Химия – өте көне ғылым. Сәйкес бір теориялар, деген сөз “химия” және қалай ежелгі атауынан Египет — Klam және білдіруі тиіс “египетское искусство”. Басқа нұсқасы деген сөз “химия” болды гректің “cumoz” – шырын өсімдіктер мен білдіреді “өнер бөлу шырын”. С химиямен байланысты апат грек натурфилософии және атомизм Демокрита.

Атап өту қажет болуы ерекше “химиялық көзқарас” табиғатқа мүмкін емес төмендетілуі жеке. У химия бұрыннан табылған сапа біраз ерекше типі. Мысалы, химиялық реакция мүмкін емес түсіндіру тек әрекетімен күштері электр тарту және отталкивания. Олардың әрекетімен түсіндіріледі тек физикалық тарап химиялық процесс. Химиялық формасы, материя қозғалысының білдіреді процестер өзгерістер бөлшектердің заттар, олар, сайып келгенде, анықталады әрекетімен мерзімді” заңның( химик а. А. Бутаков).

Химия бөлуге болады екі негізгі міндеттері:

1) Алу үшін қажетті адам өмірінің заттардың қасиеттері берілген. Заманауи материалдық-техникалық базасы өндірістің 90 % – ын ғана екі түрлі заттар – металдар мен керамика. Металдар үшін қажетті машина жасау, темір жол, электр желілері және т. б. Керамика кеңінен қолданылады құрылыста ғимараттар мен құрылыстарды дайындау кезінде ыдыс-аяқ, жылу және электроқшаулау. Ерекше материалдар қажет үшін аса қуатты қозғалтқыштар мен электрогенераторов, көлік үшін магниттік жастықта, жылдамдатқыштар үшін шығару жүктерді ғарыш – сверхтвердые, отқа төзімді, ыстыққа төзімді, сверхпроводящие.

2) Теориялық зерттеу міндеті генезисі (шығу тегі) қасиеттерін, заттар, зерттеу, элементтік және молекулярлық құрамы заттар; құрылымын зерттеу молекулалардың заттар; ғылыми-зерттеу, термодинамикалық және кинетикалық шарттары, химиялық процестерді зерттеу табиғат катализаторлар, процестер өзін-өзі ұйымдастыру (адамның қатысуынсыз) эволюция және химиялық қосылыстар, яғни молекулярлық деңгейдегі тірі.

Туралы ілім құрамындағы заттардың бірінші деңгейі болып табылады, химиялық білімді. Көптеген заттардың тұрады молекулалардың. Молекулалар тұрады атомдар. Атом – күрделі бәрі де заттар тұратын, оң ядро және электрондар. Химиялық элемент – бұл зат, барлық атомдары бар бірдей зарядты ядро, бірақ әр түрлі болуы мүмкін салмағы бойынша (изотоптар). Мысалы, сутегі бар түрінде үш изотоптар: 1H1, 1D2, 1T3 (сутегі, дейтерий, тритий). Молекуласы – бұл құрылымдық бірлік заттар, қасиеттері бар, бұл заттар. Мысалы, Н2 –газ молекуласы сутегі, Н2О – су молекуласы. В 1869г. русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907.г.) құрады кестені барлық белгілі болатын химиялық элементтер, олардың болар еді

ло 62 бөле отырып, олардың қатары және бағандар сәйкес валентности және атомарной массасы заттар. Кейбір жасушалар қалған жоқ, мәселен Менделеев предсказал ашық кешіктірмей элементі: галлий, германий, скандий. Қазіргі уақытта кесте толтырылған дейін 114 нөмірі.

Физикалық тұрғыдан қол жетімді қабаты Жер негізінен 8 химиялық элемент:

оттегі бар 47,0 %; кремний – 27,5%; алюминий – 8,8%; темір -4,6%; кальций – 3,6%; натрий – 2,7%; калий – 2,5%; магний – 2,1% – ға өсті. Ғарышта господствуют тек екі химиялық элемент – сутегі мен гелий, яғни ғарышта тіршілік жоқ!

Тірі табиғат ғана негізделеді алты (6) химиялық элементтер, олар деп аталады ОРГАНОГЕНАМИ: көміртегі, сутегі, оттегі, азот, фосфор және күкірт құрайды 97,4% барлық массаның кез-келген тірі организм. Келесі 12 элементтерін міндетті түрде қатысады физиологиялық процестерге қамтамасыз ете отырып, қалыпты тіршілік, ағза. Бұл (кему ) — натрий, калий, кальций, магний, алюминий, темір, кремний, хлор, мыс, мырыш, кобальт, никель құрайды, 1,6% массасын кез-келген тірі организм. Тағы 1% құрамында 20 (!) басқа да химиялық элементтер. Жиыны, Өмір сүру үшін жер жағдайларында жеткілікті 38 химиялық элементтердің! Бас оның ішінде көміртегі. Зерттеулер соңғы жылдары ХХ ғасырдың көрсетті давнее время, когда Жерінде создались шарттары пайда болуы үшін алғашқы самовозрождающихся молекулалардың еді туындауы Өмір кремний негізінде — жүйе атындағы бифуркациялық нүктесі – Жер бетінде қалды углеродная Өмірі. Көміртек ұстайды ішіндегі ең сирек кездесетін химиялық противоположности іске асырады, олардың бірлігі. Көміртегі қатысатын барлық түрлерінде химиялық байланыс: ковалентті, иондық, аралас, сутегі, метал-лической – мен кездеседі табиғатта түрінде алмаз ( мөлдір, ең қатты кристалл из четырехвалентного көміртегі, тетраэдрическая үшінші дәрежелік тор координациялық саны 4), көмір (непрозрачное пластинчатое кристаллическое вещество бірі двухвалентного көміртегі), графит (непрозрачное кристаллическое вещество бірі одновалентного көміртегі), күйе – пеш құбырлар- ( мелкодисперсное зат емес бар, кристалдық құрылымы, атом Ван – дер — Ваальсова байланыс). Органогены азот N, фосфор P, күкірт S, сутегі, оттегі Туралы құрамына кіреді макромолекулалардың тірі, тікелей, ал темір Fe және магний Mg құрайды ферменттердің белсенді орталықтары, олар тірі катализаторы.
Ферменттер қызмет атқарады, тек ішіндегі тірі жүйелердің. Сондықтан, барлық әрекеттері пайдалануға ферменттер тездету үшін химиялық процестердің неорганическом (құру Жанды бірі Неживого, қоспаның бастапқы химиялық элементтерді құрайтын тірі) удаются.Табиғатта жоқ жекелеген қарапайым химиялық элементтердің, ал барлық олар түрінде қосылыстар. Табиғатта қазір шамамен 8 млн химиялық қосылыстар. Оның ішінде 96% – ы органикалық болып табылады, яғни құрамында көміртегі, және тұрады жүзінде 6-18 химиялық элементтер (тек!). Қалған басқа 90 элементтерін табиғат жағдайында Жер құрды шамамен 300 мың. бейорганикалық (көміртегі қосылыстары.

Швед Иенс Берцелиус(1779-1848г.г.) нұсқаған болатын, бұл “құрылымы молекулалардың пайда есебінен өзара іс-қимыл разноименно зарядталған атомдар”. Француз Шарль Жерар(1816-1856г.г.) нақтылайды: атомдар ғана емес, өзара іс-қимыл жасайды – олар преобразуют бір-бірін. Орыс химик Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886г.г.) жасайды теориясын химиялық құрылысы қолданады түсіндіру үшін жаңа молекулалардың және энергия реакциялар. Қазіргі заманғы химия түсіндіреді табиғатын химиялық байланыс көмегімен кванттық механиканың бөледі бес типтегі химиялық өзара іс-қимылдарының, немесе химиялық күштер.

1) Коваленттік байланыс кезінде жүзеге асырылады обобществлении валентных электрондар

екі көрші атомдарымен. Бұл көруге болады, сондықтан электрон әрбір атомдар молекулалар жүргізеді біраз уақыт у ядроның басқа атом, таза кванттық әсері жоқ классикалық түсініктер. Мысал — молекулалар Н 2, О2, СО.

2) Иондық байланыс жүзеге асырылады электростатическим өзара іс-қимылымен атомдар көшу кезінде электрона бір атомның басқа, яғни, білім из атомдар оң және теріс иондар. Мысал – молекулалар NaCl, KBr.

3) Сутектік байланыс жүзеге асырылады молекулах қамтитын атом сутегі –Н 2О, NH 3. Осындай молекулах сызықтық байланыс атомдар ( Н – О – Н ) мүмкін емес знергетически, бірақ молекуласы түзіледі жағдайда коленообразной. Үшін су молекулалары арасында байланыстары бар, ОЛ құрылады бұрышы 104,5 0, ал молекулалар аммиак арасындағы байланыстармен NH3 түзіледі бұрышы 107,5 0.

4) Металдық байланыс көрінеді металдардағы. Металдар бар кристаллическую құрылымы. Кристалдық тордың түйіндерінде орналасқан оң иондары, себебі сыртқы, валентные электрондар өзгеруі мүмкін кей жерлерде болуы-ға жуық көрші атомдар, блуждая осылайша бүкіл кристаллу жасай отырып, кристалда “электрондық газ” бар. Толқындық функция валентных электрондардың “размазана” бүкіл кристаллу. Егер металға қоса потенциялдар айырымы, электрондар қозғала бастайды жолданды, яғни туындайтын электр тогы металдар ие болады жақсы электропроводностью. Мысал – мыс, алюминий.

5) Ван-дер-Ваальсова байланыс көрінеді арасындағы бейтарап молекулалар газдардың, сұйықтықтардың және қатты тел. Байланыс әлсіз, себебі ол негізделген,Химия — ғылым құрамы туралы, ішкі құрылысы және түзуде заттар, сондай-ақ тетіктері туралы осы түрлендірулер. Химия әрқашан керек адамзатқа болу үшін табиғи заттар мен материалдар үшін қажетті күнделікті өмір мен қасиеттері. Сондықтан, барлық химиялық алған білімдері көптеген ғасырлар және түрінде ұсынылған теориялар, заңдар, әдістер, технологиялар, біріктіреді, бір-бірден-бір бұлжымас басты міндеті химия — заттардың өзіне тән қасиеттері бар. Бірақ бұл — өндірістік міндет және оны жүзеге асыруға, білу бір заттарды өндіруге басқа, т. е. жүзеге асыруға сапалық айналдыру заттар. Ал сапа — бұл қасиеттердің жиынтығы заттар, онда білу қажет, неден тәуелді болады, бұл қасиеттері. Басқаша айтқанда, шешу үшін аталған өндірістік тапсырманы, химия тиіс жеңе теориялық проблема генезисі (шығу тегі) қасиеттерінің заттар. Осылайша, негіз химия пәні ретінде негізгі двуединая проблема — алу, заттардың қасиеттері берілген (қол жеткізуге бағытталған оның өндірістік қызметі адам) және тәсілдерін анықтау, басқару қасиеттері бар заттар (осы міндеттерді іске асыруға бағытталған ғылыми-зерттеу жұмысы ғалымдардың). Маңызды ерекшелігі негізгі проблемалары химия болып табылады онда ол бар болғаны төрт тәсілі. Әңгіме кезінде бұл туралы жеке зерттеу әдістері айналу заттар — олардың көптеген, ал ең жалпы тәсілдері мәселені шешу: содан, ot қандай факторларға тәуелді қасиеттері заттар. Ал байланысты олар төрт факторлар: элементтік және молекулярлық құрамы заттар; молекулалардың құрылымын заттар; термодинамикалық және кинетикалық (болуы катализаторлар мен ингибиторлардың әсері материалдың тамырлары қабырғаларының және т. б.) жағдай, онда зат орналасқан процесінде химиялық реакциялар; биіктік химиялық ұйымның заттар. Өйткені шешу тәсілдері негізгі проблемалары химия басылып жүрді дәйекті, онда тарих химия бөлуге болады төрт дәйекті сменявших бір-бірін кезеңін (төрт тұжырымдамалық жүйесін немесе химиялық әлем бейнесі). Сол уақытта әрбір аталған әдістердің негізгі проблемалары химия байланысты өзіндік тұжырымдамалық білім жүйесі. Осы төрт тұжырымдамалық жүйесін білімі бар қарым-иерархия (субординации). Жүйесінде химия олар кіші, сол сияқты өзі химия білдіреді кіші жүйесін жаратылыстану тұтастай алғанда. Дамуында химия жүреді қатаң заңды, дәйекті пайда болуы тұжырымдамалық жүйелер. Бұл ретте әрбір жаңадан появляющаяся жүйесі жоққа шығармайды алдыңғы, ал, керісінше, сүйенеді, оған және қамтиды преобразованном. Осылайша, жүйесі қалыптасады химия — бірыңғай тұтастық барлық химиялық білім пайда болатын және бар емес, бір-бірінен бөлек, ал өзара тығыз байланысты, бір-бірін толықтырады және бірігеді тұжырымдамалық жүйесін химиялық білімдерін, олар бір-бірімен қарым-қатынаста иерархиясы. Бірінші тұжырымдамалық жүйесі химия: учение о составе заттар Донаучный даму кезеңі химия ұсынылды алхимией бағдарланды ізденістер “философиялық тасты”, “эликсира” ұзақ өмір сүру алуға, алтын мен күмісті басқа да заттар. Отаны алхимии болып саналады Ежелгі Египет. Ол жақта қатаң құпия сақталу тәсілдері балқыту, металдарды, қорытпаларды алу үшін, монеталар. Сауданы кеңейту талап етті үйрену айналдыруға қорғасын немесе темір алтын. Алхимическая бағыты білім мен рецептер связывалась с астрологией және магией. Жеті планеталардың байланыстырды отбасына белгілі сонда металдармен. Арабтар, вторгшиеся VII ғасырда Египет, перефразировали деген сөз “хеми” “әл-хеми”, сондай-ақ кейіннен және алхимия пайда болды. Джабир (еуропалық аты Гебер) деп санаған барлық жеті металдар құрылды күкірт және сынаптан. XII—XIV ғғ. байланысты іздестіру эликсира көмектесетін айналдыру, осы элементтердің алтын, ашылған күкірт және азот қышқылының үдерістері зерттелді, ашыту, шарап пайда болды және сірке суы. Бірте-бірте пайда болған және өзге де мақсаттар. Мәселен, Парацельс былай деп тепе-теңдік организмдер көмегімен қол жеткізілуі мүмкін белгілі бір химиялық қосылыстар пайдаланатын минералдар. Негізінде күкірт, сынап және тұз пайдалана отырып, олардың қасиеттері — жануы, летучесть және қаттылығы, ол құрды ятрохимию. Әрбір осы қасиеттерін ол сопоставил микрокосм адам — жан, рухы мен денесі. Ауру туғызады артық немесе жетіспеушілігі қандай да бір элементтер. Және ятрохимия отделилась жылғы алхимии. Екінші жартысында XVII ғ. кезеңінде алхимии сарқыды. Бірақ тәжірибе жинақтады әр түрлі превращениям заттар, құрастыру, аспаптар мен техникасы эксперименттерді ашылып, жаңа заттар мен жаңа металдар (платина, висмут), зерделенетін ерекше қасиеттері көптеген заттар. Және барлық сезілді, ол қандай да бір шегі превращаемости заттар. Сол уақытта үлкен жетістіктерге жетті және техникалық химия — металлургия дамыды, шыны өндірісі, қағаз. Қолөнерді дамыту, фармацевтика, өнеркәсіп талап етті алу, жаңа заттар. Бұл возрождение идеялар атомизма П. Гассенди әкелді тұжырымдалуы ұғымдар молекулалары қалай мельчайшей бөлшектері, сохраняющей қасиеттері заттар. Бірінші осы ғылыми тәсілі шешу тектес қасиеттеріне заттар пайда болды XVII ғ. жұмыстарға ағылшын ғалымы Р. Бойля. Оның зерттеулер көрсеткендей, сапа мен қасиеттері, тел жоқ абсолюттік сипаттағы және тәуелді үшін қандай химиялық элементтер осы дене жасалған. У Бойля ең төменгі частичками заттар көрсетілген сезілмейтін сезім органдарымен ұсақ құрылымдар — атомдары, немесе, оларды қалай деп, minima naturalia. Бұл бөлшектер алар байланысуға бір-бірімен құра отырып, ірі қосылыстар — кластерлер бойынша терминология Бойля. Байланыс бөлшектер кластерлерде өте берік, сондықтан кластерлер өздері невидимыми көзде кірпіштер құру үшін нақты физикалық тел. көлеміне байланысты және нысаны кластерлер, сонымен қатар, болған ба, олар қозғалыста немесе покоились, зависели мен қасиеттері, табиғи тел. Бүгін біз терминінің орнына “кластер” пайдаланамыз ұғымы “молекуласы”. Осы кезең шеңберінде дамып келеді және стехиометрия (грек тіл. stoicheion-негізі, элемент және metred-өлшеу) – туралы ілім үлесі – массалық немесе көлемдік әсер беретін заттар. Термині “стехиометрия” ввел в 1793 И. Рихтер. Негізінде стехиометрии жатыр сақталу заңдары массасын және баламалары, Авогадро, Гей-Люссака, құрам тұрақтылық, еселі қатынастар. Барлық заңдар стехиометрии негізделген атомды-молекулярным құрылымы заттар. Ара қатынасын, олардың заңдарына сәйкес стехиометрии енеді реакция заттар деп аталады стехиометрическими, сондай-ақ деп аталады сай келетін заңдар қосылыстар. Заттар үшін байқалатын ауытқулар заңдарын стехиометрии деп атайды нестехиометрическими. Ауытқу заңдарын стехиометрии байқалады үшін конденсирленген фазалардың байланысты білімі бар қатты ерітінділер үшін кристалдық заттар), растворением сұйықтықтың артық компонент реакция немесе термиялық диссоциацией пайда болатын қосылыстар (сұйық фазада, расплаве). Заңдар стехиометрии пайдаланады есеп айырысу байланысты формулалары заттардың болуымен теориялық ықтимал өнімдерінің шығу реакциялары. Жылдың ортасына XV11 ғасырда бірінші жартысы XIX ғ. туралы ілім құрамындағы заттар тудырды білдіреді барлық тогдашнюю химия. Ол бар және бүгін ұсына отырып, өзімен бірінші тұжырымдамалық жүйесіне химия. Бұл деңгейде химиялық білімді ғалымдар шешті және шешеді үш маңызды проблемалар: химиялық элемент, химиялық қосылыстар және құру міндетін жаңа материалдарды пайдалана отырып, жаңадан ашылған химиялық элементтер. Тұжырымдамасы химиялық элементтің Тұжырымдамасы химиялық элемент пайда болды химия нәтижесі ретінде ұмтылысын адам табу первоэлемент табиғат. Тамыры осы проблеманы шешу кетеді Ежелгі Греция, қайда пайда болған оқу-жаттығу туралы первоэлементах табиғат. Сол жерде туындаған және атомистическая тұжырымдамасы, табиғат, возрожденная Жаңа химия Р. Бойлем. Ол қалауға туралы қазіргі заманғы түсінікке химиялық элементі ретінде қарапайым теле, шегі химиялық ыдырату заттар, переходящем өзгеріссіз құрамынан бір күрделі дененің басқа. Бірақ әлі бір ғасыр кейін химиктер жасады қателер бөлу химиялық элементтер. Бұл, сформулировав ұғымы химиялық элемент, химиктер әлі білмеген бірде-бір. Ұмтыла отырып алуға болады элементтері таза түрінде, олар пайдаланды считавшимся сол кезде әмбебап әдіспен қыздыру және окалину қатысты таза элемент. Бұл белгілі сол кезде металдар — темір, мыс, қорғасын — принимали үшін күрделі дене, сазгер тиісті элемент және флогистона. Алайда, дәл осы флогистонная теориясы, жалған шын мәнінде, өте қозғалтқышы бар көптеген зерттеулер әкелген қорытындысында шынайы тұжырымдар. Бұл тұжырым жасалды. Д. И. Менделеевым, доказавшим, қасиеттерін, химиялық элементтің тәуелді орындар осы атомның периодтық жүйесі. Өзі Менделеев анықтаған, ол бойынша атом массасы, бірақ XX ғ. анықталғаны, реттік нөмірі элементтің тәуелді емес, атом массасы, атом ядросы және электрондардың санын. Қазіргі уақытта белгілі болғандай, атом білдіреді күрделі кванттық-механикалық жүйесі, тұратын оң зарядталған ядро мен теріс зарядталған электрондық қабығының. Анықталуға құрылысының ерекшеліктері электрондық орбиталей атомдар барлық элементтері мен ерекше рөлі сыртқы электрондық деңгейінің атомы санынан электрондардың, онда реакциялық қабілеттілік элемент — химиялық белсенділігі заттар ескеретін ретінде алуан реакциялар болуы мүмкін осы заттар, сондай-ақ олардың жылдамдығы. Ең белсенді химиялық тұрғысынан болып табылады элементтері бар, ең төменгі атомдық массасын және 6-7 электрондар сыртқы электрондық деңгейінде (фтор, хлор, оттегі). Бұл байланысты, олар тырысады құрылысын аяқтау электрондық қабығы арқылы қосылу жетіспейтін санын электрондар.

Алайда, көптеген химиялық реакциялардың тепе-теңдік онда смещено солға қарай білім бастапқы заттар. Оларды жүзеге асыру талап етіледі ерекше термодинамикалық рычагтар — арттыру температура мен қысым (егер реакция газды фазада), сондай-ақ концентрациясын әсер беретін заттар (егер реакция ағады сұйық фазада). Термодинамикалық әдістері негізінен әсер етеді бағыт химиялық процестер, олардың жылдамдығы. Басқармасы жылдамдықпен химиялық процестердің айналысады, химиялық кинетика, оқытылады тәуелділік жүретін химиялық процестердің әр түрлі құрылымдық-кинетикалық факторларға — құрылыстың бастапқы реагенттердің концентрациясын болуын реакторда катализатор және басқа қоспаларды араластыру тәсілдерін реагенттерге, материалдың және конструкцияның реактордың және т. б. зерттеу Міндеті химиялық реакциялар өте күрделі жұмыс болып табылады. Себебі, оны шешу барысында анықтау қажет өзара іс-қимыл тетігі ғана емес, екі реагенттерді, сонымен қатар “үшінші тел”, олар болуы мүмкін бірнеше. Бұл жағдайда неғұрлым мақсатқа сай кезең-кезеңмен шешу кезінде алдымен бөлінеді, аса қатты әрекет қандай да бір бір “үшінші тел”, көбінесе, катализатор. Сонымен қатар, түсіну, бұл іс жүзінде барлық химиялық реакциялар білдіреді қоймады қарапайым өзара іс-қимыл бастапқы реагенттердің, ал күрделі тізбектегі дәйекті кезеңдерін, реагенттер өзара іс-қимыл жасайды ғана емес, бір-бірімен, бірақ мен қабырғалары реактордың могущими ретінде катализировать (жеделдету), сондай-ақ ” кітаптарынан алынған үзінділерді жатқа-бировать (баяулатады). Сондай-ақ қарқындылығы химиялық процестер әсер етеді кездейсоқ қоспалар. Заттар әр түрлі тазалық дәрежесін өздерін бір жағдайларда неғұрлым белсенді реагенттер, ал басқа — инертті. Қоспалар көрсете алады ретінде каталитическое, сондай-ақ ингибирующее әсері. Сондықтан басқару үшін химиялық процесті әрекеттесетін заттар енгізіледі, сол немесе басқа қоспалар. Осылайша, әсері “үшінші тел” барысына химиялық реакциялар болуы мүмкін жеткізілуі катализу, т. е. оң әсеріне химиялық процесс, немесе ингибированию, сдерживающему процесс. Жоғарыда атап өткендей, қабілеті химиялық элементтер – өзара байланысты анықталады ғана емес, олардың молекулалық құрылымы мен шарттарына, қосылу жүргізіледі. Бұл жағдай әсер нәтижесі химиялық реакциялар. Ең көп әсерін бастан бұл заттар ауыспалы құрамымен, олардың арасындағы байланыс жекелеген компоненттері әлсіз. Атап айтқанда, реакция, мұндай заттарды көрсетеді күшті әсері әр түрлі катализаторлар. Катализ — жеделдету химиялық реакциялар қатысуымен ерекше заттар — катализаторлар, олар өзара іс-қимыл жасайды реагенттермен, бірақ реакция жоқ жұмсалады және құрамына кірмейді түпкі өнімдер. Катализ ашылған 1812 ж. орыс химик К. С. Кирхгофом. Каталитикалық процестер ерекшеленеді, өз физикалық және химиялық табиғаты мынадай түрлері: гетерогендік катализ — химиялық реакция өзара іс-қимыл сұйық немесе газ тектес реагенттерді жүріп, бетін қатты катализатор; гомогенный катализ — химиялық реакция идет не газ қоспасын немесе сұйықтық, онда еруі ретінде катализатор мен реагенттер; электрокатализ — реакция жүріп бетінде электрод байланыста ерітіндісімен əсерінен электр тоғы; фотокатализ — реакция жүріп, бетін қатты дене немесе сұйық ерітіндісінде және ынталандырылады энергиясымен поглощенного сәулелену. Ең көп тарату бар гетерогендік катализ, — оның көмегімен жүзеге асырылады 80% барлық каталитикалық реакцияларды қазіргі заманғы химия. Катализаторларды қолдану негіз болып түбегейлі ломки барлық химиялық өнеркәсіп. Арқасында мүмкін болды ретінде пайдалануға арналған шикізат органикалық синтез парафины және циклопарафины, әлі күнге дейін считавшиеся “химиялық мертвецами”. Катализ қажет өндіру кезінде маргарин, көптеген тамақ өнімдерін, сондай-ақ өсімдіктерді қорғау құралдарын. Дерлік барлық өнеркәсіп негізгі химия (бейорганикалық қышқылдар, негіздер және тұздар) және “ауыр” органикалық синтез алуды қоса, жанар-жағармай материалдарының негізделеді катализде. Соңғы кездері жұқа органикалық синтез неғұрлым каталитическим. 60-80% – ы химия негізделген каталитикалық процестер. Химиктер емес, негізсіз деп некаталитических процестердің мүлде жоқ, себебі олардың барлығы ағады реакторларда, материал қабырғаларының қызмет етеді өзіндік катализаторы. Бүгін жасауға болады кейбір қорытындылар мәні туралы катализ. Әрекеттесетін заттар енеді байланыс катализаторы, өзара іс-қимыл жасайды, онымен нәтижесінде құрылады белсендірілген кешен – әлсіреуі орын алуда химиялық байланыстар. Егер реакция болмаса, катализатор, онда белсендіру молекулалардың әсерлесуші заттардың алуы есебінен реакторға энергиясын сырттан. Жалпы жағдайда кез-келген каталитическую реакциясын ұсынуға болады арқылы өтетін аралық кешені, онда болады қайта бөлу әлсіз химиялық байланыстар. Басым көпшілік жағдайда ретінде катализаторлар ретінде қосылыстар бертоллидного типті ауыспалы құрамымен ерекшеленетін болуымен әлсіз химиялық байланыстар немесе тіпті бос валентностей, жарқыл жоғары химиялық белсенділігі. Молекулалар қосылыстарының бертоллидного үлгідегі қамтиды кең жиынтығы энергетикалық біртекті емес байланыстар немесе тіпті бос атомдары бетінде. Следствиями өзара іс-қимыл реагенттерді