Úloha vzťahu disciplín prírodného cyklu v oblasti tvorby kognitívnych zručností a záujmov študentov. Čo sú prírodné vied? Metódy prírodných vied Miesto anorganickej chémie v systéme chemických vied

Prírodná vedecká a humanitárna kultúra

Kultúra je jednou z najdôležitejších charakteristík ľudských živobytie. Každý jednotlivec je komplexný biosociálny systém, ktorý existuje s interakciou s prostredím. Potrebné prirodzené spojenia s životným prostredím určujú jeho potreby, ktoré sú dôležité pre jej normálne fungovanie, živobytie a rozvoj. Väčšina potrieb osoby uspokojí prostredníctvom práce.

Pod systémom ľudskej kultúry môžeme pochopiť svet vecí, predmetov vytvorených osobou (jeho aktivity, pracovné) vstup jeho historického vývoja. Vynechanie komplexnosti a nejednoznačnosti koncepcie kultúry, môžete zostať na jednom z jeho jednoduchších definícií. Kultúra je kombinácia materiálových a duchovných hodnôt vytvorených osobou, ako aj schopnosť ľudskej schopnosti produkovať tieto hodnoty a používať.

Ako vidíme, koncepcia kultúry je veľmi široká. Je v podstate pokryté nekonečným súborom širokej škály vecí a procesov súvisiacich s ľudskou činnosťou a jej výsledkami, rôznorodý systém modernej kultúry, v závislosti od cieľov činnosti, je zvyčajné rozdeliť na dve veľké a úzko súvisiace Oblasti - materiál (prírodná vedecká) a duchovná (humanitárna) kultúra.

Oblasť predmetu prvého je čisto prírodné javy a vlastnosti, komunikácie a vzťahy vecí, "práca" vo svete ľudskej kultúry vo forme prírodných vedy, technických vynálezov a zariadení, priemyselných vzťahov atď. kultúry (humanitárneho) sa vzťahuje na oblasť javov, v ktorých prezentované vlastnosti, prepojenia a vzťahy ľudí sami, sociálne aj duchovné (náboženstvo, morálka, správne, atď.).

P. \\ t 7.

Fenomény ľudského vedomia, psychika (myslenie, znalosti, hodnotenie, vôľa, pocity, skúsenosti, atď.) Patria do sveta dokonalého, duchovného. Vedomie, duchovné, je veľmi dôležité, ale len jeden z vlastností komplexného systému, ktorý je osoba. Avšak, človek sa musí zhmotniť, aby preukázal svoju schopnosť vyrábať ideálne, duchovné veci. Materiál životnosti ľudí je oblasť ľudskej činnosti, ktorá je spojená s výrobou objektov, vecí, ktoré zabezpečujú samotnú existenciu, ľudskú činnosť, a uspokojujú jeho potreby (potraviny, oblečenie, bývanie atď.).

V celej ľudskej histórii, mnohé generácie vytvorili kolosálny svet materiálnej kultúry. Domy, ulice, továrne, továrne, dopravné, komunikačná infraštruktúra, zariadenia života, zásobovanie potravín, oblečenie atď. - Všetky tieto sú najdôležitejšie ukazovatele povahy a úrovne rozvoja spoločnosti. Podľa zvyškov materiálnej kultúry, archeológovia sa riadia určiť etapy historického vývoja, vlastností spoločností, štátov, národov, etnických skupín, civilizácií.

Duchovná kultúra je spojená s aktivitami, ktorých cieľom je uspokojiť nie je materiál, ale duchovné potreby osoby, to znamená, že potreby pre rozvoj, zlepšenie vnútorného sveta osoby, jeho vedomia, psychológie, myslenia, vedomostí, emócií, skúseností atď. Existencia duchovných potrieb a odlišuje človeka od zvieraťa. Tieto potreby sú splnené počas non-materiálu, ale duchovnej produkcie, v procese duchovnej aktivity.

Produkty duchovnej výroby sú nápady, koncepty, myšlienky, vedecké hypotézy, teórie, umelecké obrazy, morálne normy a právne zákony, náboženské názory atď., Ktoré sú stelesnené v ich špeciálnych nosičoch materiálu. Takéto nosiče sú jazyk, knihy, umelecké diela, grafiku, kresby atď.

Analýza systému duchovnej kultúry ako celku umožňuje prideliť jeho hlavné zložky: politické vedomie, morálku, umenie, náboženstvo, filozofia, právne vedomie, veda. Každá z týchto zložiek má určitý predmet, jeho metóda reflexie, vykonáva špecifické sociálne funkcie v spoločnosti v spoločnosti, obsahuje kognitívne a odhadované momenty - znalostný systém a hodnotný systém.

P. \\ t osem

Veda je jednou z najdôležitejších zložiek materiálu a duchovnej kultúry. Jeho špeciálne miesto v duchovnej kultúre je určená významom poznatkov v ľudskej bytosti na svete, v praxi, materiál a predmet transformácia sveta.

Veda je historicky zavedeným systémom vedomostí o objektívnych zákonoch sveta. Vedecké poznatky získané na základe osvedčených postupov kognitívnych metód je vyjadrené v rôznych formách: v konceptoch, kategóriách, zákonoch, hypotéze, teóriách, vedeckom obraze sveta atď. Je možné predpovedať a transformovať realitu v záujme spoločnosti a človeka.

Moderný vedecko-komplexný a rôznorodý systém jednotlivých vedeckých disciplín, ktoré sú číselné niekoľko tisíc a ktoré môžu byť kombinované do dvoch sfér: základné a aplikované vied.

Základné vedy sú zamerané na poznať objektívne zákony sveta existujúce akékoľvek záujmy a potreby osoby. Patrí medzi ne matematické vedy, prírodné (mechanika, astronómia, fyzika, chémia, geológia, geografia, atď.), Humanitárna (psychológia, logika, lingvistika, filológia atď.). Základné vedy sa nazývajú zásadné, že ich závery, výsledky, teórie určujú obsah vedeckého obrazu sveta.

Aplikované vied sú zamerané na rozvoj spôsobov, ako aplikovať vedomosti získané základnými vied na objektívne zákony sveta uspokojiť potreby a záujmy ľudí. Aplikované vedy zahŕňajú kybernetiku, technické vied (aplikovaná mechanika, technológia strojov a mechanizmov, konverzie, metalurgia, ťažba, elektrotechnika, jadrová energia, kozmonautika atď.), Poľnohospodárske, lekárske, pedagogické vedy. V aplikovaných vedách, základné poznatky získavajú praktický význam, ktorý sa používa na rozvoj produktívnych síl spoločnosti, zlepšil predmetnú sféru ľudskej existencie, materiálnej kultúry.

Myšlienky o "dvoch kultúrach" v oblasti vedy a prírodných vedeckých a humanitárnych, sú rozšírené. Podľa anglického historika a spisovateľa, Ch. Sneh, existuje obrovská priepasť medzi týmito kultúrami a vedcami, ktorí študujú humanitárne a presné priemyselné odvetvia vedomostí, sa stále viac chápajú (spory medzi "fyzikmi" a "textami").

V označenej otázke existujú dva aspekty. Prvý je spojený so zákonmi interakcie vedy a umenia, druhý - s problémom jednotnosti vedy.

P. \\ t deväť

V systéme duchovnej kultúry, veda a umenie nie sú vylúčené, ale naznačujú a dopĺňajú sa navzájom, kde je o vytvorení holistickej, harmonickej osobnosti, o úplnosti ľudskej obratnosti.

Prírodná veda, ktorá je základom všetkých vedomostí, vždy ovplyvnila rozvoj humanitárnych vied (prostredníctvom metodiky, globálnych reprezentácií, obrázkov, myšlienok atď.). Bez použitia metód prírodných vied, vynikajúcich úspechov modernej vedy o pôvode človeka a spoločnosti, histórie, psychológie atď. Nové vyhliadky na vzájomné obohatenie prírodných vedeckých a humanitárnych poznatkov sú otvorené s vytvorením sebaobjednanosti Teória - Synergie.

Nie je teda konfrontácia rôznych "kultúr vo vede", a ich úzka jednota, interakcia, interpenetrácia je prirodzenou tendenciou moderných vedeckých poznatkov.

Potreba interdisciplinárnych väzieb v odbornej príprave je nesporná. Konzistentné a systematické vykonávanie ich implementácie výrazne zvyšuje účinnosť vzdelávacieho procesu, tvorí dialektický spôsob myslenia študentov. Okrem toho je interpretácia nepostrádateľným didaktickými podmienkami pre rozvoj študentov v poznatkoch o základoch vedy, vrátane prírodného.

To je to, čo ukázala analýza lekcií fyziky, chémie a biológie: Vo väčšine prípadov sú učitelia obmedzené na čiastočné začlenenie interdisciplinárnych spojení (poslanci). Inými slovami, len podobať fakty, javy alebo vzory z priľahlých položiek.

Učitelia len zriedkajú študentov, aby nezávisle pracovali na využívaní interdisciplinárnych poznatkov a zručností v štúdii softvérového materiálu, ako aj v procese nezávislého prevodu predtým naučil poznanie novej situácii. Dôsledkom je neschopnosť chlapcov, ktorí vykonávajú prenos a syntézu vedomostí z priľahlých položiek. V tréningu neexistuje kontinuita. Učitelia biológie teda neustále "bežia dopredu", zavádzajú študentov s rôznymi fyzikálno-chemickými procesmi, ktoré sa vyskytujú v živých organizmoch bez podpory fyzických a chemických konceptov, ktoré málo prispieva k vedomému učenia o biologických poznatkoch.

Celková analýza učebníc vám umožňuje poznamenať, že mnohé fakty a koncepty sú v nich opakovane uvedené v rôznych disciplínach a opakovane ich prezentácia pripojí prakticky málo k znalosti študentov. Okrem toho je to často to isté na interpretáciu rôznych autorov rôznymi spôsobmi, čím sa sťažuje ich asimilovať. V učebniciach sa často používajú malíci, existuje niekoľko úloh interdisciplinárnych v nich. Mnohí autori takmer nehovoria o tom, že niektoré javy, koncepty sa už študovali v kurzoch súvisiacich objektov, neznamená, že tieto koncepty sa budú podrobnejšie posudzovať pri štúdiu iného predmetu. Analýza súčasných programov na prírodných disciplínach nám umožňuje dospieť k záveru, že interpreta vzťahy nie sú venované náležitá pozornosť. Iba v programoch všeobecnej biológie 10-11 tried (V.B. Zakharov); "MAN" (V.I. SYVLAHOGOLDS) Existujú špeciálne úseky "intersentačných vzťahov", ktoré označujú fyzické a chemické koncepty, zákony a teórie, ktoré sú základom pri vytváraní biologických konceptov. V programoch fyziky a chémie nie sú žiadne takéto úseky a učitelia musia vytvoriť potrebných poslancov. A toto je multidropsický problém - koordinovať materiál susedných objektov takým spôsobom, aby sa zabezpečila jednota pri výklade pojmov.

Interpretabilné spojenia fyziky, chémie a biológie by mohli byť oveľa častejšie a efektívnejšie. Štúdium procesov vyskytujúcich sa na molekulárnej úrovni je možná len pod podmienkou, že znalosť molekulárnej biofyziky, biochémie, biologickej termodynamiky, kybernetikových prvkov, vzájomne sa vzájomne dopĺňajú. Tieto informácie sa rozptýlia v kurzoch fyziky a chémie, ale len v priebehu biológie existuje príležitosť zvážiť komplexné otázky pre študentov používajúcich interpretáciu. Okrem toho je možné vypracovať koncepčné pre cyklus prírodných disciplín, ako je látka, interakcia, energia, diskrétnosť atď.

Pri štúdiu základov cytológie sú inter-dementible komunikácie založené s prvkami poznania biofyziky, biochémie, biocybernetiky. Napríklad bunka môže byť reprezentovaná ako mechanický systém, a v tomto prípade sa zvažujú jeho mechanické parametre: hustota, elasticita, viskozita atď. Fyzikálne chemické charakteristiky buniek umožňuje zvážiť ako dispergovaný systém, Sada semipriepustných membrán elektrolytov. Bez zarovnania "Takéto obrázky" je nepravdepodobné, že by ste mohli vytvoriť koncept o bunke ako komplexný biologický systém. V sekcii "Základy genetiky a selekcie" sa MPS vytvorí medzi organickou chémiou (proteíny, nukleové kyseliny) a fyziky (základy molekulárnej kinetickej teórie, diskrétnosti elektrického náboja atď.).

Učiteľ musí naplánovať možnosť implementácie predchádzajúcich a sľubných dlhopisov biológie s príslušnými časťami fyziky. Informácie o mechanike (tkaniny vlastnosti, pohyb, elastické vlastnosti plavidiel a srdiečok atď.) Je možné zvážiť fyziologické procesy; Na elektromagnetickom poli biosféry - vysvetliť fyziologické funkcie organizmov. Mnohé otázky biochémie má rovnaký význam. Štúdia komplexných biologických systémov (biogeocenóz, biosféry) je spojená s potrebou absorbovať vedomosti o metódach výmeny informácií medzi jednotlivými jedincami (chemickým, optickým, zvukom), ale pre to je potrebné použiť znalosť fyziky a chémie .

Využívanie interdisciplinárnych vzťahov je jednou z najkomplexnejších metodických úloh učiteľa chémie. Vyžaduje si znalosť obsahu programov a učebníc pre iné predmety. Vykonávanie interdisciplinárnych vzťahov v praxi odbornej prípravy zahŕňa spoluprácu učiteľa chémie s učiteľmi iných subjektov.

Učiteľ chémie vyvíja individuálny plán implementácie interdisciplinárnych väzieb v priebehu chémie. Technika tvorivého diela učiteľa v tomto ohľade vyplýva tieto kroky:

• 1. Štúdium programu pre chémiu, jej časť "interpretabilné prepojenia", programy a učebnice na iných predmetoch, ďalšia vedecká, populárna veda a metodická literatúra;
• 2. Nákupné plánovanie interdisciplinárnych väzieb pomocou kurzu a tematických plánov;
• 3. Rozvoj prostriedkov a techník na implementáciu interdisciplinárnych vzťahov na konkrétnych lekciách (znenie interpretačných kognitívnych cieľov, domácich úloh, výber dodatočnej literatúry pre študentov, prípravu potrebných učebníc a vizuálnych pomôcok pre iné predmety, rozvoj Metodické techniky ich používania);
• 4. Vypracovanie metód prípravy a vykonávania komplexných formovacích foriem odbornej prípravy (zovšeobecňovacie hodiny s interdisciplinárnymi spojeniami, komplexnými seminármi, exkurziami, kruhom, fakultantom pre medzivládne témy atď.);
• 5. Rozvoj metód monitorovania a hodnotenia výsledkov vykonávania interdisciplinárnych vzťahov v oblasti odbornej prípravy (otázky a úlohy určenia zručností študentov na vytvorenie interpretácie).

Plánovanie medzivládnych vzťahov umožňuje učiteľovi úspešne implementovať svoje metodické, vzdelávacie, vzdelávacie, vzdelávacie a štrukturálne funkcie; Poskytnite všetky rôzne druhy svojich druhov v lekciách, v domácej a mimoškolskej práci študentov.

Na stanovenie interdimenzionálnych dlhopisov je potrebné vytvoriť výber materiálov, to znamená určiť témy chémie, ktoré sú úzko prepojené s témami z kurzov iných položiek.

Plánovanie kurzu zahŕňa stručnú analýzu obsahu každej študijnej témy kurzu, pričom sa zohľadní intrmizná a interpreta vzťahy.

Pre úspešnú implementáciu interpretačných vzťahov by mal učiteľ chémie, biológie a fyziky poznať a byť schopný:

Kognitívny komponent

• · Obsah a štruktúra priľahlých položiek;
• · Zaviesť čas na štúdium súvisiacich predmetov;
• · Teoretické základy problému MPS (klasifikácia poslancov, metódy ich implementácie, funkcie MPS, hlavné zložky poslancov, atď.);
• · Poskytnúť kontinuitu vo formácii všeobecných konceptov, štúdiu zákonov a teórií; používať spoločné prístupy k vzniku zručností a zručností akademickej práce v študentov, kontinuitu ich rozvoja;
• · Zverejniť vzťahy javov rôznych prírody študovaných susednými predmetmi;
• · Formulovať špecifické vzdelávacie úlohy založené na cieľoch poslancov fyziky, chémie, biológie;
• · Analyzovať informácie o vzdelávaní súvisiace disciplíny; Úroveň tvorby interdisciplinárnych poznatkov a zručností v študentov; Efektívnosť použitých metód učenia, formy školení, výcvikových nástrojov založených na MPS.

Konštruktívny komponent

• · Vytvoriť systém cieľov a cieľov, ktoré prispievajú k implementácii poslancov;
• · Naplánujte vzdelávaciu prácu zameranú na implementáciu poslancov; identifikovať vzdelávacie a vzdelávacie možnosti poslancov;
• · Navrhnite obsah interdisciplinárnych a integračných hodín, komplexných seminárov atď. Predvídať ťažkosti a chyby, ktoré môžu vzniknúť od študentov pri vytváraní interdisciplinárnych poznatkov a zručností;
• · Projektovanie metodického vybavenia lekcií, vyberte si najviac racionálne formy a metódy odbornej prípravy na základe poslancov;
• · Naplánovať rôzne formy organizácie vzdelávacej a kognitívnej činnosti; Navrhnite didaktické vybavenie školení. Organizačná zložka
• · Organizovať vzdelávacie a vzdelávacie aktivity študentov v závislosti od cieľov a cieľov, z ich individuálnych charakteristík;
• · Vytvoriť kognitívny záujem študentov pre subjekty prirodzeného cyklu založené na poslanci;
• · Organizovať a riadiť prácu medzi predmetovými kruhmi a voliteľnými zvyškami; vlastné hudobné zručnosti; Metódy riadenia aktivity študentov.

Komunikačný komponent

• · Psychológia komunikácie; Psychologické a pedagogické základy tvorby interpretov vedomostí a zručností; Psychologické črty študentov;
• · Zamerajte sa na psychologické situácie v študentskom tíme; zriadiť interpersonálne vzťahy v triede;
• · Inštalovať interpersonálne vzťahy s príbuznými disciplínmi v spoločnej implementácii poslancov.

Orientačný komponent

• · Teoretické základy na zriadenie poslancov v štúdii prírodných cyklistických subjektov;
• · Zamerajte sa na vzdelávacie materiály súvisiace disciplíny; V systéme metód a foriem odbornej prípravy, ktoré prispievajú k úspešnej implementácii poslancov.

Mobilizačný komponent

• · Prispôsobiť pedagogické technológie na implementáciu MPS fyziky, chémie, biológie; Navrhnite autorovi Autorovi alebo si vybrať najvhodnejšiu metodiku pre vytvorenie znalostí a zručností interpretu v procese výučby fyziky, chémie, biológie;
• · Rozvíjať autora alebo prispôsobiť tradičné metódy na riešenie cieľov kontrole interprecote;
• · Metodika odosielateľa pre komplexné formy školení; Byť schopný organizovať aktivity samo-vzdelania zvládnuť technológiu na implementáciu IPU vo vyučovacej fyzike, chémii a biológii.

Výskumná zložka

• · Analyzovať a sumarizovať skúsenosti svojej práce na implementácii poslancov; zovšeobecniť a implementovať skúsenosti svojich kolegov; vykonávať pedagogický experiment, analýzu jej výsledkov;
• · Organizovať prácu na metodickej téme metope.

Tento profesionál je možné zobraziť a ako základ pre budovanie procesu vzdelávania učiteľov fyziky, chémie a biológie na činnosti IPU a ako kritérium na posúdenie kvality ich prípravy.

Použitie v štúdii chémie interpretačných vzťahov umožňuje jeden oboznámiť študentov s predmetmi od prvého roka na štúdium na seniorských kurzoch: elektrotechnika, riadenie, ekonomika, materiálové vedy, stroje, priemyselná ekológia atď. Uvedenie lekcií chémie, pre ktoré obe jedincovia použijú niektoré znalosti študentov, učiteľ motivuje úložný materiál nielen pre jednu lekciu, aby získal hodnotenie, ale tiež mení osobné záujmy študentov, ktoré nie sú chemické špeciality.

Vzťah chémie a fyziky

Spolu s procesom diferenciácie samotnej chemickej vedy v súčasnosti prejde do integračných procesov chémie s inými priemyselnými odvetviami. Najmä intenzívne rozvíjajú vzťah medzi fyzikou a chémiou. Tento proces je sprevádzaný vznikom všetkých nových a nových súvisiacich fyzikálno-chemických odvetví poznatkov.

