Теория химии динамическая

Новое слово в органической химии было сказано русским ученым А. М. Бутлеровым. Обобщив накопленные к тому времени данные, он создал стройную теорию химического строения и подтвердил ее новыми экспериментальными примерами (1861 г.). Были объяснены явления изомерии и таутомерии (динамической изомерии). Развивая материалистический образ мышления в познании химических явлений, А. М. Бутлеров решил коренную методологическую проблему органической химии. [c.8]

С развитием математического моделирования процессов и реакторов и исследованием с помощью математических методов динамических процессов нестационарной кинетики математика сделалась органическим вплетением в логические основания и химии, и химической технологии. И если в настоящее время учение о химических процессах называют и химической физикой (школа И, Н. Семенова), и физической кинетикой, то цементирующим элементом в системе, которая включала в себя химические и физические представления о химико-технологическом процессе, является скорее всего именно математика. И что особенно интересно и важно — это то, что в этой системе происходит развитие одновременно и параллельно и химических, и физических, и технических, и математических знаний. Дело в том, что решение кинетических задач оказалось невозможным в рамках классической теории дифференциальных уравнений. Сложный нелинейный характер протекания химических процессов выдвинул ряд новых задач, решение которых обогатило собственно и математику. В последние несколько лет создалась новая дисциплина, пограничная между математикой и химией, а фактически между математикой и теорией химической технологии, которая призвана решать задачи химии в основном в связи с созданием промышленного химического процесса, — математическая химия, призванная служить надежным теоретическим основанием учения о химических процессах. [c.163]

Первый щаг в определении симметрии динамических свойств состоит в выборе подходящего базиса. Термин подходящий подразумевает правильное воспроизведение тех изменений, которые происходят в рассматриваемых свойствах. Так, при рассмотрении колебаний молекул (гл. 5) используют векторы декартовых смещений или внутренних координат. При исследовании электронной структуры молекул (гл. 6) часто в роли базиса используют угловые составляющие атомных орбиталей. Это делают потому, что угловая составляющая волновой функ-Щ1И меняет свой знак при определенных операциях симметрии, характеризуя тем самым пространственную симметрию изучаемой орбитали. Молекулярные орбитали также используют в роли базиса представления. В приведенной ниже простой схеме перечислен ряд важных разделов химии, в которых теория групп просто незаменима здесь же указаны и наиболее удобные базисные функции. [c.225]

Динамической системе Берцелиус противопоставил атомистическую теорию, которую он рассматривал как основную теорию химии [c.62]

Итак, история химии полимеров показывает, что на определенном этапе развития этой области навстречу структурным представлениям и классическим методам органического синтеза направляются кинетические исследования. На основе детального изучения механизма и промежуточных продуктов реакций полимеризации — в частности, радикалов — кинетика дает широкие возможности управления синтезом с доведением процесса до заданных веществ — полимеров, олигомеров или теломеров. Кинетика приступает к решению проблемы, которая длительное время составляла главный предмет структурной химии, — проблемы зависимости свойств вещества от его химического строения. Это, видимо, следует рассматривать как шаг на том нути, который в свое время предвидел Бутлеров Рациональнее всего допустить, — говорил он, — что в дальнейшем развитии химии, с уяснением динамических отношений в химических соединениях, теория химического строения (как менее общая) войдет, как часть, в химическую динамику... [44]. [c.86]

Если учитывать, что все молекулы с огромной скоростью движутся, колеблются, вращаются, претерпевают валентные, деформационные, крутильные колебания связей, сталкиваются между собою под,всеми возможными углами, что в каждой молекуле молниеносно возникают и пропадают флуктуации электронной плотности, — то картина предстанет крайне сложная. Химика спасает то усредненное представление о моле суле, которое он создает в своем воображении, пользуясь всем арсеналом теории строения. Эта усредненная структура оказывается объектом его мысленного манипулирования, когда он вникает в процесс химического превращения. Вот почему теория химического строения является основой для решения динамических вопросов химии, понимания химических процессов и механизмов. [c.156]

Предметом данной книги являются, с одной стороны, введение в теорию химической связи в объеме, необходимом для овладения полуэмпирическими методами квантовой химии (этому посвящена гл. 10, которой заканчивается методическая часть книги), а, с другой стороны, изучение взаимосвязей между строением молекул и их свойствами. Что касается свойств, под ними понимаются как статические характеристики (термохимические, электрические, магнитные, оптические), так и динамические характеристики, т. е. реакционная способность, определяемая константами равновесий и скоростей. Следует уточнить, как мы будем толковать понятие структура . В узком смысле слова под структурой понимается расположение атомов в молекулах, а также упаковка молекул в кристаллической решетке. То, что понимается под структурой в этом смысле, во многих случаях теперь определяется непосредственно методами рентгеноструктурного анализа. Что же касается интересующих нас проблем, мы будем чаще всего подразумевать под структурой исследуемого соединения его расчетные теоретические характеристики, которые сравниваются со свойствами, найденными экспериментально. [c.10]

Изложены теоретические основы современной химии квантовые законы, их применение к теории строения молекул, общие принципы термодинамики, проблемы равновесия н устойчивости диссипативных систем. Особое внимание уделено естественной эволюции химических систем от первичных форм организации к предбиологическим и биологическим формам. Поэтому сразу за рассмотрением свойств атомов и молекул, а также особенностей коллективов частиц (газов, жидкостей и твердых тел) следует описание закономерностей развития динамических организаций и конкретных путей химической эволюции на Земле, подготовившей ранние стадии биологического развития. [c.2]

Помешенные в книге 34 статьи охватывают многие вопросы, свидетельствуя тем самым о разнообразных применениях топологии и теории графов в химии. Так, показано применение математических методов в различных областях химии, включая стереохимию, квантовую химию, неорганические кластерные соединения, химические динамические системы, химические реакционные сети, химию полимеров, структуру жидкостей и биохимию. Некоторые работы посвящены использованию топологических индексов для предсказания свойств молекул. [c.10]

В настоящее время в теории аналитической химии неводных растворов приобрели особое значение представления о влиянии индивидуального характера и физических свойств растворителя, концентрации раствора и природы растворенного вещества на состояние динамических равновесий взаимодействия между ионами и молекулами растворенного вещества и растворителя. Это влияние сказывается на физико-химических свойствах растворенного вещества (электропроводности, растворимости, способности к диссоциации, ассоциации, комплексообразованию и т. д.), а также на преобладающем направлении реакций в растворах. [c.7]

Н. Н. Боголюбов. Проблемы динамической теории в статистической химии. Гостехиздат, Москва, 1946. [c.215]

Для решения вопроса о синтезе нового вещества химики имеют весьма эффективное средство, которое дают им правила валентности, теория строения и химическая термодинамика, а решение вопроса о скоростях химических процессов, пишет Семенов, упирается в отыскание новых динамических характеристик исходных веществ, т. е. тех свойств, которые проявляют вещества во время тех или иных своих превращений. Основную задачу физико-химии нового времени Семенов видит в создании учения [c.70]

Можно с достоверностью утверждать,— говорил он,— что химическая динамика не уничтожит теории химического строения. Рациональнее всего допустить, что в дальнейшем развитии химии, с уяснением динамических отношений в химических соединениях, теория химического строения (как менее общая) войдет, как часть, в химическую динамику... [8]. [c.119]

В теории строения атомов Льюис явно намечает точки сближения с динамическими представлениями. Он продолжает утверждать, что из тех же соображений, как и раньше, следует принять относительно статическую картину распределения электронов в атомах. Что касается модели Бора, то, по мнению Льюиса, в этой модели представляет существенный интерес орбита в целом, а не какое-то определенное положение электронов на орбите. Если эти орбиты обладают фиксированным положением и ориентацией, их дюжно применить как камни для постройки атома, имеющего по существу статический характер [там же, стр. 56J. Однако орбита в виде кольца электронов не может быть, по Льюису, согласована с обычными явлениями химии . Льюис дальше отмечает эволюцию во взглядах Бора на строение атома, который в одной из последних работ приписал каждому электрону свою орбиту -. Мне кажется,— [c.94]

