Раздел 8 развитие химических концепций в естество- знании (основные парадигмы эволюции химической науки )

8.1 Химия как наука

Парадигма ( греческое слово, paradeigma – пример, образец )-

совокупность теоретических предпосылок, определяющих конкретное научное исследование и признанных научной общественностью на данном этапе. В период научно-технических революций старая парадигма заменяется новой.

Важнейшим разделом современного естествознания является химия – наука о веществах и превращениях их друг в друга. Химия играет большую роль в решении актуальных и перспективных проблем современного общества, например, таких как: синтез новых веществ и композиций, необходимых для решения технических задач будущего; увеличение эффективности искусственных удобрений для повышения урожайности сельхозпродукции; синтез продуктов питания из несельскохозяйственного сырья; разработка и создание новых источников энергии; выяснение механизма важнейших биохимических процессов и их реализация в искусственных условиях; освоение огромных океанических источников сырья ; охрана окружающей среды и т.д.

Химия, как известно, изучает химическую форму движения.

Признаком химической формы движения является превращение одних веществ в другие в результате перераспределения связей атомов и перестройки электронных оболочек атомов. В процессе исследования химической формы движения приходится уделять большое внимание изучению и описанию состава вещества, его свойствам и получению, его нахождению в природе, путям практического использования и многому другому. Но все это только сопутствует раскрытию основного содержания химии, т.е. превращения молекул, а значит превращения вещества. Вещество – это каждый отдельный вид материи, обладающий при определенных условиях постоянными физическими свойствами, такими как удельный вес, температура плавления, температура кипения, растворимость, теплоемкость, теплопроводность и многое другое. Для установления таких свойств вещества необходимо иметь его возможно более чистым, т.к. даже незначительные примеси могут изменить числовые значения констант изучаемого вещества. Только чистое вещество обладает определенными, постоянными свойствами. В большинстве случаев природные вещества – смеси. Абсолютно чистые вещества – не известны. Например, условно говорят о «химически чистой соляной кислоте».

Каждое чистое вещество состоит из одного или нескольких химических элементов. Элемент -совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Атом представляет собой электронейтральную частицу, состоящую из положительно заряженного атомного ядра (протоны), отрицательно заряженных электронов и нейтральных нейтронов. Число положительных зарядов ядра атома - протонов (а также количество электронов) равно порядковому номеру элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Ядро атома состоит из протонов (положительно заряженных частиц, масса которых в 1836 раз > массы электрона ) и нейтронов (нейтральных частиц, масса которых в 1839 раз > массы электрона).Атом имеет такие параметры: диаметр ядра 10 ^-13 см, диаметр атома 10 ^-8 см, скорость электрона – 10⁸ см/сек. Электроны находятся в электронных оболочках. Атом может иметь семь оболочек таких как: K, L, M, N, ….,Q. Эти оболочки состоят из 4-х типов уровней: s, p, d и f, которые могут содержать 1, 3, 5, или 7 электронных орбит. Внешние электроны (на внешних электронных орбитах) слабее связаны с ядром, чем внутренние. Эти электроны по существу и обуславливают свойства тех или иных веществ: окислов, оснований, кислот, солей.

Химией называют науку о химических элементах и их соединениях. Любое вещество состоит из химических элементов и их соединений. Причем свойства веществ определяются:

• Его элементным и молекулярным составом;

• Структурой его молекул;

• Термодинамическими и кинетическими условиями, в которых вещество находится в процессе химической реакции;

• Уровнем химической организации вещества.

История развития химических концепций начинается с древних времен: Демокрит, Эпикур и др. натурфилософы высказывали гениальные идей о том, что все тела состоят из атомов различной величины и формы, что и определяет их качественное различие