<<
>>

Химия XX в.


В XX в. ЯРН и парадигма химии существенно изменились. В основе современных химических представлений лежат представления квантовой химии, возникшей сразу вслед за формированием современной квантовой механики в конце 1920-х гг.
Она возникает в результате совмещения «физических» и «химических» атомов (и молекул). В результате все исходные представления химии, введенные выше, начинают переопределяться явным образом через физические ВИО-модели. В первую очередь это касается атома. Химический атом замещается физико-химическим атомом, точнее, многоэлектронным атомом квантовой механики, рассматриваемым в контексте структуры химического соединения или превращения. Соответственно физические модели кладутся в основание явного определения химических связей (см. [Полинг, 1978]).
Первым триумфом физической квантовой химии стал вывод Периодической системы элементов Менделеева из квантово-механической теории атома. Следующим достижением стала физическая электронная модель межмолекулярного взаимодействия и теория элементарных физико-химических связей (не всех), а также физическая классификация типов химической связи (ковалентная связь, ее донорно-акцепторный механизм, ее свойства; ионная связь; металлическая связь; водородная связь, многоатомная физико-химическая связь и др. [Зоркий, 1996]), начавшаяся еще до квантовой механики. Параллельно шло формирование и развитие физической аналитической химии (спектроскопия, рентгеноанализ и т. п.), т. е. нового типа эталонов и измерительных процедур для определения химических соединений и их компонентов.
Сегодня атом в химии, по сути, является явно определенным, более того, спектроскопические и рентгенографические методы, разработанные для физических атомов и молекул, стали основными для определения состава химических веществ, вытеснив чисто химические. Можно сказать, что появилась «физико-химическая аналитическая химия» XX в., сменившая аналитическую химию XIX в. Такое (по сути физическое) определение атома заменяет прежнее химическое установление соответствия «простое вещество — атом». Теперь главные ПИО химии — химические атомы — определяются явным образом с помощью физических понятий. С их помощью явным образом определяется понятие химического соединения (см. [Там же]). Вопрос, что такое атом, химиков больше не волнует, что такое химическая связь — более животрепещущий вопрос, но со стороны создания теоретической (по сути физической) модели различных связей или эмпирических и полу- эмпирических законов, помогающих ориентироваться в невероятном множестве химических превращений.
Однако сама структура и основные понятия, введенные в XIX в., по-прежнему задают контекст и специфику химии. Физика здесь не заменяет химию, а встраивается в нее. Этот тип симбиоза отличается от физической химии XIX в. тем, что он касается определения исходных понятий химии, а не добавок к ним.
Процесс совмещения «химического» и «физического» атома, воспринимаемый сегодня и физиками, и химиками как очевидный и не требующий обсуждения, не так прост. «Физическая» и «химическая» атомистика происходят из близких источников: из наложения атомистической натурфилософии на физические и химические исследования разреженных газов.
Этими двумя областями и занимался на рубеже XVIII и XIX вв. отец химической атомистики Дальтон. И, как утверждается в [ Фигуровский, т. И, с. 15], «во второй половине XVIII в. основные идеи корпускулярных теорий считались среди ученых-естествоиспытателей само собой разумеющимися», и в начале XIX в. они стали главенствующими в химии. В физике дело обстояло сложнее. В связи с успехами модели теплорода в середине XIX в. здесь произошел отход от этих представлений, и атомно-молекулярные представления пробивали себе дорогу в статистической физике с большим трудом вплоть до начала XX в. Но к 1920-м гг. и далее утверждение Н.А. Фигуровского опять вполне приложимо. В квантовой химии, как и во времена Дальтона, атомная (молекулярная) химия и физика пересеклись (атом квантовой механики происходит из атома в молекулярной статистической физике Больцмана, исходящей из молекулярной модели разреженного газа). В результате образовался новый ПИО — физико-химический атом, который обладает свойствами атома в квантовой механике, но, кроме того, включен в химические соединения и превращения. Последнее обусловливает то, что химия не сводится к физике. Физика применяется к той или иной модели химического соединения, полученной не из физики1.
•Похожая мысль развивается в [Печенкин, 1986], где выделяется линия «углубления традиционных химических представлений» в виде последовательности: «теории состава, уходящие своими корнями еще в алхимические концепции,., химические структурные теории, возникшие в 60-х гг. XIX в.... кинетические Теории... которые в 30—40-х гг. XX в. начали теснить структурные теории... И наконец, это теории самоорганизации химических систем, возникшие в 60—70-х гг.» (Гои же, с. 158—159]. Там же более подробно, но с другой позиции рассматривается взаимодействие физики и химии. Кроме внедрения в химию квантовой механики, там рассматриваются, в частности, более раннее внедрение в химию термодинамики и более поздние «теории самоорганизации» И. Пригожина и др. Но с Развиваемой в данной главе точки зрения наиболее принципиальным является Внедрение в химию квантовой механики.

