нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Хімія

   
 

Хімія.

I. Предмет і структура хімії

Хімія - одна з галузей природознавства, предметом вивчення якої є хімічні елементи ( атоми ), утворені ними прості і складні речовини ( молекули ), їх перетворення і закони, яким підкоряються ці перетворення. За визначенням Д. І. Менделєєва (1871), "хімію в сучасному її стані можна ... назвати вченням про елементи". [Походження слова "хімія" з'ясовано не остаточне. Багато дослідників вважають, що воно походить від старовинного найменування Єгипту - Хемія (грец. Chemia, зустрічається у Плутарха), яке виробляється від "Хем" або "Хамі" - чорний і означає "наука чорної землі" (Єгипту), "єгипетська наука" .]

Сучасна Х. тісно пов'язана як з ін науками, так і з усіма галузями народного господарства. Якісна особливість хімічної форми руху матерії та її переходів в ін форми руху обумовлює різнобічність хімічної науки та її зв'язків з областями знання, вивчають і більш нижчі, і більше вищі форми руху. Пізнання хімічної форми руху матерії збагачує загальне вчення про розвиток природи, еволюції речовини у Всесвіті, сприяє становленню цілісної матеріалістичної картини світу. Зіткнення Х. з ін науками породжує специфічні галузі взаємного їх проникнення. Так, області переходу між Х. і фізикою представлені фізичною хімією и хімічної фізикою . Між Х. і біологією , Х. і геологією виникли особливі прикордонні області - біологія . Найважливіші закони Х. формулюються на математичній мові, і теоретична Х. не може розвиватися без математики. Х. надавала і надає вплив на розвиток філософії і сама відчувала і відчуває її вплив. , Історично склалися два основні розділи Х.: , неорганічна хімія , , що вивчає в першу чергу хімічні елементи і утворені ними прості і складні речовини (крім сполук вуглецю), і органічна хімія

, предметом вивчення якої є сполуки вуглецю з ін елементами (органічні речовини). До кінця 18 в. терміни "неорганічна Х." і "органічна Х." вказували лише на те, з якого "царства" природи (мінерального, рослинного або тваринного) виходили ті чи інші сполуки. Починаючи з 19 в. ці терміни стали вказувати на присутність або відсутність вуглецю в даній речовині. Потім вони придбали нове, більш широке значення. Неорганічна Х. стикається перш за все з геохімією і далі з мінералогією і геологією, тобто з науками про неорганічну природу. Органічна Х. представляє галузь Х., яка вивчає різноманітні сполуки вуглецю аж до найскладніших біополімерних речовин; через органічну і біоорганічної хімію Х. межує з біохімією і далі з біологією, тобто з сукупністю наук про живу природу. На стику між неорганічної та органічної хімією знаходиться область елементоорганічних сполук У Х. поступово сформувалися уявлення про структурні рівнях організації речовини. Ускладнення речовини, починаючи від нижчого, атомарного, проходить ступені молекулярних, макромолекулярних, або високомолекулярних, з'єднань (полімер), потім міжмолекулярних (комплекс, клатрат, катена), нарешті, різноманітних макроструктур (кристал, міцела) аж до невизначених нестехиометрических утворень. Поступово склалися і відокремилися відповідні дисципліни: Х. комплексних сполук полімерів кристаллохимия .

, вчення про дисперсних системах , поверхневих явищах , , сплавах та ін Вивчення хімічних об'єктів і явищ фізичними методами, встановлення закономірностей хімічних перетворень, виходячи із загальних принципів фізики, лежить в основі фізичної хімії. До цієї області Х. відноситься ряд значною мірою самостійних дисциплін: термодинаміка хімічна и кінетика хімічна електрохімія

колоїдна хімія квантова хімія , і вчення про будову і властивості молекул, іонів, радикалів, , радіаційна хімія , фотохимия , , вчення про каталізі , хімічних равновесиях, розчинах та ін Самостійний характер придбала , аналітична хімія , методи якої широко застосовуються у всіх областях Х. та хімічної промисловості. В областях практичного застосування Х. виникли такі науки і наукові дисципліни, як хімічна технологія з безліччю її галузей, металургія агрохімія , медична Х., судова Х. та ін II. Нарис історичного розвитку хімії Як область практичної діяльності Х. йде корінням в глибоку старовину (Єгипет, Індія, Китай та інші країни). Задовго до нашої ери людина познайомилася з перетвореннями різних речовин і навчився користуватися ними для своїх потреб. Одна з найдавніших гілок Х. - металургія. За 4-3 тис. років до н. е.. почали виплавляти мідь з руд, а пізніше виготовляти сплав міді з оловом (, бронзу ). У 2-му тисячолітті до н. е.. навчилися отримувати з руд залізо

сиродутним процесом

. За 1600 років до н. е.. почали застосовувати для фарбування тканин природну фарбу індиго , а дещо пізніше - пурпур алізарин , а також готувати оцет, ліки з рослинних матеріалів та ін продукти, вироблення яких пов'язана з хімічними процесами. До витоків Х. відносяться альтернативні в той час атомістичне вчення і вчення про елементи-стихіях стародавньої натурфілософії. У 3-4 вв. н. е.. в Олександрії зародилася алхімія и , признававшая можливим перетворення з допомогою т.з.. філософського каменю неблагородних металів в благородні - в золото і срібло. Головним у Х. цього періоду було спостереження окремих властивостей речовин і пояснення їх за допомогою субстанцій (почав), нібито що входять до складу цих речовин. Починаючи з епохи Відродження у зв'язку з розвитком виробництва все більшого значення в алхімії стало набувати виробниче і взагалі практичне спрямування: металургія, стеклоделие, виготовлення кераміки і фарб (праці В.

Бірінгуччо , Г. Агріколи

, Б. Паліссі та ін.) Виникло особливе медичне напрямок - ятрохімія (Т. Парацельс , Я. Б. ван Гельмонт та ін.) Ці два напрямки характерні для етапу практичної Х. 16 - 1-й половини 17 ст., Який безпосередньо підвів до створення Х. як науки. У цей період були накопичені навички експериментальної роботи і спостережень в області Х., зокрема розроблено та удосконалено конструкції печей і лабораторних приладів, методи очищення речовин (кристалізація, перегонка та ін), отримані нові хімічні препарати. На початку 2-ої половини 17 ст. Р. Бойль довів неспроможність алхімічних уявлень, дав перше наукове визначення поняття хімічного елемента і тим самим вперше підняв Х. на рівень науки. Процес перетворення Х. в науку зайняв більше ста років і завершився відкриттями А. Л. Лавуазьє . Перша теорія в Х. - теорія флогістону (в її основі лежало визнання особливого гіпотетичного початку горючості - флогистона ), хоча і була помилковою, проте узагальнила широкий коло фактів, що стосувалися горіння і випалення металів. З 2-ї половини 17 в. став швидко розвиватися хімічний аналіз, спочатку - якісний (починаючи з Бойля), а з середини 18 в. - Кількісний (починаючи з М. В. Ломоносова і Дж. Блека ). У 1748 Ломоносов і пізніше Лавуазьє відкрили закон збереження ваги (маси) речовин при хімічних реакціях. Створенням кисневої теорії Лавуазьє, за словами Ф. Енгельса, "... вперше поставив на ноги всю хімію, яка в своїй флогистонной формі стояла на голові" (Маркс К. і Енгельс Ф., Соч., 2 вид., Т. 24, с. 20). Наприкінці 18 в. Х. остаточно набула рис справжньої науки. Х. 19 в. характеризується розвитком хімічної атомістики (див. Атомізму ). Атомне вчення в 17-18 ст. розроблялося переважно з суто абстрактної, механістичної точки зору. Але вже Ломоносов близько підійшов до додатка атомної гіпотези до завдань Х. Хімічна атомистика народилася з злиття старої натурфілософськой ідеї про атоми з досвідченими аналітичними даними про хімічний кількісний склад речовин. Протягом перших двох третин 19 в. в Х. сформувалися два фундаментальних її поняття - атомної ваги (див.

Атомна маса

) і валентності , або "атомности"; пізніше (1869) Менделєєвим була розкрита зв'язок між ними. У 1803 Дж. Дальтон вивів з ідей атомістики кратних відносин закон , а потім (1804) підтвердив його експериментально. На цій основі він розробив уявлення про атомну вагу і склав їх перші таблиці, прийнявши за одиницю з'єднувальний вага ("пай") водню. Однак значення атомних ваг елементів були ще дуже неточні, частково через недосконалість вимірювальних приладів, почасти тому, що ще не було встановлено правильне співвідношення між поняттями атома і молекули. Подання про молекулу і її відмінність від атома висунули А. Авогадро (1811) і А. Ампер (1814), але воно тоді не було прийнято хіміками. І. Я. Берцеліус на великому експериментальному матеріалі підтвердив закон кратних відносин Дальтона, розповсюдив його на органічні сполуки, опублікував (1814) таблицю точніших, ніж у Дальтона, атомних ваг 46 елементів і ввів нові знаки хімічні . Спираючись на перші дані про існування зв'язку між електричними і хімічними процесами (див. електрохімія ), Берцеліус висунув "дуалістичну" теорію (1812-19), згідно з якою хімічні взаємодії обумовлені дією електричних сил, оскільки допускалося, що в кожному атомі, в будь атомної угрупованню є два електричних полюса. Були зроблені спроби прикласти цю теорію до органічної Х., а саме: до радикалів теорії , згідно з якою органічні сполуки також складаються з двох частин, причому одна частина є радикалом - групою атомів, яка поводиться подібно окремому атому і може без зміни переходити з однієї хімічної сполуки в інше. На зміну дуалістичної теорії прийшла унітарна (молекулярна) теорія Ш. Ф. Жерара і, відповідно, на зміну теорії радикалів - типів теорія . Теорія типів відображає не будова речовини, а його хімічні перетворення, вперше вказуючи на реакційну активність т. н. функціональних груп молекули. Тому у однієї речовини могло бути кілька різних "типових" формул. Самі ж органічні сполуки розглядалися як продукти заміщення атомів водню ін атомами або групами атомів (залишками) в молекулах водню, води, хлористого водню і аміаку. Теорія типів, особливо введене Жераром уявлення про гомологічних рядах , зіграла позитивну роль в класифікації органічних речовин і їх перетворень. У 1852 Е. Франкленд , вивчаючи метало-органічні сполуки, заклав основи вчення про валентності. Він показав, що атоми елементів володіють певною "сполучної силою, задовольняючись одним і тим же числом приєднуються атомів". За одиницю валентності була прийнята валентність водню. Пізніше Ф. А. Кекуле

ввів поняття про з'єднання типу метану; з цього випливало, що атом вуглецю чотиривалентний; він же висловив припущення (1858), що атоми вуглецю можуть з'єднуватися в ланцюзі. У тому ж році А. Купер вперше склав графічні формули органічних сполук, виходячи з того, що атом вуглецю чотиривалентний. Однак Кекуле не зумів ще повністю подолати обмеженість "типових" поглядів. Це зробив А. М. Бутлеров (1861), створивши хімічної будови теорію , згідно з якою хімічні властивості речовини визначаються складом і будовою молекул, а реакційна здатність залежить від того, в якій послідовності атоми зв'язані в даній молекулі, а також від їх взаємного впливу. Перший міжнародний конгрес хіміків в Карлсруе (1860) чітко розмежував поняття атома, молекули, еквіваленту; це сприяло подальшому розвитку Х. У 1859-61 вона збагатилася вельми досконалим методом спектрального аналізу , завдяки чому вдалося виявити присутність деяких хімічних елементів у складі небесних тіл; було встановлено зв'язок між фізикою (оптикою), астрономією і Х. У міру відкриття нових хімічних елементів все гостріше відчувалася необхідність їх систематизації. У 1869 Д. І.

Менделєєв виявив їх взаємний зв'язок: він створив періодичну систему елементів

і відкрив лежачий в її основі закон ( періодичний закон Менделєєва ). Це відкриття стало теоретичним синтезом всього попереднього розвитку Х.: Менделєєв склав фізичні та хімічні властивості всіх відомих тоді 63 хімічних елементів з їх атомними вагами і розкрив залежність між двома найважливішими кількісно вимірними властивостями атомів, на яких будувалася вся Х., - атомною вагою і валентністю ("формами сполук"). На основі періодичної системи Менделєєв виправив раніше прийняті значення атомних ваг багатьох елементів і передбачив ряд не відкритих ще елементів, детально описавши передбачувані властивості трьох з них. Ці прогнози, а разом з ними і сам періодичний закон незабаром отримали блискуче дослідне підтвердження. Надалі періодичний закон ліг в основу розвитку Х. і всього вчення про речовину. У міру прогресу фізики і Х. встановлювалися основні поняття і закони, які, з одного боку, поставили на більш високу ступінь обидві ці науки, а з іншого - послужили основою для становлення фізичної хімії, зародження окремих галузей якої почалося ще наприкінці 18 - 1-й половині 19 ст. У дослідженні загальних закономірностей, керуючих хімічними процесами, виявилася вкрай зацікавленою і хімічна промисловість, що досягла значних успіхів до 80-их рр.. 19 в. Вивчення теплових ефектів хімічних процесів отримало міцну основу після відкриття Г. І. Гессом

(1840) основного теплового закону хімічних процесів (див.

Гесса закон

). У 2-й половині 19 в. велика робота з визначення теплот хімічних реакцій була пророблена П. Е. М. Бертло, Х. П. Ю. Томсеном, Н. Н. Бекетовим та ін; вона завершилася до кінця 19в. створенням одного з розділів фізичної Х. - термохимии. З виникненням термодинаміки і розвитком термохімії в тісному зв'язку з останньою в 2-й половині 19 в. починає розвиватися хімічна термодинаміка, що вивчає енергетичні ефекти, якими супроводжуються хімічні процеси, саму можливість, напрям і межі таких процесів та ін термодинамічні явища у фізико-хімічних системах (праці Дж. Гіббса, Я. Вант-Гоффа, А. Лешательє та ін.) Успішно розпочаті Г.Деві  ЕлектроХіт. дослідження отримали кількісну завершеність в працях М.Фарадея

, Який відкрив (1833-34) закони електролізу. З 2-ї половини 19 в. почалося вивчення механізму проходження електричного струму через розчини електролітів (роботи Р. Клаузиуса, І. В. Гитторфа, Ф. Кольрауша та ін), яке призвело до створення С. Аррениусом теорії електролітичноїдисоціації (1883-87). Відповідно до цієї теорії, електроліти в розчинах розпадаються на іони. Додаток законів термодинаміки до електрохімії дозволило встановити і причину виникнення ерс в гальванічних ланцюгах. Одночасно розвивалося вчення пророзчинах , Яке збагатилося результатами досліджень Вант-Гоффа, присвячених розбавленим розчинам; в цих працях, виконаних у 1885-89, властивості розчинених речовин зіставлялися з властивостямигазів

, А розчинник вважався індиферентної середовищем. Згідно хімічної теорії водних розчинів Менделєєва, розробленої в 1865-87, розчинена речовина і розчинник взаємодіють між собою в розчині. Менделєєв не проводив різкої межі між хімічною взаємодією і взаємодією розчиненої речовини і розчинника в розчині. Цей висновок отримав подальший розвиток у роботах Н. С. Курнакова і його школи по фізико-хімічному аналізуСпостереження над рідкими системами показали, що поряд з істинними розчинами, в яких розчинені речовини знаходяться у вигляді окремих молекул і іонів, існують і такі, в яких "розчинена" речовина знаходиться у вигляді агрегатів, що складаються з величезного числа молекул. Для таких систем Т. Грем ввів (1861) назва "колоїди". Подальше вивчення дисперсних систем привело до створення колоїдної хімії. Вже на початку 19 в. були отримані перші відомості про прискорення хімічних реакцій під дією невеликих кількостей деяких речовин. Такі процеси Е..

Мічерліх  назвав контактними (1833), а Берцеліус - каталітичними (1835). З тих пір як було налагоджено каталітичне виробництво сірчаної кислоти (60-і рр.. 19 в.), Інтерес до таких процесів сильно зріс. До кінця 19 в. вчення про каталіз і практичне використаннякаталізаторів

 зайняли важливе місце в Х. З каталізом найтіснішим чином пов'язана адсорбція, Відкрита Т. Є. Ловіца в 1785. У 1878 Гіббс встановив основні закони поверхневих явищ, адсорбції і утворення нових фаз. З 2-ї половини 19 в. розвивається вчення про швидкості хімічних реакцій та хімічному рівновазі. Значення активної маси (концентрації) реагуючих речовин було відзначено ще в 1801-03 К.Бертолле . Подальша розробка питань, пов'язаних з рівновагою хімічних реакцій, привела К.Гульдберга

 і П. Вааге до відкриття (1864-67) мас закону який ліг в основу вчення про швидкостях реакцій. Систематичні роботи Н. А. Меншуткина (З 1877) з'явилися істотним внеском у встановлення кінетичних закономірностей хімічних реакцій. У 1884 Вант-Гофф підсумовував накопичився в цій області матеріал у вигляді кінетичних рівнянь. III. Хімія 20 століттяКінець 19 в. ознаменувався трьома видатними відкриттями в галузі фізики, в результаті яких була доведена складна структура атома, перш вважався неподільним, - були відкриті рентгенівські промені, Явище

радіоактивності

електрон . Це поклало початок новому етапу в розвитку Х. Після того як Е.Резерфорд  встановив існування атомних ядер і запропонував планетарну модель атома (1911), почалася успішна розробка теорії будови атома, з'явилися нові уявлення про електричну природу хімічних сил (див. и АтомАтомна фізика ).Відкритий Г. Мозлі,  закон (1913) зв'язав положення елемента в періодичній системі і його характеристичне рентгенівське випромінювання. Це призвело до висновку, що атомний номер хімічного елемента чисельно дорівнює заряду атомного ядра цього елемента, а отже загальному числу електронів в оболонці нейтрального атома. Ще більш глибоке розуміння періодичного закону було досягнуто на підставі робіт Н.Бора

 та ін вчених, які показали, що в міру переходу від елементів з меншими атомними номерами до елементів з великими їх значеннями відбувається заповнення електронами оболонок (рівнів і підрівнів), все далі розташованих від ядра. При цьому періодично повторюється подібна структура зовнішніх електронних конфігурацій, від чого і залежить в основному періодичність хімічних і більшості фізичних властивостей елементів і їх сполук. Вирішальну роль у розумінні закономірностей заповнення електронних оболонок атома і поясненні атомних і молекулярних спектрів зіграв Паулі принцип. Зроблені відкриття дозволили вирішити багато питань, пов'язаних з подальшою розробкою і теоретичним обгрунтуванням періодичної системи Менделєєва. Виявлення ізотопів показало, що ні атомна маса, а заряд ядра визначає місце елемента в періодичній системі. Відкриттям нейтронів (Дж. Чедвік, 1932) і штучної радіоактивності (І. та Ф. Жоліо-Кюрі, 1934) були закладені основи одержання нових радіоактивних ізотопів і елементів, відсутніх у природі, і наступного синтезу трансуранових елементівЗ рішенням проблеми будови атома пов'язане питання про природу хімічного зв'язку. В. Коссель.

 (1916) і Г. Льюїс (1916) запропонували перші електронні теорії валентності і хімічного зв'язку. Теорія Косселя розглядала освіту іонного зв'язку, теорія Льюїса - ковалентного. Описова сторона цих теорій, що добре узгоджується з моделлю атома Бора і пояснює деякі характерні особливості хімічного зв'язку, зберігає певною мірою своє значення досі. Висунуті пізніше концепції, зокрема резонансу теорія (Л. Полінг), Дозволяють отримувати деякі якісні та напівкількісні дані про симетрії молекул, про еквівалентність тих чи інших зв'язків і структурних елементів в молекулах, про стабільність і реакційної здатності молекул. Однак тільки на основіквантової механіки  вдалося пояснити природу хімічного зв'язку, точно розрахувати енергію зв'язку для найпростішої молекули - молекули водню (нім. вчені В.Гейтлер

 і Ф. Лондон, 1927) - і багато фізичні параметри ін двоатомних і декількох багатоатомних молекул (H O, HF, LiH, NH та ін), в тому числі міжатомні відстані, енергії утворення з атомів, частоти коливання в спектрах, електричні і магнітні властивості, насичуваність і спрямованість зв'язків. Новітній етап розвитку Х. характеризується швидкою розробкою просторових уявлень про будову речовини, стереохимических концепцій. Ще в 1874-75 Ж. А.Ле Бель2 і Вант-Гофф висловили припущення, що 4 атома або радикала, пов'язані з атомом вуглецю, розташовані не в одній площині, а в просторі, по вершинах тетраедра, в центрі якого знаходиться атом вуглецю. У зв'язку з цим було розширено уявлення про3ізомерії

, Встановлено кілька її видів і були закладені основи стереохімії. Для багатьох молекул були визначені їх стабільні просторові конфігурації; надалі дослідники встановили лабільні конформації молекул, що виникають в результаті деякого утруднення вільного обертання атомних груп навколо простих зв'язків (див. Конформаційний аналіз). Сучасна теоретична Х. грунтується на загальнофізичному вченні про будову матерії, на досягненнях квантової теорії, термодинаміки і статистичної фізики. Застосування методів квантової механіки до вирішення хімічних задач призвело до виникнення квантової Х. Її завданням стало рішення хвильового рівняння Шредінгера для багатоелектронних систем молекул. Одним з перших результатів була теорія валентних зв'язків, ще широко використала традиційне уявлення про пару електронів як носительці хімічного зв'язку (Гейтлер, Лондон, Дж.Слетер , Полінг). Потім був розроблений метод молекулярних орбіталей (МО), що розглядає цілісну електронну структуру молекули; кожна молекулярна орбіталь (хвилева функція) враховує внесок у неї всіх електронних орбіталей атомів (див.Молекулярних орбіталей метод

). Найбільш поширений варіант методу МО заснований на наближеному описі молекулярних орбіталей через лінійну комбінацію атомних орбіталей (ЛКАО МО). У ряді випадків для найпростіших молекул на основі використання новітньої обчислювальної техніки можуть бути проведені вельми складні розрахунки молекул без всяких попередніх спрощень завдання. На основі зазначеного методу розраховуються енергетичні та електронні параметри молекул (розподіл електронної щільності, величина енергії, довжина і порядок зв'язків, деякі фізичні властивості сполук). Метод МО отримав нині поширення в теорії органічної Х. У неорганічної Х. на основі його поєднання з теорією кристалічного поля (Х. Бете) Виникла теорія поля лігандів. Квантовохимическое розгляд кінетичних співвідношень, встановлених Аррениусом і Вант-Гоффом, призвело до виникнення вчення про абсолютні швидкості хімічних реакцій, що є основою хімічної кінетики. Це дозволило вичленувати дуже важливу теоретичну проблему сучасної Х. - питання про природу перехідного стану, проміжногоактивованого комплексу , Всередині якого відбуваються в чому ще неясні процеси перебудови структури молекул.Детальне вивчення кінетики і механізмів реакцій, дослідження елементарних актів хімічних взаємодій - важливе завдання хімічної фізики. Велике значення набули роботи в області

