Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



О.І. Семеняка, студ гр аг-09, Н. Г. Возна, ст викл., В. Г. Волошина, зав лабор

Скачати 60.63 Kb.

О.І. Семеняка, студ гр аг-09, Н. Г. Возна, ст викл., В. Г. Волошина, зав лабор




Скачати 60.63 Kb.
Дата конвертації24.05.2017
Розмір60.63 Kb.

УДК 543.97
О.І. Семеняка, студ. гр..АГ-09, Н.Г. Возна, ст. викл.,

В.Г. Волошина, зав. лабор.

Кіровоградський національний технічний університет
Матеріалістична діалектика та проблема хімічної еволюції
Сучасний погляд на ідею еволюції, хімії як науки у зв’язку з еволюційними ідеями, розвинена в хімії.

метод досліджень, систематизація, проблема вивчення, специфіка хімічної форми руху
Хімія в системі сучасного природознавства займає двозначне положення: її охоче визнають як необхідну наукову основу для розуміння біологічних, геологічних явищ, для створення технологічних процесів, але не зрідка їй відмовляють в статусі теоретичної науки, зводячи до квантової механіки, статичної фізики, термодинаміки.
Технологі́чний проце́с - це впорядкована послідовність взаємопов'язаних дій та операцій, що виконуються над початковими даними до отримання необхідного результату.
Ква́нтова меха́ніка - фундаментальна фізична теорія, що в описі мікроскопічних об'єктів розширює, уточнює і поєднує результати класичної механіки і класичної електродинаміки. Ця теорія є базою для багатьох напрямів фізики та хімії, включаючи фізику твердого тіла, квантову хімію та фізику елементарних частинок.

Якщо ми хочемо сформулювати загальні принципи, з яких може бути виведена широка область спостережуваних фактів існує певна відмінність між фізикою і хімією. Якщо ж ми говоритимемо на рівні сучасної атомної і ядерної фізики, то такої відмінності більше не буде.

Я́дерна фі́зика - розділ фізики, який вивчає структуру і властивості атомних ядер, та механізми ядерних реакцій (в тому числі радіоактивний розпад).
Дінгл писав: «Істина в тому, що хімія дійсно не має місця в строгій науковій системі» [1].

Кант не вважав хімію наукою, оскільки до неї не прикладена математика, вона позбавлена дедуктивних основ; сучасні спрощувачі хімії відмовляють їй в самостійній теоретичній базі, посилаючись на те, що властивості молекул можна математично вивести з деяких дедуктивних принципів, пов'язаних з поведінкою атомних ядер і електронів. Крайні вихідні позиції зійшлися в своєму результаті [2].

І справді, сучасна квантова механіка і статична термодинаміка відкрили кількісні

закономірності будови і реакційної здатності молекул. Таємнича хімічна спорідненість пояснена на основі взаємодії ядер і електронів, з'ясована природа валентності, просторових характеристик молекул, встановлений зв'язок будови з електричними, магнітними і іншими фізичними властивостями хімічних сполук.

Хімі́чна сполу́ка - речовина, молекули якої складаються з атомів двох або більше різних хімічних елементів, сполучених між собою тим чи іншим типом хімічного зв'язку. Сполука має певний хімічний склад і їй можна приписати точну хімічну формулу.
Фіз́ичні власт́ивості - властивості будь якої речовини, які вона проявляє поза хімічною взаємодією: температура плавлення, температура кипіння, в'язкість, густина, розчинність, діелектрична проникність, теплоємність, теплопровідність, електропровідність, абсорбція, колір, концентрація, емісія, текучість, індуктивність, радіоактивність, гідрофільність і гідрофобність, теплота змочування та ін.
Сучасна обчислювальна техніка дозволила створити «комп'ютерну» хімію, пророчу існування таких молекулярних структур, які ще не дані в експерименті. Визначені енергетичні дороги багатьох хімічних перетворень. Віднині і назавжди хімізм не може тлумачити без залучення фізичних закономірностей.

Ідея еволюції, розвинена в хімії, виникла не відразу. Спочатку вона розпливалася, розчинялася в загальних уявленнях про зміни, перетворення речовин. Натурфілософія класичної старовини не знала відмінностей між процесами хімічними і фізичними, змінами агрегатного стану тіл і хімічними перетвореннями речовин.

Електро́нна обчи́слювальна маши́на (ЕОМ) - загальна назва для обчислювальних машин, що є електронними (починаючи з перших лампових машин, включаючи напівпровідникові тощо) на відміну від електромеханічних (на електричних реле тощо) та механічних обчислювальних машин.
Технологія Техноло́гія (від грец. τεχνολογια, що походить від грец. τεχνολογος; грец. τεχνη - майстерність, техніка; грец. λογος - (тут) передавати) - наука («корпус знань») про способи (набір і послідовність операцій, їх режими) забезпечення потреб людства за допомогою (шляхом застосування) технічних засобів (знарядь праці).
Агрегатний стан Агрегáтний стан - термодинамічний стан речовини, сильно відмінний за своїми фізичними властивостями від інших станів цієї ж речовини. Переходи між агрегатними станами однієї і тої ж речовини супроводжуються стрибкоподібними змінами вільної енергії, ентропії, густини і інших фізичних властивостей.
Стихійна діалектика древніх включала вчення про загальний круговорот речовин на основі взаємних переходів, трансмутації первинних елементів, встановлених ще Арістотелем.

Шеллінг в роботі «Ідеї до філософії природи» визначив хімічний процес як вищу єдність, тотальність магнетизму і електрики.

Хімі́чна реа́кція - це перетворення речовин, при якому молекули одних речовин руйнуються і на їхньому місці утворюються молекули інших речовин з іншим атомним складом. Усі хімічні реакції зображують хімічними рівняннями.
Він чітко відмежував механічне переміщення як нижчу форму руху матерії від хімічної зміни: «Протилежністю механічного є хімічний рух. Перше передається тілу за допомогою зовнішньої сили, друге хоча і викликається зовнішніми причинами, але, як здається, здійснюється внутрішніми силами. Перше передбачає частковий спокій в рухомому тілі, друге, навпаки, передбачає частковий рух в нерухомому тілі» [3].

Лавиноподібне накопичення в XIX ст. конкретного матеріалу про тисячі хімічних ___________

© О.І. Семеняка, Н.Г. Возна, В.Г. Волошина, 2010

сполук зажадало його загального розгляду і систематизації.

Елементи періодичної таблиці Менделєєва спочатку розглядалися як незмінні, не зв'язані один з одним єдиним ланцюгом походження.

Періоди́чна систе́ма елеме́нтів - класифікація хімічних елементів, розроблена на основі періодичного закону.
Лише відкриття радіоактивності корінним чином змінило розуміння періодичного закону, розкривши його внутрішню еволюційну природу [4].

Розвиток астрофізики в сучасну епоху дозволяє у загальних рисах намітити дороги формування хімічних елементів у Всесвіті.

Періодичний закон - фундаментальний закон природи, який визначає властивості хімічних елементів, простих речовин, а також склад і властивості сполук, які перебувають у періодичній залежності від значень зарядів ядер атомів.
Хімі́чний елеме́нт (заст. первень) - тип атомів з однаковим зарядом атомних ядер (тобто однаковою кількістю протонів в ядрі атому) і певною сукупністю властивостей. Маса ядра атома хімічного елементу може бути різною, в залежності від кількості нейтронів у ньому.
Цей процес протікає в надрах зірок, а для важких елементів - у вибухаючих найновіших зірках або ядрах галактик. Але процес еволюції ядер атомів, хімічних елементів не є власне хімічною еволюцією, тобто розвитком речовини на молекулярному рівні [5].

Поступово хімікам ставала ясною фундаментальна закономірність загальної взаємодії сил і форм руху в природі. Зв'язок хімізму з теплотою і світлом був відомий давно.

Хімічна форма руху виявила свій зв'язок з простою механічною формою і на рівні механіки молекул (їх коливання, внутрішні повороти, деформації, конформаційні переходи), і при вивченні масопереносу в результаті дифузії, перемішування, переміщення речовин в умовах реакції, і, нарешті, у формі квантової механіки, що відобразила природу молекулярних сил.

Наступною специфічною формою причинності в хімії є каталітичний контроль, здатний прискорювати або уповільнювати процес, не порушуючи положення рівноваги. Вся біохімія є царством складно побудованих органічних каталізаторів - ферментів. Вельми важливим різновидом каталізу є автокаталітичні реакції, при яких виникаючий продукт сприяє відсвічуванню собі подібних молекул.

