- •Печатается по решению научно – методического совета
- •Введение
- •Дифференциация наук и ее причины.
- •Роль и место естествознания в системе наук.
- •1.Методы научного познания.
- •Принцип относительности; законы классической механики и их ограничения. Закон Всемирного тяготения.
- •Принцип детерминизма Лапласа и механическая
- •3. Парадигма и. Ньютона.
- •4. Законы сохранения в классической механике.
- •Электромагнитные явления.
- •Поля и волны.
- •Закон сохранения энергии и законы термодинамики.
- •4. Состояния вещества.
- •Причины революции в физике на рубеже х1х и хх веков.
- •Различные модели атома.
- •4. Ядерная физика.
- •5. Радиоактивность.
- •6. Цепные ядерные реакции и ядерная энергия.
- •Опыт а. Майкельсона и специальная теория относительности.
- •2. Общая теория относительности.
- •3. Рождение и эволюция Вселенной
- •5. Солнечная система.
- •Структурные уровни организации материи.
- •1. Что изучают науки о Земле.
- •2. Ресурсы планеты и их виды.
- •4. Геологическое строение Земли.
- •5. Гипотеза тектоники литосферных плит и
- •6. Водная оболочка Земли (гидросфера).
- •7. Газовая оболочка Земли (атмосфера).
- •1. Главные задачи химии.
- •2. Химическая связь.
- •Химический элемент. Периодический закон д.И
- •Органическая и элементоорганическая химия.
- •5. Управление химическими процессами.
- •6. Эволюционная химия.
- •1. Критерии живого и классификация живых организмов.
- •2. Химический состав живой клетки.
- •4. Биологическая эволюция.
- •5. Генетика, ее рождение, развитие и роль в современной
- •Основателем генетики был чешский монах-августинец
- •2. Гипотезы происхождения человека.
- •3. Человек и Космос. Русские космисты.
- •1. Учение в.И. Вернадского о биосфере.
- •2. Основные законы и понятия экологии
- •3. Глобальный экологический кризис конца хх века
- •1. Общие итоги развития естественных наук в хх веке.
- •Достижения конкретных разделов естественных наук к концу
- •Лауреат Нобелевской премии (1933), вывел основное уравнение
1. Главные задачи химии.
Химия – это система знаний о веществах, из которых состоят физические тела, об их свойствах и превращениях друг в друга. С момента своего зарождения химия ставила перед собой практические цели - получать из природного сырья металлы и керамику, стекло и бетон, лекарства и красители, взрывчатку и горючие вещества, пластмассы, волокна и каучуки. Исторически это всегда была наука-производственница, крепко связанная с различными ремеслами. Однако решение практических задач породило и научную цель - выяснение способов управления химическими процессами. Исходя из этого, перед современной химией стоят две основные задачи – создание веществ с необходимыми наперед заданными свойствами (практическая цель) и выявление способов управления этими свойствами (научная задача).
Решение этих двух задач зависит от 4-х основных факторов, влияющих на свойства получаемых веществ :
1. Состава вещества (элементный, молекулярный).
2. Структуры молекул, т.е. порядка связи атомов в молекуле.
Термодинамических и кинетических условий протекания химических реакций, в процессе которых эти вещества получаются. (определения и пояснения этих понятий см. далее).
Уровня организации веществ.
В соответствии с перечисленными факторами и развивались химические знания о веществах. До ХУП века, как уже было сказано ранее, перед химией стояла одна глобальная практическая задача - поиски «философского камня». В процессе этих поисков был накоплен огромный эмпирический (опытный) материал. В ХУП веке английский ученый Роберт Бойль (1627 - 1691), который первым дал определение химического элемента, впервые также установил, что свойства вещества зависят от его состава. Далее вплоть до Х1Х века вся химия представляла собой учение о химическом составе веществ, т.е. была установлена четкая зависимость между составом веществ и их свойствами.
В ХУШ веке одновременно в Англии, Швеции и во Франции был открыт кислород. Это стало настоящей революцией в химии! Во Франции первооткрывателем и исследователем роли кислорода в природе был замечательный ученый Антуан Лоран Лавуазье (1743 - 1784), изучивший и правильно понявший процесс горения и сделавший первую попытку систематизации химических элементов. И эта одна из самых гениальных голов Франции была отрублена якобинцами в 1794 г. - А.Л. Лавуазье был казнен по приказу Конвента во время Великой Французской революции. Комментарии очевидны.
В начале Х1Х века английский ученый Джон Дальтон (1766 – 1844) ввел понятие атомного веса и открыл закон кратных отношений: количества вступающих в химическую реакцию веществ соотносятся как целые числа. Кроме того, Дж. Дальтон обнаружил у себя и изучил врожденный дефект зрения, впоследствии названый его именем (дальтонизм). Примерно тогда же французский химик Жан Пруст (1754 – 1826) установил закон постоянства состава (любое индивидуальное химическое соединение обладает строго определенным постоянным составом). Это было продолжение традиции А. Л. Лавуазье по привнесению в химию меры и числа, т.е. началом количественной химии.
Затем, уже в середине Х1Х века поняли, что свойства веществ зависят не только от их состава, но и от структуры, т.е. последовательности соединения атомов в молекуле. Особенно важным это оказалось для органических веществ, т.е. соединений углерода с водородом, кислородом, азотом и серой. Структурную теорию органической химии создал выдающийся русский ученый Александр Михайлович Бутлеров (1828 – 1886). От структуры впрямую зависела способность веществ вступать в химические реакции, т.е. их реакционная способность.
Следующим этапом было изучение химических процессов и влияющих на них факторов. Химики научились управлять химическими реакциями с помощью давления и температуры, выяснили факторы, влияющие на скорость этих реакций. Все это обусловило бурное развитие химической промышленности.
Наконец, в ХХ веке начался новый этап развития химии как науки : появилась эволюционная химия, основанная на том, что в процессе химической реакции образуется ее катализатор, что приводит к самоорганизации химических систем (о процессе катализа см. далее). С понятием самоорганизации систем мы уже встречались (там, где речь шла о синергетике).