Celá história interakcie fyziky I Fyzika je plná príkladov výmeny myšlienok, objektov a metód výskumu. V rôznych štádiách svojho vývoja fyzika poskytovala chémiu s koncepciami a teoretickými koncepciami, ktoré utrpeli silný vplyv na rozvoj chémie. V rovnakej dobe, tým viac chemického výskumu sa stal zložitejším, tým viac je vybavenie a spôsoby výpočtu fyziky preniknutej chémie. Potreba merať tepelné účinky reakcie, vývoj spektrálnej a rôntgenovej štrukturálnej analýzy, štúdie izotopov a rádioaktívnych chemických prvkov, kryštalických mriežiek látky, molekulárnych štruktúr vyžadovalo vytvorenie a viedlo k použitiu najviac Komplexné fyzické nástroje E-spektroskopy, hmotnostné spektrografy, difrakčné rošty, elektronické mikroskopy atď.

Rozvoj modernej vedy potvrdil hlboký prepojenie medzi fyzikou a chémiou. Toto spojenie je genetické, to znamená, že tvorba atómov chemických prvkov, zlúčenina z nich v molekulách látok sa vyskytli v určitom štádiu vývoja anorganického sveta. Toto spojenie je tiež založené na všeobecnosti štruktúry špecifických druhov hmoty, vrátane molekúl látok, ktoré sa skladajú na konci rovnakých chemických prvkov, atómov a elementárnych častíc. Výskyt chemickej formy pohybu v prírode spôsobil ďalší vývoj myšlienok o elektromagnetickej interakcii študovanom fyzikou. Na základe pravidelného zákona sa teraz pokrok vykonáva nielen v chémii, ale aj v jadrovej fyzike, na hraniciach, ktoré takéto zmiešané fyzikálno-chemické teórie vznikli, ako je chémia izotopov, chémia žiarenia.

Chémia a fyzika študujú takmer tie isté objekty, ale len každý z nich vidí svoju stranu v týchto objektoch, ich predmetom štúdie. Molekula je teda predmetom štúdie nielen chémie, ale aj molekulárnej fyziky. Ak je prvé štúdium z hľadiska vzorov tvorby, kompozície, chemických vlastností, väzieb, podmienok jeho disociácie do zložiek atómov, potom tieto štatisticky študuje správanie masy molekúl, čo spôsobuje tepelné Fenomény, rôzne súhrnné stavy, plynné prechody na kvapalné a pevné fázy a spätné fenomény, ktoré nesúvisia so zmenou zloženia molekúl a ich vnútornej chemickej štruktúry. Proparcement každej chemickej reakcie na mechanický pohyb hmotnosti molekúl činidla, uvoľňovanie alebo absorpciu tepla v dôsledku prasknutia alebo tvorby väzieb v nových molekulách je presvedčivo indikujúcom tesné spojenie chemických a fyzikálnych javov. Energia chemických procesov teda úzko súvisí so zákonmi termodynamiky. Chemické reakcie vyskytujúce sa energiou je zvyčajne vo forme tepla a svetla sa nazývajú exotermické. Endotermické reakcie sa vyskytujú s absorpciou energie. Všetky vyššie uvedené nie je v rozpore so zákonmi termodynamiky: v prípade spaľovania sa energia uvoľňuje súčasne s poklesom vnútornej energie systému. V endotermických reakciách existuje zvýšenie vnútornej energie systému v dôsledku prítoku tepla. Meranie množstva energie uvoľnenej počas reakcie (tepelný účinok chemickej reakcie), môže posúdiť zmenu vnútornej energie systému. Meria sa v kilodzhoule na mol (kJ / mol).

Ešte jeden príklad. Špeciálnym prípadom prvého začiatku termodynamiky je zákonom HESS. Uvádza, že tepelný účinok reakcie závisí len od počiatočného a konečného stavu látok a nezávisí od medziproduktov procesu. Gessa zákon nám umožňuje vypočítať tepelný účinok reakcie v prípadoch, keď je jeho priame meranie z nejakého dôvodu neuskutočniteľné.

S vznikom teórie relativity, kvantovej mechaniky a učenia na základných časticiach odhalili ešte hlbšie väzby medzi fyzikou a chémiou. Ukázalo sa, že vplyv na vysvetlenie podstaty vlastností chemických zlúčenín, samotný konverzný mechanizmus leží v štruktúre atómov, v kvantových mechanických procesoch jej elementárnych častíc a najmä elektrónov vonkajšieho plášťa, to bolo Najnovšia fyzika na riešenie týchto otázok chémie ako povaha chemickej väzby, zvláštnosti molekúl chemickej štruktúry organických a anorganických zlúčenín atď.

V sfére kontaktovania fyziky a chémie vznikla a úspešne vyvíja taký relatívne mladý úsek z hlavných častí chémie ako fyzickej chémie, ktorá sa vytvorila na konci XIX storočia. V dôsledku úspešných pokusov o kvantifikáciu fyzikálnych vlastností chemikálií a zmesí, teoretické vysvetlenie molekulárnych štruktúr. Experimentálna a teoretická základňa pre to bola práca D.I. MENDELELEEVA (Objav pravidelného zákona), VANT-GOOFF (termodynamika chemických procesov), S. Arrhenius (elektrolytická teória disociácie) atď. Predmetom jeho štúdie sa stal višíkmi otázkami súvisiacimi so štruktúrou a vlastnosťami chemických zlúčenín molekúl, procesov transformácie látok v dôsledku vzájomnej podmienenosti podľa ich fyzikálnych vlastností, študuje podmienky chemických reakcií a fyzikálnych javov. Teraz je Fizhemia všestranná rozvetvená veda, úzko spájaná fyziky a chémie.

Vo veľmi fyzickej chémii sa teraz rozlišovalo a plne rozvinuté ako nezávislé časti s ich špeciálnymi metódami a objektmi výskumu, elektrochémia, doktríny riešení, fotochémie, kryštalochémii. Na začiatku XX storočia. Tiež v nezávislej vede, koloidná chémia sa zvýšila v hlbinách fyzikálnej chémie. Z druhej polovice XX storočia. V súvislosti s intenzívnym rozvojom problémov jadrovej energie sa získalo a získal veľký rozvoj najnovších priemyselných odvetví fyzikálnej chémie, chémia vysokých energií, radiačnej chémie (predmetom jeho štúdie je reakciami prúdiacimi pod pôsobením ionizovania žiarenie), chémia izotopov.

Fyzická chémia sa teraz považuje za najrozšnejšie teoretickú základňu všetkých chemických vedy. Mnohé z jej učenia a teórií majú veľký význam pre rozvoj anorganickej a najmä organickej chémie. So vznikom fyzickej chémie sa štúdia látky vykonala nielen tradičnými chemickými metódami výskumu, a to nielen z hľadiska jeho zloženia a vlastností, ale aj štruktúrou, termodynamikou a kinetikou chemického procesu, as ako aj z komunikácie a závislosti od prvého z vplyvu javov, ktoré sú súčasťou inherentných iných foriem pohybu (ožarovanie svetla a žiarenia, ľahký a tepelný náraz atď.).

Je pozoruhodné, že v prvej polovici XX storočia. Tam bol hraničný medzi chémiou a novými úsekami fyziky (kvantová mechanika, elektronická teória atómov a molekúl) vedy, ktorá sa stala neskôr nazvaná chemická fyzika. Bolo široko aplikované teoretické a experimentálne metódy modernej fyziky na štúdium štruktúry chemických prvkov a zlúčenín a najmä reakčného mechanizmu. Chemická fyzika Štúdie vzťah a interakciu chemických a subetómových foriem hmoty.

V hierarchii hlavných vied, ktoré poskytli F. Engels, chémia je priamo priľahlá k fyzike. Táto susedstvo a za predpokladu, že rýchlosť a hĺbku, s ktorou sú mnohé časti fyziky plodne zapustené do chémie. Chémia hranice, na jednej strane, s makroskopickou fyzikou - termodynamiku, fyziku pevných médií a na druhej strane - s mikrofyzickou - statická fyzika, kvantová mechanika.

Je dobre známe, ako plodné tieto kontakty boli pre chémiu. Termodynamika vyvolala chemickú termodynamiku - doktrína chemických ekvilibier. Statická fyzika bola založená na základe chemickej kinetiky - učenia o rýchlostiach chemických transformácií. Kvantová mechanika odhalila podstatu periodického práva Mendeleev. Moderná teória chemickej štruktúry a reaktivity je kvantová chémia, t.j. Uplatňovanie zásad kvantovej mechaniky k štúdiu molekúl a "x transformácie".

Ďalším dôkazom plodnosti vplyvu fyziky na chemickú vedu je rozšírenie aplikácie fyzikálnych metód v chemických štúdiách. Pozoruhodný pokrok v tejto oblasti je najmä jasne viditeľný v príklade spektroskopických metód. Nedávno sa z nekonečného rozsahu elektromagnetického žiarenia chemistov používa len úzky región viditeľných a priľahlých oblastí infračervených a ultrafialových pásov. Discovery fyzikánov z magnetickej rezonancie absorpcie jav viedol k vzniku nukleárnej magnetickej rezonančnej spektroskopie, najinmatívnejšej modernej analytickej metódy a spôsobu štúdia elektronickej štruktúry molekúl a spektroskopie elektrónovej paramagnetickej rezonancie, jedinečnú metódu Študovanie nestabilných medziľahlých častíc - voľné radikály. V krátkvej raze elektromagnetického žiarenia vznikol röntgenovej a gama-rezonančnej spektroskopii, ktorá je povinná vzhľad Mössbauerovho objavu. Rozvoj synchrotrónového žiarenia otvoril nové vyhliadky na vývoj tohto vysokoenergetického úseku spektroskopie.

Zdá sa, že celý elektromagnetický rozsah bol zvládnutý, av tejto oblasti je ťažké čakať na ďalší pokrok. Avšak, lasery sa objavili - zdroje jedinečné v ich spektrálnej intenzite - a spolu s nimi v podstate nové analytické schopnosti. Medzi nimi môžu byť nazývané laserová magnetická rezonancia - rýchlo sa vyvíja vysoko citlivý spôsob registrácie radikálov v plyne. Ďalšou, skutočne fantastickou možnosťou je kúsok registrácie atómov s laserom - technikou, hlavnou selektívnou excitáciou, čo vám umožňuje zaregistrovať len niekoľko atómov vonkajšej nečistoty v kyvete. Nárazové možnosti na štúdium mechanizmov radikálnych reakcií poskytli otvorenie fenoménu chemickej polarizácie jadier.

