Главнейшие. направления развития физической химии

Мы сочли необходимым ввести в курс понятия об энтропии 5 и ее изменении А5 и об изменении энергии Гиббса АО, так как твердо уверены в том, что нельзя излагать химию в вузе, опираясь только на понятие о тепловых эффектах АН. С другой стороны, мы отдавали себе отчет в том, что на первом курсе информация о величинах АО и Д5 не может быть ни полной, ни строгой она в доступной форме должна передавать лишь главное, давая общую ориентировку. Приучить студентов с первого курса пользоваться энтальпийными и энтропийными характеристиками — это означает не только привить им навыки изучения с общих позиций самых различных процессов (химическое взаимодействие, растворение и т. д.), но и подготовить их к постоянному применению этих фундаментальных характеристик — вначале на материале неорганической, а затем аналитической и органической химии. В курсе физической химии эти представления получат дальнейшее развитие, уточнение, детализацию, будут поставлены на прочный математический фундамент. Поэтому, в частности, при рассмотрении окислительно-восстановительных реакций уделено внимание не только составлению уравнений, т. е. чисто формальной стороне, но и решению вопроса о направлении этих процессов, [c.5]

Биологическая химия — это наука о химических основах жизни. Биологическая химия (в дальнейшем — биохимия) является интегральной наукой и связывает в единое целое химические, физические и биологические науки с целью познания химической сущности живой материи. Основные направления химии — неорганическая, органическая, аналитическая и физическая — предоставляют биохимии научную базу для исследования явлений жизни на атомно-молекулярном уровне, позволяя использовать для этого все возможности и достижения современной химической науки, а также химическую терминологию. В свою очередь, биохимия является важнейшим инструментом, с помощью которого биологи, медики и химики выясняют биологические функции химических соединений, изучают физико-химические процессы, протекающие в живых организмах, а также механизмы нарушения этих процессов как причины развития любой патологии. Целая область практической, прикладной биохимии — клиническая и фармацевтическая биохимия — направлена на решение главных задач медицины — диагностики и лечения различных заболеваний. [c.18]

Спектроскопия фотоэлектронов зародилась по существу еще в 20-х годах, когда в 1914 г. Робинсон в Англии и в 1921 г. М. де Бройль во Франции провели первые исследования энергетического спектра электронов, выбиваемых из атомов различных элементов рентгеновским излучением. Однако только в последние 10—15 лет в связи с появлением аппаратуры с очень высоким разрешением метод реально стал одним из важных разделов спектроскопии. Особенно ценны заслуги в этом шведской группы физиков, возглавляемой К. Зигбаном. Они назвали свой метод ЭСХА — Электронная спектроскопия для химического анализа . Уже само название разработанного ими метода свидетельствует о том, что новый физический метод предназначается в основном для различных химических исследований. Этот метод бесспорно может быть использован для изучения целого ряда химических процессов, в частности процессов, происходящих на поверхностях (окисление, катализ, адсорбция и т. д.), но главное его достоинство состоит в том, что он позволяет изучать электронную структуру вещества. Фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС) может быть по праву названа экспериментальной квантовой химией . Применение наряду с квантово-механическими расчетами электронного строения молекул спектроскопии фотоэлектронов, несомненно, будет способствовать развитию ряда направлений современной структурной химии. [c.5]

Главнейшие направления развития физической химии. [c.13]

В процессе дискуссии выяснилась насущная необходимость дальнейшего обсуждения некоторых основных положений химии, в частности органической химии, и — в связи с этим—уточнения терминологии, критического рассмотрения различных способов изображения формул строения молекул. Выяснилась так ке необходимость определения основных задач, которые стоят в настоящее время перед органической химией, установления на ближайший период времени главнейших направлений развития органической химии и связанных с ней разделов физической химии и физики. [c.77]

По замыслу это издание должно отразить достижения физикохимической науки по всем ведущим направлениям в нашей стране и за рубежом. Его главная цель — интеграция физической химии. Хотелось бы, чтобы оно помогало формированию аргументированного мнения о перспективности тех или иных физико-химических направлений, что необходимо как для развития самой науки, так и для разработки и интенсификации производственных процессов. [c.4]