Так выглядит химия в рамках описанной в гл. 7 модели естественной науки[CCXXIX]. Соответственно ответ на сакраментальный вопрос «Что такое химия?» строится на базе описанной выше модели: химия — это наука, базовой моделью которой является модель химической реакции как взаимопревращения химических веществ и соединений (ансамблей атомов) друг в друга. Но ПИО и ВИО химии — атомы.и молекулы, став ВИО квантовой механики, порождают подраздел физики — квантовую химию.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Золотов Ю.А. Аналитическая химия // Химическая энциклопедия. Т. 1. М.: Сов. энц., 1988.
Зоркий П.М. Критический взгляд на основные понятия химии // Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. 1996. Т. 40. № 3. С. 5—25.
Кузнецов В.И. Диалектика развития химии. От истории к теории развития химии. М.: Наука, 1973.
Печенкин АЛ. Взаимодействие физики и химии (Философско-методологические проблемы). М.: Мысль, 1986.
Полинг JI., Полинг И Химия. М.: Мир, 1978.
Фигуровский Н.А. Очерк общей истории химии. Т. I: От древнейших времен до начала XIX в.; Т. II: Развитие классической химии в XIX столетии. М.: Наука, 1979. Dalton J. New System of Chemical Philosophy. N.Y., 1963.
Grosserbauer M., KelnerR. Fechen//Journal ofAnalitical Chem. 1997. Vol. 357. № 2. P. 133.
ВОПРОСЫ Каковы основные понятия химии? Каков основной процесс в химии? Что такое измерение в химии? В чем разница химии XIX и XX вв.? Из чего исходит позиция редукции химии к физике и насколько она обоснованна?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Зоркий П.М. Критический взгляд на основные понятия химии // Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. 1996. Т. 40. № 3. С. 5—25.
Зоркий П.М. О фундаментальных понятиях химии // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 9. С. 47—56 (lt;I: Zorkiy.htmgt;).
Печенкин А.А. Взаимодействие физики и химии (Философско-методологические проблемы). М.: Мысль, 1986.
<< | >>
Источник: Под ред. д-ра филос. наук А.И. Липкина. Философия науки: учеб, пособие. 2007

Еще по теме Химия XX в.:

  1. ТЕМЫ ДЛЯ РЕФЕРАТОВ 1.
  2. ТЕМЫ ДЛЯ РЕФЕРАТОВ 1.
  3. Построение курса химии, ориентированного на систему понятий о химической реакции
  4. § 1.1.5. ПОСТРОЕНИЕ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ
  5. Библиографический список
  6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  7. § 2.3.5. СИСТЕМА Н. П. ГУЗИКА
  8. § 1.1.6. ШКОЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ ПО ХИМИИ
  9. ВЫВОДЫ
  10. Рекомендуемая литература
  11. § 1.2.2. РОЛЬ СВЯЗЕЙ ХИМИИ С ДРУГИХ ПРЕДМЕТАМИ В ФОРМИРОВАНИИ ХИМИЧЕСКОЙ И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА
  12. Особенности использования проблемного обучения на уроке
  13. Организация работы и схема проведения эксперимента
  14. АКТ О ВНЕДРЕНИИ
  15. § 1.1.2. ФОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ И ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ Краткая история развития содержания школьного курса химии
  16. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
  17. НЕКОТОРЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ БЮЛЛЕТЕНИ И РАССЫЛКИ