Тема 7. Химия

Предмет и основная проблема химии. Понятие концептуальной системы химии (КСХ). Первая КСХ – учение о составе. Понятие химического элемента. Атомы, изотопы. Эволюция представлений о строении атома. Квантово-механическая модель строения атома. Валентность. Периодический закон Д.Менделеева. Периодическая система элементов. Химическая связь, ее типы и физические механизмы. Молекула как квантово-химическая система. Мономеры и полимеры. Макромолекулярный уровень полимеров и комплексов молекул. Понятие химической организации вещества. Соединения постоянного (дальтониды) и переменного (бертоллиды) состава. Ограниченность первой КСХ. Вторая КСХ – учение о структуре. Явление изомерии. Почему соединения одного состава имеют разные химические свойства? Теория строения органических соединений А.Бутлерова. Зависимость реакционной способности атома химического элемента в соединении от его связей с другими атомами соединения. Ограниченность второй КСХ. Третья КСХ – учение о химическом процессе как химической форме движения материи. Типы химических реакций (синтез, распад, обмен), отношения в них прогресса и регресса. Понятие о химической кинетике. Химическая реакционная система. Динамическое равновесие (химическое и фазовое). Принцип Ле Шателье. Тепловые эффекты химических процессов (экзо-, эндотермические). Факторы, влияющие на реакционную способность веществ: влияние сореагентов (явления двойственной реакционной способности соединения, амфотерности), влияние концентрации (закон действующих масс), влияние температуры (правило Вант-Гоффа), влияние катализатора. Энергия активации (энергетический барьер реакции). Катализ как механизм понижения энергетического барьера реакции за счет ослабления полновалентных химических связей между атомами реагирующих молекул при образовании их неполновалентных связей с катализатором. Катализаторы и биокатализаторы (ферменты). Понятие об автокатализе. Ферментативный катализ. Активированный комплекс и переходное состояние. Четвертая КСХ – эволюционная химия. Самоорганизующиеся реакционные системы и проблема предбиологической эволюции. Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем А.Руденко. Их базисная реакция и организация. Направленность и ступени эволюции каталитических систем. Отношения случайности и необходимости в их развитии. Закономерность возникновения основных свойств живого.

Химическая эволюция вещества Вселенной. Магистральное и тупиковые направления эволюции вещества. Ступени магистрали. Эмпирические основания и идея «биохимического предопределения». Космохимия. Распространенность во Вселенной продуктов разных ступеней магистрали. Тупиковые направления химической эволюции и проблема формирования необходимых магистрали внешних условий. Взаимная обусловленность магистрали и тупиков химической эволюции. Астрономические формы химического вещества Вселенной (молекулярные облака и газово-пылевые туманности, кометы, планеты) как продукты отношений магистрали и тупиков, результаты общей направленности химической эволюции вещества на живое (и человека).