Надалі, хімія стикається з ланцюговими реакціями, що виникають по механізму пускової причинності, коли вихідний поштовх, що часом здається випадковим, наводить в дію лавиноподібний процес синтезу або розпаду речовини. Ці явища можна виявити і при полімеризації малих молекул у високомолекулярне з'єднання, і при вибуху порохового заряду.

По́рох (рос. порох, англ. powder, нім. Pulver n) - тверда система, яка містить органічні і неорганічні сполуки, здатні стійко (без переходу у детонацію) горіти у широкому інтервалі зовнішнього тиску (0,1-1000 МПа), виділяючи велику кількість газів з температурою 1200-3700 °С.

На рівні каталітичних і ланцюгових процесів виникає проблема внутрішніх механізмів регулювання швидкості і спрямованості хімічної реакції. Тут відбувається зімкнення з явищами, які описуються в термінах кібернетики і теорії управління: виникають зворотні зв'язки, автоколивальні зміни системи, перерозподіл енергії між основною реакцією і регуляторними механізмами (сорбція, конформаційні зміни, транспорт).

Теорія керування (управління) (англ. Control theory) - наука про принципи і методи керування різними системами, процесами і об'єктами.
Так поступово формуються властивості молекул як носіїв інформації.

Всупереч думці, що затвердилася і широко поширилася, сучасна хімія не вичерпується вивченням складу, будови і властивостей хімічних сполук. Швидше її можна назвати наукою про атомно-молекулярну історію природних і штучних тіл.

Всупереч Гегелю, який зняв проблему виникнення живого в ході хімічної еволюції, Енгельс, спираючись на дані сучасної йому науки і принципи матеріалістичної діалектики, розкрив еволюційну спрямованість хімічного процесу [6].

Носі́й інформа́ції (англ. data medium) - матеріальний об'єкт природного або штучного походження, який здатен містити, зберігати і передавати інформацію.
Діалекти́чний матеріалі́зм - одна зі складових частин філософського вчення Карла Маркса та Фрідріха Енгельса - марксизму.

Хімічне перетворення речовини в природі створило основу для розуміння хімічної еволюції. Історичний метод в хімії виник в першу чергу в результаті прогресу двох гілок природознавства: геохімії і біохімії. Перша просліджує дійсну долю хімічних сполук в неживій, а друга - в живій природі.

На сучасному етапі наукового пізнання є проблема походження життя.

Багатостадійний історичний процес, найважливішою складовою частиною якого є хімічна еволюція речовини від простих з'єднань до неймовірно складних молекул білкової природи.

Історичний метод - метод дослідження, заснований на вивченні виникнення, формування та розвитку об'єктів у хронологічній послідовності. Завдяки використанню історичного методу досягається поглиблене розуміння суті проблеми і з'являється можливість формулювати більш обґрунтовані рекомендації по новому об'єкту.
Наукове пізнання - це форма процесу пізнання, головною функцією якого є вироблення й теоретична систематизація об'єктивних знань про дійсність. Передусім у структурі наукового пізнання виокремлюються емпіричний і теоретичний рівні..
Еволю́ція - природне явище зміни популяцій, видів, вищих таксонів, біоценозів, флор і фаун, генів і ознак у часі в ході історії Землі.
Гіпотеза Опаріна відкрила ключ до хімічного моделювання процесів формування вихідних молекул амінокислот, нуклеїнових підстав, вуглеводів в умовах гіпотетичної первинної атмосфери Землі [7].

Вивчення хімічного складу космічних об'єктів ведеться з тих пір, як були розроблені спектральні методи дослідження речовини. Ці дослідження мали величезне значення; вони дозволили встановити склад зоряних атмосфер, туманностей, комет, планет Сонячної системи.

Зоряна атмосфера - зовнішня область зорі, звідки світло розповсюджується назовні без додаткового перевипромінювання. Нижня межа зоряної атмосфери визначається саме найглибшим шаром випромінювання, яке безпосередньо може бачити зовнішній спостерігач.
Атмосфе́ра Землі́ (від грец. άτμός - пара і σφαῖρα - куля) - атмосфера планети Земля, одна з геосфер, суміш газів, що оточують Землю, та утримуються завдяки силі тяжіння. Атмосфера в основному складається з азоту (N2, 78,08 % об.)
Хі́мія - одна з наук про природу, яка вивчає молекулярно-атомні перетворення речовин, тобто, при яких молекули одних речовин руйнуються, а на їх місці утворюються молекули інших речовин з новими властивостями.
Сонячна система Со́нячна систе́ма - планетна система, що включає в себе центральну зорю - Сонце, і всі природні космічні об'єкти, що обертаються навколо нього.

Дію, що революціонізувала, на тлі космохімії надав новий метод досліджень: виявлення молекул в радіочастотному діапазоні. Розвиток радіоастрономії привів до несподіваних відкриттів, що перетворюють наші уявлення про хімічні явища в космосі.

Якщо раніше ми не зважали на можливість виникнення в космосі простих систем типа Н2, С2, СН, то тепер обстановка круто змінилася. У космосі виявлено багато простих неорганічних молекул: Н20, NH3, SO, SіO, H2S, мабуть, присутні і деякі з'єднання металів. Найбільш вражаюче те, що міжзоряне середовище виявилося гігантською лабораторією органічного синтезу.

Органі́чний си́нтез - галузь хімічного синтезу, що займається отриманням органічних сполук за допомогою органічних реакцій. Часто органічні молекули мають вищий рівень складності, у порівнянні з неорганічними, тому органічний синтез розвинувся в одну з найголовніших галузей органічної хімії.
Міжзоряне середовище - речовина і поля, що заповнюють простір між зоряними системами всередині галактик. Понад 90% міжзоряної речовини складає міжзоряний газ (у молекулярній, атомній або іонізованій формі).

Уява хіміка уражена виявленням в космосі таких складних молекул, як ціанацетилен (I), ацетальдегід (II), формамід (ІІІ), метилформіат (IV):

NC - 3СН (I); СНЗСНО (II); H2NCHO (ІІІ); НСООСНЗ (IV).

Пізніше були виявлені наступні, складніші ланки еволюційного ланцюжка при вивченні речового складу метеоритів і місячних порід, доставлених з нашого вічного супутника космічними апаратами [8].

Космічний апарат (КА) - технічний пристрій, що використовується для виконання різноманітних завдань у космічному просторі, а також проведення дослідницьких та іншого роду робіт на поверхні різних небесних тіл.

У метеоритах знайдені аліфатичні і ароматичні вуглеводні, попередники нуклеїнових кислот-аденін і гуанін, а також простий хімічний попередник хлорофілу - порфірин.

Аре́ни (також аромати́чні вуглево́дні) - органічні сполуки, які належать до класу карбоциклічних сполук. У складі молекули ароматичних вуглеводнів є одна або кілька груп з 6 атомів вуглецю(Карбону), сполучених у кільце (бензенове ядро) замкненою системою супряжених пі-зв'язків (див.формула Кекуле)

Проте не лише небесні, але і сповна земні події останніх десятиліть далеко просунули наше розуміння хімічної еволюції. Одним з етапів якої є виникнення і швидкі успіхи палеобіохімії і палеоорганічної хімії - наук про історичну долю з'єднань вуглецю впродовж мільярдів років розвитку нашої планети.



Таким чином, поступово в природознавстві Новітнього часу прокладається єдина дорога від еволюційної космохімії до еволюційної біохімії, від хімії міжзоряних хмар матерії до хімії метеоритів, планет, Місяця і, нарешті, Землі.
Новітня істо́рія - термін історіографії, період всесвітньої історії, що починається з 1914 року й, на думку одних істориків, триває досі, або, на думку інших, завершився наприкінці 80-х - на початку 90-х рр.

Список літератури


  1. Энгельс Ф. Анти-Дюринг. М., 1963. С. 81.

  2. Лебег А. Об изменении величин. М., 1938. С. 17.

  3. Сессия ВАСХНИЛ. 1948. Стенографический отчет. М., 1948. С. 15.

  4. Эйнштейн А. Творческая биография // С. 36.

  5. Энгельс Ф. Письмо П.Л.Лаврову // Летописи марксизма. Кн. 5. 1928.

  6. Ленин В.И. Конспект лекций Гегеля по истории философии. Кн. 2. 1932.С. XII.

  7. Фесенков В.Г. Указ. соч. С. 124.

  8. Тамм И.Е. А.Эйнштейн и современная физика. // Эйнштейн и современная физика. М.,1956. С. 87.


Одержано 20.05.10


Скачати 60.63 Kb.