Теория химического строения, созданная Бутлеровым около 100 лет назад, благодаря глубине и богатству идей, лежащих в ее основе, и в настоящее время определяет пути развития органической химии и химической промышленности. С другой стороны, бурный расцвет экспериментальной и прикладной химии постоянно создавал и создает возможности дальнейшего развития теории строения. Последние десятилетия характеризуются стремлением химиков глубже осознать природу и характер взаимного влияния атомов в молекулах, природу и характер реакционной способности веществ. Исходя из фактов, накопленных органической химией, опираясь на данные физики, подтверждая свои основные выводы квантово-химическими расчетами, химики и физики не только подошли к пониманию природы химической связи, но и смогли в известной мере вскрыть природу и механизм некоторых сторон взаимного влияния атомов в молекулах. Опираясь прежде всего па факты, химики с несомненностью установили, что распределение и способность к перераспределению электронной плотности молекул находятся в тесной связи с реакционной способностью молекул. Отсюда были постепенно выявлены различные механизмы взаимного влияния атомов — статический и динамический индукционный эффекты, эффекты статического и динамического сопряжения. Реальность этих механизмов взаимного влияния атомов, с моей точки зрения, неоспорима. Наличие этих механизмов вытекает из опыта и подтверждается пе только квантово-химическими соображениями, но и громадным фактическим материалом органической химии. Выявление этих механизмов [c.99]

Одним из главных вопросов современной химии является вопрос о механизме химических реакций. В видоизмененных мезомерных теориях механизм вкладывается в динамический эффект сопряжения. [c.118]

На этом Совещании по теории строения в органической химии я должен заявить, что кроме теории строения существует уже и теория превращения органических соединений. Вместе они составляют общую теорию органической химии, как статика и динамика образуют теоретическую механику. Доклад Комиссии ОХН ие допускает этого разделения и динамические вопросы подчиняет теории строения органических соединений. [c.213]

Введенное в науку А. М. Бутлеровым представление о таутомерии (динамической изомерии) оказалось краеугольным камнем, на котором выросла и развилась современная органическая химия. Динамические прихщины теории Бутлерова влили новое содержание в структурные формулы молекул. Они показали, что молекулы не являются мертвыми, застып-лтими формами вещества, а находятся в постоянном движении и превра-П1,ении, подвергаясь многообразным внутренним перестройкам. [c.102]

В 40-х н 50-х годах XIX в. учение об эквивалентах было продолжено немецким химиком Л. Гмелипом (1788— 1853). Из химиков того времени Гмелип больше других способствовал распространению учения о пропорциях. Во всех изданиях своего классического руководства по химии он настойчиво пропагандировал свои пропорциональные числа (в ранних изданиях [5] Гмелип называл их весами смесей , а начиная с 1843 г. [6] — атомными весами). Параллельно он во всех изданиях излагал атомистическую теорию и динамическое учение. В то же время Гмелин не высказывался определенно в пользу какой-либо из этих теорий. [c.69]

Таким образом, физико-химия неравновесных процессов и состояний, а также теория нелинейных динамических систем в корне изменили наши представления о физической картине мира, заложив основы (по терминологии И. Р. Пригожина) физики возникающего и открыв, что неравновесность, нелинейность, коопе-ративность, сопровождаемые неустойчивостями и флуктуациями, в конечном счёге ответственны за поразительное многообразие форм и структур окружающей нас природы. [c.4]

Структурные теории на основе сведений об энергиях разрыва химических связей, о распределении электронной плотности по связям, о статическом нли динамическом сопряжении и. молекуле могут лишь весьма приближенно определить направление и, тем более, скорость реакций. Без кинетического анализа хода химического взаимодейств Ия реагентов, как это показал Н, Н. Семенов, невозмоч<нп установить, к реакциям каких частиц (ионы, молекулы, к0мплс1ксы, радикалы) относятся установленные в органической химии правила реакционной способности [18, с. 65—66]. Так, например, реакция свободного радикала Н с пропаном протекает в направлениях I и II [c.101]

