Лекция № 7 РАЗВИТИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ Возникновение химии. Период алхимии (до XVI в). Период зарождения научной химии (XVI - XVIII в.). Период открытия основных законов химии (первая половина XIX в.). Современный период (вторая половина XIX в. до наших дней). Структура химии. До конца XIX в. химия - единая целостная наука. К началу XX в четко различаются общая, неорганическая и органическая химии. Система химии. Химия как наука и производство. Химия решает 2 основные задачи – получение вещества с заданными свойствами (производственная задача) и выявление способов управления свойствами вещества (научная задача). Уровни развития химического знания. Первый уровень научных химических знаний начался с работ Р. Бойля (1660-е годы): свойства вещества определяются его составом. Химический элемент как предел разложения вещества. Законы стехиометрии: сохранения массы вещества, постоянства состава, простых кратных отношений. Атомно - молекулярное учение. Простые и сложные вещества. Вещество – однородный вид материи, каждая частица которой имеет одинаковые физические свойства. Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Мономеры и полимеры. Атом – химически неделимая частица. При физических процессах молекулы вещества сохраняются, при химических – разрушаются. Химический элемент как совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Изотопы – это разновидности химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но различные массовые числа. Закон и периодическая система Д.И. Менделеева. Физический смысл номеров периода и группы. Второй уровень развития химических знаний (середина XIX века): свойства вещества и их качественное разнообразие обуславливаются составом и структурой молекул. Возникновение структурной химии: работы Д.Дальтона, И.Я.Берцелиуса, А. Кекуле, A.M.Бутлерова. Развитие органического синтеза в 1960–80-е гг. Из каменноугольной смолы и аммиака были получены новые красители – фуксин, анилиновая соль, а позднее – взрывчатые вещества и лекарственные препараты (аспирин и др.). Структурная химия неорганических соединений ищет высокопрочных пути получения материалов с кристаллов заданными для производства свойствами, обладающими качествами, предъявляемыми современным уровнем развития науки и техники. Третий уровень химических знаний (середина XX века): учение о химических процессах и механизмах изменения вещества. Свойства вещества зависят от термодинамических и кинетических условий, в которых вещество находится в процессе химической реакции. Экзотермические и эндотермические реакции. Обратимые и необратимые химические реакции. Большинство химических реакций – сложные цепи последовательных стадий. Закон Я.Вант-Гоффа и принцип А.Ле-Шателье. Зависимость хода химических процессов от структурно-кинетических факторов: от строения исходных реагентов, концентрации, температуры, наличия катализаторов и др. Четвертый уровень химических знаний (с 1970-х годов): свойства вещества зависят от высоты химической организации вещества. Основа лаборатории живого организма – биокатализ. Подражание живой природе – химия будущего. Создание катализаторов по принципу ферментов. Изучение брожения – один из первых опытов изучения химии живой природы. Пути освоения каталитического опыта живой природы: исследование в области металлокомплексного катализа, моделирование биокатализаторов, исследования в области иммобилизованных систем, применение принципов биокатализа в химической технологии. Отбор химических элементов в ходе эволюции. Теории химической эволюции и биогенеза. Использование новейших разработок в области химии является залогом успешного претворения в жизнь задач по созданию малоотходных, безотходных и энергосберегающих технологий.