения исследований необходимо использовать методы физической, органической и теоретической химии. Все это в полной мере нашло отражение в работах Алек-ксандра Абрамовича и его учеников. По существу А. А. Гринберг является [c.6]

Пользуясь силовыми константами, приведенными в гл. XII, получим исправленное значение энергии резонанса — 26,2 ккал. Эта цифра, которая еще должна быть исиравлена с учетом нулевой энергии, лежит довольно близко к 36 ккал, что уже давно рассматривается как экспериментальное зиаче1[ие энергии резонанса молекулы бензола. Детальный расчет этой энергии по методам волновой механики в настоящей книге не рассматривается, так как этот вопрос болыпе относится к математике или теоретической химии, чем к физической химии. [c.388]

Ионообменные методы приобретают первостепенное значение в химической технологии, в частности в технологии получения биопрепаратов и лекарственных веществ. В связи с этим все более возрастает число специалистов, соприкасающихся в своей деятельности с ионитами и процессами ионного обмена, протекающими с их участием. Эта область, берущая свои истоки в физической и органической химии, включает сведения о методах синтеза и особенностях поведения и строения нерастворимых нолиэлектролитов, систему теоретических представлений о механизме взаимодействия сложных органических ионов с нолиэлектроли-тами, о равновесной и кинетической проницаемости набухающих полиэлектролитов, о законах перемещения веществ в ионообменных колонках и многие другие идеи, гипотезы и обобщения. [c.3]

Среди современных методов исследования строения органических соединений и их анализа значительную роль играют физические методы, в частности оптические. Особое значение среди этих последних приобретает метод рамап-спектросконии (комбинационное рассеяние света) становящийся в последние годы одним из очень важных приемов изучения молекул. Ряд структурных задач теоретической органической химии и многочисленные сложные задачи анализа смесей органических соедине-пый, включая технически важные вопросы анализа моторного Т01плива, могут успешно разрешаться при помощи метода комбинационного рассеяния света. Мы имеем в этом методе настоящий прием молекулярного спект-трального анализа как качественного, так и количественного. Значение его особенно возрастает в связи с тем обстоятельством, что возникновение спектра комбинационного рассеяния света связано с возбуждением лишь ротационных и низких (обычно первого) колебательных уровней и поэтому не сопровождается расщеплением даже весьма несто11ких молекул и радикалов. Таким образом, метод комбинационного рассеяния и в этом отношении не только не уступает, но даже превосходит обычные методы инфракрасной спектроскопии, не говоря уже об огромных преимуществах его в смысле относительной аппаратурной простоты, скорости получения результатов, повышения разрешающей снособности и т. д. [c.159]

Теоретической основой этих методов является физическая химия. Коллоидная химия, возникнув как один из разделов физической химии, в настоящее время выделена в самостоятельную науку. Предмет и значение этой науки подробно излагаются в гл. VII данного у.чеб-ннка. [c.7]

Сборник Л 1 Химия фтора включает ряд докладов, прочитанных различными исследователями на 110-м съезде Американского химического общества в г. Чикаго в сентябре 1946 г. и опубликованных в 1947 г. в Ind. Eng. hem., № 3. Научное и практическое значение химии фтора давно было оценено у нас в стране. В настоящее время химия фтора прочно входит в быт путем включения в ассортимент технических товаров нового типа фторсодержащих соединений высокоустойчивых пластмасс, нестареющих, вечных смазочных материалов, светоустойчивых красителей, активных инсектофунгисидов, безвредных хладоносителей, эффективных диэлектриков, катализаторов и других материалов. Новые методы введения фтора в органические соединения и усовершенствования Е конструкциях электролизеров по-новому поставили вопрос о доступности химических соединений фтора. Вместе с накоплением препаративного опыта и познанием физических и химических свойств фторпроизводных возник ряд теоретических проблем, разрешение которых имеет общее значение. Колоссальные запасы фтора в земной коре и особые свойства фтора, определяющиеся его положением в периодической сие1 еме Менделеева, влекут за собой все возрастающие перспективы использования этого элемента различнейших областях техники и науки. [c.6]

Долгое время в качестве единицы атомной массы была принята /16 средней массы атомов природного кислорода, состоящего из изотопов 0, 0 и 0. Эта единица составляла основу химической гикалы атомных масс. В основе же физической шкалы лежала массы изотопа > 0. Переходный множитель от одной шкалы к другой 1,000275. Существование двух шкал атомных масс создавало определенные трудности. Разница между ними намного превышает точность определения атомных масс современными физическими и физико-химическими методами. В 1961 г. Международный союз по теоретической и прикладной химии (ШРАС) утвердил единую углеродную шкалу атомных масс. Основа ее — атомная единица массы (а.е.м.), равная /12 массы изотопа углерода С. По углеродной шкале относительные атомные массы водорода и кислорода соответственно равны 1,0079 и 15,9994. Таким образом, атомная (элементная) масса — среднее значение массы атома химического элемента, выраженное в атомных единиг1,ах массы. Молекулярная масса — масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы она равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. [c.12]

Дальнейшее совершенствование техники этого метода (увеличение дисперсии спектрографа и его светосилы, усовершенствование фотографической и фотоэлектрической регистрации спектра, упрощение расчетов спектров и т. д.), несомненно, приведет к еще большему внедрению его в химию и физику, сделает его необходимейшим средством в решении важнейших физических и химических задач первостепенного теоретического и практического значения. Перед этим, недавно возникшим и только еще развивающимся методом, несомненно, огромное буцуп ев. (М. В.) [c.192]