ХИМИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО

Найдено 1 определение
ХИМИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
Развитие представлений о химическом веществе имеет длительную историю. Со времен Древней Греции известны два подхода к объяснению свойств вещества, которые можно охарактеризовать как «элементаризм» и «атомизм». В ранней греческой философии сформировалось понятие об элементе («стихии», «первоначале») – некой первичной субстанции, которая лежит в основе всего разнообразия окружающего мира. Фактически понятие элемента впервые оформилось в утверждении Фалеса из Милета о том, что первоначалом, из которого возникло все сущее, является вода. В V в. до н. э. Эмпедокл из Агригента высказал идею о неизменности (непревращаемости) первоначал.
При этом он придерживался представлений об ограниченном числе элементов-стихий и относил к ним огонь, воду, воздух и землю. В учении Эмпедокла отчетливо выражена мысль о том, что причиной наблюдаемого многообразия вещей является неодинаковое содержание в них каждого из элементов; по сути, это натурфилософское положение явилось предпосылкой последующей химической идеи о зависимости свойств химического вещества от состава. В наиболее последовательной форме элементаристский подход был сформулирован Аристотелем: любое реальное вещество можно рассматривать как композицию (смесь) небольшого числа элементов, а свойства этого вещества – как проявление «сущности», или «природы» элементов, образующих данное вещество; в этом виде он получил распространение в эллинистический период и средние века. В процессе развития химии античные философские представления об элементах-субстанциях были преобразованы в естественнонаучную концепцию «химического элементаризма», в схематическом виде сформулированную английским естествоиспытателем Р. Бойлем («Химик-скептик», 1661 г.). Основные положения этой концепции заключаются в следующем: Химические вещества состоят из неизменных химических элементов, каждый из которых обладает индивидуальным и постоянным набором свойств. Каждому химическому веществу соответствует свой элементный состав, задаваемый совокупностью определенных химических элементов. В отличие от аристотелевских элементов-субстанций, в рамках «химического элементаризма» под химическим элементом подразумевалась не идеальная сущность, а вполне реальная структурная единица химического вещества, обусловливающая проявление определенной совокупности свойств вещества. Многовековой опыт, накопленный химиками-практиками, показывал, что многие химические вещества подвергаются разложению при различных воздействиях на них. Из концепции «химического элементаризма» следовало, что, поскольку сами химические элементы неизменяемы, то процесс разложения в конце концов должен привести к простым химическим веществам, содержащим в своем составе лишь один химический элемент. Так сформировалось операционное определение: Химический элемент – это простое химическое вещество, не поддающееся разложению при внешних условиях.
В V в. до н. э . возник атомизм, выдвинувший оригинальную идею о дискретности вещества. Основная идея античного атомизма (Левкипп, Демокрит, Эпикур) состояла в том, что любое вещество построено из мельчайших неделимых и неизменных частиц – атомов (от греческого atomos – неделимый). Предполагалось, что существует небольшое число разновидностей атомов, отличающихся друг от друга весом (например, «легкие» и «тяжелые») и геометрической формой (например, «гладкие» и «угловатые»). Разнообразие свойств веществ объяснялось различиями в пространственной организации атомов. Долгое время атомизм являлся чисто умозрительной доктриной, поскольку из-за отсутствия экспериментальных средств наблюдения было невозможно установить связь между свойствами некоторого вещества и определенной пространственной конфигурацией или способом движения атомов, составляющих это вещество. И тем не менее в натурфилософских представлениях уже угадывались основные модели объяснения, первоначальные идеи будущих теорий. В химии атомизм появился тогда, когда учение о химических элементах было уже общепринятым, поэтому понятия «атом» и «химический элемент» были взаимно адаптированы и согласованы. Атомы стали рассматриваться как реальные представители химических элементов, а их важнейшими признаками считались те, которые придают атомам индивидуальность, т. е . позволяют отличать различные типы атомов друг от друга и сохраняются неизменными в химических процессах. Результатом согласования атомов и элементов явилось создание классического атомно-молекулярного учения. Основу атомно-молекулярных представлений в химии составили стехиометрические законы, установленные на рубеже XVIII–XIX веков: закон постоянства состава (Ж. Л. Пруст, 1799 г.) и закон кратных отношений (Д. Дальтон, 1803 г.) . Принято считать, что именно Дальтон «открыл» атомы. На самом деле Дальтон открыл, как можно было применить для детального объяснения химических законов постоянства состава и кратных отношений атомистическую картину вещества, созданную Демокритом: ему удалось объединить атомистические представления с новыми химическими воззрениями, а именно, с точным определением понятия элемента Лавуазье. Этот историко-научный факт наглядно демонстрирует, как умозрительный способ объяснения, содержащийся в натурфилософском представлении, на деле начинает приносить пользу в качестве объяснения и предсказания новых химических явлений. Постоянство элементного состава химических веществ давало основание полагать, что химические свойства этих веществ могут быть выведены из их элементного состава, поэтому вещества с постоянным составом были выбраны в качестве базисных объектов. На этом этапе было получено следующее определение:
Химическое вещество – это вещество, строго подчиняющееся закону постоянства состава. В результате работ С. Канниццаро (1826– 1910) и других ученых атомно-молекулярное учение в химии превратилось в согласованную непротиворечивую систему понятий, которой на 1-м Международном съезде химиков (Карлсруэ, 1860 г.) был придан конвенциональный характер. В этой системе основные понятия сформулированы следующим образом: Атом – неделимая химическая частица, характеризуемая неизменной атомной массой и некоторым набором целочисленных валентностей. Молекула – наименьшая частица химического вещества, характеризуемая определенным атомным составом, который может быть изменен только в результате химических превращений. Химический элемент – определенный тип (сорт) атомов, каждому из которых присвоен индивидуальный символ: Н – водород, О–кислород,N –азотит.д. В классической атомно-молекулярной теории принято следующее определение: Химическое вещество – это совокупность большого, практически бесконечного числа атомов; как правило, атомы объединены в молекулы; в последнем случае вещество – это множество (аддитивная совокупность) одинаковых молекул.
Различают простое вещество (состоящее только из одного химического элемента) и сложное вещество (состоящее из нескольких химических элементов). Если рассматривать химическое вещество как совокупность огромного числа молекул, то возникает важный вопрос: как соотносятся свойства отдельных молекул со свойствами образованного ими вещества. Поскольку химические свойства индивидуальных молекул были недоступны для экспериментального изучения, то завершал классическую атомно-молекулярную теорию химии следующий постулат: Химические свойства вещества и составляющих его молекул одинаковы. Через несколько десятилетий после утверждения в химии атомно-молекулярного учения, когда были найдены экспериментальные средства для изучения свойств реальных атомов и молекул, обнаружилось, что представление о веществе как аддитивной совокупности одинаковых молекул в большинстве случаев является весьма приблизительным. Свойства реальных атомов и молекул оказались вовсе не такими, как они выглядели с точки зрения химии. Несмотря на это, казалось бы, явное противоречие теории и опыта, классическая система понятий химии полностью сохранила свое научное значение. С позиций химии «атом» и «молекула» – идеальные понятия, которые позволяют эффективно сконструировать систему законов теоретической химии. Например, реальные молекулы в оксиде железа обнаружить невозможно, однако вполне допустимо теоретически рассматривать оксид железа полученным в результате мысленного процесса объединения идеальных молекул. Таким образом, понятие химического вещества имеет различный смысл в зависимости от того, на каком уровне химического знания – эмпирическом или теоретическом – оно используется. Химическое вещество в эмпирическом смысле – эмпирический (абстрактный) объект, за которым стоит реальный объект, доступный наблюдению и исследованию. Химическое вещество в теоретическом смысле – идеальный (идеализированный) объект, подчиняющийся теоретическим законам химии.
Более адекватным теоретическому уровню химических представлений является понятие химического соединения. Химическое соединение – однородное вещество постоянного или переменного состава, образованное из атомов одного или нескольких химических элементов, атомы которых за счет обменного взаимодействия объединены в частицы (молекулы, комплексы, кристаллы). Это понятие не является синонимом термина «сложное вещество». Химические соединения образуются в результате химического взаимодействия между простыми веществами (элементами). Понятия химического соединения и химического вещества имеют разное содержание; превращение одного химического соединения в другое всегда является химической реакцией. Химия начинается с химического соединения, а не с электрона или атома, которым бесполезно приписывать химические свойства в силу отсутствия у них химического строения (А. М . Бутлеров). После того, как атомно-молекулярные представления получили признание среди химиков, проблема химического строения вещества была сформулирована в виде проблемы химического строения молекул и перешла в плоскость структурных теорий. Основным понятием структурных теорий является понятие химической структуры, выражающее относительное пространственное расположение атомов в молекуле. С этой точки зрения понятие молекулы обозначает совокупность последовательно соединенных атомов, ансамбль химических связей. Связи действуют между атомами (как различными, так и одинаковыми) и обеспечивают определенное единство молекулы; каждый атом может образовывать лишь целое число химических связей. Химические связи подразделяются на простые (одинарные) и кратные (двойные, тройные). Дальнейшее развитие представлений о химических соединениях (молекулах) осуществлялось в рамках квантовой химии. Квантовая химия как химическая дисциплина связана генетически и логически с некоторыми разделами структурной химии. Объектами изучения квантовой химии являются микроскопические структуры, состоящие из ядер и электронов. Фундаментальное отличие квантовой химии от классической состоит в использовании особого способа описания реальности – квантово-механического.
Смысл квантово-механических и химических понятий принципиально различен. На квантово-химическом уровне химическое соединение определяется как совокупность двух и более атомных ядер (атомных остовов), связанных обобществленными (валентными) электронами. Квантовая химия позволяет получить описание лишь отдельных атомов и молекул, изолированных от окружающей среды. Химику же всегда приходится иметь дело с макроскопическими порциями вещества, содержащими огромные количества атомов и молекул, взаимодействующих как между собой, так и с окружающей средой. Поэтому одной из основных задач квантовой химии является установление взаимосвязей, соответствия между квантово-механическими и химическими понятиями, придание квантово-механическим понятиям химического смысла. В современной теоретической химии все химические вещества разделены на классы веществ (соединений), характеризующихся специфическими типами строения и особенностями химических свойств, которые обусловлены этими типами строения. Основными классами веществ выступают неорганические и органические вещества. Элементная база неорганических соединений охватывает все известные химические элементы. Напротив, органические соединения могут содержать в своем составе лишь небольшое число элементов, так называемых органогенов (C, H, O, N, S). Подавляющее большинство органических веществ имеет молекулярный тип строения, сохраняющийся даже в твердом состоянии (молекулярные кристаллы). Напротив, широкий набор химических элементов, способных образовывать неорганические вещества, задает и большое разнообразие типов строения этих веществ. Среди неорганических веществ можно встретить вещества с молекулярным строением (вода, аммиак, углекислый газ и т. д .), ионные кристаллы (хлористый натрий и др.), ковалентные кристаллы (алмаз, кварц и т. д.), металлические кристаллы (металлы и сплавы) и др. Внутри каждого из этих классов можно выделить подклассы, например, неорганические соединения разделяются на окислы, соли, кислоты, основания. Органические соединения – наиболее многочисленная группа химических веществ, поэтому в органической химии используется множество классификационных схем. В самом общем виде в составе органических соединений выделяют углеводороды (насыщенные, ненасыщенные), ароматические органические соединения и другие. Н. М . Черемных

Источник: История философии науки и техники.



Найдено научных статей по теме — 12

Читать PDF
0.00 байт

Химическая паспортизация видов флоры Украины - носителей физиологически активных веществ

Лебеда А.Ф.
Результаты химической паспортизации лекарственных растений (ЛР) флоры Украины послужат основой для осуществления мониторинга (в аспекте охраны биоразнообразия); устранят случайность при отборе перспективных видов ЛР для углубленны
Читать PDF
0.00 байт

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНОВ ВЛАСТИ КУБАНИ И СТАВРОПОЛЬЯ ПО РАЗВИТИЮ ПРОИЗВОДСТВА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СЕЛ

Алексеенко Ольга Ивановна
В статье проанализирована деятельность органов власти Кубани и Ставрополья по развитию производства химических веществ для сельского хозяйства в 1966-1980 гг.
Читать PDF
0.00 байт

Проблемы спасения стран Балтики от воздействия боевых отравляющих веществ (химического оружия) фашис

Седых Николай Артёмович
Рассматриваются проблемы ликвидации боевых отравляющих веществ (химического оружия) фашистской Германии, преднамеренно затопленных бывшими союзниками СССР США и Великобританией в западной части Балтийского моря после окончания Вто
Читать PDF
0.00 байт

Характеристика содержания лигнинных веществ и химического потребления кислорода в воде Р. Северная Д

Почтовалова А. С., Шульгина Е. В., Боголицын К. Г., Соболева Т. В.
Рассмотрены особенности формирования химического состава поверхностных вод р. Северная Двина.
Читать PDF
0.00 байт

Принципы геоэкологических исследований для оценки риска здоровью населения от химических веществ (на

Мусихина Татьяна Анатольевна, Гарюгин Юрий Алексеевич
Предложены принципы геоэкологических исследований аварийно загрязненной территории, поскольку в имеющейся нормативно-методической базе отсутствуют рекомендации по характеристике экологической ситуации.
Читать PDF
0.00 байт

Установка для очистки и обезвреживания сточных вод от опасных химических веществ с системой контроля

Пашинин Валерий Алексеевич, Павлов Александр Викторович, Косырев Павел Николаевич, Мишуров Евгений Евгеньевич
Описана блочно-модульная установка для очистки и обезвреживания сточных вод и источников водоснабжения от опасных химических веществ с системой автоматического оперативного контроля качества воды по заданным параметрам в различных
Читать PDF
0.00 байт

Алгоритм расчета констант скоростей переноса химических веществ в гидросфере с использованием геоинф

Макарова Анна Сергеевна, Васильева Евгения Григорьевна
Изложен алгоритм расчета констант скоростей переноса химических веществ в гидросфере, с использованием геоинформационных систем, который позволяет учесть пространственную дифференциацию в этой подсистеме при расчетах химической на
Читать PDF
0.00 байт

Особенности динамики выбросов химических веществ в атмосферу в Республике Башкортостан за 2009-2013

Бадамшина Гульнара Галимяновна, Бакиров А.Б., Гимранова Г.Г., Красовский В.О.
Проанализированы показатели общего количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в Республике Башкортостан за период с 2009 по 2013 гг.
Читать PDF
0.00 байт

Проблема гигиенического нормирования вредных химических веществ, опасных при кожном пути поступления

Кондрашов Владимир Александрович
Статья посвящена актуальной проблеме в токсикологии: решению методических и практических вопросов воздействия на организм различных химических веществ, опасных при поступлении в организм через кожу, их гигиеническому нормированию
Читать PDF
0.00 байт

Химико-аналитические исследования для оценки химической безопасности веществ, мигрирующих в водные с

Малышева Алла Георгиевна, Самутин Н.М., Козлова Н.Ю., Буторина Н.Н., Юдин С.М., Растянников Е.Г.
Нефтедобывающая, транспортирующая и перерабатывающая промышленности являются самыми экологически опасными отраслями народного хозяйства, так как увеличение масштабов производств неизбежно приводит к росту объёмов нефтяных загрязне
Читать PDF
0.00 байт

РИСК ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, КОНТРОЛИРУЕМЫХ

Додина Н.С., Судакова Е.В., Шашина Е.А.
Проведена оценка канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью населения отдельных территорий ЗАО, СЗАО и ЮВАО города Москвы при комплексном поступлении химических веществ из питьевой воды московского водопровода ингаляционным,
Читать PDF
0.00 байт

ЗНАЧЕНИЕ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТАЮЩИХ С ОПАСНЫМИ ТОКСИЧНЫМИ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Филиппова Юлия Владимировна
Представлены результаты психофизиологического исследования работающих с опасными токсичными химическими веществами и населения, проживающего на территориях, прилегающих к потенциально опасным объектам.