Какво е химия? Химия на s-елементите Какво е химия като предмет.

Химия на s-елементите.

Типични представители, приложение.

Ахметдинова Ю., Гатаулина О., Солодовников А.

Обща характеристика на елементи от IA и IIA групи

Група IA включва литий, натрий, калий, рубидий и цезий. Тези елементи се наричат ​​алкални елементи. Същата група включва и изкуствено получения малко проучен радиоактивен (нестабилен) елемент франций. Понякога водородът също е включен в група IA. Така тази група включва елементи от всеки от 7-те периода.

Група IIA включва берилий, магнезий, калций, стронций, барий и радий. Последните четири елемента имат групово име - алкалоземни елементи.

Четири от тези тринадесет елемента са най-разпространени в земната кора: Na ( w=2,63%), K ( w= 2,41%), Mg ( w= 1,95%) и Ca ( w= 3,38%). Останалите са много по-рядко срещани, а франциумът изобщо не се среща.

Орбиталните радиуси на атомите на тези елементи (с изключение на водорода) варират от 1,04 A (за берилий) до 2,52 A (за цезий), т.е. за всички атоми те надвишават 1 ангстрьом. Това води до факта, че всички тези елементи са истински металообразуващи елементи, а берилият е амфотерен металообразуващ елемент. Общата валентна електронна формула на елементи от група IA е ns 1 и елементи от група IIA – ns 2 .

Големият размер на атомите и малкият брой валентни електрони водят до факта, че атомите на тези елементи (с изключение на берилий) са склонни да се откажат от своите валентни електрони. Атомите на елементите от група IA най-лесно отдават валентните си електрони, докато еднозарядните катиони се образуват от атоми на алкални елементи, а двойно заредените катиони се образуват от атоми на алкалоземни елементи и магнезий. Степента на окисление в съединенията на алкалните елементи е +1, а на елементите от група IIA е +2.

Простите вещества, образувани от атомите на тези елементи, са метали. Литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций се наричат ​​алкални метали, тъй като техните хидроксиди са основи. Калцият, стронций и барий се наричат ​​алкалоземни метали. Химическата активност на тези вещества се увеличава с увеличаване на атомния радиус.

От химичните свойства на тези метали най-важни са техните редукционни свойства. Алкалните метали са най-силните редуциращи агенти. Металите от елементи от група IIA също са доста силни редуциращи агенти.

Повече подробности за свойствата на отделните s-елементи могат да бъдат намерени в базата данни

ХИМИЯ

наука, която изучава структурата на веществата и техните трансформации, придружени от промени в състава и (или) структурата. Chem. свети неща (техните трансформации; виж Химична реакция) се определят от гл. обр. външно състояние електронни обвивки на атоми и молекули, образуващи вещества; състояние на ядра и вътрешни електрони в химията процесите остават почти непроменени. Химически обект изследвания са химически елементии техните комбинации, т.е. атоми, прости (едноелементни) и сложни (молекули, радикални йони, карбени, свободни радикали) химикали. съединения, техните комбинации (асоциати, солвати и др.), материали и др. Брой химикали. конн. огромен и растящ през цялото време; тъй като самият X създава своя обект; до края 20-ти век известен прибл. 10 милиона химикал връзки.
X. като наука и индустрия не съществува дълго (около 400 години). Въпреки това, хим. знания и химия практиката (като занаят) може да се проследи хилядолетия назад, а в примитивна форма те се появяват заедно с Хомо сапиенс в процеса на неговото взаимодействие. с околната среда. Следователно строгата дефиниция на X. може да се основава на широко, вечно, универсално значение - като област на природните науки и човешката практика, свързана с химията. елементи и техните комбинации.
Думата "химия" идва или от името на Древен Египет "Хем" ("тъмен", "черен" - очевидно от цвета на почвата в долината на река Нил; значението на името е "египетска наука") , или от старогръцки. Chemeia - изкуството за топене на метали. Модерен име X. произлиза от Late Lat. chimia и е международен, напр. Немски Chemie, френски chimie, английски химия Терминът "X." използван за първи път през 5 век. Гръцки алхимик Зосима.

История на химията.Като опитна практика Xing възниква с началото на човешкото общество (използване на огън, готвене, дъбене на кожи) и под формата на занаяти, рано достига изтънченост (производство на бои и емайли, отрови и лекарства). В началото хората са използвали химикали. изменения в биол. предмети (, гниене), и с пълно овладяване на огъня и горенето - хим. процеси на синтероване и топене (производство на керамика и стъкло), топене на метали. Съставът на древноегипетското стъкло (4 хиляди години пр.н.е.) не се различава съществено от състава на съвременното стъкло. бутилка стъкло. В Египет вече 3 хиляди години пр.н.е. д. топят се в големи количества, като се използва въглища като редуциращ агент (самородната мед се използва от незапомнени времена). Според клинописни източници, развито производство на желязо, мед, сребро и олово е съществувало в Месопотамия също 3 хиляди години пр.н.е. д. Овладяване на химия процесите на производство на мед и след това на желязо бяха етапи в еволюцията не само на металургията, но и на цивилизацията като цяло, променяйки условията на живот на хората, оказвайки влияние върху техните стремежи.
В същото време възникват теоретични теории. обобщения. Например китайски ръкописи от 12 век. пр.н.е д. доклад "теоретичен" строителни системи от „основни елементи” (огън, дърво и земя); В Месопотамия се ражда идеята за редици от двойки противоположности, взаимодействие. които „съставят света”: мъжко и женско, топлина и студ, влага и сухота и т.н. Много важна беше идеята (с астрологичен произход) за единството на феномените на макрокосмоса и микрокосмоса.
Концептуалните стойности също включват атомистични стойности. учение, развито през 5 век. пр.н.е д. старогръцки философите Левкип и Демокрит. Те предложиха аналогова семантика. модел на структурата на нещо, което има дълбоко комбинативно значение: комбинациите, според определени правила, на малък брой неделими елементи (атоми и букви) в съединения (молекули и думи) създават информационно богатство и разнообразие (на неща и езици).
През 4 век. пр.н.е д. Аристотел създава хим. система, основана на "принципите": сухота - и студ - топлина, с помощта на двойни комбинации от които в "първичната материя" той изведе 4 основни елемента (земя, вода и огън). Тази система е съществувала почти непроменена в продължение на 2 хиляди години.
След Аристотел лидерство в химията. знанията постепенно преминават от Атина към Александрия. Оттогава са създадени рецепти за получаване на химикали. възникват вътрешни институции (като храма на Серапис в Александрия, Египет), ангажирани с дейности, които арабите по-късно ще нарекат „ал-химия“.
През 4-5в. хим. знание прониква в Мала Азия (заедно с несторианството), в Сирия възникват философски школи, превеждащи гръц. естествена философия и предадена химия. знания на арабите.
През 3-4в. възникна алхимия -философско и културно движение, което съчетава мистика и магия със занаяти и изкуство. Алхимията го донесе. принос към лабораторията. умения и техника, получаване на много чисти химикали. в-в. Алхимиците допълват елементите на Аристотел с 4 принципа (масло, влага и сяра); комбинации от тези мистични елементи и принципи определят индивидуалността на всеки остров. Алхимията има забележимо влияние върху формирането на западноевропейската култура (комбинацията от рационализъм с мистицизъм, знание с творчество, специфичен култ към златото), но не се разпространява в други културни региони.
Джабир ибн Хайян, или на европейски Гебер, Ибн Сина (Авицена), Абу ар-Рази и други алхимици въвеждат химията. бита (от урина), барут, мн. , NaOH, HNO3. Книгите на Гебер, преведени на латински, се радват на огромна популярност. От 12 век Арабската алхимия започва да губи практичност. посока, а с това и лидерство. Прониквайки през Испания и Сицилия в Европа, той стимулира работата на европейските алхимици, най-известните от които са Р. Бейкън и Р. Лул. От 16 век се развива практическото развитие. Европейската алхимия, стимулирана от нуждите на металургията (Г. Агрикола) и медицината (Т. Парацелз). Последният основава фармакологичното клон на химията - ятрохимията, и заедно с Агрикола той фактически действа като първият реформатор на алхимията.
X. като наука възниква по време на научната революция от 16-ти и 17-ти век, когато в Западна Европа възниква нова цивилизация в резултат на поредица от тясно свързани революции: религиозна (Реформация), която дава нова интерпретация на благочестието на земни дела; научен, който даде нова, механист. картина на света (хелиоцентризъм, безкрайност, подчинение на природните закони, описание на езика на математиката); индустриален (възникването на фабриката като система от машини, използващи енергия от изкопаеми горива); социални (унищожаване на феодалното и формиране на буржоазно общество).
X., следвайки физиката на Г. Галилей и И. Нютон, може да стане наука само по пътя на механизма, който определя основните норми и идеали на науката. В X. беше много по-трудно, отколкото във физиката. Механиката лесно се абстрахира от характеристиките на отделен обект. В Х. всеки частен обект (в-в) е индивидуалност, качествено различна от другите. X. не може да изрази предмета си чисто количествено и през цялата си история остава мост между света на количеството и света на качеството. Въпреки това, надеждите на антимеханистите (от Д. Дидро до В. Оствалд), че X. ще постави основите на различен, немеханистичен. науките не се материализират и X. се развива в рамките, определени от картината на света на Нютон.
Повече от два века X. развива представа за материалната природа на своя обект. Р. Бойл, който поставя основите на рационализма и експериментирането. метод в X., в работата си „Скептичният химик“ (1661) развива идеи за химията. атоми (корпускули), разликите във формата и масата на които обясняват качествата на отделните вещества. Атомистичен идеите в X. били подсилени идеологически. ролята на атомизма в европейската култура: човекът-атом е модел на човека, който формира основата на нова социална философия.
Металургичен X., който се занимаваше с процесите на изгаряне, окисление и редукция, калциниране - калциниране на метали (X. се наричаше пиротехника, т.е. огнено изкуство) - обърна внимание на газовете, образувани по време на този процес. J. van Helmont, който въвежда понятието "газ" и го открива (1620 г.), полага основите на пневматиката. химия. Бойл в работата си „Огън и пламък, претеглени на везни“ (1672), повтаряйки експериментите на Дж. Рей (1630) за увеличаване на масата на метала по време на изпичане, стигна до извода, че това се случва поради „улавянето на тежки частици на пламък от метала. На границата на 16-17в. G. Stahl формулира общата теория на X. - теорията на флогистона (калорично, т.е. „запалимо вещество“, отстранено с помощта на въздух от вещества по време на изгарянето им), което освободи X. от продължилите 2 хиляди години системи на Аристотел. Въпреки че М. В. Ломоносов, след като повтори експериментите с изпичане, откри закона за запазване на масата в химията. p-tions (1748) и успя да даде правилно обяснение на процесите на горене и окисление като взаимодействие. в-ва с въздушни частици (1756), познаването на горенето и окисляването е невъзможно без развитието на пневмат. химия. През 1754 г. J. Black (пре)открива въглеродния диоксид ("фиксиран въздух"); Дж. Пристли (1774) - , Г. Кавендиш (1766) - ("запалим въздух"). Тези открития предоставят цялата информация, необходима за обяснение на процесите на горене, окисляване и дишане, което прави А. Лавоазие през 1770-90-те години, като по този начин ефективно погребва теорията на флогистона и печели славата на „бащата на съвременния X. ”
Към началото 19 век пневматохимията и изследванията на състава на веществата доближиха химиците до разбирането на тази химия. елементите се комбинират в определени, еквивалентни съотношения; формулирани са законите на постоянството на композицията (J. Proust, 1799-1806) и обемните отношения (J. Gay-Luc-sac, 1808). И накрая, J. Dalton, Most. напълно очертава концепцията си в есето „Нова система на химическата философия“ (1808-27), убеждава съвременниците си в съществуването на атоми, въвежда концепцията за атомно тегло (маса) и връща към живот концепцията за елемент, но в съвсем различен смисъл - като съвкупност от еднотипни атоми .
Хипотезата на А. Авогадро (1811 г., приета от научната общност под влиянието на С. Канизаро през 1860 г.), че частиците на простите газове са молекули от два идентични атома, разреши редица противоречия. Картина на материалната природа на химията. съоръжението е завършено с откриване на периодични. химически закон елементи (Д. И. Менделеев, 1869). Той свърза количествата. мярка () с качество (химични свойства), разкри значението на понятието химикал. елемент, даде на химика теория с голяма предсказваща сила. X. стана модерен. наука. Периодични законът легитимира собственото място на X. в системата на науките, разрешавайки латентния конфликт на химията. реалност с нормите на механизъм.
В същото време имаше търсене на причините и силите на химикалите. взаимодействия. Появи се дуализмът. (електрохимична) теория (I. Berzelius, 1812-19); бяха въведени понятията "" и "химическа връзка", които бяха изпълнени с физ смисъл с развитието на теорията за структурата на атома и квантовата Х. Те са предшествани от интензивни изследвания на орг. в-в 1-вата половина. 19 век, което доведе до разделянето на X. на 3 части: неорганична химия, органична химияИ аналитична химия(до 1-ва половина на 19 век, последният е основната секция на X.). Нова емпирия. материалът (разтвори на заместване) не се вписва в теорията на Берцелиус, така че бяха въведени идеи за групи от атоми, действащи в разтвори като цяло - радикали (F. Wöhler, J. Liebig, 1832). Тези идеи са развити от C. Gerard (1853) в теорията на типовете (4 типа), чиято стойност е, че лесно се свързва с концепцията за валентност (E. Frankland, 1852).
През 1-вата половина. 19 век беше открит един от най-важните феномени на X. катализа(самият термин е предложен от Берцелиус през 1835 г.), който много скоро намери широко практическо приложение. приложение. Всички Р. 19 век Наред с важни открития на такива нови вещества (и класове), като багрила (V. Perkin, 1856), бяха представени концепции, важни за по-нататъшното развитие на X. През 1857-58 г. Ф. Кекуле развива теорията за валентността, приложена към орг. v-ти, установи четиривалентността на въглерода и способността на неговите атоми да се свързват помежду си. Това проправи пътя за теорията на химията. структури на орг. конн. (структурна теория), построена от А. М. Бутлеров (1861). През 1865 г. Кекуле обяснява природата на ароматните съединения. конн. J. van't Hoff и J. Le Bel, постулиращи тетраедър. структури (1874), проправи пътя за триизмерен изглед на структурата на острова, полагайки основите стереохимиякато важен раздел от X.
Всички Р. 19 век В същото време изследванията в областта на химична кинетикаИ термохимия.Л. Вилхелми изучава кинетиката на хидролизата на въглехидратите (за първи път дава уравнение за скоростта на хидролизата; 1850 г.), К. Гулдберг и П. Вааге формулират закона за масовото действие (1864-67). G. I. Hess открива основния закон на термохимията през 1840 г., M. Berthelot и V. F. Luginin изучават топлината на много. области. В същото време работете върху колоидна химия, фотохимияИ електрохимия,Крим започва още през 18 век.
Създават произведенията на Дж. Гибс, Вант Хоф, В. Нернст и др химическиИзследванията на електрическата проводимост на разтворите и електролизата доведоха до откриването на електролит. дисоциация (S. Arrhenius, 1887). През същата година Оствалд и Вант Хоф основават първото списание, посветено на физическа химия,и се оформи като самостоятелна дисциплина. K сер. 19 век прието е да се приписва произходът агрохимияИ биохимия,особено във връзка с пионерската работа на Liebig (1840) върху ензимите, протеините и въглехидратите.
19 век от дясно м.б. наречен век на химическите открития. елементи. През тези 100 години са открити повече от половината (50) от съществуващите на Земята елементи. За сравнение: през 20 век. Открити са 6 елемента, през 18 век - 18, преди 18 век - 14.
Изключителни открития във физиката в края. 19 век (рентгенови лъчи, електрон) и развитието на теор. идеи (квантовата теория) доведоха до откриването на нови (радиоактивни) елементи и явлението изотопия, появата радиохимияИ квантова химия,нови идеи за структурата на атома и природата на химията. връзки, пораждащи развитието на съвр X. (химия на 20 век).
Успехите на X. 20 век. свързани с напредъка на аналита. X. и физ методи за изучаване на веществата и въздействие върху тях, проникване в механизмите на процесите, със синтез на нови класове вещества и нови материали, диференциация на химикали. дисциплини и интегриране на X. с други науки, отговарящи на нуждите на съвременността. промишленост, техника и технологии, медицина, строителство, селско стопанство и други сфери на човешката дейност в нови химикали. знания, процеси и продукти. Успешно прилагане на нови физически методи на въздействие доведоха до формирането на нови важни направления на X., напр. радиационна химия, плазмохимия.Заедно с X. ниски температури ( криохимия) и X. високо налягане (вж. налягане),сонохимия (виж Ултразвук), лазерна химияи т.н. започнаха да формират нова област - X. екстремни въздействия, която играе голяма роля при получаването на нови материали (например за електрониката) или стари ценни материали с относително евтини синтетични материали. чрез (напр. диаманти или метални нитриди).
Едно от първите места в X. се дава на проблемите за прогнозиране на функционалните свойства на елемент въз основа на познаването на неговата структура и определяне на структурата на елемент (и неговия синтез) въз основа на неговата функционална цел. Решението на тези проблеми е свързано с развитието на квантово-химичните изчисления. методи и нови теоретични подходи, с успех в неорг. и орг. синтез. Развива се работата по генното инженерство и синтеза на съединения. с необичайна структура и свойства (например високотемпературни свръхпроводници).Методи, базирани на матричен синтез,а също и използване на идеи планарна технология.Методите, които симулират биохимията, се развиват допълнително. области. Напредъкът в спектроскопията (включително сканиране на тунели) отвори перспективи за „дизайн“ на вещества в кея. ниво, доведе до създаването на ново направление в X. - т.нар. нанотехнологии. За контрол на хим процеси както в лабораторията, така и в индустрията. мащаб, принципите започват да се използват. и молитва. организиране на ансамбли от реагиращи молекули (включително подходи, базирани на термодинамика на йерархичните системи).
Химията като система от знанияза веществата и техните трансформации. Тези знания се съдържат в набор от факти - надеждно установена и проверена информация за химията. елементи и съединения, техните условия и поведение в природата и изкуствата. среди Критериите за достоверност на фактите и методите за тяхното систематизиране непрекъснато се развиват. Големите обобщения, които надеждно свързват големи набори от факти, се превръщат в научни закони, чиято формулировка отваря нови етапи на X. (например законите за запазване на масата и енергията, законите на Далтон, периодичният закон на Менделеев). Теории, използващи специфични концепции, обясняват и предвиждат факти от по-специфична предметна област. Всъщност експерименталното познание става факт само когато получи теоретично познание. интерпретация. И така, първата хим. теория - теорията за флогистона, макар и неправилна, допринесе за формирането на X., защото свърза фактите в система и даде възможност да се формулират нови въпроси. Структурната теория (Бутлеров, Кекуле) организира и обяснява огромно количество организационен материал. X. и определя бързото развитие на химията. синтез и изследване на структурата на орг. връзки.
X. тъй като знанието е много динамична система. Еволюционното натрупване на знания се прекъсва от революции - дълбоко преструктуриране на системата от факти, теории и методи, с появата на нов набор от концепции или дори нов стил на мислене. По този начин революцията е причинена от трудовете на Лавоазие (материалистичната теория на окислението, въвеждането на количествени експериментални методи, развитието на химическата номенклатура), откриването на периодични. Законът на Менделеев, сътворението в нач. 20-ти век нови аналити методи (микроанализ, ). Появата на нови области, които развиват нова визия за предмета на X и оказват влияние върху всички негови области (например появата на физически X на базата на химичната термодинамика и химичната кинетика), също може да се счита за революция.
Chem. знанието има развита структура. Рамката на X. се състои от основни химикали. дисциплини, развили се през 19 век: аналитични, неорг., орг. и физически X. Впоследствие, по време на еволюцията на структурата на А., се формират голям брой нови дисциплини (например кристална химия), както и нов инженерен клон - химическа технология.
Голям набор от изследователски области израства в рамките на дисциплини, някои от които са включени в една или друга дисциплина (например X. елементно органично съединение - част от орг. X.), други са мултидисциплинарни по природа, т.е. изискват обединение в едно изследване от учени от различни дисциплини (например изследване на структурата на биополимери с помощта на комплекс от комплексни методи). Трети са интердисциплинарни, т.е. изискват обучение на специалист в нов профил (например X. нервен импулс).
Тъй като почти всички практични човешката дейност е свързана с използването на материята като вещества, химикали. знанието е необходимо във всички области на науката и технологиите, които владеят материалния свят. Следователно днес X. се превърна, заедно с математиката, в хранилище и генератор на такова знание, което „пронизва“ почти цялата останала наука. Тоест, подчертавайки X. като набор от области на знанието, можем да говорим и за химия. аспект на повечето други области на науката. Има много хибридни дисциплини и области на „границите“ на X.
На всички етапи от развитието си като наука X. изпитва мощното влияние на физическата наука. науки - първо Нютонова механика, след това термодинамика, атомна физика и квантова механика. Атомната физика дава знания, които са част от основата на X., разкрива значението на периодичността. закон, помага да се разберат моделите на разпространение и разпространение на химикалите. елементи във Вселената, което е обект на ядрената астрофизика и космохимия.
Фундамент. X. е повлиян от термодинамиката, която поставя фундаментални ограничения върху възможността за химични реакции. r-ции (химическа термодинамика). X., чийто свят първоначално беше свързан с огъня, бързо усвои термодинамиката. начин на мислене. Вант Хоф и Арениус свързват изучаването на скоростта на реакциите (кинетика) -X с термодинамиката. получи модерен начин за изучаване на процеса. Изучаване на химия кинетиката изисква участието на много частни физици. дисциплини за разбиране на процесите на пренос на вещества (вижте, например, Дифузия, Пренос на масаРазширяване и задълбочаване на математизацията (например използването на мат. моделиране, теория на графите) ни позволява да говорим за образуването на мат. X. (предсказано е от Ломоносов, наричайки една от книгите си „Елементи на математическата химия“).

