54. Что привнесло в развитие химии учение о химических процессах?

Способность к взаимодействию различных химических ре­агентов определяется не только их атомарно-молекулярной структурой, но и условиями протекания химических реакций. К ним относятся термодинамические факторы (температура, давление и др.) и кинетические факторы (все, что связано с переносом веществ, образованием их промежуточных форм). Их влияние на химические реакции вскрывается на концепту­альном уровне химии, который обобщенно называют учени­ем о химических процессах.

Учение о химических процессах является областью глубоко­го взаимопроникновения физики, химии и биологии. Действи­тельно, в основе этого учения находятся химическая термо­динамика и кинетика, которые в равной степени относятся и к химии, и к физике. А живая клетка, исследуемая биологи­ческой наукой, представляет собой в то же время микроско­пический химический реактор, в котором происходят пре­вращения, изучаемые химией, и многие из которых химия пытается реализовать в макроскопическом масштабе. Таким образом, изучая условия протекания и закономерности хими­ческих процессов, человек вскрывает глубокую связь, существу­ющую между физическими, химическими и биологическими яв­лениями, и одновременно перенимает у живой природы опыт, необходимый ему для получения новых веществ и материалов.

Большинство современных химических технологий реали­зуется с использованием катализаторов — веществ, которые увеличивают скорость реакции, не расходуясь в ней.

В современной химий получило развитие также направле­ние, принципом которого является энергетическая актива­ция реагента (то есть подача энергии извне) до состояния пол­ного разрыва исходных связей. В данном случае речь идет о больших энергиях. Это так называемая химия экстремальных состояний, использующая высокие температуры, большие давления, излучение с большой величиной энергии кванта, (ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение). К этой области относятся плазмохимия (химия на основе плазменно­го состояния реагентов), а также технологии, в которых ак­тивация процесса достигается за счет направленных электрон­ных или ионных пучков (элионные технологии).

Химия экстремальных состояний позволяет получать веще­ства и материалы, уникальные по своим свойствам: композит­ные материалы, высокотемпературные сплавы и металличес­кие порошки, нитриды, силициды и карбиды тугоплавких металлов, разнообразные по своим свойствам покрытия. При­мером могут служить сверхпрочные покрытия из нитрида тита­на, наносимые на металлообрабатывающий инструмент для многократного увеличения срока его эксплуатации. Интерес­но, что «золотой» блеск и высокая коррозионная стойкость пленок нитрида титана позволили с успехом применить техно­логию его нанесения при изготовлении кровли куполов церк­вей взамен традиционной и дорогой технологии золочения.

Эффективность технологий на основе химии экстремаль­ных состояний очень высока. Характерным для них является энергосбережение при высокой производительности, высо­кая автоматизация и простота управления технологическими процессами, небольшие размеры технологических установок.