Разработка новых аналитических методов. Часто новые химические реакции или физическое явление можно использовать для количественного анализа. Таким образом, появление нового аналитического метода может неожиданно явиться побочным продуктом какой-либо программы научных исследований. Именно так иногда достигаются главные успехи в аналитической химии, хотя большая часть публикаций и непрерывное развитие этой области связаны с направлениями, рассмотренными нами в разделах 1—6 этой главы. [c.549]

Последние два десятилетия ознаменовались большими успехами химии координационных соединений. В течение ряда лет после работ Альфреда Вернера развитие этого направления химической науки протекало сравнительно медленно затем интерес к химии координационных соединений постепенно начал все более возрастать, причем некоторые теоретические представления и методы исследования претерпели существенное изменение. Ранее основные усилия были направлены на увеличение числа полученных комплексных соединений и на изучение их строения и свойств главным образом химическими методами наряду с привлечением ограниченного числа физических методов, например измерения электропроводности водных растворов. Однако в последнее время фундаментальные исследования в области неорганической химии, связанные с работами по использованию атомной энергии, стимулировали интерес к координационной химии, поскольку большинство соединений переходных элементов, по крайней мере в водных растворах, являются комплексными кроме того, стало совершенно очевидным, что эта область представляет широкое поле ДЛЯ исследований, результаты которых могут найти применение в прикладной, аналитической и фармацевтической химии. Современное развитие координационной химии обусловлено двумя основными обстоятельствами, которые предшествовали работам по использованию атомной энергии. Речь идет о развитии квантовой механики и применении новых физических методов для изучения неорганических комплексных соединений. Эти две области развивались постепенно и взаимно дополняли друг друга. Специалисты по квантовой механике смогли связать стереохимию неорганических соединений с электронной конфигурацией атомов, но в большинстве случаев они вынуждены ограничиваться чисто качественными предсказаниями, а часто—указанием на формы, которые можно было бы приписать той или иной молекуле. Дальнейшее уточнение вопроса о форме молекулы часто может быть проведено на основе рассмотрения физических свойств вещества— [c.245]

Физическая органическая химия развивается по трем основным направлениям 1) исследование влияния строения реагентов и условий взаимодействия на равновесие и скорость реакций, 2) изучение механизмов реакций и 3) применение статистической физики и квантовой механики к исследованию органических веществ и их реакций. Конечно, эти проблемы, если их рассматривать в щироком плане, охватывают значительную часть химии вообще. Поэтому следует подчеркнуть особенность, характерную для методологии физической органической химии главное внимание уделяется тем вопросам, решение которых важно для развития органической химии в целом. Достижения физической органической химии основаны на применении теорий и методов физической химии к огромному материалу, накопленному за 100 лет интенсивного изучения органических реакций и развития теории строения органических соединений. Практически неисчерпаемое разнообразие органических структур открывает единственную в своем роде возможность подробного систематического подхода к проблемам реакционной способности. Изучение реакций сложных природных веществ способствовало развитию теоретических представлений физической органической химии, которые теперь в свою очередь помогают устанавливать строение природных соединений. [c.7]

Основанием физической химии закончился процесс дифференциации химии на отдельные химические науки в XIX столетии. Таким образом, к началу 90-х годов сложился комплекс химических наук, охватывающий все главнейшие направления исследований, получивших развитие в течение столетия. Создание такого комплекса наук, составляющего классическую химию , явилось не только результатом характерного для истории естествознания XIX в. стремления к систематизации и классификации фактического материала науки, но и подвело итог многовековому процессу накопления теоретического и экспериментального материала в области химии. [c.449]

