part2

визначення хімії

Що таке хімія? Питання не пусте; кожному хіміку - і викладачеві, і досліднику - час від часу доводиться на нього відповідати.

Орієнтуючись поки на інтуїтивне уявлення про хімічні речовини, яке є у кожного, хто хоча б поверхово знайомий з основами хімії (зауважимо, що це уявлення про хімічну речовину, що є дуже важливим, якщо не основним компонентом хімічного свідомості, виникло в глибокій старовині і не раз зазнавало капітальні метаморфози. Найважливіша з них полягає в тому, що, якщо в Попередні століття хімічна речовина в першу чергу асоціювалося з певним агрегатним станом, кольором, запахом і т.п., то в XX столітті це п ежде всього структура, і нерідко хіміки впевнено міркують про існуючі або гіпотетичних речовинах, не замислюючись про те, як вони виглядають), дамо більш конкретну характеристику змісту хімії. Що, власне, вона робить з речовинами і їх перетвореннями? В якому сенсі вона їх вивчає?

Перший концентр хімії (рис.3) - вивчення різноманіття хімічних речовин, їх опис та систематика. Якщо індивідуальне хімічна речовина позначити символом Х i, а безліч всіляких речовин - {Х i}, то можна сказати, що виявлення і дослідження від слушних Х i, вивчення їх сукупності {Х i} - це і є центральна завдання хімії. Сюди ж від носиться і інтерпретація множини {Х i}, тобто з'ясування причин, за якими існують саме спостерігаються, а не які-небудь інші речовини.

Природно, першорядний інтерес представляють способи отримання (синтез) і ідентифікації (аналіз) хімічних речовин; це - другий концентр. Ще недавно більшість хіміків було зайнято саме цією діяльністю. Тепер синтетиків і аналітиків стало менше, і все ж синтез і аналіз і нині складають вагому частку хімічних досліджень.

Однак головна частина сучасної хімії (як і хімії минулих століть) - це дослідження функціональних залежностей виду р = р (Х), де Х - як і раніше хімічну речовину, а р - якесь властивість. Це може бути і таке "хімічне" властивість, як реакційна здатність, і таке "фізичне" властивість, як температура плавлення або електропровідність. Ще раз підкреслимо, що не тільки реакції входять в коло інтересів хімії. До речі, при детальному кількісному вивченні і реакції також характеризують фізичними константами, будь-яка з таких характеристик, представлена у вигляді функції р (Х), може бути предметом хімічних досліджень. Разом з тим, об'єктом уваги хіміка може бути (і дуже часто дійсно є) фізична властивість, непосредственнно пов'язане з будь-якої реакцією. Хімічна специфіка тут проявляється в тому, що дана властивість розглядається в залежності від хімічної індивідуальності, наприклад, в ряду споріднених сполук.

Питання про межі між фізикою і хімією обговорюється досить часто і, як правило, без жодного толку, оскільки таких меж немає. Але є, звичайно, - і це важлива обставина - суттєва різниця в колі проблем, що становлять основний зміст фізики, і проблем, що відносяться до компетенції хімії, Власне, є капітальне відмінність в методології фізики і хімії, є відмінності і менталітеті фізика і хіміка.

Проблематика фізики головним чином перебуваючи в вивченні фізичних явищ. Втім, і хімічну реакцію можна розглянути (і часто це робиться) як фізичне явище. Однак речовина для фізика - найчастіше тільки арена, на якій відбувається цікавить його дію; він звернеться до різних речовин, лише якщо спостерігається явище протікає в них зовсім по-різному, якщо потрібно створення різних моделей процесу. Хіміка ж цікавить саме речовина і, що особливо важливо, ряди речовин. Що станеться з властивістю р (реакційною здатністю, температурою плавлення, злектропроводностью і т.п.) при заміні атома водню на метил, етил, пропив і т. Д. Або на калій, рубідій, цезій? - ось питання, яке завжди важливий для хіміка і зазвичай не виникає при фізичному підході. Не будемо, однак, забувати, що нерідко фізики займаються хімічними дослідженнями, а хіміки- фізичними.

Щоб просунутися до глибшого визначення хімії, потрібно взяти до уваги наступні обставини.

1. Хімічні речовини складаються з атомів; матерія, в якій виділення атомів втрачає фізичний зміст (наприклад, плазма), в якості хімічної речовини зазвичай не розглядається, хоча є, звичайно, речовиною в ширшому сенсі слова.

2. Хімічним речовиною в традиційному значенні цього терміна можна назвати тільки сукупність великого, практично нескінченного числа атомів; нерідко, хоча і далеко не завжди, атоми об'єднані в молекули; в останньому випадку речовина - це безліч молекул; разом з тим, в сучасній хімії все частіше вивчаються процеси, в яких функціонують окремі (поодинокі) молекули або невеликі ансамблі молекул / атомів (сюди, зокрема, відносяться деякі з так званих "наноструктур"). Таким чином, хімія має справу не тільки з хімічними речовинами, а й з Друть хімічними об'єктами, що слід врахувати в більш повному її визначенні.

3. Хімічна речовина - це гомогенна або Мікрогетерогенна фаза [поняття фази виникло в класичній рівноважної термодинаміки і в рамках цієї галузі фізики (або фізичної хімії) при послідовному феноменологическом підході представляється досить ясним. Однак при розгляді структури різноманітних атомно-молекулярних систем аж ніяк не просто виділити серед них однофазні, особливо в світлі новітніх даних, які дуже часто свідчать про мікрогетерогенності речовин, що вважаються однофазними (таких, наприклад, як рідкий гліцерин). Таким чином, поняття фази в свою чергу вимагає серйозного нетривіального аналізу, але це питання виходить за рамки цієї статті]; але хімію, зрозуміло, цікавлять і гетерогенні системи. Таку систему теж іноді називають речовиною, але без епітета "хімічне" (до числа таких речовин відносяться багато матеріалів). Деякі розділи хімії (наприклад, хімія поверхні або колоїдна хімія) мають справу з гетерогенними системами певного типу і формуються саме за цією ознакою.

4. Поняття фази і, відповідно, хімічної речовини зазвичай відносять до стабільного (рівноважного) стану, але дуже часто, особливо в останні роки предметом дослідження стає нестабільний (неравновесное) або метастабільний стан;

5. У сучасній хімії найважливішу, а багато в чому і визначальну роль відіграють структурні уявлення. Всебічне вивчення структури хімічних речовин і використання структурної інформації - невід'ємна, характерна риса хімії наших днів.