В 1820 г. Ф. Велер перевел на немецкий язык и издал в Германии первый том книги Я. Берцелиуса Учебник химии . Как убежденный сторонник атомистического учения, Я. Берцелиус отмечал, что закон определенных пропорций оказался совершенно неожиданным для динамического воззрения. Ои охарактеризовал динамическую концепцию как спекулятивную философию некоторых немецких школ . Эта фраза вызвала гневную реакцию Г. Гегеля, который на страницах своей книги Наука логики резко нанал на Я. Берцелиуса. Оп называл атомную теорию, лежащую вне оныта, пустыней и пытался доказать ничтожность категорий, па кото-рь1Х зиждется как старая, так и притязающая на новизну корпускулярная теория Атом на самом деле сам представляет собой мысль, и понимание материи, как состояп ей из атомов, есть... метафизика, остерегаться которой у пас есть несомненно достаточно оснований, ибо она бессмысленна Не оказало ли это предостережение Г. Гегеля свое отрицательное влияние па немецких химиков [c.131]

Теорию динамического химического равновесия развивал Д. И. Менделеев. Он отрицал статику но отношению к внутреннему состоянию вещества, считая, что атомы в молекулах находятся в состоянхга непрерывного движения Видя запас живой силы, проявляющийся в атомах и частицах при акте их взаимодействия и выражающийся в физических и механических проявлениях, их сопровождающих, химики должны признать в самих частицах атомы в движен1ш, снабженными живою силою, которая не творится и не пропадает, как сама материя. Следовательно, в химии должно признавать и искать подвижные равновесия не только между частицами, но и внутри них, между атомами . Д. И. Менделеев обращал внимание на обратимость химических реакций и превращений. Если мы знакомимся с химическими отношениями, то п копце концов убеждаемся в том, что химические реакции или отношения суть обратимые Он стремился выявить и изучить условия подвижных равновесий как между молекулами, так и между атомами. Атомы в частице, — писал Д. И. Менделеев, — должно представить находящимися в некотором подвижном равновесии и действующими друг на друга Эти представления он распространил в 70—80-х годах на обширную область растворов. В курсе лек- [c.330]

Утверждение в химии атомно-молекулярного учения, а в физике — кинетической теории газов сыграло решающую роль в развитии учепия о химическом превращении как процессе взаимодействия атомов и молекул, находят,ихся в движении. В 1850—1852 гг. А. Вильямсон впервые использовал положения молекулярно-кинетической теории для объяснения динамического состояния химического равновесия. На примере изучения реакции атерификации спирта серной кислотой он показал, что сначала образуется этил-серная кислота, которая затем отдает свою этильную группу другой молекуле спирта [c.338]

В своем докладе Соображения по динамике химии на примере теории атерификации (1851) А. Вильямсон указывал, что иере-ход от статической к динамической точке зрения заключается в добавлении к измерениям пространства измерения времени. Много существует свидетельств тому, что необходимо время для химического действия, но этот общепризнанный факт не учитывается в объясняемом явлении Ученый понятие времеии химической реакции связывал с ее динамической моделью, т. е. со степенью и видом движения атомов. [c.338]

Это определяет, с одной стороны, фундаментальную теоретическую разработанность и значительную математизированность многих ведущих разделов коллоидной химии с широким применением методов химической термодинамики и статистики, термодинамики необратимых процессов, электродинамики, квантовой теории, теорий газового и конденсированного состояния вещества, структурной органической химии, статистики макромолекулярных цепей и т. д. Энергичное развитие в последние годы получили методы молекулярной динамики — численного эксперимента динамического типа с использованием быстродействующих ЭВМ. [c.9]

СТЕРЕОХЙМИЯ (от греч. stereos-пространственный), отрасль хнмии, исследующая пространств, строение молекул и его влияние на физ. и хим. св-ва. Стереохим. подход применим ко всем мол. объектам, используется во всех разделах химии (орг., неорг., координац. и т.д.). С. состоит из четырех осн. разделов. Статическая, или конфигурационная, С. имеет своей главной задачей определение абс. конфигураций энантиомеров хиральных молекул (см. Конфигурация стереохимическая) и установление зависимости хироптич. св-в (см. Хироптические методы) от структуры. Конформационный анализ концентрирует внимание на внутренней жизни молекул в отсутствие хим. р-ций, исследует конформации молекул, их взаимопревращения и зависимость физ. и хим. св-в от конформац. характеристик. Динамическая стереохимия представляет собой составную часть совр. теории механизмов хим. р-ций, она изучает влияние пространств, строения молекул на скорости и направление р-ции, в к-рых они участвуют. Теоретическая С. имеет дело с осн. понятиями и концепциями, мат. основаниями и описанием формализма стереохим. процессов. [c.433]

Пшежецкий С. Я. иРубинштейнР. H., К теории динамического метода измерения скоростей газовых реакций. Журн. физической химии, 21, № 4, стр. 449, 1947. Протекание гетерогенных каталитических реакций в потоке. Журн. физической химии, 20, № 12, стр. 1421, 1946. [c.445]

Основные научные работы посвящены тгоретическим аспектам химической технологии. Развил (1950-е) теорию массопередачи, ввел новые критерии подобия с учетом турбулентного переноса и представлений о факторе динамического состояния поверхности. Рассмотрел вопрос о моделировании гидродинамических, тепловых и диффузионных процессов в химических реакторах на основе теории подобия и показал (1963) недостаточность этой теории для моделирования химических процессов. Обосновал (1960—1970) системные принципы математического моделирования химических процессов. Открыл явление скачкообразного увеличения тепло- и массообмена при инверсии фаз. Автор учебников и монографий— Основы массопередачи (3-е изд. 1979), Методы кибернетики в химии и химической технологии (3-е изд. 1976), Введение в инженерные расчеты реакторов с неподвижным слоем катализатора (1969) и др. [c.227]

При адсорбции на твердых телах разной природы проявляются молекулярные и химические взаимодействия во всем их разнообразии от ван-дер-ваальсовых взаимодействий до образования нестойких донорно-акцепторных соединений и прочных ковалентных связей. Исследование этих взаимодействий в случае адсорбции имеет свои преимущества. Во-первых, в отличие от газов и жидких растворов, силовые центры на поверхности адсорбента фиксированы. Во-вторых, в отличие от объема твердого тела, на поверхности можно реализовать невозмущенное состояние отдельных функциональных групп, например гидроксильных. Вместе с тем, поверхностные соединения и адсорбционные комплексы можно изучать с помощью химических и физических методов, дающих богатую информацию о химии поверхности, природе адсорбционного взаимодействия и состоянии адсорбированного вещества. Здесь нашли широкое применение химические, изотопнообменные, дифр актометрические и спектроскопические методы исследования состава и структуры поверхностного слоя твердого тела и поверхностных соединений, спектроскопические и радиоспектроскопические методы изучения состояния адсорбционных комплексов, а также статические и динамические (в частности, хроматографические и калориметрические) методы измерения изотермы адсорбции, теплоты адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем. Однако исследованию адсорбции комплексом этих методов долгое время мешала неоднородность состава и структуры самих объектов исследования — традиционно применявшихся адсорбентов (активные угли, силикагели и другие ксерогели). В результате, во-первых, образовался разрыв между молекулярными моделями адсорбции, используемыми в теоретических исследованиях, и экспериментальными данными, получаемыми на адсорбентах, по степени чистоты и неоднородности структуры весьма далеких от теоретических моделей. Благодаря этому молекулярная теория адсорбции не находила экспериментальной базы, и ее развитие задерживалось. Во-вторых, выпускавшийся набор адсорбентов не смог удовлетворить и запросы новой техники. Например, для использования в хроматографии [c.5]

Лавуазье не занимался специально атомистикой последняя, однако, утверждалась в XVIII в. главным образом тремя путями, из которых один как раз отмечен исследованиями Лавуазье, относящимися к элементам и химическим реакциям и приведшими этого ученого к установлению закона сохранения вещества. Два других пути — корпускулярная, а также динамическая теория физических явлений (Бернулли и Бошкович) и приложение атомистики к химии в работах Хиггинса. Б отличие от предшествовавших химиков Лавуазье не пытался дать метафизическое определение элемента, подгоняя затем под это определение экспериментальные результаты. Он внес научный дух в саму постановку вопроса, как это видно из следующего отрывка Все, что можно сказать о числе и природе элементов, по моему мнению, сводится к чисто метафизическим спорам это неопределенные задачи, допускающие бесчисленное множество решений, из которых, по всей вероятности, ни одно, в частности, не согласуется с природой. Итак, я скажу лишь, что если названием элементов обозначать простые и неделимые молекулы, составляющие тела, то вероятно, что мы их не знаем если же, напротив, мы свяжем с названием элементов или начал тел представление о последнем пределе, достигаемом анализом, то все вещества, которые мы еще не смогли никаким способом разложить, являются для нас элементами но не потому, что мы могли бы утверждать, что эти тела, рассматриваемые нами как простые, не состоят из двух или большего числа начал, но так как эти начала никак друг от друга не отделяются, или, вернее, потому, что мы не имеем никаких средств их разделить, эти тела ведут себя, с нашей точки зрения, как простые, и мы не должны считать их сложными до тех пор, пока опыт или наблюдения не докажут нам этого . [c.142]

Кроме подобных весьма многочисленных случаев изомерии, химики были знакомы с изомерией среди ароматических производных, которую хорошо объясняла теория Кекуле. Были и такие случаи изомерии, которые не находили подходящего объяснения, однако структурная теория успешно разрешила вопрос о явлениях динамической изомерии, нередких в органической химии (но довольно редких в неорганической) и возникающих в результате изменения кратности связей или изменения в положении атома водорода. Эта изомерия была названа Лааром (1885) таутомерией [от тайтб тиутб) — тот же самый и мерос]. [c.299]

В то же время (а именно в 1850—1851 гг.) А. Вильямсон расширил круг физических представлений, применяемых в химии. В 1850 г. он привлек молекулярно-кинетические представления для объяснения химического равновесия, показав, что в равновесной системе постоянно происходит обмен элементами — реагентами, из которых она состоит, т. е. равновесие, по Вильямсону, процесс динамический, который можно объяснить движением молекул в реакционной смеси. Аналогичные представления были рысказаны в то же время (но в менее отчетливом виде) М. Шеврёлем [341]. В опубликованном в 1851 г. докладе Соображение по динамике химии на примере теории этерификации Вильямсон счел необходимым свести к движению атомов различные явления превращения, которые сейчас приписываются неким потусторонним силам . В статике мы изучаем явления в момент покоя,— писал автор,— в динамике же мы изучаем их изменения, и эта разница ясно формулируется словами, что переход от статической к динамической точке зрения заключается в добавлении к измерениям пространства измерения времени (см. [346, стр. 183]). [c.144]

Динамическое взаимодействие электронов, перераспределение электронов мы увязали с взаимным влиянием атомов в молекуле и условиями окружающей среды. В ряде статей нами подчеркивалось Современное развитие электронной теории в органической химии позволило связать взаимное влияние атомов с определенным типом смещения и характером движения электронов в молекуле ( Успехи химии , т. 18, стр. 287, 1949). Новые пути в изучении внутренней структуры органического вещества, которые проложила современная электронная теория, как видим, неразрывно связаны с теорией А. М. Бутлерова — В. В. Марковникова о взаимном влиянии атомов в химргческих соединениях (ЖОХ, т. 17, стр. 1983, 1947 Природа , № 1, стр. 32—33, 1949). [c.106]