ฟิสิกส์แตกต่างจากเคมีอย่างไร? ฟิสิกส์และเคมี - วิทยาศาสตร์เหล่านี้แตกต่างกันอย่างไร? ประวัติความเป็นมาของเคมีเชิงฟิสิกส์[

... เพื่อพูดคุยเกี่ยวกับหัวข้อทั่วไปของคำว่า "ฟิสิกส์" และ "เคมี"

ไม่น่าแปลกใจเลยที่ทั้งสองคำเกี่ยวข้องกับการเพาะกาย? “ฟิสิกส์” หมายถึงกล้ามเนื้อ “เคมี” ก็ไม่จำเป็นต้องอธิบายเรื่องนั้น

โดยทั่วไป วิทยาศาสตร์เคมีโดยหลักการแล้วเหมือนกับฟิสิกส์ เป็นเรื่องเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ เมื่อกาลิเลโอขว้างลูกบอลจากหอเอนเมืองปิซา และนิวตันสร้างกฎของเขา เรากำลังพูดถึงมาตราส่วนที่สมส่วนกับมนุษย์ - นี่คือและเป็นฟิสิกส์ ฟิสิกส์ทั่วไปเกี่ยวข้องกับวัตถุที่ทำจากสสาร เคมี (การเล่นแร่แปรธาตุ) เคยเป็นและมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงของสารเข้าด้วยกัน - นี่คือระดับโมเลกุล ปรากฎว่าความแตกต่างระหว่างฟิสิกส์และเคมีอยู่ที่ขนาดของวัตถุใช่ไหม? ช่างเถอะ! ฟิสิกส์ควอนตัมเกี่ยวข้องกับสิ่งที่อะตอมสร้างขึ้น - นี่คือระดับย่อยโมเลกุล ฟิสิกส์ควอนตัมเกี่ยวข้องกับวัตถุภายในอะตอม ซึ่งให้อำนาจเหนือพลังงานปรมาณู และตั้งคำถามเชิงปรัชญา ปรากฎว่าเคมีเป็นแถบแคบๆ ในระดับฟิสิกส์ แม้ว่าจะถูกคั่นด้วยระดับโครงสร้างอะตอม-โมเลกุลของสารอย่างชัดเจนก็ตาม

ฉันคิดว่าอินฟินิตี้แฟลตที่ไม่ดี (เชิงเส้น)* ใช้ไม่ได้กับโลกโดยรอบ ทุกสิ่งวนซ้ำหรือปิดเป็นทรงกลม จักรวาลเป็นทรงกลม หากเราขุดลึกเข้าไปในโครงสร้างของอนุภาคมูลฐาน (ควาร์กและฮิกส์โบซอน) ไม่ช้าก็เร็วอนุภาคที่พบก็จะเข้าใกล้ในระดับสูงสุด - สำหรับจักรวาลนั่นคือไม่ช้าก็เร็วเราจะเห็นจักรวาลของเราจากนก มุมมองตาผ่านกล้องจุลทรรศน์

ตอนนี้เรามาดูกันว่าช่วงสเกลมีผลกับการเพาะกายหรือไม่ ดูเหมือนว่าจะเป็นเช่นนั้น “ฟิสิกส์” (การฝึกโดยใช้เหล็กและบนเครื่องจำลอง) เกี่ยวข้องกับวัตถุเหล็กและกล้ามเนื้อในฐานะวัตถุแข็ง ซึ่งเป็นระดับที่สมส่วนกับบุคคล “เคมี” (เช่น สเตียรอยด์) นั้นตามธรรมชาติแล้วอยู่ในระดับโมเลกุล ยังคงต้องค้นหาว่า "ฟิสิกส์ควอนตัม" ในการเพาะกายคืออะไร? เห็นได้ชัดว่านี่คือแรงจูงใจ สมาธิ กำลังใจ และอื่นๆ นั่นคือจิตใจ และจิตใจไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นฐานระดับโมเลกุล แต่ขึ้นอยู่กับสนามไฟฟ้าและสถานะบางอย่าง - ขนาดของพวกมันต่ำกว่าอะตอม เพาะกายจึงก้าวเข้าสู่ขั้นเต็มขั้น...

อ่านบทความโดยปริญญาเอก เอเลนา โกโรคอฟสกายา(“Novaya Gazeta”, ฉบับที่ 55, 24/05/2013, หน้า 12 หรือบนเว็บไซต์ “Postnauka”) เกี่ยวกับพื้นฐานของชีวชีวเคมี:

สิ่งมีชีวิตคืออะไร? (...) “ลุ่มน้ำ” หลักอยู่ระหว่างแนวทางการลดขนาด** และแนวทางต่อต้านการลดขนาด นักรีดิวซ์ยืนยันว่าชีวิตในทุกลักษณะเฉพาะสามารถอธิบายได้โดยใช้กระบวนการทางกายภาพและเคมี แนวทางต่อต้านการลดขนาดยืนยันว่าทุกสิ่งไม่สามารถลดเหลือเพียงฟิสิกส์และเคมีได้ สิ่งที่ยากที่สุดคือการเข้าใจความสมบูรณ์และโครงสร้างที่มีจุดประสงค์ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งทุกสิ่งเชื่อมโยงถึงกัน และทุกสิ่งมีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนกิจกรรมที่สำคัญ การสืบพันธุ์ และการพัฒนา ในระหว่างการพัฒนาส่วนบุคคลและทุกช่วงเวลาในร่างกาย บางสิ่งบางอย่างจะเปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติจะได้รับการรับรอง มักกล่าวกันว่าสิ่งมีชีวิตควรถูกเรียกว่ากระบวนการมากกว่าวัตถุ

...ในศตวรรษที่ 20 ไซเบอร์เนติกส์มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากไซเบอร์เนติกส์ได้ฟื้นฟูแนวคิดเรื่องจุดประสงค์ในชีววิทยา นอกจากนี้ไซเบอร์เนติกส์ยังได้รับความนิยมอย่างมากจากแนวคิดเรื่องสิ่งมีชีวิตในฐานะระบบข้อมูล ดังนั้น แนวคิดด้านมนุษยธรรมที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการจัดระเบียบทางวัตถุจึงถูกนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต

ในทศวรรษที่ 1960 ทิศทางใหม่เกิดขึ้นในการทำความเข้าใจลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตและในการศึกษาระบบทางชีววิทยา - ชีวสมิติศาสตร์ ซึ่งถือว่าชีวิตและสิ่งมีชีวิตเป็นกระบวนการและความสัมพันธ์ของสัญญาณ เราสามารถพูดได้ว่าสิ่งมีชีวิตไม่ได้อยู่ในโลกแห่งสรรพสิ่ง แต่อยู่ในโลกแห่งความหมาย

...อณูพันธุศาสตร์ก่อตัวขึ้นในวงกว้างเนื่องจากการรวมแนวคิดต่างๆ เช่น "ข้อมูลทางพันธุกรรม" และ "รหัสพันธุกรรม" ไว้ในโครงร่างแนวคิด เมื่อพูดถึงการค้นพบรหัสพันธุกรรม นักชีววิทยาชื่อดัง Martinas Ichas เขียนว่า “สิ่งที่ยากที่สุดเกี่ยวกับ “ปัญหารหัส” คือการเข้าใจว่ารหัสนั้นมีอยู่จริง ใช้เวลาหนึ่งศตวรรษ”

แม้ว่าการสังเคราะห์โปรตีนจะเกิดขึ้นในเซลล์ผ่านปฏิกิริยาทางเคมีต่างๆ แต่ไม่มีการเชื่อมโยงทางเคมีโดยตรงระหว่างโครงสร้างของโปรตีนและโครงสร้างของกรดนิวคลีอิก การเชื่อมโยงในสาระสำคัญนี้ไม่ใช่สารเคมี แต่เป็นข้อมูลและมีลักษณะสัญศาสตร์ ลำดับนิวคลีโอไทด์ในกรดนิวคลีอิก DNA และ RNA ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีน (เกี่ยวกับลำดับกรดอะมิโนในนั้น) เพียงเพราะมี "ตัวอ่าน" (หรือที่รู้จักในชื่อ "ตัวเขียน") ในเซลล์ - ในกรณีนี้คือโปรตีนเชิงซ้อน ระบบสังเคราะห์ทางชีวภาพที่เป็นเจ้าของ "ลิ้นทางพันธุกรรม" (...) ดังนั้น แม้ในระดับพื้นฐานที่สุด การมีชีวิตอยู่ก็กลายเป็นการสื่อสาร ข้อความ และ "คำพูด" ในแต่ละเซลล์และในร่างกายโดยรวม การอ่าน การเขียน การเขียนใหม่ การสร้างข้อความใหม่และ "การสนทนา" อย่างต่อเนื่องในภาษาของรหัสพันธุกรรมของโมเลกุลขนาดใหญ่และปฏิสัมพันธ์ของพวกมันเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง

* * *

ลองแทนที่คำสองสามคำในวลีจากย่อหน้าแรกและย่อหน้าสุดท้าย:

การถอยหลังเข้าคลองยืนยันว่าการเพาะกายโดยเฉพาะสามารถลดลงเหลือเพียงการฝึกทางกายภาพและอิทธิพลทางเคมีเท่านั้น แนวทางแบบก้าวหน้าให้เหตุผลว่าทุกสิ่งทุกอย่างไม่สามารถลดเหลือเพียง "ฟิสิกส์" และ "เคมี" ได้ แม้ว่าการเติบโตของมวลกล้ามเนื้อจะดำเนินการผ่านการออกกำลังกายที่หลากหลายและอิทธิพลทางเคมี (อย่างน้อยอาหาร) แต่ไม่มีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการเติบโตของกล้ามเนื้อกับปริมาณของการออกกำลังกายและปริมาณของ "เคมี" การเชื่อมโยงในสาระสำคัญนี้ไม่ใช่ทางกายภาพหรือทางเคมี แต่มีลักษณะเป็นข้อมูลและสัญศาสตร์ ดังนั้นแม้จะอยู่ในระดับพื้นฐานที่สุดก็ตาม การเพาะกายกลายเป็นการสื่อสาร ข้อความ และ "คำพูด"(แน่นอนว่าเราไม่ได้พูดถึงการพูดคุยหยาบคายระหว่างแนวทางต่างๆ) ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่า นักเพาะกายควรถูกเรียกว่าไม่ใช่วัตถุ แต่เป็นกระบวนการข้อมูล

ใครจะเถียงว่าคุณไม่สามารถเพิ่มกล้ามเนื้ออย่างโง่เขลาได้ คุณต้องมีการออกกำลังกายที่มีโครงสร้างและดำเนินการอย่างเหมาะสม คุณต้องการโภชนาการที่เหมาะสม กล่าวคือ จำเป็นต้องมีข้อมูล และถ้าเรายัดวิชาเคมีเข้าไปอย่างโง่เขลา เราก็จะได้ผลลัพธ์ที่ไม่ชัดเจน ถ้าเราทำได้เลย คุณต้องมีหลักสูตรที่สร้างและดำเนินการอย่างถูกต้อง กล่าวคือ จำเป็นต้องมีข้อมูลอีกครั้ง สิ่งที่ยากที่สุดเกี่ยวกับปัญหาของข้อมูลดังกล่าวคือการเข้าใจว่าข้อมูลนั้นมีอยู่จริงและเมื่อตระหนักถึงสิ่งนี้แล้ว เราต้องเรียนรู้ที่จะแยกมันออกจากมหาสมุทรข้อมูลหลอกที่เต็มไปด้วยโคลนที่ม้วนตัวเข้าสู่ชายฝั่งสมองของเราด้วยคลื่นหนัก และบางครั้งก็โยนเปลือกหอยมุกออกจากส่วนลึกของมัน

จริงอยู่ ถ้าจะเปิดเปลือกออก ต้องใช้มีดหอยนางรม...

------------
* อนันต์ที่ไม่ดี- ความเข้าใจเชิงอภิปรัชญาเกี่ยวกับความไม่มีที่สิ้นสุดของโลก ซึ่งสันนิษฐานว่ามีการสลับคุณสมบัติเฉพาะ กระบวนการ และกฎการเคลื่อนที่ซ้ำซากซ้ำซากอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ในทุกระดับของอวกาศและเวลา โดยไม่มีขีดจำกัด ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสสาร หมายถึง การสันนิษฐานว่าสามารถแบ่งสสารได้ไม่จำกัด โดยที่อนุภาคขนาดเล็กแต่ละอนุภาคมีคุณสมบัติเหมือนกันและอยู่ภายใต้กฎการเคลื่อนที่เฉพาะเจาะจงเดียวกันกับวัตถุขนาดมหภาค คำนี้ถูกนำมาใช้โดย Hegel ผู้ซึ่งถือว่าอินฟินิตี้ที่แท้จริงเป็นทรัพย์สินของจิตวิญญาณที่สมบูรณ์ แต่ก็ไม่สำคัญ
** แนวทางการลดขนาดจากภาษาละติน reductio – การกลับมา การบูรณะ ในกรณีนี้ลดปรากฏการณ์แห่งชีวิตลงเป็นอย่างอื่น

เคมีเชิงฟิสิกส์

"ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเคมีเชิงฟิสิกส์ที่แท้จริง" ต้นฉบับโดย M. V. Lomonosov 1752

เคมีเชิงฟิสิกส์(มักเรียกสั้นในวรรณคดีว่า เคมีกายภาพ) - สาขาวิชาเคมีศาสตร์แห่งกฎทั่วไปของโครงสร้างโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของสารเคมี สำรวจปรากฏการณ์ทางเคมีโดยใช้วิธีทางฟิสิกส์ทั้งทางทฤษฎีและการทดลอง

· 1 ประวัติเคมีเชิงฟิสิกส์

· 2 วิชาเคมีเชิงฟิสิกส์

· 3ความแตกต่างระหว่างเคมีเชิงฟิสิกส์และฟิสิกส์เคมี

· 4 ส่วนของเคมีเชิงฟิสิกส์

o 4.1 เคมีคอลลอยด์

o 4.2 เคมีคริสตัล

o 4.3 เคมีรังสี

o 4.4 อุณหเคมี

o 4.5 หลักคำสอนเรื่องโครงสร้างของอะตอม

o 4.6 หลักการกัดกร่อนของโลหะ

o 4.7 หลักคำสอนแห่งการแก้ปัญหา

o 4.8 จลนพลศาสตร์เคมี

o 4.9 โฟโตเคมี

4.10 อุณหพลศาสตร์เคมี

o 4.11 การวิเคราะห์ฟิสิกส์-เคมี

o 4.12 ทฤษฎีการเกิดปฏิกิริยาของสารประกอบเคมี

o 4.13 เคมีพลังงานสูง

o 4.14 เคมีของเลเซอร์

o 4.15 เคมีรังสี

o 4.16 เคมีนิวเคลียร์

o 4.17เคมีไฟฟ้า

o 4.18 เคมีเสียง

o 4.19 เคมีโครงสร้าง

· 5 โพเทนชิโอมิเตอร์

ประวัติเคมีเชิงฟิสิกส์[

เคมีเชิงฟิสิกส์เริ่มขึ้นในกลางศตวรรษที่ 18 คำว่า "เคมีฟิสิกส์" ในความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์และประเด็นของทฤษฎีความรู้เป็นของ M. V. Lomonosov ซึ่งในปี 1752 ได้สอน "หลักสูตรเคมีเชิงฟิสิกส์ที่แท้จริง" ให้กับนักศึกษาที่มหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเป็นครั้งแรกในปี 1752 ในคำนำของการบรรยายเหล่านี้ เขาให้คำจำกัดความต่อไปนี้: "เคมีเชิงฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ต้องอธิบายเหตุผลของสิ่งที่เกิดขึ้นผ่านการดำเนินการทางเคมีในร่างกายที่ซับซ้อนบนพื้นฐานของหลักการและการทดลองทางกายภาพ" นักวิทยาศาสตร์ในงานทฤษฎีความร้อนเกี่ยวกับคอร์ปัสและจลน์ศาสตร์ของเขาเกี่ยวข้องกับประเด็นที่สอดคล้องกับงานและวิธีการข้างต้นอย่างสมบูรณ์ นี่เป็นธรรมชาติของการดำเนินการทดลองที่ทำหน้าที่ยืนยันสมมติฐานและข้อกำหนดของแนวคิดนี้โดยเฉพาะ M.V. Lomonosov ปฏิบัติตามหลักการดังกล่าวในหลาย ๆ ด้านของการวิจัยของเขา: ในการพัฒนาและการนำไปใช้จริงของ "วิทยาศาสตร์ของแก้ว" ซึ่งเขาก่อตั้งขึ้นในการทดลองต่าง ๆ ที่อุทิศให้กับการยืนยันกฎการอนุรักษ์สสารและแรง (การเคลื่อนที่); - ในงานและการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการแก้ปัญหา - เขาได้พัฒนาโปรแกรมการวิจัยที่ครอบคลุมเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมีนี้ซึ่งอยู่ในกระบวนการพัฒนาจนถึงปัจจุบัน

ตามด้วยการหยุดพักนานกว่าหนึ่งศตวรรษ และ D.I. Mendeleev เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ในรัสเซียที่เริ่มการวิจัยทางกายภาพและเคมีในช่วงปลายทศวรรษที่ 1850

หลักสูตรถัดไปในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์สอนโดย N. N. Beketov ที่มหาวิทยาลัยคาร์คอฟในปี พ.ศ. 2408

ภาควิชาเคมีเชิงฟิสิกส์แห่งแรกในรัสเซียเปิดทำการในปี พ.ศ. 2457 ที่คณะฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ในฤดูใบไม้ร่วง M. S. Vrevsky นักเรียนของ D. P. Konovalov เริ่มสอนหลักสูตรบังคับและชั้นเรียนภาคปฏิบัติในสาขาเคมีเชิงฟิสิกส์

วารสารวิทยาศาสตร์ฉบับแรกที่มีไว้สำหรับตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับเคมีเชิงฟิสิกส์ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2430 โดย W. Ostwald และ J. Van't Hoff

สาขาวิชาเคมีฟิสิกส์[

เคมีเชิงฟิสิกส์เป็นรากฐานทางทฤษฎีหลักของเคมีสมัยใหม่ โดยใช้วิธีทางทฤษฎีของสาขาฟิสิกส์ที่สำคัญ เช่น กลศาสตร์ควอนตัม ฟิสิกส์เชิงสถิติและอุณหพลศาสตร์ พลศาสตร์ไม่เชิงเส้น ทฤษฎีสนาม ฯลฯ รวมถึงการศึกษาโครงสร้างของสสาร ได้แก่: โครงสร้างของโมเลกุล อุณหพลศาสตร์เคมี จลนศาสตร์เคมี และการเร่งปฏิกิริยา เคมีไฟฟ้า เคมีเชิงแสง เคมีฟิสิกส์ของปรากฏการณ์พื้นผิว (รวมถึงการดูดซับ) เคมีรังสี การศึกษาการกัดกร่อนของโลหะ เคมีฟิสิกส์ของสารประกอบโมเลกุลสูง (ดูฟิสิกส์ของโพลีเมอร์) ฯลฯ ก็แยกออกจากกันในเคมีฟิสิกส์ และบางครั้งถือเป็นส่วนอิสระของเคมีคอลลอยด์ การวิเคราะห์เคมีกายภาพ และเคมีควอนตัม สาขาวิชาเคมีฟิสิกส์ส่วนใหญ่มีขอบเขตที่ชัดเจนในแง่ของวัตถุและวิธีการวิจัย คุณลักษณะด้านระเบียบวิธี และอุปกรณ์ที่ใช้

ความแตกต่างระหว่างเคมีเชิงฟิสิกส์และฟิสิกส์เคมี

วิทยาศาสตร์ทั้งสองนี้เป็นจุดตัดระหว่างเคมีและฟิสิกส์ บางครั้งฟิสิกส์เคมีก็รวมอยู่ในเคมีเชิงฟิสิกส์ด้วย ไม่สามารถกำหนดขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างวิทยาศาสตร์เหล่านี้ได้เสมอไป อย่างไรก็ตาม ด้วยระดับความแม่นยำที่สมเหตุสมผล ความแตกต่างนี้สามารถกำหนดได้ดังนี้:

เคมีเชิงฟิสิกส์พิจารณากระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นพร้อมกับการมีส่วนร่วมพร้อมกัน ชุดอนุภาค;

· บทวิจารณ์ฟิสิกส์เคมี แยกอนุภาคและปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกมันนั่นคืออะตอมและโมเลกุลจำเพาะ (ดังนั้นจึงไม่มีที่สำหรับแนวคิดของ "ก๊าซในอุดมคติ" ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีเชิงฟิสิกส์)

I. ...และโดยทั่วไป II. เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ III เกี่ยวกับเคมี เคมีแย่ไหม? เป็นไปได้ไหมที่จะอยู่โดยปราศจากความเร่ง? จลนพลศาสตร์เคมีและการเร่งปฏิกิริยา

ขนาดตัวอักษร: - +

ฟิสิกส์เคมีแตกต่างจากเคมีฟิสิกส์อย่างไร?

ฟิสิกส์เคมีศึกษาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลและของแข็ง สเปกตรัมของโมเลกุล การกระทำเบื้องต้นของปฏิกิริยาเคมี กระบวนการเผาไหม้และการระเบิด ซึ่งก็คือลักษณะทางกายภาพของปรากฏการณ์ทางเคมี คำนี้ถูกนำมาใช้โดยนักเคมีชาวเยอรมัน A. Eiken ในปี 1930

ก่อตั้งในปี ค.ศ. 1920 เกี่ยวข้องกับการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมและการใช้แนวคิดในวิชาเคมี ขอบเขตระหว่างฟิสิกส์เคมีและเคมีเชิงฟิสิกส์นั้นขึ้นอยู่กับอำเภอใจ รายการ เคมีกายภาพในทางตรงกันข้าม: ผลทางเคมีของอิทธิพลทางกายภาพ (เช่นการเสียชีวิตของบุคคลอันเป็นผลมาจากการตีเขาด้วยอิฐที่ศีรษะ) ความสำเร็จประการหนึ่งของฟิสิกส์เคมีควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นทฤษฎี ปฏิกิริยาลูกโซ่แบบแยกแขนง.

ผู้ก่อตั้งสถาบันฟิสิกส์เคมีแห่ง Russian Academy of Sciences N.N. Semyonov ดำเนินการวิจัยเชิงลึก ปฏิกิริยาลูกโซ่- เป็นชุดของขั้นตอนที่เริ่มต้นด้วยตนเองในปฏิกิริยาเคมีที่เมื่อเริ่มต้นแล้ว ให้ดำเนินต่อไปจนกว่าขั้นตอนสุดท้ายจะเสร็จสิ้น แม้ว่านักเคมีชาวเยอรมัน M. Bodenstein จะแนะนำความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นครั้งแรกในปี 1913 แต่ก็ไม่มีทฤษฎีใดที่อธิบายขั้นตอนของปฏิกิริยาลูกโซ่และแสดงความเร็วของมัน หัวใจสำคัญของปฏิกิริยาลูกโซ่คือระยะเริ่มแรกของการก่อตัว อนุมูลอิสระ- อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนไม่เท่ากันและมีฤทธิ์ทางเคมีอย่างมาก เมื่อก่อตัวขึ้น มันจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลในลักษณะที่อนุมูลอิสระใหม่ก่อตัวขึ้นเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา อนุมูลอิสระที่ก่อตัวใหม่สามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นได้ และปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งมีบางสิ่งขัดขวางไม่ให้อนุมูลอิสระก่อตัวเป็นโมเลกุลที่คล้ายกัน กล่าวคือ จนกว่าวงจรจะขาด

ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่สำคัญอย่างยิ่งคือปฏิกิริยาลูกโซ่แบบแยกแขนง ซึ่งค้นพบในปี 1923 โดยนักฟิสิกส์ G.A. เครเมอร์สและไอ.เอ. คริสเตียนเซ่น. ในปฏิกิริยานี้ อนุมูลอิสระไม่เพียงแต่สร้างบริเวณที่ทำงานเท่านั้น แต่ยังเพิ่มจำนวน สร้างสายโซ่ใหม่และเร่งปฏิกิริยาให้เร็วขึ้นอีกด้วย ความคืบหน้าที่แท้จริงของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับข้อจำกัดภายนอกหลายประการ เช่น ขนาดของถังที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้น หากจำนวนอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาอาจทำให้เกิดการระเบิดได้ ในปี พ.ศ. 2469 นักเรียนสองคนเอ็น.เอ็น. Semenov สังเกตปรากฏการณ์นี้เป็นครั้งแรกในขณะที่ศึกษาการเกิดออกซิเดชันของไอฟอสฟอรัสด้วยไอน้ำ ปฏิกิริยานี้ไม่ได้ดำเนินไปอย่างที่ควรจะเป็นตามกฎจลนศาสตร์เคมีในขณะนั้น Semenov เห็นสาเหตุของความแตกต่างนี้ในความจริงที่ว่าพวกเขากำลังเผชิญกับผลลัพธ์ของปฏิกิริยาลูกโซ่ที่แตกแขนง แต่คำอธิบายดังกล่าวถูกปฏิเสธโดย M. Bodenstein ซึ่งในเวลานั้นเป็นผู้มีอำนาจที่ได้รับการยอมรับ จลนพลศาสตร์เคมี- เอ็น.เอ็น.ยังคงศึกษาปรากฏการณ์นี้อย่างเข้มข้นต่อไปอีกสองปี Semenov และ S.N. Hinshelwood ซึ่งทำงานวิจัยในอังกฤษอย่างอิสระ และหลังจากช่วงเวลานี้เห็นได้ชัดว่า Semenov พูดถูก

เอ็น.เอ็น. Semenov ตีพิมพ์เอกสาร (ปฏิกิริยาลูกโซ่. Leningrad, ONTI., 1934) ซึ่งเขาพิสูจน์ว่าปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างรวมถึงปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันนั้นดำเนินการโดยใช้กลไกของปฏิกิริยาลูกโซ่หรือปฏิกิริยาลูกโซ่กิ่ง ต่อมาก็พบว่า ปฏิกิริยาฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียม-235 โดยนิวตรอนก็มีลักษณะของปฏิกิริยาลูกโซ่แบบกิ่งก้านเช่นกัน

ในปี 1956 Semenov ร่วมกับ Hinshelwood ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี "สำหรับการวิจัยในสาขากลไกของปฏิกิริยาเคมี" ในการบรรยายโนเบลของเขา Semenov กล่าวว่า "ทฤษฎีปฏิกิริยาลูกโซ่เปิดโอกาสให้เข้าใกล้วิธีแก้ปัญหาหลักของเคมีเชิงทฤษฎีมากขึ้น - การเชื่อมโยงระหว่างปฏิกิริยาและโครงสร้างของอนุภาคที่เข้าสู่ปฏิกิริยา .. แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะยกระดับเทคโนโลยีเคมีในทุกขอบเขตหรือแม้กระทั่งประสบความสำเร็จอย่างเด็ดขาดในด้านชีววิทยาหากไม่มีความรู้นี้…”

สถาบันฟิสิกส์เคมีของ Russian Academy of Sciences (มอสโก) และสถาบันปัญหาฟิสิกส์เคมีของ Russian Academy of Sciences (Chernogolovka) เปิดดำเนินการ มีวารสาร “ฟิสิกส์เคมี”. คุณสามารถอ่าน: Buchachenko A.L. ฟิสิกส์เคมีสมัยใหม่: เป้าหมายและเส้นทางแห่งความก้าวหน้า // ความก้าวหน้าทางเคมี - 2530. - ต.56. - ลำดับที่ 11.

ประวัติความเป็นมาของเคมีเชิงฟิสิกส์

เอ็มวี โลโมโนซอฟซึ่งใน 1752

เอ็น.เอ็น. เบเคตอฟ 1865

และ เนิร์สต์.

ม.ส. วเรฟสกี้

โมเลกุล ไอออน อนุมูลอิสระ

อะตอมของธาตุสามารถก่อตัวเป็นอนุภาคสามประเภทที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมี ได้แก่ โมเลกุล ไอออน และอนุมูลอิสระ

โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เป็นกลางที่เล็กที่สุดของสารที่มีคุณสมบัติทางเคมีและสามารถดำรงอยู่ได้โดยอิสระ มีโมเลกุลเดี่ยวและโพลีอะตอมมิก (ไดอะตอมมิก, ไตรอะตอมมิก ฯลฯ ) ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซมีตระกูลประกอบด้วยโมเลกุลเชิงเดี่ยว โมเลกุลของสารประกอบโมเลกุลสูงกลับมีอะตอมหลายพันอะตอม

ไอออน- อนุภาคที่มีประจุซึ่งเป็นอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีพันธะเคมีซึ่งมีอิเล็กตรอนมากเกินไป (แอนไอออน) หรือขาดอิออน (ไอออนบวก) ในสารหนึ่ง ไอออนบวกจะอยู่ร่วมกับไอออนลบเสมอ เนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิตที่ทำระหว่างไอออนมีขนาดใหญ่ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างไอออนที่มีสัญลักษณ์เดียวกันมากเกินไปในสาร

อนุมูลอิสระเรียกว่า อนุภาคที่มีเวเลนซ์ไม่อิ่มตัว กล่าวคือ อนุภาคที่มีอิเล็กตรอนไม่เข้าคู่ อนุภาคดังกล่าวได้แก่ ·CH 3 และ ·NH 2 ภายใต้สภาวะปกติ ตามกฎแล้วอนุมูลอิสระจะไม่สามารถดำรงอยู่ได้เป็นเวลานาน เนื่องจากมีปฏิกิริยาสูงและทำปฏิกิริยากับอนุภาคเฉื่อยได้ง่าย ดังนั้นอนุมูลเมทิล CH3 สองตัวรวมกันเป็นโมเลกุล C 2 H 6 (อีเทน) ปฏิกิริยาหลายอย่างเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการมีส่วนร่วมของอนุมูลอิสระ ที่อุณหภูมิสูงมาก (เช่น ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์) อนุภาคไดอะตอมมิกชนิดเดียวที่สามารถดำรงอยู่ได้คืออนุมูลอิสระ (·CN, ·OH, ·CH และอื่นๆ) มีอนุมูลอิสระจำนวนมากอยู่ในเปลวไฟ

เป็นที่ทราบกันว่าอนุมูลอิสระของโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าซึ่งค่อนข้างเสถียรและสามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้สภาวะปกติเช่นอนุมูลอิสระไตรฟีนิลเมทิล (C 6 H 5) 3 C (ด้วยการค้นพบการศึกษาอนุมูลอิสระจึงเริ่มต้นขึ้น) สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เสถียรภาพคือปัจจัยเชิงพื้นที่ - กลุ่มฟีนิลขนาดใหญ่ซึ่งป้องกันการรวมตัวของอนุมูลลงในโมเลกุลเฮกซาฟีนิลเอเทน

พันธะโควาเลนต์

พันธะเคมีแต่ละพันธะในสูตรโครงสร้างจะแสดงแทน เส้นวาเลนซ์ , ตัวอย่างเช่น:

H−H (พันธะระหว่างอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม)

H 3 N−H + (พันธะระหว่างอะตอมไนโตรเจนของโมเลกุลแอมโมเนียและไฮโดรเจนไอออนบวก)

(K +)−(I−) (พันธะระหว่างโพแทสเซียมไอออนบวกกับไอออนไอโอไดด์)

พันธะเคมีเกิดขึ้นเนื่องจาก แรงดึงดูดของนิวเคลียสของอะตอมต่อคู่อิเล็กตรอน(ระบุด้วยจุด ··) ซึ่งแสดงอยู่ในสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอนุภาคเชิงซ้อน (โมเลกุล ไอออนเชิงซ้อน) เส้นวาเลนซ์- ไม่เหมือนของพวกเขาเอง อิเล็กตรอนคู่เดียวแต่ละอะตอม เช่น

:::F−F:::

(ฉ2);

H−Cl:::

(HCl);

.. H−N−H | ชม

(NH3)

พันธะเคมีเรียกว่า โควาเลนต์ถ้ามันถูกสร้างขึ้นโดย ใช้คู่อิเล็กตรอนร่วมกันทั้งสองอะตอม

ขั้วโมเลกุล

โมเลกุลที่เกิดจากอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันโดยทั่วไปจะเป็น ไม่ใช่ขั้ว พันธะนั้นไม่มีขั้วเพียงใด ดังนั้นโมเลกุล H 2, F 2, N 2 จึงไม่มีขั้ว

โมเลกุลที่เกิดจากอะตอมของธาตุต่าง ๆ ก็สามารถเกิดขึ้นได้ ขั้วโลก และ ไม่ใช่ขั้ว - มันขึ้นอยู่กับ รูปทรงเรขาคณิต.
ถ้ารูปร่างสมมาตรแสดงว่าเป็นโมเลกุล ไม่ใช่ขั้ว(BF 3, CH 4, CO 2, SO 3) หากไม่สมมาตร (เนื่องจากมีคู่โดดเดี่ยวหรืออิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่) แสดงว่าโมเลกุล ขั้วโลก(NH 3, H 2 O, SO 2, NO 2)

เมื่ออะตอมด้านข้างตัวใดตัวหนึ่งในโมเลกุลสมมาตรถูกแทนที่ด้วยอะตอมขององค์ประกอบอื่น รูปทรงเรขาคณิตก็จะบิดเบี้ยวและขั้วก็ปรากฏขึ้นเช่นในอนุพันธ์มีเทนที่มีคลอรีน CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 และ CHCl 3 (CH มีเทน 4 โมเลกุลไม่มีขั้ว)

ขั้วรูปร่างไม่สมมาตรของโมเลกุลตามมาจาก ขั้วของพันธะโควาเลนต์ ระหว่างอะตอมของธาตุ ที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตี้ต่างกัน .
ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะเคลื่อนไปตามแกนพันธะไปทางอะตอมขององค์ประกอบที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีมากกว่า ตัวอย่างเช่น:

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

(ในที่นี้ δ คือประจุไฟฟ้าบางส่วนของอะตอม)

ยิ่งมาก. ความแตกต่างของอิเลคโตรเนกาติวีตี้ องค์ประกอบยิ่งค่าสัมบูรณ์ของประจุ δ สูงขึ้นเท่าใดก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ขั้วโลก ก็จะมีพันธะโคเวเลนต์

ในโมเลกุลที่มีรูปร่างสมมาตร (เช่น BF 3) “จุดศูนย์ถ่วง” ของประจุลบ (δ−) และประจุบวก (δ+) เกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ในโมเลกุลที่ไม่สมมาตร (เช่น NH 3) ประจุเหล่านั้นไม่ ตรงกัน
ด้วยเหตุนี้ ในโมเลกุลที่ไม่สมมาตร ไดโพลไฟฟ้า - ต่างจากประจุที่แยกจากกันด้วยระยะห่างในอวกาศ เช่น ในโมเลกุลของน้ำ

พันธะไฮโดรเจน

เมื่อศึกษาสารหลายชนิดจึงเรียกว่า พันธะไฮโดรเจน . ตัวอย่างเช่น โมเลกุล HF ในของเหลว ไฮโดรเจนฟลูออไรด์เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ในทำนองเดียวกัน โมเลกุล H 2 O ในน้ำของเหลวหรือในผลึกน้ำแข็ง เช่นเดียวกับโมเลกุล NH 3 และ H 2 O เชื่อมต่อกันในการเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุล - แอมโมเนียไฮเดรต NH 3 H 2 โอ

พันธะไฮโดรเจน ไม่เสถียร และถูกทำลายค่อนข้างง่าย (เช่น เมื่อน้ำแข็งละลายน้ำจะเดือด) อย่างไรก็ตาม พลังงานเพิ่มเติมบางส่วนถูกใช้ไปเพื่อทำลายพันธะเหล่านี้ ดังนั้นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารที่มีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลจึงสูงกว่าของสารที่คล้ายคลึงกันอย่างมาก แต่ไม่มีพันธะไฮโดรเจน:

วาเลนซ์. พันธบัตรผู้บริจาค-ผู้รับตามทฤษฎีโครงสร้างโมเลกุล อะตอมสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ได้มากเท่ากับวงโคจรของพวกมันที่ถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอน 1 ตัว แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป [ในรูปแบบที่ได้รับการยอมรับสำหรับการเติม AO จำนวนของเปลือกจะถูกระบุก่อน จากนั้นจึงระบุประเภทของออร์บิทัล และหากมีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัวในออร์บิทัล จำนวนของพวกมัน (ตัวยก) ดังนั้นบันทึก (2 ส) 2 หมายความว่าเปิดอยู่ ส-ออร์บิทัลของเปลือกชั้นที่ 2 มีอิเล็กตรอน 2 ตัว] อะตอมของคาร์บอนในสถานะพื้น (3 ร) มีการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ (1 ส) 2 (2ส) 2 (2พีเอ็กซ์)(2 พี y) ในขณะที่สองวงโคจรยังไม่เต็ม นั่นคือ มีอิเล็กตรอนอย่างละ 1 ตัว อย่างไรก็ตาม สารประกอบคาร์บอนไดเวเลนต์นั้นหายากมากและมีปฏิกิริยาสูง โดยทั่วไปแล้ว คาร์บอนเป็นแบบเตตระวาเลนต์ และนี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเมื่อเปลี่ยนไปสู่ตื่นเต้น 5 ส-รัฐ (1 ส) 2 (2ส) (2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พี z) เมื่อมีวงโคจรที่ยังไม่ได้บรรจุสี่วง จำเป็นต้องใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย ต้นทุนพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง 2 ส-อิเล็กตรอนสู่อิสระ 2 ร- ออร์บิทัลได้รับการชดเชยมากกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการก่อตัวของพันธะเพิ่มเติมอีกสองตัว สำหรับการก่อตัวของ AO ที่ไม่สำเร็จ จำเป็นที่กระบวนการนี้จะเอื้ออำนวยอย่างกระตือรือร้น อะตอมไนโตรเจนที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน (1 ส) 2 (2ส) 2 (2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พี z) ไม่ก่อให้เกิดสารประกอบเพนตะวาเลนต์ เนื่องจากพลังงานที่จำเป็นสำหรับการถ่ายโอน 2 ส-อิเล็กตรอนสำหรับ 3 ง- วงโคจรเพื่อสร้างโครงแบบเพนตะวาเลนต์ (1 ส) 2 (2ส)(2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พีซ)(3 ง) ใหญ่เกินไป ในทำนองเดียวกัน อะตอมของโบรอนที่มีโครงสร้างตามปกติ (1 ส) 2 (2ส) 2 (2พี) สามารถสร้างสารประกอบไตรวาเลนท์ได้เมื่ออยู่ในสภาวะตื่นเต้น (1 ส) 2 (2ส)(2พีเอ็กซ์)(2 พี y) ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างช่วงการเปลี่ยนภาพ 2 ส-อิเล็กตรอน 2 ร-AO แต่ไม่ก่อให้เกิดสารประกอบเพนตะวาเลนต์ เนื่องจากการเปลี่ยนไปสู่สถานะตื่นเต้น (1 ส)(2ส)(2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พี z) เนื่องจากการโอนหนึ่งใน 1 ส-อิเล็กตรอนในระดับที่สูงขึ้นต้องใช้พลังงานมากเกินไป ปฏิสัมพันธ์ของอะตอมกับการก่อตัวของพันธะระหว่างพวกมันเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีวงโคจรที่มีพลังงานใกล้เคียงเท่านั้นเช่น ออร์บิทัลที่มีเลขควอนตัมหลักเท่ากัน ข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับ 10 องค์ประกอบแรกของตารางธาตุสรุปได้ด้านล่างนี้ สถานะวาเลนซ์ของอะตอมคือสถานะที่อะตอมเกิดพันธะเคมี เช่น สถานะที่ 5 สสำหรับคาร์บอนเตตระวาเลนต์

สถานะวาเลนซ์และวาเลนซ์ของสิบองค์ประกอบแรกของตารางธาตุ
องค์ประกอบ	สถานะภาคพื้นดิน	สถานะเวเลนซ์ปกติ	ความจุปกติ
ชม	(1ส)	(1ส)
เขา	(1ส) 2	(1ส) 2
หลี่	(1ส) 2 (2ส)	(1ส) 2 (2ส)
เป็น	(1ส) 2 (2ส) 2	(1ส) 2 (2ส)(2พี)
บี	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี)	(1ส) 2 (2ส)(2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)
ค	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)	(1ส) 2 (2ส)(2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พีซ)
เอ็น	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พีซ)	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พีเอ็กซ์)(2 พีญ)(2 พีซ)
โอ	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี x) 2 (2 พีญ)(2 พีซ)	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี x) 2 (2 พีญ)(2 พีซ)
เอฟ	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี x) 2 (2 พีญ) 2 (2 พีซ)	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี x) 2 (2 พีญ) 2 (2 พีซ)
เน	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี x) 2 (2 พีญ) 2 (2 พีซ) 2	(1ส) 2 (2ส) 2 (2พี x) 2 (2 พีญ) 2 (2 พีซ) 2

รูปแบบเหล่านี้แสดงอยู่ในตัวอย่างต่อไปนี้:

ประวัติความเป็นมาของเคมีเชิงฟิสิกส์

เคมีเชิงฟิสิกส์เริ่มขึ้นในกลางศตวรรษที่ 18 คำว่า "เคมีเชิงฟิสิกส์" เป็นของ เอ็มวี โลโมโนซอฟซึ่งใน 1752 เป็นครั้งแรกที่ฉันอ่าน “หลักสูตรเคมีเชิงฟิสิกส์ที่แท้จริง” ให้นักศึกษาที่มหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กฟังเป็นครั้งแรก ในรายวิชานี้ พระองค์เองทรงให้คำจำกัดความของวิทยาศาสตร์นี้ไว้ดังนี้ “เคมีฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ต้องอธิบายเหตุผลของสิ่งที่เกิดขึ้นจากการดำเนินการทางเคมีในร่างกายที่ซับซ้อนบนพื้นฐานของหลักการและการทดลองทางกายภาพ”

จากนั้น ก็ได้หยุดพักไปนานกว่าหนึ่งศตวรรษ และนักวิชาการก็สอนหลักสูตรวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์ครั้งต่อไป เอ็น.เอ็น. เบเคตอฟที่มหาวิทยาลัยคาร์คอฟใน 1865 ปี. ติดตาม N.N. เบเคตอฟเริ่มสอนเคมีเชิงฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยอื่นๆ ในรัสเซีย Flavitsky (Kazan 1874), V. Ostwald (มหาวิทยาลัยใน Tartu 18807), I.A. Kablukov (มหาวิทยาลัยมอสโก 2429)

การยอมรับเคมีฟิสิกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์อิสระและระเบียบวินัยทางวิชาการเกิดขึ้นที่มหาวิทยาลัยไลพ์ซิก (เยอรมนี) ในปี พ.ศ. 2430 ภาควิชาเคมีฟิสิกส์แผนกแรก นำโดย V. Ostwald และการก่อตั้งวารสารวิทยาศาสตร์สาขาเคมีฟิสิกส์แผนกแรกที่นั่น ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 มหาวิทยาลัยไลพ์ซิกเป็นศูนย์กลางของการพัฒนาเคมีเชิงฟิสิกส์ และนักเคมีเชิงฟิสิกส์ชั้นนำ ได้แก่: ดับเบิลยู. ออสต์วาลด์, เจ. แวนท์ ฮอฟฟ์, อาร์เรเนียสและ เนิร์สต์.

ภาควิชาเคมีเชิงฟิสิกส์แผนกแรกในรัสเซียเปิดทำการในปี พ.ศ. 2457 ที่คณะฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ซึ่งในฤดูใบไม้ร่วงเขาเริ่มสอนหลักสูตรบังคับและชั้นเรียนภาคปฏิบัติในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์ ม.ส. วเรฟสกี้

ความแตกต่างระหว่างเคมีเชิงฟิสิกส์และฟิสิกส์เคมี

วิทยาศาสตร์ทั้งสองนี้เป็นจุดตัดระหว่างเคมีและฟิสิกส์ บางครั้งฟิสิกส์เคมีก็รวมอยู่ในเคมีเชิงฟิสิกส์ด้วย ไม่สามารถกำหนดขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างวิทยาศาสตร์เหล่านี้ได้เสมอไป อย่างไรก็ตาม ด้วยระดับความแม่นยำที่สมเหตุสมผล ความแตกต่างนี้สามารถกำหนดได้ดังนี้:

เคมีเชิงฟิสิกส์พิจารณากระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นพร้อมกับการมีส่วนร่วมพร้อมกัน ชุดอนุภาค;

· บทวิจารณ์ฟิสิกส์เคมี แยกอนุภาคและปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกมันนั่นคืออะตอมและโมเลกุลจำเพาะ (ดังนั้นจึงไม่มีที่สำหรับแนวคิดของ "ก๊าซในอุดมคติ" ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีเชิงฟิสิกส์)

การบรรยายครั้งที่ 2 โครงสร้างของโมเลกุลและธรรมชาติของพันธะเคมี ประเภทของพันธะเคมี แนวคิดเรื่องอิเลคโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบ โพลาไรซ์ โมเมนต์ไดโพล พลังงานปรมาณูของการก่อตัวของโมเลกุล วิธีการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุล

โครงสร้างโมเลกุล(โครงสร้างโมเลกุล) การจัดเรียงสัมพัทธ์ของอะตอมในโมเลกุล ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี อะตอมในโมเลกุลของสารตั้งต้นจะถูกจัดเรียงใหม่และสารประกอบใหม่จะเกิดขึ้น ดังนั้นปัญหาทางเคมีพื้นฐานประการหนึ่งคือการชี้แจงการจัดเรียงอะตอมในสารประกอบดั้งเดิมและลักษณะของการเปลี่ยนแปลงระหว่างการก่อตัวของสารประกอบอื่นจากพวกมัน

แนวคิดแรกเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลมีพื้นฐานมาจากการวิเคราะห์พฤติกรรมทางเคมีของสาร ความคิดเหล่านี้มีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีของสารที่สะสมมา การใช้กฎพื้นฐานของเคมีทำให้สามารถกำหนดจำนวนและชนิดของอะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุลของสารประกอบที่กำหนดได้ ข้อมูลนี้มีอยู่ในสูตรทางเคมี เมื่อเวลาผ่านไป นักเคมีตระหนักว่าสูตรทางเคมีสูตรเดียวไม่เพียงพอที่จะระบุลักษณะโมเลกุลได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากมีโมเลกุลไอโซเมอร์ที่มีสูตรทางเคมีเหมือนกันแต่มีคุณสมบัติต่างกัน ข้อเท็จจริงนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอะตอมในโมเลกุลจะต้องมีโครงสร้างที่แน่นอนและเสถียรด้วยพันธะระหว่างพวกมัน แนวคิดนี้แสดงออกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2401 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน F. Kekule ตามความคิดของเขา สามารถพรรณนาโมเลกุลได้โดยใช้สูตรโครงสร้าง ซึ่งไม่เพียงบ่งชี้ถึงตัวอะตอมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเชื่อมโยงระหว่างพวกมันด้วย พันธะระหว่างอะตอมจะต้องสอดคล้องกับการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของอะตอมด้วย ขั้นตอนของการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลมีเทนแสดงไว้ในรูปที่ 1 1. โครงสร้างสอดคล้องกับข้อมูลสมัยใหม่ ช : โมเลกุลมีรูปร่างคล้ายจัตุรมุขปกติ โดยมีอะตอมของคาร์บอนอยู่ตรงกลาง และมีอะตอมของไฮโดรเจนอยู่ที่จุดยอด

อย่างไรก็ตาม การศึกษาดังกล่าวไม่ได้ระบุอะไรเกี่ยวกับขนาดของโมเลกุล ข้อมูลนี้มีให้เฉพาะเมื่อมีการพัฒนาวิธีการทางกายภาพที่เหมาะสมเท่านั้น สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ จากรูปแบบการกระเจิงของรังสีเอกซ์บนคริสตัล ทำให้สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนของอะตอมในคริสตัลได้ และสำหรับผลึกโมเลกุล ก็เป็นไปได้ที่จะระบุตำแหน่งของอะตอมในแต่ละโมเลกุล วิธีการอื่นๆ ได้แก่ การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนขณะผ่านก๊าซหรือไอ และการวิเคราะห์สเปกตรัมการหมุนของโมเลกุล

ข้อมูลทั้งหมดนี้ให้เพียงแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลเท่านั้น ธรรมชาติของพันธะเคมีช่วยให้เราสามารถศึกษาทฤษฎีควอนตัมสมัยใหม่ได้ และถึงแม้ว่าโครงสร้างโมเลกุลจะยังไม่สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำสูงเพียงพอ แต่ก็สามารถอธิบายข้อมูลที่ทราบทั้งหมดเกี่ยวกับพันธะเคมีได้ มีการทำนายการมีอยู่ของพันธะเคมีชนิดใหม่ด้วยซ้ำ