Основные проблемы современной химии
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
План
Введение
. Современные концепции химии
. Химическая промышленность и экологические проблемы химии
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Химия в истекшем столетии заняла центральное место в естествознании. По темпам развития она существенно опережает другие естественные и точные науки. Объем химических знаний сейчас удваивается в среднем за 11-12 лет, в то время как в середине прошлого века этот период составлял около 40 лет. Одной из причин развития и совершенствования современного мира, базы материальной культуры цивилизованного мира стали достижения химии. Ведь именно химия играет важную роль в создании новых материалов, лекарств, средств защиты растений, продуктов питания и многого другого. Она является основой большинства технологических процессов во всех областях промышленности. Более 80% современных технологий энергетики, электроники, металлургии, пищевой и легкой отраслей промышленности, сельского хозяйства, а также все 100% нефтепереработки - это почти чистая химия.
Химия - не простая сумма знаний, а строгие, логически обоснованные системы понятий о веществах, химических реакциях, технологических процессах.
Р. Бойль писал: ...Химики видели свою задачу в приготовлении лекарств, в получении и превращении металлов. Я рассматриваю химию с совершенно иных позиций не как врач или алхимик, но как философ. Ближайший предмет химии, - по словам Д.И. Менделеева, - составляет изучение однородных веществ, из сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и явлений, сопровождающих такие превращения.
До XX в химия находилась в центре философских дебатов. Об атомной гипотезе Дж. Дальтона спорили исключительно химики - одни полагали, что атомы действительно существуют, а другие считали их лишь удобными фикциями. Однако открытие радиоактивности и рождение квантовой теории привели к тому, что атомы переместились в область физики, которая в то время подверглась революционным преобразованиям.
Целью настоящей работы является исследование основных проблем современной химии.
1. Современные концепции химии
Химия 21 века предстает перед нами как весьма разветвленная система знаний, которая находится в процессе интенсивного развития. К числу концептуальных направлений развития современной химии относятся:
) Проблема химического элемента. Впервые в мире в конце 80-х годов 20 в. в нашей стране был получен сверхтвердый материал - гексанит-Р. Это разновидность нитрида бора с температурой плавления 3200оС и твердостью, близкой к твердости алмаза. Но подлинный переворот в теории химических элементов произвела химия фторорганических соединений. Она открыла совершенно новый мир органических веществ. Изделия из фторуглерода принимаются в качестве материала для изготовления внутренних органов человека (сердечных клапанов, кровеносных сосудов и т.п.). Синтез уникальных материалов заставляет по-новому исследовать все химические элементы и накапливать данные для новых концепций химических элементов.
) Исследование структуры химических соединений. Современная структурная химия достигла больших результатов. Последним ее достижением является открытие совершенно нового класса металлоорганических соединений. Молекула этого вещества представляет собой две пластины из соединений водорода и углерода, между которыми находится атом какого-либо металла.
Исследования в области современной структурной химии идут по двум перспективным направлениям:
-синтез кристаллов с максимальным приближением к идеальной решетке для получения материалов с высокими техническими показателями: максимальной прочностью, термической стойкостью, долговечностью в эксплуатации и др.;
-создание кристаллов с заранее запрограммированными дефектами для производства материалов с заданными электрическими, магнитными и другими свойствами.
3)Учение о химических процессах. Например, были получены полимербетоны путем пропитки обычного бетона каким-либо полимеров с последующим облучением.
Одним из самых молодых направлений в исследовании химических процессов является радиационная химия, которая зародилась во второй половине 20 в. Предмет ее разработок - превращения самых разнообразных веществ под воздействием ионизирующих излучений.
Сегодня также принципиально новой и исключительно важной областью учения о химических процессах является самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких и керамических материалов.
) Эволюционная химия. Ее возникновению способствовали исследования в области моделирования биокатализаторов и реальные достижения нестационарной кинетики.
Так, сегодня активно используются факторы, влияющие на скорость реакции. Раздел химии, изучающий скорость и механизмы химических реакций называется химической кинетикой. Скорость химической реакции определяется изменением количества реагирующих веществ за единицу времени в единице объема (для гомогенных систем) или на единице поверхности (для гетерогенных систем).
Для гомогенных систем, в которых реакции протекают во всем объеме системы:
D n
v = (1)
V Dt
где v - скорость химической реакции, D n - изменение количества вещества, V - объем системы, D t - интервал времени, в котором определяют скорость реакции.
Для того, чтобы скорость реакции была величиной положительной, знак перед дробью дает возможно