Teraz je ťažké pomenovať oblasť modernej fyziky, ktorá by priamo alebo nepriamo ovplyvnila chémiu. Vezmite si napríklad zo sveta molekúl postavených z jadier a elektrónov, fyziky nestabilných elementárnych častíc. Môže sa zdať prekvapujúce, že na osobitných medzinárodných konferenciách sa diskutuje o chemickom správaní atómov, ktoré majú pozitrón alebo muon v ich zložení, ktorý v zásade nemôžu poskytovať udržateľné zlúčeniny. Avšak jedinečné informácie o ultrukčných reakciách, ktoré takéto atómy umožňujú prijímať, úplne odôvodňuje tento záujem.

Pri pohľade na históriu vzťahu medzi fyziky a chémiou vidíme, že fyzika zohrala dôležitú, niekedy rozhodujúcu úlohu pri rozvoji teoretických konceptov a metód výskumu v chémii. Stupeň uznania tejto úlohy možno odhadnúť preskúmaním, napríklad zoznam víťazov Nobelovej ceny. Aspoň tretina tohto zoznamu sú autormi najväčších úspechov v oblasti fyzickej chémie. Medzi nimi sú tí, ktorí otvorili rádioaktivitu a izotopy (Rutherford, M. Curie, Sodei, Aston, Jolios Curie, atď.), Položili základy kvantovej chémie (Palong a Mully) a moderná chemická kinetika (Khinshelwood a Semenov), vyvinutý nový Fyzikálne metódy (Deba, Geyryovsky, Eigén, Norrish a Porter, Herzberg).

Nakoniec treba mať na pamäti, že produktivita produktivity pracovnej sily začína hrať vo vývoji vedy. Hráli fyzické metódy a naďalej zohrávajú revolučnú úlohu v chémii. Stačí porovnať napríklad čas, ktorý strávil chemik-organický na vytvorenie štruktúry syntetizovanej zlúčeniny chemickými prostriedkami a ktoré teraz trávi, pričom vlastní arzenál fyzikálnych metód. Niet pochýb o tom, že táto rezerva použitia fyzikálnych úspechov je ďaleko od dostatočného množstva.

Zhrmeníme niektoré výsledky. Vidíme fyziku v rastúcej úrovni a plodne napadnuje chémiu. Fyzika odhaľuje podstatu vysoko kvalitných chemických vzorov, dodáva chémiu na dokonalé výskumné nástroje. Relatívne množstvo fyzikálnej chémie rastie a nie je dôvod, ktorý môže tento rast spomaliť.

Vzájomnosť chémie a biológie

Je dobre známe, že chémia a biológia už dlhú dobu išli z vlastnej cesty, aj keď tam bol dlhotrvajúci sen o chemici v laboratórnych podmienkach živého organizmu.

Prudé posilnenie vzťahu chémie s biológiou došlo v dôsledku vytvorenia A.M. Butlerova teória chemickej štruktúry organických zlúčenín. Organické chemici vstúpili do súťaže s prírodou. Následné generácie chemikov vykazovali veľkú vynaliezavosť, prácu, fantáziu a tvorivé hľadanie riadenej syntézy hmoty. Ich nápad bol nielen na napodobňovanie prírody, chceli ju prekonať. A dnes môžeme s istotou vyhlasovať, že v mnohých prípadoch to podarilo.

Progresívny rozvoj vedy XIX storočia, ktorý viedol k zverejneniu štruktúry atómu a podrobné znalosti štruktúry a zloženia bunky, otvorili praktické príležitosti na spoločnú prácu na chemických problémoch a biológov Povaha chemických procesov v živých tkanivách, o podmienenosti biologických funkcií. Chemické reakcie.

Ak sa pozriete na metabolizmus v tele s čisto chemickým uhlom pohľadu, ako A.I. Oparít, uvidíme kombináciu veľkého počtu relatívne jednoduchých a monotónnych chemických reakcií, ktoré sú kombinované medzi sami v čase, pokračujte náhodou, ale v prísnej sekvencii, v dôsledku čoho sa vytvárajú dlhé reťazce reakcií. A táto objednávka je prirodzene zameraná na trvalú samostatnú opravu a samorenie celého životného systému ako celku v týchto environmentálnych podmienkach.

Jedným slovom, takéto špecifické vlastnosti života, ako rast, rozmnožovanie, mobilita, vzrušivosť, schopnosť reagovať na zmeny v vonkajšom prostredí sú spojené s určitými komplexmi chemických transformácií.

Hodnota chémie medzi vedami štúdia života je výnimočne veľká. Je to chémia, že najdôležitejšia úloha chlorofylu ako chemického základu fotosyntézy, hemoglobínu ako základy respiračného procesu, stanovená chemická povaha prenosu nervovej excitácie, štruktúra nukleových kyselín sa stanoví atď. Hlavnou vecou je však objektívne na základe biologických procesov, sú funkcie bývania chemické mechanizmy. Všetky funkcie a procesy, ktoré sa vyskytujú v živom organizme, sa ukázali byť vyrobené v jazyku chémie vo forme špecifických chemických procesov.

Samozrejme, že by bolo nesprávne znížiť fenoménu života na chemické procesy. Bolo by to hrubá mechanizmus jednoduchosť. A špecifickosťou sú špecifiká chemických procesov v živých systémoch v porovnaní s nerezidentmi. Štúdium tejto špecifickosti odhaľuje jednotu a vzťah chemických a biologických foriem hmoty. To tiež hovorí o iných vedách, ktoré vznikli na križovatke biológie, chémie a fyziky: biochémia - veda metabolizmu a chemických procesov v živých organizmoch; Bioorganická chémia - Veda o štruktúre, funkcie a chodníky syntézy zlúčenín, ktoré tvoria živé organizmy; Fyzikálno-chemická biológia ako veda o fungovaní komplexných systémov prenosu informácií a reguláciu biologických procesov na molekulárnej úrovni, ako aj biofyziku, biofyzikálnej chémie a radiačnej biológie.

Najväčšie úspechy tohto procesu boli stanovenie chemických produktov bunkového metabolizmu (metabolizmus v rastlinách, zvieratách, mikroorganizmoch), ktorým sa zriaďujú biologické cesty a cykly biosyntézy týchto výrobkov; Ich umelá syntéza bola implementovaná, objavovanie materiálových základov regulačného a dedičného molekulárneho mechanizmu sa uskutočnilo, a hodnota chemických procesov "energetického procesu buniek a všeobecných živých organizmov je do značnej miery objasniť.

V súčasnosti sú biologické princípy obzvlášť dôležité pre chémiu, v ktorej skúsenosti s prispôsobovaním živých organizmov k podmienkam pozemku pre mnoho miliónov rokov sa sústredili skúsenosti s vytváraním najmodernejších mechanizmov a procesov. Na tejto ceste už existujú určité úspechy.

Viac ako jedno storočie vedci pochopili, že základ výnimočnej účinnosti biologických procesov je biokatalýza. Preto sú chemici zamerané na vytvorenie novej chémie na základe katalytickej skúsenosti z voľne žijúcich živočíchov. Bude mať nové chemické riadenie procesu, kde sa zásady, syntéza podobných molekúl začínajú aplikovať, na princípe enzýmov, katalyzátory budú vytvorené s takým množstvom vlastností, ktoré budú presiahnu existujúce v našom priemysle.

Napriek tomu, že enzýmy majú spoločné vlastnosti, ktoré sú obsiahnuté vo všetkých katalyzátoroch, však nie sú totožné s tímom, pretože fungujú v rámci živých systémov. Preto sa všetky pokusy používať skúsenosti z voľne žijúcich živočíchov na urýchlenie chemických procesov v anorganickom svete čelia vážnym obmedzeniam. Aj keď môžeme hovoriť iba o modelovaní niektorých funkcií enzýmov a používanie týchto modelov pre teoretickú analýzu aktivít živých systémov, ako aj čiastočne praktické použitie vybraných enzýmov na urýchlenie niektorých chemických reakcií.

Tu je najsľubnejší smer zjavne štúdie zamerané na použitie princípov biokatalýzy v chémii a chemickej technológii, pre ktoré je potrebné študovať všetky katalytické skúsenosti z voľne žijúcich živočíchov, vrátane skúseností s formovaním samotného enzýmu, buniek a dokonca aj telo.

Teória seba-rozvoja základných otvorených katalytických systémov, v najobecnejšej forme nominovanej profesorom MSU.p. RUDENKO V roku 1964 je všeobecná teória chemického evolúcie a biogenézy. Rieši otázky týkajúce sa hnacích síl a mechanizmov evolučného procesu, to znamená, že zákony chemického vývoja, výber prvkov a štruktúr a ich kauzálnej podmienenosti, na výšku chemickej organizácie a hierarchie chemických systémov v dôsledku evolúcie.

Teoretické jadro tejto teórie je ustanovenie o tom, že chemický vývoj je samo-vývoj katalytických systémov, a preto sa vyvíjajúca látka je katalyzátory. Počas reakcie prirodzený výber týchto katalytických centier, ktoré majú najväčšiu aktivitu. V dôsledku neustáleho prílevu transformovanej energie sa vyskytuje vlastný rozvoj, samoorganizácia a sebadôvera katalytických systémov. A keďže hlavným zdrojom energie je základnou reakciou, potom sa maximálne evolučné výhody získavajú katalytickými systémami, ktoré sa vyvíjajú na základe exotermických reakcií. Základnou reakciou teda nie je len zdrojom energie, ale aj nástrojom výberu najprogresívnej evolúcie zmeny v katalyzátoroch.

Rozvoj týchto pohľadávok, A.p. RUDENKO formuloval základný zákon o chemickom vývoji, podľa ktorého cesta evolučných zmien v katalyzátore, na ktorých maximálne zvýšenie jeho absolútnej aktivity vyskytuje s najvyššou rýchlosťou a pravdepodobnosťou.

Praktickým dôsledkom teórie vlastného rozvoja otvorených katalytických systémov je tzv. "Nonstationary technológia", to znamená, že technológia s meniacimi sa reakčnými podmienkami. Výskumníci dnes dospeli k záveru, že stacionárny režim, spoľahlivá stabilizácia, ktorá sa zdala, že kľúčom k vysokej efektívnosti priemyselného procesu je len konkrétny prípad nestacionárneho režimu. V tomto prípade sa zistili mnoho nestacionárnych režimov, ktoré prispievajú k intenzifikácii reakcie.

V súčasnosti sa vytvoria vyhliadky na vznik a rozvoj novej chémie, na základe ktorých sa vytvoria nízkopodlice, odpadu a energeticky úsporné priemyselné technológie.

Chemici dnes dospeli k záveru, že s použitím rovnakých princípov, na ktorých boli vybudované chémie organizmov, v budúcnosti (bez opakovania presne prírodu) bude možné vybudovať zásadne novú chémiu, nové chemické riadenie, procesy, kde zásady syntézy podobných molekúl. Tvorba snímačov s vysokou účinnosťou s veľkou účinnosťou, otáčaním sa do chemickej a elektrickej energie, ako aj chemická energia na svetlo veľkej intenzity.

Záver

Moderná chémia predstavuje mnoho rôznych smerov pre rozvoj vedomostí o povahe látky a spôsobov jeho transformácie. V rovnakej dobe, chémia nie je len súčtom poznatkov látok, ale vysoko objednaný, neustále sa vyvíjajúci znalostný systém, ktorý má svoje miesto v mnohých ďalších prírodných vedách.

Chémia študuje vysoko kvalitný rozmanitý počet materiálov nosičov chemických javov, chemickej formy pohybu hmoty. Hoci sa štrukturálne pretína v určitých oblastiach a fyziky, a s biológiou a s inými prírodnými vedami, ale zachováva svoje špecifiká.

Jedným z najvýznamnejších objektívnych dôvodov prideľovania chémie ako nezávislej prírodnej vedeckej disciplíny je uznanie špecifickosti chémie vzťahu látok, ktoré sa prejavujú predovšetkým v komplexe sily a rôznych druhov interakcií, ktoré určujú existenciu Dva a viacnásobné zlúčeniny. Tento komplex je vyrobený tak, aby charakterizoval ako chemickú väzbu vyplývajúcu z interakcie atómovej úrovne organizácie hmoty. Pre výskyt chemickej väzby sa významné prerozdelenie hustoty elektrónov vyznačuje v porovnaní s jednoduchou polohou elektrónovej hustoty nesúvisiacich atómov alebo atómových fragmentov, v blízkosti komunikačnej vzdialenosti. Táto funkcia najpresnejšie oddeľuje chemickú väzbu z rôznych typov prejavov intermolekulárnych interakcií.

Dnes sa deje, je stabilný nárast prírodných vedy o úlohe chémie, keďže veda je sprevádzaná rýchlym rozvojom základného, \u200b\u200bintegrovaného a aplikovaného výskumu, zrýchleným vývojom nových materiálov s danými vlastnosťami a novými procesmi v oblasti výrobná technológia a spracovanie látok.

Úspechy osoby pri riešení veľkých a malých problémov prežitia boli do značnej miery dosiahnuté z dôvodu rozvoja chémie. Úspechy mnohých priemyselných odvetví ľudskej reality, ako je energetika, hutníctvo, inžinierstvo, ľahký a potravinársky priemysel a ďalšie, vo veľkej miere závisí od štátu a rozvoja chémie. Obrovský význam chémie má pre úspešnú prácu poľnohospodárskej výroby, farmaceutického priemyslu, ľudského života. Chemický priemysel vyrába desiatky tisíc názvov výrobkov, z ktorých mnohé z technologických a ekonomických vlastností úspešne súťažia s tradičnými materiálmi a časť je jedinečná v ich parametroch. Chémia dáva materiály s vopred určenými vlastnosťami, vrátane tých, ktoré sa nenachádzajú v prírode.

Chémia nielenže poskytuje výrobu mnohých základných produktov, materiálov. V mnohých priemyselných odvetviach sú takéto metódy chemického spracovania široko používané: bielenie, farbenie, tlač, tlač, ktorá viedla k intenzifikácii procesov zlepšovania kvality.

Chemický systém umožnil človeku vyriešiť mnohé technické, ekonomické a sociálne problémy, ale rozsah tohto procesu ovplyvnil všetky zložky životného prostredia: pôda, atmosféra, voda Svetového oceánu - bola zavedená do prírodného obehu látok. V dôsledku toho sa rozlišovala rovnováha prírodných procesov na planéte, chemická látka sa začala výrazne ovplyvniť zdravie sám človeka. V tejto súvislosti existovala nezávislá pobočka ekologickej vedy - chemická ekológia.

Základné základy modernej chémie

Kvantová mechanika, atómová fyzika, termodynamika, statická fyzika, ako aj fyzická kinetika boli základnými základmi chémie. Na základe fyziky je vybudovaná teoretická chémia. Na chemickej úrovni sa zaoberáme veľmi veľkému počtu častíc zapojených do kvantového mechanického procesu výmeny elektrónov (chemické reakcie).

Základným konceptom chémie - valencia je makroskopický, chemický mapovanie kvantových mechanických interakcií.

Rozvoj modernej chémie, jej základné pojmy boli úzko spojené nielen s fyzikou, ale aj s inými prírodnými vedami, najmä s biológiou.

Moderná etapa rozvoja chémie súvisí s používaním chemických princípov voľne žijúcich živočíchov.

Koncepcia "chemického prvku" a "chemickej zlúčeniny" z hľadiska modernosti

Chemický prvok je "tehlová" látka. Periodický zákon D.I. MENDELELEEV formuloval závislosť vlastností chemických prvkov z atómovej hmoty, pričom znamenie prvku bolo jeho miesto v periodickom systéme, určené atómovej hmoty. Fyzika pomohla vypracovať myšlienku atómu ako komplexného kvantového mechanického systému, zverejnil význam periodického zákona na základe štruktúry elektronických orbitov všetkých prvkov.

Súčasná definícia chemického prvku je formou atómov s rovnakým nábojom jadra, t.j. Kombinácia izotopov.

Chemická zlúčenina je látka, ktorej atómy v dôsledku chemických väzieb sú kombinované do molekúl, makromolekuly, jednotlivé kryštály alebo iné kvantové mechanické systémy, t.j. Hlavná vec bola fyzická povaha síl spájajúcich atómy do molekúl spôsobených vlastnosťami valencie elektrónov.

Učenie chemických procesov

Doktrína chemických procesov je oblasť hlbokej interpenetrácie fyziky, chémie a biológie. Základom tejto výučby je chemická termodynamika a kinetika, ktorá sa rovnako vzťahuje na chémiu a fyziku.

Predmetom štúdie sú podmienky pre tok chemických reakcií, ako je teplota, tlak, atď.

Živá bunková štúdia biologickou vedeou je mikroskopický chemický reaktor, v ktorom sa vyskytujú transformácie študované chémiou.

Študovanie týchto procesov, moderná chémia sa prispôsobuje skúsenosti z voľne žijúcich živočíchov potrebných na získanie nových látok a materiálov.

Základom chemickej chemickej reakcie sú katalytické chemické reakcie.

Väčšina moderných chemických technológií sa realizuje s použitím katalyzátorov - látok, ktoré zvyšujú reakčnú rýchlosť bez výdavkov v ňom.

V modernej chémii, ktorej smer je princípom, ktorej je energetická aktivácia činidla (tj dodávka energie zvonku) do stavu celkovej roztrhnutia počiatočných vzťahov. na to chémia extrémnych štátovPoužitie vysokých teplôt, veľkého tlaku, žiarenia s veľkým množstvom kvantovej energie.

Napríklad chémia plazmy - chémia na základe plazmatického stavu činidiel, technológií Elion - aktivácia procesu sa dosiahne v dôsledku smerového elektrónového alebo iónových lúčov.

Účinnosť technológie založenej na chémii experimentálnych štátov je veľmi vysoká. Vyznačujú sa úsporou energie, vysokým výkonom, vysokou automatizáciou a jednoduchou kontrolou technologického procesu, ako aj malú veľkosť technologických zariadení.

Chémia ako veda úzko súvisí s chémiou ako výrobou. Hlavným cieľom modernej chémie, okolo ktorej je postavený všetok výskum, je študovať vlastnosti genesis (pôvod) látok a vývoj na tomto základe spôsoby získavania látok s vopred určenými vlastnosťami.

Kvalita vzdelávacích inžinierov podstatne závisí od úrovne ich vzdelávania v oblasti základných vied: matematika, fyzika a chémia. Úloha a miesto chémie v systéme prírodných vedeckých disciplín je určená skutočnosťou, že v oblasti výroby materiálu osoba musí vždy riešiť látku.

V každodennom živote pozorujeme, že látky sú podrobené rôznym zmenám: oceľový predmet vo vlhkom vzduchu je pokrytý hrdzou; Palivové drevo v peci spálené, takže len malý banda popola; Benzín v popáleninách motorového motora, zatiaľ čo v prostredí je asi dvesto rôznych látok, vrátane toxických a karcinogénnych; Padlé listy stromov postupne vystavujú, sa zmenili na humus, atď.

Znalosť vlastností látky, štruktúry, chemickej povahy svojich častíc, mechanizmy ich interakcie, možné spôsoby transformácie jednej látky do druhého, sú predmetom chémie.

Chémia je veda látok a zákonov ich transformácie.

Ako jeden z priemyselných odvetví je chémia spojená s inými prírodnými vedami. Chemické zmeny sú vždy sprevádzané zmenami fyzických. Rozšírené využívanie fyzikálnych výskumných metód a matematiky v chémii ho priblížili k fyzike a matematike. Chémia je tiež spojená s biológiou, pretože biologické procesy sú sprevádzané kontinuálnymi chemickými transformáciami. Chemické metódy sa používajú na riešenie problémov geológie. Spojenie medzi rôznymi prírodnými vedami je veľmi blízko, nové vedy sa objavujú na kĺboch \u200b\u200bvied, napríklad jadrovej chémie, biochémie, geochémie, kozmochémie atď.

Štúdia chemickými metódami viacerých technických problémov spája chémiu s inžinierskymi a technickými a špeciálnymi disciplínmi potrebnými na praktickú činnosť inžiniera. Výroba ocele a iných zliatin, čistých kovov a polovodičov, výroby výrobkov a ich ďalšie použitie, prevádzku rôznych mechanizmov v príslušných plynových a tekutých médiách - to všetko vyžaduje špecifické chemické znalosti a schopnosť ich uplatňovať v praxi.

Neexistuje jednotná vetva výroby, ktorá nesúvisí s používaním chémie. Príroda nám dáva surovinu: strom, rud, ropa, plyn, atď. Vystavené prírodným chemickým materiálom, osoba dostane rôzne látky potrebné pre poľnohospodárstvo, priemysel, tovar pre domácnosť: hnojivá, kovy, plastové masy, farby, liečivá , mydlo, sóda atď. Chémia je potrebná ľudskosťou s cieľom získať z prírodných látok, všetko je potrebné - kovy, cement a betón, keramika, porcelán a sklo, guma, plasty, umelé vlákna, lieky. Pre chemické spracovanie prírodných surovín je potrebné poznať všeobecné zákony transformácie látok a tieto znalosti dáva chémiu.

V moderných podmienkach, keď sa objasnilo, že rezervy mnohých prírodných zdrojov sú obmedzené a nie sú obnovené, keď sa pracovná záťaž na životnom prostredí stala tak veľkou a schopnosť prírody samostráneniu je obmedzená, niekoľko zásadných Nové problémy sa predkladajú do popredia, ktorého riešenie je nemožné bez chemických znalostí. Ide najmä o otázky ochrany životného prostredia a dodržiavanie environmentálnych požiadaviek v nových technologických procesoch, vytvorenie uzavretých produkčných cyklov a technológií bez odpadu, teoretické odôvodnenie a rozvoj technológií úspor energie a zdrojov. Implementácia požiadaviek na vysoko kvalitné výrobky a jeho trvanlivosť je nemysliteľná bez pochopenia, že kontrolu nad chemickým zložením je najdôležitejšou fázou technologického cyklu. Boj proti korózii materiálov, výrobky z nich, nové metódy povrchovej úpravy vyžadujú hlboké pochopenie podstaty chemických procesov od inžiniera.

Vyššie uvedené problémy sily riešia komplexne kompetentných inžinierov schopných zaoberať sa ďalšími úlohami a nezávisle navigáciu v chemických otázkach.

Základné pojmy chémie

Cieľom štúdia v chémii je chemické prvky a ich zlúčeniny.

Chemický prvok sa nazýva typ atómov s rovnakým nábojom jadier. Atom je najmenšia častica prvku, ktorá má svoje chemické vlastnosti.

Molekula sa nazýva najmenšia častica jednotlivej látky schopnej nezávislej existencie, ktorá má svoje hlavné chemické vlastnosti a pozostávajúce z identických alebo rôznych atómov.

Ak sa molekuly skladajú z identických atómov, potom sa látka nazýva jednoduché alebo elementárne, Napríklad, on, Ar, H2, O 2, S 4. Jednoduchá látka je forma existencie chemického prvku v voľnom stave. Ak molekula látky pozostáva z rôznych atómov, potom sa látka nazýva komplexná (alebo chemická zlúčenina), Napríklad CO, H20, H3PO4.

Chemické vlastnosti látky charakterizujú svoju schopnosť zúčastniť sa chemických reakcií, t.j. v konverzii jednej látky do iných.

Hmotnosť atómov, molekuly sú veľmi malé. Napríklad hmotnosti jednotlivých atómov sú 10 -24 - 10 -22 g. Hmotnosť atómov, molekuly sú exprimované alebo v relatívnych jednotkách (cez hmotnosť akéhokoľvek jediného špecifikovaného typu atómu) alebo v atómových jednotkách hmotnosti (AM ).

1A.E. - To je 1/12 časť hmotnosti uhlíkového izotopu Atom S. 1a.e.m. \u003d 1,66053 * 10 -24

Hodnota relatívnej atómovej (R) alebo molekulovej hmotnosti (M R) ukazuje, koľkokrát je hmotnosť atómu alebo molekuly väčšia ako 1/12 dielu hmotnosti atómu uhlíkového izotopu s (atómovými hmotnosťmi uhlíka). R a m r - bezrozmerná. Hodnoty a R sú uvedené v periodickom systéme prvkov d.I. Mendeleeev pod symbolom prvku. Číselne a R a A (a.e.m.) sa zhodujú. Poznanie relatívnej atómovej hmoty možno ľahko nájsť a hmotnosť atómu vyjadreného v gramoch. Hmotnosť uhlíka ATOM-12 V sa rovná: 12 * 1,66053 * 10 -24 \u003d 1,992636 * 10 -23 . Hmotnosť molekuly sa rovná súčtu hmotností atómov zahrnutých v jeho zložení.

Množstvo látky (n; n) je počet konštrukčných jednotiek (atómy, molekuly, ióny, ekvivalenty, elektróny atď.) V systéme. Merná jednotka merania množstva látky je móla. Mol - množstvo látky, ktorá obsahuje toľko definovaných konštrukčných jednotiek, koľko atómov je obsiahnutých v 12 g uhlíkového izotopu 12 C. Počet konštrukčných jednotiek obsiahnutých v 1 mol akejkoľvek látky v akomkoľvek agregátnom stave, existuje konštantná avisadro : Na \u003d 6,02 * 10 23 mol -1.

Množstvo látky (n) sa rovná pomeru počtu konštrukčných jednotiek (atómov, molekúl, iónov, ekvivalentov, elektrónov, atď.) V systéme (n) na ich číslo v 1 mól hmoty (n a) :

Molárna hmotnosť (M) je hmotnosť 1 mol látky, ktorá sa rovná pomeru hmotnosti látky (M) na jeho číslo (n):

Hlavnou jednotkou merania molárnej hmotnosti je g / mol (kg / mol). Molárna hmotnosť látky vyjadrená v gramoch je numericky rovná relatívnej molekulovej hmotnosti tejto látky.

Molárny objem (Vm) je objem obsadený 1 mol plynnej látky, ktorá sa rovná pomeru objemu plynnej látky (V) na jeho množstvo ():

S n.u. (273,15 K a 101,325 kPa) pre akúkoľvek látku v plynnom stave v m \u003d 22,4 l / mol.

Ekvivalent (e) je skutočná alebo podmienená častica látky, ktorá môže nahradiť, pripojiť, uvoľniť alebo byť inokedy ekvivalentný (ekvivalent) jednému vodnému iónu v kyselinových báze alebo reakciách iónov alebo jeden elektrón v oxidačnej reakcii reakcie (OVR). Ekvivalent je bezrozmerný, jeho kompozícia je vyjadrená pomocou príznakov a vzorcov rovnakým spôsobom ako v prípade molekúl, atómov alebo iónov.

Aby sa určili vzorce ekvivalentu látky a správne spaľovali svoj chemický vzorec, je potrebné pokračovať z určitej reakcie, v ktorej sa táto látka nachádza.

Zvážte niekoľko príkladov stanovenia ekvivalentného vzorca:

A. 2NAOH + H2S04 \u003d 2H 2O + Na2S04.

Stručná rovnica molekulárneho procesu:

2OH-+ 2H + \u003d 2H 2 O.

Do tejto iónovej výmeny sa podieľajú dva ióny vodíka. Pre jedného účtu vodíka:

NaOH + 1 / 2H2S04 \u003d H20 + 1 / 2NA 2 SO 4,

tí. Jeden vodíkový ión zodpovedá: jednu molekulu NaOH, 1/2 molekuly H2S04, jedna molekula H20, 1/2 molekuly Na2S04, SO E (NaOH) \u003d NaOH; E (H2S04) \u003d 1 / 2H 2S04; E (H20) \u003d H20; E (Na2S04) \u003d 1 / 2NA 2 SO 4.

B. Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2

Iónové elektronické rovnice oxidačných procesov, obnovenie:

Na tomto OSR sa zúčastňujú dva elektróny. Jedno elektrónové účty pre:

1 / 2ZN + HCI \u003d 1 / 2ZNCl 2 + 1 / 2H 2,

tí. Jeden elektrón zodpovedá 1/2 atómu ZN, jednej molekule HCl, 1/2 molekúl ZnCl2 a 1/2 molekúl H2, SO E (ZN) \u003d 1 / 2ZN; E (HCl) \u003d HCl; E (ZNCI2) \u003d 1 / 2ZNCl 2; E (H2) \u003d 1/2 2H 2.

Číslo označujúce, ktorý podiel skutočnej častíc je ekvivalentná jednému vodnému iónu alebo jednému elektrónu, dostal názov faktora ekvivalencie f e. Napríklad v uvažovaných reakciách F E (Zn) \u003d 1/2, F E (NaOH) \u003d 1.

Pre oxidačné reakčné reakcie používajú koncept "Ekvivalentný číslo" (Z), ktorý sa rovná počtu elektrónov pripojených jedným oxidačným molekulou alebo molekulou jedného redukčného činidla.

MOL ekvivalent - množstvo látky obsahujúcej 6,02 * 10 23 ekvivalentov. Hmotnosť jednej modlitby ekvivalentu látky sa nazýva molárna hmotnosť ekvivalentu látky (m e), \\ t Meranie v G / MOL a vypočítané vzorcami:

M e \u003d m / n e; M e \u003d f e * m,

kde m je molárna hmotnosť látky, g / mol; ν e je množstvo ekvivalentu látky, mol.

Na výpočet molárnej hmotnosti ekvivalentu látky sa môžu použiť tieto vzorce: \\ t

1. Pre jednoduchú látku:

Meh \u003d m a / b, f e \u003d 1 / b,

kde m je molárna hmotnosť atómov tejto látky; B je atóm valencia, napríklad m e (al) \u003d 27/3 \u003d 9 g / mol.

2. Pre zložitú látku: \\ t

M e \u003d m / v * n, f e \u003d 1 / v * n,

kde v valencii funkčnej skupiny; N je počet funkčných skupín vo vzorci molekuly látky.

Pri kyseline s funkčnou skupinou je vodíkový ión, pre bázy - hydroxyl ión, pre soli - kovový ión, pre oxidy - oxido-tvarovací prvok.

MO Kyselina \u003d M Authesion / BOOKTY KYSELNOSTI.

Základnosť kyseliny je určená počtom protónov, ktorá poskytuje molekulu kyseliny, reaguje so základňou.

Napríklad M (H2S04) \u003d 98/2 \u003d 49 g / mol.

M EH BASE \u003d M Základná / kyslosť základne.

Kyslosť bázy sa stanoví počtom protónov spojených so základnou molekulou, keď interaguje s kyselinou.

Napríklad m e (NaOH) \u003d 40/1 \u003d 40 g / mol.

M SAI \u003d M SALT / (počet atómov kovov * valencia kovu).