Езикът на химията. Информационна система.Предмет X. - елементи и техните съединения, хим. взаимодействие на тези обекти - има огромно и бързо нарастващо разнообразие. Езикът на Л. е съответно сложен и динамичен. Речникът му включва името. елементи, съединения, химикали. частици и материали, както и понятия, отразяващи структурата на обектите и тяхното взаимодействие. Езикът на X. има развита морфология - система от префикси, суфикси и окончания, които позволяват да се изрази качественото разнообразие на химията. свят с голяма гъвкавост (вж Химическа номенклатура).Речникът X. е преведен на езика на символите (знаци, ph-l, ur-nium), които позволяват замяната на текста с много компактен израз или визуално изображение (например пространствени модели). Създаването на научния език на X. и метод за записване на информация (предимно на хартия) е едно от големите интелектуални подвизи на европейската наука. Международната общност от химици успя да създаде конструктивна световна работа по такъв противоречив въпрос като развитието на терминологията, класификацията и номенклатурата. Намерен е баланс между ежедневния език, историческите (тривиални) химически имена. съединения и техните строги формулни обозначения. Създаването на езика X. е удивителен пример за комбинация от много висока мобилност и прогрес със стабилност и приемственост (консерватизъм). Модерен хим. Езикът позволява огромно количество информация да бъде записана много кратко и недвусмислено и обменена между химици по целия свят. Създадени са машинночетими версии на този език. Разнообразието на Х. обекта и сложността на езика правят Х. информационна система най-много. големи и сложни във всички науки. Базира се на химически списания,както и монографии, учебници, справочници. Благодарение на традицията на международна координация, възникнала в началото на X., преди повече от век, бяха формирани стандарти за описание на химията. в-в и хим. райони и е положено началото на система от периодично актуализирани индекси (например индексът на Beilstein org. връзка; вж. също Химически справочници и енциклопедии).Огромен мащаб на химикала литературата още преди 100 години ни подтикна да търсим начини да я „компресираме“. Появиха се реферативни списания (RJ); След Втората световна война в света излизат два максимално пълни руски журнала: „Химически реферати” и „РЖ Химия”. На базата на RZh се разработват системи за автоматизация. системи за търсене на информация.

Химията като социална система- най-голямата част от цялата общност на учените. Формирането на химик като тип учен е повлияно от характеристиките на обекта на неговата наука и метода на дейност (химичен експеримент). Трудности мат. формализиране на обекта (в сравнение с физиката) и в същото време разнообразието от сетивни прояви (мирис, цвят, биол. и др.) от самото начало ограничават доминирането на механизма в мисленето на химика и го оставят. поле за интуиция и артистичност. Освен това химикът винаги е използвал немеханични инструменти. природа - огън. От друга страна, за разлика от стабилните, дадени от природата обекти на биолога, светът на химика има неизчерпаемо и бързо нарастващо разнообразие. Несводимата мистерия на новото растение придаде отговорност и предпазливост на светогледа на химика (като социален тип, химикът е консервативен). Chem. Лабораторията е разработила строг механизъм на „естествен подбор“, отхвърлящ арогантните и склонни към грешки хора. Това придава оригиналност не само на стила на мислене, но и на духовно-нравствената организация на химика.
Общността на химиците се състои от хора, които се занимават професионално с X. и смятат, че са в тази област. Около половината от тях обаче работят в други области, осигурявайки им химикали. знания. Освен това към тях се присъединяват много учени и технолози - до голяма степен химици, въпреки че вече не се смятат за химици (овладяването на уменията и способностите на химик от учени в други области е трудно поради гореспоменатите характеристики на предмет).
Като всяка друга сплотена общност, химиците имат свой професионален език, система за възпроизводство на кадри, комуникационна система (списания, конгреси и др.), своя история, свои културни норми и стил на поведение.

Изследователски методи.Специална област на химията. знания – химични методи. експеримент (анализ на състава и структурата, синтез на химични вещества). А. - повечето изразено експериментално науката. Обхватът от умения и техники, които химикът трябва да владее, е много широк, а наборът от методи расте бързо. Тъй като химическите методи експериментите (особено анализът) се използват в почти всички области на науката, X. разработва технологии за всички науки и ги комбинира методично. От друга страна, X. показва много висока чувствителност към методите, родени в други области (предимно физика). Нейните методи са силно интердисциплинарни.
В изследванията. За целите на X се използва огромен набор от начини за влияние върху нещата. Отначало беше термично, химично. и биол. въздействие. След това бяха добавени високо и ниско налягане, механични, магнитни. и електрически въздействия, потоци от йони на елементарни частици, лазерно лъчение и др. Сега все повече от тези методи навлизат в производствената технология, което отваря нов важен канал за комуникация между науката и производството.

Организации и институции. Chem. Изследването е специален вид дейност, която е развила подходяща система от организации и институции. Химическото инженерство се превърна в специален тип институция. лаборатория, устройството е проектирано да отговаря на основните функции, изпълнявани от екип от химици. Една от първите лаборатории е създадена от Ломоносов през 1748 г., 76 години по-рано от химика. в САЩ се появиха лаборатории. пространство Структурата на лабораторията и нейното оборудване позволяват съхраняването и използването на голям брой уреди, инструменти и материали, включително потенциално много опасни и несъвместими (запалими, експлозивни и токсични).
Развитието на изследователските методи в X. доведе до обособяване на лабораториите и идентифициране на много методологии. лаборатории и дори инструментални центрове, които са специализирани в обслужването на голям брой екипи от химици (анализи, измервания, въздействие върху вещества, изчисления и др.). Институция, която обединява лаборатории, работещи в сходни области с кон. 19 век стана изследван. int (виж Химически институти).Много често хим. Институтът разполага с опитно производство - полупромишлена система. инсталации за производство на малки партиди вещества и материали, тяхното изпитване и разработване на технологии. режими.
Химиците се обучават по химия. факултети на университети или специалности. висши учебни заведения, които се различават от другите с големия дял на практическата работа и интензивното използване на демонстрационни експерименти в теоретичните изследвания. курсове. Развитие на хим семинари и лекции експерименти - специален жанр на химията. изследвания, педагогика и в много отношения изкуство. От ср. 20-ти век Обучението на химици започва да излиза извън рамките на университета и да обхваща по-ранни възрастови групи. Появиха се специалисти. хим. средни училища, клубове и олимпиади. В СССР и Русия е създадена една от най-добрите доинституционални химически системи в света. подготовка, жанрът на популярната химия е разработен. литература.
За съхранение и пренос на химикали. знание има мрежа от издателства, библиотеки и информационни центрове. Специален тип X. институции се състои от национални и международни органи за управление и координиране на всички дейности в тази област - държавни и обществени (вж. напр. Международен съюз по чиста и приложна химия).
Системата от институции и организации на X. е сложен организъм, който е „отглеждан“ в продължение на 300 години и се счита във всички страни за голямо национално богатство. Само две страни в света имаха интегрална система за организиране на X. в структурата на знанието и в структурата на функциите - САЩ и СССР.

Химия и общество. X. е наука, обхватът на отношенията между рояка и обществото винаги е бил много широк - от възхищение и сляпа вяра („химизация на цялата национална икономика“) до еднакво сляпо отричане („нитратен“ бум) и хемофобия. Образът на алхимик беше прехвърлен на X. - магьосник, който крие целите си и има непонятна сила. Отрови и барут в миналото, паралитик на нервите. и психотропните вещества днес – общото съзнание свързва тези инструменти на властта с Х. Тъй като хим. индустрията е важен и необходим компонент на икономиката, хемофобията често се подклажда умишлено за опортюнистични цели (изкуствена екологична психоза).
Всъщност X. е системообразуващ фактор в съвремието. общество, т. е. абсолютно необходимо условие за неговото съществуване и възпроизводство. Преди всичко, защото X. участва във формирането на съвр. човек. Визията за света през призмата на понятията X не може да бъде премахната от светогледа му.Освен това в индустриалната цивилизация човек запазва статута си на член на обществото (не е маргинализиран) само ако бързо овладее нови химикали. представяне (за което се използва цяла система за популяризиране на Х.). Цялата техносфера – изкуствено създадения свят около хората – все повече се насища с химически продукти. производство, чиято обработка изисква високо ниво на химикали. знания, умения и интуиция.
В кон. 20-ти век Все повече се усеща общата неадекватност на обществата. институти и всекидневното съзнание на индустриалното общество до нивото на съвременната химизация. мир. Това несъответствие породи верига от противоречия, които се превърнаха в глобален проблем и създадоха качествено нова опасност. На всички социални нива, включително на научната общност като цяло, изоставането в химическите нива нараства. знания и умения от хим. реалността на техносферата и нейното въздействие върху биосферата. Chem. образованието и възпитанието в общообразователните училища става все по-оскъдно. Разликата между хим подготовката на политиците и потенциалната опасност от грешни решения. Организация на нова, съобразена с реалността система на универсална химия. образование и владеене на химия. културата става условие за сигурността и устойчивото развитие на цивилизацията. По време на кризата (която обещава да бъде дълга) преориентирането на приоритетите на X е неизбежно: от знания в името на подобряването на условията на живот към знания в името на гаранциите. запазване на живота (от критерия за „максимизиране на ползите“ до критерия за „минимизиране на щетите“).

Приложна химия.Практическото, приложно значение на X. е да упражнява контрол над хим. процеси, протичащи в природата и техносферата, при производството и преобразуването на необходимите на човека вещества и материали. В повечето индустрии до 20в. доминират процеси, наследени от занаятчийския период. X., по-рано от други науки, започна да генерира продукти, чийто принцип се основава на научни познания (например синтез на анилинови багрила).
Химично състояние индустрията до голяма степен определя темпото и посоката на индустриализацията и политиката. ситуация (като например създаването на широкомащабно производство на амоняк и азотна киселина от Германия по метода на Гебер-Бош, което не беше предвидено от страните от Антантата, които й предоставиха достатъчно количество експлозиви за извършване на световна война). Развитието на минералната промишленост, производството на торове, а след това и на продуктите за растителна защита рязко повишава селскостопанската производителност, което се превръща в условие за урбанизация и бързо индустриално развитие. Подмяна на техн художествени култури. в-ви и материали (тъкани, багрила, заместители на мазнини и др.) означава еднакво. увеличаване на предлагането на храна. ресурси и суровини за леката промишленост. Състояние и икономически Ефективността на машиностроенето и строителството все повече се определя от разработването и производството на синтетични материали. материали (пластмаси, гуми, филми и влакна). Развитието на нови комуникационни системи, които в близко бъдеще ще се променят радикално и вече са започнали да променят лицето на цивилизацията, се определя от развитието на оптичните материали; прогресът на телевизията, компютърните науки и компютъризацията е свързан с развитието на елементната база на микроелектрониката и кейовете. електроника. Като цяло развитието на техносферата днес до голяма степен зависи от гамата и количеството на произвежданите химикали. индустриални продукти. Качеството на много химикали продукти (например бои и лакове) влияе и върху духовното благосъстояние на населението, т.е. участва във формирането на най-висшите човешки ценности.
Невъзможно е да се надценява ролята на X. в развитието на един от най-важните проблеми, пред които е изправено човечеството - опазването на околната среда (вж. Защита на природата).Тук задачата на X. е да разработва и подобрява методи за откриване и определяне на антропогенно замърсяване, изучаване и моделиране на химията. процеси, протичащи в атмосферата, хидросферата и литосферата, създаване на безотпадни или нискоотпадъчни химикали. производство, разработване на методи за обезвреждане и обезвреждане на промишлени продукти. и битови отпадъци.

Лит.:Фнгуровски Н. А., Очерк по общата история на химията, т. 1-2, М., 1969-79; Кузнецов V.I., Диалектика на развитието на химията, М., 1973; Соловьов Ю. И., Трифонов Д. Н., Шамин А. Н., История на химията. Развитие на основните направления на съвременната химия, М., 1978; Jua M., История на химията, прев. от италиански, М., 1975; Легасов В. А., Бучаченко А. Л., "Напредък в химията", 1986 г., т. 55, к. 12, стр. 1949-78 г.; Fremantle M., Химия в действие, прев. от английски, части 1-2, М., 1991; Pimentel J., Coonrod J., Възможности на химията днес и утре, прев. от англ., М., 1992; Par ting ton J. R., История на химията, v. 1-4, L.-N.Y., 1961-70. СЪС.

Г. Кара-Мурза, Т. А. Айзатулин.Речник на чуждите думи на руския език

ХИМИЯ- ХИМИЯ, наука за веществата, техните трансформации, взаимодействия и явленията, възникващи по време на този процес. Изясняване на основните понятия, с които оперира X, като атом, молекула, елемент, просто тяло, реакция и т.н., доктрината за молекулно, атомно и... ... Голяма медицинска енциклопедия

- (вероятно от гръцката Chemia Chemia, едно от най-древните имена на Египет), наука, която изучава трансформациите на веществата, придружени от промени в техния състав и (или) структура. Химически процеси (получаване на метали от руди, боядисване на тъкани, обработка на кожи и... ... Голям енциклопедичен речник

ХИМИЯ, дял от науката, който изучава свойствата, състава и структурата на веществата и тяхното взаимодействие помежду си. В момента химията е широка област на познание и се разделя основно на органична и неорганична химия.... ... Научно-технически енциклопедичен речник

ХИМИЯ, химия, много други. не, женска (гръцки chemeia). Науката за състава, структурата, промените и трансформациите, както и образуването на нови прости и сложни вещества. Химията, казва Енгелс, може да се нарече наука за качествените промени в телата, които се случват... ... Обяснителен речник на Ушаков

химия- – наука за състава, структурата, свойствата и превръщанията на веществата. Речник по аналитична химия аналитична химия колоидна химия неорганична химия ... Химически термини

Набор от науки, чийто предмет е комбинацията от атоми и трансформациите на тези съединения, които се случват с разкъсването на едни и образуването на други междуатомни връзки. Различните химии и науки се различават по това, че се занимават или с различни класове... ... Философска енциклопедия

химия- ХИМИЯ, и, ж. 1. Вредно производство. Работа по химия. Изпратете за химия. 2. Лекарства, хапчета и др. 3. Всички неестествени, вредни продукти. Това не е само химията на колбасите. Яжте собствените си химикали. 4. Разнообразие от прически с химически... ... Речник на руски арго

Наука * История * Математика * Медицина * Открития * Прогрес * Технология * Философия * Химия Химия Който не разбира нищо друго освен химията, не я разбира достатъчно. Лихтенберг Георг (Лихтенберг) (

Лекция 10
Химия на s-елементите
Обхванати въпроси:
1. Елементи на основните подгрупи на I и II групи
2. Свойства на атомите на s-елементите
3. Кристални решетки на метали
4. Свойства на простите вещества – алкални и алкалоземни
метали
5. Разпространение на s-елементите в природата
6. Получаване на ШМ и ШЗМ
7. Свойства на s-елементните съединения
8. Водородът е специален елемент
9. Изотопи на водорода. Свойства на атомния водород.
10. Получаване и свойства на водорода. Химическо образование
комуникации.
11. Водородна връзка.
12. Водороден прекис - структура, свойства.

Сярата се намира в група VIa на периодичната таблица на химичните елементи D.I. Менделеев.
Външното енергийно ниво на сярата съдържа 6 електрона, които имат 3s 2 3p 4. В съединения с метали и водород сярата проявява отрицателна степен на окисление на елементи -2, в съединения с кислород и други активни неметали - положителна +2, +4, +6. Сярата е типичен неметал, в зависимост от вида на трансформацията може да бъде окислител и редуциращ агент.

Намиране на сяра в природата

Сярата се намира в свободно (естествено) състояние и свързана форма.

Най-важните естествени серни съединения:

FeS 2 - железен пирит или пирит,

ZnS - цинкова бленда или сфалерит (вюрцит),

PbS - оловен блясък или галенит,

HgS - цинобър,

Sb 2 S 3 - стибнит.

Освен това сярата присъства в нефта, природните въглища, природните газове и природните води (под формата на сулфатни йони и определя „постоянната“ твърдост на прясната вода). В косата е концентриран жизненоважен елемент за висшите организми, неразделна част от много протеини.

Алотропни модификации на сярата

Алотропия- това е способността на един и същ елемент да съществува в различни молекулни форми (молекулите съдържат различен брой атоми от един и същ елемент, например O 2 и O 3, S 2 и S 8, P 2 и P 4 и др. ).

Сярата се отличава със способността си да образува стабилни вериги и цикли от атоми. Най-стабилни са S8, които образуват орторомбична и моноклинна сяра. Това е кристална сяра - крехко жълто вещество.

Отворените вериги имат пластична сяра, кафяво вещество, което се получава чрез рязко охлаждане на разтопена сяра (пластмасовата сяра става крехка след няколко часа, придобива жълт цвят и постепенно се превръща в ромбична).

1) ромбичен - S 8

t°pl. = 113°С; r = 2,07 g/cm3

Най-стабилната модификация.

2) моноклинен - ​​тъмно жълти игли

t°pl. = 119°С; r = 1,96 g/cm3

Стабилен при температури над 96°C; при нормални условия се превръща в ромбичен.

3) пластмаса - кафява гумеподобна (аморфна) маса

Нестабилна, при втвърдяване се превръща в ромбична

Получаване на сяра

1. Промишленият метод е топенето на рудата с помощта на пара.
2. Непълно окисляване на сероводород (с липса на кислород):

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O

1. Реакцията на Вакенрьодер:

2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O

Химични свойства на сярата

Окислителни свойства на сярата
(С 0 + 2ē→ С -2 )

1) Сярата реагира с алкални вещества без нагряване:

S + O 2 – t° → S +4 O 2

2S + 3O 2 – t °; pt → 2S +6 O 3

4) (с изключение на йод):

S+Cl2 → S +2 Cl 2

S + 3F 2 → SF 6

Със сложни вещества:

5) с киселини - окислители:

S + 2H 2 SO 4 (конц.) → 3S +4 O 2 + 2H 2 O

S+6HNO3(конц.) → H 2 S +6 O 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Реакции на диспропорционалност:

6) 3S 0 + 6KOH → K 2 S +4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

7) сярата се разтваря в концентриран разтвор на натриев сулфит:

S 0 + Na 2 S +4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 натриев тиосулфат