загрузка...
загрузка...
На головну

ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК ХІМІЇ З фізики

  1. II. Стехіометричні закони хімії
  2. Аналітичний облік матеріалів на складі і в бухгалтерії, їх взаємозв'язок
  3. Атомно молекулярні вчення в хімії. Атом. Молекула. Хімічний елемент. Моль. Прості складні речовини. Приклади.
  4. БІООРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ
  5. БІОХІМІЇ
  6. Взаємозв'язок абсолютних і відносних величин. Функції статистичних показників.
  7. Взаємозв'язок безробіття та інфляції

Крім процесів диференціації самої хімічної науки, в даний час йдуть і інтеграційні процеси хімії з іншими галузями природознавства. Особливо інтенсивно розвиваються взаємозв'язки між фізикою і хімією. Цей процес супроводжується виникненням все нових і нових суміжних фізико-хімічних галузей знання.

Історія взаємодії хімії та фізики повна прикладів обміну ідеями, об'єктами і методами дослідження. На різних етапах свого розвитку фізика постачала хімію поняттями і теоретичними концепціями, що зробили сильний вплив на розвиток хімії. При цьому чим більше ускладнювалися хімічні дослідження, тим більше апаратура і методи розрахунків фізики проникали в хімію. Необхідність вимірювання теплових ефектів реакції, розвиток спектрального та рентгеноструктурного аналізу, вивчення ізотопів і радіоактивних хімічних елементів, кристалічних решіток речовини, молекулярних структур зажадали створення і привели до використання складних фізичних приладів -спектроскопов, мас-спектрографов, дифракційних решіток, електронних мікроскопів і т.д .

Розвиток сучасної науки підтвердило глибокий зв'язок між фізикою і хімією. Зв'язок ця носить генетичний характер, тобто утворення атомів хімічних елементів, з'єднання їх в молекули речовини сталося на певному етапі розвитку неорганічного світу. Також цей зв'язок ґрунтується на спільності будови конкретних видів матерії, в тому числі і молекул речовин, що складаються в кінцевому підсумку з одних і тих же хімічних елементів, атомів і елементарних частинок. Виникнення хімічної формули руху в природі викликало подальший розвиток уявлень про електромагнітній взаємодії, що вивчається фізикою. На основі періодичного закону нині здійснюється прогрес не тільки в хімії, але і в ядерній фізиці, на межі якої виникли такі змішані фізико-хімічні теорії, як хімія ізотопів, радіаційна хімія.

Фізика і хімія вивчають практично одні і ті ж об'єкти, але тільки кожна з них бачить в цих об'єктах свою сторону, свій предмет вивчення. Так, молекула є предметом вивчення не тільки хімії, але і молекулярної фізики. Якщо перша вивчає її з точки зору закономірностей освіти, складу, хімічних властивостей, зв'язків, умов її дисоціації на складові атоми, то остання статистично вивчає поведінку мас молекул, що обумовлює теплові явища, різні агрегатні стани, переходи з газоподібної в рідку і тверду фази і назад , - явища, не пов'язані зі зміною складу молекул і їх внутрішнього хімічної будови. Супровід кожної хімічної реакції механічним переміщенням мас молекул реагентів, виділення або поглинання тепла за рахунок розриву або утворення зв'язків в нових молекулах переконливо свідчать про тісний зв'язок хімічних і фізичних явищ. Так, енергетика хімічних процесів тісно пов'язана з законами термодинаміки, викладеними вище. Хімічні реакції, що протікають з виділенням енергії - зазвичай у вигляді тепла і світла, називаються екзотермічні. існують також ендотермічні реакції, що протікають з поглинанням енергії. Все сказане не суперечить законам термодинаміки: в разі горіння енергія вивільняється одночасно зі зменшенням внутрішньої енергії системи. У ендотермічних реакціях йде підвищення внутрішньої енергії системи за рахунок припливу тепла. Вимірюючи кількість енергії, що виділяється при реакції (тепловий ефект хімічної реакції), можна судити про зміну внутрішньої енергії системи. Він вимірюється в килоджоулях на моль (кДж / моль).

Окремим випадком першого початку термодинаміки є закон Гесса. Він говорить, що тепловий ефект реакції залежить тільки від початкового і кінцевого стану речовин і не залежить від проміжних стадій процесу. Закон Гесса дозволяє обчислити тепловий ефект реакції в тих випадках, коли його безпосереднє вимірювання чомусь нездійсненно.