Napríklad m e (Al2 (SO 4) 3) \u003d 342 / (2 x 3) \u003d 57 g / mol.

M E oxid \u003d M Oxid / (počet atómov oxidoučného prvku * valencia prvku).

Napríklad m e (al2O3) \u003d 102 / (2 x 3) \u003d 17 g / mol.

Vo všeobecnom prípade sa molárna hmotnosť ekvivalentu chemickej zlúčeniny rovná súčtu molárnej hmotnosti ekvivalentov zložiek jeho častí.

3. Na oxidačné činidlo, redukčné činidlo:

kde Z je ekvivalentné číslo (z \u003d 1 / f e).

Ako je známe, mol akéhokoľvek plynu za normálnych podmienok (t \u003d 273,15 k, p \u003d 101,325 kPa alebo 760 mm HG) zaberá objem rovný 22.4 litram; Tento objem sa nazýva molárny objem v m. Na základe tejto hodnoty je možné vypočítať objem jedného mólu ekvivalentu plynu (v E, L / Mol) za normálnych podmienok. Napríklad pre vodík E (H2) \u003d 1 / 2N 2 je moise ekvivalentu vodíka dvakrát nižšia ako jeho molekuly, a preto je objem jednej modlitby ekvivalentu vodíka aj dvakrát menší ako jeho molárny Objem: 22,4 l / 2 \u003d 11, 2 litre Pre kyslík E (02) \u003d 1/4 O 2, teda objem jednej modernia ekvivalentu kyslíka je štyrikrát nižší ako jeho molárny objem: 22,4 l / 4 \u003d 5,6 litrov.

Vo všeobecnom prípade: v e \u003d f e * v m; V e \u003d v /.

Základné zákony chémie

1. Zákon zachovania hmotnosti látok(M.V. Lomonosov; 1756):

hmotnosť látok vložených do reakcie sa rovná hmotnosti látok vytvorených v dôsledku reakcie.

2. Zákon o konštante kompozície.

Má rôzne znenie:

Zloženie zlúčenín molekulovej štruktúry je konštantné nezávisle od spôsobu získania (presnejšie moderné znenie);

- akákoľvek zložitá látka nezávisle od spôsobu získania, má trvalé kvalitatívne a kvantitatívne zloženie.;

Pomery medzi hmotnosťami prvkov zahrnutých v tejto zlúčenine sú konštantné a nezávisia od spôsobu získania tejto zlúčeniny.

3. Právo viacerých vzťahov (Dalton, 1803):

ak dva prvky tvoria niekoľko chemických zlúčenín navzájom, potom sú hmotnosti jedného z prvkov vstupujúcich do týchto zlúčenín na rovnakej hmotnosti druhého sú medzi sebou ako malé celé čísla.

Zákon uviedol, že prvky sú zahrnuté v zlúčeninách len s určitými časťami, potvrdili atómické znázornenia. Najmenšie množstvo prvku, ktorý prichádza do pripojenia, je atóm. Z tohto dôvodu môže do pripojenia vstúpiť len celé číslo atómov, a nie frakčné. Napríklad hmotnostné pomery z: o oxidy CO 2 a CO sú 12:32 a 12:16. V dôsledku toho hmotnostný pomer kyslíka spojeného s konštantnou hmotnosťou uhlíka v CO2 a CO je 2: 1.

4. Právo objemu (Zákon GAY LOURSAK):

objemy reakcie plynov patria medzi sebou a na objemy výsledných plynných reakčných produktov ako malé celé čísla.

5.Akt AvoGadro(1811) :

v rovnakom objeme všetkých plynov, ktoré sa užívajú pri rovnakej teplote a pri rovnakom tlaku, obsahuje rovnaký počet molekúl.Trvalé AVOGADRO N A \u003d 6,02 * 10 23 MOL -1 je počet konštrukčných jednotiek v jednej móle látky.

Dôsledky zo zákona AvoGadro:

ale) pri určitých teplotách a tlaku 1 mol akejkoľvek látky v plynnom stave zaberá rovnaký objem;

b) v N.U. (273,15 K a 101,325 kPa) Molárny objem (v m) akéhokoľvek plynu je 22,4 litrov mol.

6. Rovnica ideálneho plynu - MENDELEEEV-KLAPARERON:

kde P - tlak plynu, pa; V - objem plynu, m3; M - hmotnosť látky, R; M je jeho molárna hmotnosť, g / mol; T - absolútna teplota, na; R je univerzálna konštanta plynu, ktorá sa rovná 8,314 j / mol * na.

7. Zákon čiastočných tlakov(Dalton zákon):

Tlak zmesi plynov, chemicky nie je navzájom interagovať, sa rovná množstvu čiastočných tlakov plynov tvoriacich zmes.

8. Zákon ekvivalentov.

Má niekoľko znenia:

1) hmotnosti látok, ktoré sa zúčastňujú na reakcii, sú úmerné ich molárnym hmotom ekvivalentu:

m 1 / m 2 \u003d m e1 / m e2 \u003d ...;

2) všetky látky reagujú medzi sebou v ekvivalentných množstvách, \\ ttí. Počet mólov ekvivalentu látok zapojených do reakcie sa navzájom rovná:

ν e1 \u003d ν e2 \u003d ...;

m 1 / M E1 \u003d M 2 / M E2 \u003d .... .

3) na reakciu látok v roztoku, \\ t zákon ekvivalentovzaznamenajte nasledovne:

S E 1 * V1 \u003d C E 2 * V 2,

kde s E 1, s E2 sú normálne koncentrácie alebo molárne koncentrácie ekvivalentu prvého a druhého roztoku, mol / l; V1 a V 2 - Objemy reagujúcich roztokov, l.

Chémia- veda o štruktúre, vlastnosti látok, ich transformácie a sprievodné javy.

Úlohy:

1. Štúdium štruktúry látky, vývoj teórie štruktúry a vlastností molekúl a materiálov. Je dôležité vytvoriť spojenie medzi štruktúrou a rôznymi vlastnosťami látok a na tomto základe výstavba teórií reakčnej kapacity látky, kinetiky a mechanizmu chemických reakcií a katalytických javov.

2. Implementácia smerovej syntézy nových látok so špecifikovanými vlastnosťami. Je tiež dôležité nájsť nové reakcie a katalyzátory pre efektívnejšie vykonávanie syntézy už známeho a mať priemyselnú dovoznú hodnotu.

3. Tradičná úloha chémie získala osobitný význam. Je to spojené s nárastom počtu chemických predmetov a študovaných vlastností a potrebu určiť a znížiť účinky ľudského vplyvu na prírodu.

Chémia je všeobecná disciplína. Je navrhnutý tak, aby študentom poskytol moderný vedecký pohľad na látku ako jeden z druhov pohybu, o cestách, mechanizmoch a metódach transformácie jednej látky do iných. Znalosť základných chemických zákonov, vlastníctvo techník chemického výpočtu, pochopenie možností, ktoré poskytuje chémia s pomocou iných špecialistov pracujúcich v jednotlivých a úzkych oblastiach, výrazne urýchľuje získanie potrebného výsledku v rôznych oblastiach inžinierstva a vedeckej činnosti.

Chemický priemysel je jedným z najdôležitejších priemyselných odvetví v našej krajine. Chemické zlúčeniny produkované tým, rôzne kompozície a materiály sa používajú všade: v strojárskom stroji, metalurgiu, poľnohospodárstvo, stavebníctvo, elektrotechnické a elektronické priemysel, komunikácia, dopravu, vesmírna technológia, medicína, každodenný život atď. Hlavné smerovanie rozvoja vývoja Moderný chemický priemysel sú: Výroba nových zlúčenín a materiálov a zlepšenie efektívnosti existujúcich odvetví.

Na lekárskej univerzite študenti preskúmať spoločnú, bioorganickú, biologickú chémiu, ako aj klinickú biochémiu. Znalosť študentov komplexu chemických vied v ich kontinuite a vzťahoch dávajú väčšiu príležitosť, väčší priestor v štúdii a praktické použitie rôznych javov, vlastností a modelov, prispieva k rozvoju osobnosti.

Špecifické vlastnosti štúdií chemických disciplín na lekárskej univerzite sú:

· Vzájomná závislosť medzi chemickými a lekárskymi vzdelávacími účely;

· Univerzálnosť a základy týchto kurzov;

· Funkcia budovania ich obsahu v závislosti od povahy a všeobecných cieľov odbornej prípravy lekára a jej špecializácie;

· Jednota študovania chemických predmetov na úrovni mikro- a makro s zverejnením rôznych foriem ich chemickej organizácie ako jediného systému a prejavuje sa rôzne funkcie (chemické, biologické, biochemické, fyziologické, atď.), V závislosti od ich povahy, životného prostredia a podmienky;

· Závislosť od spojenia chemických znalostí a zručností s reálnou realitou a praxou, vrátane lekárskej, v spoločnosti - príroda - výroba - výrobný systém, kvôli neobmedzeným možnostiam chémie pri vytváraní syntetických materiálov a ich význam v medicíne, Rozvoj nanochémie, ako aj pri riešení environmentálnych a mnohých ďalších globálnych problémov ľudstva.

1. Vzťah medzi procesom metabolizmu a energiou v tele

Procesy života na Zemi sú vo veľkej miere spôsobené akumuláciou slnečnej energie v biogénnych látkach - proteínoch, tukoch, sacharidoch a následných transformáciách týchto látok v živých organizmoch s uvoľňovaním energie. Najmä jasne pochopenie vzťahu chemických transformácií a energetických procesov v tele bolo uvedomené pracuje A. Lavoisier (1743-1794) a P. Laplas (1749-1827). Zobrazujú priame kalorimetrické merania, že energia, ktorá je vylučovaná v procese života, je určená oxidáciou potraviny vzduchu, inhalovaných zvierat.

Výmena látok a energie je súborom procesov transformácie látok a energie, ktorá sa vyskytuje v živých organizmoch a výmene látok a energie medzi organizmom a životným prostredím. Metabolizmus a energia je základom životne dôležitej činnosti organizmov a patrí k počtu najdôležitejších špecifických známok obývacej hmoty, čím sa žije z nežije. Pri výmene látok alebo metabolizmu poskytnutých najzložitejšou reguláciou na rôznych úrovniach sa zúčastňujú mnohé enzýmové systémy. V procese výmeny sa látky prijaté v telesovom telesovia konvertujú na pegenózne látky tkanív a konečných produktov, ktoré sú oddelené od tela. S týmito transformáciami sa energia uvoľňuje a absorbuje.

S vývojom v XXIX-XX storočí. Termodynamika - Sciences vzájomných a energií a energií - to bolo možné kvantifikovať konverziu energie v biochemických reakciách a predpovedať ich smer.

Energetická výmena môže byť vykonaná prenosom alebo výkonom tepla. Živé organizmy však nie sú v rovnováhe s životným prostredím, a preto sa môžu nazývať ne-rovnovážne otvorené systémy. Keď však pozorovalo počas určitého časového obdobia, neexistujú žiadne viditeľné zmeny v chemickom zložení organizmu. To však neznamená, že chemikálie tvoriace telo nie sú podrobené žiadnej transformácii. Naopak, oni sú neustále a skôr intenzívne aktualizované, ako možno posudzovať mierou začlenenia v zložitých látkach stabilných izotopov a rádionuklidov zavedených do bunky v zložení jednoduchších predchodcov látok.

Existuje medzi výmenou látok a energetickej výmeny základný rozdiel. Pozemok nestratí a nedostane žiadne výrazné množstvo látky. Látka v biosférickej výmene na uzavretom cykle a to Opakovane používané. Výmena energie sa vykonáva inak. To nerieši pozdĺž uzavretého cyklu, ale čiastočne rozptýlený do vonkajšieho priestoru. Preto je potrebné zachovať život na Zemi, je potrebné konštantný prílev energie slnka. 1 rok v procese fotosyntézy na svete absorbuje približne 10 21 cal.solárna energia. Hoci je to len 0,02% zo všetkých energie slnka, nie je nesmierne väčšia ako táto energia, ktorá využíva všetky stroje vytvorené rukami osoby. Až veľké množstvo látky, ktoré sa zúčastňujú na okruhu okruhu.

2. Chemická termodynamika ako teoretický základ bioenergie. Predmet a metódy chemickej termodynamiky

Chemická termodynamikaŠtuduje prechody chemickej energie na iné formy - tepelné, elektrické, atď., Nastavuje kvantitatívne zákony týchto prechodov, ako aj smer a limity spontánneho prietoku chemických reakcií za stanovených podmienok.

Termodynamická metóda je založená na viacerých prísnych konceptoch: "System", "systémový stav", "vnútorný energetický systém", "funkcia systému SYSTEM".

Objekt Učenie v termodynamike je systém

Rovnaký systém môže byť v rôznych štátoch. Každý stavový stav je charakterizovaný špecifickou sadou termodynamických parametrov. Termodynamické parametre zahŕňajú teplotu, tlak, hustotu, koncentráciu atď. Zmena aspoň jedného termodynamického parametra vedie k zmene stavu systému ako celku. Termodynamický stav systému sa nazýva rovnováha, ak je charakterizovaná stálosťou termodynamických parametrov vo všetkých bodoch systému a nemení sa spontánne (bez nákladov).

Chemická termodynamika skúma systém v dvoch rovnovážnych stavov (konečné a počiatočné) a na tomto základe určuje možnosť (alebo neschopnosť) spontánneho prietoku procesu za určených podmienok v určenom smere.

Termodynamika učiť savzájomné transformácie rôznych druhov energie spojených s prechodom energie medzi telami vo forme tepla a práce. Termodynamika je založená na dvoch základných zákonoch, ktoré dostali meno prvého a druhého princípu termodynamiky. Predmet štúdie V termodynamike je energia a zákony vzájomných transformácií energetických foriem v chemických reakciách, rozpúšťacích procesov, odparení, kryštalizácii.

Chemická termodynamika - časť fyzikálnej chémie študuje procesy interakcie látok termodynamickými metódami.
Hlavnými smermi chemickej termodynamie sú:
Klasická chemická termodynamika študuje termodynamickú rovnováhu vôbec.
Termochemistry študuje tepelné efekty sprevádzajúce chemické reakcie.
Teória riešení, ktoré simulujú termodynamické vlastnosti látky založené na reprezentáciách molekulárnej štruktúry a dát na intermolekulárnej interakcii.
Chemická termodynamika úzko príde do styku s takými úsekmi chémie ako analytickej chémie; elektrochémia; Koloidná chémia; Adsorpcia a chromatografia.
Vývoj chemickej termodynamiky bol súčasne dvoma spôsobmi: termochemické a termodynamické.
Vznik termochémie, keďže nezávislá veda by sa mala považovať za objav Hermanna Ivanovich Hesse, profesora Univerzity St. Petersburg, vzťahu medzi tepelnými účinkami chemických reakcií - - zákonom HESS.

3. Termodynamické systémy: izolované, uzavreté, otvorené, homogénne, heterogénne. Koncepcia fázy.

Systém - Toto je kombinácia interakčných látok, psychicky alebo prakticky oddelených od životného prostredia (testovacia trubica, autokláv).

Chemická termodynamika zvažuje prechody z jedného štátu do druhého, môže sa zmeniť alebo zostať neustále parametre:

· isobarický - pri konštantnom tlaku;

· izochorický - pri konštantnom objeme;

· izotermický - pri konštantnej teplote;

· isobaro - izotermické - pri konštantnom tlaku a teplote atď.

Termodynamické vlastnosti systému môžu byť vyjadrené niekoľkými funkcie stavu systémuzavolal charakteristické funkcie: vnútorná energia , menovitý H. , entropia S. , eNERGY GIBBS G. , energia Helmholz F. . Charakteristické funkcie majú jednu funkciu: nezávisia od spôsobu (cesta) dosiahnutia tohto stavu systému. Ich hodnota je určená parametrami systému (tlak, teplota atď.) A závisí od množstva alebo hmotnosti látky, takže je obvyklé, že patrí do jednej modlitby látky.

Podľa spôsobu prenosu energie, látok a informácií Medzi posudzovaným systémom a životným prostredím sú termodynamické systémy klasifikované: \\ t

1. Uzavretý (izolovaný) systém - Toto je systém, v ktorom neexistuje výmena s vonkajšími orgánmi buď s energiou alebo látkou (vrátane žiarenia) ani informácie.

2. Uzavretý systém - systém, v ktorom existuje výmena za energiu.

3. ADIABATO IZPEČNOSTI -ide o systém, v ktorom existuje výmena energie len vo forme tepla.

4. Otvorený systém - Toto je systém, ktorý sa vymieňa energiou a látkou a informáciami.

Klasifikácia systému:
1) Ak je to možné, prenos tepla a hmotnosti: izolovaný, uzavretý, otvorený. Izolovaný systém neexistuje s životným prostredím alebo látkou ani energie. Zatvorené výmeny systému s životným prostredím, ale nevymieňali látku. Otvorené výmeny systému s životným prostredím a látkou a energiou. Koncepcia izolovaného systému sa používa vo fyzickej chémii ako teoretická.
2) Na vnútornej štruktúre a vlastnostiach: homogénne a heterogénne. Homogénny sa nazýva systém vnútri, ktorý neexistujú žiadne povrchy, ktoré rozdeľujú systém na časti, rôzne vlastnosti alebo chemické zloženie. Príkladmi homogénnych systémov sú vodné roztoky kyselín, báz, solí; Plynové zmesi; Jednotlivých čistých látok. Heterogénne systémy obsahujú prírodné povrchy. Príklady heterogénnych systémov sú systémy pozostávajúce z rôznych látok v agregatívnom stave: kov a kyselina, plyn a pevná látka, dva nerozpustné v tekutine.
Fáza - Ide o homogénnu časť heterogénny systém, ktorý má rovnaké zloženie, fyzikálne a chemické vlastnosti oddelené od iných častí povrchu systému pri prepínaní, ktorými sa vlastnosti systému menia skok. Fázy sú pevné, kvapalné a plynné. Homogénny systém sa vždy skladá z jednej fázy, heterogénne - z niekoľkých. Podľa počtu fáz je systém klasifikovaný na jednofázovej, dvojfázovej, trojfázovej atď.

5. Prvý začiatok termodynamiky. Vnútorná energia. Isobarické a izochorové tepelné účinky .

Prvý vrch termodynamiky - Jeden z troch hlavných zákonov termodynamiky je zákon o ochrane energie pre termodynamické systémy.

Prvý vrch termodynamiky bol formulovaný uprostred XIX storočia v dôsledku diel nemeckého vedca Yu. R. Mayer, anglická fyzika J. P. Joule a nemecká fyzika Gelmholts.

Podľa prvého začiatku termodynamiky môže termodynamický systém vykonávať pracovať len na úkor svojej vnútornej energie alebo akýchkoľvek externých zdrojov energie .

Prvý vrch termodynamiky je často formulovaný ako nemožnosť existencie trvanlivého motora prvého druhu, ktorá by fungovala bez výkresu energie zo zdroja. Proces prúdiaci pri konštantnej teplote sa nazýva izotermickýv konštantnom tlaku - isobarický, v konštantnom objeme - izohorický. Ak je počas procesu, systém je izolovaný z vonkajšieho prostredia takým spôsobom, že výmena tepla s médiom je vylúčená, proces sa nazýva adiabatic.

Vnútorný energetický systém.Pri prechode systému z jedného štátu do druhého, niektoré z jeho zmeny vlastností, najmä vnútorná energia. U.

Vnútorná energia systému je jeho celková energia, ktorá sa skladá z kinetických a potenciálnych energií molekúl, atómov, atómových jadier a elektrónov. Vnútorná energia zahŕňa energiu translačnými, rotačnými a oscilačnými pohybmi, ako aj potenciálnu energiu v dôsledku sily príťažlivosti a odpudzovania pôsobenia medzi molekulami, atómami a intraénovými časticami. Nezahŕňa potenciálnu energiu pozície systému v priestore a kinetická energia pohybu systému ako celku.

Vnútorná energia je termodynamická funkcia stavu systému. To znamená, že vždy, keď sa systém ukáže, že bude v tomto stave, jej vnútorná energia berie určitý význam tohto stavu.

Δu \u003d u 2 - u 1

kde u 1 a u 2 - vnútorná energia systému vkonečné a počiatočné štáty sú sprístupnené.

Prvý zákon termodynamiky.Ak sa systém vymieňa s vonkajšou tepelnou energiou Q a mechanickej energie (práce) A a zároveň prechádza zo štátu 1 v stave 2, množstvo energie, ktorá je uvoľnená alebo je absorbovaná tepelnými formami tepla Alebo práca prevádzky systému v prechode z jedného stavu na druhú a zaznamenanú.