Концептуальные системы в химии

Введение

Химия — дисциплина о составе, внутреннем строении и превращении вещества, а еще о механизмах данных превращений. Таким образом, базой химии выступает главная двуединая проблема— приобретение веществ с данными качествами (на приобретение её ориентирована производственная активность человека) и обнаружение методик управления качествами вещества (на реализацию данной задачи ориентирована научно-исследовательская служба экспертов). Важной индивидуальностью главный проблемы химии является то, что она имеет только 4 метода решения. Речь при этом идет не о личных способах исследования перевоплощений веществ — их очень много, а о самых общих методах решения вопроса: от чего, oт каких причин зависят характеристики веществ. А зависят они от 4 причин: от элементного и молекулярного состава вещества; структуры молекул вещества; термодинамических и кинетических (присутствие катализаторов и ингибиторов, действие материала стен сосудов и т. д.) критерий, в которых вещество находиться в процессе химической реакции; высоты химической организации вещества. В то же время с каждым из нареченных методик решения главная проблема химии связана личная концептуальная система познаний. Эти 4 концептуальных системы познания находятся в отношениях иерархии (субординации). В системе химии они являются подсистемами, этак же как химия представляет собой подсистему естествознания в целом. В развитии химии проистекает взыскательно закономерное, последовательное возникновение концептуальных систем. При этом каждая появляющаяся система не отрицает предыдущую, а, напротив, базируется на нее и подключает в себя в перевоплощенном облике. Таким образом, создается система химии — единичная единство всех химических познаний, которые появляются и есть не раздельно друг от друга, а в узкой взаимосвязи, дополняют друг друга и соединяются в концептуальные системы химических познаний, которые находятся между собой в отношениях иерархии.


1 Первая концептуальная система – учение о составе вещества
Научное определение химического вещества определил британский физик и химик Р. Бойль. Необходимо было определить разницу между смесями веществ и т. н. чистыми элементами данных веществ. Первым был раскрыт химическое вещество фосфор (в 1669 г.), позже кобальт, никель и др. Само название «элемент» дает распоряжение на структурное изучение вещества.
Изобретение А. Лавуазье кислорода иВведение

его роли в образовании разных химических соединений позволило отрешиться от теории флогистона (пламенная материя).
В Периодической системе Д. И. Менделеева насчитывалось 62 вещества, в настоящее время – 118 частей. Может существовать беспрепятственно ещё 50! Их удельное содержание в природе неритмично. Так 98,6% массы физиологически доступного слоя Земли составляют только 8 хим частей: кислород - кремний - серебристый - ферро - кальций - натрий - потассий – магний. Кислород – это самый распространённое на Земле вещество; в виде соединений составляет около1/2 массы земной оболочки; вступает в состав воды (88,8% сообразно массе) и почти всех тканей живых организмов (около 70% сообразно массе). Свободный кислород атмосферы (20,95% сообразно объёму)образовался и сохраняется благодаря фотосинтезу. Кислород (либо обогащённый им воздух )используется в металлургии, хим. индустрии, в медицине, кислородно-дыхательных аппаратах. Водянистый кислород — составляющую ракетного горючего.
В современной химии теория хим. вещества выступает как проблема оптимального применения хим. частей.
Д. И. Менделеев доказал, что характеристики хим. частей зависят от места предоставленного вещества в периодической системе, определяемого зарядом ядра атома. Более активными с химической точки зрения являются составляющие, имеющие минимальную (из вероятных) атомную массу при 6-7 электронах на наружном электронном уровне (фтор, хлор, кислород). Они стремятся достроить свою электронную оболочку, присоединив недостающее количество электронов. Активными являются еще сплавы, обладающие большой атомной массой и имеющие 1-2 электрона на наружном электронном уровне (барий, цезий), устремляющиеся их дать для его достройки. Принципиальным является понятие валентности – возможности атома к образованию химической связи. Хим. связи представляют собой обменное взаимодействие электронов

