химический каталог




Методология химии

Автор А.А.Макареня, В.Л.Обухов

и все более идет по линии раскрытия индивидуальности объектов, изучения отличия кинетических факторов от термодинамических.

Широкое распространение получил кинетический метод изучения механизмов химических реакций. Как и в химической термодинамике, в химической кинетике используются определенные модели и начальные условия, позволяющие упростить задачу и сделать ее общей для различных случаев химического взаимодействия. Начнем с одного из основных уравнений формальной кинетики — закона действующих масс:

v =КПс,,

где v — скорость химической реакции; К — константа скорости; ПСх — математическая запись произведения концентрации реагирующих веществ. Из этой записи можно сделать вывод, что скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ (действует закон больших чисел, которым управляет теория вероятности).

Значит ли это, что для осуществления гомогенной реакции

2СА + 50, -. 4СО, + 2 Н,0

нужно, чтобы одновременно столкнулось семь молекул? Конечно, нет. Уравнение фиксирует начальные и конечные продукты, а реакция идет через ряд промежуточных стадий. Они-то и определяют (самая медленная из них, ее молекулярность, или порядок) скорость всего процесса.

В кинетике. делается предположение, что концентрации промежуточных веществ и скорости стадий в каждый момент времени равны стационарным значениям, т. е. установившимся в течение достаточно большого времени, но для цепных реакций, например, это неосуществимо.

Вычисление скорости реакции на основе закона действующих масс опирается на теорию столкновений. Коэффициент % в уравнении для скорости учитывает отбор молекул по энергиям:

_ _Е

К=Ае ят,

где А — постоянная величина для данной группы веществ; К — константа скорости химической реакции; е— основание натуральных логарифмов; ? — энергия частиц; Т — абсолютная температура; R — газовая постоянная.

Более перспективным является исследование переходного состояния, или активированного комплекса. Под активированным комплексом понимается конфигурация атомов, возникающая в ходе элементарного акта и отвечающая максимальному значению потенциальной энергии систем.

Трактовка механизмов реакций и строения активированных комплексов, как и многие другие проблемы электронного и пространственного (на ядерном уровне) строения химических соединений, осуществляется с помощью квантовомеханического метода и с использованием понятий квантовой механики (квантовой химии).

В формировании и развитии квантовомеханического метода по сравнению с двумя другими методами, физико-химическими по своей сути, т. е. развивающимися в тесном контакте физики и хи76

77

мии, есть существенные отличия. Ведь квантовая механика развивалась автономно от химии. Это затруднило контакт ученых, работающих в этих областях, а также трансформацию нового знания в учебное. Историки перечисляют эти трудности. Первая из них — противоречие между принципиальными возможностями квантовой механики и реальной ее «отдачей» в объяснении химизма. Приближенные методы, к которым приходилось прибегать для исследования более сложных систем, не всегда были достаточно надежными и эффективными (они не обладали должной предсказательной силой).

Вторая трудность — психологического плана: консервативно настроенные химики предполагали кризисные явления именно в методологическом плане (и этот кризис действительно наступил). Теория резонанса подверглась особенно острым дискуссиям. Были и более «мелкие уколы»: принимать или не принимать гибридизацию и т. п.

В самой квантовой химии также произошли значительные изменения. Возникли два ее направления: компьютерное и интуитивное.

Под действием успехов квантовой химии пересмотру подвергаются устаревшие химические понятия («валентность») и новые, возникшие во времена господства электронных теорий строения вещества («электроотрицательность», «химическая связь»).

Возникновение квантовой химии явилось результатом экстенсивного (вширь) развития научного знания. Практическое использование квантовой химии в смежных областях, например в химической кинетике,'—следствие интенсивного (вглубь) развития науки, а распространение нового знания в пограничные области биохимии — сочетание того и другого.

* *

Рассмотрение системности химии показывает, что система философии «накладывается», проявляется в системе химии. В обеих науках выделяются элементарный и концептуальный уровни. Основными элементами первого уровня являются категории, законы, принципы и методы. Поскольку в отличие от философии химия не только теоретическая, но и экспериментальная наука, в ней еще прибавляются понятия «элемент», «соединение», «реакция». Именно поэтому система химии оказывается в целом богаче деталями и оттенками системы философии.

Идентична структура концептуального уровня, посвященного объективной реальности, где химической статике и химической динамике соответствуют учение о предметах и учение о процессах в философии. Концептуальный же уровень, направленный на познание, богаче в философии: если субъект

страница 39
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

Скачать книгу "Методология химии" (2.57Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
прокат плазменных панелей
Компания Ренессанс деревянные лестницы в доме - всегда надежно, оперативно и качественно!
стул самба сильвер
KNSneva.ru - гипермаркет электроники предлагает HP LaserJet Enterprise 600 M605n - доставка по Санкт-Петербургу и онлайн кредит "не выходя из дома" во всех городах северо-запада России!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)