Все указанные работы, посвященные изучению влияния металлических расплавов на прочность и деформируемость твердых металлов, проводились на поликристаллических образцах вполне естественно, что наблюдаемые эффекты часто связывались при этом с влиянием межкристаллитных прослоек. Однако наиболее интересный и, вместе с тем, простой объект изучения подобных явлений — это металлические монокристаллы, в том числе монокристаллы весьма чистых металлов. В этом случае оказывается возможным выявить самые общие и характерные закономерности наблюдаемых эффектов, не осложненные влиянием границ зерен, наличием границ между различными твердыми фазами и другими побочными факторами. Именно такие опыты позволяют установить механизм действия металлических расплавов и показать, что резкая потеря прочности и пластичности образцов в присутствии расплавленных металлов обусловлена не межкристаллитной коррозией, а адсорбционными явлениями — понижением свободной поверхностной энергии твердого металла на границе его с расплавом. Вместе с тем к монокристаллам наиболее эффективно приложима на существующем этапе ее развития современная теория пластической деформации и разрушения кристаллических тел — теория дислокаций, позволяющая дать анализ механизма воздействия среды па деформационные и прочностные характеристики тела, главным образом, в терминах полуколичествен-ного описания. В последующих главах излагаются основные результаты исследований, проводившихся в этом направлении в 1955—1961 гг. в Отделе дисперсных систем Института физической химии АН СССР и на кафедре коллоидной химии Московского государственного университета [107—150]. [c.145]

Разрыв между аналитической химией, которую студент постигает как учебную дисциплину в стенах университета, и аналитической химией научных журналов или современной лаборатории должен быть небольшим. Что определяет лицо современной аналитической химии как науки Интенсивное развитие атомно-абсорбционных методов. Революция в анализе органических веществ, совершенная хроматографическими методами, особенно газовой хроматографией. Широкое использование рентгеновских и ядерно-физических методов. Интерес к ионометрии, разработке и использованию ионоселективных электродов. Внедрение электронно-вычислительных машин и вообще математизация аналитической химии. Развитие работ в области органических аналитических реагентов для целей разделения и определения металлов. Конечно, список быстро развивающихся направлений этим не исчерпывается, но почти все главные названы. И, к сожалению, многие указанные методы и направления не изучаются на кафедрах аналитической химии. Выпускник может растеряться, придя в исследовательскую лабораторию, где обычным прибором является, например, рентгенофлуоресцентный квантометр или газовый хроматограф. [c.219]

Для того чтобы выполнить главную задачу — дать сведения о веществе и в то же время осветить отмеченное выше направление развития органической химии, в первой части книги дается краткое изложение теоретических и физических основ органической химии, что позволяет также подчеркнуть присущую этой области систематику. Во второй и третьей частях книги связь с теорией осуществляется, в частности, через помеп еиные там задачи и упражнения. [c.13]

Физико-химическая механика основных процессов химической технологии изучает общие закономерности переноса количества движения, теплоты и массы в тех физико-химических системах, в которых осуществляются химико-технолог-ические процессы. Известные примеры изложения этих общих закономерностей базировались на традиционных представлениях механики сплошной среды. Ограниченность такого подхода к изучению явлений переноса очевидна, поскольку значительная часть физико-химических систем, в которых осуществляются типовые процессы химической технологии, представляют собой объекты статистической природы. Примерами этих систем являются дисперсные среды, содержащие хаотически движущиеся частицы, которые обмениваются веществом, энергией и количеством движения как между собой, так и со сплошной фазой. Для описания указанных объектов естественно использовать фундаментальные методы статистической физики. Поэтому одно из главных направлений развития научньга. представлений о механизме явлений переноса в основных т1роцессах химической технологии связано с активным использованием фундаментальных понятий и методов статистической физики. Некоторые из них рассматриваются в соответствующих разделах общего курса физики, физической химии и т. п. Однако до настоящего времени в отечественной и зарубежной литературе не было примеров систематического изложения статистических основ физико-химической механики процессов химической технологии, хотя необходимость в появлении подобной книги давно назрела. Данное учебное пособие восполняет указанный пробел. [c.3]

После окончания Отечественной войны в стране были созданы новые крупные химические научные центры по главнейшим направлениям исследований Институт физической химии, Институт элементоорганических соединений. Институт биоорганической химии и др. Быстрое развитие получили исследования по химии в институтах республиканских академий наук. В течение последних десятилетий успешно продолжались исследования в Институте химической физики Академии наук СССР под руководством И. И. Семенова, В. Н. Кондратьева, В. В. Воеводского (1917— 1967), И. И. Эмануэля и др. Были сделаны важные открытия и получены новые экспериментальные данные, освещающие механизм элементарных и радикальных процессов, в связи с дальнейшим развитием теории разветвленных цепных процессов В Институте физической химии, организованном в 1945 г. на базе Коллоидоэлектрохимического института (руководил до 1958 г. А. И. Фрумнин, а затем В. И. Спицын), продолжались исследования по электрохимии, адсорбции и хроматографии, физикохимии дисперсных систем, строению твердых тел и другим проблемам. [c.299]

Книга Шёнберга, известного ученого, много лет ведущего фотохимические исследования в Каире, является в своем роде уникальной монографией. Наблюдающееся за последние 20—25 лет бурное развитие исследований химических процессов, протекающих под влиянием света, вызвало появление не только обзорных работ, посвященных вопросам биохимического синтеза (главным образом в растениях), но и монографий, предназначенных для химиков, изучающих механизм этих процессов и использующих достижения фотохимии для проведения направленного фотосинтеза или фотодеструкции органических веществ. Проблемам фотосинтеза в растениях посвящено довольно много статей и книг. Достаточно упомянуть трехтомную книгу Рабиновича, где собран обширный материал по фотосинтезу, причем преимущественно по биохимическому фотосинтезу. Примером книг, посвященных физической химии фотопроцессов, является хорошо известная книга академика А. Н. Теренина , переведенная и изданная в ряде других стран. Книги методического характера, где химик-органик мог бы найти общие указания о технике эксперимента или найти типовую методику с описанием препаративного фотохимического синтеза, на книжном рынке давно не появлялись. Изданная 10 лет тому назад брошюра [c.5]

Вся совокупность данных, накопленных экспериментальной и теоретической химией, свидетельствует о том, что распределение э лектронной плотности между атомами, входящими в состав химических Соединений, является одним из важных факторов, определяющих реакщюнную способность этих веществ. Однако долгое время исследования В Этой области носили преимущественно качественный характер. И только в последние годы успехи, достигнутые в изучении механизмов щ кинетики химических реакций, а также развитие физических и прежде всего радиоспектроскопических методов исследования электронного строения химических соединений позволили поставить вопрос о возможности отыскания количественных закономерностей, связывающих реакционную способность и распределение электронной плотности. С началг 60-х годов поиск таких закономерностей становится одной из основных задач научной деятельности В. В. Воеводского и его школы. Этот поиск велся главным образом по следующим четырем направлениям [c.174]

Исследования, направленные на определение характера и энергии связи молекул реагента с катализатором, были начаты главным образом в 50-х годах. Наибольшее развитие они получили применительно к жидкофазным гетерогенным реакциям гидрирования благодаря применению электрохимических методов [12] и к реакциям дегидратации спиртов на окиси алюминия и алюмосиликатах [149]. К настоящему времени эти исследования широко развиты в Институте органической химии АН СССР (главным образом работы А. А. Толстопятовой), в МГУ (А. В. Киселев [154, К. В. Топчиева [155] и др.), в Университете Дружбы народов им. Патриса Лумумбы (В. М. Гряз-нов [156]), в лаборатории С. 3. Рогинского [157], в Институте физической химии им. Л. В. Писаржевского [158—161] и др. К этим исследованиям, по существу, относятся и кинетические работы М. И. Темкина, Г. М. Панченкова, В. А. Ройтера, С. Л. Кипермана и др. [13, 162—167], которые также раскрывают характер и энергию связей в промежуточных поверхностных соединениях. В результате было установлено, что в каталитических реакциях кислотно-основного характера связь молекул реагентов с катализатором осуществляется преимущественно в результате взаимодействия протоно-донорных (главным образом гидроксильных) групп с протоно-акцепторными группами или атомами, а именно с я-системами непредельных соединений, с кислородными атомами спиртов и т. п. Есть основания полагать, что я- )лектроны принимают участие в адсорбции на металлах и полупроводниках. По многим данным [5, 154, 156], связь реагентов с катализаторами может быть как слабой, так и сильной в последнем случае происходит полный гомолиз или гетеролиз связей и радикализация исходных молекул. Получено много данных, свидетельствующих об участии в хемосорбционных связях как электронов катали-затора-нолупроводника, так и электронов молекул [168—172]. [c.104]