.
В итоге химических и физических открытий поменялось классическое определение молекулы. Молекула понимается как меньшая частичка вещества, которая в состоянии найти его свойства. Расширились представления о классе молекул, сюда включают ионные системы, атомные и железные монокристаллы и полимеры.
С изобретением физиками природы химизма (как обменного взаимодействия электронов) химики иначе стали разглядывать химическое слияние.
Химическое слияние – это отменно определенное вещество, состоящее из 1-го либо нескольких химических частей, атомы которых за счет обменного взаимодействия (хим. связи) соединены в частички – молекулы, комплексы, монокристаллы.
Химическое слияние – мнение наиболее обширное, чем «сложное вещество», которое обязано существовать из 2-ух и наиболее различных химических частей. Химическое слияние может быть и из 1-го вещества (это молекулы Н2, О2, алмаз и остальные кристаллы).


2 Вторая концептуальная система – структурная химия
Структурная химия представляет собой степень развития химических познаний, на котором преобладает понятие «структура», т.е. конструкция молекулы, макромолекулы, монокристалла.
Конструкция – это устойчивая ориентированность отменно независящей системы, которой является молекула. Происхождение структурной химии привело к способности целенаправленного высококачественного преображения веществ, для сотворения схемы синтеза химического соединения. Ещё в 1857 г. немецкий химик Ф. Кекуле показал, что углерод четырехвалентен и это дает вероятность прибавить к нему до 4 частей одновалентного водорода.
Азот может прибавить до 3-х одновалентных частей, кислород до 2-ух. Данная методика Кекуле натолкнула исследователей на сознание механизма получения новейших химических соединений. Российский химик А. М. Бутлеров увидел, что в таких соединениях огромную роль играет энергия, с которой вещества связываются между собой. В настоящее время конструкция молекулы понимается как её пространственная и энергетическая ориентированность.
Возникновение данной теории превратило химию из науки аналитической, занимающейся исследованием состава готовых веществ, в науку систематическую, способную формировать новые вещества и новые материалы. За вторую половину XIX века количество выученных органических соединений за счет синтезированных возросло с полумиллиона до 2-ух миллионов.
Однако дело в том, что структурная химия ограничена рамками сведений лишь о молекулах вещества, пребывающего в до реакционном состоянии. Данных сведений мало для такого, чтоб управлять действиями перевоплощения вещества. Тем не наименее, инновационная структурная химия достигла огромных итогов: немалое число лечебных препаратов – это продукты органического синтеза. Самым последним её достижением является изобретение совсем новейшего класса металлоорганических соединений, которые за свою двухслойную структуру получили название «сэндвичевых соединений». Молекула этого вещества представляет собой две пластинки, между которыми располагается атом какого-нибудь сплава. Более выученным из их является ферроцен, у которого катион железа Fe2+ координируется между 2-мя пятичленными ароматическими кольцами. Ещё наиболее удивительной и необычной является конструкция молекул, имеющихся в постоянном перестроении. Такая, в частности, молекула бульвалена С10Н10. Его разрешено представить в виде шара, сообразно поверхности которого с большой скоростью передвигаются 10 атомов углерода и 10 атомов водорода, имитируя таким методом симметрию молекулы либо компенсируя неимение симметрии, что нужно для устойчивого состояния предоставленной структуры. Данная молекула представляет собой особую непрерывно протекающую химическую реакцию.
Проблемы структурной неорганической химии - это сообразно существу трудности химии твердого тела.
Инновационные структурные теории твердого тела сейчас предоставляют надлежащие советы для решения чрезвычайно принципиальных проблем: приобретение материалов с высочайшей механической прочностью, термической стойкостью и долговечностью в эксплуатации; создание способов получения кристаллов, содержащих заблаговременно запроектированные недостатки сетки (чтоб заполучить материалы с данными электрофизическими и оптическими качествами)