Основные проблемы современной химии

2. Основная проблема современной химии

Так как химия всегда была нужна человечеству для получения из веществ природы необходимых материалов(например: керамика, стекло, лекарства), то химические знания во все времена объединяла одна непреходящая и главная задача – задача получения веществ с необходимыми свойствами. Чтобы ее реализовать, надо уметь из одних веществ получать другие, то

есть, осуществлять их качественные изменения. Качество – совокупность свойств веществ, следовательно, надо знать, как управлять свойствами, знать, от чего они зависят.

Химия одновременно должна решать и теоретические задачи генезиса свойств веществ. Эту общую задачу можно изобразить графически.

Получение теоретических - производственная задача - знаний получение материалов

Из этого всего следует вывод, подтверждающий, что химия представляет собой единую науку, несмотря на множество относительно самостоятельных в ней разделов, и основная проблема – есть инвариантное ядро химии.

Ее основная проблема возникла в древности и не теряет своего значения и теперь, то есть, история химии есть единый процесс, а не сумма историй различных химических наук. В разные исторические эпохи основная проблема химии решалась по-разному, ибо способы решения зависят от уровня развития общества.

3. История современной химии, как закономерный процесс смены способов решения ее основной проблемы

Важнейшей особенностью основной проблемы химии является то, что она имеет ограниченное и строго определенно число способов решения. Речь идет не о частных способах решения качественного разнообразия веществ, а об общих способах решения качественного разнообразия и качественных превращений веществ. Речь идет о зависимости свойств веществ от четырех основных факторов:

1) от элементного и молекулярного состава веществ;

2) от структуры веществ;

3) от кинетических факторов, влияющих на реакционную способность;

4) от высоты химической организации веществ.

Все эти факторы известны с тех пор, как химия стала наукой (сер. XVII в.). В ранние периоды развития химии, например, в ее алхимический период, предполагалось, что свойства веществ зависят от неких изначальных свойств стихий или элементов-первоначал: холод, тепло, вода, сухость. Это был первый донаучный способ объяснения качественного и количественного разнообразия тем природы. С учетом этого способа основная проблема химии имеет 5 способов решения, один из которых появился в донаучный период.

Этот способ появился в древней натурфилософии и существовал 2 тыс. лет вплоть до работ Р. Бойля. За это время было предложено два различных объяснения разнообразия тем природы.

- Демокрит, Лукреций Кар, Эпикур предложили для этого атомистское объяснение, высказав гениальную догадку, что атомы первоматерии различны по массе, объему, конфигурации.

- Аристотель, Эмпедокл попытались объяснить видимое разнообразие тел с антиатомистских позиций, считая разнообразие возникшим от различных сочетаний уже известных свойств стихий.

Оба эти способа предусматривали некие абсолютные начала, следовательно, 1-й способ решения основной проблемы химии: субстанция – акциденция.

Отличительные черты способа:

- умозрительность, приобретающая силу абстракции, но лишенная эмпирических (опытных) начал.

- логическая дедукция, претендующая на всеобщность объяснения, но не опирающаяся на критерий практики.

- выбор объекта первоматерии или субстанции вместо веществ с их спецификой качественных изменений.

Все это и характеризует натурфилософию.

- историческая обреченность (появившись в далёком прошлом отмирает как практически бесполезный).

Особенности 1-го способа, взятые вместе, настолько выделяют его относительно последующих, что возникает некая идея о границе между «научной химией» и «не вполне научной», существовавшей до работ Бойля.

Этот способ появился во 2-й половине XVII века – Бойль. Преобразования в области производства, произошедшие в эпоху Возрождения, вызвали коренные преобразования в области естествознания. Например, низвержение первого бесполезного для практики способа решения проблемы химии. И появление нового способа с принципиально новым экспериментальным подходом к изучению природы.

Исследования Бойля привели к выводу о том, что качества и свойства тел не имеют абсолютного характера и зависят от того, из каких материальных объектов эти тела составлены.

- Этот вывод отверг представления об элементах-стихиях.

- Утвердил представления об элементах, как о простых, далее неразложимых телах, из которых состоят все химические соединения.

- На основе признания материальности элементов впервые установил общность ранее разрозненных учений об атомах и элементах. – Идея о том, что наименьшей частицей вещества является состоящая из атомов корпускула (молекула). и способ решения проблемы: состав – свойства.

Этот способ положил начало экспериментальной химии, определяя ее как науку о химических элементах и их соединениях.

Это первый уровень научных химических знаний. И на нем появилась технология основных неорганических веществ. Возникшее при этом учение о составе – первая концептуальная система химии.Первая относительно самостоятельная область химических знаний, которая призвана решать любые задачи качественных химических превращений, включает состав-свойства или другие изменения элементного состава.

3-й способ был вызван переходом от мануфактурного к фабричному производству. Основой же фабричного производства в 18-м и первой половине 19-го века была легкая (текстильная) промышленность. Переход стимулировал переработку огромной массы веществ растительного и животного происхождения, состав которых крайне однообразен: 5 – 7 химических элементов на все разнообразие + 12 элементов-катализаторов. В этих условиях, а также в результате открытия изомеров и полимеров, появилась идея о том, что свойства и качественное разнообразие веществ обуславливает не только состав, но и еще каким-то фактором, этим фактором явилась структура. Появился новый способ решения проблемы – не только от состава, но и от структуры.

Этот 3-й способ стимулировал целый ряд возникших теорий, а теории положили начало ΙΙ концепции.

Поднявшись на новый уровень знаний, химия превратилась из науки аналитической в науку синтетическую. Поэтому историки называют этот период «триумфальным маршем синтетического синтеза», так как химия отметила получение синтетических красителей в текстильной промышленности, получение лекарств, искусственного шелка. Т. о. на этом уровне развития химии возникла технология органических веществ и ее появление было ошеломляющим, так как подобные материалы до этого производили в ограниченном количестве при переработке огромного количества сырья, полученного с огромными затратами самого низкопроизводительного с/х труда. Триумф был недолгим. С развитием автомобилестроения возникли новые требования к материалам, нужны стали в больших количествах со строгозаданными свойствами (высокооктановое топливо, моторные масла, смазочные материалы, каучук и т.д.). Для получения этих материалов в больших количествах способ, основанный на структурной химии, оказался недостаточным, т.к.:

 Скачать реферат