катализаторы болып табылады барысы реакцияның берілген бағытта және жылдамдығын арттыру реакция, өйткені катализатор бетіндегі саны артып келеді кездесулер әсерлесуші молекулалардың. Сонымен қатар, катализатор қамтиды кейбір бөлігі энергиясын экзотермической реакциялар үшін энергетикалық қоректендіру барлық жаңа актілерді реакция және оның жалпы жеделдету. Қатысуымен катализаторлар жылдамдығы кейбір реакциялардың өсіп, 10 млрд. рет. Бар катализаторлар, мүмкіндік беретін ғана емес, құрамын бақылау, ақырғы өнім емес, мүмкіндік туғызатын білім молекулалардың белгілі бір нысанын, қатты әсер ететін жеке қасиеттері, өнімнің (қаттылығы, созылғыштығы). Қазіргі заманғы жағдайында маңызды бағыттарының бірі даму туралы ілімнің химиялық процестер құру, басқару әдістерін осы процестерді, сондықтан химиялық ғылым әзірлеумен айналысады сияқты проблемаларды плазма химиясы, радиациялық химия, жоғары қысым және температура. Төртінші концептуалды схемасы химия: эволюциялық химия 60-70-е гг. ХХ в. пайда болды төртінші тәсілі шешу негізгі проблемалары химия ашатын жолдарын пайдалану үшін материалдарды өндірісте ең высокоорганизованных химиялық жүйелердің қандай ғана болуы мүмкін қазіргі уақытта. Негізінде, бұл тәсіл қағидаты пайдалану процестерінде алу мақсатты өнімдер мұндай жағдай әкеледі өзін-өзі жетілдіруге катализаторлар химиялық реакциялардың, химиялық жүйелердің өзін-өзі ұйымдастыру. Мәні пайдалану туралы сөз болып отыр химиялық тәжірибені тірі табиғат. Химиялық реактор кітапта қалай әлдебір ұқсастық тірі жүйелер үшін тән өзін-өзі дамыту және белгілі бір белгілері мінез-құлық. Осылайша пайда болды эволюциялық химия дамуының ең жоғарғы деңгейі химиялық білімдер. Астында эволюционными процестерді химия түсінеді процестер өздігінен (адамның қатысуынсыз) синтез жаңа химиялық қосылыстар болып табылатын неғұрлым күрделі және высокоорганизованными өнімдермен салыстырғанда бастапқы заттармен. Сондықтан эволюционную химия лайықты деп санайды предбиологией, ғылым туралы өзін-өзі ұйымдастыру мен өздігінен дамуы, химиялық жүйелер. Соңғы үштен XX в. туралы эволюциялық химия ештеңе белгілі. Айырмашылығы биолог мәжбүр болған пайдалана эволюционную Дарвиннің теориясын түсіндіру үшін шығарылған көптеген өсімдіктер мен жануарлар түрлері туралы мәселе, тауардың шығу тегі заттар үшін химик бермеді мүдде, себебі алуға кез-келген жаңа химиялық индивидтің қашанда іспен қол мен ақыл-адам. Молекулалар жаңа химиялық соединний конструировались заңдары бойынша құрылымдық химия келген атомдар мен атом топтарының, ғимарат кірпіш. Тірі сол организмдер блоктан жинау мүмкін емес еді. Бірақ зерттеу және игеру, тәжірибе тірі табиғат болатын байырғы арманы-ғалымдар. Алғашқы қадам бұл жолдағы жасалды тағы да И. Берцелиусом, ол белгіледі, бұл негізінде жұмыс істеу тірі ағзаның жатыр биокатализ. Содан кейін, бұл бағыттағы зерттеулер жүргізілді. Ю. Либихом, П. Бертло және, ақырында, Н.Н. Семенов. Осы ғалымдардың тигізді байланысты нығайтуға химия биологиямен. Бірте-бірте дамыту, ғылым XIX ғасырдың соқтырған ашу құрылымын атом және егжей-тегжейлі тануға құрылыстар мен құрамын, жасуша ашты алдында химик және биологами практикалық мүмкіндіктерін, бірлескен жұмыс мүмкіндіктерін үстінен химиялық проблемалары туралы ілімнің әкеледі. Күн тәртібінде жасату зерттеу сипаттағы химиялық процестердің тірі ұлпаларда, шарттылығы биологиялық функциясын, химиялық реакциялармен. Анықталғандай ғалымдар XIX ғ., негізі айрықша тиімділігін биологиялық процестер болып табылады биокатализ. Сондықтан химиктер мақсат етіп отыр жаңа химияға негізделген каталитическом тәжірибесі тірі табиғат. Олар ұмтылады жаңа қағидаттарына басқармасының химиялық процестерді, олардың қолданылуы синтезі өзіне ұқсас молекулалардың қағидаты бойынша ферменттер құрылатын болады катализаторлар осындай сан түрлі қасиеттерін, алыс превзойдут қазіргі біздің өнеркәсіп әлі күнге дейін. Қарамастан, бұл ферменттер ие болады ортақ қасиеттері бар, өзіне тән барлық катализаторам, дегенмен, олар соңғы тепе-тең, өйткені жұмыс істейді аясында тірі жүйелердің. Сондықтан, барлық әрекеттері тәжірибесін пайдалану тірі табиғат тездету үшін химиялық процестердің неорганическом әлемде кездесетін елеулі шектеулермен. Әзірге сөйлеу баруға мүмкін тек модельдеу туралы кейбір функцияларын ферменттер және пайдалану осы модельдер үшін теориялық қызметін талдау тірі жүйелердің. Сондай-ақ, мүмкін ішінара қолданылуы бөлінген ферменттер тездету үшін, кейбір химиялық реакциялар.  елеусіз ығысуымен электрондық қабықтарының көрші атомдар. Осы күшімен түсіндіріледі ауытқу нақты газдар идеал, сондай-ақ факт, бұл молекулалық кристалдар оңай деформируются. Мысалдар – ауа-нақты газ, су, инертті газдар (неон, аргон, криптон, ксенон ), СО2, көптеген органикалық қосылыстар ( парафин, спирт, резеңке ), сондай-ақ графит, тор тұрады параллель жазықтықтың, көміртек атомдары орналасқан төрінде дұрыс шестиугольников. Бұл жазық қабаттарына байланысты ван-дер-ваальсовыми күшімен, сондықтан графит жұмсақ.Маңызды бөлімінде қазіргі заманғы жаратылыстану болып табылады химия. Ол үлкен рөл шешуде неғұрлым өзекті және перспективалы проблемалары қазіргі заманғы қоғам. Олардың қатарына жатқызады:

· Синтезі жаңа заттар мен композицияларды, қажетті техникалық мәселелерді шешу үшін болашақ;

· Тиімділігін арттыру, жасанды тыңайтқыштар деңгейін арттыру үшін өнімділігі ауыл шаруашылығы өнімдерін;
· Синтез азық-түлік, ауыл шаруашылығы мақсатындағы емес шикізат;

· Әзірлеу және құру жаңа көздерін;

· Қоршаған ортаны қорғауға;

· Анықтау тетігін маңызды биохимиялық процестердің және оларды жүзеге асыру, жасанды жағдайларда;

· Игеру орасан зор мұхит, шикізат көздері.

Барлық химиялық білімдерін, сатып алынатын көптеген ғасырлар және түрінде ұсынылған теориялар, заңдар, әдістер, технологиялық прописей және т. б. біріктіреді, бір-бірден-бір бұлжымас, басты міндеті химия – міндет заттарды алу қажетті қасиеттері бар.

Химиямен деп атайды, ғылым туралы және химиялық элементтер және олардың қосылыстарында. Кез келген зат тұрады химиялық элементтер мен олардың қосылыстары. Қасиеттері заттар анықталады:

• оның элементным және молекулярным құрамы;

• құрылымы, оның молекулаларының;

• термодинамикалық және кинетическими шарттарына, зат орналасқан процесінде химиялық реакциялар;

• деңгейі химиялық ұйымның заттар. Даму тарихы химиялық тұжырымдамалар басталады ежелгі. Демокрит, Эпикур және басқа да өкілдері ежелгі натурфилософии высказывали керемет ой, бұл барлық дене тұрады атомдар көлемі әр түрлі және әр түрлі нысандары, және негіздейді, олардың сапалы айырмашылық. Аристотель мен Буддизмде түсіндірді барлық көрінетін алуан тел табиғат антиатомистических позиция бар: олардың ойынша, бұл денелеріндегі үйлеседі және әр түрлі элементтері-апат немесе элементтері, қасиеттері: жылу және суық, құрғақтық пен ылғалдылық. Сол сияқты элементтері туралы ілім-қасиеттері болды дамыған алхимии, ол изобиловала осындай, мысалы, рецептілері дайындауға қажетті заттарды алыңыз ” сәл жанғыштығы, прибавьте оған аққыштық, отнимите ылғалдылығы…” және т. б. Алайда, бірде-идеялар Демокрита туралы атомах, бірде ұсыну Эмпедокла элементтері туралы-стихиях табылмады қолдану бірде-металлургия, бірде стеклоделии, бірде гончарном қолөнері.

Бірінші нағыз пәрменді тәсілі қасиеттерін анықтауға заттар ұсынылды екінші жартысында XVII ғ. ағылшын ғалымы Р. Бойлем (1627 – 1691).

Эксперименттік зерттеулердің нәтижелері. Р. Бойля көрсеткендей, сапа мен қасиеттері денелердің қатар, қандай материалдық элементтерін олар тұрады. Туындаған осылайша туралы ілім құрамындағы заттар бар және бүгін дамуын жалғастыруда сапалы жаңа деңгейде.

Оқу-жаттығу құрамы туралы алғанын монополиялық дейін 30-40-шы жылдардың. Уақыт мануфактурная сатысы өндіріс қолмен техникамен және шектеулі ассортиментімен шикізат сменялась фабрикалық сатысы машиналық техникамен және кең шикізат базасы. Химия өндірісінде болды басым өңдеу үлкен масс заттар өсімдіктерден және жануарлардан алынатын, сапалы әртүрлілікті олар керемет зор – мыңдаған химиялық қосылыстар, құрамы өте однообразен – тек бірнеше элементтер органогенов: көміртегі, сутегі, оттегі, күкірт, фосфор. Түсініктемелер ерекше кең түрлілігі органикалық қосылыстардың кезде-осыншама сан алуан, олардың элементті құрамы іздеп ғана емес, олардың құрамы және құрылымы, молекулалардың.

1860 ж. көрнекті орыс химик А. М. Бутлеровым (1828 – 1886) құрылды теориясы химиялық құрылымы заттар пайда болып, жоғары химиялық білім – құрылымдық химия.

Қалыптасу кезеңінде құрылымдық химия кейде деп атайды, “зор шерумен органикалық синтез”. Осы кезеңде туды технологиясы органикалық заттар. Алынған түрлі бояғыштар үшін тіндердің препараттар үшін, фармация, жасанды жібек және т. б.

Қарқынды дамуы, автомобиль өнеркәсібі, авиация, энергетика және аспап жасау XX ғасырдың бірінші жартысында выдвинуло жаңа талаптар өндіру материалдар. Қажет алуға высокооктановое моторлы отын, арнайы синтетикалық каучуктер, пластмассалар, высокостойкие изоляторлары, ыстыққа төзімді органикалық және бейорганикалық полимерлер, жартылай өткізгіштер. Алу үшін мұндай материалдар туралы білім құрамы мен құрылымы заттар жеткіліксіз болды.

Әсерінен жаңа талаптарды туындаған ілім туралы, химиялық процестердің, онда ескерілді қасиетін өзгерту заттар әсерінен, температураның, қысымның, еріткіштердің және басқа да факторлар. Осындай оқу-жаттығу ықпал етті ұйымдастыру многотоннажного өндіру синтетикалық материалдарды алмастыратын ағаш және металл құрылыс жұмыстарына, тағамдық шикізат өндірісінде олифтер, лактар, жуғыш құралдар мен жағар май материалдары. Өндіру жасанды талшықтар, каучук, этил спирті мен көптеген еріткіштердің болды негізделетін мұнай шикізат, өндіріс азотты тыңайтқыштар – азот негізінде ауа. Пайда технологиясы, мұнай-химия өндірістерін оның поточными жүйелерімен қамтамасыз ететін үздіксіз жоғары өнімді процестер.

1960 – 1970 жылдары пайда болды, келесі, неғұрлым жоғары деңгейі, химиялық білім – эволюциялық химия. Оның негізінде қағидаты химиялық жүйелердің өзін-өзі ұйымдастыру, т. е. принципі қолдану химиялық тәжірибені жоғары деңгейде ұйымдастырылған тірі табиғат.

7.2. Дамыту туралы ілімнің құрамындағы заттар
Туралы ілім құрамындағы заттар қамтиды үш негізгі проблемалар:

• талдау құрамын химиялық элемент;

• құрамын анықтау химиялық қосылыстар;

• қолдану көбірек химиялық элементтердің өндіруге арналған жаңа материалдар.

Қазақстанның даму тарихы туралы оқу құрамындағы заттар шешімі бірінші аталған проблемаларды басталған бастап қате туралы ұсыну химиялық элементі. Алғашқы ғылыми-теория химия, теориясы – флогистона қатысты заттың құрамын, қателік болып шықты. Шамамен ортасына дейін XVII в. жоқ белгілі бір химиялық элемент. Тек 1660-шы жылдары Р. Бойль қалауға туралы қазіргі заманғы түсінікке химиялық элементі ретінде “қарапайым теле немесе шегі туралы химиялық ыдырату заттар, переходящем құрамынан бір басқа күрделі денелер. Сол уақытта алу үшін химиялық элемент ретінде “қарапайым” дене қолданылды әмбебап әдісі ыдырау күрделі тел әдісі қыздыру. Кейін қыздыру образовывалась окалина, ол уақтылы үшін элемент. Нәтижесінде металдар – темір, мыс, қорғасын, сурьма және т. б. – деп ойлады күрделі тұрғыдан зерттеледі тұрған тиісті элементтерін және әмбебап “невесомого дене” – флогистона (грек. – “жанғыш”).

Қате теория флогистона, гелиоцентрическая теориясы, болды түрткі болды көптеген зерттеулер. Пайда нақты әдістері сандық талдау заттар, жәрдемдескен ашу шынайы химиялық элементтер. Ашылып, фосфор, кобальт, никель, сутегі, фтор, азот, хлор мен марганец, оттегі.

Ашып оттегі және анықтай отырып, оның рөлі білім беру, қышқыл, қышқылдар мен су, көрнекті француз химигі А. Л. лавуазье өзара бөліп алады (1743-1794) теориясын жоққа шығарды флогистона.

Лавуазье өзара бөліп алады жасады бірінші әрекет жүйелеу химиялық элементтер. Өз жүйесін элементтерін қосты ол оттегі, сутегі, азот, күкірт, фосфор, жеті белгілі уақытта металл, әк, магнезияны қосып бейтараптандырады, глинозем мен кремнезем. Алайда, ол қате деп санаған әктас, сазбалшық және басқа да неделимы. Қатені исправил одан әрі Д. И. Менделеев, дәлелдеді, бұл химиялық элементтің периодтық жүйеде анықталады атом массасы және ашып сол арқылы периодтық заң химиялық элементтердің (1869 ж.).

Одан соңғы зерттеулер көрсеткендей, орын элементтің периодтық жүйеде анықталады ғана емес, реттік нөмірі, ал зарядпен атом ядросы. Бұл атомдық массасы, ал ядро заряды қамтамасыз етеді даралық химиялық элемент. Мысалы, изотоптар хлор 3717С1 және 3517С1 бір-бірінен ерекшеленеді, атом массасы, дегенмен олар екеуі де жатады бір химиялық элемент – хлор. Осыған байланысты деп айтуға болады химиялық элемент – бұл жиынтығы атомдар ие, бірдей зарядпен ядро.

Осы уақытқа дейін қалыптасқан белгілі бір ұсыныс құрылымы туралы атом және атом ядросының және квантовомеханических қасиеттері оларды құрайтын бөлшектердің. Ашылуы периодтық заңының физикалық мағынасы берілді квантты-механикалық негіздемесі құрылыстар атомдардың химиялық элементтерінің периодтық жүйесі Менделеев.

Заманында Менделеев белгілі небары 62 элемент. 1930-шы жылдары жүйе элементтерінің аяқталған уран (Z = 92). “1940-1945 жж. арқылы физикалық синтез атом ядроларының ашылды элементтері: нептуний, плутоний, америций, кюрий, 1949 – 1952 жылдары – берклий, калифорний және фермий, 1955 ж. – менделевий – барлығы шамамен 15 жыл ішінде ашылған 9 элементтері. Содан кейін барлық кейінгі 40 жыл түзілді тек 6 элементтерінің: № 102 – нобелий, № 103 – лауренсий, №104 – кур-чатовий, № 105 – жолиотий, № 106 – резерфордий, № 107 – борий, № 108 – абдолла және № 109 – мейтнерий. Барлық бұл элементтер өте төзімсіз. Болжам бойынша, ол мынадай элементтерді табу міндеті тұр, сондай-ақ неустойчивыми, бірақ мүмкін “аралдарының” тұрақтылық тіпті салыстырмалы үлкен реттік нөмірлерінің көп 126. Күтуге болады, бұл дамуымен техника эксперимент ашылып, жаңа химиялық элементтер.

Күні кешеге дейін химиктер деп анық, бұл жатқызуға химиялық қосылыстарға, ал бұл қоспаларға. Тағы 1800-1808 жылдары француз ғалымы Ж. Пруст (1754 – 1826) орнатты, құрам тұрақтылық заңы: кез-келген дербес химиялық қосылыстар ие қатаң түрде белгіленген, өзгермейтін құрамымен, берік притяжением құрамдас бөліктердің (атомдар) және ерекшеленеді қоспалар. Негізінде идея туралы атомическом заттың құрылысы бұл заң теориялық тұрғыдан негіздей 1800 – 1810 жж. ағылшын ғалымы Дж. Дальтон. Ол көрсеткендей, барлық жеке заттар айырмашылығы қоспалардан тұрады біртекті дәріске бөлшектер – “күрделі атомдар” молекулалардың, олар өз кезегінде тұрады қарапайым атомдар әр түрлі химиялық элементтер.

Заманауи материалдық-техникалық базасы өндірістің шамамен 90% – ын ғана екі түрі: металл және керамика. Әлемде жыл сайын шамамен 600 млн. т. металл – 150 кг. әрбір тұрғынына айналды. Шамамен сонша жүргізіледі керамика бірге кірпішпен. Алайда, дайындау, металды-дәрмектерді жүздеген және мыңдаған есе қымбат жасау, керамика. Және бұл айырмашылық экономикадағы өндіріс екі түрлі негізгі материалдар күні кешеге дейін ешкім әсіресе жоқпыз, өйткені әрқайсысының өзінің қатаң белгілі бір шаруашылық мақсаты. Металл қалды материалдық негізі машина жасау, темір жолдарды, электр беру желілерін, өндіру арнайы құбырлар мен ыдыстар. Ал керамика служила негізі ғимараттарын салу, өндіріс ыдыс-аяқ және үй жабдықтары, жылу және оқшаулағыштар мен. Бірақ енді көбірек ашылады мүмкіндіктерін ауыстыру металды керамикамен екі себептермен: керамика өндірісі әлдеқайда оңай техникалық және экономикалық тұрғыдан тиімдірек, және, ең бастысы, керамика көптеген жағдайларда көрсетіледі неғұрлым қолайлы конструкциялық материалдармен салыстырғанда, металмен.

Артықшылықтары керамика тұрады, оның тығыздығы орта есеппен 40% – ға төмен тығыздығы металл, және бұл азайтуға мүмкіндік береді массасын дайындалатын одан машина бөлшектері. Қолдана отырып, жаңа химиялық элементтер – цирконий, титан, бор, германия, хром, молибден, вольфрам және т. б. соңғы уақытта синтезируют огнеупорную, термостойкую, химостойкую, высокотвердую керамика, сондай-ақ керамика жиынтығы берілген электрофизикалық қасиеттері.

Біздің елімізде әлемде алғаш рет 1960-шы жылдары алынды сверхтвердый материал – гексанит-Р белгілі бір кристалдық түрі нитрида бор. Кім ойлаған, бұл негізінде бор және азот алынуы мүмкін химиялық қосылыстар қарапайым құрамның балқу температурасы 3200 астам°С-қаттылығы жақын қаттылықты алмаз. Осы уақытқа дейін сверхтвердым материал болып саналды бір ғана зат – алмаз; енді екі сверхтвердых материал – алмаз және синтетикалық гексанит-Р. Сонымен қатар, бұл материал ие рекордтық жоғары тұтқырлығы, т. е. ол емес, сондықтан нәзік, сондықтан барлық басқа да керамикалық материалдар. Шешілді, осылайша, бірі қиын ғылыми-техникалық мәселелерді ғасырдың әлі күнге дейін бүкіл конструкциялық керамика болды тән ортақ кемшілік – хрупкость, енді қадам жасалды, оның еңсеру.

Үлкен артықшылығы техникалық керамика жаңа құрамын деп машина бөлшектері одан жүргізіледі сығымдау жолымен ұнтақтарын алуға дайын бұйымдардың берілген нысандары мен мөлшерін. Бұл болдырмайды токарную өңдеуге дайындау, бұрғылау, фрезерлеу, бұл дейін тиесілі үштен екісі еңбек шығынның, машина жасау және үштен бір бөлігінің шығынын металл қалдықтар.

Және, ақырында, бүгін айтуға болады тағы бір бірегей қасиеті керамика – сверхпроводимость жоғары температурада қайнау температурасын азот. Ашылуы осы қасиеттері керамика арқасында қолдану үшін оны осындай жаңа үшін оған химиялық элементтердің, барий, лантан және мыс алынған бірыңғай кешенде. Өзі бұл ашу тудырды сенсация жасады-әлемде ғылым мен техниканың. Бұл іске асыру жоғары температуралық сверхпроводимости ашады невиданные өлке үшін ғылыми-техникалық прогресс құру үшін аса қуатты қозғалтқыштар мен электрогенераторов құру, көлік магниттік жастықта, әзірлеу аса қуатты электромагниттік күшейткіштердің шығару үшін пайдалы жүктерді ғарышта және т. б.

Қазақстан тарихы жоғары температуралық сверхпроводимости басталды 1986 ж., қашан табылған сверхпроводящее жағдайы керамика температурада 30 – 40к маркасы. Ал бір жылдан кейін болды синтезирована керамика жоғары температуралы сверхпроводимости – ге жуық 90К. Салыстырмалы түрде жақында – 1992 ж. алынған материал өндіруді сверхпроводящими қасиеттері өзінде 170К. Бұл сверхпроводимость жаңа материалда пайда болады қазірдің өзінде салқындату кезінде оның сұйық азотпен, ал сұйық ксенон. Бұл материал тұрады қабаттар тотығы, мыс, стронций және кальций, т. е. бар салыстырмалы түрде қарапайым құрылымы.

Тағы XX ғасырдың бірінші жартысында химия білген тек бірнеше түрін элементоорганических қосылыстар: магнийорганические қосылыстар, цинкоорганические қосылыстар және органикалық туынды металдар. Олар барлық ретінде қолданылды қосалқы реагенттерді зертханалық тексеру кезінде синтезі әр түрлі органикалық заттар. Ортасынан бастап ғасырдың синтезі үшін элементоорганических қосылыстар қолдана бастады жаңа химиялық элементтер, атап айтқанда, алюминий, титан, хром, марганец, ванадий, темір, қорғасын, қалайы, кремний, фосфор, күкірт, мышьяк, фтор. Нәтижесінде пайда болды бүтін облысы элементоорганических қосылыстар, олардың арасында бір болды жеткізушілермен әр түрлі химиялық реагенттер, зертханалық зерттеу үшін және басқа да жалғастырды синтезінің жолдары бірегей материалдар. Мысалы, “химия” кремний органикалық қосылыстар құруға мүмкіндік берді многотоннажное өндіру түрлі полимерлер ие отқа төзімді, водоотталкивающими, электроизоляционными және басқа да бағалы қасиеттері бар. Бұл полимерлер таптырмас бірқатар салалар энергетика және авиация мәселесін талқылады.

