Основной задачей химии является
Основной задачей химии являетсяСкачать файл - Основной задачей химии является
Археология Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика. Важнейшим разделом современного естествознания является химия. Она играет большую роль в решении наиболее актуальных и перспективных проблем современного общества. К их числу относят:. Все химические знания, приобретаемые за многие столетия и представленные в форме теорий, законов, методов, технологических прописей и т. Существует множество определений химии. Ее называют, во-первых, наукой о химических элементах и их соединениях; во-вторых, наукой о веществах и их превращениях; в-третьих, наукой о процессах качественного превращения веществ. Они слишком кратки и не дают полного ответа. Определяя химию как науку, следует иметь в виду два обстоятельства: Во-вторых, специфика химии в том, что в отличие от других наук химия сама создает свой предмет исследования. Как никакая другая наука, она является одновременно и наукой, и производством. Химия всегда была нужна человеку в основном для того, чтобы получать из вещества природы вещества с необходимыми заданными свойствами. Это — производственная задача и, чтобы ее реализовать, надо уметь производить качественные превращения вещества. Другими словами, чтобы решить производственную задачу, химия должна решить теоретическую задачу генезиса происхождения свойств вещества. Таким образом, основанием химии является двуединая проблема: Это и есть основная проблема химии — она возникает в древности и не теряет своего значения в наше время, конечно, способы ее решения меняются в зависимости от эпох, развития материального производства и познания. Истоки химических знаний лежат в глубокой древности. Химические превращения использовались людьми еще в те времена, о которых не сохранилось письменных памятников. При их помощи были заложены основы развития почти всех областей производства веществ, необходимых для прогресса человеческого общества. Огонь, очаг, печь, гончарное ремесло, металлургия, изготовление стекла, обработка кожи, приготовление продуктов брожения, красок, лекарств, средств косметики — все это основные ступени совершенствования и усложнения использованных человеком средств труда. Без расцвета разнообразных химических ремесел вряд ли было бы возможно появление высокоразвитых цивилизаций древних государств — Китая, Индии, Египта, Греции и Рима — с их товарообменом, письменностью и замечательной культурой. В древности наивысший уровень химических знаний совпал с расцветом Римской империи. Исключительное значение для развития химии имело атомно-молекулярное учение, колыбелью которого является Древняя Греция. Атомистика древнегреческих материалистов отделена от нас вековым периодом, однако философское учение о дискретном строении материи, развитое ими, невольно сливается в сознании с нашими сегодняшними представлениями. Химия, как одна из наук, изучающих явления природы, зародилась в Древнем Египте еще до нашей эры, одной из самых технически развитых стран в те времена. Первые сведения о химических превращениях люди получили, занимаясь различными ремеслами, когда красили ткани, выплавляли металл, изготавливали стекло. Тогда появились определённые приёмы и рецепты, но химия ещё не была наукой. Уже тогда химия была нужна человечеству в основном для того, чтобы получать от природы все необходимые для жизнедеятельности человека материалы - металлы, керамику, известь, цемент, стекло, красители, лекарства, драгоценные металлы и т. С самой древности основной задачей химии было получение веществ с необходимыми свойствами. В Древнем Египте химия считалась божественной наукой и ее секреты тщательно оберегались жрецами. Несмотря на это, некоторые сведения просачивались за пределы страны и доходили до Европы через Византию. В VIII веке, в завоеванных арабами европейских странах, эта наука распростаняется под названием 'алхимия'. Следует отметить, что в истории развития химии как науки, алхимия характеризует целую эпоху. Основной задачей алхимиков было найти 'философский камень', якобы превращающий любой металл в золото. Несмотря на обширные знания, полученные в результате экспериментов, теоретические воззрения алхимиков отставали на несколько веков. Но поскольку они проводили различные опыты, им удалось сделать несколько важных практических изобретений. Стали использоваться печи, реторы, колбы, аппараты для перегонки жидкостей. Алхимики приготовили важнейшие кислоты, соли и оксиды, описали способы разложения руд и минералов. Как теорию алхимики использовали учение Аристотеля гг до н. В начале XVI века в алхимии начинается новая эра. Ее возникновение и развитие связано с учениями Парацельса и Агриколы Парацельс утверждал, что основной задачей химии является изготовление лекарств, а не золота и серебра. Парацельс имел большой успех, предложив лечить некоторые болезни, используя простые неорганические соединения вместо органических экстрактов. Это побудило многих врачей примкнуть к его школе и заинтересоваться химией, что послужило мощным толчком для ее развития. Агрикола же изучал горное дело и металлургию. Его труд 'О металлах' более лет являлся учебником по горному делу. В XVII веке теория алхимии уже не отвечала требованиям практики. Бойль выступил против господствующих в химии представлений и подверг жесточайшей критике теорию алхимиков. Он впервые определил центральный объект исследования химии: Бойль считал, что элемент-это предел разложения вещества на составные части. Разлагая природные вещества на их составные, исследователи сделали много важных наблюдений, открыли новые элементы и соединения. Химик стали изучать, что из чего состоит. В году Шталем была развита флогистонная теория, согласно которой все тела, способные гореть и окисляться, содержат вещество флогистон. При горении или окислении флогистон покидает тело, в чем и состоит сущность этих процессов. За время почти столетнего господства теории флогистона были открыты многие газы, изучены различные металлы, оксиды, соли. Однако, противоречивость этой теории тормозила дальнейшее развитие химии. В годах Лавуазье, в результате проведенных им экспериментов, доказал, что процесс горения является реакцией соединения кислорода воздуха и горящего вещества. Таким образом, теория флогистона была опровергнута. В XVIII веке химия начинает развиваться как точная наука. В начале 19 в. Дальтон ввёл понятие атомного веса. Каждый химический элемент получил свою важнейшую характеристику. Атомно-молекулярное учение стало основой теоретической химии. Благодаря этому учению Д. Менделеев открыл периодический закон, названный его именем, и составил периодическую таблицу элементов. В конце столетия в самостоятельную отрасль оформилась физическая химия. Результаты химических исследований всё шире стали использоваться в практике, а это повлекло за собой развитие химической технологии. До конца XIX века химия в основном была единой целостной наукой. Внутреннее ее деление на органическую и неорганическую не нарушало этого единства. Но последовавшие вскоре многочисленные открытия как в самой химии, так и в биологии, физике положили начало быстрой ее дифференциации. Современная химическая наука, опираясь на прочные теоретические основы, непрерывно развивается вширь и вглубь. В частности, происходит открытие и изучение новых, качественно различных дискретных химических частиц. Так, еще в первой половине XIX века при изучении электролиза были обнаружены ионы - особые частицы, образованные из атомов и молекул, но электрически заряженные. Ионы являются структурными единицами многих кристаллов, кристаллических решеток металлов, они существуют в атмосфере, в растворах и т. В начале XX века химики открыли радикалы как одну из активных форм химического вещества. Они образуются из молекул путем отщепления отдельных атомов или групп и содержат атомы элементов в необычном для них валентном состоянии, что связано с наличием одиночных неспаренных электронов, объясняющих их исключительную химическую активность. К особым формам химического вещества относятся также макромолекулы. Они состоят из сотен и тысяч атомов и вследствие этого приобретают в отличие от обычной молекулы качественно новые свойства. Характерный для новейшей химии, как и для всей науки XX века, процесс глубокой внутренней дифференциации в значительной степени связан с открытием этого качественного многообразия химических веществ. Их строение, превращения и свойства стали предметом изучения специальных разделов химии: Уже к началу XX века внутри самой химии четко различаются общая и неорганическая химия и органическая химия. Предметом изучения общей и тесно связанной с ней неорганической химии стали химические элементы, образуемые ими простейшие неорганические соединения и их общие законы прежде всего периодический закон Д. Сильный толчок развитию неорганической химии дали проникновение в недра атома и изучение ядерных процессов. Поиски элементов, наиболее пригодных для расщепления в ядерных реакторах, способствовали исследованию малоизученных и синтезу новых элементов с помощью ядерных реакций. Изучением их свойств, а также физико-химических основ и химических свойств радиоактивных изотопов, методикой их выделения и концентрации занялась радиохимия, возникшая во второй четверти XX века. Органическая химия окончательно сложилась в самостоятельную науку во второй половине XIX века. Этому способствовало получение большого эмпирического и теоретического материала о соединениях углерода и его производных. Благодаря бесконечному многообразию форм сцепления углеродных атомов, наличию изомерии и гомологических рядов почти во всех классах органических соединений возможности получения этих соединений практически безграничны. В XX веке многие разделы органической химии стали постепенно превращаться в большие, относительно самостоятельные ветви со своими объектами изучения. В конце прошлого века возникает химия металлоорганических соединений, то есть соединений, содержащих одну или более прямую связь металла с углеродом. До конца века были открыты органические соединения ртути, кадмия, цинка, свинца и др. В настоящее время получены углеродистые соединения с большей частью не только металлов, но и неметаллов фосфор, бор, кремний, мышьяк и т. Теперь эту область химии стали называть химией элементоорганических соединений, она находится на стыке органической и неорганической химии. Самостоятельной областью химии является наука о методах определения состава вещества - аналитическая химия. Ее основная задача - определение химических элементов или их соединений, входящих в состав исследуемого вещества, - решается путем анализа. Без современных методов анализа был бы невозможен синтез новых химических соединений, постоянный эффективный контроль за ходом технологического процесса и качеством получаемых продуктов. Критерии, свойства и уровни организации живого. Отличительными свойствами жизни на базе единства вещества, структуры и функции живых систем можно назвать следующие ее особенности:. Характернейшим свойством жизни является способность к самовоспроизведению, обусловленная двумя взаимосвязанными процессами: Один из них — наследственность — закрепляет, стабилизирует признаки в ряду поколений, другой — изменчивость — обусловливает разнообразие признаков. Отличительной особенностью живого служит способность к саморегуляции. Она основывается на взаимодействии между сложными биополимерами — белками и нуклеиновыми кислотами. Способность к саморегуляции живых систем обеспечивается единством структуры и функции. Важнейшим свойством живых систем является их способность к отражению. Отражение раздражение и движение — это всеобщее свойство материи. Однако только с появлением органического мира отражение приобретает активно целесообразный характер и становится предметом эволюции. Вначале раздражимость и движение были присущи всем формам живого, даже тем, которые не имели нервной системы. Они реагировали на свет, химические раздражители и т. Позднее, с развитием нервной системы, возникли возбудимость, чувствительность и, наконец, психика. Огромное значение для раскрытия сущности и особенностей живой системы имеет понимание того, как произошли все ее элементы, то есть изучение вопросов происхождения и развития живого. Исторический подход к живой системе — это перспективный способ познания жизни и создания методов управления ею. Вся история жизни на Земле — это диалектическое единство организмов и среды. Концепции о происхождении жизни на Земле, их развитие. Основные концепции происхождения жизни. Вокруг этого вопроса на протяжение многих веков развертывалась борьба религии и науки, идеализма и материализма. Идеалисты утверждают, что возникновение жизни на Земле нельзя объяснить материальными причинами. Существует много гипотез, объясняющие возникновение жизни на Земле, но основными являются следующие: Креационизм— божественное сотворение живого 2. Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества. Жизнь существовала всегда и будет существовать вечно. Жизнь занесена из вне панспермия 5. Жизнь возникла в результате процессов, подчинившихся биохимическим явлениям. Происхождение жизни одна из центральных проблем естествознания. Теологи и философы-идеалисты финалисты, холисты, органицисты и др. В противоположность этому материалисты считают, что жизнь по своему происхождению материальна и возникла естественным путём на основе общих законов природы. Однако господствовавший в естествознании в конце 19 - начале 20 вв. Только диалектико-материалистический подход к этой проблеме открыл путь к её разрешению, на что указывал Ф. Энгельс в 'Диалектике природы'. Относительно 4-й гипотезы, то, что она несостоятельна, доказано Франческо Реди. На счет занесения жизни из вне, то ее несостоятельность доказывается тем, что через озоновый экран не может проникнуть ничего живое. Наиболее состоятельна теория биохимической эволюции. Ее поддерживают многие передовые исследователи: По мнению ученых, занимающихся в области астрономии Земля и другие планеты солнечной системы образовались примерно 4,5 миллиардов лет назад из особой газопылевой материи. Такая материя и до сих пор в межзвездном пространстве и преобладающим элементом этой материи является водород. Путем реакции ядерного синтеза водород превращается в углерод. В последствии в результате этой реакции возникали кислород и другие элементы. Под воздействием высоких температур и гравитационного сжатия, которые возникали в результате вращения облака вокруг своей оси, формировались химические вещества, которые составили основу планет и звезд, а также их атмосферу. Для дальнейшего развития на пути к возникновению жизни необходимы были планетарные и космические условия. Прежде всего к ним относятся: Движение планет вокруг звезд должно быть или по круговой, или близко к нему; так как именно такое движение обеспечивает равномерное нагревание планеты. Планета должна, также, постоянно излучать энергию. Особое значение имеет это представление для понимания перехода химической эволюции в биологическую. Такой переход обязательно должен был быть связан с возникновением многомолекулярных фазовообособленных открытых систем, способных взаимодействовать с внешней средой, т. Модельные опыты с фазовообособленными системами, или пробионтами, проводимые, в частности, А. Опариным и сотрудниками с коацерватными каплями Коацервация , выделяющимися из водного раствора разнообразных органических полимеров, показали, что эти системы обладают способностью поглощать из окружающего их раствора разнообразные богатые энергией вещества и за их счёт расти, увеличиваясь в размерах и массе. При этом скорость указанного процесса определяется свойственной каждой индивидуальной капле химической и пространственной организацией, так что две разновидности капель, находящиеся в одинаковом растворе, ведут себя различно. Одни растут быстро, тогда, как рост других замедлен и может даже происходить их полный распад. Описанные модельные опыты показывают возможность примитивного 'отбора' капель в зависимости от характера их взаимодействия с внешней средой. Фокс с сотрудниками с исследует микросферы - шаровидные образования, возникающие при растворении и последующей конденсации полученных им абиогенно белковоподобных веществ. Показано, что в процессе синтеза этих веществ из аминокислот образуются Гуанин и жирные кислоты. Это даёт основание считать микросферы интересным объектом для изучения одного из путей появления клеток. Возможным путём возникновения фазовообособленных систем органических веществ могло быть и спонтанное образование поверхностных плёнок и элементарных мембран англ. Концепция происхождения жизни на Земле А. Принципиально новая гипотеза происхождения жизни была изложена академиком А. Он выступил с утверждением, что принцип Реди , вводящий монополию биотического синтеза органических веществ, справедлив лишь для современной эпохи существования нашей планеты. В начале же своего существования, когда Земля была безжизненной, на ней происходили абиотические синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция. Суть гипотезы Опарина заключается в следующем: Произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических процессов. Появление жизни он рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень — биохимическую эволюцию. Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой. Первый этап — химическая эволюция. Когда Земля была еще безжизненной около 4 млрд лет назад , на ней происходили абиотический синтез углеродистых соединений и их последующая предбиоло- гическая эволюция. Для этого периода эволюции Земли были характерны многочисленные вулканические извержения с выбросом огромного количества раскаленной лавы. По мере остывания планеты водяные пары, находившиеся в атмосфере, конденсировались и обрушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные пространства первичный океан. Эти процессы продолжались многие миллионы лет. В водах первичного океана были растворены различные неорганические соли. Кроме того, в океан попадали и различные органические соединения, непрерывно образующиеся в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения, высокой температуры и активной вулканической деятельности. Второй этап — появление белковых веществ. По мере смягчения условий на Земле, под воздействием на химические смеси первичного океана электрических разрядов, тепловой энергии и ультрафиолетовых лучей стало возможным образование сложных органических соединений — биополимеров и нуклеотидов, которые, постепенно объединяясь и усложняясь, превращались в протобионтов доклеточных предков живых организмов. Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов , или ко- ацерватных капель. Коацерваты — комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на два слоя: Коацерваты обладали способностью поглощать различные вещества, растворенные в водах первичного океана. В результате внутреннее строение коацерватов менялось в сторону повышения их устойчивости в постоянно меняющихся условиях. Теория биохимической эволюции рассматривает коацерваты как предбиологические системы, представляющие собой группы молекул, окруженные водной оболочкой. Так, например, коацерваты способны поглощать вещества из окружающей среды, вступать во взаимодействие друг с другом, увеличиваться в размерах и т. Однако в отличие от живых существ ко- ацерватные капли не способны к самовоспроизводству и саморегулированию, поэтому их нельзя отнести к биологическим системам. Третий этап — формирование способности к самовоспроизводству, появление живой клетки. В этот период начал действовать естественный отбор, то есть в массе коацерватных капель происходил отбор ко- ацсрватов, наиболее устойчивых к данным условиям среды. Процесс отбора шел в течение многих миллионов лет. Сохранившиеся ко- ацерватные капли уже обладали способностью к первичному метаболизму — главному свойству жизни. Вместе с тем, достигнув определенных размеров, материнская капля распадалась на дочерние, сохраняющие особенности материнской структуры. Таким образом, можно говорить о приобретении коацерватами свойства сам о вое производства — одного из важнейших признаков жизни. По сути дела, на этой стадии коацерваты превратились в простейшие живые организмы. Дальнейшая эволюция этих предбиологических структур была возможна только при усложнении обменных процессов внутри ко- ацервата. Внутренняя среда коацервата нуждалась в защите от воздействий окружающей среды. Поэтому вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделившие ко- ацерват от окружающей его водной среды. В процессе эволюции липиды трансформировались в наружную мембрану, что значительно повысило жизнеспособность и устойчивость организмов. Появление мембраны предопределило направление дальнейшей биологической эволюции по пути все более совершенной авторегуляции, завершившейся образованием первичной клетки — археклет- ки. Клетка — элементарная биологическая единица, структурно-фун- кциональная основа всего живого. Клетки осуществляют самостоятельный обмен веществ, способны к делению и саморегулированию, то есть обладают всеми свойствами живого. Образование новых клеток из неклеточного материала невозможно, размножение клеток происходит только благодаря делению. Органическое развитие рассматривается как универсальный процесс клеткообразования. В структуре клетки выделяют: Следовательно, началом жизни следует считать возникновение стабильной самовоспроизводящейся органической системы клетки с постоянной последовательностью нуклеотидов. Только после возникновения таких систем можно говорить о начале биологической эволюции. Возможность абиогенного синтеза биополимеров была экспериментально доказана в середине XX в. Миллер смоделировал первичную атмосферу Земли и синтезировал уксусную и муравьиную кислоты, мочевину и аминокислоты путем пропускания электрических зарядов через смесь инертных газов. Таким образом было продемонстрировано, как под действием абиогенных факторов возможен синтез сложных органических соединений. Несмотря на теоретическую и экспериментальную обоснованность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны. Сильной стороной концепции является достаточно точное эспериментальное обоснование химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом предбиологической эволюции материи. Убедительным аргументом в пользу этой концепции является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений. Слабой стороной концепции является невозможность объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам. Одну из версий перехода от предбиологической к биологической эволюции предлагает немецкий ученый М. Согласно его гипотезе возникновение жизни объясняется взаимодействием нуклеиновых кислот и протеинов. Нуклеиновые кислоты являются носителями генетической информации, а протеины служат катализаторами химических реакций. Нуклеиновые кислоты воспроизводят себя и передают информацию протеинам. Возникает замкнутая цепь — гиперцикл, в котором процессы химических реакций самоускоряются за счет присутствия катал и заторов. В гиперциклах продукт реакции одновременно выступает и катализатором, и исходным реагентом. Подобные реакции называются автокаталитическими. Другой теорией, в рамках которой можно объяснить переход от предбиологической эволюции к биологической, является синергетика. Закономерности, открытые синергетикой, позволяют прояснить механизм возникновения органической материи из неорганической в терминах самоорганизации через спонтанное возникновение новых структур в ходе взаимодействия открытой системы с окружающей средой. Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Следующая. Главная Обратная связь Дисциплины: Предмет и проблемы химии.
КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ХИМИИ
В какое время можно вернуть товар
Справочник химика 21
Расписание автобусов санкт петербург киев
Реферат: Химия как раздел естествознания Основные задачи современной химии
Стихи владимирских поэтов для детей о природе
Расписание электропоездов дзержинск нижний
Главные задачи химии
Виды собственности долевая и совместная