Dünyanın müasir elmi mənzərəsində kimyanın yeri. Dünyanın kimyəvi mənzərəsinin təkamülü. Kimyanın inkişafının əsas mərhələləri

ev » Biologiya Dünyanın müasir elmi mənzərəsində kimyanın yeri. Dünyanın kimyəvi mənzərəsinin təkamülü. Kimyanın inkişafının əsas mərhələləri

Kimya adətən 5 bölməyə bölünür: qeyri-üzvi, üzvi, fiziki, analitik və makromolekulyar kimya.

Müasir kimyanın ən mühüm xüsusiyyətlərinə aşağıdakılar daxildir:

1. Kimyanın əsas bölmələrinin ayrı-ayrı, əsasən müstəqil bölmələrə diferensiallaşdırılması elmi fənlər, bu obyektlər və tədqiqat metodları arasındakı fərqə əsaslanır.

2. Kimyanın digər elmlərlə inteqrasiyası. Bu prosesin nəticəsi olaraq canlı orqanizmlərdəki kimyəvi prosesləri öyrənən biokimya, bioüzvi kimya və molekulyar biologiya meydana gəldi. Həm geokimya, həm də kosmokimya fənlərin kəsişməsində yarandı.

3. Yeni fiziki-kimyəvi və fiziki tədqiqat metodlarının yaranması.

4. Kvant dalğası konsepsiyası əsasında kimyanın nəzəri əsaslarının formalaşması.

Kimyanın müasir səviyyəyə qədər inkişafı ilə o, əsas problemin həllinə (maddələrin xassələrinin mənşəyinin öyrənilməsi və bu əsasda əvvəlcədən müəyyən edilmiş xassələrə malik maddələrin alınması üsullarının işlənib hazırlanması) həllinə dörd yanaşma kompleksi hazırlamışdır.

1. Maddələrin xassələrinin müstəsna olaraq onların tərkibi ilə bağlı olduğu tərkib haqqında təlim. Bu səviyyədə kimyanın məzmunu onun ənənəvi tərifi ilə məhdudlaşırdı - kimyəvi elementlər və onların birləşmələri haqqında elm kimi.

2. Struktur kimya. Bu konsepsiya kimyada maddələrin xassələri arasında təkcə tərkibi ilə deyil, həm də molekulların quruluşu ilə əlaqə quran nəzəri anlayışları birləşdirir. Bu yanaşma çərçivəsində molekulun ayrı-ayrı fraqmentlərinin - onun ayrı-ayrı atomlarının və ya bütün atom qruplarının kimyəvi aktivliyi ideyasını özündə əks etdirən "reaktivlik" anlayışı yarandı. Struktur konsepsiya kimyanı əsasən analitik elmdən sintetik elmə çevirməyə imkan verdi. Bu yanaşma son nəticədə bir çox üzvi maddələrin sintezi üçün sənaye texnologiyalarını yaratmağa imkan verdi.

3. Kimyəvi proseslər haqqında təlim. Bu konsepsiya çərçivəsində fiziki kinetik və termodinamika metodlarından istifadə etməklə kimyəvi çevrilmələrin istiqamətinə və sürətinə təsir edən amillər və onların nəticələri müəyyən edilmişdir. Kimya reaksiyaya nəzarət mexanizmlərini aşkar etdi və nəticədə yaranan maddələrin xassələrinin dəyişdirilməsi yollarını təklif etdi.

4. Təkamül kimyası. Kimyanın konseptual inkişafının son mərhələsi canlı təbiət kimyasında həyata keçirilən bəzi prinsiplərin onda istifadəsi ilə bağlıdır. Təkamül kimyası çərçivəsində kimyəvi çevrilmə prosesində reaksiya katalizatorlarının özünü təkmilləşdirməsinin baş verdiyi şərtlərin axtarışı aparılır. Əsasən, bu, özünü təşkil etməkdən gedir. kimyəvi proseslər canlı orqanizmlərin hüceyrələrində baş verir.

Kimyanın, eləcə də bütün Avropa elminin yaranması, uzunmüddətli formalaşma tarixinə baxmayaraq, müasir dövrdə təbiət qanunlarının mövcudluğu ideyasının yaranması ilə bağlıdır. Kimyanın klassik tərifi, kimyanın maddələr, onların quruluşu, xassələri, reaksiyaları və çevrilmələrini tənzimləyən qanunlar haqqında elm olduğu tərifdir; təbiət elminin sahələrindən biri 1 . Bununla belə, artıq 1967-ci ildə “Kimyanın əsas qanunları haqqında fikirlərin təkamülü” adlı fundamental monoqrafiyasında V. İ. Kuznetsov belə nəticəyə gəlmişdir ki, kimyanın “maddələr və onların çevrilmələri haqqında elm” kimi tərifi köhnəlmişdir. Maddənin quruluşu və kimyəvi proseslərin dinamikası haqqında anlayış və müvafiq olaraq onların öyrənilməsi metodologiyası dəyişdi. Bu, kimyəvi tədqiqatların bütün əsas sahələrinin səmərəli inkişafına səbəb oldu. Yeni kimyəvi birləşmələr kəşf edildi. Beləliklə, müasir kimyada 15 milyondan çox kimyəvi birləşmə və kimyəvi reaksiyalar, gözlənilməz xüsusiyyətləri üzə çıxaran və tamamilə yeni anlayışların tətbiqini tələb edən.

Yu.A.Jdanov hərəkətin kimyəvi formasının spesifikliyi probleminə toxunaraq qeyd edir ki, paradoksal olaraq müasir təbiətşünaslıq sistemində kimya bir qədər qeyri-müəyyən mövqe tutur: o, asanlıqla zəruri hesab olunur. elmi əsas bioloji, geoloji hadisələri anlamaq, texnoloji proseslər yaratmaq, lakin çox vaxt onu kvant mexanikasına, statik fizikaya, termodinamikaya endirərək nəzəri elm statusu inkar edilir. Jdanov yazır ki, həm filosoflar, həm də təbiətşünaslar arasında kimyanın prinsipcə mövcud olmadığına, “kimya” termininin dəqiq, nəfis fiziki nəzəriyyə ilə çirkli nəzəriyyənin qarışığını gizlətdiyinə and içməyə hazır olan çoxlu mötəbər şahidlər var. , vulqar mətbəxi, yalnız mərhəmətdən elm adlandırmaq olar. Belə bir vəziyyətdə sual etibarlıdır ki, bu da onun tədqiqatında təkcə K) deyil. A.Jdanov, həm də bir çox alim və filosoflar: əgər kimyanın nəzəri tərəfi fizika tərəfindən tükənibsə, kimyadan ancaq praktiki təcrübə qalır, lakin öz nəzəriyyəsindən məhrum fəaliyyət sahəsini elm kimi qəbul etməyə kim cəsarət edə bilər?

Baxmayaraq ki, təxminlər var ən müasir kimyanın yeni kimyanın doğuşu kimi aydınlaşdırılması lazım olan problemlərdən biri də kimyəvi biliklərin fiziki biliyə endirilməsi məsələsidir. Bu problem fəlsəfi sualdır, çünki mahiyyət etibarı ilə onun necə formalaşdırılmasından gedir.

V. Dekelman kimyanın özünəməxsus varlıq anlayışına malik olub-olmaması, yoxsa onun öz əsaslarına görə fizikanın sadəcə özəl sahəsi olub-olmaması haqqında. Kimyəvi dəyişiklikləri fiziki olanlara endirmək ənənəsi od, hava və yer atomlarının bir-biri ilə mexaniki şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olması və “qarışıq cisimlər” əmələ gəlməsi ideyasından qaynaqlanır (R.Dekart, R.Boyl, İ.Nyuton). M.Volkenşteynə görə, fizikadan başqa nəzəri kimya yoxdur. Bu anlayış, ilk növbədə, klassik mexanikanın (M. Faraday) inkişafı ilə qurulmuş və bir çox kimyaçılar tərəfindən paylaşılmışdır; məsələn, D. I. Mendeleev kimyəvi kəşflərin parlaqlığının müasir kimyanı tamamilə xüsusi bir elmə çevirdiyini etiraf edərək, "kimyəvi yaxınlığın mexaniki bir hadisə kimi qiymətləndiriləcəyi zamanın şübhəsiz ki, gəldiyini" qeyd etdi. İkincisi, prinsipləri və müddəaları kimya elminin ənənəvi problemlərinin həllinə tətbiq olunan kvant mexanikasının inkişafı ilə kimyanın fundamental əsaslarının kvant mexaniki təbiətinə inanmağa əsas verir.

Fiziki əsas kimyəvi biliklər kvant mexanikasının aşağıdakı əsas postulatlarıdır: 1) elektronun fəzada və zamanda paylanmış yük və spin (bucaq impulsu) kimi dalğa funksiyası anlayışı; 2) enerji səviyyələrinə, spin vəziyyətlərinə və öz orbitallarına (dalğa funksiyalarına) görə elektronları "təşkil edən" Pauli prinsipi; 3) klassik mexanika tənliklərinin kvant varisi kimi E.Şrödinger tənliyi.

Bununla əlaqədar olaraq, 20-ci əsrin bir çox fizikləri, məsələn, U.Heyzenberq, P.İordaniya, R.Feynman hər hansı kimyəvi proseslərin qanunauyğunluqlarının fundamental fiziki qanunlara endirilməsinin mümkünlüyü haqqında tezis hazırlamışlar. Üstəlik, fiziklər əmin olduqlarını bildirirlər ki, “biologiyanın da fizika və kimya ilə tamamilə qovuşduğu zaman mütləq gələcək. kvant mexanikası fizika və kimyanı birləşdirdi. Rus fizikasının və fəlsəfəsinin bir çox nümayəndələri də bu fikri bölüşürlər. Deməli, S. V. Vonsovski yazır ki, bütün kimyəvi proseslərdə biz ilk növbədə təbiət cisimlərinin atomizmi ilə qarşılaşırıq. Kimya onun tərəfindən ən mühüm təbiət elmi fənlərindən biri kimi başa düşülür, ilk növbədə molekulların quruluşu, həmçinin molekulların qarşılıqlı təsir prosesləri və müxtəlif kimyəvi reaksiyalar zamanı maddələrin davranışı haqqında elmdir.