Шынайы “революционером” химиялық өнеркәсіп айналды химия фторорганических қосылыстар. Ол ашты осы антимир органикалық заттардың қатысты әлемге көмірсутектер негізіндегі барлық классикалық органикалық химия.

7.4. Химия төтенше жағдайлар
Өзара іс-қимыл кезінде реагенттерді катализаторы әлсіреуі орын алуда бастапқы химиялық байланыстар. Ол мүмкін кезде энергетикалық жандандыру реагент, ол қол при тепловом немесе радиоактивтік әсері, характеризующемся үлкен шама энергия. Мәселелерімен энергетикалық жандандыру реагент айналысады химия төтенше жағдайлар қамтиды плазмохимию, радиациялық химия, химия жоғары энергиялар, химия, жоғары қысым және температура.

Плазмохимия зерттейді процестер, төмен температуралы плазмада. Плазма – бұл ионизированный газ. Ажыратады слабоионизированную, немесе низкотемпературную және высокотемпературную плазманы. Плазмадағы-химия процестері қарастырылады температурада 1000-нан 10000°С. Мұндай процестер сипатталады қозғалған бөлшектердің жай-күйін, мемлекеттік органдар молекулалардың с заряженными бөлшектермен және, әсіресе, өте жоғары жылдамдықпен реакциялар.

Плазмохимиялық процестер жылдамдығы қайта бөлу химиялық байланыстар өте жоғары: ұзақтығы қарапайым актілерді химиялық айналу шамамен 10-13 с кезінде дерлік толық болмауы обратимости реакциялар. Мұндай жылдамдық қарапайым зауыттық реакторларда-обратимости төмендейді мың және миллиондаған. Плазмохимиялық процестер, сондықтан өте высокопроизводительны.

Метановьй плазмотрон өнімділігі 75 т ацетилен тәулігіне бар салыстырмалы крохотные өлшемдері: ұзындығы-65 см, диаметрі 15 см. Мұндай плазмотрон алмастырады бір үлкен зауыт. Температурада 3000 – 3500°С бір десятитысячную секунд үлесін 80% метан айналады ацетилен. Пайдалану дәрежесі энергия жетеді, 90 – 95%, ал энергия аспайды 3 кВт*сағ 1 кг ацетиленнің. Бұл булау әдісін қолданған реакторда метан пиролиз энергия екі есе көп.

Соңғы уақытта әзірленді тәсілдері атмосфералық азотты байланыстыру арқылы плазмохимического синтездеу, азот тотығы, олар әлдеқайда үнемді аммиак әдісі. Құрылады плазмохимическая өндіру технологиясы мелкодисперсных ұнтақтарын – үшін негізгі шикізат ұнтақ металлургия. Әдістері әзірленді карбидтерін синтездеу, нитридов, карбонитридов мұндай металдар (титан, цирконий, ванадий, ниобий және молибден кезінде энергозатратах артық емес 1-2 кВт*сағ. килограмм. Осылайша химия жоғары энергиялар бағытталған елеулі энергияны үнемдеу.

Ендеше 1970-ші жылдары құрылған, плазмалық болат қорытатын пеш беретін жоғары сапалы металл. Дәл осындай пештерге тиесілі. Әдістері әзірленді ионды-плазмалық өңдеу бетінің құралдарын, төзімділікке, олардың бірнеше рет артады.

Плазмохимия синтездеуге мүмкіндік береді мұндай бұрын Белгісіз материалдар, металлобетон, онда ретінде байланыстыратын пайдаланылады болат, шойын, алюминий. Кезінде балқытумен бөлшектер, тау-кен жыныстары арқасында прочному сжатию олардың металмен құрылады металлобетон, есептесудің беріктігі әдеттегі бетон сығылу 10 есе және созылуға 100 рет.

Біздің елімізде сәйкес әзірленді және плазмохимиялық тәсілдері айналдыру көмір сұйық отын қолданбай, жоғары қысым және шығарынды күл мен күкірт. Мұндай технология басқа, синтез-газ, органикалық емес қосындылардың тас немесе қоңыр көмір бір мезгілде өнімділігі және басқа да заттар: техникалық кремний, карбосилиций, ферросилиций, адсорбенттер суды тазарту үшін және т. б.

Радиациялық химия – салыстырмалы жас саласы, оған аздап 40 жылдан астам. Алғашқы тәжірибелер радиациялық химия байланысты болды сәулеленумен полиэтилен гамма-сәулелері. Беріктігі полиэтилен бұл ретте айтарлықтай өсті. Қазіргі уақытта, радиациялық химия зерттейді айналдыру әр түрлі заттардың әсерінен иондаушы сәуле. Иондаушы сәуле шығару көздерімен қызмет етеді рентген қондырғылары, зарядталған бөлшектердің үдеткіштері, ядролық реакторлар, радиоактивті изотоптар.

Нәтижесінде радиациялық-химиялық реакциялардың бірі оттегі түзіледі, озон, газ тәрізді парафиндер – сутегі және күрделі қоспасы төмен олефиндер. Сәулелендіру полиэтилен, поливинихлорид және басқа да көптеген полимерлер әкеледі арттыру термостойкости және қаттылығын.

Ең маңызды процестерді радиациялық-химиялық технология болып табылады полимерлеу, вулканизациялау өндірісі, композициялық материалдар, оның ішінде композицияларды ағаш негізде бекітіп, лактар және басқа да материалдарды бетінің ағаш және металл алу полимербетонов-жолымен сіңдірудің кәдімгі бетоннан немесе өзге де мономером кейіннен сәулеленумен. Мұндай бетондар бар төрт есе жоғары беріктікке ие болады водонепроницаемостью және жоғары коррозиялық тұрақтылықпен.

Басында даму биологиялық тұжырымдама располагала осыншама кең эксперименттік растаумен. Оның негізгі тірегі болатын еңбектер Л. Пастердің және, атап айтқанда, оның тікелей бақылау қызметімен сүт қышқылды бактериялар, олар анықтауға мүмкіндік берді ашу және қабілеті микроорганизмдер алуға қажетті энергияны тіршілік жолымен ашыту. Өз бақылаулар Пастер жасады туралы қорытынды ерекше деңгейде материалдық ұйымдастыру ферменттер. Алайда, оның барлық дәлелдер, егер олар жоққа шығармаған болса, онда кем дегенде отодвинуты артқы жоспары ашылғаннан кейін внеклеточного ашыту, ал орын Пастердің жаряланды виталистической.

Бірақ, уақыт өте келе тұжырымдамасы Пастердің жеңді. Болашағы туралы осы тұжырымдамасын көрсетеді қазіргі заманғы эволюциялық катализ және молекулалық биология. Бір жағынан анықталса, құрамы және құрылымы биополимерных молекулалардың білдіреді бірыңғай жиынтығы, барлық тірі жаратылыстар, әбден қол жетімді зерттеу үшін физикалық және химиялық қасиеттері – бірдей физикалық және химиялық заңдар ретінде басқарады абиогенными процестерді, сондай-ақ процестерді тіршілік. Екінші жағынан, дәлелденбеген айрықша ерекшелігі тірі білінетін ғана емес, жоғары деңгейдегі ұйым жасушалар, бірақ мінез-құлқы фрагменттерін тірі жүйелердің молекулалық деңгейде көрініс заңдылықтары басқа деңгейлері. Ерекшелігі молекулярлық деңгейдегі тірі жасалады елеулі әртүрлілігі қағидаттарын қолданылу катализаторлар және ферменттер, әртүрлілігі механизмдерді білім полимерлер мен биополимеров, олардың құрылымы анықталады тек генетикалық коды бар және, ақырында, өзінің әдеттен тыс фактісі: көптеген химиялық реакциялар тотығу-тотықсыздану тірі клеткадағы алуы мүмкін алмай арасындағы тікелей реагирующими молекулалар. Ал бұл дегеніміз-тірі жүйелердегі алуы мүмкін мұндай химиялық айналдыру, обнаруживались өлі дүние.

7.6. Өзін-өзі ұйымдастыру эволюциялық жүйелері
Ұғымы “өзін-өзі ұйымдастыру” білдіреді реттілікті өмір сүруінің материалдық динамикалық, т. е. сапалы өзгеретін жүйелер. Айырмашылығы ұғымдар “ұйым” ол бейнелейді болу ерекшеліктері динамикалық жүйелер, олар қоса олардың восхождением барлық неғұрлым жоғары деңгейлері күрделілігі және жүйелі упорядоченности, немесе материалдық ұйымдастыру.

Екі тәсілді мәселе өзін-өзі ұйымдастыру предбиологических жүйелер, олар жиі талқыланады жаратылыстану-ғылыми және философиялық әдебиет. Бұл деп аталатын субстратный және функционалдық көзқарас. Бірінші оның теориясын жатқызады шыққан өмір әбден белгілі бір ерекшеліктерімен заттық негізі биологиялық жүйелер, яғни қатаң белгілі бір құрамы элементтерінің-органогенов және кем емес белгілі бір құрылымына кіретін тірі ағзаға химиялық қосылыстардың. Оңтайлы нәтиже субстратного көзқарас проблемасына биогенеза – жинақталған ақпарат іріктеу туралы және химиялық элементтер мен құрылымдар.

Қазіргі уақытта белгілі жүзден астам химиялық элементтер. Олардың көпшілігі түседі, сол немесе өзге де тірі организмдерге және қалай болғанда да қатысады, олардың тіршілік. Алайда, негізін тірі жүйелердің жасайды, тек алты элементтердің бұрыннан алған атауы органогенов: көміртегі, сутегі, оттегі, азот, фосфор, күкірт, жалпы салмақ үлесі организмдер 97,4% құрайды. Одан кейінгі орында 12 элементтерінің құрамына кіретін көптеген физиологиялық маңызды компоненттерінің биосистем. Оларға натрий, калий, кальций, магний, темір, кремний, алюминий, хлор, мыс, мырыш, кобальт. Олардың салмақ үлесі организмдер шамамен 1,6% – ға өсті. Деп атауға болады тағы 20 элементтерін қатысатын құру және оның жұмыс істеуі жекелеген узкоспецифических биосистем (мысалы, балдырлар, олардың құрамы анықталады белгілі мөлшерде қоректік ортасы). Олардың үлесі организмдер шамамен 1%. Барлық қалған элементтерін құруда биосистем іс жүзінде жоқ.

Картина химиялық әлем өте айқын дәлелдейді іріктеу элементтері. Осы уақытқа дейін белгілі шамамен 8 млн химиялық қосылыстар. Олардың басым көпшілігі (96%) – органикалық қосылыстар, негізгі құрылыс материалы – сол баяғы 6-18 элементтері. Және бір ғажабы, барлық қалған 95 – 99 химиялық элементтердің табиғаты (кем дегенде, Жер бетіндегі) құрды тек шамамен 300 мың. бейорганикалық қосылыстар.

Соншалықты қатты алшақтық арасындағы әрең обозримым көптеген органикалық қосылыстар және қандай ең аз оларды құрайтын органогенов сияқты тек сараланған іріктеу сол минимум элементтерін құру үшін тірі жүйелердің болмайды толық түсіндіре факторлар әр түрлі элементтердің таралуы ғарышта және Жерде. Ғарышта ең кеңінен таралған тек қана екі элемент – сутегі мен гелий, қалған элементтері деп қарастыруға болады, тек қосымша ретінде оларға.

Жер бетінде кең тараған темір, оттегі, кремний, магний, алюминий, кальций, натрий, калий, никель, ал көміртек алады, тек 16-ші орынды иемденді. Жер атмосферасында көміртегі артық емес 0,01 таразы пайызға, мұхиттарда шамамен 0,002, литосфере – 0,1. Көміртек в литосфере Жерлерге таралған 276 рет кем кремний, 88 есе кем алюминий, және тіпті 6 есе аз салыстырмалы сирек титан. Бірі органогенов кең тараған, тек оттегі және сутегі. Таралуы сияқты көміртек, азот, фосфор және күкірт жер үсті қабаттарындағы Жер шамамен бірдей және жалпы онша көп емес – барлығы шамамен 0,24 салмақ пайыз.

Демек, геохимиялық шарттар ойнайды, қандай-да бір елеулі іріктеуге химиялық элементтердің қалыптастыру кезінде органикалық жүйелердің, ал биосистем. Айқындаушы факторлары ретінде бұл жерде талаптар арасындағы сәйкестікті құрылыс материалы және объектілермен байланысты ұйымдастырылған құрылым.

Химиялық тұрғыдан алғанда осындай талаптар жинақталады іріктеу элементтерін түзуге қабілетті, біріншіден, жеткілікті берік және, демек, энергияны көп қажет ететін химиялық байланыстар, екіншіден, байланыстардың лабильных, т. е. оңай ұшырайтын гомолизу, гетеролизу немесе циклическому қайта бөлу. Міне, көміртек іріктеліп көптеген басқа да элементтер ретінде органоген № 1. Бұл элемент, шын мәнінде барлық талаптарға жауап беретін бейімділік. Ол басқа ешқандай элемент қабілетті мінажат ете және ұстап ішіндегі ең сирек кездесетін химиялық противоположности жүзеге асыру, олардың бірлігі, болуға тасымалдаушы ретінде ішкі қарама-қайшылықтар.

Атомдар көміртек бір біріктіру орындауға қабілетті рөлі мен акцептора, донор мен электрондар. Олар құрайды барлық байланыс түрлері қандай біледі химия:

• одноэлектронные, мысалы, кезінде хемосорбции көмірсутектерді графите;

• двухэлектронные (мысалы, этане);

• трехэлектронные (бензол);

• четырехэлектронные;

• шестиэлектронные-бабына всевозможными аралық байланыстары бар.

Арасында көміртек-көміртекті байланыстардың кездестіруге болады таза ковалентные дерлік таза ионды және ионоидные ең әр түрлі мәндерімен энергияның байланыстар.

Айта внутримолекулярное немесе ішінде кешенді өзара іс-қимыл атомдар, мұндай элементтер, С, N, S, Р, Н, О, Fe, Mg, Ti, жасайды айрықша байлығы химиялық байланыстар: сабақтас байланыс, шартты белгілері жоғары электрондық өткізгіштігі салыстырмалы түрде әлсіз байланысты және бір мезгілде өте әлсіз сутекті байланыстар.

Қалай қашты іріктеу құрылымдардың, оның қандай тетігі, айту өте қиын. Конденсаторы ретінде барлық химиялық элементтердің тек алты органогенов иә 10-15 басқа да элементтерін таңдап алынды табиғатпен жасау үшін негіз биосистем, сонымен қатар нәтижесінде эволюция шел мұқият іріктеу және химиялық қосылыстар.

Миллион органикалық қосылыстар құрудағы тірі организм қатысады, тек бірнеше жүздеген; 100 танымал амин қышқылдарының құрамына ақуыз кіреді тек 20; тек төрт нуклеотида ДНК және РНК негізінде жатыр, барлық күрделі полимерлі нуклеин қышқылдарының жауапты тұқым қуалаушылық және реттеу белоктық синтезінің кез-келген тірі ағзалар.

Таң қаларлық, бұл осындай тар шеңбер іріктелген табиғатпен органикалық заттар жасалды қиын обозримый, алуан түрлі жануарлар әлемі мен өсімдіктер. Пайымдауынша, бұл жағдайда химиялық дайындау кезеңі қарқынды және әр түрлі айналу -кезеңімен ауысты биологиялық эволюциясы, химиялық эволюция словно застыла. Енді табады көптеген дәлелдер аминокислотный құрамы гемоглобин ең төменгі омыртқалы және адамның іс жүзінде бір және сол; астам немесе одан кем бірдей болып қалады әр түрлі өсімдік түрлерінің құрамы, ферментативті құралдар, зат құрамын, накапливаемых впрок, және т.д.

Қалай жүргізілді та химиялық дайындау, нәтижесінде минимумнан химиялық элементтердің және минимум химиялық қосылыстардың пайда болған күрделі высокоорганизованный кешені – биосистема? Химикке маңызды болып табылады бұл түсіну үшін үйрену табиғаттың қарапайым және оңай бейімдеуге өз қажеттіліктері үшін “кем ұйымдасқан материалдар, мысалы: синтездеуге қант алуға стереоспецифические қосылыстар және т. б.

Эволюция барысында іріктелді сол құрылымын ықпал күрт белсенділігін арттыру және селективтілік әрекет каталитикалық топтар. Мысал жүйесі пирольных цикл гемине қамтамасыз ететін, белсенділігін арттыру атомы темірдің тотығу-тотықсыздану реакциялар миллиардтаған.

Бірінші және ең қарапайым осындай құрылым деп атауға болады әр түрлі фазалық шекаралары. Олар билеушілер негізі физикалық және химиялық адсорбция, ол: а) енгізген қарапайым ретке келтіру кезінде бөлшектердің өзара орналасуы, б) увеличивала олардың концентрациясын,) служила фактор көріністері каталитикалық әсері. Екінші құрылымдық фрагментімен деп атайды группировки қамтамасыз ететін процестер ауыстыру электрондар және протондар. Оларға жартылай өткізгіш тізбектері мен құрылымын, жауапты трансгидрирование немесе ауыстыру сутегі. Үшінші құрылымдық фрагменті үшін қажетті эволюциялық жүйелер – бұл группировки басқа топтамаларға енгізілмеген, жауапты энергетикалық қамтамасыз ету, – құрамында фосфор бар және басқа да фрагменттері.