ланцюгових реакцій , Основи теорії яких були розроблені Н. Н.Семеновим

 і С. Хиншелвудом. Кінетичні дослідження відіграли важливу роль у розвитку технології переробки нафти, горіння палива, синтезу високомолекулярних речовин. Показана можливість хімічної фіксації азоту при звичайних температурі і тиску, що може істотно змінити майбутню технологію. Ядерні перетворення і супутні їм фізико-хімічні явища, продукти ядерних реакцій, радіоактивні ізотопи, елементи і речовини служать об'єктами вивчення ядерної хімії тарадіохімії . Роботи в цьому напрямку мають велике значення для отримання та вилучення атомної сировини, розділення ізотопів, використання розщеплюються.Взаємодія речовини з випромінюванням і частками високих енергій різної природи, що приводить до хімічних перетворень, вивчається радіаційної Х. Вплив радіації ініціює багато процесів, у тому числі синтез високомолекулярних сполук з мономерів. Зокрема, під дією світла відбуваються фотохімічні реакції. Фотохімія досліджує як зв'язування енергії електромагнітного випромінювання (наприклад, у фотосинтезі, здійснюваному зеленими рослинами), так і численні реакції синтезу і розпаду, ізомеризації і перегрупувань, що виникають в ході вказаної взаємодії. Для промислового виробництва перспективне використання потужної енергії

лазера У електрохімії накопичений великий матеріал з дослідження електролітів, їх електропровідності, електрохімічних процесів, створена електрохімічна кінетика, вивчаються нерівноважні електродні потенціали, процесикорозії

 металів, розробляються нові хімічні джерела струму.

. Успіхи теоретичної електрохімії дозволили дати більш міцну наукову основу багатьом промисловим електрохімічним процесам. Вплив магнітних полів на хімічну поведінку молекул розглядаєтьсямагнетохімія . Область термохімічних досліджень розширилася в результаті вивчення взаємодії речовини зплазмою

, Зокрема з метою використання в плазмохимической технології. Становлення плазмохімії відноситься до 60-их рр.., коли були виконані основоположні роботи в СРСР, США і ФРН. Хімічні перетворення відбуваються у всіх агрегатних станах речовини - в рідкому, газоподібному і твердому. Все більшу актуальність набувають дослідження хімічних реакцій твердих тіл (Топохимічеськие реакції ).У сучасній Х. накопичуються дані про хімічну еволюцію речовини у Всесвіті, що дозволяє скласти загальну картину еволюції природи. Сучасна

ядерна фізикаастрофізика сформували уявлення про виникнення хімічних елементів. На основі вивчення Х. метеоритів, вулканічних земних порід, місячного грунту поступово вимальовується картина хімічної диференціації речовини на планетної стадії розвитку, зокрема геохімічної еволюції (див.

геохімія Космохимия и ).Виявлення складних органічних молекул у міжзоряному просторі, в метеоритах і найдавніших гірських породах Землі, а також модельні досліди по синтезу складних органічних речовин з найпростіших сполук (CH , CO, , NH, H

O) в умовах іскрового розряду, радіоактивного й ультрафіолетового опромінення дозволили представити етапи хімічної еволюції матерії, що передували виникненню життя (див. також4Походження життя2).3Геохімія вулканогенних і осадових порід,2гідрохімія , Х. атмосфери, біогеохімія поступово формують уявлення про планетарні міграціях хімічних елементів, біохімія - про життєві цикли. На основі цих даних все більш наповнюється конкретним змістом вчення В. І.Вернадського

 про вирішальну роль процесів життєдіяльності для розуміння долі хімічних елементів на нашій планеті. Великі успіхи зробила органічна хімія. Так, розроблені автоматичні методи синтезу багатьох білків; встановлено структуру ряду важливих природних речовин - тетродотоксина, гемоглобіну, аспартат-амінотрансферази, що містить 412 амінокислот, та ін; синтезовані найскладніші природні сполуки - хінін, вітамін B12  і навіть хлорофіл. Величезний вплив справила органічна хімія на розвиток молекулярної біології. Органічна хімія лягла в основу створення потужної індустрії важкого органічного синтезу.Хімія полімерів, яка сформувалася в самостійну хімічну дисципліну лише в 30-х рр.., Вивчає весь комплекс уявлень про шляхи синтезу високомолекулярних сполук, їх властивості та перетвореннях, а також про властивості тіл, побудованих з макромолекул. Для сучасного етапу хімії полімерів характерно поглиблене вивчення механізмів каталітичної полімеризації, спричиненої металоорганічними сполуками, зокрема синтезу стереорегулярних полімерів, дослідження мікроструктури високомолекулярних сполук. Встановлено, що властивості полімерів залежать не тільки від хімічного складу, будівлі і розмірів макромолекул, але й не меншою мірою від їх взаємного розташування і упаковки (надмолекулярної структури). Важливим досягненням стало створення термостійких полімерів (кремнійорганічних, полиимидов та ін.) Успіхи хімії полімерів дозволили створити такі найважливіші галузі хімічної промисловості як виробництва пластмас, синтетичного каучуку, хімічних волокон, лакофарбових матеріалів, іонітів, клеїв та ін

На всіх структурних рівнях організації живого найважливішу роль відіграють специфічні хімічні процеси. Безперервний обмін речовин в організмі є надзвичайно складну систему узгоджених хімічних реакцій, здійснюваних за участю специфічних білкових каталізаторів - ферментів.Вплив хімічних процесів, що відбуваються у зовнішньому середовищі, на співтовариства організмів (біоценози), хімічна міграція елементів усередині екосистем, хімічне стимулювання або придушення симбіотичних або конкурентних видів досліджуються в рамках хімічноїекології

. Формування поведінки організмів у спільнотах в значній мірі залежить від хімічних засобів передачі інформації (наприклад,