З виникненням теорії відносності, квантової механіки і вчення про елементарні частинки розкрилися ще більш глибокі зв'язки між фізикою і хімією. Виявилося, що ключ до пояснення істоти властивостей хімічних сполук, самого механізму перетворення речовин лежить в будові атомів, в квантово-механічних процесах його елементарних частинок і особливо електронів зовнішньої оболонки. Саме новітня фізика блискуче вирішила такі питання хімії, як природа хімічного зв'язку, особливості хімічної будови молекул органічних і неорганічних сполук і т.д.

В області зіткнення фізики і хімії виник і успішно розвивається порівняно молодий з основних розділів хімії - фізична хімія, яка оформилася в кінці XIX століття в результаті успішних спроб кількісного вивчення фізичних властивостей хімічних речовин і сумішей, теоретичного пояснення молекулярних структур. Експериментальної і теоретичної базою для цього послужили роботи Д. І. Менделєєва (відкриття періодичного закону), Вант-Гоффа (термодинаміка хімічних процесів), С. Арреніуса (теорія електролітичноїдисоціації) і т.д. Предметом її вивчення стали загальнотеоретичні питання, що стосуються будови і властивостей молекул хімічних сполук, процесів перетворення речовин в зв'язку з взаємною обумовленістю їх фізичними властивостями, вивчення умов протікання хімічних реакцій і відбуваються при цьому фізичних явищ. Нині це різнобічно розгалужена наука, тісно зв'язує фізику і хімію.

Усередині фізичної хімії до теперішнього часу виділилися і цілком склалися в якості самостійних розділів, які мають своїми особливими методами та об'єктами дослідження, електрохімія, вчення про розчини, фотохимия, кристаллохимия. На початку XX століття виділилася також в самостійну науку виросла в надрах фізичної хімії колоїдна хімія. З другої половини XX століття в зв'язку з інтенсивною розробкою проблем ядерної енергії виникла і отримала великий розвиток новітня галузь фізичної хімії - хімія високих енергій, радіаційна хімія (предметом її вивчення є реакції, які відбуваються під дією іонізуючого випромінювання), хімія ізотопів.

Взагалі фізична хімія розглядається зараз як найбільш широкий загальнотеоретичний фундамент всієї хімічної науки. Багато її вчення і теорії мають велике значення для розвитку неорганічної і особливо органічної хімії. З виникненням фізичної хімії вивчення речовини стало здійснюватися не тільки традиційними хімічними методами дослідження, не тільки з точки зору його складу і властивостей, але і з боку структури, термодинаміки і кінетики хімічного процесу, а також з боку зв'язки і залежності останнього від впливу явищ, властивих іншим формам руху (світлове та радіаційне опромінення, світлове і тепловий вплив і т.д.).

У першій половині XX століття виникає прикордонна між хімією і новими розділами фізики (квантова механіка, електронна теорія атомів і молекул) наука, яку стали пізніше називати хімічної фізикою. Вона широко застосувала теоретичні та експериментальні методи новітньої фізики до дослідження будови хімічних елементів і сполук і особливо механізму реакцій. Хімічна фізика вивчає взаємозв'язок і взаимопереход хімічної і субатомной форм руху матерії.

Постійно розширюються зв'язку хімії та фізики привели цілий ряд вчених до ідеї координації і субординації цих наук.

Таким чином, хімія XX століття постає перед нами як вельми різноманітна і розгалужена система знань, яка знаходиться в процесі інтенсивного розвитку. В основній своїй масі розвиток хімії йде у вигляді узкооріентірованних прикладних досліджень, але разом з ними сьогодні розвиваються і концептуальні напрямки фундаментального характеру, які і визначають статус і положення цієї науки в системі сучасного природознавства. До числа таких концептуальних напрямів розвитку сучасної хімії слід віднести: проблему хімічного елемента, дослідження структури хімічних сполук, вчення про хімічні процеси і еволюційну хімію.





НЕРІВНОВАЖНА ТЕРМОДИНАМІКА І. ПРИГОЖИНА | ВИНИКНЕННЯ ХІМІЇ | АЛХІМІЯ | АРАБСЬКА АЛХІМІЯ | західноєвропейські АЛХІМІЯ | ПЕРІОД ЗАРОДЖЕННЯ НАУКОВОЇ ХІМІЇ | теорії флогістону | ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ МАСИ Лавуазьє | ВІДКРИТТЯ ОСНОВНИХ ЗАКОНІВ ХІМІЇ | ХІМІЯ ЯК НАУКА |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати