ปัญหาเชิงปรัชญาของภาพเคมีของโลก ภาพเคมีของโลกและปัญหาหลักของเคมี - การนำเสนอ หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบ

สไลด์ 2

คำถาม

1. เคมีเป็นวิทยาศาสตร์ 2. การเล่นแร่แปรธาตุเป็นยุคก่อนประวัติศาสตร์เคมี 3. วิวัฒนาการของวิทยาศาสตร์เคมี 4. แนวคิดของ D. I. Mendeleev และ A. M. Butlerov 5. เคมีมานุษยวิทยาและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

สไลด์ 3

มาจากคำภาษาอียิปต์ว่า "เฮมิ" ซึ่งหมายถึงอียิปต์และ "ดำ" ด้วย นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์แปลคำนี้ว่า "ศิลปะอียิปต์" เคมี หมายถึง ศิลปะในการผลิตสารที่จำเป็น รวมถึงศิลปะการเปลี่ยนโลหะธรรมดาให้เป็นทองคำและเงินหรือโลหะผสม

สไลด์ 4

คำว่า "เคมี" มาจากคำภาษากรีก "คีมอส" ซึ่งสามารถแปลได้ว่า "น้ำพืช" "เคมี" หมายถึง "ศิลปะของการสกัดน้ำผลไม้" แต่น้ำผลไม้ที่เป็นปัญหาอาจเป็นโลหะหลอมเหลวได้เช่นกัน เคมีอาจหมายถึง "ศิลปะแห่งโลหะวิทยา"

สไลด์ 5

เคมีเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่ศึกษาคุณสมบัติของสสารและการเปลี่ยนแปลงของพวกมัน

ปัญหาหลักของเคมีคือการได้สารที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ เคมีอินทรีย์อนินทรีย์ศึกษาคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบอย่างง่าย ได้แก่ ด่าง กรด เกลือ ศึกษาสารประกอบเชิงซ้อนที่มีคาร์บอนเป็นหลัก - โพลีเมอร์ รวมถึงสารประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ก๊าซ แอลกอฮอล์ ไขมัน น้ำตาล

สไลด์ 6

ช่วงเวลาหลักของการพัฒนาเคมี

1. ช่วงเวลาแห่งการเล่นแร่แปรธาตุ - ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงศตวรรษที่ 16 โฆษณา โดดเด่นด้วยการค้นหาศิลาอาถรรพ์ น้ำอมฤตแห่งความมีอายุยืนยาว และอัลคาเฮสต์ (ตัวทำละลายสากล) 2. ช่วงเวลาระหว่างพุทธศตวรรษที่ 16 - 18 ทฤษฎีของพาราเซลซัส, ทฤษฎีของก๊าซของ Boyle, Cavendish และอื่น ๆ , ทฤษฎีของ phlogiston ของ G. Stahl และทฤษฎีองค์ประกอบทางเคมีของ Lavoisier ถูกสร้างขึ้น เคมีประยุกต์ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาโลหะวิทยา การผลิตแก้วและพอร์ซเลน ศิลปะของการกลั่นของเหลว ฯลฯ ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 18 เคมีมีความเข้มแข็งมากขึ้นในฐานะวิทยาศาสตร์ที่ไม่ขึ้นอยู่กับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่นๆ

สไลด์ 7

3. หกสิบปีแรกของศตวรรษที่ 19 โดดเด่นด้วยการเกิดขึ้นและการพัฒนาของทฤษฎีอะตอมของดาลตัน, ทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลของ Avogadro และการก่อตัวของแนวคิดพื้นฐานของเคมี: อะตอม, โมเลกุล ฯลฯ 4. จากยุค 60 ของศตวรรษที่ 19 จนถึงปัจจุบัน การจำแนกองค์ประกอบเป็นระยะ ทฤษฎีสารประกอบอะโรมาติกและสเตอริโอเคมี ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ของสสาร ฯลฯ ได้รับการพัฒนา ช่วงของส่วนประกอบของเคมีได้ขยายออกไป เช่น เคมีอนินทรีย์ เคมีอินทรีย์ เคมีกายภาพ เคมีเภสัช เคมีอาหาร เคมีเกษตร ธรณีเคมี ชีวเคมี เป็นต้น

สไลด์ 8

การเล่นแร่แปรธาตุ

"การเล่นแร่แปรธาตุ" เป็นคำภาษากรีกที่เป็นภาษาอาหรับซึ่งเข้าใจว่าเป็น "น้ำจากพืช" 3 ประเภท: กรีก-อียิปต์, อาหรับ, ยุโรปตะวันตก

สไลด์ 9

แหล่งกำเนิดของการเล่นแร่แปรธาตุคืออียิปต์

ทฤษฎีปรัชญาของ Empedocles เกี่ยวกับองค์ประกอบทั้งสี่ของโลก (น้ำ อากาศ ดิน ไฟ) ตามที่กล่าวไว้ สสารต่าง ๆ บนโลกแตกต่างกันเพียงในลักษณะของการรวมกันขององค์ประกอบเหล่านี้ องค์ประกอบทั้งสี่นี้สามารถผสมให้เป็นสารเนื้อเดียวกันได้ การค้นหาศิลาอาถรรพ์ถือเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดของการเล่นแร่แปรธาตุ ปรับปรุงกระบวนการกลั่นทองคำด้วยถ้วย (การทำความร้อนแร่ที่อุดมด้วยทองคำด้วยตะกั่วและดินประสิว) การแยกเงินโดยการผสมแร่กับตะกั่ว โลหะวิทยาของโลหะธรรมดาได้รับการพัฒนา ทราบกระบวนการผลิตสารปรอทแล้ว

สไลด์ 10

การเล่นแร่แปรธาตุภาษาอาหรับ

“khemi” ใน “al-เคมี” จาบีร์ บิน คัยยัม บรรยายถึงแอมโมเนีย เทคโนโลยีในการเตรียมตะกั่วขาว และวิธีการกลั่นน้ำส้มสายชูเพื่อให้ได้กรดอะซิติก โลหะพื้นฐานทั้งเจ็ดนั้นเกิดจากส่วนผสมของปรอทและกำมะถัน และ

สไลด์ 11

การเล่นแร่แปรธาตุยุโรปตะวันตก

พระโดมินิกัน Albert von Bolstedt (1193-1280) - อัลเบิร์ตมหาราชบรรยายโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติของสารหนูแสดงความเห็นว่าโลหะประกอบด้วยปรอท ซัลเฟอร์ สารหนู และแอมโมเนีย

สไลด์ 12

นักปรัชญาชาวอังกฤษแห่งศตวรรษที่ 12 – โรเจอร์ เบคอน (ประมาณ ค.ศ. 1214 - หลังปี 1294) ผู้ประดิษฐ์ดินปืนที่เป็นไปได้ เขียนเกี่ยวกับการสูญพันธุ์ของสารโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ เขียนเกี่ยวกับความสามารถของดินประสิวในการระเบิดด้วยการเผาถ่านหิน

สไลด์ 13

แพทย์ชาวสเปน Arnaldo de Villanova (1240-1313) และ Raymond Lullia (1235-1313) ความพยายามที่จะได้รับศิลาและทองคำของปราชญ์ (ไม่สำเร็จ) ผลิตโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต นักเล่นแร่แปรธาตุชาวอิตาลีพระคาร์ดินัล Giovanni Fidanza (1121-1274) - Bonaventura ได้รับสารละลายแอมโมเนียในกรดไนตริก นักเล่นแร่แปรธาตุที่โดดเด่นที่สุดคือชาวสเปนอาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 14 - Geber อธิบายกรดซัลฟิวริกอธิบายว่ากรดไนตริกเกิดขึ้นได้อย่างไรสังเกตคุณสมบัติของน้ำกัดทองที่ส่งผลต่อทองคำซึ่งจนถึงตอนนั้นถือว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง

สไลด์ 14

Vasily Valentin (ศตวรรษที่ 14) ค้นพบซัลฟิวริกอีเทอร์ กรดไฮโดรคลอริก สารประกอบสารหนูและพลวงหลายชนิด อธิบายวิธีการรับพลวงและการใช้ทางการแพทย์

สไลด์ 15

Theophrastus von Hohenheim (Paracelsus) (1493-1541) ผู้ก่อตั้ง iatrochemistry - เคมียา ประสบความสำเร็จในการต่อสู้กับซิฟิลิส เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่พัฒนายาเพื่อต่อสู้กับความผิดปกติทางจิต และได้รับการยกย่องในการค้นพบอีเทอร์

ดูสไลด์ทั้งหมด

กระทรวงกิจการภายในของสหพันธรัฐรัสเซีย

สถาบันกฎหมายเบลโกรอด

สาขาวิชามนุษยธรรมและเศรษฐกิจสังคม

วินัย: "แนวคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่"

เชิงนามธรรม

ในหัวข้อที่:

“แนวคิดเรื่องเอกภาพของการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างของสสารและ

ภาพทางเคมีของโลก "

จัดเตรียมโดย:

ศาสตราจารย์ภาควิชา GiSED

ปริญญาเอก, รองศาสตราจารย์

โนแมร์คอฟ เอ.แอล.

ตรวจสอบแล้ว:

นักเรียนกลุ่ม 534

มาลยาฟคิน จี.เอ็น.

เบลโกรอด – 2008

การแนะนำ

นับแต่โบราณกาล มนุษย์ได้พบกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ สะสมข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งเหล่านั้นและสิ่งของรอบตัว เขาจึงนำสิ่งเหล่านั้นมาใช้เพื่อประโยชน์ของตนเองมากขึ้น ตัวอย่างเช่นบุคคลหนึ่งสังเกตเห็นว่าภายใต้อิทธิพลของไฟสารบางชนิดจะหายไปในขณะที่สารบางชนิดเปลี่ยนคุณสมบัติ สมมติว่าดินเหนียวดิบที่อบแล้วได้รับความแข็งแกร่งขึ้นมาทันที มนุษย์ใช้สิ่งนี้ในการปฏิบัติของเขา และเครื่องปั้นดินเผาก็ถือกำเนิดขึ้น หรือตัวอย่างเช่น พวกเขาเรียนรู้ที่จะหลอมโลหะจากแร่ และโดยการผสมโลหะเหล่านี้ เพื่อให้ได้โลหะผสมต่างๆ นี่คือลักษณะของโลหะวิทยา

การใช้การสังเกตและความรู้ของเขา มนุษย์เรียนรู้ที่จะสร้าง และเขาได้เรียนรู้ด้วยการสร้างสรรค์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง วิทยาศาสตร์ถือกำเนิดและพัฒนาควบคู่ไปกับงานฝีมือและอุตสาหกรรม

การเปลี่ยนแปลงของสารภายใต้อิทธิพลของไฟเป็นปฏิกิริยาเคมีครั้งแรกที่มนุษย์สร้างขึ้น ดังนั้นไฟจึงกลายเป็น "ห้องทดลอง" ทางเคมีประเภทแรกในมนุษยชาติ

1. “เทคโนโลยี” เคมีและโลกทัศน์ทางเคมี (การเล่นแร่แปรธาตุ) ของอารยธรรมในต้นกำเนิด

เป็นที่ทราบกันว่าเมื่อหลายพันปีก่อนคริสตศักราชในอียิปต์โบราณ ผู้คนเรียนรู้ที่จะถลุงและใช้ทองคำ ทองแดง เงิน ดีบุก ตะกั่ว และปรอทเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ ในประเทศโฮลีไนล์ การผลิตเซรามิกและเคลือบ แก้ว และเครื่องเผาได้รับการพัฒนา ชาวอียิปต์โบราณใช้สีต่างๆ: แร่ (สดสี, ตะกั่วแดง, ขาว) และสีออร์แกนิก (สีคราม, สีม่วง, อลิซาริน) ดังนั้นเราจึงสามารถสันนิษฐานได้หลังจากนักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อดัง Mu Berthelot ว่าชื่อ "เคมี" นั้นมาจากคำอียิปต์โบราณ "เคมี": นี่คือชื่อของผู้คนที่อาศัยอยู่ในดินแดนที่เรียกว่า "ดินแดนสีดำ" ในอียิปต์ ที่ซึ่งงานฝีมือที่กล่าวมาข้างต้นได้รับการพัฒนา

อย่างไรก็ตาม นักเล่นแร่แปรธาตุชาวกรีก Zosima (ศตวรรษที่ 3-4 ก่อนคริสต์ศักราช) อธิบายที่มาของคำว่า "เคมี" แตกต่างออกไป: เขาเข้าใจว่าเคมีเป็นศิลปะในการทำเงินและทองคำ (ในแง่นี้ เคมีเป็นศิลปะในการหลอมโลหะ) การตีความแนวคิดนี้อื่น ๆ เป็นที่ทราบกันดีในเรื่องนี้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทราบในเรื่องนี้ว่านักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์ในเรื่องนี้

งานฝีมือเคมีได้รับการพัฒนาในช่วงสหัสวรรษที่ 4-2 ก่อนคริสต์ศักราช จ. ไม่เพียงแต่ในหมู่ชาวอียิปต์เท่านั้น แต่ยังอยู่ในประเทศเมโสโปเตเมียในตะวันออกกลางด้วย (หุบเขาของแม่น้ำไทกริสและยูเฟรติส) ในสมัยนั้น ผู้คนที่อาศัยอยู่ในเมโสโปเตเมียรู้จักโลหะ (เช่น รูปแกะสลักและรูปแกะสลักลัทธิที่หล่อจากตะกั่ว) แร่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและสีย้อมออร์แกนิก รู้วิธีทำสีเคลือบ งานเผา ฯลฯ

นักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาของกรีกโบราณ (VII-V ศตวรรษก่อนคริสต์ศักราช) พยายามอธิบายว่าการเปลี่ยนแปลงต่างๆ เกิดขึ้นได้อย่างไร สารทั้งหมดมีต้นกำเนิดมาจากอะไรและอย่างไร นี่คือวิธีที่หลักคำสอนของหลักการองค์ประกอบ (จาก steheia - พื้นฐาน) หรือองค์ประกอบ (จากภาษาละติน elementum - หลักการแรก, หลักการแรก) เกิดขึ้นตามที่เรียกในภายหลัง

ทาลีสแห่งมิเลทัสเชื่อว่าโลกเป็นหนึ่งเดียว และทุกสิ่งที่เกิดขึ้นในธรรมชาติเป็นผลมาจากการบดอัดหรือการทำให้บริสุทธิ์ของสสารปฐมภูมิเพียงหนึ่งเดียว ซึ่งเป็นหลักการเริ่มต้นเดียว นั่นก็คือ น้ำ Anaximenes of Miletus จำแนกสสารปฐมภูมิว่าเป็นอากาศ เมื่อเย็นตัวลงและควบแน่นเป็นน้ำที่ก่อตัวขึ้น และจากนั้น เมื่อมีการบดอัดและเย็นลงในภายหลัง โลกก็เกิดขึ้น นักปรัชญาซีโนฟาเนสสอนว่าหลักการเบื้องต้นคือน้ำและดิน สสารไม่ได้ถูกทำลายหรือถูกสร้างขึ้น โลกดำรงอยู่ตลอดไป

ในปี 544-483 พ.ศ จ. ในเมืองเอเฟซัสนักปรัชญาชื่อดัง Heraclitus อาศัยอยู่ซึ่งเชื่อว่า "ร่างกาย" ของธรรมชาติทั้งหมดมีอยู่ในการเคลื่อนไหวชั่วนิรันดร์ โดยธรรมชาติแล้ว เขาจำหลักการที่เคลื่อนที่ได้และเปลี่ยนแปลงได้มากที่สุด นั่นคือไฟ เป็นหลัก ตามข้อมูลของ Heraclitus โลกไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยเทพเจ้าหรือผู้คน "มันเป็นอยู่และจะเป็นไฟที่มีชีวิตชั่วนิรันดร์" ซึ่งจะจุดไฟตามธรรมชาติและดับลงตามธรรมชาติ

นักปรัชญาชาวกรีกโบราณอีกคนหนึ่งคือ Empedocles สังเกตการเผาไหม้ของต้นไม้โดยตั้งข้อสังเกตว่าควันและอากาศแรกเกิดขึ้นจากนั้นจึงเกิดเปลวไฟ (ไฟ) และในท้ายที่สุดเถ้า (ดิน) ก็ยังคงอยู่ หากมีพื้นผิวเย็นอยู่ใกล้เปลวไฟ ไอน้ำก็จะสะสมอยู่บนเปลวไฟ ดังนั้นการเผาไหม้จึงเป็นการสลายตัวของสารที่ถูกเผาไหม้ออกเป็นสี่ธาตุ ได้แก่ อากาศ ไฟ น้ำ และดิน จากข้อสรุปนี้ Empedocles เป็นคนแรกที่สร้างหลักคำสอนของหลักการทั้งสี่ (“ราก”) ของธรรมชาติ: “ก่อนอื่น จงฟังว่ารากทั้งสี่ของทุกสิ่งที่มีอยู่คือไฟ น้ำ และโลก และความสูงที่ไร้ขอบเขต ของอีเธอร์... จากสิ่งเหล่านี้ ทุกสิ่งที่เป็นอยู่ และทุกสิ่งที่จะเกิดขึ้น” “จุดเริ่มต้น” เหล่านี้เป็นนิรันดร์และไม่เปลี่ยนแปลง

Anaxagoras จากเมือง Clazomenes ในเอเชียไมเนอร์เป็นคนแรกที่แนะนำว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยหลักการพื้นฐานของสสารจำนวนนับไม่ถ้วน - “เมล็ดพันธุ์ของสรรพสิ่ง” สสารมีลักษณะตรงกันข้ามกับคุณสมบัติ: แสงสว่างและความมืด ความร้อนและความเย็น ความแห้งและความชื้น เฉพาะคุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมดซึ่งอยู่ในสัดส่วนต่างๆ เท่านั้นที่จะกำหนดการก่อตัวของหลักการเช่นโลกและอีเทอร์

ควรสังเกตที่นี่ว่าในเวลาเดียวกันพร้อมกับหลักคำสอนของ "องค์ประกอบ" แนวคิดอื่น ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างของสสารก็ได้รับการพัฒนาเช่นกัน - อะตอมมิก

บุคคลที่สว่างที่สุดของกรีกโบราณและโลกโบราณทั้งหมดคืออริสโตเติล (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) เช่นเดียวกับ Eppedocles เขาตระหนักว่ามี "หลักการ" หลักสี่ประการในโลก - "องค์ประกอบ" (พวกเขายังเป็น "องค์ประกอบ" บางครั้ง "หลักการ" หรือ "เรื่องหลัก") ตามองค์ประกอบต่างๆ อริสโตเติลเข้าใจ "ส่วนสุดท้าย" ซึ่งร่างกายทั้งหมดจะถูกย่อยสลาย ส่วนต่างๆ เหล่านี้จะไม่ถูกแบ่งแยกออกไปอีกและแตกต่างกันตาม "รูปลักษณ์ภายนอก" พระองค์ทรงถือว่าธาตุต่างๆ ได้แก่ น้ำ ดิน ไฟ และลม แต่ละองค์ประกอบของลูกบอลเป็นผู้ถือคุณสมบัติสองในสี่ - ความชื้นและความแห้งความร้อนและความเย็น: อากาศอบอุ่นและชื้น ไฟแห้งและอบอุ่น ดินแห้งและเย็น น้ำเย็นและเปียก

นอกเหนือจากองค์ประกอบทั้งสี่นี้แล้ว อริสโตเติลยังแนะนำองค์ประกอบที่ห้าซึ่งเขาเรียกว่า "สาระสำคัญ" ในยุคกลางนักเล่นแร่แปรธาตุเริ่มเรียกองค์ประกอบนี้ว่า "แก่นสาร" (จากภาษาละติน quinta essentia - แก่นแท้ที่ห้า), "ศิลาอาถรรพ์", "น้ำอมฤตแห่งชีวิต", "ผู้ยิ่งใหญ่", "ทิงเจอร์สีแดง", "สากล" "ยา". องค์ประกอบที่ห้าลึกลับนั้นให้เครดิตกับคุณสมบัติเหนือธรรมชาติ

คำสอนของอริสโตเติลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันขององค์ประกอบและสาระสำคัญที่ห้าในเวลาต่อมาได้ก่อให้เกิดพื้นฐานสำหรับแนวคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า "การเปลี่ยนแปลง" รวมถึงการผลิตทองคำจากโลหะฐาน และผู้ที่เรียกว่า "นักเล่นแร่แปรธาตุ" เป็นคนแรกที่แนะนำคำสอนของอริสโตเติลเกี่ยวกับแก่นแท้ประการที่ห้า

อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่องการแปลงร่างไม่ได้เกี่ยวข้องกับอริสโตเติลในฐานะ "แหล่งที่มาหลัก" ของอุดมการณ์นี้เลย แต่ย้อนกลับไปในสมัยโบราณ

ในปี 321 พ.ศ. เมืองใหม่ก่อตั้งขึ้นในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำไนล์ - อเล็กซานเดรียซึ่งตั้งชื่อตามผู้พิชิตอเล็กซานเดอร์มหาราช ด้วยที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ที่ได้เปรียบ เมืองนี้จึงกลายเป็นศูนย์กลางการค้าและงานฝีมือที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่ง สถาบันแห่งแรกในประวัติศาสตร์ก่อตั้งขึ้นที่นั่น - สถาบันพิเศษที่พวกเขาดำเนินการวิจัยและสอนวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ ที่รู้จักกันในขณะนั้น

ก่อนการพิชิตอียิปต์โดยชาวต่างชาติ นักบวชชาวอียิปต์ซึ่งรู้จักการดำเนินการทางเคมีหลายอย่าง (การเตรียมโลหะผสม การควบรวม การเลียนแบบโลหะมีค่า การแยกสี ฯลฯ) ได้เก็บสิ่งเหล่านั้นไว้เป็นความลับที่ลึกที่สุดและส่งต่อไปยังผู้ที่ถูกคัดเลือกเท่านั้น นักเรียนและการดำเนินการเองก็ดำเนินการในวัดพร้อมกับพิธีลึกลับอันเขียวชอุ่ม หลังจากการล่มสลายของประเทศนี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณรู้จักความลับมากมายของนักบวชซึ่งเชื่อว่าการเลียนแบบโลหะมีค่าที่นักบวชได้รับนั้นเป็น "การเปลี่ยนแปลง" ที่แท้จริงของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่นซึ่งสอดคล้องกับกฎหมายอย่างสมบูรณ์ ของธรรมชาติ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือในอียิปต์ขนมผสมน้ำยามีการผสมผสานระหว่างแนวคิดทางปรัชญาธรรมชาติของนักปรัชญาโบราณและพิธีกรรมดั้งเดิมของนักบวช - สิ่งที่ชาวอาหรับเรียกว่า "การเล่นแร่แปรธาตุ" ในภายหลัง

ชื่อของ "การเปลี่ยนแปลง" ข้างต้นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสถานการณ์ทางการเมืองบางอย่าง ประมาณปีคริสตศักราช 640 จ. อียิปต์ถูกชาวอาหรับยึดครองและเมื่อต้นศตวรรษที่ 8 อำนาจของพวกเขาได้รับการสถาปนาขึ้นเหนือดินแดนอันกว้างใหญ่ - ตั้งแต่ยิบรอลตาร์ไปจนถึงอินเดีย ความรู้และวัฒนธรรมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติซึ่งชาวอาหรับได้รับในประเทศที่ถูกยึดครอง (และโดยเฉพาะในอียิปต์) ภายในศตวรรษที่ 12 ไปถึงยุโรปแล้ว การค้าระหว่างรัฐอาหรับตะวันออกและประเทศในยุโรปมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ ความรู้ทางเคมีที่มาจากชาวอาหรับที่เข้ามาในยุโรปเริ่มถูกเรียกว่าคำว่า "การเล่นแร่แปรธาตุ" ในภาษาอาหรับ นี่เป็นความรู้ประเภทไหน?

ควรสังเกตว่ามีคนจำนวนมากพบจุดเริ่มต้นของมุมมองการเล่นแร่แปรธาตุอย่างแม่นยำ ในคริสตศตวรรษที่ 1 จ. แพทย์และนักธรรมชาติวิทยาชาวโรมันโบราณ ไดออสโคไรด์ ได้เขียนสารานุกรมเคมีเล่มแรก ซึ่งสรุปวิธีการเตรียมน้ำมะนาว คอปเปอร์ซัลเฟต สารล้างบาป และสารอื่นๆ บางชนิด ในประเทศจีน นักเล่นแร่แปรธาตุ Wei Payan (ศตวรรษที่ 2) อธิบายสูตรสำหรับการได้รับ "ยาอมตะ" โกฮง (281-361) ยังแจกสูตรการทำ “ยาอายุวัฒนะ” และทองคำเทียม การค้นหาสูตรดังกล่าวยังแพร่หลายในอียิปต์ขนมผสมน้ำยาอีกด้วย ปาปิรุส 2 อันที่มีอายุย้อนกลับไปถึงศตวรรษที่ 3 รอดพ้นจากสมัยนั้น - “ไลเดนพาไพรัส X " และ " กระดาษปาปิรัสสตอกโฮล์ม" อย่างแรกประกอบด้วยสูตรเลียนแบบทองคำประมาณร้อยสูตรและอย่างที่สองยังอธิบายถึงการปลอมแปลงไข่มุกและการย้อมด้วยสีม่วง

อย่างไรก็ตาม ผู้ก่อตั้งการเล่นแร่แปรธาตุนั้นถือเป็นนักเล่นแร่แปรธาตุชาวกรีก Zosima ผู้เขียนผลงานทางวิทยาศาสตร์มากมายรวมถึงงานเล่นแร่แปรธาตุ ("Imut" ซึ่งพูดถึงที่มาของการเล่นแร่แปรธาตุ "เกี่ยวกับคุณภาพที่ดีและองค์ประกอบของน้ำ" ซึ่งกล่าวถึงการผลิตน้ำให้ชีวิต)

ในบรรดานักเล่นแร่แปรธาตุชาวอาหรับ หนึ่งในนักเล่นแร่แปรธาตุที่โดดเด่นที่สุดคือเจ้าชายคาลิดา อิบน์ คาซิด (ประมาณปี 660-704) ซึ่งใช้ชีวิตส่วนใหญ่ในอียิปต์ เขาสั่งให้แปลงานเล่นแร่แปรธาตุที่เป็นที่รู้จักทั้งหมดเป็นภาษาอาหรับ

แต่ชาวอาหรับเรียกนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ว่า "ราชาแห่งวิทยาศาสตร์" ที่แท้จริงว่า จาบีร์ อิบัน กายัน (ค.ศ. 721-815) ซึ่งเป็นที่รู้จักในยุโรปภายใต้ชื่อเกเบอร์ เมื่อคุ้นเคยกับคำสอนของคนโบราณ เขาจึงกลายเป็นสาวกของอริสโตเติล ซึ่งชาวอาหรับตีความความคิดเห็นเกี่ยวกับองค์ประกอบและคุณภาพใหม่

Guyan เชื่อว่าโลหะประกอบด้วยสองส่วนหลัก (องค์ประกอบ): กำมะถันซึ่งเป็นพาหะของความไวไฟและความแปรปรวน และปรอทซึ่งเป็น "จิตวิญญาณ" ของโลหะ ที่เป็นพาหะของความเป็นโลหะ (ความแวววาว ความแข็ง การหลอมละลาย) และสารเคมีหลัก กระบวนการคือการเผาไหม้และการหลอมละลาย โลหะมีตระกูลที่สุดคือทองคำและเงินซึ่งมีกำมะถันและปรอทอยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดและเป็นสัดส่วนที่เหมาะสมที่สุด ความหลากหลายของอย่างหลังขึ้นอยู่กับอัตราส่วนเชิงปริมาณของกำมะถันและปรอท และขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปน แต่โดยธรรมชาติแล้วกระบวนการเชื่อมต่อนี้ช้ามากและเพื่อเร่งความเร็วคุณต้องเพิ่ม "ยา" (ยาพิเศษ) จากนั้นการเปลี่ยนแปลงจะใช้เวลาประมาณ 40 วัน หากคุณใช้ "น้ำอมฤต" กระบวนการรับทองทั้งหมดจะใช้เวลาเพียง 1 ชั่วโมงเท่านั้น!

เขาศึกษา Gayan และคุณสมบัติตลอดจนวิธีการเตรียมเกลือหลายชนิด: กรดกำมะถัน สารส้ม ดินประสิว ฯลฯ ; รู้จักการเตรียมกรด: ไนตริก, ซัลฟิวริก, อะซิติก; เมื่อทำการทดลอง เขาใช้วิธีการกลั่น การคั่ว การระเหิด และการตกผลึก เขาเชื่อว่าการฝึกฝนและประสบการณ์ของนักเล่นแร่แปรธาตุมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากไม่มีพวกเขา ความสำเร็จก็เป็นไปไม่ได้ ผลงานของ Guyan ("Book of Seventy", "Book of Poisons", "Sum of Perfections", "Book of Furnaces") ได้รับการศึกษามานานหลายศตวรรษ

นักเล่นแร่แปรธาตุชาวอาหรับที่ยิ่งใหญ่ที่สุด Abu Bakr Muhammad ibn Zakariya al-Razi (865-925) ผู้แต่ง "Book of Secrets" และ "Book of the Secret of Secrets" ถือว่าตัวเองเป็นลูกศิษย์ของ Geber ที่มีชื่อเสียง เขาเป็นคนแรกที่จำแนกสารที่รู้จักในเวลานั้นโดยแบ่งออกเป็นสามประเภท: ดิน (แร่) พืชและสัตว์

Al-Razi รับรู้ถึงการเปลี่ยนรูปของโลหะพื้นฐานให้เป็นโลหะที่มีเกียรติรับรู้องค์ประกอบของโลหะ - กำมะถันและปรอท แต่โดยไม่ จำกัด ตัวเองอยู่เพียงเท่านี้เขาได้แนะนำส่วนที่สามเพิ่มเติม - องค์ประกอบของ "ธรรมชาติของเกลือ" ซึ่งเป็นผู้ถือ ความแข็งและการละลาย หลักคำสอนเรื่องธาตุทั้งสามนี้ (ซัลเฟอร์ ปรอท เกลือ) แพร่กระจายอย่างกว้างขวางในหมู่นักเล่นแร่แปรธาตุชาวยุโรป

หลังจากนำแนวคิดของนักอะตอมมิกโบราณมาใช้ อัล-ราซีได้นำแนวคิดเหล่านี้มาใช้กับคำสอนของอริสโตเติล โดยเชื่อว่าสสารประกอบด้วยองค์ประกอบที่แบ่งแยกไม่ได้-อนุภาค (อะตอม ในรูปแบบสมัยใหม่) และความว่างเปล่า องค์ประกอบต่างๆ นั้นเป็นนิรันดร์ แบ่งแยกไม่ได้ และมีขนาดที่แน่นอน คุณสมบัติของสารขึ้นอยู่กับขนาดของอะตอมและระยะห่างระหว่างอะตอม (ช่องว่าง) ดังนั้นดินและน้ำจึงประกอบด้วยอะตอมขนาดใหญ่ และมีช่องว่างน้อยกว่า ดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนตัวลง ในทางกลับกันไฟและอากาศเคลื่อนตัวขึ้นเนื่องจากอะตอมของพวกมันมีขนาดเล็กลงและมีช่องว่างมากกว่า

เช่นเดียวกับ Guyan อัล-ราซีเชื่อว่าเป้าหมายของการเล่นแร่แปรธาตุควรคือการทำความเข้าใจคุณสมบัติของสสาร เชี่ยวชาญการดำเนินการทุกประเภท และผลิตเครื่องมือต่างๆ สำหรับดำเนินการเหล่านี้ ในการวางแนวการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสสารในทางปฏิบัติและไม่ใช่นามธรรม - ลึกลับนี้มีการแสดงความจำเพาะของคำสอนของนักเล่นแร่แปรธาตุชาวอาหรับ

แนวคิดในการเปลี่ยนโลหะฐานให้เป็นโลหะมีเกียรติพบผู้นับถือจำนวนมากในยุโรปตะวันตก หลังกำแพงหนา ในห้องใต้ดินที่ชื้น ในห้องขังอันเงียบสงบ นักเล่นแร่แปรธาตุชาวยุโรปกำลังพยายาม "เร่ง" กระบวนการ "ปรับปรุง" โลหะ โลหะฐานถูกละลาย ผสมกัน ทาสี ฝังดิน แต่... ทองไม่เคยกลายเป็น!

มีความคิดเห็นมากขึ้นเรื่อยๆ ว่ากระบวนการรับทองคำด้วยวิธี "ห้องปฏิบัติการ" น่าจะเป็นกระบวนการเหนือธรรมชาติมากที่สุด? พวกเขาเริ่มร่ายมนตร์เหนือโลหะและมีการแสดงสูตรเวทย์มนตร์บนพื้นและบนผนังของ "ห้องปฏิบัติการ" แต่ถึงกระนั้นการยักย้ายเหล่านี้ก็ไม่ได้นำไปสู่ผลลัพธ์ที่เป็นบวก!

แต่บางทีประเด็นทั้งหมดอาจอยู่ในองค์ประกอบที่ห้าอย่างแม่นยำนั่นคือ "แก่นแท้ของ quint" ซึ่งได้รับชื่อที่ประเสริฐและลึกลับที่แตกต่างกันมากมาย มีเพียงเขาคนเดียวเท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนโลหะให้เป็นทองคำ มอบชีวิตนิรันดร์และความเยาว์วัยให้กับบุคคลได้ และตอนนี้ความพยายามของนักเล่นแร่แปรธาตุมุ่งเน้นไปที่การได้รับศิลาอาถรรพ์ มีการสร้างสูตรอาหารที่เข้ารหัสหลายร้อยสูตร ซึ่งส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ไม่ต้องพูดถึงการทดสอบแบบทดลองเลย

หลายปีผ่านไป... นักเล่นแร่แปรธาตุยังคงค้นหาต่อไป และหนึ่งในนักเล่นแร่แปรธาตุที่ใหญ่ที่สุดในยุคกลางคือ Albert von Bolstedt (1193-1280) ด้วยความสามารถที่น่าทึ่งในการทำงาน ความกระหายในความรู้ และการเป็นนักพูดที่ยอดเยี่ยม เขาจึงมีชื่อเสียงในหมู่คนรุ่นราวคราวเดียวกัน ซึ่งเรียกเขาว่า "แพทย์สากล" อัลแบร์ตุส แมกนัส ปฏิเสธในปี 1265 จากตำแหน่งอธิการ ฟอน โบลสเตดต์เกษียณจากอารามและอุทิศชีวิตที่เหลือของเขาให้กับวิทยาศาสตร์ เขาเขียนบทความจำนวนมากเกี่ยวกับความรู้สาขาต่าง ๆ รวมถึงการเล่นแร่แปรธาตุ - "หนังสือห้าเล่มเกี่ยวกับโลหะและแร่ธาตุ", "หนังสือเกี่ยวกับการเล่นแร่แปรธาตุ"

อัลแบร์ตุส แมกนัสเชื่อว่าการแปรสภาพของโลหะขึ้นอยู่กับชนิดและความหนาแน่นของโลหะเหล่านั้น การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสารหนู (สีของโลหะสีเหลือง) และน้ำ (การบีบอัดและการอัดแน่นจะทำให้ความหนาแน่นของโลหะเพิ่มขึ้น) อธิบายถึงการดำเนินการเล่นแร่แปรธาตุเขาอ้างถึงกฎหลายข้อที่ต้องปฏิบัติตามในการทำงาน: นิ่งเงียบ, ซ่อนตัวจากสายตามนุษย์, สังเกตเวลา ฯลฯ

ในศตวรรษที่ 16 ผลงานของ Vasily Valentin ("ราชาผู้ยิ่งใหญ่") ได้รับความนิยมเป็นพิเศษ - "On Secret Philosophy", "On the Great Stone of the Ancient Sages", "The Triumphal Chariot of Antimony" จริงอยู่ที่ความพยายามทั้งหมดในการสร้างชื่อที่แท้จริงของผู้เขียนคนนี้ล้มเหลว: เห็นได้ชัดว่านักเล่นแร่แปรธาตุที่ไม่รู้จักและอาจมากกว่าหนึ่งคนเขียนโดยใช้นามแฝงนี้

เมื่อตระหนักถึงการเปลี่ยนแปลงของโลหะและหลักการของนักเล่นแร่แปรธาตุ Vasily Valentin เน้นย้ำเป็นพิเศษว่าองค์ประกอบการเล่นแร่แปรธาตุของโลหะไม่มีอะไรที่เหมือนกันกับองค์ประกอบจริงที่มีชื่อเดียวกัน: “ ทุกคนที่เขียนเกี่ยวกับเมล็ดของโลหะเห็นพ้องกันว่ากำมะถันเป็นตัวแทนของผู้ชาย เมล็ดของโลหะ และปรอทก็คือเมล็ดของตัวเมีย แต่ต้องเข้าใจอย่างมีเหตุผล และไม่เข้าใจผิดว่ากำมะถันธรรมดาและปรอทธรรมดาเป็นเมล็ดของโลหะ เพราะว่าปรอทธรรมดาซึ่งเป็นโลหะเองก็ไม่สามารถเป็นเมล็ดของโลหะได้” นอกจากนี้กำมะถันและเกลือธรรมดาไม่สามารถเป็น "เมล็ดพันธุ์" ของโลหะได้ ในความเห็นของเขาอย่างหลังนี้แสดงถึงความสามารถของโลหะในการละลายในกรด

จะต้องเน้นที่นี่ว่าในการวิจัยการเล่นแร่แปรธาตุของ Vasily Valentin เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของการพัฒนาแนวคิดการเล่นแร่แปรธาตุความต้องการการวางแนวการปฏิบัติที่สำคัญของความรู้นี้นอกเหนือจากเป้าหมาย "เชิงกลยุทธ์" ของการเล่นแร่แปรธาตุถูกเปิดเผย . ดังนั้นเขาจึงเป็นคนแรกที่พูดถึงกรดไฮโดรคลอริก (“ไฮโดรคลอริกแอลกอฮอล์”) เสนอวิธีการรับกรดไฮโดรคลอริกจากเกลือแกงและเฟอร์รัสซัลเฟต และอธิบายผลกระทบของมันต่อโลหะและออกไซด์บางชนิด บทความเรื่อง “The Triumphal Chariot of Antimony” เน้นเรื่องพลวงและสารประกอบของมัน

ในเวลาเดียวกันควรสังเกตว่านักวิทยาศาสตร์ยุคกลางบางคนไม่ยอมรับข้อโต้แย้งทางทฤษฎีพื้นฐานและจุดยืนของนักเล่นแร่แปรธาตุ และหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์เหล่านี้คืออาวิเซนนา ชื่อละตินนี้ตั้งให้กับปราชญ์ชาวอาหรับผู้มีชื่อเสียงและแพทย์ Abu Ali al-Hussein ibn Sina (980-1037) ชาวทาจิกิสถานโดยสัญชาติ เกิดใกล้เมือง Bukhara เขาสร้างผลงานประมาณ 300 ชิ้นและบางชิ้น ("Medical Canon", "Book of Healing", "Book of Knowledge") มีชื่อเสียงที่สมควรได้รับในปัจจุบัน เขาบรรยายถึงสารต่างๆ เกือบพันชนิด รวมทั้งโลหะด้วย Avicenna ไม่ได้ปฏิเสธความสำคัญของกำมะถันและปรอทในการเปลี่ยนแปลงทางเคมี แต่เขาปฏิเสธความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันของโลหะจากกันและกันเนื่องจากเขาเชื่อว่าไม่มีวิธีที่แท้จริงสำหรับสิ่งนี้

นักวิทยาศาสตร์และศิลปินชาวอิตาลีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอย่างเลโอนาร์โด ดา วินชี (ค.ศ. 1452-1519) ก็ไม่เชื่อเรื่องการแปลงร่างเช่นกัน โดยตั้งเป้าหมายไว้ว่า "เพื่อทำความเข้าใจต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตมากมายในธรรมชาติ" เขาอาศัยการทดลองที่เขาถือว่าเป็นตัวกลาง "ระหว่างธรรมชาติอันชาญฉลาดกับเผ่าพันธุ์มนุษย์" และ "ต้องทำซ้ำ ๆ เพื่อไม่ให้สถานการณ์สุ่มบางอย่างส่งผลต่อผลลัพธ์ของมัน"

แน่นอนว่าเลโอนาร์โดดาวินชียอมรับการเล่นแร่แปรธาตุในทางปฏิบัติซึ่งอาจมีประโยชน์ แต่ก็ต่อต้านนักเล่นแร่แปรธาตุเหล่านั้นอย่างรุนแรงซึ่งตั้งเป้าหมายในการผลิตทองคำ เลโอนาร์โดเชื่อว่ามนุษย์ไม่สามารถสร้างสสารธรรมดาๆ ไม่ได้ แถมยังเปลี่ยนพวกมันให้เป็นสารอื่นได้น้อยมาก และปรอทก็ไม่สามารถเป็น "เมล็ดพันธุ์" ของโลหะทั่วไปได้ เนื่องจาก "ธรรมชาติจะกระจายเมล็ดพืชตามความแตกต่างในสรรพสิ่ง"

แต่ยุคแห่งการเล่นแร่แปรธาตุไม่ได้ไร้ประโยชน์ ในการค้นหาเงื่อนไขสำหรับการแปลงร่างอย่างลึกลับ นักเล่นแร่แปรธาตุได้พัฒนาวิธีการสำคัญในการทำให้สารบริสุทธิ์ เช่น การกรอง การระเหิด การกลั่น และการตกผลึก เพื่อทำการทดลอง พวกเขาได้สร้างเครื่องมือพิเศษ: อ่างน้ำ ลูกบาศก์การกลั่น รีทอร์ต และเตาอบสำหรับขวดทำความร้อน นักเล่นแร่แปรธาตุค้นพบกรดซัลฟิวริก ไฮโดรคลอริก และไนตริก เกลือหลายชนิด เอทิลแอลกอฮอล์ และศึกษาปฏิกิริยาหลายอย่าง (ปฏิกิริยาของโลหะกับซัลเฟอร์ การคั่ว การเกิดออกซิเดชัน ฯลฯ)

ถึงกระนั้น เพื่อที่จะเปลี่ยนคำสอนการเล่นแร่แปรธาตุให้เป็นหลักการของเคมีทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง จำเป็นต้อง "ชำระ" ชั้นลึกลับเหล่านั้น วางไว้บนพื้นฐานการทดลองจริง และศึกษารายละเอียดขององค์ประกอบของสาร กระบวนการที่ซับซ้อนและยาวนานนี้เริ่มต้นโดยสิ่งที่เรียกว่า "นักเคมีบำบัด" (จากภาษากรีก iatros - "แพทย์") และตัวแทนของสิ่งที่เรียกว่า "เคมีทางเทคนิค"

การพัฒนาด้านเคมี, โลหะวิทยา, การย้อมสี, การผลิตเคลือบ ฯลฯ , การปรับปรุงอุปกรณ์เคมี - ทั้งหมดนี้มีส่วนทำให้การทดลองค่อยๆ กลายเป็นเกณฑ์หลักสำหรับความจริงของตำแหน่งทางทฤษฎี ในทางกลับกันการปฏิบัติไม่สามารถพัฒนาได้หากไม่มีแนวคิดทางทฤษฎีซึ่งไม่เพียง แต่จะอธิบายเท่านั้น แต่ยังทำนายคุณสมบัติของสารและเงื่อนไขในการทำกระบวนการทางเคมีด้วย นักวิทยาศาสตร์ละทิ้ง "จุดเริ่มต้น" ดั้งเดิมของนักเล่นแร่แปรธาตุและหันไปหาแนวคิดทางวัตถุของคนโบราณเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร

2. จากการเล่นแร่แปรธาตุสู่เคมีทางวิทยาศาสตร์: เส้นทางแห่งวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง

เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสสาร

การฟื้นตัวของอะตอมมิกส์โบราณมีส่วนทำให้เกิดความเข้าใจใหม่ในหัวข้อความรู้ทางเคมี ผลงานของนักคิดชาวฝรั่งเศส P. Gassendi มีบทบาทสำคัญที่นี่ เขาไม่เพียงแต่ฟื้นคืนชีพทฤษฎีอะตอมเท่านั้น แต่ตามที่เจ. เบอร์นัลกล่าวไว้ เขาได้เปลี่ยนทฤษฎีนี้ "ให้กลายเป็นหลักคำสอนที่รวมเอาทุกสิ่งใหม่ๆ ในฟิสิกส์ที่พบในสมัยเรอเนซองส์" ในการตรวจจับอนุภาคที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า กัสเซนดีใช้เอนจิสโคป (กล้องจุลทรรศน์) และจากนี้เขาสรุปว่าหากตรวจพบอนุภาคขนาดเล็กเช่นนั้นได้ ก็อาจมีอนุภาคขนาดเล็กมากที่สามารถมองเห็นได้ในภายหลัง

กัสเซนดีเชื่อว่าพระเจ้าสร้างอะตอมจำนวนหนึ่ง ซึ่งมีรูปร่าง ขนาด และน้ำหนักต่างกัน และทุกสิ่งในโลกก็ประกอบด้วยอะตอมเหล่านั้น เช่นเดียวกับอาคารต่างๆ จำนวนมากที่สามารถสร้างจากอิฐ ท่อนไม้ และกระดาน ดังนั้นธรรมชาติจะสร้างร่างกายที่หลากหลายจากอะตอมหลายสิบประเภท เมื่อรวมเข้าด้วยกัน อะตอมจะก่อตัวเป็น "โมเลกุล" ที่ใหญ่ขึ้น ประการหลังเมื่อรวมกันเป็นหนึ่งเดียวกันจะใหญ่ขึ้นและ "เข้าถึงความรู้สึกได้" ดังนั้น Gassendi จึงเป็นคนแรกที่แนะนำแนวคิดเรื่อง "โมเลกุล" ในวิชาเคมี (จากภาษาละติน moles และ cula - "มวล" ในความหมายจิ๋ว)

และในเวลาเดียวกัน P. Gassendi ได้แบ่งปันความเข้าใจผิดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ในยุคของเขา ดังนั้นเขาจึงรับรู้ถึงต้นกำเนิดอันศักดิ์สิทธิ์ของอะตอม โดยตระหนักว่ามีอะตอมพิเศษของกลิ่น รส ความร้อนและความเย็น

การพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับร่างกายยังได้รับการส่งเสริมโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่ ไอแซก นิวตัน (1643-1727) ซึ่งเกี่ยวข้องกับประเด็นทางเคมีด้วย เขามีห้องปฏิบัติการเคมีที่มีอุปกรณ์ครบครัน ตัวอย่างเช่น ในบรรดาผลงานของเขามีบทความเรื่อง "On the Nature of Acids" (1710) นิวตันเชื่อว่าเซลล์ถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้า ซึ่งแบ่งแยกไม่ได้ มั่นคง และทำลายไม่ได้ การเชื่อมต่อของคอร์ปัสเคิลเกิดขึ้นเนื่องจากการดึงดูด ไม่ใช่เพราะตะขอ รอยบาก ฯลฯ แรงดึงดูดนี้กำหนด "การกระทำทางเคมี" และการสลายตัวของสารที่มีอยู่ไปเป็นอนุภาคปฐมภูมิและการก่อตัวของสารผสมอื่น ๆ จากพวกมันจะกำหนดลักษณะของสารใหม่

หลักคำสอนเกี่ยวกับร่างกายยังพบว่ามันเสร็จสมบูรณ์ในผลงานของ Robert Boyle นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้โด่งดัง เขาได้รับมรดกสองมรดกจากบิดาของเขา โดยที่หนึ่งเขาตั้งรกรากอยู่ ที่นั่นบอยล์รวบรวมห้องสมุดอันอุดมสมบูรณ์และติดตั้งห้องปฏิบัติการที่ยอดเยี่ยมซึ่งเขาทำงานร่วมกับผู้ช่วยของเขา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ได้พัฒนาพื้นฐานของการวิเคราะห์ (จากการวิเคราะห์ - การสลายตัว) "ทางเปียก" เช่น การวิเคราะห์ในการแก้ปัญหา เขาแนะนำตัวชี้วัด (การเติมสารลิตมัส ดอกไม้สีม่วง และกระดาษลิตมัส) เพื่อจำแนกกรดและด่าง กรดไฮโดรคลอริกและเกลือของมันโดยใช้ซิลเวอร์ไนเตรต เกลือของกรดซัลฟิวริกโดยใช้มะนาว ฯลฯ เทคนิคเหล่านี้ยังคงใช้ในวิชาเคมีจนทุกวันนี้

ด้วยอิทธิพลจากงานของทอร์ริเชลลีเกี่ยวกับความกดอากาศ บอยล์จึงเริ่มศึกษาคุณสมบัติของอากาศ เขาเอาท่อรูปตัว U ที่มีข้อศอกยาวต่างกัน อันสั้นถูกปิดผนึกและอันยาวถูกเปิด ด้วยการเทสารปรอทลงไปในช่วงหลัง บอยล์ “ล็อค” เข่าสั้น หากตอนนี้คุณเปลี่ยนปริมาณปรอทที่ขายาว ปริมาณอากาศในขาสั้นก็จะเปลี่ยนไปด้วย นี่คือวิธีการสร้างรูปแบบ: ปริมาตรของก๊าซแปรผกผันกับความดัน (1662) ต่อมา E. Marriott นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้สังเกตเห็นรูปแบบนี้ ตอนนี้กฎของแก๊สนี้เรียกว่ากฎของบอยล์-มาริโอต

และหนึ่งปีก่อนที่จะค้นพบกฎของแก๊ส บอยล์ได้ตีพิมพ์หนังสือเรื่อง The Skeptical Chemist ซึ่งเขาได้สรุปมุมมองของเขาและเชื่อว่าเคมีเป็นวิทยาศาสตร์อิสระ ไม่ใช่เครื่องมือในการเล่นแร่แปรธาตุและการแพทย์ เขาเขียนว่าวัตถุทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนไหวได้ซึ่งมีขนาดและรูปร่างต่างกัน และองค์ประกอบต่างๆ ที่บอยล์เน้นย้ำนั้น ไม่สามารถเป็น "จุดเริ่มต้น" ของอริสโตเติลหรือ "จุดเริ่มต้น" ของนักเล่นแร่แปรธาตุได้ หลักการพื้นฐานดังกล่าวสามารถเป็นได้เพียง "วัตถุที่ชัดเจน เป็นปฐมภูมิและเรียบง่าย ไม่ผสมปนเปกันโดยสิ้นเชิง ซึ่งไม่ได้ประกอบขึ้นจากกัน แต่เป็นตัวแทนของส่วนที่เป็นส่วนประกอบซึ่งเรียกว่าวัตถุผสมทั้งหมดถูกประกอบขึ้น และซึ่งสามารถย่อยสลายได้ในที่สุด"

ดังนั้น ธาตุตามที่ระบุไว้ของบอยล์จึงเป็นสารที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ (เช่น สารธรรมดา) พวกมันประกอบด้วยคลังข้อมูลที่เป็นเนื้อเดียวกัน เหล่านี้ได้แก่ ทอง เงิน ดีบุก ตะกั่ว

อย่างอื่นเช่นชาดซึ่งสลายตัวเป็นปรอทและกำมะถันเขาจัดเป็นสารที่ซับซ้อน ในทางกลับกัน ซัลเฟอร์และปรอทซึ่งไม่สามารถย่อยสลายได้ควรถูกจัดประเภทเป็นธาตุ และมีองค์ประกอบกี่อย่างในธรรมชาติ มีเพียงประสบการณ์เท่านั้นที่สามารถตอบคำถามยากๆ นี้ได้ บอยล์เชื่อว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะยืนยันเช่นกันว่าสารธรรมดาที่รู้จักในเวลานั้นจะต้องเป็นองค์ประกอบ - บางทีเมื่อเวลาผ่านไปพวกมันจะสลายตัว (ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับน้ำและ "ดิน" - ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท)

นักวิทยาศาสตร์สามารถรวมสองแนวทางในทฤษฎีเกี่ยวกับโครงสร้างของสาร - หลักคำสอนขององค์ประกอบและแนวคิดแบบอะตอมมิก “บอยล์คือผู้สร้างวิทยาศาสตร์จากเคมี” เอฟ. เองเกลส์เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้

3. การปฏิวัติทางเคมีและวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล

เป็นพื้นฐานแนวคิดของเคมีสมัยใหม่

เช่นเดียวกับที่ประวัติศาสตร์ของอารยธรรมมนุษย์เริ่มต้นด้วยการ "ฝึกฝน" ของไฟโดยมนุษย์ ดังนั้น ประวัติศาสตร์ที่แท้จริงของเคมีจึงเริ่มต้นด้วยการพิจารณาปัญหาการเผาไหม้ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญของเคมีในศตวรรษที่ 18 คำถามคือจะเกิดอะไรขึ้นกับสารไวไฟเมื่อเผาไหม้ในอากาศ?

เพื่ออธิบายกระบวนการเผาไหม้โดย I. Becher และนักเรียนของเขา G.E. Stahl เสนอทฤษฎีที่เรียกว่า phlogiston โฟลจิสตันในที่นี้เข้าใจกันว่าเป็นสารไร้น้ำหนักซึ่งมีอยู่ในวัตถุที่ติดไฟได้ทั้งหมดและสูญเสียไประหว่างการเผาไหม้ วัตถุที่มีโฟลจิสตันจำนวนมากจะเผาไหม้ได้ดี ในขณะที่วัตถุที่ไม่ติดไฟจะถูกกำจัดออกจากร่างกาย ทฤษฎีนี้ทำให้สามารถอธิบายกระบวนการทางเคมีหลายอย่างและทำนายปรากฏการณ์ทางเคมีใหม่ได้ ตลอดช่วงเกือบศตวรรษที่ 18 และดำรงตำแหน่งอย่างมั่นคงจนกระทั่งลาวัวซิเยร์ในปลายศตวรรษที่ 18 ไม่ได้พัฒนาทฤษฎีออกซิเจนในการเผาไหม้

การพัฒนาทฤษฎีการเผาไหม้ของเขา Lavoisier ตั้งข้อสังเกตว่าในระหว่างการเผาไหม้ "ปรากฏการณ์สี่ประการจะถูกสังเกตอย่างต่อเนื่อง": แสงและความร้อนจะถูกปล่อยออกมา; การเผาไหม้เกิดขึ้นเฉพาะใน "อากาศบริสุทธิ์" (ออกซิเจน) เท่านั้น สารทั้งหมดเพิ่มขึ้นมากเท่ากับน้ำหนักของอากาศลดลง เมื่อเผาอโลหะ จะเกิดกรด (กรดออกไซด์) และเมื่อเผาโลหะ จะเกิดปูนขาว (ออกไซด์ของโลหะ)

Lavoisier ใช้ประสบการณ์ของ Scheele และ Priestley ซึ่งเขาสามารถอธิบายกระบวนการเผาไหม้ได้อย่างชัดเจนและเข้าถึงได้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่า “โฟลจิสตันของสตาห์ลเป็นเพียงสสารในจินตนาการ” และ “ปรากฏการณ์ของการเผาไหม้และการย่างสามารถอธิบายได้ง่ายดายและง่ายดายมากขึ้นโดยไม่ต้องใช้โฟลจิสตัน มากกว่าการช่วยเหลือ”

จากการทดลองต่างๆ กับกรดไนตริก ซัลฟิวริก และฟอสฟอริก ลาวัวซิเยร์ได้ข้อสรุปว่า "กรดต่างกันเฉพาะที่ฐานที่เชื่อมต่อกับอากาศเท่านั้น" กล่าวอีกนัยหนึ่ง "อากาศบริสุทธิ์" กำหนดคุณสมบัติที่เป็นกรดของสารเหล่านี้ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงเรียกมันว่าออกซิเจน (oksigenium จาก orsus - เปรี้ยวและ gennao - ฉันให้กำเนิด) หลังจากที่ส่วนผสมของน้ำถูกสร้างขึ้น ในที่สุด Lavoisier ก็เชื่อมั่นในบทบาทเฉพาะของออกซิเจน

ใน “หลักสูตรเคมีเบื้องต้น” (พ.ศ. 2332) Lavoisier อาศัยทฤษฎีใหม่และการประยุกต์ใช้ระบบการตั้งชื่อที่เขาพัฒนาขึ้น (ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ) จัดระบบความรู้ทางเคมีที่สะสมในช่วงเวลานั้นและสรุปทฤษฎีการเผาไหม้ของออกซิเจน

ขั้นแรก ลาวัวซิเยร์ให้คำอธิบายเกี่ยวกับสถานะต่างๆ ของการรวมตัวของสาร จากมุมมองของเขา ในสสารที่เป็นของแข็ง โมเลกุลจะถูกยึดไว้ใกล้กันด้วยแรงดึงดูดซึ่งมีขนาดมากกว่าแรงผลักกัน ในของเหลว โมเลกุลจะอยู่ห่างจากกันจนแรงดึงดูดและแรงผลักเท่ากัน และความดันบรรยากาศจะป้องกันไม่ให้ของเหลวกลายเป็นก๊าซ ในสถานะก๊าซ แรงผลักจะมีอิทธิพลเหนือกว่า

ลาวัวซิเยร์ให้คำจำกัดความของธาตุ และจัดเตรียมตารางและการจำแนกประเภทของสารอย่างง่าย เขาตั้งข้อสังเกตว่าความคิดเกี่ยวกับองค์ประกอบสามหรือสี่องค์ประกอบซึ่งร่างกายของธรรมชาติทั้งหมดควรจะประกอบด้วยซึ่งมาจากนักปรัชญาชาวกรีกมาหาเรานั้นไม่ถูกต้อง ลาวัวซิเยร์เองก็เข้าใจองค์ประกอบต่างๆ ว่าเป็นสสารที่ไม่สลายตัว “ในทางใดทางหนึ่ง” เขาแบ่งสารง่าย ๆ ทั้งหมดออกเป็นสี่กลุ่ม: 1) สารที่เป็นของสามอาณาจักรแห่งธรรมชาติ (แร่ธาตุ, พืช, สัตว์) - แสง, แคลอรี่, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจน; 2) สารอโลหะที่ออกซิไดซ์และผลิตกรด - ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส, คาร์บอน, มูริอิก (คลอรีน), ไฮโดรฟลูออริก (ฟลูออรีน) และอนุมูลบอริก (โบรอน) 3) สารโลหะที่ออกซิไดซ์และผลิตกรด - พลวง, เงิน, สารหนู, บิสมัท, โคบอลต์, ทองแดง, เหล็ก, แมงกานีส, ปรอท, โมลิบดีนัม, นิกเกิล, ทอง, แพลตตินัม, ตะกั่ว, ทังสเตน, สังกะสี; 4) สารดินที่ก่อให้เกิดเกลือ: มะนาว, แมกนีเซีย, แบไรท์, อลูมินา, ซิลิกา

ดังนั้น Lavoisier จึงได้ทำการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ในวิชาเคมี: เขาเปลี่ยนเคมีจากคอลเลกชันของสูตรอาหารที่ไม่เกี่ยวข้องมากมายที่ต้องศึกษาทีละรายการเป็นทฤษฎีทั่วไปโดยยึดตามซึ่งเป็นไปได้ที่ไม่เพียง แต่จะอธิบายปรากฏการณ์ที่รู้จักทั้งหมดเท่านั้น แต่ เพื่อทำนายสิ่งใหม่ด้วย

ขั้นตอนพื้นฐานในการพัฒนาเคมีทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นโดยเจ. ดาลตัน ช่างทอผ้าและครูในโรงเรียนจากแมนเชสเตอร์ รายงานทางวิทยาศาสตร์ชุดแรกของครูหนุ่มดึงดูดความสนใจของนักฟิสิกส์และนักเคมีบางคน ซึ่งในจำนวนนี้ดาลตันพบคนที่มีใจเดียวกัน

ในปี พ.ศ. 2336 งานทางวิทยาศาสตร์ของดาลตันเรื่อง "การสังเกตและการทดลองอุตุนิยมวิทยา" ได้รับการตีพิมพ์ จากการวิเคราะห์ผลการสังเกตทางอุตุนิยมวิทยาของเขา ดาลตันได้ข้อสรุปว่าสาเหตุของการระเหยของน้ำคือความร้อน และกระบวนการระเหยนั้นก็คือการเปลี่ยนอนุภาคของน้ำจากของเหลวไปเป็นสถานะก๊าซ นี่เป็นก้าวแรกสู่การสร้างระบบอะตอมมิกส์เคมี

ในปี 1801 ดาลตันได้กำหนดกฎว่าด้วยแรงกดดันบางส่วนของก๊าซ: ความดันของส่วนผสมของก๊าซที่ไม่มีปฏิกิริยาต่อกันจะเท่ากับผลรวมของแรงกดดันย่อยของก๊าซเหล่านั้น (กฎข้อที่หนึ่งของดาลตัน)

อีกสองปีต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ค้นพบว่าความสามารถในการละลายในของเหลวของก๊าซแต่ละชนิดจากส่วนผสมที่อุณหภูมิคงที่นั้นแปรผันโดยตรงกับความดันบางส่วนเหนือของเหลวและไม่ขึ้นอยู่กับความดันรวมของส่วนผสมและต่อ การมีก๊าซอื่นอยู่ในส่วนผสม ก๊าซแต่ละชนิดจะละลายในลักษณะราวกับว่ามีเพียงก๊าซเดียวเท่านั้นที่มีปริมาตรที่กำหนด (กฎข้อที่สองของดัลตัน)

ด้วยความพยายามที่จะหา "จำนวนอนุภาคมูลฐานเชิงเดี่ยว" ที่ก่อตัวเป็นอนุภาคเชิงซ้อน ดาลตันให้เหตุผลว่าถ้าอันตรกิริยาของสารสองชนิดทำให้เกิดสารประกอบหนึ่งชนิด มันก็จะเป็นเลขฐานสอง ถ้าสารประกอบสองชนิดเกิดขึ้น สารประกอบหนึ่งจะเป็นไบนารี่และอีกสารประกอบหนึ่งเป็นสามชนิด กล่าวคือ ประกอบด้วยอะตอมสองและสามตามลำดับเป็นต้น

เมื่อใช้กฎเหล่านี้ ดาลตันได้ข้อสรุปว่าน้ำเป็นสารประกอบไบนารีของไฮโดรเจนและออกซิเจน ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 1:7 ดาลตันเชื่อว่าโมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมและอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม กล่าวคือ สูตรของมันคือ BUT จากข้อมูลของ Gay-Lussac และ A. Humboldt (1805) น้ำประกอบด้วยไฮโดรเจน 12.6% และออกซิเจน 87.4% และเนื่องจากดาลตันใช้น้ำหนักอะตอมของไฮโดรเจนเป็นหนึ่ง เขาจึงกำหนดน้ำหนักอะตอมของออกซิเจนให้อยู่ที่ประมาณ 7

ในปี 1808 ดาลตันตั้งสมมติฐานกฎของอัตราส่วนพหุคูณอย่างง่าย:

หากองค์ประกอบสององค์ประกอบใด ๆ รวมกันเป็นสารประกอบเคมีหลายตัวต่อกัน ปริมาณขององค์ประกอบหนึ่งต่อปริมาณที่เท่ากันขององค์ประกอบอื่นในสารประกอบเหล่านี้จะอยู่ในอัตราส่วนพหุคูณอย่างง่าย กล่าวคือ มีความสัมพันธ์กันเป็นจำนวนเต็มเล็ก

การศึกษาด้านอุตุนิยมวิทยาทำให้ดาลตันคิดถึงโครงสร้างของชั้นบรรยากาศเกี่ยวกับเรื่องนั้น เพราะเหตุใดมันจึงเป็น “มวลเนื้อเดียวกันอย่างเห็นได้ชัด” จากการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซ ดาลตันยอมรับว่าก๊าซประกอบด้วยอะตอม เพื่ออธิบายการแพร่กระจายของก๊าซ เขาสันนิษฐานว่าอะตอมของพวกมันมีขนาดต่างกัน

ดาลตันพูดเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมเป็นครั้งแรกในการบรรยายของเขาเรื่อง "การดูดซึมก๊าซด้วยน้ำและของเหลวอื่น ๆ" ซึ่งเขาอ่านเมื่อวันที่ 20 ตุลาคม พ.ศ. 2346 ที่สมาคมวรรณกรรมและปรัชญาแมนเชสเตอร์

ดาลตันแยกแยะความแตกต่างอย่างเคร่งครัดระหว่างแนวคิดของ "อะตอม" และ "โมเลกุล" แม้ว่าเขาจะเรียกอย่างหลังว่า "อะตอมเชิงซ้อน" หรือ "อะตอมคอมโพสิต" แต่ด้วยเหตุนี้เขาเพียงเน้นว่าอนุภาคเหล่านี้เป็นขีดจำกัดของการแบ่งตัวทางเคมีของสารที่เกี่ยวข้อง .

อะตอมมีคุณสมบัติอะไรบ้าง?

ประการแรก พวกมันแบ่งแยกไม่ได้และไม่เปลี่ยนแปลง ประการที่สอง อะตอมของสารชนิดเดียวกันมีรูปร่าง น้ำหนัก และคุณสมบัติอื่นๆ ที่เหมือนกันทุกประการ ประการที่สาม อะตอมที่แตกต่างกันเชื่อมต่อกันด้วยความสัมพันธ์ที่ต่างกัน ประการที่สี่ อะตอมของสารต่าง ๆ มีน้ำหนักอะตอมต่างกัน

ในปี 1804 ดาลตันได้พบกับนักเคมีชาวอังกฤษผู้โด่งดังและนักประวัติศาสตร์เคมี T. Thomson เขารู้สึกยินดีกับทฤษฎีของดาลตันและในปี 1807 ได้สรุปไว้ในหนังสือยอดนิยมของเขาฉบับพิมพ์ครั้งที่ 3 เรื่อง “ระบบเคมีใหม่” ด้วยเหตุนี้ ทฤษฎีอะตอมจึงมองเห็นแสงสว่างของวันก่อนที่ผู้เขียนจะเผยแพร่เอง

จอห์น ดาลตัน เป็นผู้สร้างอะตอมมิกส์ทางเคมีทางวิทยาศาสตร์ เป็นครั้งแรกที่เขาใช้แนวคิดเกี่ยวกับอะตอมในการอธิบายองค์ประกอบของสารเคมีต่างๆ และกำหนดน้ำหนักสัมพัทธ์และน้ำหนักโมเลกุลของสารเคมีเหล่านั้น

และในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 วิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุลในวิชาเคมีประสบความยากลำบาก ชัยชนะครั้งสุดท้ายของเขาต้องใช้เวลาอีกครึ่งศตวรรษ บนเส้นทางนี้มีการกำหนดกฎเชิงปริมาณจำนวนหนึ่ง (กฎของอัตราส่วนคงที่ของ Proust, กฎของอัตราส่วนปริมาตรของ Gay-Lussac, กฎของ Avogadro ซึ่งภายใต้เงื่อนไขเดียวกันปริมาตรเท่ากันของก๊าซทั้งหมดมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ) ซึ่งได้รับการอธิบายจากมุมมองของการเป็นตัวแทนอะตอม-โมเลกุล เพื่อยืนยันการทดลองอะตอมมิกและการนำไปใช้ในวิชาเคมี Y.B. ได้ใช้ความพยายามอย่างมาก เบอร์เซลิอุส

ชัยชนะครั้งสุดท้ายของทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล (และวิธีการกำหนดน้ำหนักอะตอมและโมเลกุลตามทฤษฎีนั้น) ได้รับชัยชนะในการประชุมนักเคมีนานาชาติครั้งที่ 1 (พ.ศ. 2403) เท่านั้น

ในช่วงทศวรรษที่ 50-70 ศตวรรษที่สิบเก้า ตามหลักคำสอนเรื่องเวเลนซ์และพันธะเคมี ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีได้รับการพัฒนา (A.M. Butlerov, 1861) ซึ่งนำไปสู่ความสำเร็จอย่างมากของการสังเคราะห์สารอินทรีย์และการเกิดขึ้นของสาขาเคมีใหม่ อุตสาหกรรม (การผลิตสีย้อม ยา การกลั่นน้ำมัน ฯลฯ) และในทางทฤษฎีได้เปิดทางไปสู่การสร้างทฤษฎีโครงสร้างเชิงพื้นที่ของสารประกอบอินทรีย์ - สเตอริโอเคมี (J. G. Van't Hoff, 1874)

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 เคมีกายภาพ จลนศาสตร์เคมี ขณะที่การศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า และอุณหพลศาสตร์เคมีกำลังได้รับการพัฒนา

ดังนั้นในวิชาเคมีของศตวรรษที่ 19 แนวทางทางทฤษฎีทั่วไปแบบใหม่ได้เกิดขึ้นแล้ว โดยการกำหนดคุณสมบัติของสารเคมีนั้นไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างของสารด้วย

การพัฒนาวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุลทำให้เกิดแนวคิดเรื่องโครงสร้างที่ซับซ้อนไม่เพียงแต่โมเลกุลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอะตอมด้วย ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 แนวคิดนี้แสดงโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ดับบลิว. พราวต์ โดยอาศัยผลการวัดที่แสดงว่าน้ำหนักอะตอมของธาตุเป็นทวีคูณของน้ำหนักอะตอมของไฮโดรเจน จากข้อมูลนี้ พราวท์เสนอสมมติฐานว่าอะตอมของธาตุทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจน

แรงผลักดันใหม่สำหรับการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างที่ซับซ้อนของอะตอมนั้นได้มาจากการค้นพบระบบธาตุธาตุโดย D.I. Mendeleev (1869) Mendeleev เขียนตำราเรียนที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับเคมีอินทรีย์ - เล่มแรกในรัสเซียซึ่งเขาได้รับรางวัล Great Demidov Prize จาก Academy of Sciences

เคยอ่านเมื่อ พ.ศ. 2410-2411 หลักสูตรการบรรยายเกี่ยวกับเคมีอนินทรีย์ Mendeleev เริ่มเชื่อมั่นถึงความจำเป็นในการสร้าง "คู่มือเคมี" ในประเทศ เขาเริ่มเขียนตำราเรียนเรื่อง "ความรู้พื้นฐานทางเคมี" งานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ “แนะนำประชาชนและนักศึกษา” ถึงความสำเร็จของเคมี การประยุกต์ในด้านเทคโนโลยี เกษตรกรรม ฯลฯ พบความยากลำบากเมื่อเขียนหนังสือเรียนส่วนที่สองซึ่งควรมีเนื้อหาเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี

หลังจากลองหลายตัวเลือก Mendeleev สังเกตเห็นว่าองค์ประกอบสามารถจัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น และปรากฎว่าในแต่ละคอลัมน์ คุณสมบัติขององค์ประกอบจะค่อยๆ เปลี่ยนไปจากบนลงล่าง นี่เป็นตารางแรกที่มีชื่อว่า "ประสบการณ์ของระบบองค์ประกอบตามน้ำหนักอะตอมและความคล้ายคลึงกันทางเคมี" Dmitry Ivanovich เข้าใจว่าตารางนี้สะท้อนถึงหลักการของช่วงเวลาซึ่งเป็นกฎธรรมชาติบางประการที่สร้างความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างองค์ประกอบทางเคมี

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2414 Mendeleev จบบทความเรื่อง "กฎธาตุขององค์ประกอบทางเคมี" ซึ่งเขากำหนดกฎเป็นระยะ: "คุณสมบัติขององค์ประกอบและคุณสมบัติของวัตถุที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่พวกมันก่อตัวขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอมของพวกมันเป็นระยะ ๆ"

หากในศตวรรษที่ผ่านมามีการเน้นย้ำว่า "เคมีไม่ได้เกี่ยวข้องกับร่างกาย แต่เกี่ยวข้องกับสสาร" (D.I. Mendeleev) ตอนนี้เรากำลังเห็นว่ามาโครบอดีจริง ๆ - ส่วนผสมและสารละลายเดียวกันเหล่านั้น - กำลังกลายเป็นเป้าหมายของความสนใจอย่างใกล้ชิดของนักเคมี , โลหะผสม ก๊าซที่ใช้เกี่ยวข้องโดยตรงในห้องปฏิบัติการและในการผลิต ตามคำกล่าวของ K. Marx ความก้าวหน้าของเคมี “ไม่เพียงแต่เพิ่มจำนวนสารที่มีประโยชน์เท่านั้น แต่ยังเพิ่มจำนวนการใช้งานที่เป็นประโยชน์ของสารที่ทราบอยู่แล้วด้วย”

4. ปัญหาสิ่งแวดล้อมของส่วนประกอบทางเคมี

อารยธรรมสมัยใหม่

ในทุกขั้นตอนของการพัฒนา มนุษย์มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับโลกรอบตัวเขา แต่เนื่องจากการเกิดขึ้นของสังคมอุตสาหกรรมขั้นสูง การแทรกแซงของมนุษย์ที่เป็นอันตรายในธรรมชาติได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ขอบเขตของการแทรกแซงนี้ได้ขยายออกไป มันมีความหลากหลายมากขึ้น และตอนนี้คุกคามที่จะกลายเป็นอันตรายระดับโลกต่อมนุษยชาติ การบริโภควัตถุดิบที่ไม่หมุนเวียนกำลังเพิ่มขึ้น ที่ดินทำกินมากขึ้นเรื่อยๆ กำลังออกจากระบบเศรษฐกิจ ดังนั้นจึงมีการสร้างเมืองและโรงงานขึ้นมา มนุษย์ต้องเข้ามาแทรกแซงเศรษฐกิจของชีวมณฑลมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโลกของเราที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ปัจจุบันชีวมณฑลของโลกได้รับผลกระทบจากผลกระทบที่เพิ่มขึ้นจากมนุษย์ ในเวลาเดียวกัน สามารถระบุกระบวนการที่สำคัญที่สุดหลายประการได้ ซึ่งกระบวนการใดกระบวนการหนึ่งไม่ได้ช่วยปรับปรุงสถานการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมบนโลกให้ดีขึ้น

ที่แพร่หลายและสำคัญที่สุดคือมลพิษทางเคมีของสิ่งแวดล้อมด้วยสารที่มีลักษณะทางเคมีซึ่งผิดปกติ ในหมู่พวกเขามีมลพิษจากก๊าซและละอองลอยจากอุตสาหกรรมและในประเทศ การสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศก็มีความก้าวหน้าเช่นกัน การพัฒนากระบวนการนี้ต่อไปจะเสริมสร้างแนวโน้มที่ไม่พึงประสงค์ต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีบนโลก นักสิ่งแวดล้อมยังกังวลเกี่ยวกับมลภาวะที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในมหาสมุทรโลกจากน้ำมันและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ซึ่งสูงถึง 1/5 ของพื้นผิวทั้งหมดแล้ว มลพิษทางน้ำมันขนาดนี้อาจทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างมากในการแลกเปลี่ยนก๊าซและน้ำระหว่างไฮโดรสเฟียร์กับชั้นบรรยากาศ ไม่ต้องสงสัยเลยเกี่ยวกับความสำคัญของการปนเปื้อนสารเคมีในดินด้วยยาฆ่าแมลงและความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การล่มสลายของระบบนิเวศ โดยทั่วไปแล้ว ปัจจัยทั้งหมดที่พิจารณาว่าเป็นผลมาจากมลพิษมีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อกระบวนการที่เกิดขึ้นในชีวมณฑล

มนุษย์สร้างมลภาวะให้กับชั้นบรรยากาศของชีวมณฑลมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว แต่ผลที่ตามมาจากการใช้ไฟซึ่งเขาใช้ตลอดช่วงเวลานี้ไม่มีนัยสำคัญ ฉันต้องทนกับความจริงที่ว่าควันรบกวนการหายใจ และเขม่าก็ปกคลุมเพดานและผนังบ้านเป็นสีดำ ความร้อนที่เกิดขึ้นมีความสำคัญต่อมนุษย์มากกว่าอากาศที่สะอาดและผนังถ้ำปลอดบุหรี่ มลพิษทางอากาศในระยะเริ่มแรกนี้ไม่เป็นปัญหา เนื่องจากผู้คนอาศัยอยู่ในกลุ่มเล็กๆ และครอบครองเพียงส่วนเล็กๆ ของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่ยังบริสุทธิ์ และแม้กระทั่งการกระจุกตัวของผู้คนในพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็กเช่นเดียวกับในสมัยโบราณก็ไม่ได้มาพร้อมกับผลเสียร้ายแรงต่อธรรมชาติ เป็นเช่นนี้จนถึงต้นศตวรรษที่สิบเก้า

แต่ในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา การพัฒนาของอุตสาหกรรมได้ "ให้" แก่เราด้วยกระบวนการผลิตดังกล่าว ซึ่งผลที่ตามมาซึ่งในตอนแรกยังไม่มีใครจินตนาการถึงผลที่ตามมา เมืองเศรษฐีได้เกิดขึ้นแล้วซึ่งการเติบโตไม่สามารถหยุดยั้งได้ ทั้งหมดนี้เป็นผลจากสิ่งประดิษฐ์อันยิ่งใหญ่และการพิชิตของมนุษย์

โดยพื้นฐานแล้วแหล่งที่มาของมลพิษทางอากาศมีสามแหล่งหลัก ได้แก่ อุตสาหกรรม หม้อไอน้ำภายในประเทศ และการขนส่ง การมีส่วนร่วมของแหล่งที่มาแต่ละแห่งต่อมลพิษทางอากาศทั้งหมดจะแตกต่างกันไปอย่างมากขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าการผลิตภาคอุตสาหกรรมก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศมากที่สุด แหล่งที่มาของมลพิษ - โรงไฟฟ้าพลังความร้อนซึ่งปล่อยควันกำมะถันและคาร์บอนไดออกไซด์สู่อากาศสถานประกอบการด้านโลหะวิทยาโดยเฉพาะโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็กซึ่งปล่อยไนโตรเจนออกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, คลอรีน, ฟลูออรีน, แอมโมเนีย, สารประกอบฟอสฟอรัส, อนุภาค และสารประกอบปรอท สารหนู สารเคมีเข้าสู่โรงงานอากาศและปูนซีเมนต์ ก๊าซที่เป็นอันตรายเข้าสู่อากาศอันเป็นผลมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงสำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรม การทำความร้อนในบ้าน การดำเนินงานขนส่ง การเผาและการแปรรูปขยะในครัวเรือนและอุตสาหกรรม

มลพิษในบรรยากาศแบ่งออกเป็นประเภทหลักซึ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรง และประเภทรองซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของประเภทหลัง ดังนั้นก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เข้าสู่บรรยากาศจะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ ซึ่งทำปฏิกิริยากับไอน้ำและก่อตัวเป็นหยดของกรดซัลฟิวริก เมื่อซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนีย จะเกิดผลึกแอมโมเนียมซัลเฟตขึ้น ในทำนองเดียวกัน ผลจากปฏิกิริยาทางเคมี โฟโตเคมีคอล เคมีกายภาพระหว่างสารมลพิษและส่วนประกอบในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดลักษณะรองอื่นๆ เกิดขึ้น แหล่งที่มาหลักของมลพิษที่เกิดจากความร้อนบนโลก ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน สถานประกอบการด้านโลหะและเคมี และโรงงานหม้อไอน้ำ ซึ่งใช้เชื้อเพลิงแข็งและของเหลวที่ผลิตได้มากกว่า 70% ต่อปี สิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายหลักของแหล่งกำเนิด pyrogenic มีดังต่อไปนี้:

ก) คาร์บอนมอนอกไซด์ เกิดจากการสันดาปของสารคาร์บอนที่ไม่สมบูรณ์ มันเข้าสู่อากาศอันเป็นผลมาจากการเผาไหม้ของขยะมูลฝอย ก๊าซไอเสีย และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากสถานประกอบการอุตสาหกรรม ทุกปีก๊าซนี้อย่างน้อย 250 ล้านตันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารประกอบที่ทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขันกับส่วนประกอบของชั้นบรรยากาศและมีส่วนทำให้อุณหภูมิบนโลกเพิ่มขึ้นและทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก

b) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีกำมะถันหรือการแปรรูปแร่กำมะถัน (มากถึง 70 ล้านตันต่อปี) สารประกอบกำมะถันบางชนิดจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ที่ตกค้างในเหมืองทิ้ง ในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียว ปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์ทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศคิดเป็นร้อยละ 65 ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก

c) ซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ เกิดจากการออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาคือละอองลอยหรือสารละลายของกรดซัลฟิวริกในน้ำฝนซึ่งทำให้ดินเป็นกรดและทำให้โรคทางเดินหายใจของมนุษย์รุนแรงขึ้น ผลกระทบของละอองกรดซัลฟิวริกจากพลุควันของโรงงานเคมีจะสังเกตได้ภายใต้เมฆต่ำและมีความชื้นในอากาศสูง ใบของพืชที่เติบโตในระยะทางน้อยกว่า 1 กม. จากสถานประกอบการดังกล่าวมักจะมีจุดหนาแน่นโดยมีจุดตายเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นในบริเวณที่หยดกรดซัลฟิวริกตกตะกอน ผู้ประกอบการด้านไพโรเมทัลโลหกรรมของโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็กและเหล็กรวมถึงโรงไฟฟ้าพลังความร้อนปล่อยซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์หลายสิบล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศทุกปี

ง) ไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนไดซัลไฟด์ พวกมันเข้าสู่บรรยากาศแยกจากกันหรือรวมกับสารประกอบกำมะถันอื่น ๆ แหล่งที่มาหลักของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกคือองค์กรที่ผลิตเส้นใยเทียม น้ำตาล โรงงานโค้ก โรงกลั่นน้ำมัน และแหล่งน้ำมัน ในชั้นบรรยากาศ เมื่อทำปฏิกิริยากับสารมลพิษอื่นๆ พวกมันจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันช้าๆ กับซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์

จ) ไนโตรเจนออกไซด์ แหล่งที่มาหลักของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกคือองค์กรที่ผลิตปุ๋ยไนโตรเจน กรดไนตริกและไนเตรต สีย้อมสวรรค์ สารประกอบไนโตร ไหมวิสโคส และเซลลูลอยด์ ปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศคือ 20 ล้านตัน ในปี

ฉ) สารประกอบฟลูออรีน แหล่งที่มาของมลพิษคือบริษัทที่ผลิตอะลูมิเนียม สารเคลือบ แก้ว เซรามิก เหล็ก และปุ๋ยฟอสเฟต สารที่มีฟลูออรีนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของสารประกอบก๊าซ - ไฮโดรเจนฟลูออไรด์หรือฝุ่นโซเดียมและแคลเซียมฟลูออไรด์ สารประกอบนี้มีลักษณะที่เป็นพิษ อนุพันธ์ของฟลูออรีนเป็นยาฆ่าแมลงที่มีฤทธิ์รุนแรง

g) สารประกอบคลอรีน พวกมันเข้ามาในชั้นบรรยากาศจากโรงงานเคมีที่ผลิตกรดไฮโดรคลอริก ยาฆ่าแมลงที่มีคลอรีน สีย้อมออร์แกนิก ไฮโดรไลติกแอลกอฮอล์ สารฟอกขาว และโซดา ในชั้นบรรยากาศพบว่าเป็นสิ่งเจือปนของโมเลกุลคลอรีนและไอระเหยของกรดไฮโดรคลอริก ความเป็นพิษของคลอรีนจะขึ้นอยู่กับชนิดของสารประกอบและความเข้มข้นของสารประกอบเหล่านั้น ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา เมื่อถลุงเหล็กหล่อและแปรรูปเป็นเหล็ก โลหะหนักและก๊าซพิษต่างๆ จะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ดังนั้นต่อเหล็กหมู 1 ตันนอกเหนือจากซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 2.7 กิโลกรัมและฝุ่นละออง 4.5 กิโลกรัมซึ่งกำหนดปริมาณสารประกอบของสารหนูฟอสฟอรัสพลวงพลวงตะกั่วไอปรอทและโลหะหายากสารเรซินและ ไฮโดรเจนไซยาไนด์.

h) มลภาวะจากละอองลอยในบรรยากาศ ละอองลอยเป็นอนุภาคของแข็งหรือของเหลวที่ลอยอยู่ในอากาศ ในบางกรณี ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของละอองลอยอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตเป็นพิเศษและทำให้เกิดโรคเฉพาะในคนได้ ในชั้นบรรยากาศ มลภาวะจากละอองลอยจะถูกมองว่าเป็นควัน หมอก หมอกควัน หรือหมอกควัน ส่วนสำคัญของละอองลอยเกิดขึ้นในบรรยากาศผ่านปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคของแข็งและของเหลวซึ่งกันและกันหรือกับไอน้ำ ขนาดอนุภาคละอองลอยเฉลี่ยอยู่ที่ 1-5 ไมครอน ประมาณ 1 ลูกบาศก์เมตรเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกทุกปี กม. ของอนุภาคฝุ่นที่มีต้นกำเนิดเทียม อนุภาคฝุ่นจำนวนมากยังก่อตัวขึ้นในระหว่างกิจกรรมการผลิตของมนุษย์ ข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งที่มาของฝุ่นอุตสาหกรรมบางแหล่งมีดังต่อไปนี้:

แหล่งที่มาหลักของมลพิษทางอากาศจากละอองลอยเทียมคือโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินที่มีเถ้าสูง โรงงานซักล้าง โรงงานโลหะวิทยา ซีเมนต์ แมกนีไซต์ และเขม่า อนุภาคละอองลอยจากแหล่งเหล่านี้มีองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลาย ส่วนใหญ่มักพบสารประกอบของซิลิคอนแคลเซียมและคาร์บอนในองค์ประกอบซึ่งมักพบออกไซด์ของโลหะน้อยกว่า: เหล็ก, แมกนีเซียม, แมงกานีส, สังกะสี, ทองแดง, นิกเกิล, ตะกั่ว, พลวง, บิสมัท, ซีลีเนียม, สารหนู, เบริลเลียม, แคดเมียม, โครเมียม, โคบอลต์ ,โมลิบดีนัมรวมทั้งแร่ใยหิน

คุณลักษณะของฝุ่นอินทรีย์มีความหลากหลายมากยิ่งขึ้น รวมถึงไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกและอะโรมาติกและเกลือของกรด มันถูกสร้างขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่เหลือในระหว่างกระบวนการไพโรไลซิสที่โรงกลั่นน้ำมัน ปิโตรเคมี และสถานประกอบการอื่นที่คล้ายคลึงกัน แหล่งที่มาของมลพิษจากละอองลอยอย่างต่อเนื่องคือการทิ้งขยะทางอุตสาหกรรม - เขื่อนเทียมของวัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่ซึ่งส่วนใหญ่เป็นหินที่ทับถมซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการขุดหรือจากของเสียจากสถานประกอบการอุตสาหกรรมแปรรูปโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

การระเบิดครั้งใหญ่ทำหน้าที่เป็นแหล่งของฝุ่นและก๊าซพิษ ดังนั้นจากการระเบิดที่มีมวลเฉลี่ยหนึ่งครั้ง (วัตถุระเบิด 250-300 ตัน) คาร์บอนมอนอกไซด์ธรรมดาประมาณ 2,000 ลูกบาศก์เมตรและฝุ่นมากกว่า 150 ตันจึงถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ การผลิตปูนซีเมนต์และวัสดุก่อสร้างอื่นๆ ก็เป็นแหล่งที่มาของมลพิษฝุ่นเช่นกัน กระบวนการทางเทคโนโลยีหลักของอุตสาหกรรมเหล่านี้คือการบดและการประมวลผลทางเคมีของประจุ ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป และผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในกระแสก๊าซร้อน ซึ่งมักจะมาพร้อมกับการปล่อยฝุ่นและสารอันตรายอื่น ๆ ออกสู่บรรยากาศโดยรอบ

มลพิษในบรรยากาศยังรวมถึงไฮโดรคาร์บอน - อิ่มตัวและไม่อิ่มตัวซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 1 ถึง 13 อะตอม พวกมันผ่านการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ออกซิเดชั่น โพลีเมอไรเซชัน ทำปฏิกิริยากับมลภาวะในชั้นบรรยากาศอื่น ๆ หลังจากถูกกระตุ้นโดยรังสีดวงอาทิตย์ จากปฏิกิริยาเหล่านี้ สารประกอบเปอร์ออกไซด์ อนุมูลอิสระ และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์จึงเกิดขึ้น มักอยู่ในรูปของอนุภาคละอองลอย

ภายใต้สภาพอากาศบางอย่าง การสะสมขนาดใหญ่ของก๊าซและละอองลอยที่เป็นอันตรายอาจก่อตัวขึ้นในชั้นพื้นดินของอากาศ ซึ่งมักเกิดขึ้นในกรณีที่มีการผกผันของชั้นอากาศเหนือแหล่งกำเนิดก๊าซและฝุ่นโดยตรง ซึ่งเป็นตำแหน่งของชั้นอากาศที่เย็นกว่าภายใต้อากาศที่อุ่นกว่า ซึ่งจะป้องกันมวลอากาศและทำให้การถ่ายเทสิ่งสกปรกขึ้นไปด้านบนช้าลง เป็นผลให้การปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายเข้มข้นภายใต้ชั้นผกผันเนื้อหาที่อยู่ใกล้พื้นดินเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งกลายเป็นหนึ่งในสาเหตุของการก่อตัวของหมอกโฟโตเคมีซึ่งไม่เคยรู้จักในธรรมชาติมาก่อน

หมอกโฟโตเคมีคอล (หมอกควัน) เป็นส่วนผสมหลายองค์ประกอบของก๊าซและอนุภาคละอองลอยที่มีต้นกำเนิดหลักและรอง ส่วนประกอบหลักของหมอกควัน ได้แก่ โอโซน ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ออกไซด์ และสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดที่มีลักษณะเป็นเปอร์ออกไซด์ ซึ่งเรียกรวมกันว่าโฟโตออกไซด์แอนเตส

หมอกควันจากโฟโตเคมีคอลเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลภายใต้เงื่อนไขบางประการ: การมีอยู่ของไนโตรเจนออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน และสารมลพิษอื่น ๆ ที่มีความเข้มข้นสูงในบรรยากาศ การแผ่รังสีและความสงบจากแสงอาทิตย์ที่รุนแรง หรือการแลกเปลี่ยนอากาศที่อ่อนแอมากในชั้นผิวด้วยพลังและ เพิ่มการผกผันเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งวัน สภาพอากาศสงบคงที่ซึ่งมักจะมาพร้อมกับการผกผัน เป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างสารตั้งต้นที่มีความเข้มข้นสูง เงื่อนไขดังกล่าวเกิดขึ้นบ่อยขึ้นในเดือนมิถุนายนถึงกันยายนและน้อยกว่าในฤดูหนาว ในช่วงสภาพอากาศแจ่มใสเป็นเวลานาน รังสีแสงอาทิตย์ทำให้เกิดการสลายโมเลกุลของไนโตรเจนไดออกไซด์จนเกิดเป็นไนตริกออกไซด์และอะตอมออกซิเจน ออกซิเจนอะตอมมิกและออกซิเจนโมเลกุลให้โอโซน

ดูเหมือนว่าอย่างหลังซึ่งออกซิไดซ์ไนตริกออกไซด์ควรเปลี่ยนเป็นออกซิเจนโมเลกุลอีกครั้งและไนตริกออกไซด์เป็นไดออกไซด์ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น ไนโตรเจนออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโอเลฟินส์ในก๊าซไอเสีย ซึ่งแยกตัวที่พันธะคู่และก่อตัวเป็นชิ้นส่วนของโมเลกุลและโอโซนส่วนเกิน ผลจากการแยกตัวอย่างต่อเนื่อง ไนโตรเจนไดออกไซด์มวลใหม่จะถูกสลายตัวและผลิตโอโซนเพิ่มขึ้น ปฏิกิริยาแบบวัฏจักรเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการที่โอโซนค่อยๆสะสมในชั้นบรรยากาศ กระบวนการนี้จะหยุดในเวลากลางคืน

ในทางกลับกัน โอโซนจะทำปฏิกิริยากับโอเลฟินส์ เปอร์ออกไซด์หลายชนิดกระจุกตัวอยู่ในบรรยากาศ ซึ่งเมื่อรวมกันแล้วจะเกิดเป็นลักษณะเฉพาะของสารออกซิไดซ์ของหมอกโฟโตเคมีคอล อย่างหลังนี้เป็นแหล่งของสิ่งที่เรียกว่าอนุมูลอิสระซึ่งมีปฏิกิริยาโดยเฉพาะ หมอกควันดังกล่าวเกิดขึ้นทั่วไปในลอนดอน ปารีส ลอสแองเจลิส นิวยอร์ก และเมืองอื่นๆ ในยุโรปและอเมริกา เนื่องจากผลกระทบทางสรีรวิทยาต่อร่างกายมนุษย์ จึงเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อระบบทางเดินหายใจและระบบไหลเวียนโลหิต และมักทำให้ชาวเมืองที่มีสุขภาพไม่ดีเสียชีวิตก่อนวัยอันควร

ลำดับความสำคัญในการพัฒนาความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต (MPC) ในอากาศเป็นของวิทยาศาสตร์ภายในประเทศ ขีดจำกัดความเข้มข้นสูงสุดคือความเข้มข้นที่ไม่ส่งผลโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อบุคคลและลูกหลานของเขา และไม่ทำให้ประสิทธิภาพการทำงาน ความเป็นอยู่ หรือสภาพความเป็นอยู่ที่ถูกสุขอนามัยของผู้คนแย่ลง การสรุปข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับความเข้มข้นสูงสุดที่ทุกแผนกได้รับนั้นจะดำเนินการที่หอดูดาวธรณีฟิสิกส์หลัก (GGO)

แหล่งน้ำหรือแหล่งน้ำทุกแห่งเชื่อมต่อกับสภาพแวดล้อมภายนอกโดยรอบ โดยได้รับอิทธิพลจากเงื่อนไขในการก่อตัวของการไหลของน้ำบนพื้นผิวหรือใต้ดิน ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ อุตสาหกรรม การก่อสร้างทางอุตสาหกรรมและเทศบาล การขนส่ง กิจกรรมทางเศรษฐกิจและในประเทศของมนุษย์ ผลที่ตามมาของอิทธิพลเหล่านี้คือการนำสารใหม่ๆ ที่ผิดปกติเข้ามาสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำ ซึ่งเป็นสารมลพิษที่ทำให้คุณภาพน้ำแย่ลง สารมลพิษที่เข้าสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำได้รับการจำแนกประเภทที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับแนวทาง เกณฑ์ และวัตถุประสงค์ ดังนั้นสิ่งปนเปื้อนทางเคมี กายภาพ และชีวภาพจึงมักจะถูกแยกออกจากกัน มลพิษทางเคมีคือการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีตามธรรมชาติของน้ำเนื่องจากปริมาณสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายเพิ่มขึ้นทั้งอนินทรีย์ (เกลือแร่, กรด, อัลคาไล, อนุภาคดินเหนียว) และอินทรีย์ (น้ำมันและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม, สารอินทรีย์ตกค้าง, สารลดแรงตึงผิว) , ยาฆ่าแมลง)

มลพิษอนินทรีย์ (แร่) หลักของน้ำจืดและน้ำทะเลเป็นสารประกอบทางเคมีหลายชนิดที่เป็นพิษต่อผู้อยู่อาศัยในสิ่งแวดล้อมทางน้ำ เหล่านี้เป็นสารประกอบของสารหนู ตะกั่ว แคดเมียม ปรอท โครเมียม ทองแดง ฟลูออรีน ส่วนใหญ่ลงเอยในน้ำอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ โลหะหนักจะถูกดูดซึมโดยแพลงก์ตอนพืชแล้วถ่ายโอนไปตามห่วงโซ่อาหารไปยังสิ่งมีชีวิตชั้นสูง

มลพิษที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมทางน้ำได้แก่ กรดอนินทรีย์ และเบส ซึ่งทำให้เกิดค่า pH ของน้ำเสียทางอุตสาหกรรมที่กว้าง (1.0-11.0) และสามารถเปลี่ยนค่า pH ของสภาพแวดล้อมทางน้ำให้เป็นค่า 5.0 หรือสูงกว่า 8.0 ในขณะที่ปลาในน้ำจืดและ น้ำทะเลจะมีได้เฉพาะในช่วง pH 5.0-8.5 เท่านั้น

ในบรรดาแหล่งที่มาหลักของมลภาวะจากไฮโดรสเฟียร์ด้วยแร่ธาตุและสารอาหาร ควรกล่าวถึงสถานประกอบการอุตสาหกรรมอาหารและการเกษตร

เกลือประมาณ 6 ล้านตันถูกพัดพาออกจากพื้นที่ชลประทานทุกปี ภายในปี 2000 ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง มวลของมันเพิ่มขึ้นเป็น 12 ล้านตันต่อปี ของเสียที่มีสารปรอท ตะกั่ว และทองแดงถูกพบเฉพาะในพื้นที่บางแห่งใกล้ชายฝั่ง แต่บางส่วนถูกขนส่งออกไปนอกน่านน้ำอาณาเขต มลพิษจากสารปรอทช่วยลดการผลิตขั้นต้นของระบบนิเวศทางทะเล และยับยั้งการพัฒนาแพลงก์ตอนพืช ของเสียที่มีสารปรอทมักจะสะสมอยู่ในตะกอนด้านล่างของอ่าวหรือปากแม่น้ำ การอพยพครั้งต่อไปจะมาพร้อมกับการสะสมของเมทิลปรอทและการรวมอยู่ในห่วงโซ่อาหารของสิ่งมีชีวิตในน้ำ

ดังนั้นสิ่งที่เรียกว่าโรคมินามาตะ ซึ่งค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นในคนที่กินปลาที่จับได้ในอ่าวมินามาตะ ซึ่งน้ำเสียทางอุตสาหกรรมที่มีสารปรอทเทคโนโลยีไม่สามารถควบคุมได้ จึงกลายเป็นเรื่องฉาวโฉ่

ในบรรดาสารที่ละลายน้ำได้ซึ่งถูกนำลงสู่มหาสมุทรจากพื้นดินไม่เพียง แต่แร่ธาตุและองค์ประกอบทางชีวภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารอินทรีย์ตกค้างที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อผู้อยู่อาศัยในสิ่งแวดล้อมทางน้ำ การกำจัดอินทรียวัตถุลงสู่มหาสมุทรอยู่ที่ประมาณ 300 - 380 ล้านตันต่อปี

น้ำเสียที่มีสารแขวนลอยจากแหล่งกำเนิดอินทรีย์หรืออินทรียวัตถุที่ละลายน้ำมีผลเสียต่อสภาพของแหล่งน้ำ ในขณะที่พวกมันตกตะกอน สารแขวนลอยจะท่วมก้นบ่อและชะลอการพัฒนาหรือหยุดกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์เหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทำให้น้ำบริสุทธิ์ในตัวเองโดยสิ้นเชิง เมื่อตะกอนเหล่านี้เน่าเปื่อย สารประกอบที่เป็นอันตรายและสารพิษต่างๆ เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งนำไปสู่การปนเปื้อนของน้ำทั้งหมดในแม่น้ำ การมีอยู่ของสารแขวนลอยยังทำให้แสงทะลุผ่านลึกลงไปในน้ำได้ยาก ซึ่งจะทำให้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงช้าลง

ข้อกำหนดด้านสุขอนามัยหลักประการหนึ่งสำหรับคุณภาพน้ำคือปริมาณออกซิเจนที่ต้องการ สารปนเปื้อนทั้งหมดที่ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลงไม่ทางใดก็ทางหนึ่งมีผลเสีย สารลดแรงตึงผิว ได้แก่ ไขมัน น้ำมัน น้ำมันหล่อลื่น ก่อตัวเป็นแผ่นฟิล์มบนพื้นผิวของน้ำที่ป้องกันการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างน้ำกับบรรยากาศ ซึ่งจะช่วยลดระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนในน้ำ

สารอินทรีย์ปริมาณที่มีนัยสำคัญซึ่งส่วนใหญ่ไม่ใช่ลักษณะของน้ำธรรมชาติ จะถูกปล่อยลงสู่แม่น้ำพร้อมกับน้ำเสียจากอุตสาหกรรมและในครัวเรือน มลพิษในแหล่งน้ำและท่อระบายน้ำที่เพิ่มขึ้นนั้นพบได้ในทุกประเทศอุตสาหกรรม

เนื่องจากการขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็วและการก่อสร้างสถานบำบัดน้ำเสียที่ค่อนข้างช้าหรือการดำเนินงานที่ไม่น่าพอใจ อ่างน้ำและดินจึงถูกปนเปื้อนจากขยะในครัวเรือน มลภาวะจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในแหล่งน้ำที่ไหลช้าหรือไม่ไหล (อ่างเก็บน้ำ ทะเลสาบ) โดยการย่อยสลายในสภาพแวดล้อมทางน้ำ ขยะอินทรีย์สามารถกลายเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดโรคได้ น้ำที่ปนเปื้อนขยะอินทรีย์ไม่เหมาะสมสำหรับการดื่มและความต้องการอื่นๆ ขยะในครัวเรือนเป็นอันตรายไม่เพียงเพราะเป็นสาเหตุของโรคบางชนิดในมนุษย์ (ไข้ไทฟอยด์ โรคบิด อหิวาตกโรค) แต่ยังเพราะต้องใช้ออกซิเจนจำนวนมากในการย่อยสลายอีกด้วย หากน้ำเสียจากครัวเรือนเข้าสู่แหล่งน้ำในปริมาณมาก ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำอาจลดลงต่ำกว่าระดับที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในทะเลและสิ่งมีชีวิตในน้ำจืด

น้ำมันเป็นของเหลวที่มีความหนืด มีสีน้ำตาลเข้มและมีฟลูออเรสเซนต์อ่อน น้ำมันประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกและไฮโดรอะโรมาติกอิ่มตัวเป็นหลัก ส่วนประกอบหลักของน้ำมัน - ไฮโดรคาร์บอน (มากถึง 98%) - แบ่งออกเป็น 4 คลาส;

ก) พาราฟิน (อัลคีน) - (มากถึง 90% ขององค์ประกอบทั้งหมด) - สารเสถียรซึ่งโมเลกุลแสดงออกมาโดยอะตอมคาร์บอนที่เป็นสายตรงและกิ่งก้าน พาราฟินชนิดเบามีความผันผวนและละลายน้ำได้สูงสุด

b) ไซโคลพาราฟิน - (30 - 60% ขององค์ประกอบทั้งหมด) สารประกอบไซคลิกอิ่มตัวที่มีอะตอมคาร์บอน 5-6 อะตอมในวงแหวน นอกจากไซโคลเพนเทนและไซโคลเฮกเซนแล้ว สารประกอบไบไซคลิกและโพลีไซคลิกของกลุ่มนี้ยังพบในน้ำมันอีกด้วย สารประกอบเหล่านี้มีความเสถียรมากและย่อยสลายทางชีวภาพได้ไม่ดี

c) อะโรเมติกไฮโดรคาร์บอน - (20 - 40% ขององค์ประกอบทั้งหมด) - สารประกอบไซคลิกไม่อิ่มตัวของซีรีย์เบนซีนซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนน้อยกว่า 6 อะตอมในวงแหวนมากกว่าไซโคลพาราฟิน น้ำมันประกอบด้วยสารประกอบระเหยที่มีโมเลกุลอยู่ในรูปวงแหวนเดี่ยว (เบนซีน โทลูอีน ไซลีน) จากนั้นเป็นไบไซคลิก (แนฟทาลีน) เซมิไซคลิก (ไพรีน)

d) โอเลฟินส์ (อัลคีน) - (มากถึง 10% ขององค์ประกอบทั้งหมด) - สารประกอบที่ไม่ใช่ไซคลิกไม่อิ่มตัวที่มีอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งหรือสองอะตอมในแต่ละอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลที่มีสายตรงหรือสายโซ่กิ่ง

น้ำมันและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเป็นมลพิษที่พบบ่อยที่สุดในมหาสมุทรโลก ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 มีน้ำมันประมาณ 6 ล้านตันเข้าสู่มหาสมุทรทุกปี ซึ่งคิดเป็น 0.23% ของการผลิตทั่วโลก การสูญเสียน้ำมันที่ใหญ่ที่สุดนั้นเกี่ยวข้องกับการขนส่งจากพื้นที่การผลิต สถานการณ์ฉุกเฉินที่เกี่ยวข้องกับเรือบรรทุกน้ำมันที่ระบายน้ำล้างและอับเฉาลงน้ำ - ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดมลภาวะถาวรตามเส้นทางเดินทะเล ในช่วงปี พ.ศ. 2505-2522 อันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุทำให้มีน้ำมันประมาณ 2 ล้านตันเข้าสู่สภาพแวดล้อมทางทะเล ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา นับตั้งแต่ปี 1964 มีการขุดเจาะบ่อประมาณ 2,000 บ่อในมหาสมุทรโลก โดยในจำนวนนี้ 1,000 และ 350 บ่ออุตสาหกรรมได้รับการติดตั้งในทะเลเหนือเพียงแห่งเดียว เนื่องจากการรั่วไหลเล็กน้อย ทำให้สูญเสียน้ำมัน 0.1 ล้านตันต่อปี

น้ำมันจำนวนมากไหลลงสู่ทะเลผ่านทางแม่น้ำที่มีท่อระบายน้ำภายในประเทศและพายุ ปริมาณมลพิษจากแหล่งนี้อยู่ที่ 2.0 ล้านตันต่อปี ทุกๆ ปี น้ำมัน 0.5 ล้านตันจะเข้าสู่ขยะอุตสาหกรรม เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมทางทะเล น้ำมันจะแพร่กระจายเป็นครั้งแรกในรูปของฟิล์ม ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นที่มีความหนาต่างกันออกไป

ฟิล์มน้ำมันจะเปลี่ยนองค์ประกอบของสเปกตรัมและความเข้มของแสงที่ทะลุผ่านลงไปในน้ำ การส่งผ่านแสงของฟิล์มบางของน้ำมันดิบคือ 1-10% (280 นาโนเมตร), 60-70% (400 นาโนเมตร) ฟิล์มที่มีความหนา 30-40 ไมครอน ดูดซับรังสีอินฟราเรดได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อผสมกับน้ำ น้ำมันจะเกิดเป็นอิมัลชันสองประเภท: "ส่งน้ำมันในน้ำ" และ "น้ำในน้ำมัน" กลับกัน อิมัลชันโดยตรงที่ประกอบด้วยหยดน้ำมันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 0.5 ไมครอน มีความเสถียรน้อยกว่าและเป็นลักษณะของน้ำมันที่มีสารลดแรงตึงผิว เมื่อเศษส่วนระเหยถูกกำจัดออก น้ำมันจะก่อตัวเป็นอิมัลชันผกผันที่มีความหนืดซึ่งสามารถคงอยู่บนพื้นผิว ถูกกระแสน้ำพัดพา ถูกพัดพาขึ้นฝั่ง และตกลงสู่ด้านล่าง

สารกำจัดศัตรูพืชประกอบด้วยกลุ่มของสารที่สร้างขึ้นเทียมซึ่งใช้ในการควบคุมศัตรูพืชและโรคพืช สารกำจัดศัตรูพืชแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ดังต่อไปนี้: ยาฆ่าแมลง - เพื่อต่อสู้กับแมลงที่เป็นอันตราย ยาฆ่าเชื้อรา และยาฆ่าเชื้อแบคทีเรีย - เพื่อต่อสู้กับโรคพืชที่เกิดจากแบคทีเรีย สารกำจัดวัชพืช - กับวัชพืช เป็นที่ยอมรับกันว่าสารกำจัดศัตรูพืชแม้จะทำลายศัตรูพืช แต่ก็เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่เป็นประโยชน์มากมายและบ่อนทำลายสุขภาพของไบโอซีโนส ในการเกษตร มีปัญหามานานแล้วในการเปลี่ยนจากวิธีการควบคุมศัตรูพืชด้วยสารเคมี (ก่อให้เกิดมลพิษ) มาเป็นทางชีวภาพ (เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม) ปัจจุบันมีการจัดหายาฆ่าแมลงมากกว่า 5 ล้านตันสู่ตลาดโลก สารเหล่านี้ประมาณ 1.5 ล้านตันได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศทั้งบนบกและทางทะเลผ่านเถ้าและน้ำแล้ว การผลิตสารกำจัดศัตรูพืชทางอุตสาหกรรมนั้นมาพร้อมกับการเกิดขึ้นของผลพลอยได้จำนวนมากที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อน้ำเสีย ตัวแทนของยาฆ่าแมลง ยาฆ่าเชื้อรา และยากำจัดวัชพืชมักพบในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

ยาฆ่าแมลงสังเคราะห์แบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก: ออร์กาโนคลอรีน ออร์กาโนฟอสฟอรัส และคาร์บอเนต ยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีนผลิตโดยการคลอรีนของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกและของเหลว ซึ่งรวมถึงดีดีทีและอนุพันธ์ของมันซึ่งมีโมเลกุลที่ความเสถียรของกลุ่มอะลิฟาติกและอะโรมาติกในการปรากฏร่วมกันเพิ่มขึ้นและอนุพันธ์คลอรีนทุกชนิดของคลอโรเดียน (Eldrin) สารเหล่านี้มีอายุครึ่งชีวิตได้นานหลายทศวรรษและมีความทนทานต่อการย่อยสลายทางชีวภาพได้ดีมาก ในสภาพแวดล้อมทางน้ำมักพบโพลีคลอริเนตไบฟีนิลซึ่งเป็นอนุพันธ์ของดีดีทีที่ไม่มีส่วนอะลิฟาติกซึ่งมีจำนวนคล้ายคลึงกันและไอโซเมอร์ 210 รายการ ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา มีการใช้โพลิคลอรีนไบฟีนิลมากกว่า 1.2 ล้านตันในการผลิตพลาสติก สีย้อม หม้อแปลงไฟฟ้า และตัวเก็บประจุ โพลีคลอริเนต ไบฟีนิล (PCB) เข้าสู่สิ่งแวดล้อมอันเป็นผลมาจากการปล่อยน้ำเสียทางอุตสาหกรรมและการเผาไหม้ และขยะมูลฝอยในหลุมฝังกลบ แหล่งหลังส่ง PBC สู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นจุดที่มีฝนตกในทุกภูมิภาคของโลก ดังนั้น ในตัวอย่างหิมะที่เก็บในทวีปแอนตาร์กติกา ปริมาณ PBC เท่ากับ 0.03 - 1.2 กก./ลิตร

สารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ (สารลดแรงตึงผิว) อยู่ในกลุ่มสารขนาดใหญ่ที่ลดแรงตึงผิวของน้ำ เป็นส่วนหนึ่งของผงซักฟอกสังเคราะห์ (SDCs) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรม สารลดแรงตึงผิวจะเข้าสู่น่านน้ำทวีปและสิ่งแวดล้อมทางทะเลร่วมกับน้ำเสีย SMS ประกอบด้วยโซเดียมโพลีฟอสเฟตที่ใช้ละลายผงซักฟอก รวมถึงส่วนผสมเพิ่มเติมอีกจำนวนหนึ่งที่เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ: น้ำหอม, สารฟอกขาว (เพอร์ซัลเฟต, เปอร์บอเรต), โซดาแอช, คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, โซเดียมซิลิเกต

ขึ้นอยู่กับธรรมชาติและโครงสร้างของส่วนที่ชอบน้ำของโมเลกุล สารลดแรงตึงผิวจะถูกแบ่งออกเป็นประจุลบ, ประจุบวก, แอมโฟเทอริกและไม่มีประจุ อย่างหลังไม่ก่อให้เกิดไอออนในน้ำ สารลดแรงตึงผิวที่พบมากที่สุดคือสารประจุลบ คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 50% ของสารลดแรงตึงผิวทั้งหมดที่ผลิตในโลก การมีอยู่ของสารลดแรงตึงผิวในน้ำเสียทางอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับการใช้ในกระบวนการต่างๆ เช่น ความเข้มข้นของการลอยตัวของแร่ การแยกผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีเคมี การผลิตโพลีเมอร์ การปรับปรุงสภาวะในการขุดเจาะน้ำมันและบ่อก๊าซ และการต่อสู้กับการกัดกร่อนของอุปกรณ์ ในการเกษตร สารลดแรงตึงผิวถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของยาฆ่าแมลง

สารก่อมะเร็งเป็นสารประกอบทางเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีฤทธิ์ในการเปลี่ยนแปลงและความสามารถในการก่อให้เกิดสารก่อมะเร็ง สารก่อมะเร็ง (การหยุดชะงักของกระบวนการพัฒนาของตัวอ่อน) หรือการเปลี่ยนแปลงทางการกลายพันธุ์ในสิ่งมีชีวิต ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการสัมผัส สิ่งเหล่านี้สามารถนำไปสู่การยับยั้งการเจริญเติบโต การเร่งความชรา การหยุดชะงักของการพัฒนาส่วนบุคคล และการเปลี่ยนแปลงในกลุ่มยีนของสิ่งมีชีวิต

สารที่มีคุณสมบัติเป็นสารก่อมะเร็ง ได้แก่ คลอรีนอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน ไวนิลคลอไรด์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ปริมาณ PAH สูงสุดในตะกอนสมัยใหม่ของมหาสมุทรโลก (มากกว่า 100 ไมโครกรัม/กิโลเมตรของมวลวัตถุแห้ง) พบได้ในเขตที่มีการแปรสัณฐานแปรสัณฐานซึ่งได้รับผลกระทบจากความร้อนลึก แหล่งที่มาหลักของมนุษย์ในสิ่งแวดล้อมของ PAHs คือไพโรไลซิสของสารอินทรีย์ในระหว่างการเผาไหม้ของวัสดุไม้และเชื้อเพลิงต่างๆ

โลหะหนัก (ปรอท ตะกั่ว แคดเมียม สังกะสี ทองแดง สารหนู) เป็นสารมลพิษที่พบบ่อยและเป็นพิษสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการทางอุตสาหกรรมต่างๆ ดังนั้นแม้จะมีมาตรการบำบัด แต่เนื้อหาของสารประกอบโลหะหนักในน้ำเสียอุตสาหกรรมก็ค่อนข้างสูง สารประกอบเหล่านี้จำนวนมากเข้าสู่มหาสมุทรผ่านชั้นบรรยากาศ สำหรับไบโอซีนในทะเล สิ่งที่อันตรายที่สุดคือปรอท ตะกั่ว และแคดเมียม

ดาวพุธถูกส่งไปยังมหาสมุทรโดยการไหลบ่าของทวีปและผ่านชั้นบรรยากาศ การผุกร่อนของหินตะกอนและหินอัคนีจะปล่อยสารปรอท 3.5 พันตันต่อปี ฝุ่นในบรรยากาศประกอบด้วยสารปรอทประมาณ 12,000 ตัน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่มีต้นกำเนิดจากมนุษย์ ประมาณครึ่งหนึ่งของการผลิตทางอุตสาหกรรมต่อปีของโลหะนี้ (910,000 ตันต่อปี) จบลงที่มหาสมุทรในรูปแบบต่างๆ

ในพื้นที่มลพิษจากน้ำอุตสาหกรรม ความเข้มข้นของปรอทในสารละลายและสารแขวนลอยจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน แบคทีเรียบางชนิดจะเปลี่ยนคลอไรด์ให้เป็นเมทิลเมอร์คิวรีที่มีพิษสูง การปนเปื้อนในอาหารทะเลทำให้เกิดพิษจากสารปรอทในประชากรชายฝั่งหลายครั้ง ภายในปี 1977 มีผู้เสียชีวิตจากโรคมินามาตะ 2,800 ราย ซึ่งเกิดจากของเสียจากโรงงานผลิตไวนิลคลอไรด์และอะซีตัลดีไฮด์ที่ใช้ปรอทคลอไรด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา น้ำเสียจากโรงงานที่ได้รับการบำบัดไม่เพียงพอไหลลงสู่อ่าวมินามาตะ

ตะกั่วเป็นธาตุทั่วไปที่พบในทุกองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อม เช่น หิน ดิน น้ำธรรมชาติ บรรยากาศ สิ่งมีชีวิต ในที่สุด สารตะกั่วจะกระจายออกสู่สิ่งแวดล้อมในระหว่างกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ สิ่งเหล่านี้คือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมและในครัวเรือน จากควันและฝุ่นจากสถานประกอบการอุตสาหกรรม และจากก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน การอพยพของสารตะกั่วจากทวีปสู่มหาสมุทรไม่เพียงเกิดขึ้นจากการไหลบ่าของแม่น้ำเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นผ่านชั้นบรรยากาศด้วย ด้วยฝุ่นจากทวีป มหาสมุทรจึงได้รับสารตะกั่ว 20-30·10 3 ตันต่อปี

หลายประเทศที่สามารถเข้าถึงทะเลได้ดำเนินการกำจัดวัสดุและสารต่างๆ ทางทะเล โดยเฉพาะการขุดลอกดิน ตะกรันเจาะ ขยะอุตสาหกรรม ขยะจากการก่อสร้าง ขยะมูลฝอย วัตถุระเบิดและสารเคมี และขยะกัมมันตภาพรังสี

ปริมาณการฝังศพคิดเป็นประมาณ 10% ของมวลสารมลพิษทั้งหมดที่เข้าสู่มหาสมุทรโลก พื้นฐานสำหรับการกระทำประเภทนี้ (การทิ้ง) ในทะเลคือความสามารถของสภาพแวดล้อมทางทะเลในการประมวลผลสารอินทรีย์และอนินทรีย์ในปริมาณมากโดยไม่สร้างความเสียหายให้กับน้ำมากนัก อย่างไรก็ตาม ความสามารถแห่งท้องทะเลนี้ไม่ได้จำกัด ดังนั้น การทิ้งขยะจึงถูกมองว่าเป็นมาตรการบังคับ ซึ่งเป็นการยกย่องสังคมชั่วคราวถึงความไม่สมบูรณ์ของเทคโนโลยี

ตะกรันอุตสาหกรรมประกอบด้วยสารอินทรีย์และสารประกอบโลหะหนักหลายชนิด ขยะในครัวเรือนโดยเฉลี่ยประกอบด้วย (ตามน้ำหนักของแห้ง) อินทรียวัตถุ 32-40%, ไนโตรเจน 0.56%, ฟอสฟอรัส 0.44%, สังกะสี 0.155%, ตะกั่ว 0.085%, ปรอท 0.001%, แคดเมียม 0.001%

ในระหว่างการปล่อยออก เมื่อวัสดุไหลผ่านแนวน้ำ ส่วนหนึ่งของมลพิษจะเข้าสู่สารละลาย ทำให้คุณภาพของน้ำเปลี่ยนไป ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งถูกดูดซับด้วยอนุภาคแขวนลอยและตกตะกอนลงสู่ตะกอนด้านล่าง ในขณะเดียวกันความขุ่นของน้ำก็เพิ่มขึ้น

การปรากฏตัวของสารอินทรีย์มักจะนำไปสู่การใช้ออกซิเจนในน้ำอย่างรวดเร็วและมักจะทำให้ออกซิเจนหายไปอย่างสมบูรณ์ การละลายของสารแขวนลอย การสะสมของโลหะในรูปแบบที่ละลาย และการปรากฏตัวของไฮโดรเจนซัลไฟด์ การปรากฏตัวของสารอินทรีย์จำนวนมากทำให้เกิดสภาพแวดล้อมการลดเสถียรภาพในดินซึ่งมีน้ำตะกอนชนิดพิเศษปรากฏขึ้นซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย และไอออนของโลหะ สิ่งมีชีวิตหน้าดินและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ต้องเผชิญกับผลกระทบของวัสดุที่ปล่อยออกมาในระดับที่แตกต่างกัน ในกรณีของการก่อตัวของฟิล์มพื้นผิวที่ประกอบด้วยปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนและสารลดแรงตึงผิว

มลพิษที่เข้าสู่สารละลายสามารถสะสมในเนื้อเยื่อและอวัยวะของไฮโดรไบโอออนต์ และมีผลกระทบที่เป็นพิษต่อสิ่งเหล่านี้ การปล่อยวัสดุทิ้งลงด้านล่างและความขุ่นที่เพิ่มขึ้นของน้ำด้านล่างเป็นเวลานานทำให้สัตว์หน้าดินที่อยู่ประจำการตายจากการหายใจไม่ออก ในปลา หอย และสัตว์จำพวกครัสเตเซียที่ยังมีชีวิตรอด อัตราการเติบโตของพวกมันจะลดลงเนื่องจากการให้อาหารและการหายใจที่แย่ลง องค์ประกอบสายพันธุ์ของชุมชนที่กำหนดมักจะเปลี่ยนแปลง

เมื่อจัดระบบควบคุมการปล่อยของเสียลงทะเล การระบุพื้นที่ทิ้งและการกำหนดพลวัตของมลพิษของน้ำทะเลและตะกอนด้านล่างมีความสำคัญอย่างยิ่ง

มลภาวะทางความร้อนของพื้นผิวอ่างเก็บน้ำและพื้นที่ทะเลชายฝั่งเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการปล่อยน้ำเสียที่ได้รับความร้อนจากโรงไฟฟ้าและการผลิตทางอุตสาหกรรมบางส่วน การปล่อยน้ำอุ่นในหลายกรณีทำให้อุณหภูมิของน้ำในอ่างเก็บน้ำเพิ่มขึ้น 6-8 องศาเซลเซียส พื้นที่จุดน้ำอุ่นในพื้นที่ชายฝั่งทะเลสามารถเข้าถึงได้ 30 ตารางเมตร ม. กม. การแบ่งชั้นอุณหภูมิที่เสถียรยิ่งขึ้นช่วยป้องกันการแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างพื้นผิวและชั้นล่าง ความสามารถในการละลายของออกซิเจนลดลงและการบริโภคเพิ่มขึ้นเนื่องจากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นกิจกรรมของแบคทีเรียแอโรบิกที่สลายสารอินทรีย์จะเพิ่มขึ้น ความหลากหลายของสายพันธุ์ของแพลงก์ตอนพืชและพืชสาหร่ายทั้งหมดเพิ่มมากขึ้น

ดินปกคลุมโลกเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของชีวมณฑลของโลก มันเป็นเปลือกดินที่กำหนดกระบวนการหลายอย่างที่เกิดขึ้นในชีวมณฑล

สิ่งสำคัญที่สุดของดินคือการสะสมของอินทรียวัตถุ องค์ประกอบทางเคมีต่างๆ และพลังงาน ดินปกคลุมทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับทางชีวภาพ สารทำลาย และทำให้เป็นกลางของมลพิษต่างๆ หากการเชื่อมโยงของชีวมณฑลนี้ถูกทำลาย การทำงานที่มีอยู่ของชีวมณฑลก็จะหยุดชะงักอย่างถาวร ด้วยเหตุนี้ การศึกษาความสำคัญทางชีวเคมีระดับโลกของดินปกคลุม สถานะปัจจุบัน และการเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของกิจกรรมของมนุษย์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง . ผลกระทบทางมานุษยวิทยาประเภทหนึ่งคือมลพิษจากยาฆ่าแมลง

การค้นพบสารกำจัดศัตรูพืชซึ่งเป็นวิธีการทางเคมีในการปกป้องพืชและสัตว์จากศัตรูพืชและโรคต่างๆ เป็นหนึ่งในความสำเร็จที่สำคัญที่สุดของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ปัจจุบันมีการใช้สารเคมี 300 กิโลกรัมต่อ 1 เฮกตาร์ในโลก อย่างไรก็ตาม ผลจากการใช้ยาฆ่าแมลงในการเกษตรและการแพทย์ในระยะยาว (การควบคุมพาหะนำโรค) ประสิทธิผลของสารเหล่านี้จึงลดลงเกือบเป็นสากล เนื่องจากการพัฒนาพันธุ์ต้านทานของศัตรูพืชและการแพร่กระจายของศัตรูพืช "ใหม่" ซึ่งเป็นศัตรูธรรมชาติ และคู่แข่งที่ถูกทำลายด้วยยาฆ่าแมลง

ในเวลาเดียวกัน ผลกระทบของยาฆ่าแมลงเริ่มปรากฏให้เห็นในระดับโลก แมลงจำนวนมากเพียง 0.3% หรือ 5,000 ชนิดเท่านั้นที่เป็นอันตราย พบการดื้อยาฆ่าแมลงใน 250 ชนิด สิ่งนี้รุนแรงขึ้นจากปรากฏการณ์ของการต้านทานข้ามซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าความต้านทานที่เพิ่มขึ้นต่อการออกฤทธิ์ของยาตัวหนึ่งนั้นมาพร้อมกับการต้านทานต่อสารประกอบประเภทอื่น จากมุมมองทางชีววิทยาทั่วไป การต้านทานถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของประชากรอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนจากสายพันธุ์ที่ไวต่อความรู้สึกไปเป็นสายพันธุ์ที่ต้านทานต่อสายพันธุ์เดียวกันอันเนื่องมาจากการคัดเลือกที่เกิดจากสารกำจัดศัตรูพืช ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม สรีรวิทยา และชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต

การใช้ยาฆ่าแมลงมากเกินไป (สารกำจัดวัชพืช ยาฆ่าแมลง สารกำจัดวัชพืช) ส่งผลเสียต่อคุณภาพดิน ในเรื่องนี้ ชะตากรรมของสารกำจัดศัตรูพืชในดินและความเป็นไปได้และความสามารถในการทำให้เป็นกลางโดยวิธีทางเคมีและชีวภาพกำลังได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้น สิ่งสำคัญมากคือต้องสร้างและใช้เฉพาะยาที่มีอายุขัยสั้น โดยวัดเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน ประสบความสำเร็จบางประการในเรื่องนี้แล้วและมีการแนะนำยาที่มีอัตราการทำลายล้างสูง แต่ปัญหาโดยรวมยังไม่ได้รับการแก้ไข

การสะสมของชั้นบรรยากาศที่เป็นกรดบนพื้นดิน ปัญหาระดับโลกที่เร่งด่วนที่สุดปัญหาหนึ่งในยุคของเราและอนาคตอันใกล้คือปัญหาการเพิ่มความเป็นกรดของการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศและการปกคลุมของดิน พื้นที่ที่เป็นดินที่เป็นกรดไม่ประสบกับความแห้งแล้ง แต่ความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติของดินนั้นต่ำและไม่เสถียร ดินจะหมดลงอย่างรวดเร็วและให้ผลผลิตต่ำ ฝนกรดไม่เพียงแต่ทำให้เกิดความเป็นกรดของน้ำผิวดินและขอบฟ้าดินตอนบนเท่านั้น ความเป็นกรดเมื่อน้ำไหลลงจะกระจายไปทั่วหน้าดินและทำให้เกิดความเป็นกรดของน้ำใต้ดินอย่างมีนัยสำคัญ ฝนกรดเกิดขึ้นจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ ควบคู่ไปกับการปล่อยออกไซด์ของซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และคาร์บอนจำนวนมหาศาล

ออกไซด์เหล่านี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศถูกขนส่งในระยะทางไกลทำปฏิกิริยากับน้ำและถูกแปลงเป็นสารละลายของส่วนผสมของกรดซัลฟูริก, ซัลฟูริก, ไนตรัส, ไนตริกและคาร์บอนิกซึ่งตกลงในรูปของ "ฝนกรด" บนบกซึ่งมีปฏิกิริยา กับพืช ดิน และน้ำ แหล่งที่มาหลักในชั้นบรรยากาศคือการเผาไหม้ของหินน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และชีวิตประจำวัน กิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ปล่อยออกไซด์ของซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และคาร์บอนมอนอกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศเกือบสองเท่า

โดยธรรมชาติสิ่งนี้ส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของความเป็นกรดของการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศ น้ำผิวดิน และน้ำใต้ดิน เพื่อแก้ปัญหานี้ จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณการตรวจวัดสารประกอบมลพิษทางอากาศอย่างเป็นระบบในพื้นที่ขนาดใหญ่

บทสรุป

การอนุรักษ์ธรรมชาติเป็นภารกิจแห่งศตวรรษของเรา ซึ่งเป็นปัญหาที่กลายเป็นปัญหาทางสังคม ครั้งแล้วครั้งเล่าที่เราได้ยินเกี่ยวกับอันตรายที่คุกคามสิ่งแวดล้อม แต่พวกเราหลายคนยังคงถือว่าสิ่งเหล่านี้เป็นผลผลิตจากอารยธรรมที่ไม่พึงประสงค์ แต่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และเชื่อว่าเราจะยังมีเวลารับมือกับความยากลำบากทั้งหมดที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของมนุษย์ต่อสิ่งแวดล้อมมีสัดส่วนที่น่าตกใจ เพื่อปรับปรุงสถานการณ์โดยพื้นฐาน จำเป็นต้องมีการดำเนินการที่ตรงเป้าหมายและรอบคอบ นโยบายที่มีความรับผิดชอบและมีประสิทธิภาพต่อสิ่งแวดล้อมจะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อเรารวบรวมข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของสิ่งแวดล้อม ความรู้ที่สมเหตุสมผลเกี่ยวกับการโต้ตอบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ หากเราพัฒนาวิธีการใหม่ในการลดและป้องกันอันตรายที่เกิดจากธรรมชาติโดยมนุษย์ .

วรรณกรรม:

ฉัน. หลัก

** Gorshkov S.P. กระบวนการเอ็กโซไดนามิกของดินแดนที่พัฒนาแล้ว ม., 1982.

** คาร์เพนคอฟ เอส.ค. แนวความคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ ม., 2000

** Nikitin D.P. , Novikov Yu.V. สิ่งแวดล้อมและผู้คน ม., 1986.

** Odum Yu พื้นฐานนิเวศวิทยา ม., 1975.

** Radzevich N.N., Pashkang K.V. การปกป้องและการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติ ม., 1986.

ครั้งที่สอง. เพิ่มเติม

* แนวคิดวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ / เอ็ด เอสไอ ซามิจิน่า. รอสตอฟ ไม่มีข้อมูล, 2544.

** บทคัดย่อที่ดีที่สุด แนวความคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ รอสตอฟ ไม่มีข้อมูล, 2545.

* Naydysh V.M. แนวความคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ ม., 2545.

** สโกปิน เอ.ยู. แนวความคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ ม., 2546.

* โซโลมาติน วี.เอ. ประวัติและแนวความคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ ม., 2545.

ภาพวาด ความสงบ (2)บทคัดย่อ >> ชีววิทยา

... สารนักเคมีก็ไม่สนใจ อย่างไรก็ตามสถานการณ์เปลี่ยนไปเมื่อ แนวคิด ... การเปลี่ยนแปลงสามัญ... ความสามัคคีการอุปนัยและการนิรนัย วิธีคณิตศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ จิตรกรรม ความสงบ ... ภาพวาด ความสงบแทนที่ โครงสร้าง...เทคโนโลยีเจ็ท เคมีและไฟฟ้า...

โครงสร้างระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต

บทคัดย่อ >> ชีววิทยา

... สารกรดอะมิโน-อวัยวะ การเชื่อมต่อหลัก โครงสร้าง ... ความสามัคคีกระบวนการทางกายภาพประเภทต่าง ๆ ร่วมกัน การเปลี่ยนแปลง. ศึกษากระบวนการ การเปลี่ยนแปลง...ทางวิทยาศาสตร์ ภาพวาด ความสงบ, โซลูชั่น... และ เคมีกฎหมาย อันดับแรก แนวคิดเป็นคนเคร่งศาสนา...

วิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ จิตรกรรม ความสงบ (2)

แบบทดสอบ >> ปรัชญา

... ความสามัคคีวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและวัฒนธรรมมนุษยธรรม 5 แม่เหล็กไฟฟ้า จิตรกรรม ความสงบ 6 โครงสร้าง ... การเปลี่ยนแปลงสาขาใน สารและ สาร ... เคมีองค์ประกอบ. สารอนินทรีย์คือ เคมีการเชื่อมต่อที่เกิดจากทุกคน เคมี ... แนวคิด ...

บรรยายครั้งที่ 10.ระบบเคมี.

1. ปัญหาหลักของวิชาเคมี ระบบแนวคิดทางเคมี

2. หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสสาร การแก้ปัญหาธาตุเคมีและสารประกอบเคมี ตารางธาตุ

3. เคมีโครงสร้าง

4. เคมีจลนศาสตร์

5. เคมีเชิงวิวัฒนาการ

ปัญหาหลักของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ ระบบแนวคิดทางเคมี D.I. Mendeleev เรียกเคมีว่า "ศาสตร์แห่งองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบของมัน" ในหนังสือเรียนบางเล่มเคมีถูกกำหนดให้เป็น "วิทยาศาสตร์ของสารและการเปลี่ยนแปลงของพวกมัน" ในเล่มอื่น ๆ - เป็น "วิทยาศาสตร์ที่ศึกษากระบวนการของการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพของสาร" เป็นต้น คำจำกัดความทั้งหมดนี้ดีในแบบของตัวเอง แต่ไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่า เคมีไม่ได้เป็นเพียงการรวมความรู้เกี่ยวกับสสารเท่านั้น แต่ยังเป็นระบบความรู้ที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและเป็นระเบียบอีกด้วยซึ่งมีวัตถุประสงค์ทางสังคมที่แน่นอนและมีตำแหน่งเหนือกว่าวิทยาศาสตร์อื่นๆ

ประวัติความเป็นมาทั้งหมดของการพัฒนาเคมีเป็นกระบวนการทางธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงวิธีการในการแก้ปัญหาหลัก ความรู้ทางเคมีทั้งหมดที่ได้รับมาเป็นเวลาหลายศตวรรษนั้นด้อยกว่าความรู้ด้านเดียว ภารกิจหลักของวิชาเคมี - งานให้ได้สารที่มีคุณสมบัติที่จำเป็น.

ดังนั้น, ปัญหาพื้นฐานของเคมีสองเท่า- นี้:

1. การได้มาซึ่งสารที่มีคุณสมบัติที่กำหนดถือเป็นงานด้านการผลิต

2. การระบุวิธีการควบคุมคุณสมบัติของสารเป็นภารกิจของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

เมื่อวิทยาศาสตร์พัฒนาขึ้น แนวคิดเกี่ยวกับการจัดระเบียบของสสาร องค์ประกอบของสาร และโครงสร้างของโมเลกุลก็เปลี่ยนไป ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีก็ได้รับมา ซึ่งแน่นอนว่าได้เปลี่ยนแปลงทั้งวิธีการสังเคราะห์สารประกอบใหม่และวิธีการอย่างรุนแรง ของการศึกษาคุณสมบัติของตน มีเพียงเท่านั้น สี่วิธีในการแก้ปัญหานี้ ซึ่งสัมพันธ์กันประการแรกด้วยการมีอยู่ของปัจจัยทางธรรมชาติหลักสี่ประการเท่านั้นซึ่งคุณสมบัติของสารที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับ:

1. องค์ประกอบของสาร (ประถมศึกษา, โมเลกุล)

2. โครงสร้างของโมเลกุล

3. สภาวะทางอุณหพลศาสตร์และจลน์ของปฏิกิริยาเคมีในระหว่างที่ได้รับสารนี้

4. ระดับการจัดระเบียบของสสาร

การปรากฏตามลำดับของครั้งแรกครั้งแรกจากนั้นครั้งที่สองที่สามและในที่สุดวิธีที่สี่ในการแก้ปัญหาหลักของเคมีนำไปสู่การปรากฏตัวตามลำดับและการอยู่ร่วมกันของการพัฒนาความรู้ทางเคมีสี่ระดับหรือตามที่เป็นอยู่ตอนนี้ โดยทั่วไปเรียกว่าสี่ ระบบแนวคิด , ตั้งอยู่ในความสัมพันธ์แบบลำดับชั้นเช่น การอยู่ใต้บังคับบัญชา ในระบบเคมีทั้งหมด พวกมันเป็นระบบย่อย เช่นเดียวกับที่เคมีเองก็เป็นระบบย่อยของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั้งหมดโดยรวม การมีอยู่เพียงสี่วิธีในการแก้ปัญหาพื้นฐานของเคมีสะท้อนให้เห็นในการแบ่งระบบเคมีออกเป็นสี่ระบบย่อย

ดังนั้นในการพัฒนาเคมีจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่เป็นการเกิดขึ้นของระบบแนวคิดที่เป็นธรรมชาติอย่างเคร่งครัดและสอดคล้องกัน ยิ่งไปกว่านั้น แต่ละระบบที่เกิดขึ้นใหม่ไม่ได้ปฏิเสธระบบก่อนหน้านี้ แต่ในทางกลับกัน อาศัยระบบนั้นและรวมไว้ในรูปแบบที่เปลี่ยนแปลง

โดยสรุป เราสามารถให้คำจำกัดความต่อไปนี้: ระบบเคมี -ความสมบูรณ์ที่เป็นหนึ่งเดียวของความรู้ทางเคมีทั้งหมดที่ปรากฏและมีอยู่ไม่แยกจากกัน แต่ในการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิด เสริมซึ่งกันและกันและรวมเข้ากับระบบแนวคิดของความรู้ทางเคมีที่อยู่ในลำดับชั้นของความสัมพันธ์.

ในแต่ละขั้นตอนทางประวัติศาสตร์ทั้งสี่ขั้นตอนของการดึงความรู้ทางเคมีออกมา ปัญหาของตัวเองก็เกิดขึ้นซึ่งจำเป็นต้องมีการแก้ไข

ขั้นตอนแรกของการพัฒนาเคมี - ศตวรรษที่ 17: หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสสารปัญหาหลักที่นักวิทยาศาสตร์เผชิญในระยะแรก - ระยะนั้น ศึกษาองค์ประกอบของสสาร :

1. ปัญหาองค์ประกอบทางเคมี

2. ปัญหาสารประกอบเคมี

3. ปัญหาการสร้างวัสดุใหม่ที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่เพิ่งค้นพบ

วิธีแก้ไขปัญหาอย่างได้ผล ต้นทางคุณสมบัติของสสารปรากฏในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โรเบิร์ต บอยล์. งานวิจัยของเขาแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติและคุณสมบัติของวัตถุนั้นไม่ได้สมบูรณ์และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางวัตถุที่ใช้ประกอบวัตถุเหล่านี้

บอยล์มีส่วนช่วยแก้ปัญหาพื้นฐานของเคมีโดยการสร้างความสัมพันธ์:

องค์ประกอบของสาร ---------> คุณสมบัติของสาร

วิธีการนี้เป็นการวางรากฐานสำหรับหลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสารซึ่งก็คือ ระดับแรก ความรู้ทางเคมีทางวิทยาศาสตร์ . จนกระทั่งช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 การศึกษาองค์ประกอบของสารแสดงถึงเคมีทั้งหมดในยุคนั้น

การแก้ปัญหาองค์ประกอบทางเคมีรากฐานทางประวัติศาสตร์ของการแก้ปัญหานี้มีมาตั้งแต่สมัยโบราณ ในสมัยกรีกโบราณ ทฤษฎีอะตอมมิกแรกเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกเกิดขึ้น และตรงกันข้ามกับทฤษฎีอะตอมมิกส์เกี่ยวกับองค์ประกอบต่างๆ คุณสมบัติและองค์ประกอบ - คุณสมบัติต่อมาได้รับจากคำสอนเท็จของนักเล่นแร่แปรธาตุ

อาร์.บอยล์วางรากฐานสำหรับแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีว่าเป็นวัตถุที่ "เรียบง่าย" หรือเป็นขีดจำกัดของการสลายตัวทางเคมีของสาร นักเคมีพยายามที่จะได้ "สารธรรมดา" ใช้วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในขณะนั้น - การเผา "สารเชิงซ้อน" การเผาทำให้เกิดขนาดซึ่งถูกเข้าใจผิดว่าเป็นองค์ประกอบใหม่ ตัวอย่างเช่นโลหะ - เหล็กจึงถูกมองว่าเป็นวัตถุที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องและ "วัตถุไร้น้ำหนัก" ที่เป็นสากล - โฟลจิสตัน (phlogistos - กรีกสว่าง) ทฤษฎีโฟลจิสตัน (เท็จโดยเนื้อแท้) เป็นทฤษฎีเคมีทางวิทยาศาสตร์ทฤษฎีแรกและเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการวิจัยมากมาย

ในปี ค.ศ. 1680-1760 แม่นยำ วิธีการวิเคราะห์เชิงปริมาณ สารต่างๆ และในทางกลับกัน ก็มีส่วนช่วยในการค้นพบองค์ประกอบทางเคมีที่แท้จริง ในเวลานี้พวกเขาเปิดอยู่ ฟอสฟอรัส โคบอลต์ นิกเกิล ไฮโดรเจน ฟลูออรีน ไนโตรเจน คลอรีน และแมงกานีส .

ในปี พ.ศ. 2315-2319 เปิดพร้อมกันในสวีเดน อังกฤษ และฝรั่งเศส ออกซิเจน . ในฝรั่งเศส ผู้ค้นพบมันเป็นนักเคมีที่น่าทึ่ง อัล. ลาวัวซิเยร์(1743-1794) เขากำหนดบทบาทของออกซิเจนในการก่อตัวของกรดออกไซด์และน้ำหักล้างทฤษฎีโฟลจิสตันและสร้างทฤษฎีเคมีพื้นฐานใหม่ นอกจากนี้เขายังพยายามครั้งแรกในการจัดระบบองค์ประกอบทางเคมีซึ่งต่อมาได้รับการแก้ไขโดย D.I. Mendeleev

กฎหมายเป็นระยะและระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมี D.I. เมนเดเลเยฟ.นักเคมีชาวรัสเซีย D.I. Mendeleev ค้นพบสิ่งนี้ในปี 1869 ทำให้เกิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติเพราะว่า ไม่เพียงสร้างความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของแต่ละองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังสร้างความสัมพันธ์ร่วมกันระหว่างองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดด้วย กลุ่มและอนุกรมของระบบคาบได้กลายเป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้ในการระบุตระกูลขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง

เอ็น. บี! การประยุกต์ใช้กฎหมายเป็นระยะครั้งแรกในทางปฏิบัติคือการแก้ไขความจุและน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบบางอย่างซึ่งยอมรับค่าที่ไม่ถูกต้องในเวลานั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้ใช้กับอินเดียม ซีเรียม และธาตุหายากอื่นๆ เช่น ทอเรียม ยูเรเนียม

หลักการพื้นฐานที่เมนเดเลเยฟใช้สร้างโต๊ะของเขาคือการจัดวางองค์ประกอบต่างๆ ตามลำดับน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น จากความจุและคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ เมนเดเลเยฟได้จัดธาตุทั้งหมดออกเป็น 8 กลุ่ม ซึ่งแต่ละธาตุมีธาตุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน

สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีขององค์ประกอบเป็นระยะนั้นอยู่ที่ช่วงเวลาของโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม .

เอ็น. บี! ในตอนต้นของแต่ละคาบ เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะอยู่ที่ระดับย่อย s ของระดับพลังงานที่สอดคล้องกันในอะตอม จากนั้นในช่วงเวลาเล็กๆ ระดับย่อย s และ p จะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน และในช่วงเวลาขนาดใหญ่ ระดับย่อย d ก็จะถูกเติมเต็มด้วย นอกจากนี้ ในช่วง VI และ VII ยังพบว่ามีการเติม f-sublevels อะตอมของก๊าซมีตระกูลประกอบด้วยอิเล็กตรอนชั้นนอกในระดับย่อย s และ p ที่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์เสมอ ดังนั้นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยที่เหมือนกันของตารางธาตุจึงมีลักษณะโครงสร้างที่คล้ายกันของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของอะตอมที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนคือรัศมีอะตอมและไอออนิกที่มีประสิทธิผล ปรากฎว่าพวกมันเปลี่ยนแปลงเป็นระยะขึ้นอยู่กับเลขอะตอมขององค์ประกอบ สำหรับองค์ประกอบที่มีคาบเดียวกัน เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมจะลดลงในขั้นแรก จากนั้นจึงเพิ่มขึ้นเมื่อสิ้นสุดคาบ คุณสมบัติทางกายภาพที่ผิดปกตินี้มีคำอธิบายง่ายๆ โดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมที่อยู่ในช่วงเวลาเดียวกัน: มันเป็นเรื่องของไฟฟ้าสถิต.

แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือตารางธาตุไม่เพียงแต่อธิบายคุณสมบัติทางกายภาพขององค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังสัมพันธ์กับคุณสมบัติทางเคมีของธาตุด้วย หลักการสำคัญของตารางก็คือว่า ความจุ องค์ประกอบทางเคมีถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก(อิเล็กตรอนเหล่านี้เรียกว่า - วาเลนซ์อิเล็กตรอน ).

บทบาทที่สำคัญของกฎเป็นระยะคือสร้างความเชื่อมโยงระหว่างโครงสร้างของอะตอมและอิทธิพลของโครงสร้างนี้ต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีขององค์ประกอบ

การแก้ปัญหาสารประกอบเคมีการแก้ปัญหานี้เริ่มต้นขึ้นด้วยผลงานของนักเคมีชาวฝรั่งเศส เจ. พราวท์ซึ่งในปี ค.ศ. 1801-1808 ติดตั้งแล้ว กฎความคงตัวขององค์ประกอบ , โดยเหตุใด สารประกอบเคมีแต่ละชนิดมีองค์ประกอบที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดและไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งของส่วนประกอบที่เป็นส่วนประกอบ (อะตอม) จึงแตกต่างจากของผสม

ชาวอังกฤษให้เหตุผลทางทฤษฎีสำหรับกฎของพราวด์ เจ. ดาลตันซึ่งเป็นผู้เขียนกฎพื้นฐานอีกฉบับหนึ่งในหลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบของสาร - กฎของหลายอัตราส่วน . เขาแสดงให้เห็นว่าสารทุกชนิดประกอบด้วยโมเลกุล และโมเลกุลทั้งหมดก็ประกอบด้วยอะตอม และส่วนประกอบของสารใดๆ ก็จินตนาการได้ว่าเป็นสูตรง่ายๆ เช่น AB, AB2, A2 B3 เป็นต้น โดยมีสัญลักษณ์อยู่ A และ B หมายถึงชื่อของอะตอมทั้งสองที่ประกอบเป็นโมเลกุล ตามกฎการเทียบเท่านี้ "ส่วนประกอบของโมเลกุล" - อะตอม A และ B - สามารถถูกแทนที่ด้วยอะตอมอื่น - C และ D ได้ตัวอย่างเช่นตามปฏิกิริยา:

AB + C --> AC + B หรือ

A2B3 + 3D ---> A2D3 + 3B

กฎของดาลตันว่าด้วยอัตราส่วนพหุคูณ (1803) อ่านว่า: หากองค์ประกอบหนึ่งจำนวนหนึ่งรวมกับองค์ประกอบอื่นในอัตราส่วนน้ำหนักหลายอัตราส่วน จำนวนองค์ประกอบที่สองจะสัมพันธ์กันเป็นจำนวนเต็ม

ทฤษฎีโมเลกุลของโครงสร้างของสสารช่วยให้เราสามารถพิจารณากระบวนการที่เกิดขึ้นในเฟสก๊าซได้ใหม่ และก่อให้เกิดวิทยาศาสตร์ใหม่ที่เป็นจุดตัดระหว่างเคมีและฟิสิกส์ - ฟิสิกส์โมเลกุล . การค้นพบนี้เป็นความรู้สึกที่แท้จริง กฎของอาโวกาโดรในปี ค.ศ. 1811 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี อมาเดโอ อาโวกาโดร(พ.ศ. 2319-2399) ได้สถาปนาขึ้นว่า ภายใต้สภาวะทางกายภาพเดียวกัน (ความดันและอุณหภูมิ) ปริมาตรที่เท่ากันของก๊าซที่แตกต่างกันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน. กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่หมายถึงสิ่งนั้น โมเลกุลกรัม ก๊าซใดๆ ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันจะมีปริมาตรเท่ากัน

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาทางเคมีและการศึกษาสารประกอบที่เพิ่มขึ้นทำให้นักเคมีเกิดแนวคิดที่ว่า ควบคู่ไปกับสารที่มี องค์ประกอบบางอย่าง ยังมีการเชื่อมต่อ องค์ประกอบตัวแปร - และนี่คือเหตุผลของการแก้ไขแนวคิดเกี่ยวกับโมเลกุลโดยรวม โมเลกุลเช่นเมื่อก่อนยังคงถูกเรียกว่าอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่สามารถกำหนดคุณสมบัติและมีอยู่ได้อย่างอิสระ แต่ตอนนี้ระบบกลไกควอนตัมที่ผิดปกติเช่นไอออนิกอะตอมและโลหะเริ่มถูกจำแนกเป็นโมเลกุล คริสตัลเดี่ยว , และ โพลีเมอร์ เกิดจากพันธะไฮโดรเจน

จากการประยุกต์วิธีการทางกายภาพในการศึกษาเรื่องต่างๆ พบว่าคุณสมบัติของวัตถุที่แท้จริงนั้นไม่ได้ถูกกำหนดมากนักโดยที่องค์ประกอบของสารประกอบเคมีจะคงที่หรือไม่ แต่ค่อนข้างจะ ลักษณะทางกายภาพของเคมี, เช่น. ธรรมชาติของแรงเหล่านั้นที่ทำให้อะตอมหลายอะตอมรวมตัวกันเป็นโมเลกุลเดียว ตอนนี้อยู่ภายใต้ สารประกอบเคมี เข้าใจ สารบางชนิดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่หนึ่งองค์ประกอบขึ้นไปซึ่งอะตอมเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันจึงรวมกันเป็นอนุภาคที่มีโครงสร้างที่มั่นคง - โมเลกุลเชิงซ้อน ผลึกเดี่ยวหรือมวลรวมอื่นๆ นี่เป็นแนวคิดที่กว้างกว่าแนวคิดเรื่อง "สารเชิงซ้อน" อันที่จริงทุกคนรู้จักสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยองค์ประกอบไม่ต่างกัน แต่มีองค์ประกอบเหมือนกัน ได้แก่โมเลกุลของไฮโดรเจน ออกซิเจน คลอรีน กราไฟต์ เพชร ฯลฯ

ตำแหน่งพิเศษในชุดอนุภาคโมเลกุลถูกครอบครองโดย โมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเมอร์ . ประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างที่ทำซ้ำจำนวนมากที่เชื่อมโยงทางเคมีเข้าด้วยกันเป็นหน่วยเดียว - ชิ้นส่วนของโมเลกุลโมโนเมอร์ มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน

ภาวะแทรกซ้อนเพิ่มเติมขององค์กรเคมีของสสารเป็นไปตามเส้นทางของการก่อตัวของชุดอนุภาคอะตอมและโมเลกุลที่มีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นที่เรียกว่า โมเลกุล บริษัทร่วมและหน่วยงาน เช่นเดียวกับการผสมผสานของพวกเขา ในระหว่างการก่อตัวของมวลรวม สถานะของเฟสของระบบจะเปลี่ยนไป ซึ่งจะไม่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของผู้ร่วมงาน เอฟ สถานะพื้นฐาน -เป็นสถานะทางกายภาพพื้นฐานที่สารใดๆ ก็สามารถดำรงอยู่ได้(ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง)

ปัญหาในการสร้างวัสดุใหม่. ธรรมชาติได้กระจายทรัพยากรวัตถุไปทั่วโลกอย่างไม่เห็นแก่ตัว แต่นี่เป็นรูปแบบแปลกๆ ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ ปรากฎว่าผู้คนส่วนใหญ่ในกิจกรรมของพวกเขาใช้สารเหล่านั้นซึ่งมีปริมาณสำรองในธรรมชาติมีจำกัด

ดังนั้นนักเคมีในปัจจุบันจึงต้องเผชิญกับภารกิจ 3 ประการ:

1. นำแนวปฏิบัติในการใช้องค์ประกอบทางเคมีในการผลิตให้สอดคล้องกับทรัพยากรธรรมชาติที่มีอยู่จริง

2. การทดแทนโลหะด้วยเซรามิกประเภทต่างๆอย่างสม่ำเสมอ

3. การขยายการผลิตสารประกอบออร์กาโนอิลิเมนต์จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สารประกอบออร์กาโนเอลิเมนต์ ฉัน-เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีทั้งองค์ประกอบอินทรีย์ (คาร์บอน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ออกซิเจน) และอนุพันธ์ขององค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ จำนวนหนึ่ง: ซิลิคอน ฟลูออรีน แมกนีเซียม แคลเซียม สังกะสี โซเดียม ลิเธียม ฯลฯ

โดยเสนอให้เน้นการเพิ่มการใช้ในการผลิตธาตุต่างๆ เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม แคลเซียม และซิลิคอน ในธรรมชาติองค์ประกอบเหล่านี้พบได้ค่อนข้างบ่อยและการสกัดออกมาก็ไม่ยาก นอกจากนี้การใช้สารเหล่านี้ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบทางธรรมชาติที่พบมากที่สุดจะช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมจากของเสียซึ่งเป็นปัญหาที่ทุกคนสัมผัสได้อย่างรุนแรงในปัจจุบัน

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการเปลี่ยนโลหะด้วยเซรามิกนั้นเกิดจากการที่การผลิตเซรามิกทำได้ง่ายกว่าและประหยัดกว่าและนอกจากนี้ในบางอุตสาหกรรมก็ไม่สามารถแทนที่ด้วยโลหะได้ นักเคมีได้เรียนรู้ที่จะผลิตเซรามิกที่ทนไฟ ทนความร้อน ทนสารเคมี มีความแข็งสูง รวมถึงเซรามิกสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้า เมื่อเร็วๆ นี้ คุณสมบัติอันน่าทึ่งของผลิตภัณฑ์เซรามิกบางชนิดได้ถูกค้นพบว่ามีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง เช่น ความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของไนโตรเจน การค้นพบคุณสมบัติทางกายภาพอันเป็นเอกลักษณ์นี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการทำงานของนักเคมีเพื่อสร้างเซรามิกใหม่โดยใช้สารเชิงซ้อนที่มีแบเรียม แลนทานัม และทองแดง รวมอยู่ในคอมเพล็กซ์เดียว

เคมีของวัสดุออร์กาโนเอลิเมนต์โดยใช้ซิลิคอน (เคมีออร์กาโนซิลิกอน) เป็นรากฐานของการสร้างการผลิตโพลีเมอร์หลายชนิดที่มีคุณสมบัติที่มีคุณค่าและไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการบินและพลังงาน และสารประกอบออร์กาโนฟลูออรีนมีความเสถียรเป็นพิเศษ (แม้ในกรดและด่าง) และมีฤทธิ์ที่พื้นผิวเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงสามารถขนส่งออกซิเจนได้เหมือนโมเลกุลฮีโมโกลบิน! สารประกอบออร์กาโนฟลูออรีนถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในทางการแพทย์เพื่อสร้างสารเคลือบทุกชนิด ฯลฯ

การแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติที่นักเคมีต้องเผชิญในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สารใหม่และการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารเหล่านั้น ดังนั้นเมื่อหลายปีก่อนปัญหาองค์ประกอบของสารยังคงมีความเกี่ยวข้องในวิชาเคมี

ขั้นตอนที่สองในการพัฒนาเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ - ศตวรรษที่ 19: เคมีโครงสร้าง

ในปี พ.ศ. 2363 - 2373 ขั้นตอนการผลิตด้วยเทคโนโลยีแบบแมนนวลถูกแทนที่ด้วยขั้นตอนของโรงงาน เครื่องจักรใหม่ปรากฏขึ้นในการผลิต และความจำเป็นที่จะต้องค้นหาวัตถุดิบใหม่เพื่อใช้ในอุตสาหกรรม การผลิตสารเคมีเริ่มถูกครอบงำโดยการแปรรูปสารจากพืชและสัตว์จำนวนมากซึ่งความหลากหลายเชิงคุณภาพนั้นยอดเยี่ยมมากอย่างน่าอัศจรรย์และมีองค์ประกอบที่สม่ำเสมอ: คาร์บอน, ไฮโดรเจน, ออกซิเจน, ซัลเฟอร์, ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส ซึ่งหมายความว่าคุณสมบัติของสารนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบเท่านั้น - นักเคมีสรุป

นักเคมีพบว่าคุณสมบัติของสารและความหลากหลายเชิงคุณภาพนั้น ไม่ได้ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังพิจารณาจากโครงสร้างของโมเลกุลด้วย ถ้า ความรู้องค์ประกอบของสาร ตอบคำถามว่าโมเลกุลของสารที่กำหนดประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีใด, ที่ ความรู้โครงสร้างของสสาร ให้แนวคิดเกี่ยวกับการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของอะตอมในโมเลกุลนี้เอง

ในเวลาเดียวกัน เป็นที่แน่ชัดว่าไม่ใช่ทุกอะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุลของสารที่กำหนดจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับอะตอมของโมเลกุลอื่นได้ดีพอๆ กัน แต่ละโมเลกุลสามารถแบ่งตามเงื่อนไขออกเป็นหลายส่วนที่เรียกว่าบล็อกเชิงฟังก์ชันหรือปฏิกิริยา ซึ่งรวมถึงกลุ่มของอะตอม เฉพาะอะตอมเดี่ยว หรือแม้แต่พันธะเคมีแต่ละตัว แต่ละโครงสร้างเหล่านี้มีความสามารถเฉพาะตัวในการเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีเช่น ของเขาปฏิกิริยา .

การพัฒนาความรู้ทางเคมีระดับที่สองได้รับชื่อทั่วไป เคมีโครงสร้าง ความสำเร็จหลักของขั้นตอนนี้อาจเรียกว่าการสร้างการเชื่อมโยงระหว่างโครงสร้างของโมเลกุลและกิจกรรมการทำงานของสารประกอบ:

โครงสร้างโมเลกุล ---> ฟังก์ชัน (ปฏิกิริยา)

ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลจึงได้ถ่ายทอดวิชาเคมีไปสู่การพัฒนาความรู้ทางเคมีในระดับที่สองและมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีจากส่วนใหญ่ วิเคราะห์ วิทยาศาสตร์ต่อวิทยาศาสตร์ สังเคราะห์ . ก็มีเช่นกัน เทคโนโลยีอินทรีย์ ซึ่งไม่เคยมีมาก่อน

วิวัฒนาการแนวคิดเรื่อง “โครงสร้าง” ในวิชาเคมีตามทฤษฎีที่ยกมา เจ. ดาลตันสารเคมีใด ๆ คือกลุ่มของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ได้แก่ ประกอบด้วยอะตอมจำนวนหนึ่งขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่ง สอง หรือสามองค์ประกอบ ทฤษฎีโครงสร้างของสสารของเจ. ดาลตันตอบคำถาม: คุณจะแยกแยะสารแต่ละชนิดออกจากสารผสมได้อย่างไร?แต่ไม่ได้ตอบคำถามอื่น ๆ อีกมากมาย: อะตอมรวมกันเป็นโมเลกุลได้อย่างไร มีลำดับใดในการจัดเรียงอะตอมในโมเลกุล หรือพวกมันรวมตัวกันอย่างบังเอิญโดยบังเอิญ?

นักเคมีชาวสวีเดนพยายามตอบคำถามเหล่านี้ และฉัน. เบอร์เซลิอุสซึ่งมีชีวิตอยู่ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 I. Ya. Berzelius เชื่อว่าโมเลกุลไม่ใช่การสะสมของอะตอมอย่างง่าย ๆ แต่เป็นโครงสร้างลำดับหนึ่งของอะตอมที่เชื่อมต่อถึงกันด้วยแรงไฟฟ้าสถิต เขาเสนออันใหม่ให้ แบบจำลองอะตอม เช่น ไดโพลไฟฟ้า . และฉัน. แบร์เซลิอุสตั้งสมมติฐานไว้ว่า อะตอมทั้งหมดขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่างกัน และจัดเรียงพวกมันเป็นแถวเมื่อเพิ่มขึ้น.

เอ็น. บี! และฉัน. Berzelius ขึ้นอยู่กับการกำหนดเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของสารหลายชนิดและการค้นหาระดับประถมศึกษา ปริมาณสัมพันธ์ รูปแบบตลอดจนศึกษาการสลายตัวของสารเชิงซ้อนในสารละลายภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าฉันถามคำถาม: อะไรส่งผลต่อเครื่องหมายและขนาดของประจุไฟฟ้าของสารชนิดใดชนิดหนึ่ง? เหตุใดจึงมีสารอิเล็กโทรบวกและอิเล็กโทรเนกาติวิตี? อะไรคือความแตกต่างในโครงสร้างของโมเลกุลของกรดและด่างหรือด่างและเกลือที่เป็นกลาง?

ในปี ค.ศ. 1840 ในงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ซี. เจอราร์ดแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของ I. Ya. Berzelius ไม่ถูกต้องในทุกกรณี: มีสารจำนวนมากที่โมเลกุลไม่สามารถสลายตัวเป็นอะตอมเดี่ยว ๆ ภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าได้พวกมันเป็นตัวแทนเหมือนเดิม ทั้งระบบและเพียงเท่านี้ ระบบอะตอมที่แบ่งแยกไม่ได้ซึ่งเชื่อมต่อถึงกันซี. เจอราร์ดแนะนำให้โทรมา โมเลกุล . ทรงพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับประเภทของสารประกอบอินทรีย์

ในปี พ.ศ. 2400 นักเคมีชาวเยอรมัน อ.เกคูเลตีพิมพ์ข้อสังเกตของเขาเกี่ยวกับคุณสมบัติของธาตุแต่ละชนิดที่สามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในสารประกอบจำนวนหนึ่งได้ เขาได้ข้อสรุปว่าบางอะตอมสามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนได้สามอะตอม ในขณะที่บางอะตอมสามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนได้เพียงสองอะตอมหรืออะตอมเดียวเท่านั้น A. Kekule ยังระบุอีกว่า “คาร์บอนหนึ่งอะตอม... เทียบเท่ากับไฮโดรเจนสี่อะตอม” นี่เป็นหลักการพื้นฐาน ทฤษฎีความจุของสาร .

A. Kekule นำคำศัพท์ทางเคมีใหม่มาใช้ ความสัมพันธ์กัน ซึ่งแสดงถึงจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถแทนที่องค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดได้ พระองค์ทรงกำหนดความสัมพันธ์สาม สอง หรือหนึ่งหน่วยให้กับองค์ประกอบทั้งหมดตามลำดับ คาร์บอนอยู่ในตำแหน่งที่ผิดปกติ อะตอมของมันมีหน่วยความสัมพันธ์สี่หน่วย นักวิทยาศาสตร์เรียกจำนวนหน่วยความสัมพันธ์ที่มีอยู่ในองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดความจุของอะตอม .

เมื่ออะตอมรวมกันเป็นโมเลกุล หน่วยความสัมพันธ์อิสระจะปิดลง

แนวคิด โครงสร้างโมเลกุล ด้วยมืออันเบาของ A. Kekule สิ่งสำคัญคือการสร้างโครงร่างสูตรเชิงมองเห็นซึ่งทำหน้าที่เป็นแนวทางให้กับนักเคมีในการทำงานจริง ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้เฉพาะเจาะจงว่าควรใช้สารตั้งต้นชนิดใดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เคมีที่จำเป็น

เอ็น. บี! อย่างไรก็ตาม แผนการของ A. Kekule ไม่สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้เสมอไป: ปฏิกิริยาที่มีความคิดดี (หรือคิดค้น) ไม่ต้องการดำเนินการตามโครงการที่สวยงาม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแผนผังสูตรไม่ได้คำนึงถึงปฏิกิริยาของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างกัน

ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียให้คำตอบสำหรับคำถามที่น่ากังวลสำหรับนักเคมีเชิงปฏิบัติ อเล็กซานเดอร์ มิคาอิโลวิช บุตเลรอฟ Butlerov เช่นเดียวกับ Kekule ยอมรับว่าการก่อตัวของโมเลกุลจากอะตอมเกิดขึ้นเนื่องจากการปิดหน่วยความสัมพันธ์อิสระ แต่ในขณะเดียวกันเขาก็ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของ "ด้วยความตึงเครียดพลังงานที่มากหรือน้อย (ความสัมพันธ์นี้) จะผูกสารเข้าด้วยกัน "

ทฤษฎีของ A. M. Butlerov กลายเป็นแนวทางสำหรับนักเคมีในกิจกรรมภาคปฏิบัติ ต่อมาพบการยืนยันและเหตุผลทางกายภาพในกลศาสตร์ควอนตัม

พันธะเคมีพันธะเคมีคือปฏิกิริยาระหว่างอะตอมของธาตุ ทำให้เกิดการรวมตัวกันเป็นโมเลกุลและผลึก

ประเภทของพันธะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพของอนุภาคอะตอม - โมเลกุลซึ่งกันและกัน ทฤษฎีพื้นฐานของพันธะเคมีถูกสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20 โดยนักเคมีชาวอเมริกัน ลินัส พอลลิง.

ในปัจจุบัน แนวคิดเรื่อง "พันธะเคมี" มีวงกว้างมากขึ้น . ตอนนี้อยู่ภายใต้ พันธะเคมี เข้าใจเช่นนั้น ประเภทของปฏิสัมพันธ์ที่ไม่เพียงแต่ระหว่างแต่ละอะตอมเท่านั้น แต่บางครั้งระหว่างอนุภาคอะตอม-โมเลกุล ซึ่งเกิดจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนของพวกมัน. ซึ่งหมายความว่าการแบ่งปันอิเล็กตรอนโดยการโต้ตอบของอนุภาคอาจแตกต่างกันไปภายในขอบเขตที่กว้าง มีอยู่ พันธะโควาเลนต์ (มีขั้ว ไม่มีขั้ว) พันธะไฮโดรเจนและไอออนิก (ไอออนิก-โควาเลนต์) รวมถึงพันธะโลหะ.

พันธะไอออนิกเกิดขึ้นเมื่ออะตอมหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนจากเปลือกนอก (ไอออนบวก) เมื่อรวมกันเป็นโมเลกุล และอีกอะตอมหนึ่งได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น (แอนไอออน) ไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันจะถูกดึงดูดเข้าหากัน ก่อให้เกิดพันธะอันแข็งแกร่ง สารประกอบไอออนิกมักเป็นสารแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูงมาก (เกลือ ด่าง เช่น เกลือแกง)

พันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นจากคู่อิเล็กตรอนที่อยู่คู่อะตอมพร้อมๆ กัน ทำให้เกิดเป็นโมเลกุลของสาร เนื่องจากโมเลกุลดังกล่าวถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยแรงที่อ่อนแอ พวกมันจึงไม่เสถียรและมีอยู่ในรูปของเหลวหรือก๊าซที่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ (ออกซิเจน บิวเทน)

พันธะไฮโดรเจนเกิดจากการโพลาไรเซชันของพันธะโควาเลนต์เมื่ออิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันอยู่ที่อะตอมของธาตุที่เกิดพันธะกับอะตอมไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ เป็นผลให้อะตอมดังกล่าวได้รับประจุลบเล็กน้อย ซึ่งทำให้สารประกอบที่มีพันธะไฮโดรเจนแข็งแกร่งกว่าสารประกอบโควาเลนต์อื่นๆ (น้ำ)

พันธะโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่อย่างอิสระของอิเล็กตรอนในเปลือกนอกของอะตอมของโลหะ. อะตอมในโลหะถูกจัดเรียงเป็นแถวเรียงกันอย่างแม่นยำ โดยยึดไว้ด้วยกันด้วยสนามอิเล็กตรอน

ขอบคุณการพัฒนาแนวคิดเชิงโครงสร้างในปี พ.ศ. 2403-2423 คำนี้ปรากฏในวิชาเคมี การสังเคราะห์สารอินทรีย์ ซึ่งหมายถึงไม่เพียงแต่การกระทำเพื่อให้ได้สารอินทรีย์ใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดด้วย ซึ่งได้รับการตั้งชื่อในทางตรงกันข้ามกับความหลงใหลทั่วไปในการวิเคราะห์สารธรรมชาติ

ดังนั้นภายใต้ ความจุของอนุภาคอะตอม เข้าใจพวกเขา คุณสมบัติของการทำปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งเป็นการวัดเชิงปริมาณคือจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่คู่อิเล็กตรอนเดี่ยวและวงโคจรว่างที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะเคมีความจุของอนุภาคอะตอมไม่ใช่ค่าคงที่และอาจแปรผันจากเอกภาพไปจนถึงค่าสูงสุดที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคคู่และสภาวะการก่อตัวของสารประกอบทางเคมี

ภายใต้แนวคิด โครงสร้าง เข้าใจ ความเป็นระเบียบเรียบร้อยที่มั่นคงของระบบที่ไม่เปลี่ยนแปลงในเชิงคุณภาพ

ภายใต้ โครงสร้างโมเลกุล เข้าใจ การรวมกันของอะตอมจำนวนจำกัดที่มีการจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอในอวกาศและเชื่อมต่อถึงกันด้วยพันธะเคมีโดยใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอน. โครงสร้างโมเลกุลแบ่งออกเป็น อะตอม (เรขาคณิต) และ อิเล็กทรอนิกส์ .

ตอนแรกประมาณ โครงสร้างอะตอม ควรจะเข้าใจ กลุ่มที่เสถียรของนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ นิวเคลียสซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งกันและกัน

ขั้นตอนที่สามในการพัฒนาเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ - ครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20: การศึกษากระบวนการทางเคมี - เคมีจลน์

ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีและในเวลานี้ เคมีกลายเป็นวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่และไม่เกี่ยวกับสสารมากนัก แต่ยังเป็นวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับกระบวนการและกลไกของการเปลี่ยนแปลงของสารด้วย

การพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน พลังงาน และเครื่องมือต่างๆ ในช่วงต้นศตวรรษนี้ จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงคุณภาพสูงสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ ยางความแข็งแรงสูงพิเศษสำหรับยางรถยนต์ พลาสติกเพื่อลดน้ำหนัก โพลีเมอร์และเซมิคอนดักเตอร์ทุกชนิด - ทั้งหมดนี้ต้องผลิตในปริมาณมาก แต่อนิจจาการพัฒนาทักษะทางเคมีไม่ตรงกับความต้องการในการผลิต

ความจริงก็คือปฏิกิริยาเคมีนั้นเป็นสิ่งที่ค่อนข้างไม่แน่นอน ปฏิกิริยาของสารระหว่างปฏิกิริยาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสาร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ การรวมกันของอะตอมหนึ่งชุดจะต้องถูกทำลาย และอีกชุดหนึ่งจะต้องถูกสร้างขึ้น ต้องใช้พลังงานเพื่อทำลายการเชื่อมต่อเก่า การก่อตัวของสารประกอบใหม่มักจะมาพร้อมกับการปล่อยพลังงาน

ปฏิกิริยาเคมีอธิบายได้ด้วยสมการกฎการอนุรักษ์สสาร . ตามกฎหมายนี้ มวลรวมของสารที่เกิดปฏิกิริยาจะต้องสอดคล้องกับมวลของสารที่เกิดขึ้นทุกประการ ในการคำนวณมวล หน่วยการนับที่ใช้คือ โมล ซึ่งมีจำนวนอนุภาคเท่ากัน (6 10 23, เลขอาโวกาโดร)

หลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี วิธีการควบคุมกระบวนการทางเคมีการศึกษากระบวนการทางเคมีเป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่มีการแทรกซึมของฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยาที่ลึกที่สุด หลักคำสอนนี้มีพื้นฐานมาจาก อุณหพลศาสตร์เคมีและจลนศาสตร์ ดังนั้นการสอนเกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีทั้งหมดนี้จึงใช้ได้กับทั้งเคมีและฟิสิกส์อย่างเท่าเทียมกัน

มีปัญหามากมายที่ต้องแก้ไขเกี่ยวกับการสร้างหลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี คำอธิบายโดยละเอียดสามารถพบได้ในหนังสือเรียนสมัยใหม่เกี่ยวกับเคมีเชิงฟิสิกส์ แต่บางที ปัญหาพื้นฐานที่สุดประการหนึ่งก็คืองานสร้างวิธีการที่ทำให้สามารถควบคุมกระบวนการทางเคมีได้

ในรูปแบบทั่วไปที่สุด วิธีการควบคุมทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: อุณหพลศาสตร์และจลน์ศาสตร์ กลุ่มแรก - วิธีทางอุณหพลศาสตร์ - นี้ วิธีการที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสมดุลเคมีของปฏิกิริยา; กลุ่มที่สอง - วิธีจลนศาสตร์ -เหล่านี้เป็นวิธีการที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

ในปี พ.ศ. 2427 หนังสือของนักเคมีชาวดัตช์ผู้มีชื่อเสียงคนหนึ่งได้ปรากฏตัวขึ้น เจ. แวนท์ ฮอฟฟ์ซึ่งเขายืนยันกฎที่กำหนดการพึ่งพาทิศทางของปฏิกิริยาเคมีต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยา ในปีเดียวกันนั้นนักเคมีชาวฝรั่งเศส อ. เลอ ชาเตลิเยร์ได้สร้างชื่อเสียงให้กับพระองค์ หลักสมดุลเคลื่อนที่ การให้อาวุธแก่นักเคมีด้วยวิธีการเปลี่ยนสมดุลไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา คันควบคุมหลักในกรณีนี้คือ อุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นสารที่ทำปฏิกิริยา นั่นคือเหตุผลที่วิธีการจัดการเหล่านี้ได้รับชื่อ - อุณหพลศาสตร์ .

ให้เราจำไว้ว่าปฏิกิริยาเคมีใดๆ ก็ตามสามารถย้อนกลับได้ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาเช่น:

เอบี+ซีดี<=>เอซี+บีดี

การย้อนกลับของปฏิกิริยา ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับความสมดุลระหว่างปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับ ในทางปฏิบัติ ความสมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเคลื่อนไปสู่การเพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา AC และ BD จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของสาร AB และ CD หรือเปลี่ยนอุณหภูมิหรือความดัน

แต่ อุณหพลศาสตร์ วิธีการ อนุญาตให้ควบคุมเท่านั้น ทิศทางปฏิกิริยา ไม่ใช่ความเร็ว การควบคุมความเร็วปฏิกริยาเคมีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ วิทยาศาสตร์พิเศษเกี่ยวข้องกับ - จลนพลศาสตร์เคมี . อัตราของปฏิกิริยาเคมีอาจได้รับอิทธิพลจากหลายสิ่งหลายอย่าง แม้กระทั่งจากผนังของถังที่เกิดปฏิกิริยาก็ตาม

วิธีที่สามในการแก้ปัญหาหลักโดยคำนึงถึงความซับซ้อนของการจัดระเบียบกระบวนการทางเคมีและการรับรองประสิทธิภาพที่ยอมรับได้ในเชิงเศรษฐกิจของกระบวนการเหล่านี้ในเครื่องปฏิกรณ์เคมีสามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพต่อไปนี้:

การจัดองค์กรทางเคมี ---> ผลผลิต

กระบวนการในเครื่องปฏิกรณ์ เครื่องปฏิกรณ์

การเร่งปฏิกิริยาและเคมีของสภาวะสุดขั้วในปี พ.ศ. 2355 นักวิชาการชาวรัสเซีย เค.เอส. เคิร์ชฮอฟฟ์มีการค้นพบปรากฏการณ์หนึ่ง การเร่งปฏิกิริยาทางเคมี .การเร่งปฏิกิริยาเป็นวิธีการทั่วไปและแพร่หลายที่สุดในการทำปฏิกิริยาเคมี โดยมีลักษณะเฉพาะคือการกระตุ้นโมเลกุลรีเอเจนต์เมื่อสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา. ในกรณีนี้มี "การผ่อนคลาย" ของพันธะเคมีในสารดั้งเดิมโดย "ดึงมันออกจากกัน" ออกเป็นส่วน ๆ ซึ่งจากนั้นจะมีปฏิกิริยาต่อกันได้ง่ายขึ้น

จลนพลศาสตร์ไม่คงที่ การพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของระบบในปี 1970 มีการค้นพบระบบเคมีจำนวนมากที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปสิ่งที่ตรงกันข้ามก็เกิดขึ้น - กระบวนการไม่เสถียรตามปกติ แต่กลายเป็น ไม่นิ่ง . มีการค้นพบหลายประเภท ปฏิกิริยาเคมีที่สั่นไหวในตัวเอง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงผลผลิตของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ เมื่อเวลาผ่านไป กล่าวอีกนัยหนึ่งผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นของปฏิกิริยาเคมีจะถูกปล่อยออกมาในปริมาณมากหรือในทางกลับกันปฏิกิริยาแทบจะไม่เกิดขึ้นหรือเปลี่ยนทิศทางด้วยซ้ำจากนั้นทั้งหมดนี้ก็เกิดขึ้นซ้ำอีกครั้ง ปรากฎว่าในหลายกรณีปริมาณสารทั้งหมดที่ได้รับในระหว่างนั้น ไม่เสถียร ปฏิกิริยาเคมียังเกินกว่าปริมาณสารที่จะถูกปล่อยออกมาระหว่างการทำปฏิกิริยาหากเกิดขึ้น เครื่องเขียน หรือเช่น ควรจะมี ความเร็วคงที่ .

กำลังเรียน จลนศาสตร์ที่ไม่คงที่ เริ่มเมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่มีผลในทางปฏิบัติอยู่แล้ว ด้วยความช่วยเหลือของมัน ได้มีการศึกษากระบวนการคู่ที่มีพลังบางอย่าง เช่น กระบวนการทางเคมีดังกล่าวซึ่งมีปฏิกิริยาหลายอย่างเกิดขึ้นพร้อมกันโดยแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างกัน กระบวนการทางเคมีที่ไม่อยู่กับที่ยังถูกค้นพบในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตอีกด้วย

ขั้นตอนที่สี่ในการพัฒนาเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ - ช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20: เคมีเชิงวิวัฒนาการในปี พ.ศ. 2503 - 2522 มีวิธีการใหม่ในการแก้ปัญหาหลักของเคมีซึ่งเรียกว่า เคมีวิวัฒนาการ . วิธีการนี้ยึดหลักการใช้เงื่อนไขในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีที่นำไปสู่การปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีด้วยตนเอง ได้แก่ สู่การจัดระบบเคมีด้วยตนเอง

ดังนั้นขั้นตอนที่สี่ของการพัฒนาเคมีซึ่งยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ สร้างความเชื่อมโยงระหว่างการจัดระบบรีเอเจนต์ด้วยตนเองและพฤติกรรมของระบบนี้:

การจัดองค์กรด้วยตนเอง -----> พฤติกรรมของระบบรีเอเจนต์ ระบบรีเอเจนต์

ปัญหาวิวัฒนาการของเคมีเริ่ม เคมีวิวัฒนาการเกี่ยวข้องกับปี 1950-1960 ภายใต้ ปัญหาวิวัฒนาการ ควรจะเข้าใจ ปัญหาในการสังเคราะห์สารประกอบที่ซับซ้อนและมีการจัดระเบียบสูงใหม่โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์

ทฤษฎีวิวัฒนาการทางเคมีและกำเนิดทางชีวภาพ A.P. Rudenkoในทศวรรษที่ 1960 มีกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีบางตัวที่ปรับปรุงตัวเองในระหว่างปฏิกิริยาเคมี ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเดิมในที่สุด (เช่นเดียวกับอย่างอื่น) จะมีอายุมากขึ้นและเสื่อมสภาพลง แต่นักเคมีสามารถค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เพียงแต่ไม่แก่เท่านั้น แต่ในทางกลับกันกลับกลายเป็น "อายุน้อยกว่า" ด้วยปฏิกิริยาทางเคมีแต่ละครั้ง ทฤษฎีวิวัฒนาการทางเคมีและกำเนิดทางชีวภาพซึ่งเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์โลกในปี 2507 โดยศาสตราจารย์ชาวรัสเซียพยายามตอบคำถามนี้ เอ.พี. รูเดนโก. สาระสำคัญของทฤษฎีนี้คือวิวัฒนาการทางเคมีคือ การพัฒนาระบบตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยตนเอง . ในระหว่างปฏิกิริยา การเลือกศูนย์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีกิจกรรมมากที่สุดเกิดขึ้น (กฎพื้นฐานของวิวัฒนาการทางเคมี): การเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการในตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นในทิศทางที่มีกิจกรรมสูงสุดปรากฏการพัฒนาระบบด้วยตนเองเกิดขึ้นเนื่องจากการดูดซับคงที่โดยตัวเร่งปฏิกิริยาของการไหลของพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาเคมีเอง ดังนั้น ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีพลังงานมากขึ้นจึงวิวัฒนาการไป ระบบดังกล่าวทำลายสมดุลทางเคมี และเป็นผลให้เป็นเครื่องมือในการเลือกการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่เสถียรที่สุดในตัวเร่งปฏิกิริยา

การศึกษาโครงสร้างและการทำงานของเอนไซม์ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตเป็นขั้นตอนของความรู้ทางเคมีที่จะเปิดทางให้เกิดการสร้างสรรค์เทคโนโลยีเคมีใหม่ที่เป็นพื้นฐานต่อไป

แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าเคมีในปัจจุบันยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบที่ "ห้องทดลองของสิ่งมีชีวิต" มีอยู่ แต่เส้นทางสู่อุดมคตินี้ได้ถูกสรุปไว้แล้ว ทุกวันนี้ นักเคมีได้ข้อสรุปว่าการใช้หลักการเดียวกันกับที่สร้างเคมีของสิ่งมีชีวิต ในอนาคต (โดยไม่ต้องทำซ้ำธรรมชาติอย่างแน่นอน) จะเป็นไปได้ที่จะ "สร้าง" เคมีพื้นฐานใหม่ ซึ่งเป็นการควบคุมสารเคมีแบบใหม่ กระบวนการ - เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตใดๆ นักเคมีหวังว่าจะได้ตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นใหม่ที่จะทำให้สามารถสร้าง เช่น เครื่องแปลงไฟจากแสงอาทิตย์ที่ผิดปกติได้

นักวิทยาศาสตร์มุ่งมั่นที่จะสร้างความคล้ายคลึงทางอุตสาหกรรมของกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต พวกเขาศึกษาประสบการณ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีและสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวในห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะความยากในการทำงานด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมี - เอนไซม์ คือความจริงที่ว่าพวกมันไม่เสถียรมากในระหว่างการเก็บรักษาและเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วทำให้สูญเสียกิจกรรม ดังนั้นนักเคมีจึงทำงานมาเป็นเวลานานเพื่อสร้างความคงตัวของเอนไซม์และด้วยเหตุนี้จึงได้เรียนรู้ที่จะได้รับสิ่งที่เรียกว่า เอนไซม์ตรึง - นี้ เอนไซม์ที่แยกได้จากสิ่งมีชีวิตและเกาะติดกับพื้นผิวแข็งโดยการดูดซับ. ตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพดังกล่าวมีความเสถียรและเสถียรมากในปฏิกิริยาเคมีและสามารถใช้ซ้ำได้ ผู้สร้าง เคมีของระบบตรึง เป็นนักเคมีชาวรัสเซีย I. V. Berezin

ในบรรดาสาขาเคมีที่มีแนวโน้มดีของศตวรรษที่ 21 มีความสนใจเป็นพิเศษดังต่อไปนี้:

เคมีสมอง

มหภาคเคมีของโลก

เคมีที่สอดคล้องกัน

เคมีหมุนและเคมีรังสีฟิสิกส์

เคมีของสภาวะสุดโต่ง

ฟิวชั่นเย็น

ฟิสิกส์ของปฏิกิริยาเคมี

วางแผน

1. ระบบแนวคิดความรู้ทางเคมี

2. การจัดระเบียบทางเคมีของสสาร

3. หลักคำสอนของกระบวนการทางเคมี

4. เคมีเชิงวิวัฒนาการ

หัวข้อรายงาน

1. การเล่นแร่แปรธาตุและเคมี

2. เคมีเป็นวิทยาศาสตร์และการผลิต

3. เคมีในชีวิตประจำวัน

แบบฝึกหัดที่ 1ทำตาราง “การจำแนกประเภทของสาร”.

ภารกิจที่ 2จัดทำตาราง “นักเคมีผู้ยิ่งใหญ่และการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขา”

คำถามควบคุม

1. วิชาเคมีเรียนวิชาอะไร?

2. เคมีศึกษาอะไร และใช้วิธีการหลักอะไรบ้าง?

3. ระบบแนวคิดความรู้ทางเคมีมีอะไรบ้าง?

4. องค์ประกอบทางเคมีคืออะไร?

5. สารที่ง่ายและซับซ้อนเรียกว่าอะไร?

6. มีความสัมพันธ์อะไรระหว่างน้ำหนักอะตอมกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม?

7. ระบุระดับหลักของโครงสร้างทางเคมี

8. พลวัตของกระบวนการทางเคมีขึ้นอยู่กับอะไร?

9. สารอะไรที่เรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา?

10. การเร่งปฏิกิริยามีบทบาทอย่างไรต่อวิวัฒนาการของระบบเคมี?

11. เคมีกับการเล่นแร่แปรธาตุแตกต่างกันอย่างไร?

แนวคิดและเงื่อนไขพื้นฐาน

เคมี โครงสร้างของเคมี สาร สารเชิงเดี่ยว สารเชิงซ้อน องค์ประกอบทางเคมี โมเลกุล สารประกอบ ปฏิกิริยาเคมี ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยา กระบวนการทางเคมี การสังเคราะห์สารอินทรีย์

ทดสอบ “ภาพเคมีของโลก”

1. ที่มาของชื่อ “เคมี” มีความเกี่ยวข้องกับ:

ก) อินเดีย ข) จีน; ค) สุเมเรียน; ง) อียิปต์

2. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้รับผลกระทบที่สำคัญที่สุดจาก:

อุณหภูมิ; ข) แรงกดดัน; ค) แสงสว่าง; ค) ตัวเร่งปฏิกิริยา

3. สิ่งต่อไปนี้ใช้ไม่ได้กับสถานะรวมของสสาร:

ก) ร่างกายที่มั่นคง; ข) สุญญากาศ; ค) พลาสมา; ง) แก๊ส

4. อนุภาคมูลฐานที่เป็นกลางซึ่งมีสปิน 1/2 เกี่ยวข้องกับแบริออน เมื่อรวมกับโปรตอนจะก่อตัวเป็นนิวเคลียสของอะตอม:

ก) อิเล็กตรอน; ข) นิวตรอน; ค) โฟตอน; ง) นิวตริโน

5. ประเภทของสสารที่มีมวลนิ่งคือ:

ก) สนามกายภาพ; b) สุญญากาศทางกายภาพ ค) สาร; ง) พลาสมา

6. อนุภาคขั้นต่ำของสสารที่สามารถดำรงอยู่ได้โดยอิสระคือ:

ก) อะตอม; ข) อิเล็กตรอน; ค) โมเลกุล; ง) นิวคลีออน

7. สารที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีต่าง ๆ เรียกว่า:

8. สารที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีประเภทหนึ่งเรียกว่า:

ก) สารง่าย ๆ ค) สารประกอบเคมี

b) สารที่ซับซ้อน d) ส่วนผสมของสาร

9. สารเชิงซ้อนได้แก่

ก) เกลือ; ข) โลหะ สู่อากาศ; ง) น้ำ

10. สารเชิงซ้อน ได้แก่

ก) โปรตีน; ข) โลหะ สู่อากาศ; ง) น้ำ

11. สารเชิงเดี่ยวได้แก่

ก) เกลือ; ข) โลหะ ค) โอโซน; ง) น้ำ

12. ปรากฏการณ์ที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีช้าลงเรียกว่า:

ก) การสูดดม; ข) การเร่งปฏิกิริยา; ค) การยับยั้ง; ง) แคแทบอลิซึม

13. ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกโดย:

ก) ดี. เมนเดเลเยฟ; b) A. บัตเลรอฟ; ค) ม. เซเมนอฟ; ง) อ. เบอร์เซลิอุส

14. จำนวนอะตอมขั้นต่ำในโมเลกุลคือ:

ก) 1; ข) 2; ที่ 3; ง) 4.

15.องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม - 1:

ก) ไนโตรเจน; ข) คาร์บอน; ค) ฮีเลียม; ง) ไฮโดรเจน

16. ออร์กาโนเจนบนโลกที่พบมากที่สุด ได้แก่:

ก) คาร์บอนและออกซิเจน c) ออกซิเจนและไนโตรเจน

b) คาร์บอนและซัลเฟอร์ d) ออกซิเจนและไฮโดรเจน

17. นอกโลกของเรา องค์ประกอบทางเคมีที่พบบ่อยที่สุดคือ:

ก) ตารางธาตุทั้งหมด c) ไฮโดรเจนและฮีเลียม

b) โลหะและอโลหะ d) ฮีเลียมและคาร์บอน

18.ระดับแนวคิดแรกในการพัฒนาเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์คืออะไร?

19.ระดับแนวคิดที่สองในการพัฒนาเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์คืออะไร?

ก) การศึกษากระบวนการทางเคมี ค) เคมีเชิงวิวัฒนาการ

ข) เคมีโครงสร้าง d) หลักคำสอนเรื่ององค์ประกอบ

20. ออร์กาโนเจนได้แก่:

ก) โซเดียม; ข) แคลเซียม; ค) ทองแดง; ง) ฟอสฟอรัส

21. ข้อความต่อไปนี้ใช้ไม่ได้กับออร์กาโนเจน:

ก) คาร์บอน; ข) ไนโตรเจน; ค) โซเดียม; ง) กำมะถัน..

บทที่ 10

หัวข้อ: ระดับทางชีวภาพของการจัดระเบียบของสสาร

วางแผน

1. ระดับโครงสร้างของชีวิต

2. ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต

3. กำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก

4. Cytology เป็นศาสตร์แห่งเซลล์

5. การเผาผลาญอาหาร การสังเคราะห์ด้วยแสง การสังเคราะห์ทางชีวภาพ การสังเคราะห์ทางเคมี

6. การสืบพันธุ์และการพัฒนาสิ่งมีชีวิต

7. พื้นฐานของพันธุศาสตร์

หัวข้อรายงาน

1. ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมี

2. แพนสเปิร์เมีย

3. แบบจำลองโครงสร้างของโมเลกุล DNA (D. Watson, F. Crick)

4. จีโนมมนุษย์

5. การโคลนนิ่ง

งานสำหรับงานอิสระ

แบบฝึกหัดที่ 1สำรวจแนวคิดต่างๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ภารกิจที่ 2ศึกษาโครงสร้างของเซลล์ องค์ประกอบทางเคมี โดยกรอกตาราง

โครงสร้างของเซลล์

คำถามควบคุม

1. ชีววิทยาศึกษาอะไร? ส่วนใดที่โดดเด่นในนั้น?

2. อธิบายลักษณะทั่วไปของพัฒนาการทางชีววิทยาในศตวรรษที่ 20

3. ชีวิตคืออะไร?

4. เอฟ. เองเกลส์ให้คำจำกัดความของชีวิตอย่างไรในศตวรรษที่ 19?

5. ลักษณะสำคัญของสิ่งมีชีวิตมีอะไรบ้าง?

6. เหตุใดปัญหาต้นกำเนิดของชีวิตจึงเป็นปัญหาที่ยากและน่าสนใจที่สุดในทางวิทยาศาสตร์?

7. สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากสิ่งไม่มีชีวิตอย่างไร?

8. หลุยส์ ปาสเตอร์พิสูจน์ได้อย่างไรว่าชีวิตไม่สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยตัวเองในตอนนี้?

9. แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตมีอะไรบ้าง?

10. นักวิชาการแสดงสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกอย่างไร

ก.โอภารินทร์?

11.อ.โอภารินทร์ กล่าวไว้ว่า กำเนิดชีวิตมีขั้นตอนอย่างไร?

12.โคเซอร์เวตคืออะไร?

13. สาระสำคัญของการเผาผลาญคืออะไร?

14.การสังเคราะห์ทางชีวภาพคืออะไร และเกิดขึ้นในร่างกายได้อย่างไร?

15.การสังเคราะห์และการสังเคราะห์ทางชีวภาพแตกต่างกันอย่างไร?

16.การสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร และมีความสำคัญอย่างไรบนโลก?

17. โครงสร้างโมเลกุลของระบบสิ่งมีชีวิตแตกต่างจากระบบไม่มีชีวิตอย่างไร?

18.ไวรัสจัดเป็นสิ่งมีชีวิตได้หรือไม่? ชี้แจงคำตอบของคุณ

19. เซลล์โปรคาริโอตแตกต่างจากเซลล์ยูคาริโอตอย่างไร

20. มีสมมติฐานอะไรบ้างเกี่ยวกับต้นกำเนิดของยูคาริโอต?

21. กรดอะมิโนมีบทบาทอย่างไรในสิ่งมีชีวิต?

22. DNA, RNA, กรดอะมิโน, ยีน, โครโมโซม, จีโนไทป์คืออะไร และแนวคิดเหล่านี้เกี่ยวข้องกันอย่างไร

23.DNA อยู่ที่ไหนในเซลล์?

24. ความต่อเนื่องของรุ่นเกิดขึ้นเพราะอะไร?

25.คุณรู้ระดับการสืบพันธุ์เท่าไร?

26.คุณรู้จักการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในรูปแบบใด?

27. อะไรคือพื้นฐานของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ?

28.พันธุศาสตร์ศึกษาอะไร?

29.คุณรู้แนวคิดทางชีววิทยาอะไรบ้าง? อธิบายพวกเขา

แนวคิดและเงื่อนไขพื้นฐาน

ชีววิทยา ชีวิต สิ่งมีชีวิต ระดับโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิต องค์ประกอบทางชีวภาพ ความแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต เนรมิต แพนสเปิร์เมีย วิวัฒนาการทางชีวเคมี โคเซอร์เวต การกำเนิดทางชีวภาพ การสร้างซิมไบโอเจเนซิส โปรคาริโอต ยูคาริโอต สิ่งมีชีวิต เซลล์วิทยา ออร์แกเนลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ ไซโตพลาสซึม , ไมโตคอนเดรีย, พลาสติด, เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, ไรโบโซม, ไลโซโซม, โครโมโซม, นิวเคลียสของเซลล์, องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์, โปรตีน, กรดอะมิโน, ลิพิด, คาร์โบไฮเดรต, กรดนิวคลีอิก, RNA, DNA, นิวคลีโอไทด์, รหัส DNA, ATP, ไวรัส, เมแทบอลิซึม, เมแทบอลิซึมของพลาสติก, เมแทบอลิซึมของพลังงาน, เมแทบอลิซึม, การดูดซึม, การสลายตัว, การสังเคราะห์, การสังเคราะห์ทางชีวภาพ, การสังเคราะห์เมทริกซ์, การสังเคราะห์ด้วยแสง, การสังเคราะห์ทางเคมี, ออโตโทรฟ, เคมีบำบัด, โฟโตโทรฟ, เฮเทอโรโทรฟ, มิกซ์โซโทรฟ, การสืบพันธุ์, ระดับของการสืบพันธุ์, การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ, การสืบพันธุ์ของพืช, การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ, gametes, ไมโทซิส, ไมโอซิส, การถ่ายทอดทางพันธุกรรม, สายวิวัฒนาการ, การแบ่งส่วน, การพัฒนาหลังเอ็มบริโอ, พันธุศาสตร์, ยีน, จีโนไทป์, จีโนม, ฟีโนไทป์, พันธุกรรม, ความแปรปรวน, โครโมโซม, การกลายพันธุ์, พันธุกรรมของเพศ, การครอบงำ, การถอย

การเกิดขึ้นของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ เคมี ดังที่เราทราบ ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสาร ในสมัยนั้นยังไม่มีวิทยาศาสตร์เคมีในความหมายสมัยใหม่และประสบการณ์เชิงปฏิบัติอันมหาศาลในด้านการรับสารและวัสดุก็สะสมโดยมนุษยชาติผ่านการลองผิดลองถูก ช่วงเวลาเล่นแร่แปรธาตุในประวัติศาสตร์ของการก่อตัวของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ธรรมชาติซึ่งกินเวลานานกว่าพันปีสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ในเวลาเดียวกัน นักเล่นแร่แปรธาตุเป็นผู้ค้นพบกระบวนการจำนวนมหาศาลและสังเกตเห็นปฏิกิริยาจำนวนมากระหว่างกระบวนการที่หลากหลายที่สุด...

แบ่งปันงานของคุณบนเครือข่ายโซเชียล

หากงานนี้ไม่เหมาะกับคุณ ที่ด้านล่างของหน้าจะมีรายการผลงานที่คล้ายกัน คุณยังสามารถใช้ปุ่มค้นหา

“แนวคิดวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่”

2014 /2015 ปีการศึกษา

บรรยายครั้งที่ 10

แนวคิดทางเคมีในภาพวิทยาศาสตร์ธรรมชาติของโลก

10.1. การเกิดขึ้นของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์

อย่างที่เราทราบเคมีศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสาร ในสมัยโบราณ เคมีเป็นชื่อที่ตั้งให้กับศิลปะในการผลิตทองคำ เงิน หรือโลหะผสม ในสมัยนั้นยังไม่มีวิทยาศาสตร์เคมีในความหมายสมัยใหม่และประสบการณ์เชิงปฏิบัติอันมหาศาลในด้านการรับสารและวัสดุก็สะสมโดยมนุษยชาติผ่านการลองผิดลองถูก และแน่นอนว่า เรื่องนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการสกัดโลหะมีค่าและโลหะผสมเท่านั้น สมัยนั้นผู้คนนิยมใช้เหล็ก ตะกั่ว ดีบุก และทองแดงกันอย่างแพร่หลาย ยุคประวัติศาสตร์ทั้งหมด เช่น ยุคสำริด ปัจจุบันมีความเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีโลหะวิทยา เครื่องปั้นดินเผา การทำแก้ว วิธีการทาสี การเตรียมยารักษาโรค และอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งปัจจุบันมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเคมีเชิงปฏิบัติ ได้พัฒนาไปอย่างมาก ความรู้นี้ได้รับการสืบทอดตามประเพณีจากรุ่นสู่รุ่นโดยวรรณะของนักบวช

ในสมัยกรีกโบราณผู้คนพยายามที่จะตอบไม่เพียง แต่คำถามว่าจะได้สารหรือวัสดุนี้หรือนั้นได้อย่างไร แต่ยังรวมถึงสาเหตุที่การเปลี่ยนแปลงของสารและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเกิดขึ้นด้วย อย่างไรก็ตามจนถึง XVII วี. คำถามเหล่านี้ได้รับคำตอบที่เป็นนามธรรมและเป็นการคาดเดาจนไม่อาจพูดถึงแนวคิดทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงใดๆ ที่อาจกลายเป็นดาวชี้นำที่เชื่อถือได้ในทางปฏิบัติ ในเรื่องนี้ก็พอจำได้องค์ประกอบหลักและคุณสมบัติของสสาร (ดิน น้ำ อากาศ ไฟ ความแห้ง ความชื้น ความร้อน ความเย็น ฯลฯ) ซึ่งเป็นพื้นฐานของปรัชญากรีกโบราณ แม้แต่อะตอมนิยมของชาวกรีกก็ไม่มีอะไรที่เหมือนกันกับทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลซึ่งเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้นสิบเก้า วี. ได้รับการยอมรับและกลายเป็นรากฐานของภาพวิทยาศาสตร์ธรรมชาติคลาสสิกของโลก

สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษการเล่นแร่แปรธาตุ ช่วงเวลาในประวัติศาสตร์ของการกำเนิดเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่กินเวลายาวนานกว่าพันปี เริ่มต้นด้วย IV วี. n. จ. นักเล่นแร่แปรธาตุพยายามแก้ไขปัญหาหลักสามประการไม่สำเร็จ: เพื่อค้นหาศิลาอาถรรพ์ค้นหาน้ำอมฤตแห่งความยืนยาวและสร้างตัวทำละลายสากล มีความลึกลับและวิชาการมากมายในวิธีการเล่นแร่แปรธาตุ นี่คือวิธีที่นักเล่นแร่แปรธาตุเองสิบสาม วี. กำหนดอาชีพของพวกเขา: “การเล่นแร่แปรธาตุเป็นส่วนที่จำเป็นอย่างยิ่งและศักดิ์สิทธิ์ของปรัชญาธรรมชาติแห่งสวรรค์ที่เป็นความลับซึ่งประกอบขึ้นและก่อตัวขึ้นเป็นหนึ่งเดียวซึ่งทุกคนไม่รู้จักวิทยาศาสตร์และศิลปะซึ่งสอนให้ทำความสะอาดและชำระล้างอัญมณีล้ำค่าที่สูญเสียคุณค่าและมอบให้ คุณสมบัติโดยธรรมชาติเพื่อฟื้นฟูร่างกายที่อ่อนแอและเจ็บป่วยให้อยู่ในสภาพที่เหมาะสมและมีสุขภาพที่ดีที่สุดและแม้กระทั่งเปลี่ยนโลหะทั้งหมดให้เป็นเงินแท้แล้วเป็นทองคำแท้ด้วยยาสากลเพียงชนิดเดียวซึ่งทุกคน ยาบางชนิดมีหรือลดลง” ในเวลาเดียวกันนักเล่นแร่แปรธาตุเป็นผู้ค้นพบกระบวนการจำนวนมหาศาลและสังเกตเห็นปฏิกิริยาจำนวนมากระหว่างสารหลากหลายชนิดซึ่งเป็นผู้วางพื้นฐานการทดลองสำหรับวิทยาศาสตร์เคมีแห่งอนาคตKเจ้าพระยา วี. การเล่นแร่แปรธาตุกำลังสูญเสียความหมายที่มีในศตวรรษก่อน เมื่อรู้สึกว่าความพยายามของพวกเขาไร้ประโยชน์ นักเล่นแร่แปรธาตุจึงค่อยๆ เปลี่ยนไปทำกิจกรรมเชิงปฏิบัติมากขึ้น แพทย์ นักเล่นแร่แปรธาตุ และนักไสยศาสตร์ชื่อดัง T. Paracelsus แย้งว่า "จุดประสงค์ที่แท้จริงของเคมีไม่ใช่การผลิตทองคำ แต่เพื่อเตรียมยา" (การเล่นแร่แปรธาตุสาขานี้เรียกว่า iatrochemistry) ความคิดของเขาที่ว่าปรากฏการณ์แห่งชีวิตนั้นมีลักษณะทางเคมีและสุขภาพนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบปกติของอวัยวะต่างๆ และ “น้ำผลไม้” ก็ยังค่อนข้างทันสมัย

ผลงานทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกในสาขาเคมีปรากฏอยู่ตรงกลาง XVII ศตวรรษ และนักเคมีกลุ่มแรกคือนักฟิสิกส์ "นอกเวลา" ตัวอย่างเช่น R. Boyle หนึ่งในผู้ก่อตั้งวิชาเคมีเป็นผู้ร่วมเขียนกฎหมายที่มีชื่อเสียงเกี่ยวกับการพึ่งพาแรงกดดันต่อปริมาตรของก๊าซที่อุณหภูมิคงที่ (กฎหมาย Boyle-Mariotte) บอยล์เป็นผู้ให้คำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกขององค์ประกอบทางเคมีว่าเป็นขีดจำกัดของการสลายตัวของสารออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ

ตามแบบฉบับของสมัยนั้นก็มีแนวความคิดของโฟลจิสตัน เป็นสารพิเศษที่มีอยู่ในสารและทำให้เกิดการเผาไหม้ การต่อสู้กับแนวคิดของ phlogiston กินเวลาเกือบร้อยปีจนกระทั่ง M.V. Lomonosov และ A. Lavoisier พิสูจน์ว่าการเผาไหม้คือปฏิกิริยาของสารกับออกซิเจน ในเวลาเดียวกันในตอนท้ายที่สิบแปด c., A. Lavoisier ตีพิมพ์ "หนังสือเรียนเคมีเบื้องต้น" ซึ่งจริงๆ แล้วได้เสร็จสิ้นการก่อตัวของเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับองค์ประกอบของสารและการวิเคราะห์ ในรายการสารอย่างง่าย Lavoisier ได้รวมอโลหะ โลหะที่รู้จักทั้งหมด ตลอดจน "หลักการไร้น้ำหนัก" "แสง" และ "แคลอรี่"

เมื่อต้นศตวรรษที่ XIX วี. แนวคิดเรื่ององค์ประกอบทางเคมี (ตาม R. Boyle) ได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงในวิชาเคมีแล้ว อย่างไรก็ตาม สิ่งที่อยู่เบื้องหลังแนวคิดนี้ยังคงเป็นปริศนา การสอนแบบอะตอมมิกของเจ. ดาลตันเกี่ยวกับธรรมชาติขององค์ประกอบทางเคมี “ช่วย” ให้เดาได้ จริงอยู่ ดาลตันเพิกเฉยต่อโครงสร้างและรูปร่างของอะตอม โดยถือว่าพวกมันเป็น “ลูกบอล” ขนาดเล็ก

จากคุณสมบัติทั้งหมดของ "ลูกบอล" เขาถือว่าเป็นเพียงมวลเท่านั้น โดยได้ศึกษารูปแบบของสารประกอบของธาตุต่างๆเข้าด้วยกันจึงได้กฎของหลายอัตราส่วน:เมื่อสารประกอบเคมี (ก๊าซ) เกิดขึ้น มวลขององค์ประกอบทางเคมีจะสัมพันธ์กันเป็นจำนวนเต็มเล็ก อยู่บนพื้นฐานของกฎหมายนี้ว่าเป็นไปได้ไม่เพียง แต่จะกำหนดสูตรทางเคมีของสารประกอบต่าง ๆ เท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างมวลสัมพัทธ์ของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีด้วย

เหตุการณ์สำคัญบนเส้นทางสู่ "การสร้างระเบียบ" ในด้านเคมีคือการประชุม International Chemical Congress ครั้งแรก ซึ่งจัดขึ้นในปี พ.ศ. 2403 โดย F. Kekule นักเคมีชาวเยอรมันผู้มีชื่อเสียง ในทศวรรษถัดมา ลำดับดังกล่าวได้ถูกกำหนดขึ้นจริงๆ และนักเคมีก็เริ่มค้นหารูปแบบในคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีประมาณหกสิบองค์ประกอบที่เป็นที่รู้จักในขณะนั้น การค้นหานี้จบลงด้วยความรู้สึก: ในปี 1869 D.I. Mendeleev นำเสนอตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีแก่ชุมชนวิทยาศาสตร์เป็นครั้งแรก ชัยชนะของตารางธาตุคือการค้นพบธาตุใหม่ๆ ที่ Mendeleev ทำนายไว้ ซึ่งไม่มีใครรู้ในปี 1869

จนถึงต้นศตวรรษที่ XX วี. โต๊ะของ D.I. Mendeleev กลายเป็น "พระคัมภีร์" แห่งวิชาเคมี และในเวลานี้เส้นทางของนักเคมีและนักฟิสิกส์ก็มาบรรจบกัน นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าวิธีการทางกายภาพใหม่ในการศึกษาสสาร (โดยหลักคือวิธีแมสสเปกโทรสโกปี) แสดงให้เห็นว่ามีองค์ประกอบทางเคมีที่มีคุณสมบัติเหมือนกัน แต่มีมวลต่างกัน - ที่เรียกว่าไอโซโทป เห็นได้ชัดว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีนั้นถูกกำหนดโดยน้ำหนักอะตอมไม่มากนัก แต่โดยพารามิเตอร์อื่นของอะตอม ฟิสิกส์มีส่วนสนับสนุนอย่างเด็ดขาดในการตอบคำถามนี้ ประการแรก แบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด-บอร์เกิดขึ้น (พ.ศ. 2456) และจากนั้นก็มีแบบจำลองเชิงกลควอนตัมที่เข้มงวดมากขึ้น (พ.ศ. 2469)

ขณะนี้เป็นที่ยอมรับแล้วว่าคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบไม่ได้ถูกกำหนดโดยมวล แต่โดยประจุของนิวเคลียสของอะตอมซึ่งกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมซึ่งอยู่ห่างจากนิวเคลียสต่างกันดังนั้นจึงมีการจับที่แตกต่างกัน พลังงาน การเติม "เปลือก" ของอิเล็กตรอนในนิวเคลียสจะดำเนินการตามหลักการของเพาลี แน่นอนว่าอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้กับนิวเคลียสมากที่สุดซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงทางเคมีนั้นจะถูกผูกมัดอย่างแน่นหนากับนิวเคลียสมากกว่า อิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจากนิวเคลียสหรือวาเลนซ์อิเล็กตรอน สามารถสร้างพันธะได้หลายประเภท

10.2. ระดับแนวคิดทางเคมี

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเคมีปรากฏต่อหน้าเราในฐานะกระบวนการสร้างลำดับของระดับแนวคิดสี่ระดับ

10.2.1. ตัวแรกก่อตัวขึ้นตรงกลางที่สิบแปด วี. และสามารถเรียกได้ว่าเป็นหลักคำสอนขององค์ประกอบในระดับนี้ เนื้อหาของเคมีสอดคล้องกับคำจำกัดความของ D.I. Mendeleev อย่างสมบูรณ์: "เคมีคือศาสตร์แห่งองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบของพวกมัน" เป็นเวลานานแล้วที่คำถามเกี่ยวกับสิ่งที่ถือเป็น "ส่วนประกอบ" เบื้องต้นของสาร - องค์ประกอบทางเคมี - ​​มีความเกี่ยวข้องในวิชาเคมี ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น D.I. Mendeleev เป็นผู้มีส่วนสนับสนุนพื้นฐานในการแก้ปัญหานี้ซึ่งใช้การจัดระบบคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีกับมวลอะตอม อย่างไรก็ตามต่อมาปรากฎว่ามีสารที่มีคุณสมบัติเหมือนกันซึ่งมีมวลต่างกัน (ไอโซโทป) ดังนั้นพื้นฐานในการจำแนกองค์ประกอบจึงกลายเป็นประจุของนิวเคลียส ดังนั้น,องค์ประกอบทางเคมีนี่คืออะตอมประเภทหนึ่งที่มีประจุนิวเคลียร์เท่ากัน นั่นคือชุดของไอโซโทป

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ตารางธาตุเคมีลงท้ายด้วยยูเรเนียมยู 92 . ในช่วงทศวรรษ 1950 นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เครื่องมืออันทรงพลังในการสังเคราะห์ธาตุทรานยูเรเนียมใหม่ - เครื่องเร่งอนุภาค ด้วยวิธีนี้ องค์ประกอบต่างๆ ที่มีมากถึงหมายเลข 112 จึงถูกสังเคราะห์ขึ้น ซึ่งอย่างไรก็ตาม จะไม่เสถียรและสลายตัวอย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของแรงผลักไฟฟ้าระหว่างโปรตอน ขณะนี้อยู่ระหว่างการศึกษาคุณสมบัติของธาตุที่ 118

องค์ประกอบทางเคมีเกือบทั้งหมดในสภาวะโลกมีอยู่ในองค์ประกอบของสารประกอบเคมีบางชนิด ปัจจุบัน มีสารประกอบมากกว่า 8 ล้านชนิดที่เป็นที่รู้จัก ซึ่งส่วนใหญ่ (ประมาณ 96%) เป็นสารประกอบอินทรีย์ (สารประกอบคาร์บอน) จากมุมมองสมัยใหม่ สารประกอบเคมีคือสารที่อะตอมรวมตัวกันเป็นโมเลกุล สารเชิงซ้อน โมเลกุลขนาดใหญ่ ผลึกเดี่ยว หรือระบบกลไกควอนตัมอื่นๆ ผ่านพันธะเคมี

10.2.2. สามารถเรียกโครงร่างแนวคิดที่สองได้เคมีโครงสร้าง. ในศตวรรษที่ 19 ไอโซเมอร์ถูกค้นพบ สารที่มีองค์ประกอบเหมือนกันแต่มีคุณสมบัติต่างกัน ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเชิงพื้นที่ขององค์ประกอบทางเคมีที่สัมพันธ์กัน ช่วงเวลาของการก่อตัวของเคมีเชิงโครงสร้างเรียกว่า "การเดินขบวนแห่งชัยชนะของการสังเคราะห์สารอินทรีย์"

ผู้ก่อตั้งหลักคำสอนเรื่องโครงสร้างของสารประกอบเคมีถือเป็นนักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ A.M. Butlerov ซึ่งในปี พ.ศ. 2404 ได้สร้างทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีสาระสำคัญซึ่งแสดงโดยข้อความต่อไปนี้:

อะตอมในโมเลกุลเชื่อมต่อกันในลำดับที่แน่นอนด้วยพันธะเคมีตามความจุ

โครงสร้างของสารแสดงออกมาตามสูตรโครงสร้าง ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสารที่กำหนด

คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของสารถูกกำหนดโดยองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของโมเลกุล โครงสร้าง และอิทธิพลร่วมกันของอะตอม ทั้งที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมีและที่ไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรง

โครงสร้างของโมเลกุลสามารถศึกษาได้โดยวิธีทางเคมี

ขอให้เรายกตัวอย่างเพียงตัวอย่างเดียวซึ่งเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ปี 1861 และเกี่ยวข้องกับชื่อ A. M. Butlerov จากคาร์บอนสี่อะตอมและไฮโดรเจนสิบอะตอมสามารถได้รับสารสองชนิด: บิวเทน CH 3 (ช 2 ) 2 CH3 และไอโซบิวเทน (CH 3) 3 ช.

สารชนิดแรกละลายที่อุณหภูมิ -138°C และเดือดที่ -0.5°C ละลายได้ในแอลกอฮอล์ อีเทอร์ และน้ำ ส่วนที่สองละลายที่ -160°C เดือดที่ -11.7°C ละลายได้ในแอลกอฮอล์และอีเทอร์ แต่ละลายในน้ำได้ไม่ดี

อย่างไรก็ตามทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับการพัฒนาเคมีอินทรีย์และต่อมาในชีวเคมี

ในปี พ.ศ. 2413-2433 การพัฒนาเคมีอินทรีย์นำไปสู่การผลิตสีย้อมต่างๆ สำหรับอุตสาหกรรมสิ่งทอ ยาทุกชนิด ผ้าไหมเทียม และวัสดุที่แตกต่างกันจำนวนมาก ทฤษฎีโครงสร้างทางเคมีได้เริ่มต้นขั้นตอนใหม่ในการพัฒนาเคมีเมื่อเปลี่ยนจากวิทยาศาสตร์เชิงวิเคราะห์มาเป็นวิทยาศาสตร์สังเคราะห์

ทฤษฎีของ A. M. Butlerov ยังไม่สูญเสียความสำคัญแม้แต่ตอนนี้: แนวคิดเกี่ยวกับการเชื่อมโยงระหว่างคุณสมบัติและโครงสร้างสะท้อนให้เห็นถึงรูปแบบธรรมชาติสากลที่แสดงออกไม่เพียง แต่ในระดับเคมีของการจัดระเบียบของสสารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงที่อื่น ๆ ,ระดับไร้สารเคมี

10.2.3. ก้าวใหม่ในการพัฒนาเคมีในช่วงเริ่มต้น XX วี. มีความเกี่ยวข้องกับการสร้างโครงร่างแนวคิดที่สามของเคมีคำสอนเกี่ยวกับกระบวนการทางเคมี

คุณรู้อะไรเกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีบ้าง? ความจริงที่ว่าพวกเขามักจะมาพร้อมกับการปลดปล่อย(ปฏิกิริยาคายความร้อน)หรือการดูดซึม(ปฏิกิริยาดูดความร้อน)พลังงาน (ความร้อน) ตามกฎแล้ว ปฏิกิริยาคายความร้อนรวมถึงปฏิกิริยาทั้งหมดของสารประกอบ (ตัวอย่างเช่น 2H 2 + โอ 2 --> 2H 2 O) และปฏิกิริยาดูดความร้อนโดยทั่วไปคือปฏิกิริยาการสลายตัว (ตัวอย่างเช่น CaCO 3 --> CaO + CO 2 ). เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น ในปฏิกิริยาผสม โมเลกุลของสารตั้งต้นจะมีโครงสร้างที่เสถียรกว่าและมีพันธะซึ่งกันและกันที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้น ดังนั้นพลังงานศักย์ของพวกเขาคุณเอ็กซ์ ลดลงเมื่อเทียบกับค่านั้นอู๋ ซึ่งอธิบายโมเลกุลอิสระที่ไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน (มักพิจารณายูโอ ~ 0) พลังงานที่สอดคล้องกับความแตกต่าง (คุณ โอ - คุณ x ) และถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อน เมื่อโมเลกุลถูกสลายตัวเป็นส่วนประกอบที่ง่ายกว่า ในทางกลับกัน จำเป็นต้องใช้พลังงานเพื่อทำลายพันธะโมเลกุล

เป็นที่ทราบกันว่าปฏิกิริยาเคมีบางอย่างเกิดขึ้นเกือบจะในทันที (เช่น ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับออกซิเจนเมื่อได้รับความร้อนหรือมีแพลตตินัม) ในขณะที่ปฏิกิริยาอื่นๆ เกิดขึ้นช้ามากจนสังเกตได้ยาก (เช่น การกัดกร่อนของโลหะ ). เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการเปลี่ยนแปลงทางเคมีส่วนใหญ่จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตามไม่ใช่กฎของฮอฟฟ์เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในการก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนแปลงแบบทวีคูณ

อีกปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาคือความเข้มข้นของรีเอเจนต์ กฎพื้นฐานของจลนศาสตร์เคมีระบุว่า: อัตราของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันนั้นเป็นสัดส่วนกับผลคูณของความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาถูกยกขึ้นมาในระดับหนึ่ง. ปัจจุบันเข้าใจถึงวัตถุทางเคมีว่าเป็นกระบวนการเปลี่ยนรูปของสาร ไม่ใช่เป็นสารที่สมบูรณ์ แนวคิดหลักของเคมีสมัยใหม่ ควบคู่ไปกับ "สสาร" "โมเลกุล" คือกลุ่มโมเลกุลที่มีการจัดระเบียบ กลุ่มโมเลกุลเชิงซ้อนที่ถูกกระตุ้น (โมเลกุลประกอบที่มีอายุการใช้งานสั้น) เป็นต้น

อย่างไรก็ตาม วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาเคมีเป็นร้อย พันครั้งหรือมากกว่านั้นคือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา สารที่ไม่เปลี่ยนแปลงตัวเองระหว่างปฏิกิริยา แต่เร่งความก้าวหน้า การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาคือพวกมัน "กระตุ้น" โมเลกุลของสารตั้งต้นราวกับว่ากระตุ้นพวกมันหลังจากนั้นตัวหลังจะรวมกันได้ง่ายขึ้นทำให้เกิดโมเลกุลของสารใหม่

บทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาทางชีวเคมีมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเหล่านี้คือโปรตีนจำนวนมากที่มีหน้าที่เฉพาะทางสูง หากไม่มีพวกมัน การสังเคราะห์สารโมเลกุลสูงที่ซับซ้อนในเซลล์ก็เป็นไปไม่ได้

มีสารหลายชนิดที่ทำปฏิกิริยาตรงข้ามกับตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเรียกว่าสารยับยั้ง บางครั้งทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้าลงอย่างมาก

เป็นการศึกษาจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมีและวิธีการควบคุมการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องในระดับแนวคิดที่สาม ความสำเร็จในระดับนี้ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมกระบวนการทางเคมีได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์สารอินทรีย์ การผลิตวัสดุทั่วโลก เช่น ยางสังเคราะห์ พลาสติก เส้นใยเทียม ผงซักฟอก และเอทิลแอลกอฮอล์เริ่มมีพื้นฐานจากวัตถุดิบตั้งต้นปิโตรเลียม และการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนจากการใช้ไนโตรเจนในอากาศ

10.2.4. ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงไปสู่ระดับแนวความคิดที่สี่ที่ซับซ้อนที่สุดของวิทยาศาสตร์เคมีเคมีวิวัฒนาการการพิจารณารูปแบบทางเคมีของสสารในการพัฒนาเป็นขั้นตอนในกระบวนการทางธรรมชาติของการวิวัฒนาการของโลกวัตถุโดยรวมจะช่วยให้เราก้าวไปสู่ระดับใหม่ในสาขาเทคโนโลยีเคมี ระดับนี้เกี่ยวข้องกับการนำแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในอดีตไปใช้ - ความเป็นไปได้ในการคัดลอกและสร้างกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต (การจัดระเบียบระบบเคมีด้วยตนเอง การเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ ฯลฯ )

แท้จริงแล้ว ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่ดำเนินการโดยมือมนุษย์นั้นเป็นปฏิกิริยาที่ "ไม่มีการรวมตัวกัน" ซึ่งอนุภาค (โมเลกุล ไอออน อะตอม อนุมูล) จะทำปฏิกิริยาผ่านการเผชิญหน้าแบบสุ่ม (ในเวลาและอวกาศ) ในเวลาเดียวกัน เคมี "ธรรมชาติ" ได้รับการจัดระเบียบอย่างมาก กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกือบทั้งหมดจะดำเนินการในระบบที่มีลำดับโมเลกุลและซูปราโมเลกุล ปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดเรียงกันในอวกาศและเวลา ต้องขอบคุณองค์กรระดับสูงนี้ที่ทำให้การเลือกสรรและผลผลิตของปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกิดขึ้นในระดับที่ยังไม่สามารถทำได้ในเคมีทั่วไป จากมุมมองของเคมีเชิงวิวัฒนาการ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถแก้ปัญหาทั้งปัญหาของการเกิดทางชีวภาพและเชี่ยวชาญประสบการณ์การเร่งปฏิกิริยาของธรรมชาติที่มีชีวิตได้

10.3 ที่ล้ำหน้าของเคมี

เคมีที่ทันสมัยที่สุดตอนนี้คืออะไร? ภารกิจหลักของเคมียังคงเป็นการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์และการสร้างสาร ยา และวัสดุใหม่ๆ จำนวนสารประกอบที่สร้างขึ้นทางเคมีมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง สถาปัตยกรรมโมเลกุลของสารประกอบที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่มีความหลากหลายและอุดมสมบูรณ์อย่างเหลือเชื่อ โมเลกุลสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (ประกอบด้วยโครงสร้างของโลหะหนึ่งมิติ), “ฟองน้ำ” ของโปรตอน และ “ท่อ” (แหล่งกักเก็บและช่องทางที่บรรทุกโปรตอนซึ่งจัดโดยโมเลกุล), โทรอยด์ของโมเลกุล, ครอบฟัน (สามารถแยกแคตไอออนและแอนไอออนได้), อนุมูลไฮเปอร์วาเลนต์, สูง โมเลกุลของสปิน (มีอิเล็กตรอนหลายสิบตัวที่ไม่ได้จับคู่ในโครงสร้างเดียว) โมเลกุลโพลีอะโรมาติกแบบหลายชั้น ฯลฯ

เหตุการณ์สำคัญในวิชาเคมีคือการพัฒนาหลักการของฟิวชันรูปดาว ซึ่งรีเอเจนต์จะรวมกันเป็นเศษส่วนเป็นโมเลกุลขนาดยักษ์เดนไดเมอร์ ธรรมชาติใช้หลักการนี้ในการสร้างไกลโคเจน อะมิโลเพคติน รวมถึงโพลีแซ็กคาไรด์และโปรตีนอื่นๆ โพลีเมอร์เดนไดเมอร์ถูกคาดการณ์ว่าจะทำหน้าที่เป็นเสาอากาศพลังงานโมเลกุลที่รวบรวมพลังงานรังสีแสงอาทิตย์และแปลงเป็นโฟโตปัจจุบัน

เหล็กเป็นสมบัติที่แท้จริงสำหรับวิชาเคมีฟูลเลอรีน, ซึ่งเชื่อมโยงกับการคาดการณ์ที่กล้าหาญและเป็นสีดอกกุหลาบที่สุด ฟูลเลอรีนเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 60, 70 หรือมากกว่าที่ถูกพันธะซึ่งกันและกัน ดังนั้นโครงสร้างทั้งหมดจึงมีลักษณะคล้ายลูกฟุตบอล (รูปที่ 1) ปรากฎว่าทั้งฟูลเลอรีนที่ "บริสุทธิ์" และเอนโดฟูลเลอรีน (ที่มีอะตอมและไอออนต่างๆ ฝังอยู่ในโมเลกุล) มีแนวโน้มที่ดีอย่างมากสำหรับไมโครอิเล็กทรอนิกส์และสำหรับใช้ในตัวนำยิ่งยวด

รูปที่ 1 ฟูลเลอรีน อะตอมของคาร์บอนตั้งอยู่ที่ไซต์ขัดแตะ

เหตุการณ์สำคัญในเคมีสมัยใหม่คือการสังเคราะห์คาร์บอนทรงกระบอกท่อนาโน (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 นาโนเมตร) ซึ่งสร้างขึ้นบนหลักการเดียวกับฟูลเลอรีน หลอดเหล่านี้มีลักษณะพิเศษคือสามารถละลายไฮโดรเจนได้สูง ซึ่งช่วยให้นำไปใช้ในแหล่งพลังงานเคมีได้ เช่นท่อนาโน สามารถซ้อน งอ ตัด ยืด จัดเรียงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับโมเลกุลได้

กระตุ้นความสนใจอย่างมากเคมีสังเคราะห์บนพื้นผิว ซึ่งศึกษาวัตถุบางเฉียบ ชั้นโมเลกุลเดี่ยว เยื่อหุ้ม ขอบเขตระหว่างเฟส ชั้นการดูดซับของรีเอเจนต์บนของแข็ง รวมถึงกระจุกนาโน ต้องขอบคุณการศึกษาเหล่านี้ที่ทำให้แหล่งกำเนิดแสงที่หลากหลายและสีที่เป็นไปได้ทั้งหมดปรากฏขึ้น

“โฉมหน้า” ใหม่ของวิชาเคมีก็คือเคมีที่สอดคล้องกันการเชื่อมโยงกันทางเคมีปรากฏชัดในการซิงโครไนซ์ปฏิกิริยาตามเวลาซึ่งแสดงการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นระยะและตรวจพบว่าเป็นการแกว่งของผลผลิตของผลิตภัณฑ์การปล่อยแสงเรืองแสงกระแสไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า ฯลฯ แนะนำการเชื่อมโยงกันทางเคมี แนวคิดต่างๆ เช่น แพ็กเก็ตคลื่น เฟส การรบกวน การแยกไปสองทาง ความปั่นป่วนของเฟส ในวิชาเคมีที่สอดคล้องกัน พฤติกรรมทางสถิติแบบสุ่มของโมเลกุลจะถูกแทนที่ด้วยพฤติกรรมที่มีการจัดระเบียบ เรียงลำดับ และซิงโครนัส: ความโกลาหลกลายเป็นระเบียบ

การสังเกตครั้งแรกเกี่ยวกับรูปแบบการสั่นของปฏิกิริยาเคมีได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์ไปแล้ว ในเวลานั้น การแกว่งถูกมองว่าแปลกใหม่มากกว่ากฎเคมี วันนี้ปฏิกิริยา BelousovZhabotinskyการแกว่งของค่า pH และศักย์ไฟฟ้าเคมีในระบบที่ต่างกัน เช่น น้ำ-น้ำมัน การเผาไหม้ของคลื่น และอื่นๆ ได้กลายเป็นเรื่องคลาสสิกไปแล้ว

ปฏิกิริยา BelousovZhabotinskyระดับ ปฏิกริยาเคมี, เกิดขึ้นในโหมดการสั่นซึ่งพารามิเตอร์ปฏิกิริยาบางตัว (สี, ความเข้มข้นของส่วนประกอบ, อุณหภูมิ ฯลฯ ) เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ๆ ทำให้เกิดโครงสร้าง spatiotemporal ที่ซับซ้อนของตัวกลางปฏิกิริยา ปัจจุบัน ชื่อนี้รวมระบบเคมีที่เกี่ยวข้องทั้งระดับเข้าด้วยกัน กลไกคล้ายกัน แต่ต่างกันที่กลไกที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (คอมเพล็กซ์ Ce 3+, Mn 2+ และ Fe 2+, Ru 2+ ), สารรีดิวซ์อินทรีย์ (กรดมาโลนิก, กรดโบรโมมาโลนิก, กรดมะนาว, กรดแอปเปิ้ลฯลฯ) และสารออกซิไดซ์ (โบรเมต ไอโอเดต ฯลฯ) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ระบบเหล่านี้สามารถแสดงรูปแบบพฤติกรรมที่ซับซ้อนมากได้ตั้งแต่แบบปกติเป็นระยะไปจนถึงวุ่นวาย การสั่นสะเทือนและเป็นวัตถุสำคัญในการศึกษากฎสากลของระบบไม่เชิงเส้น

รูปที่ 2 โครงสร้างบางอย่างที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยา Belousov Zhabotinsky ในชั้นบางๆ ในจานเพาะเชื้อ

อย่างไรก็ตาม การตระหนักว่าการเชื่อมโยงในระดับมหภาคเป็นคุณสมบัติพื้นฐานเพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ นี่เป็นเพราะสองสถานการณ์ ประการแรก ในโหมดที่สอดคล้องกัน เราสามารถคาดหวังได้ว่าผลผลิตของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น การเลือกกระบวนการ การทำความสะอาดพื้นผิวด้วยตนเองจากสารพิษที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ ประการที่สอง ความสนใจในออสซิลเลเตอร์เคมีปรากฏขึ้นอีกครั้งเนื่องจากกระบวนการออสซิลเลเตอร์ทางชีวเคมีในเซลล์ประสาท กล้ามเนื้อ และไมโตคอนเดรีย . เชื่อกันว่าระบบออสซิลเลเตอร์เคมีเป็นแบบอย่างของแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมในอนาคต

เคมีสมัยใหม่ได้ขยายขอบเขตออกไป รุกล้ำพื้นที่ที่ไม่น่าสนใจหรือไม่สามารถบรรลุได้สำหรับเคมี "คลาสสิก" ได้รับผลลัพธ์ที่น่าประทับใจเป็นพิเศษในพื้นที่นี้เฟมโตเคมี, ซึ่งกำลังพัฒนาเนื่องจากความก้าวหน้าในการได้รับเกินขีด (10-14 - 10 -15 c) พัลส์เลเซอร์ พัลส์เหล่านี้ทำให้สามารถมีอิทธิพลต่ออะตอมและโมเลกุลของสารแต่ละชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยให้ความละเอียดของ spatiotemporal สูงสุดในการควบคุมการเปลี่ยนแปลงทางเคมี พัลส์เลเซอร์กำลังสูงเป็นวิธีการที่ดีเยี่ยมในการสร้างคลื่นกระแทกสั้นซึ่งกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่แปลกใหม่ (เช่น การสังเคราะห์ไฮโดรเจนของโลหะ) อีกทิศทางหนึ่งสำหรับการสร้างเงื่อนไขที่แปลกใหม่คือการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์จนถึงอุณหภูมิต่ำมาก (10-4 - 10 -6 K) ด้วยความช่วยเหลือซึ่งเป็นไปได้ที่จะได้รับสถานะใหม่ของสสาร - ก๊าซผลึก

หน้า \* ผสานรูปแบบ 1

งานอื่นที่คล้ายคลึงกันที่คุณอาจสนใจvshm>
9154.		หลักการสมมาตรในภาพทางวิทยาศาสตร์ของโลก	15.71 KB
	แนวคิดเรื่องสมมาตร หนึ่งในการค้นพบที่สำคัญของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่คือความจริงที่ว่าความหลากหลายของโลกทางกายภาพรอบตัวเรานั้นสัมพันธ์กับการละเมิดความสมมาตรบางประเภทไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง
11441.		สัจวิทยาของร่างกายมนุษย์ในภาพภาษารัสเซียของโลกและภาษาศาสตร์รัสเซีย	107.98 KB
	โลกที่มนุษย์สมัยใหม่อาศัยอยู่นั้นถูกกำหนดให้เป็นธรรมชาติของสังคมระดับโลกนั้นถูกกำหนดมากขึ้นโดยการบริโภคข้อมูล และวัฒนธรรมของสังคมดังกล่าวก็กำลังกลายเป็นเรื่องมวลชน ร่างกายเป็นปรากฏการณ์ทางสังคมวัฒนธรรมที่เป็นเอกลักษณ์แทรกซึมทรัพยากรข้อมูลที่โดดเด่นในวาทกรรมของการโฆษณาแฟชั่นและสื่อมวลชน ตามที่นักทฤษฎีมโนทัศน์ทราบเกี่ยวกับทิศทางใหม่ของการวิจัยทางภาษาและวัฒนธรรมใน Yu. แนวคิดแนวคิดนี้สะท้อนความคิดทั้งหมดที่มีอยู่ในจิตใจของเจ้าของภาษาเกี่ยวกับ...
10573.		เรื่องของภูมิศาสตร์เศรษฐกิจและสังคมของโลก แผนที่การเมืองของโลก การก่อตัวของมัน	196.8 กิโลไบต์
	เรื่องของภูมิศาสตร์เศรษฐกิจและสังคมของโลก แผนที่การเมืองของโลก การจัดทำ จุดประสงค์ของบทเรียนคือเพื่อสร้างความเข้าใจของนักเรียนเกี่ยวกับแผนที่การเมืองของโลก เพื่อทำความคุ้นเคยกับแผนที่การเมืองสมัยใหม่ของโลก และเรียนรู้วิธีใช้ วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เรียนรู้การใช้แผนที่การเมืองโลกและค้นหาประเทศต่างๆ บนแผนที่
7253.		คุณสมบัติทางเคมีของอโลหะ	13.62 KB
	สมบัติทางเคมีพื้นฐานของอโลหะ การประยุกต์ อโลหะ คุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของอโลหะ อโลหะเป็นสารออกฤทธิ์ทางเคมี ยกเว้นก๊าซเฉื่อย
2673.		ลักษณะทางเคมีกายภาพของกระบวนการเผาไหม้	96.51 กิโลไบต์
	ไฟเป็นแหล่งพลังงานแรกของมนุษย์ดึกดำบรรพ์ เมื่อมนุษย์พัฒนาขึ้น เขาได้เรียนรู้กระบวนการเผาไหม้เชิงประจักษ์ พบและใช้เชื้อเพลิงประเภทใหม่ ค้นพบกระบวนการทางความร้อนที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของความร้อนจากการเผาไหม้ ซึ่งเขาจำเป็นต้องตอบสนองความต้องการของเขา
19441.		กระบวนการทางกายภาพและเคมีของการผลิตปิโตรเคมี	73.78 กิโลไบต์
	การพัฒนาอุตสาหกรรมในสหพันธรัฐรัสเซียและเขตดัดระดับยังก่อให้เกิดผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นอีกด้วย โดยทั่วไป กลไกของกระบวนการแตกร้าวของพาราฟิน โอเลฟินส์ ไอโซเมอไรเซชันของพาราฟินและโอเลฟินส์ และปฏิกิริยาดีลคิเลชันของอัลคิลารีนเป็นลูกโซ่จากมุมมองจลน์ กลไกของไอโซเมอไรเซชันของวงแหวนคือ...
3789.		วิธีฟิสิกส์เคมีเพื่อศึกษาน่านน้ำธรรมชาติ	208.08 KB
	สำหรับการทำงานและชีวิตตามปกติ บุคคลและสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปล้วนต้องการน้ำสะอาดที่ปราศจากมลภาวะ แต่ข้อความนี้ไม่สำคัญเกินไปสำหรับงานนี้ ดังนั้นเราจึงควรเจาะลึกลงไป ความรู้ที่มนุษย์สะสมมานั้นได้ให้รายละเอียดหรือหลักเกณฑ์ว่าน้ำควรเป็นอย่างไร
10710.		วิธีทางเคมีเพื่อสร้างความถูกต้องของสารยา	226.31 KB
	ไอออนแมกนีเซียมจะก่อตัวขึ้นเมื่อมีฟอสเฟตและแอมโมเนียมไอออน ทำให้เกิดการตกตะกอนของแมกนีเซียม แอมโมเนียม ฟอสเฟต แมกนีเซียมไอออนที่มีสารละลายคาร์บอเนตจะก่อให้เกิดตะกอนสีขาวของแมกนีเซียมคาร์บอเนตพื้นฐาน: ไอออนของ Iron III ในสารละลายจะได้สีแดงเมื่อมีไอออนไทโอไซยาเนต ก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีการแยกตัวต่ำ: รีเอเจนต์จำนวนหนึ่งก่อตัวเป็นตะกอนสีขาวหรือสีที่มีแคตไอออนหลายตัว ไอออนของปรอท สังกะสี บิสมัท และสารหนูมีปฏิกิริยากับซัลไฟด์: ไอออนของเหล็ก III และสังกะสีถูกตกตะกอนด้วยสารละลายเฮกซาไซยาโนเฟอร์เรต...
20017.		การต่อฟัน: คุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของวัสดุ	16.86 KB
	เทคนิคการเสริมฟันมีวัตถุประสงค์เพื่อฟื้นฟูฟันที่เสียหายหรือบิ่นบางส่วนโดยใช้วัสดุอุดฟัน ควรเก็บรักษาเนื้อเยื่อฟันที่มีชีวิตไว้ ดังนั้น ในกรณีที่เป็นไปได้ จึงควรใช้การต่อฟันแทนการใช้ขาเทียม ค่าใช้จ่ายของขั้นตอนนี้ต่ำกว่าวิธีการบูรณะฟันและขาเทียมอื่นๆ อย่างมาก
2617.		คุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์และอันตรายจากไฟไหม้ขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักและสารประกอบของพวกเขา	168.05 KB
	ให้เราจำไว้ว่าประเภทหลักของสารประกอบอนินทรีย์คือ: สารเชิงเดี่ยว โลหะและอโลหะ; สารเชิงซ้อน ออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ กรด และเกลือ การจำแนกประเภทของสารประกอบอนินทรีย์ สารเชิงเดี่ยว โลหะ สารเชิงซ้อน...