феромонів

, Використовуваних тваринами для залучення чи відлякування ін особин, регуляції життєдіяльності в сім'ях бджіл, мурах і т.д.). Традиційні для біохімії нейрохимические дослідження переросли в нову галузь знань, що вивчає впливу хімічних сполук на психічні процеси; формується т. н. молекулярна психобиология, що зв'язує молекулярну біологію з наукою про поведінку (див. такожПсихофармакология ).IV. Сучасні методи дослідження в хімії

З середини 20 в. відбуваються докорінні зміни в методах хімічних досліджень, до яких залучається широкий арсенал засобів фізики і математики. Класичні задачі Х. - встановлення складу і будови речовин - все успішніше вирішуються з використанням новітніх фізичних методів. Невід'ємною рисою теоретичної та експериментальної Х. стало застосування новітньої швидкодіючої обчислювальної техніки для Квантовохімічні розрахунків, виявлення кінетичних закономірностей, обробки спектроскопічних даних, розрахунку структури і властивостей складних молекул. З числа чисто хімічних методів, розроблених в 20 в., Слід зазначитимікрохімічний аналіз

, Що дозволяє проводити аналітичні операції з кількостями речовин, в сотні разів меншими, ніж у методі звичайного хімічного аналізу. Велике значення набула

хроматографія

, Що служить не тільки для аналітичних цілей, а й для розділення дуже близьких за хімічними властивостями речовин в лабораторних і промислових масштабах. Важливу роль грає фізико-хімічний аналіз (ФХА) як один з методів визначення хімічного складу і характеру взаємодії компонентів в розчинах, розплавах та ін системах. У ФХА широко використовуються графічні методи ( діаграми станудіаграми склад - властивість ). Класифікація останніх дозволила уточнити поняття хімічного індивіда, склад якого може бути постійним і змінним (див.Дальтоніди і бертоліди). Передбачений Курнаковим клас и нестехиометрических з'єднань придбав велике значення в матеріалознавстві і нової області - Х. твердого тіла. Люмінесцентний аналіз, Метод мічених атомів (див. Ізотопні індикатори),

рентгенівський структурний аналізелектронографія полярографія та ін фізико-хімічні методи аналізу знаходять широке застосування в аналітичній Х. Використання радіохімічних методик дозволяє виявити присутність всього декількох атомів радіоактивного ізотопу (наприклад, при синтезі трансуранових елементів). Для встановлення будови хімічних сполук важливе значення має молекулярна спектроскопія (див., Молекулярні спектри, ), За допомогою якої визначаються відстані між атомами, симетрія, наявність функціональних груп та ін характеристики молекули, а також вивчається механізм хімічних реакцій. Електронна енергетична структура атомів і молекул, величина ефективних зарядів з'ясовуються допомогою емісійної і абсорбційноїрентгенівської спектроскопії

. Геометрія молекул досліджується методами рентгенівського структурного аналізу. Виявлення взаємодії між електронами і ядрами атомів (що обумовлює надтонку структуру їх спектрів), а також між зовнішніми і внутрішніми електронами дозволило створити такі методи встановлення будови молекул, якядерний магнітний резонанс  (ЯМР),електронний парамагнітний резонанс

 (ЕПР), ядерний квадрупольний резонанс (ЯКР), гамма-резонансна спектроскопія (див. Мессбауера ефект). Особливу роль за широтою застосування придбала ЯМР-спектроскопія. Для з'ясування просторових характеристик молекул зростаюче значення набувають оптичні методи: спектрополяриметр, кругової дихроизм, дисперсія оптичного обертання. Руйнування молекул у вакуумі під впливом електронного удару з ідентифікацією осколків застосовується для встановлення їх будови методом мас-спектроскопії. Арсенал кінетичних методів поповнився засобами, пов'язаними з використанням ЕПР-та ЯМР-спектроскопії ( хімічна поляризація ядер), Методу імпульсного фотолізу і радіолізу. Це дозволяє вивчати надшвидкі процеси, що протікають за час 10 -9сек і менше.Для дослідження космічних об'єктів з успіхом застосовуються методи спектрального аналізу в різних діапазонах електромагнітного спектра. Зокрема, методами радіоастрономії в міжзоряному просторі були виявлені хмари хімічних сполук, що включають такі відносно складні молекули, як формальдегід, тіомочевину, метиламін, ціанацетілен та ін З розвитком космічних польотів методи експериментальної Х. стали застосовуватися на позаземних об'єктах (Місяць, Венера, Марс ).V. Хімічна технологія та тенденції її розвитку Потреби суспільства породили хімічну технологію. За висловом Бертло, Х. починає творити свій власний об'єкт дослідження, створюючи сотні тисяч невідомих природі сполук. У розвитку хімічної технології історично першими були методи спрощення, розкладання готових природних форм: отримання металів з руд, виділення солей з складних систем, перегонка деревини та ін подібні прийоми. Фундаментом хімічної технології з'явилося виробництво вихідних речовин для багатьох більш складних технологій: сірчаної, соляної, азотної кислот, аміаку, лугів, соди і деяких ін, що склали область основної хімічної промисловості. Другий найбільший історичний етап в хімічній технології характеризується переходом до методів синтезу, отримання все більш складних систем, що базується вже не тільки на емпіричних даних, але і на теоретичному розумінні природи, будови і властивостей хімічних речовин, закономірностей їх формування (див.Синтез хімічний

).

Синтетична технологія в Х. еволюціонує від використання готових природних речовин і матеріалів через їх все більш складну модифікацію до отримання нових хімічних продуктів, не відомих у природі. Так, технологія виробництва волокна починалася з переробки природної целюлози, потім перейшла до її хімічно модифікованим формам (віскоза, ацетатний шовк) і в кінцевому підсумку зробила стрибок до синтетичних матеріалів на принципово новій основі (поліефіри, поліаміди, поліакрилонітрил). При цьому відзначається більш прискорений розвиток технології синтетичного волокна в порівнянні з штучним з природних полімерів.

Важлива тенденція розвитку хімічної технології - вихід за історично сформовані на нашій планеті фізико-хімічні умови, все більш широке використання екстремальних умов незвичайних факторів: високі температури, надвисокі тиску, вплив плазми, електричних і магнітних полів і випромінювань. Метою технології стає отримання речовин з незвичайними і дуже цінними властивостями: надчистих і надтвердих, жаростійких і жароміцних матеріалів, напівпровідників і люмінофорів, фотохроми і термохромов, каталізаторів та інгібіторів, біостимуляторів і медикаментів. Спостерігається швидке розширення джерел хімічної сировини. У виробничу сферу залучається все більше число хімічних елементів (аж до трансуранових), досягається більш повна комплексна переробка природних речовин, розробляються плани використання таких джерел сировини, як Світовий океан. Посилення штучного хімічного впливу на природні процеси часто призводить до порушення сталих природних хімічних циклів, до їх розривів і деформацій. Це ускладнює т. н. екологічну проблему - завдання збереження і наукового регулювання середовища проживання. Суттєвим для вирішення цього завдання є створення замкнутих, безвідходних хімічних виробництв, формування регульованих хімічних циклів у системі природа - суспільство як важлива частина заходів зохорони природи

навколишнього середовища

Посилення ролі Х. як науки супроводжується інтенсивним розвитком фундаментальних, комплексних і прикладних досліджень, прискореної розробкою нових матеріалів з наперед заданими властивостями, нових технологічних процесів. Однією з найважливіших рис сучасного розвитку продуктивних сил є

хімізація народного господарства . Див також и Хімічна промисловість.

Науково-технічний прогрес Науково-технічна революціяМатеріально-технічна база комунізму Наукові установи та організації, періодичні видання. Наукова робота в галузі хімії проводиться в інститутах і лабораторіях академій наук, в галузевих інститутах, а також в лабораторіях університетів, технічних вузів, промислових об'єднань, фірм (див., Наука, Академія наук СРСР, Хімічні інститути.

 науково-дослідні). Міжнародною організацією, що здійснює зв'язки між науковими хімічними центрами різних країн, є, Міжнародний союз теоретичної і прикладної хімії, , В який входить Національний комітет сов. хіміків при АН СРСР. Див такожХімічні наукові товариства та спілки

Хімічні конгреси  міжнародні.У СРСР хіміків об'єднує Всесоюзне хімічне товариство,  ім. Д. І. Менделєєва. Суспільство регулярно проводить з'їзди з теоретичної та прикладної хімії та видає свої журнали.Основні періодичні видання, в яких публікуються роботи з хімії, зазначені у ст.

Хімічні журнали Літ.:Бібліографія, історія та методологія хімії.

 Бібліографія іноземній бібліографії з хімії, в. 1, М. - Л., 1966; Хімія у виданнях Академії наук СРСР, т. 1, в. 1-2, М. - Л., 1947-51; Блох М. А., Хронологія найважливіших подій в області хімії та суміжних дисциплін і бібліографія з історії хімії, Л. - М., 1940; Мусабеков Ю. С., Черняк А. Я., Видатні хіміки світу. Біобібл. покажчик, М., 1971; Матеріали до бібліографії з історії російської науки, сост. Р. П. Гаухман, в. 2, [М.], 1951; Матеріали до біобібліографії учених СРСР. Серія хімічних наук, в. 1-41 -, М, - Л., 1946-76; Меншуткин Н. А., Нарис розвитку хімічних поглядів, СПБ, 1888; Мейер Е., Історія хімії від найдавніших часів до нинішніх днів, пров. з нім., предисл. Д. І. Менделєєва, СПБ, 1899; Ладенбург А., Лекції з історії розвитку хімії від Лавуазьє до нашого часу, пров. [З нім.], З приєднанням "Нарису історії хімії в Росії" П. І. Вальдена, Од., 1917; Меншуткин Б. Н., Хімія і шляхи її розвитку, М. - Л., 1937; Фігуровський Н. А ., Нарис загальної історії хімії. Від найдавніших часів до початку XIX в., М., 1969; Джуа М., Історія хімії, пер. з італ., М., 1975 (літ.); Нариси з історії хімії, [сб], М., 1963; Праці Інституту історії природознавства і техніки АН СРСР, т. 2, 6, 12, 18, 30, 35, 39, М., 1954-62; Кузнецов В. І., Еволюція уявлень про основні закони хімії, М., 1967; Соловйов Ю. І., Еволюція основних теоретичних проблем хімії, М., 1971; Бутлеров А. М., Історичний нарис розвитку хімії в останні 40 років. Соч., Т. 3, М., 1958; Гьельт Е., Історія органічної хімії з найдавніших часів до теперішнього часу, пров. з нім., Хар. - К., 1937; Шорлеммер К., Виникнення і розвиток органічної хімії, пров. з англ., М., 1937; Глави з історії органічної хімії. [СБ ст.], М., 1975; Биков Г. В., Історія органічної хімії, М., 1976; Соловйов Ю. І., Нариси з історії фізичної хімії, М., 1964; Капустинський А. ф., Нариси з історії неорганічної та фізичної хімії в Росії ..., М. - Л., 1949; Арбузов А. Е., Короткий нарис розвитку органічної хімії в Росії, М. - Л., 1948; його ж, Вибрані роботи з історії хімії, М ., 1975; Радянська хімія за двадцять п'ять років. СБ ст., М. - Л., 1944; Радянська наука і техніка за 50 років. 1917-1967, в. 1-8, М., 1967-68; Радянська хімічна наука і промисловість. 50 років. [СБ ст.], М., 1967; Манолов К., Великі хіміки, пров. з болг., т. 1-2, [М.], 1976; "Журнал Всесоюзного хімічного товариства ім. Д. І. Менделєєва", 1975, т. 20,? 6 (номер присвячений лауреатам Нобелівської премії з хімії); Кузнецов В. І., Діалектика розвитку хімії, М., 1973; Кедров Б. М., Три аспекти атомістики, [т.] 1-3, М., 1969; його ж, Енгельс про хімію, М., 1971; Філософські проблеми сучасної хімії. СБ перекладів, М., 1971; Гносеологічні та соціальні проблеми розвитку хімії, К., 1974; Жданов Ю. А., Нариси методології органічної хімії, М., 1960; Методологічні проблеми сучасної хімії. СБ пров., М., 1967; Корр Н., Geschichte der Chemie, Bd 1-4, Braunschweig, 1843-47; Hoefer Fr., Histoire de la chimie, 2 ed., v. 1-2, P., 1867-69; Partington J. R., A history of chemistry, v. 1-4, L. - N. Y., 1961-1970; Graebe С., Geschichte der organischen Chemie, Bd 1, B., 1920; Walden P., Geschichte der organischen Chemie seit 1880, В., 1941; Szabadvary F., Geschichte der analytischen Chemie, Bdpst, 1966; Bugge G., Das Buch der grossen Chemiker, Bd 1-2, Weinheim, 1955; Great chemists, ed. Е. Farber, N. Y. - L., 1961. Класичні роботи..

 Ломоносов М. В., Праці з фізики та хімії, Повні збори соч., Т. 1-2, М. - Л., 1950-51; його ж, Ізбр. праці з хімії та фізики, М., 1961; Дальтон Д ж .. Збірник обр. робіт з атомістиці. 1802-10, пров. з англ., Л., 1940; Бутлеров А. М., Введення до повного вивчення органічної хімії, Соч., т. 2, М., 1953, його ж, Ізбр. роботи з органічної хімії, [М.], 1951; Сторіччя теорії хімічної будови. СБ ст. А. М. Бутлерова, А. Кекуле, А. С. Купера, В. В. Марковникова, М., 1961; Марковников В. В., Ізбр. праці, М., 1955; Менделєєв Д. І., Основи хімії, Соч., т. 13-14, Л. - М., 1949, його ж, Періодичний закон. [Основні статті], М., 1958, його ж, Періодичний закон. Додаткові матеріали, М., 1960; Гіббс Дж., Термодинамічні роботи, пров. з англ., М. - Л., 1950; Вант-Гофф Я. Г., Нариси з хімічної динаміці, пров. з франц., Л., 1936; Колір М. С., Хроматографический адсорбційний аналіз, М. - Л., 1946 (сер. "Класики науки"): Браві О., Ізбр. наукові праці, Л., 1974 (сер. "Класики науки"); Гедройц К. К., Ізбр. наукові праці, М., 1975 (сер. "Класики науки"); Lavoisier A. L., Oeuvres de Lavoisier, t. 1, P., 1864; Berzelius J. J., Larbok i Kemien, bd 1-6, Stockh., 1808-30; його ж, Lehrbuch der Chemie, 5 Aufl., Bd 1-5, Lpz., 1847-56; Gerhardt Ch. F., Traite de chimie organique, t. 1-4, P., 1854-60; Ostwald W., Lehrbuch der allgemeinen Chemie, Bd 1-2, Lpz., 1885-87; Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften,? 1-244, Lpz., 1889-1938 (вид. відновлено в 1954 в НДР і в 1965 у ФРН); Alembic club reprints, v. 1-28, Edinb., 1893-1912. Довідкові видання. Коротка хімічна енциклопедія, гл. ред. І. Л. Кнунянц, т. 1-5, М., 1961-67; Довідник хіміка, під ред. Б. П. Нікольського, 2 изд., Т. 1-6, М. - Л., 1965-68; Лур'є Ю. Ю., Довідник з аналітичної хімії, М., 1962; Короткий довідник з хімії, під ред. О. Д. Куриленко, 4 видавництва .. К., 1974; Хімія. Довідкове керівництво, пров. з нім., Л., 1975; Неорганічна хімія. Енциклопедія школяра, гл. ред. І. П. Алімарін, М., 1975; Гордон А., Форд Р., Супутник хіміка, фізико-хімічні властивості, пров. з англ., М., 1976; Landolt Н. - Вornstein R., Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomic, Geophysik und Technik, 6 Aufl., Bd 1-4, В., 1966-75 -; Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, 8 Aufl., System? 1-73 -, В. - L. [U. a.], 1926-74 -; Handbook of chemistry and physics, ed. R. C. Weast, 56 ed., Cleveland (Ohio), 1975; Mellor J. W., A comprehensive treatise on inorganic and theoretical chemistry, v. 1-16, L. - [A. o.], [1947-57]; Nouveau traite de chimie minerale, ed. P. Pascal, t. 1-20, P., 1956-64; Beilstein F. К., Handbuch der organischen Chemie, 4 Aufl., Bearb. von B. Prager [u. a.], Bd 1-31, В., 1918-40 (з доповнить. тт.); Traite de chimie organique, ed. V. Grignard, t. 1-23, P., 1935-54.

Сучасні керівництва і посібники для вищих шкіл. Некрасов Б. В., Основи загальної хімії, 3 вид., [Т.] 1-2, М., 1973; Полінг Л., Загальна хімія, пер. з англ., М., 1974; Кемпбел Дж., Сучасна загальна хімія, пров. з англ., [т.] 1-3, М., 1975; Глінка Н. Л., Загальна хімія, 18 вид., Л., 1976; Курс фізичної хімії, під ред. Я. І. Герасимова, 2 изд., Т. 1-2, М., 1969-1973; Кірєєв В. А., Курс фізичної хімії, 3 вид., М., 1975; Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А., Почала органічної хімії, кн. 1-2, М., 1969-70; Крешков А. П., Основи аналітичної хімії, 4 видавництва., [Кн.] 1-2, М., 1976.

Див також ст.Хімічні енциклопедії

 літературу при ній і при статтях, на які є посилання.

Ю. А. Жданов, Б. М. Кедров. Химические энциклопедии, литературу при ней и при статьях, на которые даны ссылки.

© Ю. А. Жданов, Б. М. Кедров.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка