Становление и эволюция химии

     Из  числа чисто химических методов, разработанных в 20 в., следует отметить микрохимический анализ, позволяющий производить аналитические операции с количествами веществ, в сотни раз меньшими, чем в методе обычного химического анализа. Большое значение приобрела хроматография, служащая не только для аналитических целей, но и для разделения весьма близких по химическим свойствам веществ в лабораторных и промышленных масштабах. Важную роль играет физико-химический анализ (ФХА) как один из методов определения химического состава и характера взаимодействия компонентов в растворах, расплавах и др. системах. В ФХА широко используются графические методы (диаграммы состояния и диаграммы состав - свойство). Классификация последних позволила уточнить понятие химического индивида, состав которого может быть постоянным и переменным. Предсказанный Курнаковым класс нестехиометрических соединений приобрёл большое значение в материаловедении и новой области - химия твёрдого тела.

     Люминесцентный  анализ, метод меченых атомов, рентгеновский  структурный анализ, электронография, полярография и др. физико-химические методы анализа находят широкое применение в аналитической химии Использование радиохимических методик позволяет обнаружить присутствие всего нескольких атомов радиоактивного изотопа (например, при синтезе трансурановых элементов).

     Для установления строения химических соединений важное значение имеет молекулярная спектроскопия, с помощью которой  определяются расстояния между атомами, симметрия, наличие функциональных групп и др. характеристики молекулы, а также изучается механизм химических реакций. Электронная энергетическая структура атомов и молекул, величина эффективных зарядов выясняются посредством эмиссионной и абсорбционной рентгеновской спектроскопии. Геометрия молекул исследуется методами рентгеновского структурного анализа.

     Обнаружение взаимодействия между электронами  и ядрами атомов (обусловливающего сверхтонкую структуру их спектров), а также между внешними и внутренними  электронами позволило создать  такие методы установления строения молекул, как ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР), гамма-резонансная спектроскопия. Особую роль по широте применения приобрела ЯМР-спектроскопия. Для выяснения пространственных характеристик молекул возрастающее значение приобретают оптические методы: спектрополяриметрия, круговой дихроизм, дисперсия оптического вращения. Разрушение молекул в вакууме под влиянием электронного удара с идентификацией осколков применяется для установления их строения методом масс-спектроскопии. Арсенал кинетических методов пополнился средствами, связанными с использованием ЭПР - и ЯМР-спектроскопии (химическая поляризация ядер), метода импульсного фотолиза и радиолиза. Это позволяет изучать сверхбыстрые процессы, протекающие за время 10-9 сек и меньше.

     Для исследования космических объектов с успехом применяются методы спектрального анализа в различных  диапазонах электромагнитного спектра. В частности, методами радиоастрономии  в межзвёздном пространстве были обнаружены облака химических соединений, включающие такие относительно сложные молекулы, как формальдегид, тиомочевину, метиламин, цианацетилен и др. С развитием космических полётов методы экспериментальной химии стали применяться на внеземных объектах (Луна, Венера, Марс). 

     2.4 Химическая технология и тенденции  её развития

     Потребности общества породили химическую технологию. По выражению Бертло, химия начинает творить свой собственный объект исследования, создавая сотни тысяч  неизвестных природе соединений. В развитии химической технологии исторически первыми были методы упрощения, разложения готовых природных форм: получение металлов из руд, выделение солей из сложных систем, перегонка древесины и др. подобные приёмы. Фундаментом химической технологии явилось производство исходных веществ для многих более сложных технологий: серной, соляной, азотной кислот, аммиака, щелочей, соды и некоторых др., составивших область основной химической промышленности. Второй крупнейший исторический этап в химической технологии характеризуется переходом к методам синтеза, получения всё более сложных систем, что базируется уже не только на эмпирических данных, но и на теоретическом понимании природы, строения и свойств химических веществ, закономерностей их формирования (см. химический синтез).

     Синтетическая технология в химии эволюционирует от использования готовых природных  веществ и материалов через их всё более сложную модификацию  к получению новых химических продуктов, не известных в природе. Так, технология производства волокна начиналась с переработки природной целлюлозы, затем перешла к её химически модифицированным формам (вискоза, ацетатный шёлк) и в конечном итоге сделала скачок к синтетическим материалам на принципиально новой основе (полиэфиры, полиамиды, полиакрилонитрил). При этом отмечается более ускоренное развитие технологии синтетического волокна по сравнению с искусственным из природных полимеров.

     Важная  тенденция развития химической технологии - выход за исторически сложившиеся  на нашей планете физико-химические условия, всё более широкое использование экстремальных условий необычных факторов: высокие температуры, сверхвысокие давления, воздействие плазмы, электрических и магнитных полей и излучений. Целью технологии становится получение веществ с необычными и весьма ценными свойствами: сверхчистых и сверхтвёрдых, жаростойких и жаропрочных материалов, полупроводников и люминофоров, фотохромов и термохромов, катализаторов и ингибиторов, биостимуляторов и медикаментов.

     Наблюдается быстрое расширение источников химического сырья. В производственную сферу вовлекается всё большее число химических элементов (вплоть до трансурановых), достигается более полная комплексная переработка природных веществ, разрабатываются планы использования таких источников сырья, как Мировой океан. Усиление искусственного химического воздействия на природные процессы часто приводит к нарушению установившихся природных химических циклов, к их разрывам и деформациям. Это осложняет т. н. экологическую проблему - задачу сохранения и научного регулирования среды обитания. Существенным для решения этой задачи является создание замкнутых, безотходных химических производств, формирование регулируемых химических циклов в системе природа - общество как важная часть мероприятий по охране природы и окружающей среды.

     Усиление  роли химии как науки сопровождается интенсивным развитием фундаментальных, комплексных и прикладных исследований, ускоренной разработкой новых материалов с заранее заданными свойствами, новых технологических процессов. Одной из важнейших черт современного развития производительных сил является химизация народного хозяйства. См. также Химическая промышленность.

     Научная работа в области химии проводится в институтах и лабораториях академий наук, в отраслевых институтах, а  также в лабораториях университетов, технических вузов, промышленных объединений, фирм.

     Международной организацией, осуществляющей связи  между научными химическими центрами различных стран, является Международный  союз теоретической и прикладной химии. См. также Химические научные общества и союзы, Химические конгрессы международные.

     В СССР химиков объединяло Всесоюзное химическое общество им. Д. И. Менделеева. Общество регулярно проводит съезды по теоретической и прикладной химии  и издаёт свои журналы. 

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Сегодня тысячи химических лабораторий проводят исследования для самых различных отраслей народного хозяйства, развивая коммерческую химию. Парфюмерия, производство самых разнообразных полимерных веществ, пластмасс, строительных материалов с заданными параметрами и множество других областей применения химии - основные потребители этих исследований.

     Развитие  химии носит и стратегический характер. Важное направление - получение  дешевого альтернативного топлива. Не секрет, что запасы нефти и  газа, основных на сегодняшний день источников энергии, уменьшаются с каждым днем. Поэтому именно на химию возложена проблема энергии будущего.

     Современная химия - это фундаментальная система  знаний, основанная на богатом экспериментальном  материале и теоретических положениях. Химия занимает особое место среди естественных наук. На сегодняшний день известно более 20 миллионов химических веществ. Часть из них встречается в природе. Однако большинство химических веществ ранее вообще не существовало. Они были получены человеком в химических лабораториях. В этом состоит уникальность химии: она не довольствуется тем, что дано природой, а постоянно создает для себя все новые и новые объекты исследований.

     Дальнейшее  развитие химии предусматривает  помимо всего прочего разработку экологически безопасных аналогов для применяемых сегодня технологий, которые негативно влияют на окружающую среду.

     Неоспоримо, что сегодня химия занимает значительную часть в жизни человечества, еще  более очевидно, что она - наука  будущего. 
 

     СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

     1. Арбузов А. Е., Краткий очерк развития органической химии в России, М. - Л., 1948

     2. Блох М. А., Хронология важнейших  событий в области химии и  смежных дисциплин и библиография  по истории химии, Л. - М., 1940

     3. Быков Г. В., История органической  химии, М., 1976

     4. Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. - М.: Высшая школа, 1991.

     5. Капустинский А. ф., Очерки по  истории неорганической и физической  химии в России, М. - Л., 1949

     6. Краткий справочник по химии,  под ред. О. Д. Куриленко, 4 изд.. К., 1974

     7. Кузнецов В. И., Идлис Г. М., Гутина  В. Н. Естествознание. - М.,1996.

     8. Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко  В.А. Справочник по неорганической  химии. - М.: Химия, 1987.

     9. Лурье Ю. Ю., Справочник по аналитической  химии, М., 1962

     10. Мейер Э., История химии от древнейших времен до настоящих дней, пер. с нем., предисл. Д. И. Менделеева, СПБ, 1899

     11. Меншуткин Б. Н., Химия и пути  ее развития, М. - Л., 1937

     12. Меншуткин Н. А., Очерк развития  химических воззрений, СПБ, 1888

     13. Мусабеков Ю. С., Черняк А. Я., Выдающиеся химики мира. Биобибл. указатель, М., 1971

     14. Неницеску К. Д. Общая химия.  Пер. с рум./ Под ред. Аблова  А. В. - М.: Мир, 1968.

     15. Потеряхин В. А. Система химических  элементов. - Уфа, 1999.

     16. Соловьёв Ю. И., Курашов В. И.  Химия на перекрёстке наук. - М., 1989.

     17. Соловьев Ю. И., Очерки по истории  физической химии, М., 1964

     18. Соловьев Ю. И., Эволюция основных  теоретических проблем химии,  М., 1971

     19. Справочник химика, под ред. Б.  П. Никольского, 2 изд., т. 1-6, М. - Л., 1965-68

     20. Фигуровский Н. А., Очерк общей  истории химии. От древнейших  времен до начала XIX в., М., 1969

     21. Химическая энциклопедия: в 5 т. /Глав. ред. Кнунянц И.Л., Зефиров Н.С. - М.: Советская энциклопедия, Большая  Российская энциклопедия, 1988-1998.