Dünyanın kimyəvi mənzərəsinin azalması problemi kimyanı nəzəri fizika ilə eyni dəqiq elmə çevirmək cəhdidir. Bununla belə, kimyanın başqa bir əsası var - riyazi, ifadəsi bir çox kəmiyyət qanunlarının, dəqiq qanunların (o cümlədən Mendeleyev qanununun elektron dövriliyi), atom-molekulyar, termodinamik və kinetik sabitləri xarakterizə edən ən yüksək ölçmə səviyyəsinin yaradılması idi. maddə və kimyəvi proses. Kimyanın fundamental fiziki-riyazi əsasları ilə yanaşı, bu gün kimyəvi biliklərin özünün də çoxlu tədqiqat sahələri formalaşmışdır. Üstəlik, həm kimya fənlərinin qovşağında, həm də bütün təbiət elmləri arasında fənlərarası qarşılıqlı əlaqələrin inkişaf tendensiyaları fənlər arasında əks əlaqənin fəaliyyətinə səbəb olmuşdur.

Kimyanın fizikaya endirilməsinə qarşı çıxan ənənənin əsas tezisi: “Kimyəvi hadisədə həmişə fiziki hadisədən başqa bir şey var” (V. Ostvald, N. N. Semenov, Yu. A. Jdanov, B. M. Kedrov, A. N. Nesmeyanov və başqaları). Bu müddəa kimyanın obyekt əsası probleminin formalaşdırılması zərurətinə səbəb olur. Bu problemin ifadəsi sual ola bilər: kimya və fizika eyni tədqiqat obyekti ilə məşğul olurmu?

G. A. Krestovun qeyd etdiyi kimi, kimya dünyanı maddə və sahə şəklində mövcud olan, kütlə, enerjiyə malik olan və korpuskulyar və dalğa xassələrinin dialektik vəhdəti ilə xarakterizə olunan vahid maddə anlayışı ilə öyrənir.

Halbuki fizika “sahə” anlayışı ilə fəaliyyət göstərir. V. M. Kedrov qeyd edir ki, atomlar və molekullar cismin ilkin struktur elementlərinə münasibətdə inkişafında son mərhələ ola bilər və fizikanın tədqiqat obyekti ola bilər, lakin onlar həm də yaranan molekulyar strukturlara münasibətdə ilkin kimyəvi vahid ola bilərlər. ondan və bu zaman kimyanın öyrənilməsi obyekti kimi çıxış edir 11 .

Kimyəvi bağları fiziki olanlarla azaltmağın tərəfdarları kimyəvi qarşılıqlı əlaqənin daha ümumi elektromaqnit qarşılıqlı təsirinin xüsusi bir növü kimi başa düşülməsini nəzərdə tuturlar. Nəzərə alsaq ki, fərdi atom hələ kimyəvi maddə deyil, onda D. İ. Mendeleyevin elementlərinin dövri sistemi kimyəvi anlayış deyil. Kimyəvi prosesi təhlil edərkən V. A. Engelqardtın haqlı olaraq qeyd etdiyi kimi: “... əvvəllər müstəqil olan hissə öz mövcudluğunu dayandırır, daxildən birləşmiş inteqral tamın tərkib hissəsinə çevrilir. Yeni bir şey yaranır, əvvəllər mövcud olmayan, ona xas olan yeni keyfiyyətlərlə.

Özəllik kimyəvi şəkil dünya ondan ibarətdir ki, əsas tədqiqat obyektləri təkcə atomlar və ya molekullar deyil, həm də çox şeydir mürəkkəb təşkilat maddələr. Nəzərə almaq lazımdır ki, atomun elektron orbitallarının yenidən təşkili bütövlükdə atomun daxilində baş verir. Yəni elektron orbitalların yenidən təşkili təkcə elektronların fərdi xüsusiyyətləri ilə deyil, atomun bütün strukturu ilə bağlıdır. Yalnız bütünlük çərçivəsində bu və ya digər qarşılıqlı təsirin kimyəvi olduğunu deyə bilərik. Nəzərə almaq lazımdır ki, kimyəvi birləşmələr ayrı-ayrı atomlardan deyil, atomlardan qurulur atom nüvələri(atom nüvələri) ictimailəşdirilmiş elektron kontinuumla bağlanır. Bu, bir atomun elektron itirməsi, digərinin isə onu əldə etməsi prosesinin kimyəvi qarşılıqlı təsirin mahiyyətini əks etdirə bilməməsinə səbəb olur.

Bu məsələdə N. M. Çeremnıx və O. S. Sirotkin kimi tədqiqatçılar haqlı olaraq belə hesab edirlər ki, onun kimyəvi tədqiqat obyekti olmasının meyarı maddədə kimyəvi rabitənin olmasıdır; nə də elementar hissəcik, nə atom (bəzən kimyanın “qanuni” obyekti hesab olunur) bu meyara cavab vermir və buna görə də maddənin təşkilinin elementar və atom səviyyəli modelləri kimyəvi səviyyəyə ekstrapolyasiya edilə bilməz. Kimyəvi sistem bir növ bütövlükdür, ona görə də onun əsasında yaranan ayrı-ayrı elementlərin təsviri kimyəvi prosesin tam təsvirini verə bilməz, məsələn, qlükozadan qlikogenin əmələ gəlməsi və s. fizika ilə kimya arasında fərq olduğunu söyləyirlər, o, təkcə kimyəvi və fiziki (elektromaqnit) qarşılıqlı təsirlər arasındakı fərqə qədər azalmır. N. N. Semyonov fizika qanunlarına endirilməsi mümkün olmayan bütün kimyəvi qanunların əldə oluna biləcəyi əsas prinsipləri müəyyən edir:

Prinsip elektron quruluş molekulyar sistemlər; molekulyarın quruluşu və xassələri arasındakı əlaqə haqqında doktrina

- kimyəvi birləşmələrin reaktivliyi haqqında doktrinanı;
- kimyəvi hadisələrin vəhdəti anlayışı.

Üstəlik, nəzərə alsaq ki, fizikokimyaçı N. N. Semenovun mötəbər fikrinə görə, kimyəvi maddənin mahiyyəti müasir kimyada bir çox maddələrin kinetik kontinuumu kimi qəbul edilən kimyəvi prosesdir, deməli, kimyəvi prosesdir. fizikanın obyektləri ilə biologiyanın obyektləri arasında körpü təşkil edən.

Bax: Kimyəvi Ensiklopedik Lüğət. M.: Sovet Ensiklopediyası, 1983.
Bax: Kuznetsov V.I. Kimyanın əsas qanunları haqqında fikirlərin təkamülü.M. : Nauka, 1967.
Bax: Jdanov Yu. A. Karbon və həyat. Rostov n/a: Rusiya Dövlət Universitetinin Nəşriyyatı, 1968; Jdanov Yu. A. Üzvi kimyanın metodologiyasına dair esselər. M .: Vyssh. məktəb, 1960.
Bax: Kuznetsov V. I. Kimyanın inkişafının dialektikası. Moskva: Nauka, 1973; Solovyov Yu. I., Trifonov D. II., Şamin A. II. Müasir kimyanın əsas istiqamətlərinin inkişafı. Moskva: Təhsil, 1978; Polit L. Ümumi kimya. M.: Mir, 1974.

(kimya baxımından maddənin təşkilinin struktur səviyyələri).

Kimya təbiət elminin sahələrindən biridir, mövzusu kimyəvi elementlər (atomlar), onların əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb maddələr (molekullar), onların çevrilmələri və bu çevrilmələrin tabe olduğu qanunauyğunluqlardır. Tərifinə görə, D.I. Mendeleyev (1871), "indiki vəziyyətində kimyanı elementlər doktrinası adlandırmaq olar." "Kimya" sözünün mənşəyi tam aydın deyil. Bir çox tədqiqatçılar bunun Misirin qədim adından gəldiyinə inanırlar - Chemia (yunan Chemía, Plutarxda tapılmışdır), bu "hem" və ya "hame" - qara - qara və "qara yerin elmi" (Misir) mənasını verir. Misir elmi".

Müasir kimya həm digər elmlərlə, həm də bütün sahələrlə sıx bağlıdır. Milli iqtisadiyyat. Maddənin hərəkətinin kimyəvi formasının və onun digər hərəkət formalarına keçidinin keyfiyyət xüsusiyyəti kimya elminin çoxşaxəliliyini və onun həm aşağı, həm də yüksək hərəkət formalarını öyrənən bilik sahələri ilə əlaqələrini müəyyən edir. Maddənin hərəkətinin kimyəvi forması haqqında biliklər zənginləşir ümumi doktrina təbiətin inkişafı, kainatda maddənin təkamülü haqqında, dünyanın vahid materialist mənzərəsinin formalaşmasına kömək edir. Kimyanın digər elmlərlə əlaqəsi onların qarşılıqlı nüfuzunun spesifik sahələrinə səbəb olur. Beləliklə, kimya və fizika arasında keçid sahələri fiziki kimya və kimyəvi fizika ilə təmsil olunur. Kimya və biologiya, kimya və geologiya arasında xüsusi sərhəd zonaları yarandı - geokimya, biokimya, biogeokimya, molekulyar biologiya. Kimyanın ən mühüm qanunları riyazi dildə ifadə olunur və nəzəri kimya da riyaziyyatsız inkişaf edə bilməz. Kimya fəlsəfənin inkişafına təsir göstərmiş və göstərməkdədir və onun təsirini özü də yaşayıb və yaşayır. Tarixən kimyanın iki əsas sahəsi inkişaf etmişdir: ilk növbədə kimyəvi elementləri və onların əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb maddələri (karbon birləşmələri istisna olmaqla) öyrənən qeyri-üzvi kimya və mövzusu karbonun digər elementlərlə birləşmələri olan üzvi kimya ( üzvi maddələr). 18-ci əsrin sonlarına qədər. "qeyri-üzvi kimya" və "üzvi kimya" terminləri yalnız müəyyən birləşmələrin hansı təbiət "səltənətindən" (mineral, bitki və ya heyvan) alındığını göstərir. 19-cu əsrdən başlayaraq. bu terminlər müəyyən bir maddədə karbonun varlığını və ya olmamasını göstərir. Sonra onlar yeni, daha geniş məna qazandılar. Qeyri-üzvi kimya ilk növbədə geokimya ilə, sonra isə mineralogiya və geologiya ilə təmasda olur, yəni. qeyri-üzvi təbiət elmləri ilə. Üzvi kimya ən mürəkkəb biopolimer maddələrə qədər müxtəlif karbon birləşmələrini öyrənən kimya sahəsidir; üzvi və bioüzvi kimya vasitəsilə Kimya biokimya və daha sonra biologiya ilə həmsərhəddir, yəni. canlı təbiət elmlərinin məcmusu ilə. Qeyri-üzvi və üzvi kimyanın qovşağında orqanoelement birləşmələrinin sahəsi yerləşir. Kimyada, haqqında fikirlər struktur səviyyələri maddənin təşkili. Maddənin mürəkkəbliyi ən aşağı atomdan başlayaraq molekulyar, makromolekulyar və ya yüksək molekulyar birləşmələrdən (polimer), sonra molekullararası (kompleks, klatrat, katan) və nəhayət, müxtəlif makrostrukturlardan (kristal, misel) keçir. ) qeyri-stoxiometrik formasiyalara qədər. Müvafiq fənlər tədricən inkişaf etdi və təcrid olundu: mürəkkəb birləşmələrin, polimerlərin kimyası, kristal kimyası, dispers sistemlərin və səth hadisələrinin öyrənilməsi, ərintilər və s.

Kimyəvi cisim və hadisələrin öyrənilməsi fiziki üsullar, əsaslanan kimyəvi çevrilmə qanunlarının qurulması ümumi prinsiplər fizika, fiziki kimyanın əsasını təşkil edir. Kimyanın bu sahəsinə bir sıra çox müstəqil fənlər daxildir: kimyəvi termodinamika, kimyəvi kinetika, elektrokimya, kolloid kimya, kvant kimyası və molekulların, ionların, radikalların quruluşu və xassələrinin öyrənilməsi, radiasiya kimyası, fotokimya, radiasiya doktrinası. kataliz, kimyəvi tarazlıq, məhlullar və s. analitik kimya, onun üsulları kimyanın və kimya sənayesinin bütün sahələrində geniş istifadə olunur. Kimyanın praktiki tətbiqi sahələrində bir çox sahələri olan kimya texnologiyası, metallurgiya, kənd təsərrüfatı kimyası, tibbi kimya, məhkəmə kimyası və s. kimi elmlər və elmi fənlər yaranmışdır.

İnsandan və onun şüurundan asılı olmayaraq mövcud olan xarici aləm maddənin müxtəlif hərəkət növlərini təmsil edir. Maddə sonsuz hərəkətdə mövcuddur, onun ölçüsü enerjidir. Ən çox öyrənilənlər materiya və sahə kimi maddənin varlığının formalarıdır. Daha az dərəcədə elm vakuumun və informasiyanın mahiyyətinə maddi obyektlərin mümkün mövcudluq formaları kimi nüfuz etmişdir.

Maddə dedikdə, sükunət kütləsinə malik olan hissəciklərin (atomlar, molekullar və s.) sabit toplusu başa düşülür. Sahə hissəciklərin qarşılıqlı təsirini təmin edən maddi mühit hesab olunur. müasir elm sahənin istirahət kütləsi olmayan kvant axını olduğunu hesab edir.

İnsanı əhatə edən maddi cisimlər müxtəlif maddələrdən ibarətdir. Eyni zamanda, istirahət kütləsi olan və müəyyən bir yer tutan real dünyanın cisimləri cisim adlanır.

Hər bir orqanizmin öz fiziki parametrləri və xüsusiyyətləri var. Və onların təşkil olunduğu maddələr kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərə malikdir. Fiziki xüsusiyyətlər olaraq, bir maddənin məcmu hallarını, sıxlığını, həllolma qabiliyyətini, temperaturunu, rəngini, dadını, qoxusunu və s.

Maddənin bərk, maye, qaz və plazma məcmu halları var. Normal şəraitdə (temperatur 20 dərəcə Selsi, təzyiq 1 atmosfer) müxtəlif maddələr müxtəlif aqreqasiya vəziyyətlərində olur. Məsələn: saxaroza, natrium xlorid (duz), kükürd bərk maddələrdir; su, benzol, sulfat turşusu - mayelər; oksigen, karbon qazı, metan qazlardır.

Bir elm kimi kimyanın əsas vəzifəsi kimyəvi reaksiyalar əsasında bir maddənin digərinə çevrilməsinə imkan verən maddənin belə xassələrini müəyyən etmək və təsvir etməkdir.

Kimyəvi çevrilmələr atomların qarşılıqlı təsiri nəticəsində molekulların, assosiativlərin və aqreqatların əmələ gəlməsinə səbəb olan maddə hərəkətinin xüsusi formasıdır.

Kimyəvi təşkili nöqteyi-nəzərindən atom maddənin ümumi strukturunda ilkin səviyyədir.

Buna görə də kimya maddənin hərəkətinin xüsusi "kimyəvi" formasını öyrənir, onun xarakterik xüsusiyyəti maddənin keyfiyyətcə çevrilməsidir.

Kimya bir maddənin tərkibində və strukturunda dəyişikliklə müşayiət olunan digərinə çevrilməsini öyrənən, həmçinin bu proseslər arasında qarşılıqlı keçidləri araşdıran bir elmdir.

“Təbiət elmi” termini təbiət və ya təbiətşünaslıq haqqında bilik deməkdir. Təbiətin öyrənilməsinin başlanğıcını təbiət fəlsəfəsi qoydu ("təbiət tarixi" almancadan "naturphilosophie" və latıncadan tərcümədə - "natura" - təbiət, "Sofiya" - müdriklik).

Hər bir elmin, o cümlədən kimyanın inkişafı zamanı riyazi aparat, nəzəriyyələrin konseptual aparatı işlənib hazırlanmış, eksperimental baza və təcrübi texnika təkmilləşmişdir. Nəticədə müxtəlif təbiət elmlərinin öyrənilməsi fənlərində tam diferensiasiya yarandı. Kimya əsasən atom və molekulyar səviyyəŞəkildə göstərildiyi kimi maddənin təşkili. 8.1.

düyü. 8.1. Kimya elminin öyrəndiyi maddə səviyyələri

Kimyanın əsas anlayışları və qanunları

Müasir təbiət elminin mərkəzində maddənin, hərəkətin və enerjinin saxlanması prinsipi dayanır. M.V tərəfindən tərtib edilmişdir. Lomonosov 1748-ci ildə. Bu prinsip kimya elmində möhkəm şəkildə təsbit edilmişdir. 1756-cı ildə M.V. Lomonosov kimyəvi prosesləri öyrənərək kimyəvi reaksiyada iştirak edən maddələrin ümumi kütləsinin sabitliyini kəşf etdi. Bu kəşf kimyanın ən mühüm qanunu - qorunma qanunu və kütlə ilə enerji əlaqəsi oldu. Müasir təfsirdə belə ifadə edilir: kimyəvi reaksiyaya girən maddələrin kütləsi reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələrin kütləsinə bərabərdir.

1774-cü ildə məşhur fransız kimyaçısı A.Lavuazye kütlənin saxlanması qanununu reaksiyada iştirak edən maddələrin hər birinin kütlələrinin dəyişməzliyi haqqında fikirlərlə tamamladı.

1760-cı ildə M.V. Lomonosov enerjinin saxlanması qanununu formalaşdırdı: enerji yoxdan yaranmır və izsiz yox olmur, bir formadan digərinə çevrilir. Alman alimi R.Mayer 1842-ci ildə bu qanunu eksperimental olaraq təsdiq etmişdir. Və ingilis alimi Joule müxtəlif növ enerji və işlərin ekvivalentliyini təyin etdi (1 kal = 4,2 J). Kimyəvi reaksiyalar üçün bu qanun aşağıdakı kimi tərtib edilir: sistemin enerjisi, o cümlədən reaksiyaya daxil olan maddələr, reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələr də daxil olmaqla sistemin enerjisinə bərabərdir.

Tərkibinin sabitliyi qanununu fransız alimi J.Prust (1801) kəşf etmişdir: istənilən kimyəvi cəhətdən təmiz fərdi maddə, hazırlanma üsulundan asılı olmayaraq həmişə eyni kəmiyyət tərkibinə malikdir. Başqa sözlə, suyun necə alınmasından asılı olmayaraq, hidrogen yandırıldıqda və ya kalsium hidroksid (Ca (OH) 2) parçalandıqda, onun tərkibindəki hidrogen və oksigen kütlələrinin nisbəti 1:8 olur.

1803-cü ildə J. Dalton ( ingilis fiziki və kimyaçı) çoxlu nisbətlər qanununu kəşf etdi, buna görə iki element bir-biri ilə bir neçə birləşmə əmələ gətirirsə, o zaman elementlərdən birinin digərinin eyni kütləsinə düşən kütlələri bir-biri ilə kiçik tam ədədlər kimi əlaqələndirilir. Bu qanun maddənin quruluşu haqqında atomistik fikirlərin təsdiqidir. Elementlər bir neçə nisbətdə birləşdirilirsə, kimyəvi birləşmələr birləşməyə daxil olan elementin ən kiçik miqdarını təmsil edən bütöv atomlarla fərqlənir.

19-cu əsrdə kimyanın ən mühüm kəşfi Avoqadro qanunudur. Qazlar arasındakı reaksiyaların kəmiyyət tədqiqatları nəticəsində fransız fiziki J.L. Gay-Lussac müəyyən etdi ki, reaksiya verən qazların həcmləri bir-biri ilə və nəticədə yaranan qaz halında olan məhsulların həcmləri ilə kiçik tam ədədlər kimi bağlıdır. Bu faktın izahı Avoqadro qanunu ilə verilir (1811-ci ildə italyan kimyaçısı A. Avoqadro tərəfindən kəşf edilmişdir): eyni temperatur və təzyiqdə alınan istənilən qazların bərabər həcmləri eyni sayda molekulları ehtiva edir.

Kimyəvi hesablamalarda ekvivalentlər qanunundan tez-tez istifadə olunur. Tərkibinin sabitliyi qanunundan belə nəticə çıxır ki, elementlərin bir-biri ilə qarşılıqlı təsiri ciddi şəkildə müəyyən edilmiş (ekvivalent) nisbətlərdə baş verir. Buna görə də ekvivalent termini müəyyən edilmişdir kimya elmiəsas kimi. Elementin ekvivalenti onun bir mol hidrogenlə birləşən və ya kimyəvi reaksiyalarda eyni sayda hidrogen atomunu əvəz edən miqdarıdır. Kimyəvi elementin bir ekvivalentinin kütləsinə onun ekvivalent kütləsi deyilir. Ekvivalent və ekvivalent kütlə anlayışları mürəkkəb maddələrə də aiddir. Mürəkkəb maddənin ekvivalenti onun bir ekvivalent hidrogenlə və ya hər hansı digər maddənin bir ekvivalenti ilə qalıqsız qarşılıqlı əlaqədə olan miqdarıdır. Ekvivalentlər qanununun tərtibi 18-ci əsrin sonunda Rixter tərəfindən verilmişdir: bütün maddələr bir-biri ilə ekvivalentlərinə mütənasib miqdarda reaksiya verirlər. Bu qanunun başqa bir ifadəsində deyilir: bir-biri ilə reaksiya verən maddələrin kütlələri (həcmləri) onların ekvivalent kütlələrinə (həcmlərinə) mütənasibdir. Bu qanunun riyazi qeydi: m 1: m 2 \u003d E 1: E 2, burada m 1 və m 2 qarşılıqlı təsir göstərən maddələrin kütlələridir, E 1 və E 2 bu maddələrin kq ilə ifadə olunan ekvivalent kütlələridir. / mol.

D.I-nin dövri qanunu mühüm rol oynayır. Mendeleyev, müasir şərhi deyir ki, elementlərin düzülüşü və kimyəvi xassələri nüvənin yükü ilə müəyyən edilir.

kimya- maddələrin tərkibində və strukturunda dəyişikliklə müşayiət olunan çevrilmələr haqqında elm.

Bir maddənin digərini əmələ gətirdiyi hadisələrə deyilir kimyəvi. Təbii ki, bir tərəfdən bunlar hadisələr sırf tapmaq olar fiziki dəyişir, lakin digər tərəfdən kimyəvi hadisələr həmişə hamıda mövcuddur bioloji proseslər. Beləliklə, aydındır əlaqə fizika və biologiya ilə kimya.

Bu əlaqə, görünür, kimyanın uzun müddət müstəqil elmə çevrilə bilməməsinin səbəblərindən biri idi. Baxmayaraq ki, artıq Aristotel maddələri sadə və mürəkkəb, saf və qarışıqa böldü və bəzi çevrilmələrin mümkünlüyünü, digərlərinin isə qeyri-mümkünlüyünü izah etməyə çalışdı, kimyəvi hadisələri bütövlükdə nəzərdən keçirdi keyfiyyət dəyişir və buna görə də nəsillərdən birinə aid edilir hərəkətlər. kimya Aristotel onun bir hissəsi idi fizika- təbiət haqqında bilik ().

Qədim kimyanın asılılığının başqa bir səbəbi ilə bağlıdır nəzəri, bütövlükdə bütün qədim yunan elminin təfəkkürlü olması. Əşyalarda və hadisələrdə onlar dəyişməz axtarırdılar - fikir. Nəzəriyyə kimyəvi hadisələrə səbəb olmuşdur element ideyası() təbiətin müəyyən başlanğıcı kimi və ya atom haqqında fikir maddənin bölünməz hissəciyi kimi. Atomistik konsepsiyaya görə, onların birləşmələrinin çoxluğunda atomların formalarının xüsusiyyətləri makrokosmos cisimlərinin keyfiyyətlərinin müxtəlifliyini müəyyən edir.

Empirik təcrübədə olub Qədim Yunanıstan bölgəyə incəsənət və sənətkarlıq. Haqqında praktiki biliklər də daxil idi kimyəvi proseslər: filizlərdən metalların əridilməsi, parçaların rənglənməsi, dərinin sarılması.

Yəqin ki, Misir və Babildə tanınan bu qədim sənətkarlıqlardan orta əsrlərin “gizli” hermetik sənəti – IX-XVI əsrlərdə Avropada ən çox yayılmış kimyagərlik yaranmışdır.

3-4-cü əsrlərdə Misirdə yaranmış praktiki kimyanın bu istiqaməti sehr və astrologiya ilə bağlı olmuşdur. Onun məqsədi həm maddi, həm də mənəvi həqiqi kamilliyə nail olmaq üçün daha az nəcib maddələri daha nəcib maddələrə çevirmək yollarını və vasitələrini işləyib hazırlamaq idi. Axtarış zamanı universal Belə çevrilmələr vasitəsilə ərəb və avropalı kimyagərlər bir çox yeni və qiymətli məhsullar əldə etmiş, həmçinin laboratoriya texnikasını təkmilləşdirmişlər.

1. Elmi kimyanın doğulduğu dövr(XVII - XVIII əsrin sonu; Paracelsus, Boyle, Cavendish, Stahl, Lavoisier, Lomonosov). Kimyanın təbiətşünaslıqdan müstəqil bir elm kimi fərqlənməsi ilə xarakterizə olunur. Onun məqsədləri müasir dövrdə sənayenin inkişafı ilə müəyyən edilir. Lakin bu dövrün nəzəriyyələri, bir qayda olaraq, kimyəvi hadisələr haqqında ya qədim, ya da kimyavi fikirlərdən istifadə edir. Dövr kimyəvi reaksiyalarda kütlənin saxlanması qanununun kəşfi ilə başa çatdı.

Misal üçün, yatrokimya Paracelsus (XVI əsr) dərmanların hazırlanmasına və xəstəliklərin müalicəsinə həsr edilmişdir. Paracelsus xəstəliklərin səbəblərini orqanizmdə kimyəvi proseslərin pozulması ilə izah edirdi. Kimyagərlər kimi, o, maddələrin müxtəlifliyini bir neçə elementə - maddənin əsas xassələrinin daşıyıcılarına endirdi. Ona görə də dərman qəbul etməklə onların normal nisbətini bərpa etmək xəstəliyi sağaldır.

Nəzəriyyə flogiston Stahl (XVII-XVIII əsrlər) yanma ilə əlaqəli bir çox kimyəvi oksidləşmə reaksiyalarını ümumiləşdirdi. Stahl bütün maddələrdə "phlogiston" elementinin mövcudluğunu - yanma qabiliyyətinin başlanğıcını təklif etdi.

Sonra yanma reaksiyası belə görünür: yanan bədən → qalıq + phlogiston; Əks proses də mümkündür: qalıq phlogiston ilə doymuşsa, yəni. qarışıq, məsələn, kömür ilə, sonra yenidən metal əldə edə bilərsiniz.

2. Kimyanın əsas qanunlarının kəşf dövrü(1800-1860; Dalton, Avoqadro, Berzelius). Dövrün nəticəsi atom-molekulyar nəzəriyyə oldu:

a) bütün maddələr fasiləsiz xaotik hərəkətdə olan molekullardan ibarətdir;

b) bütün molekullar atomlardan ibarətdir;

3. Müasir dövr(1860-cı ildə başlamışdır; Butlerov, Mendeleyev, Arrhenius, Kekule, Semenov). O, kimya bölmələrinin müstəqil elmlər kimi ayrılması, həmçinin əlaqəli fənlərin, məsələn, biokimyanın inkişafı ilə xarakterizə olunur. Bu dövrdə elementlərin dövri sistemi, valentlik nəzəriyyələri, aromatik birləşmələr, elektrokimyəvi dissosiasiya, stereokimya, maddənin elektron nəzəriyyəsi təklif edilmişdir.

Dünyanın müasir kimyəvi mənzərəsi belə görünür:

1. Qaz halında olan maddələr molekullardan ibarətdir. Bərk və maye vəziyyətdə yalnız molekulyar kristal qəfəsli maddələr (CO 2, H 2 O) molekullardan ibarətdir. Əksər bərk cisimlər ya atom, ya da ion quruluşuna malikdir və makroskopik cisimlər (NaCl, CaO, S) kimi mövcuddur.

2. Kimyəvi element- eyni nüvə yüklü atomların müəyyən bir növü. Kimyəvi xassələri element onun atomunun quruluşu ilə müəyyən edilir.

3. Sadə maddələr bir elementin (N 2, Fe) atomlarından əmələ gəlir. Mürəkkəb maddələr və ya kimyəvi birləşmələr müxtəlif elementlərin atomlarından (CuO, H 2 O) əmələ gəlir.

4. Kimyəvi hadisələr və ya reaksiyalar atomların nüvələrinin tərkibini dəyişmədən bəzi maddələrin quruluş və xassələrinə görə başqalarına çevrildiyi proseslərdir.

5. Reaksiyaya girən maddələrin kütləsi reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələrin kütləsinə bərabərdir (kütlənin saxlanma qanunu).

6. İstənilən təmiz maddə, hazırlanma üsulundan asılı olmayaraq, həmişə daimi keyfiyyət və kəmiyyət tərkibinə malikdir (tərkibinin sabitliyi qanunu).

Əsas vəzifə kimya- əvvəlcədən müəyyən edilmiş xassələri olan maddələrin alınması və maddənin xassələrinə nəzarət üsullarının müəyyən edilməsi.

kimya- maddələrin tərkibində və strukturunda dəyişikliklə müşayiət olunan çevrilmələr haqqında elm.

Empirik təcrübəsi qədim Yunanıstana aid idi incəsənət və sənətkarlıq. Haqqında praktiki biliklər də daxil idi kimyəvi proseslər: filizlərdən metalların əridilməsi, parçaların rənglənməsi, dərinin sarılması.

Yəqin ki, Misir və Babildə tanınan bu qədim sənətkarlıqlardan orta əsrlərin “gizli” hermetik sənəti – IX-XVI əsrlərdə Avropada ən çox yayılmış kimyagərlik yaranmışdır.

2. Kimyanın əsas qanunlarının kəşf dövrü(1800-1860; Dalton, Avoqadro, Berzelius). Dövrün nəticəsi atom-molekulyar nəzəriyyə oldu:

a) bütün maddələr fasiləsiz xaotik hərəkətdə olan molekullardan ibarətdir;

b) bütün molekullar atomlardan ibarətdir;

Dünyanın müasir kimyəvi mənzərəsi belə görünür:

2. Kimyəvi element - eyni nüvə yüklü atomların müəyyən bir növü. Elementin kimyəvi xassələri onun atomunun quruluşu ilə müəyyən edilir.

3. Sadə maddələr bir elementin (N 2, Fe) atomlarından əmələ gəlir. Mürəkkəb maddələr və ya kimyəvi birləşmələr müxtəlif elementlərin atomlarından (CuO, H 2 O) əmələ gəlir.

4. Kimyəvi hadisələr və ya reaksiyalar atomların nüvələrinin tərkibini dəyişmədən bəzi maddələrin quruluş və xassələrinə görə başqalarına çevrildiyi proseslərdir.

5. Reaksiyaya girən maddələrin kütləsi reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələrin kütləsinə bərabərdir (kütlənin saxlanma qanunu).

6. İstənilən təmiz maddə, hazırlanma üsulundan asılı olmayaraq, həmişə daimi keyfiyyət və kəmiyyət tərkibinə malikdir (tərkibinin sabitliyi qanunu).

Əsas vəzifə kimya- əvvəlcədən müəyyən edilmiş xassələri olan maddələrin alınması və maddənin xassələrinə nəzarət üsullarının müəyyən edilməsi.

ekosistemlər

Zoologiya

Biologiya

Uzun 19-cu əsr

yaxın tarix

Orta əsrlər

yeni vaxt

Müharibələrarası dövr