Настоящая монография посвящена рассмотрению современного состояния кинетики химических газовых реакций, являющейся одной из важных, быстро развивающихся областей физической и теоретической химии. В монографии, наряду с термическими реакщ1ями, рассматриваются также фотохимические реакции, реакции, протекающие в электрическом разряде, и отчасти радиационно-химические реакции. Огромный материал, накопленный и непрерывно накапливающийся в области кинетики газовых реакций, нуждается в обобщениях, подводящих некоторые итоги разработки отдельных направлений кинетики и намечающих пути их дальнейшего развития. Эта задача, поставленная в качестве главной задачи данной монографии, не всегда могла быть решена в полной мере. В некоторых случаях автор вынужден был ограничиться по возможности объективным изложением вопроса, требующего углубленной коллективной экспериментальной и теоретической разработки. Такой подход обусловлен тем, что в результате критического рассмотрения имеющихся данных выявилась очевидная недостаточность некоторых общепринятых представлений и методов трактовки химического процесса. [c.3]

Обратим внимание на одну замечательную особенность периодической системы элементов Менделеева (см. табл. 2). В современных таблицах аналоги располагаются в вертикальных столбцах, тогда как в системе Менделеева 1869—1906 гг. все легкие элементы сдвинуты относительно друг друга и по отношению к тяжелым аналогам. Сдвиг элементов нечетных рядов вправо, а четных влево (см. табл. 2) привел к расположению их в шахматном порядке, к симметрии таблицы в диагональных направлениях и к разделению элементов на две подгруппы. Тот же прием привел к зигзагообразному расположению аналогов первых трех рядов. В табл. 2 водород смещен вправо от лития, литий — влево от натрия, а натрий — вправо от калия, рубидия и цезия. Бериллий сдвинут влево от магния, а магний — вправо по отношению к кальцию, стронцию, барию и радию. Бор, углерод, азот, кислород, фтор сдвинуты влево относительно алюминия, кремния, фосфора, серы, хлора и их тяжелых аналогов. И даже в группе инертных газов гелий смещен влево от неона, а неон — вправо от аргона и его тяжелых аналогов. Эти зигзагообразные смещения легких элементов сделаны Менделеевым не только по соображениям придания системе элементов стройной и гармоничной формы. Менделеев подчеркивал особый характер легких элементов. В восьмом издании Основ химии [2] на стр. 460 он пишет Элементы, обладающие наименьшими атомными весами, хотя имеют общие свойства групп, но при этом много особых, самостоятельных свойств. Так, фтор, как мы видели, отличается многим от других галоидов, литий — от щелочных металлов и т. д. Эти легчайшие элементы можно назвать типическими. Сюда должно относить сверх водорода (ряд первый) второй и третий ряды второй начинается с Не и третий с Ке и N3, а кончаются они Р и С1. . . Далее Менделеев, касаясь-смещения магния, пишет Так, например, Zn, С(1 и Hg. . . представляют ближайшие аналоги магния . Следовательно, основанием для смещений всех легких элементов из вертикальных столбцов служили вполне определенные отличия их химических и физических свойств от свойств тя-н елых аналогов. Эти зигзаги представляют в первоначальном виде идею о немонотонном изменении свойств в столбцах элементов-аналогов, развитую в дальнейшем Е. В. Бироном [17], который открыл в 1915 г. явление вторичной периодичности , подметив периодическое изменение теплот образования соединений элементами-аналогами главных групп. [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология