На головну

Структура речовини і його властивості

  1. III.1. Послідовна структура управління
  2. III.2. Умовна структура управління
  3. IV. МОВА ЯК СИСТЕМА І СТРУКТУРА
  4. V. 17.3. Структура характеру та симптомокомплекси його властивостей
  5. V. 18.4. Талант, його походження і структура
  6. VII.1.2) Правова структура речі.
  7. XI. Пристосування ТА ІНШІ ЕЛЕМЕНТИ, властивості. Здібностей та обдарувань АРТИСТА

Треба було дослідити предмети, перш ніж можна було приступити до дослідження процесів. Треба спочатку знати, що таке даний предмет, щоб можна було зайнятися тими змінами, які з ним відбуваються.

Ф. Енгельс

Характер будь-якого хімічної сполуки залежить не тільки від якісного і кількісного складу, а й від взаємного


впливу атомів і будови молекули - найменшої хімічної системи.

Речовини, що мають однакову молекулярну формулу, називають изомерами,а саме явище - ізомерією.формулу З4Н8O має 21 речовина. Довгий час аж до XVIII ст. хіміки ставок різницю і між мінеральними та органічними речовинами. Саме явище ізомерії змушує, не задовольняючись встановленням молекулярної формули, йти далі, з'ясовуючи деталі внутрішньої будови молекул органічних речовин, структуру сполуки. Структуру молекул органічних сполук намагався пояснити шведський хімік Й. Берцеліус в своїй теорії радикалів. У ній він наївно вважає, що структура молекул залежить від електричних зарядів в молекулах органічних сполук.

На зміну теорії радикалів прийшла теорія типів французького вченого Ш. Жерара, яка розглядала органічні сполуки як похідні найпростіших речовин: водню, води, аміаку. Формули виходили подібні з сучасними, але в них вкладалося зміст зовсім інше: формули теорії типів - це лише формули перетворення. Внутрішня будова молекул вважали непізнаваним, стаючи на позицію агностицизму - філософського вчення, що ставить межі людського пізнання. "Анархія" в хімії пішла на спад завдяки роботам Е. Франкланда і Ф. Кекуле. У хімії утвердилося поняття про валентності, зокрема розвинулося уявлення про чотирьохвалентного вуглецю. Завдяки працям С. Канниццаро ??була внесена ясність в питання про атомну і молекулярних масах, про еквівалентах.

Таким чином, до 1860 року було досягнуто розуміння фундаментальних понять хімії (атом, молекула, еквівалент, валентність), визнана справедливість закону Авогадро. Все це сприяло розвитку хімії в області отримання речовин з наперед заданими специфічними властивостями, що було великим кроком вперед. Подальший розвиток теорія будови знаходить в працях російського вченого А. М. Бутлерова. Атоми в органічних молекулах пов'язані один з одним в певному


порядку хімічними силами (силами валентності). Теорія Бутлерова тому і названа теорією хімічної будови, що вона вказувала не так на просторове сорасположеніе атомів в молекулі, а на розподіл дії хімічних сил спорідненості. Вона вказувала на причини активності одних речовин і пасивності інших. Більш того, вона вказувала на наявність активних центрів і активних угруповань у структурі молекули. І саме тому вона стала для хіміків дієвим керівництвом в практиці синтезу органічних речовин. Ідеї ??про енергетичну нееквівалентності хімічних зв'язків, зумовленої взаємним впливом атомів в структурі молекули, є головним змістом поняття "структура" в теорії Бутлерова.

Теорія хімічної будови Бутлерова знайшла фізичні обгрунтування в квантовій механіці. Сьогодні під структурою молекул ми розуміємо і просторову, і енергетичну впорядкованість квантово-механічної системи, що складається з атомних ядер і електронів і володіє єдиної молекулярної орбиталью. Взагалі ж поняття "структура" в хімії можна дати єдине визначення: структура - це стійка упорядкованість якісно незмінною системи, якою є молекула. Погляди Кекуле і Бутлерова перетворили хімію з науки аналітичної, що займається вивченням складу готових речовин, в науку переважно синтетичну, здатну створювати нові речовини і нові матеріали. Просторова структура розташування атомів в молекулі, особливо в органічній хімії, визначає властивості речовин і особливості хімічних реакцій.

Структуру встановлюють фізичними методами - ядерний магнітний резонанс, електронографія, мас-спектрометрії та ін. Формули будови висловлюють порядок хімічного зв'язку атомів і кожна речовина має одну певну формулу будови, яка відображатиме порядок хімічного зв'язку атомів в реально існуючої молекулі. Фізичні та хімічні властивості органічних сполук визначаються складом і будовою їх молекул. У той же час можна було судити лише


про хімічному будову - порядку хімічного зв'язку атомів. В даний час є можливість визначати просторове будова: визначати розподіл електричних зарядів - електронна будова. Всі три особливості будови складають одне якісне цілісне будова органічної сполуки. Наприклад, формула С2НбПро відповідає двом різним речовин: диметиловий ефір СН3ОСН3, Етиловий спирт С2Н5ВІН. Завдяки успіхам хімії та фізики, в даний час знають, що хімічні явища пов'язані з процесами, що відбуваються в електронній оболонці атомів.

У визначенні будови молекули як єдиної цілісної системи все більше стали застосовувати різні фізико-хімічні методи, засновані на законах квантової механіки. До таких належать: рефрактометрия, спектроскопія, спектральний ядерний магнітний резонанс (ЯМР), електронний парамагнітний резонанс (ЕПР). В даний час розроблені методи дослідження структури і властивостей хімічних волокон і плівок акустичним методом.

Численні досліди проводяться в області залежності структури речовини від його біологічної активності. У зв'язку з цим заслуговує на увагу новий метод кількісних співвідношень структура-активність (скорочено - КССА), вже зарекомендував себе в фармакології, але придатний для пошуку будь-яких речовин з наперед заданими властивостями.

Таким чином, еволюція поняття хімічної структури здійснювалася в напрямку, з одного боку, аналізу її складових частин або елементів, а з іншого - встановлення характеру фізико-хімічної взаємодії між ними. Останнє особливо важливо для ясного розуміння структури з точки зору системного підходу, де під структурою мають на увазі упорядковану зв'язок і взаємодія між елементами системи, завдяки якій і виникають нові цілісні її властивості. У такій хімічній системі, як молекула, саме специфічний характер взаємодії складових її атомів визначає властивості молекули.




Попередня   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   Наступна

Корпускулярно-хвильова природа мікрооб'єктів | концепція додатковості | Імовірнісний характер законів мікросвіту. Концепції невизначеності та причинності | Електронна оболонка атома | Різноманіття форм матерії | Речовина і його стану | Енергія і її прояви в природі | Закони збереження в природі | Закони збереження та принципи симетрії | Концептуальні рівні в пізнанні речовин |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати