Физик нь химийн хичээлээс юугаараа ялгаатай вэ? Физик ба хими - эдгээр шинжлэх ухаан юугаараа ялгаатай вэ? Физик химийн түүх[

... физик, хими гэсэн үгийн ерөнхий сэдвийн талаар ярилцах.

Энэ хоёр үг нь бодибилдингтэй холбоотой байдаг нь гайхмаар зүйл биш гэж үү? "Физик" гэдэг нь булчин, "хими" гэсэн утгатай - үүнийг тайлбарлах шаардлагагүй.

Ерөнхийдөө химийн шинжлэх ухаан нь зарчмын хувьд физиктэй адилхан: энэ нь байгальд тохиолддог үзэгдлийн тухай юм. Галилео Пизагийн цамхагаас бөмбөг шидэж, Ньютон түүний хуулиудыг бий болгоход бид хүнтэй тохирсон масштабын тухай ярьж байсан - энэ бол физик байсан бөгөөд одоо ч байгаа. Уламжлалт физик нь бодисоос бүтсэн объектуудыг авч үздэг. Хими (алхими) нь бодисыг бие биендээ хувиргах чиглэлээр ажиллаж байсан бөгөөд энэ бол молекулын түвшин юм. Физик, хими хоёрын ялгаа нь объектын масштаб дээр байгаа юм болов уу? Юу ч биш! Квантын физик нь атомууд юунаас бүтдэгийг авч үздэг - энэ бол дэд молекулын түвшин юм. Квантын физик нь атомын доторх объектуудыг авч үздэг бөгөөд энэ нь атомын энерги дээр хүчийг өгч, философийн асуултуудыг тавьдаг. Хими бол бодисын атом-молекулын бүтцийн түвшингээр тодорхой зааглагдсан боловч физик масштабын нарийн зурвас юм.

Муу хавтгай (шугаман) хязгааргүй* нь хүрээлэн буй ертөнцөд хамаарахгүй гэж би бодож байна. Бүх зүйл бөмбөрцөг хэлбэртэй эсвэл хаалттай байна. Орчлон ертөнц бөмбөрцөг хэлбэртэй. Хэрэв бид энгийн бөөмсийн (кварк ба Хиггс бозонууд) бүтцийг ухаж үзвэл эрт орой хэзээ нэгэн цагт олсон бөөмсүүд хамгийн дээд хэмжээнд - Орчлон ертөнцтэй хаагдах болно, өөрөөр хэлбэл бид эрт орой хэзээ нэгэн цагт шувууны нүднээс Орчлон ертөнцөө харах болно. микроскопоор нүд харах.

Одоо бодибилдинг хийхэд масштабын хүрээ хамаарах эсэхийг харцгаая. Тийм юм шиг байна. "Физик" (төмөр ба симулятор дээр сургах) нь төмөр биетүүд болон булчингуудыг хатуу биет болгон авч үздэг: хүнд тохирсон масштаб. "Хими" (стероидууд гэх мэт) нь мэдээжийн хэрэг молекулын түвшинд байдаг. Бодибилдингт "квант физик" гэж юу болохыг олж мэдэх л үлдлээ. Энэ бол урам зориг, төвлөрөл, хүсэл зориг гэх мэт - өөрөөр хэлбэл сэтгэл зүй юм. Мөн сэтгэц нь молекулын үндэс дээр биш, харин тодорхой цахилгаан орон, төлөвт суурилдаг - тэдгээрийн цар хүрээ нь атомын хэмжээнээс доогуур байдаг. Тиймээс бодибилдинг бүрэн хэмжээнд хүрсэн ...

Докторын нийтлэлийг уншиж байна. Елена Гороховская(“Новая газета”, 2013 оны 05-р сарын 24-ний өдрийн 55 дугаар хуудас, 12-р хуудас эсвэл “Постнаука” вэб сайтад) биосемиотикийн үндсүүдийн талаар:

Амьдрах гэж юу вэ? (...) Гол “усны хагалбар” нь бууруулагч** ба бууралтын эсрэг хандлагын хооронд байдаг. Амьдралыг бүх онцлог шинж чанараараа физик, химийн процессуудыг ашиглан тайлбарлаж болно гэж редукцистууд үздэг. Редукцийн эсрэг хандлага нь бүх зүйлийг физик, хими болгон бууруулж болохгүй гэж үздэг. Хамгийн хэцүү зүйл бол бүх зүйл харилцан уялдаатай, бүх зүйл түүний амин чухал үйл ажиллагаа, нөхөн үржихүй, хөгжлийг дэмжихэд чиглэгдсэн амьд организмын бүрэн бүтэн байдал, зорилготой бүтцийг ойлгох явдал юм. Хувь хүний ​​​​хөгжлийн явцад, мөн бие махбод дахь хором мөч бүрт ямар нэгэн зүйл өөрчлөгддөг бол эдгээр өөрчлөлтүүдийн байгалийн явц хангагдсан байдаг. Амьд организмыг объект гэхээсээ илүү үйл явц гэж нэрлэх ёстой гэж ихэвчлэн хэлдэг.

...20-р зуунд кибернетик нь биологийн зорилгын тухай ойлголтыг сэргээн сэргээснээс хойш амьд биетийн онцлогийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой болсон. Нэмж дурдахад кибернетик нь амьд организмыг мэдээллийн систем болгон ашиглах санааг маш их алдартай болгосон. Ийнхүү материаллаг зохион байгуулалттай шууд хамааралгүй хүмүүнлэгийн ухагдахуунууд амьд биетийн шинжлэх ухаанд бодитоор нэвтэрсэн.

1960-аад онд амьд биетийн онцлогийг ойлгох, биологийн системийг судлах шинэ чиглэл бий болсон - биосемиотик нь амьдрал ба амьд организмыг шинж тэмдгийн үйл явц, харилцаа холбоо гэж үздэг. Амьд организм юмсын ертөнцөд биш, харин утгын ертөнцөд амьдардаг гэж бид хэлж чадна.

...“Генетик мэдээлэл”, “Генетикийн код” гэх мэт ойлголтуудыг үзэл баримтлалын схемдээ оруулснаар молекул генетик нь ихээхэн үүссэн. Алдарт биологич Мартинас Ичас генетикийн кодыг нээсэн тухай ярихдаа: "Кодын асуудал"-ын хамгийн хэцүү зүйл бол код байдаг гэдгийг ойлгох явдал байв. Зуун хугацаа зарцуулсан."

Хэдийгээр уургийн биосинтез нь эсэд янз бүрийн химийн урвалаар явагддаг ч уургийн бүтэц, нуклейн хүчлийн бүтцийн хооронд шууд химийн холбоо байдаггүй. Энэхүү холболт нь мөн чанартаа химийн бус, харин мэдээллийн, семиотик шинж чанартай байдаг. ДНХ ба РНХ нуклейн хүчлүүдийн нуклеотидын дараалал нь зөвхөн эсэд "уншигч" ("бичлэгч") байдаг тул уургийн бүтцийн талаар (тэдгээрийн амин хүчлийн дарааллын тухай) мэдээлэл өгдөг - энэ тохиолдолд нарийн төвөгтэй уураг байдаг. "Генетик хэл" -ийг эзэмшдэг биосинтезийн систем. (...) Тиймээс хамгийн суурь түвшинд ч гэсэн амьд нь харилцаа холбоо, текст, "яриа" болж хувирдаг. Эс бүрт болон бүхэлдээ бие махбодид макромолекулуудын генетик код, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн хэлээр унших, бичих, дахин бичих, шинэ текст үүсгэх, байнгын "харилцан яриа" байнга явагддаг.

* * *

Эхний болон сүүлчийн догол мөрийн хэдэн үг хэллэгийг сольж үзье.

Ретроградууд бодибилдинг бүх онцлог шинж чанараараа биеийн тамирын дасгал, химийн нөлөөлөл болгон бууруулж болно гэж маргадаг. Дэвшилтэт хандлага нь бүх зүйлийг "физик", "хими" болгон бууруулж болохгүй гэж үздэг. Хэдийгээр булчингийн массын өсөлт нь янз бүрийн биеийн тамирын дасгал, химийн (наад зах нь хүнсний) нөлөөллөөр явагддаг ч булчингийн өсөлт, дасгалын хэмжээ, "химийн" хэмжээ хоёрын хооронд шууд холбоо байхгүй. Энэхүү холболт нь мөн чанартаа физик эсвэл химийн бус, харин мэдээллийн, семиотик шинж чанартай байдаг. Тиймээс хамгийн суурь түвшинд хүртэл Бодибилдинг бол харилцаа холбоо, текст, "ярианы" юм(Мэдээжийн хэрэг, бид арга барилын хоорондох бүдүүлэг ярианы тухай яриагүй). Тиймээс бид үүнийг хэлж чадна Бодибилдингүүдийг объект биш, харин мэдээллийн процесс гэж нэрлэх ёстой.

Та тэнэгээр булчингаа шахаж чадахгүй гэдэгтэй хэн маргах вэ. Танд зөв бүтэцтэй, гүйцэтгэсэн дасгал хэрэгтэй, танд зөв хооллолт хэрэгтэй, өөрөөр хэлбэл мэдээлэл шаардлагатай. Хэрэв бид өөрсдийгөө тэнэгээр химийн бодисоор дүүргэх юм бол бид хоёрдмол утгатай үр дүнд хүрэх болно, хэрэв бид нэгийг нь авсан бол. Танд зөв баригдсан, гүйцэтгэсэн курс хэрэгтэй, өөрөөр хэлбэл дахин мэдээлэл шаардлагатай. Ийм мэдээллийн асуудлын хамгийн хэцүү зүйл бол энэ нь үнэхээр байдаг гэдгийг ойлгох явдал юм.Үүнийг ойлгосноор бид үүнийг тархины эрэг рүү хүнд долгионоор эргэлдэж, гүнээс нь үе үе сувдан хясаа шидэж байдаг тэр шаварлаг хуурамч мэдээллийн далайгаас тусгаарлаж сурах ёстой.

Бүрхүүлийг онгойлгохын тулд хясааны хутга хэрэгтэй нь үнэн...

------------
* муу хязгааргүй байдал- ертөнцийн хязгааргүй байдлын тухай метафизик ойлголт бөгөөд энэ нь орон зай, цаг хугацааны аль ч масштаб дахь ижил төстэй шинж чанар, үйл явц, хөдөлгөөний хуулиудын нэг хэвийн, эцэс төгсгөлгүй давтагдах ээлжийн таамаглалыг таамаглаж байна. Материйн бүтэцтэй холбоотойгоор энэ нь материйн хязгааргүй хуваагдах таамаглалыг хэлдэг бөгөөд жижиг бөөмс бүр нь ижил шинж чанартай бөгөөд макроскопийн биетүүдийн адил хөдөлгөөний тодорхой хуулиудад захирагддаг. Энэ нэр томъёог Гегель нэвтрүүлсэн боловч тэрээр жинхэнэ хязгааргүй байдлыг матери биш харин үнэмлэхүй сүнсний өмч гэж үздэг байв.
** бууруулах хандлага– Латин reductio – буцах, сэргээх; энэ тохиолдолд амьдралын үзэгдлийг өөр зүйл болгон багасгах.

Физик хими

"Жинхэнэ физик химийн талаархи танилцуулга". М.В.Ломоносовын гар бичмэл. 1752

Физик хими(уран зохиолд ихэвчлэн товчилдог физик хими) - химийн нэг салбар, химийн бодисын бүтэц, бүтэц, хувирлын ерөнхий хуулиудын шинжлэх ухаан. Физикийн онолын болон туршилтын аргуудыг ашиглан химийн үзэгдлийг судалдаг.

· 1Физик химийн түүх

· 2 Физик химийн судлах зүйл

· 3Физик хими ба химийн физикийн ялгаа

· Физик химийн 4 хэсэг

o 4.1 Коллоид химийн

o 4.2 Кристалын хими

o 4.3 Радиохими

o 4.4 Термохими

o 4.5 Атомын бүтцийн тухай сургаал

o 4.6 Металлын зэврэлтийн тухай сургаал

o 4.7 Шийдлийн тухай сургаал

o 4.8 Химийн кинетик

o 4.9 Фотохими

o 4.10 Химийн термодинамик

o 4.11 Физик-химийн шинжилгээ

o 4.12 Химийн нэгдлүүдийн урвалын онол

o 4.13 Өндөр энергийн хими

o 4.14 Лазерын хими

o 4.15 Цацрагийн хими

o 4.16 Цөмийн хими

o 4.17 Цахилгаан хими

o 4.18 Дууны хими

o 4.19 Бүтцийн хими

· 5 Потенциометр

Физик химийн түүх[

Физик хими 18-р зууны дунд үеэс эхэлсэн. Шинжлэх ухааны арга зүй, мэдлэгийн онолын асуудлын талаархи орчин үеийн ойлголтод "Физик хими" гэсэн нэр томъёо нь М. Ломоносов 1752 онд анх Петербургийн их сургуулийн оюутнуудад “Жинхэнэ физик химийн курс”-ыг зааж байсан В. Эдгээр лекцүүдийн оршил хэсэгт тэрээр дараах тодорхойлолтыг өгсөн: "Физик хими бол физикийн зарчим, туршилтын үндсэн дээр нарийн төвөгтэй биет дэх химийн үйлдлээр юу болж байгааг тайлбарлах ёстой шинжлэх ухаан юм." Эрдэмтэн дулааны корпускул-кинетик онолын бүтээлүүддээ дээрх даалгавар, арга барилд бүрэн нийцэх асуудлыг авч үздэг. Энэ нь хувь хүний ​​таамаглал, энэхүү үзэл баримтлалын заалтуудыг батлахад үйлчилдэг туршилтын үйл ажиллагааны мөн чанар юм. М.В.Ломоносов судалгааныхаа олон салбарт ийм зарчмуудыг баримталсан: өөрийн үүсгэн байгуулсан "шилний шинжлэх ухаан"-ыг хөгжүүлэх, практикт хэрэгжүүлэх, материйн болон хүчний (хөдөлгөөний) хадгалалтын хуулийг батлахад зориулагдсан янз бүрийн туршилтуудад; - уусмалыг судлахтай холбоотой ажил, туршилтуудад тэрээр өнөөг хүртэл хөгжиж буй физик, химийн үзэгдлийг судлах өргөн хүрээний хөтөлбөр боловсруулсан.

Үүний дараа 100 гаруй жилийн завсарлага гарсан бөгөөд Д.И.Менделеев 1850-иад оны сүүлээр Орост анхны физик, химийн судалгааг эхлүүлсэн.

Физик химийн дараагийн хичээлийг 1865 онд Харьковын их сургуульд Н.Н.Бекетов заажээ.

Орост анхны физик химийн тэнхим 1914 онд Санкт-Петербургийн их сургуулийн Физик-математикийн факультетэд нээгдэж, Д.П.Коноваловын шавь М.С.Вревский физик химийн хичээл, практик хичээл зааж эхэлсэн.

Физик химийн тухай өгүүлэл нийтлэх зорилготой анхны шинжлэх ухааны сэтгүүлийг 1887 онд В.Оствальд, Ж.Вант Хофф нар үүсгэн байгуулжээ.

Физик химийн судалгааны сэдэв[

Физик хими нь квант механик, статистик физик ба термодинамик, шугаман бус динамик, талбайн онол гэх мэт физикийн чухал салбаруудын онолын аргуудыг ашигладаг орчин үеийн химийн онолын үндсэн суурь юм. Үүнд материйн бүтцийг судлах, үүнд: молекулын бүтэц, химийн термодинамик, химийн кинетик ба катализ. Электрохими, фотохими, гадаргуугийн үзэгдлийн физик хими (адсорбцийг оруулаад), цацрагийн хими, металлын зэврэлтийг судлах, өндөр молекулын нэгдлүүдийн физик хими (полимер физикийг үзнэ үү) гэх мэтийг физик химийн хувьд тусдаа хэсэг болгон ялгадаг заримдаа коллоид хими, физик-химийн шинжилгээ, квант химийн бие даасан хэсэг гэж үздэг. Физик химийн ихэнх салбарууд судалгааны объект, арга, арга зүйн онцлог, ашигласан аппарат хэрэгслийн хувьд нэлээд тодорхой хил хязгаартай байдаг.

Физик хими ба химийн физикийн ялгаа

Эдгээр шинжлэх ухаан хоёулаа хими ба физикийн огтлолцол дээр байдаг, заримдаа химийн физикийг физик химийн хичээлд оруулдаг. Эдгээр шинжлэх ухааны хооронд тодорхой хил хязгаарыг тогтоох нь үргэлж боломжгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч боломжийн нарийвчлалтайгаар энэ ялгааг дараах байдлаар тодорхойлж болно.

Физик хими нь нэгэн зэрэг оролцож байгаа үйл явцыг бүхэлд нь авч үздэг багцтоосонцор;

· химийн физикийн тойм тусдаабөөмс ба тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэл, өөрөөр хэлбэл тодорхой атом ба молекулууд (тиймээс физик химид өргөн хэрэглэгддэг "хамгийн тохиромжтой хий" гэсэн ойлголт түүнд байхгүй болно).

I. ...БӨЛӨӨ ЕРӨНХИЙДӨӨ II. ШИНЖЛЭХ УХААНЫ ТУХАЙ III. ХИМИЙН ТУХАЙ Хими муу юу? Хурдлалгүйгээр амьдрах боломжтой юу? Химийн кинетик ба катализ.

Фонтын хэмжээ: - +

Химийн физик нь физик химигээс юугаараа ялгаатай вэ?

Химийн физикмолекул ба хатуу биетийн электрон бүтэц, молекулын спектр, химийн урвалын энгийн үйлдэл, шаталт ба тэсрэлт, өөрөөр хэлбэл химийн үзэгдлийн физик талыг судалдаг. Энэ нэр томъёог 1930 онд Германы химич А.Эйкен нэвтрүүлсэн.

1920-иод онд байгуулагдсан. квант механикийн хөгжил, түүний үзэл баримтлалыг химийн салбарт ашиглахтай холбогдуулан. Химийн физик ба физик химийн хоёрын хил хязгаар нь дур зоргоороо байдаг. Зүйл физик химиэсрэгээр: физик нөлөөллийн химийн үр дүн (жишээлбэл, толгойг нь тоосгоор цохисны улмаас хүний ​​үхэл). Химийн физикийн ололтуудын нэг бол онол гэж үзэх ёстой салаалсан гинжин урвалууд.

ОХУ-ын ШУА-ийн Химийн физикийн хүрээлэнгийн үүсгэн байгуулагч Н.Н. Семёнов гүн гүнзгий судалгаа хийсэн гинжин урвалууд. Эдгээр нь химийн урвалын өөрөө эхлүүлдэг хэд хэдэн шат дамжлага бөгөөд нэгэнт эхэлсэн бөгөөд эцсийн шат дуусах хүртэл үргэлжилнэ. Германы химич М.Боденштейн 1913 онд тэртээ ийм урвал явагдах боломжтой гэж анх санаачилж байсан ч гинжин урвалын үе шатыг тайлбарлаж, хурдыг нь харуулсан онол байгаагүй. Гинжин урвалын гол түлхүүр нь үүсэх эхний үе шат юм чөлөөт радикал- хосгүй электронтой, тиймээс химийн хувьд маш идэвхтэй атом буюу атомын бүлэг. Үүссэний дараа молекултай харилцан үйлчилж, урвалын бүтээгдэхүүний нэг болох шинэ чөлөөт радикал үүсдэг. Шинээр үүссэн чөлөөт радикал дараа нь өөр молекултай урвалд орж болох бөгөөд ямар нэгэн зүйл чөлөөт радикалууд ижил төстэй молекул үүсгэхээс урьдчилан сэргийлэх хүртэл урвал үргэлжилнэ. хэлхээ тасрах хүртэл.

Ялангуяа чухал гинжин урвал бол 1923 онд физикч Г.А. Крамерс болон И.А. Кристиансен. Энэ урвалын үед чөлөөт радикалууд нь зөвхөн идэвхтэй сайтуудыг үүсгээд зогсохгүй үржиж, шинэ хэлхээ үүсгэж, урвалыг хурдасгадаг. Урвалын бодит явц нь түүний үүсэх савны хэмжээ гэх мэт олон тооны гадны хязгаарлалтаас хамаарна. Хэрэв чөлөөт радикалуудын тоо хурдацтай нэмэгдвэл урвал нь тэсрэлт үүсгэдэг. 1926 онд хоёр оюутанН.Н. Фосфорын уурын исэлдэлтийг усны уураар судалж байхдаа Семенов анх энэ үзэгдлийг ажигласан. Энэ урвал тухайн үеийн химийн кинетикийн хуулиудын дагуу байх ёстой шигээ явагдсангүй. Семенов энэ зөрүүний шалтгааныг тэд салаалсан гинжин урвалын үр дагавартай харьцаж байгаагаас харав. Гэвч ийм тайлбарыг тухайн үед хүлээн зөвшөөрөгдсөн эрх мэдэлтэн М.Боденштейн няцаасан юм химийн кинетик. Н.Н энэ үзэгдлийг дахин хоёр жилийн турш эрчимтэй судалжээ. Семенов ба С.Н. Хиншелвуд Англид бие даан судалгаа хийж байсан бөгөөд энэ хугацааны дараа Семеновын зөв байсан нь тодорхой болсон.

Н.Н. Семенов нэг сэдэвт зохиол (Гинжин урвал. Ленинград, ОНТИ., 1934) хэвлүүлсэн бөгөөд үүнд тэрээр олон химийн урвалууд, түүний дотор полимержих урвал нь гинжин хэлхээний эсвэл салаалсан гинжин урвалын механизмыг ашиглан явагддаг болохыг нотолсон. Дараа нь тэр нь тогтоогдсон уран-235 цөмийг нейтроноор задлах урвал нь салаалсан гинжин урвалын шинж чанартай байдаг.

1956 онд Семенов Хиншелвудын хамт "химийн урвалын механизмын чиглэлээр хийсэн судалгааныхаа төлөө" химийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ. Семенов Нобелийн лекцдээ: "Гинжин урвалын онол нь онолын химийн гол асуудал болох урвалд орж буй бөөмсийн реактив ба бүтцийн хоорондын уялдаа холбоог шийдвэрлэхэд ойртох боломжийг нээж өгдөг. .. Энэ мэдлэггүйгээр химийн технологийг ямар ч хэмжээгээр баяжуулах, тэр байтугай биологийн салбарт шийдвэрлэх амжилтанд хүрэх боломжгүй юм...”

ОХУ-ын ШУА-ийн Химийн физикийн хүрээлэн (Москва), Оросын ШУА-ийн Химийн физикийн асуудлын хүрээлэн (Черноголовка) ажиллаж байна. “Химийн физик” сэтгүүл байдаг. Та уншиж болно: Buchachenko A.L. Орчин үеийн химийн физик: хөгжил дэвшлийн зорилго ба замууд // Химийн дэвшил. - 1987. - T. 56. - No 11.

Физик химийн түүх

М.В. Ломоносов, аль нь 1752

Н.Н. Бекетов 1865

БА Нернст.

M. S. Вревский.

Молекулууд, ионууд, чөлөөт радикалууд.

Элементүүдийн атомууд нь химийн процесст оролцдог гурван төрлийн бөөмсийг үүсгэдэг - молекул, ион, чөлөөт радикалууд.

Молекулхимийн шинж чанартай, бие даасан оршин тогтнох чадвартай бодисын хамгийн жижиг төвийг сахисан бөөмс юм. Нэг атомт ба олон атомт молекулууд (хоёр атомын, триатом гэх мэт) байдаг. Ердийн нөхцөлд язгуур хий нь нэг атомын молекулуудаас бүрддэг; өндөр молекулын нэгдлүүдийн молекулууд нь эсрэгээрээ олон мянган атом агуулдаг.

Ион- илүүдэл электрон (анион) эсвэл тэдгээрийн дутагдал (катион) бүхий атом эсвэл химийн холбоо бүхий атомуудын бүлэг болох цэнэгтэй бөөмс. Бодис дотор эерэг ионууд үргэлж сөрөг ионуудтай хамт байдаг. Ионуудын хооронд ажилладаг цахилгаан статик хүч их байдаг тул бодист ижил тэмдэгтэй ионуудын мэдэгдэхүйц илүүдэл үүсэх боломжгүй юм.

Чөлөөт радикалханаагүй валенттай бөөмс, өөрөөр хэлбэл хосгүй электронтой бөөм гэж нэрлэдэг. Ийм бөөмс нь жишээлбэл, ·CH 3 ба ·NH 2 юм. Хэвийн нөхцөлд чөлөөт радикалууд нь дүрмээр бол удаан хугацаанд оршин тогтнох боломжгүй, учир нь тэдгээр нь маш идэвхтэй бөгөөд идэвхгүй тоосонцор үүсгэхэд амархан хариу үйлдэл үзүүлдэг. Ийнхүү хоёр метилийн радикал CH3 нийлж C 2 H 6 (этан) молекул үүсгэдэг. Чөлөөт радикалуудын оролцоогүйгээр олон хариу үйлдэл хийх боломжгүй юм. Маш өндөр температурт (жишээлбэл, нарны агаар мандалд) цорын ганц хоёр атомт тоосонцор нь чөлөөт радикалууд (CN, ·OH, ·CH болон бусад) байж болно. Галын дөлөнд олон тооны чөлөөт радикалууд байдаг.

Илүү нарийн төвөгтэй бүтэцтэй чөлөөт радикалууд нь мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээр нь харьцангуй тогтвортой бөгөөд хэвийн нөхцөлд оршин тогтнох боломжтой, жишээлбэл, трифенилметил радикал (C 6 H 5) 3 C (түүний нээлтээр чөлөөт радикалуудыг судалж эхэлсэн). Түүний тогтвортой байдлын нэг шалтгаан нь орон зайн хүчин зүйлүүд юм - фенил бүлгүүдийн том хэмжээ нь радикалуудыг гексафенилетан молекул болгон нэгтгэхээс сэргийлдэг.

Ковалент холбоо.

Бүтцийн томъёонд химийн холбоо бүрийг дүрсэлсэн болно валентын шугам , Жишээ нь:

H−H (хоёр устөрөгчийн атомын хоорондох холбоо)

H 3 N−H + (аммиакийн молекулын азотын атом ба устөрөгчийн катион хоорондын холбоо)

(K +)−(I−) (калийн катион ба иодид ионы хоорондох холбоо).

Үүний улмаас химийн холбоо үүсдэг атомын цөмийг хос электронд татах(цэгээр тэмдэглэсэн ··), энэ нь нарийн төвөгтэй хэсгүүдийн (молекулууд, нийлмэл ионууд) электрон томъёонд илэрхийлэгддэг. валентын шугам- өөрсдийнхөөс ялгаатай нь ганц хос электронуудатом бүр, жишээ нь:

:::F−F:::

(F 2);

H−Cl:::

(HCl);

.. H−N−H | Х

(NH 3)

Химийн холбоо гэж нэрлэдэг ковалент, -ээр үүсгэгдсэн бол хос электроныг хуваалцахатом хоёулаа.

Молекулын туйлшрал

Нэг элементийн атомуудаас үүссэн молекулууд ерөнхийдөө байх болно туйлшралгүй , бонд нь өөрөө хэр туйлшралгүй байдаг. Тиймээс H 2, F 2, N 2 молекулууд нь туйлшралгүй байдаг.

Янз бүрийн элементийн атомуудаас үүссэн молекулууд байж болно туйл Тэгээд туйлшралгүй . Энэ нь шалтгаална геометрийн хэлбэр.
Хэрэв хэлбэр нь тэгш хэмтэй бол молекул туйлшралгүй(BF 3, CH 4, CO 2, SO 3), хэрэв тэгш бус (ганц хос эсвэл хосгүй электрон байгаа тул) молекул туйл(NH 3, H 2 O, SO 2, NO 2).

Тэгш хэмтэй молекулын хажуугийн атомын аль нэгийг өөр элементийн атомаар солих үед геометрийн хэлбэр мөн гажиж, туйлшрал гарч ирдэг, жишээлбэл, хлоржуулсан метан CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 ба CHCl 3 (CH) -д. 4 метан молекул нь туйлшралгүй).

Туйлшрал-аас молекулын тэгш бус хэлбэр үүсдэг ковалент бондын туйлшрал элементүүдийн атомуудын хооронд өөр өөр цахилгаан сөрөг нөлөөтэй .
Дээр дурдсанчлан, бондын тэнхлэгийн дагуу электрон нягтын хэсэгчилсэн шилжилт илүү электрон сөрөг элементийн атом руу явагддаг, жишээлбэл:

H δ+ → Cl δ−	B δ+ → F δ−
C δ− ← H δ+	N δ− ← H δ+

(энд δ нь атомуудын хэсэгчилсэн цахилгаан цэнэг юм).

Илүү их цахилгаан сөрөг байдлын ялгаа элементүүд байх тусам δ цэнэгийн үнэмлэхүй утга өндөр байх тусам илүү их байх болно туйл ковалент холбоо байх болно.

Тэгш хэмтэй молекулуудад (жишээлбэл, BF 3) сөрөг (δ−) ба эерэг (δ+) цэнэгийн "хүндийн төвүүд" давхцдаг боловч тэгш хэмт бус молекулуудад (жишээлбэл, NH 3) таарахгүй. давхцах.
Үүний үр дүнд тэгш бус молекулуудад цахилгаан диполь - орон зайд, жишээлбэл, усны молекулд тодорхой зайд тусгаарлагдсан цэнэгүүдээс ялгаатай.

Устөрөгчийн холбоо.

Олон бодисыг судлахдаа гэж нэрлэгддэг устөрөгчийн холбоо . Жишээлбэл, шингэн дэх HF молекулууд устөрөгчийн фторустөрөгчийн холбоогоор бие биетэйгээ холбогддог, үүнтэй адил шингэн ус эсвэл мөсөн талст дахь H 2 O молекулууд, түүнчлэн NH 3 ба H 2 O молекулууд хоорондоо молекул хоорондын холболтоор холбогддог - аммиакийн гидрат NH 3 H 2 O.

Устөрөгчийн холбоо тогтворгүй амархан устдаг (жишээлбэл, мөс хайлах, ус буцалгах үед). Гэсэн хэдий ч эдгээр холбоог таслахад зарим нэмэлт энерги зарцуулагддаг тул молекулуудын хооронд устөрөгчийн холбоо бүхий бодисын хайлах болон буцлах цэгүүд нь ижил төстэй бодисуудаас хамаагүй өндөр байдаг боловч устөрөгчийн холбоогүй байдаг.

Валент. Донор-хүлээн авагчийн холбоо.Молекулын бүтцийн онолын дагуу атомууд нь орбиталууд нь нэг электрон эзэлдэг шиг олон ковалент холбоо үүсгэж чаддаг боловч энэ нь үргэлж тийм байдаггүй. [AO-г бөглөх хүлээн зөвшөөрөгдсөн схемд эхлээд бүрхүүлийн дугаарыг, дараа нь тойрог замын төрлийг, дараа нь тойрог замд нэгээс олон электрон байгаа бол тэдгээрийн тоог (дээд бичээс) зааж өгнө. Тиймээс, бичлэг хийх (2 с) 2 нь асаалттай гэсэн үг с-хоёр дахь бүрхүүлийн орбиталууд нь хоёр электрон агуулдаг.] Үндсэн төлөвт байгаа нүүрстөрөгчийн атом (3 Р) цахим тохиргоотой (1 с) 2 (2с) 2 (2х x)(2 х y), хоёр тойрог зам дүүрээгүй байхад, i.e. тус бүр нэг электрон агуулдаг. Гэсэн хэдий ч хоёр валент нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд нь маш ховор бөгөөд өндөр урвалд ордог. Ихэвчлэн нүүрстөрөгч нь дөрвөн валент бөгөөд энэ нь өдөөлтөд шилжсэнтэй холбоотой юм. С-төлөв (1 с) 2 (2с) (2х x)(2 ху)(2 х z) Дөрвөн дүүргэгдээгүй тойрог замд маш бага энерги шаардагдана. Шилжилттэй холбоотой эрчим хүчний зардал 2 с- электроныг чөлөөтэй болгох 2 r-орбитал нь хоёр нэмэлт холбоо үүсэх үед ялгарсан энергиэр нөхөгддөг. Бөглөөгүй AO үүсэхийн тулд энэ үйл явц нь эрч хүчтэй байх ёстой. Электрон тохиргоотой азотын атом (1 с) 2 (2с) 2 (2х x)(2 ху)(2 х z) 2-ыг шилжүүлэхэд шаардагдах энергийн учир таван валентын нэгдлүүдийг үүсгэдэггүй с-3-т зориулсан электрон г-орбитал нь таван валентын тохиргоог үүсгэдэг (1 с) 2 (2с)(2х x)(2 ху)(2 х z)(3 г), хэтэрхий том байна. Үүний нэгэн адил ердийн тохиргоотой борын атомууд (1 с) 2 (2с) 2 (2х) өдөөгдсөн төлөвт байхдаа гурвалсан нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг (1 с) 2 (2с)(2х x)(2 х y) шилжилтийн үед тохиолддог 2 с- электрон 2 r-AO, гэхдээ өдөөгдсөн төлөвт шилжсэнээс хойш таван валентын нэгдлүүдийг үүсгэдэггүй (1 с)(2с)(2х x)(2 ху)(2 х z), 1-ийн аль нэгийг шилжүүлсэнтэй холбоотой с- өндөр түвшинд электронууд хэт их энерги шаарддаг. Атомуудын харилцан үйлчлэл нь тэдгээрийн хооронд холбоо үүсэх нь зөвхөн ойрын энергитэй тойрог замууд байгаа тохиолдолд л явагддаг. ижил үндсэн квант тоотой орбиталууд. Тогтмол системийн эхний 10 элементийн холбогдох өгөгдлийг доор нэгтгэн үзүүлэв. Атомын валентийн төлөв нь химийн холбоо үүсгэдэг төлөв юм, жишээ нь төлөв 5 Сдөрвөн валент нүүрстөрөгчийн хувьд.

ҮЕИЙН ХҮТНЭГТИЙН ЭХНИЙ АРВАН ЭЛЕМЕНТИЙН ВАЛЕНЦИЙН ТӨЛӨВ, ВАЛЕНЦ
Элемент	Газрын төлөв	Хэвийн валентын төлөв	Тогтмол валент
Х	(1с)	(1с)
Тэр	(1с) 2	(1с) 2
Ли	(1с) 2 (2с)	(1с) 2 (2с)
Бай	(1с) 2 (2с) 2	(1с) 2 (2с)(2х)
Б	(1с) 2 (2с) 2 (2х)	(1с) 2 (2с)(2х x)(2 ху)
C	(1с) 2 (2с) 2 (2х x)(2 ху)	(1с) 2 (2с)(2х x)(2 ху)(2 х z)
Н	(1с) 2 (2с) 2 (2х x)(2 ху)(2 х z)	(1с) 2 (2с) 2 (2х x)(2 ху)(2 х z)
О	(1с) 2 (2с) 2 (2х x) 2 (2 ху)(2 х z)	(1с) 2 (2с) 2 (2х x) 2 (2 ху)(2 х z)
Ф	(1с) 2 (2с) 2 (2х x) 2 (2 ху) 2 (2 х z)	(1с) 2 (2с) 2 (2х x) 2 (2 ху) 2 (2 х z)
Үгүй	(1с) 2 (2с) 2 (2х x) 2 (2 ху) 2 (2 х z) 2	(1с) 2 (2с) 2 (2х x) 2 (2 ху) 2 (2 х z) 2

Эдгээр хэв маягийг дараах жишээнүүдэд харуулав.

Физик химийн түүх

Физик хими 18-р зууны дунд үеэс эхэлсэн. "Физик хими" гэсэн нэр томъёо нь хамаарна М.В. Ломоносов, аль нь 1752 жил би анх удаа Санкт-Петербургийн их сургуулийн оюутнуудад “Жинхэнэ физикийн химийн курс”-ыг уншиж өгсөн. Энэ хичээлээр тэрээр өөрөө энэ шинжлэх ухааны дараах тодорхойлолтыг өгсөн. "Физик хими бол нарийн төвөгтэй биет дэх химийн үйлдлээр юу болж байгааг физик зарчим, туршилтын үндсэн дээр тайлбарлах ёстой шинжлэх ухаан юм."

Дараа нь нэг зуун гаруй завсарлага аваад физик химийн дараагийн хичээлийг академич заажээ Н.Н. БекетовХарьковын их сургуульд 1865 жил. Н.Н. Бекетов Оросын бусад их дээд сургуульд физик химийн хичээл зааж эхэлсэн. Флавицкий (Казань 1874), В.Оствальд (Тарту дахь их сургууль 18807), И.А. Каблюков (Москвагийн их сургууль 1886).

1887 онд Лейпцигийн их сургуульд (Герман) физик химийн шинжлэх ухааныг бие даасан шинжлэх ухаан, эрдэм шинжилгээний салбар гэж хүлээн зөвшөөрсөн. В.Оствальд тэргүүтэй физик химийн анхны тэнхим, тэнд физик химийн шинжлэх ухааны анхны сэтгүүлийг үүсгэн байгуулжээ. 19-р зууны төгсгөлд Лейпцигийн их сургууль нь физик химийн хөгжлийн төв байсан бөгөөд тэргүүлэгч физик химичүүд нь: В.Оствальд, Ж.вант Хофф, АррениусТэгээд Нернст.

ОХУ-д физик химийн анхны тэнхим 1914 онд Санкт-Петербургийн их сургуулийн Физик-математикийн факультетэд нээгдэж, намар нь физик химийн хичээлийг заавал, практик хичээл зааж эхэлжээ. M. S. Вревский.

Физик хими ба химийн физикийн ялгаа

Эдгээр шинжлэх ухаан хоёулаа хими ба физикийн огтлолцол дээр байдаг, заримдаа химийн физикийг физик химийн хичээлд оруулдаг. Эдгээр шинжлэх ухааны хооронд тодорхой хил хязгаарыг тогтоох нь үргэлж боломжгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч боломжийн нарийвчлалтайгаар энэ ялгааг дараах байдлаар тодорхойлж болно.

Физик хими нь нэгэн зэрэг оролцож байгаа үйл явцыг бүхэлд нь авч үздэг багцтоосонцор;

· химийн физикийн тойм тусдаабөөмс ба тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэл, тухайлбал тодорхой атом ба молекулууд (тиймээс физик химид өргөн хэрэглэгддэг "хамгийн тохиромжтой хий" гэсэн ойлголт түүнд байхгүй болно).

Лекц 2 Молекулуудын бүтэц, химийн бондын шинж чанар. Химийн бондын төрлүүд. Элементийн цахилгаан сөрөг байдлын тухай ойлголт. Туйлшрал. Диполь момент. Молекул үүсэх атомын энерги. Молекулын бүтцийг туршилтаар судлах арга.

Молекулын бүтэц(молекулын бүтэц), молекул дахь атомуудын харьцангуй зохион байгуулалт. Химийн урвалын үед урвалд орох бодисын молекул дахь атомууд өөрчлөгддөг ба шинэ нэгдлүүд үүсдэг. Иймээс химийн үндсэн асуудлын нэг бол анхны нэгдлүүдийн атомуудын зохион байгуулалт, тэдгээрээс бусад нэгдлүүд үүсэх явцад гарсан өөрчлөлтийн шинж чанарыг тодруулах явдал юм.

Молекулын бүтцийн талаархи анхны санаанууд нь бодисын химийн шинж чанарын шинжилгээнд үндэслэсэн байв. Бодисын химийн шинж чанаруудын талаархи мэдлэг хуримтлагдах тусам эдгээр санаанууд илүү төвөгтэй болсон. Химийн үндсэн хуулиудыг хэрэглэснээр тухайн нэгдлийн молекулыг бүрдүүлдэг атомын тоо, төрлийг тодорхойлох боломжтой болсон; Энэ мэдээлэл нь химийн томъёонд агуулагддаг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд химичүүд нэг химийн томъёо нь молекулыг нарийн тодорхойлоход хангалтгүй гэдгийг ойлгосон, учир нь ижил химийн томъёотой боловч өөр өөр шинж чанартай изомер молекулууд байдаг. Энэ баримт нь эрдэмтэд молекул дахь атомууд нь тэдгээрийн хоорондын холбоогоор тогтворжсон тодорхой топологитой байх ёстой гэж үзэхэд хүргэсэн. Энэ санааг анх 1858 онд Германы химич Ф.Кекуле илэрхийлжээ. Түүний санаа бодлын дагуу молекулыг бүтцийн томъёогоор дүрсэлж болох бөгөөд энэ нь зөвхөн атомуудыг төдийгүй тэдгээрийн хоорондын холбоог илтгэнэ. Атом хоорондын холбоо нь атомуудын орон зайн зохион байгуулалттай тохирч байх ёстой. Метан молекулын бүтцийн талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэх үе шатуудыг Зураг дээр үзүүлэв. 1. Бүтэц нь орчин үеийн өгөгдөлтэй тохирч байна Г : молекул нь ердийн тетраэдр хэлбэртэй, төвд нүүрстөрөгчийн атом, оройн хэсэгт устөрөгчийн атомууд байдаг.

Гэсэн хэдий ч ийм судалгаанд молекулуудын хэмжээний талаар юу ч хэлээгүй байна. Энэ мэдээлэл нь зөвхөн зохих физик аргуудыг боловсруулснаар л боломжтой болсон. Эдгээрээс хамгийн чухал нь рентген туяаны дифракц байв. Кристалууд дээрх рентген туяаны тархалтын загвараас болор дахь атомуудын яг байрлалыг тодорхойлох, молекулын талстуудын хувьд бие даасан молекул дахь атомуудыг нутагшуулах боломжтой болсон. Бусад аргууд нь хий, уураар дамжин өнгөрөх электронуудын дифракц, молекулуудын эргэлтийн спектрийн шинжилгээ зэрэг орно.

Энэ бүх мэдээлэл нь зөвхөн молекулын бүтцийн талаархи ерөнхий ойлголтыг өгдөг. Химийн бондын мөн чанар нь орчин үеийн квант онолыг судлах боломжийг бидэнд олгодог. Хэдийгээр молекулын бүтцийг хангалттай өндөр нарийвчлалтайгаар тооцоолж чадахгүй байгаа ч химийн бондын талаархи бүх мэдэгдэж буй өгөгдлийг тайлбарлаж болно. Шинэ төрлийн химийн холбоо бий болно гэж таамаглаж байсан.