... لتهالك الموضوع العامكلمات "فيزياء" و "كيمياء".

أليس من المستغرب أن تكون كلتا الكلمتين مرتبطة بكمال الأجسام؟ "الفيزياء" هي العضلات ، "الكيمياء" - حسنًا ، ليست هناك حاجة لشرح ذلك.

بشكل عام ، يعتبر علم الكيمياء ، من حيث المبدأ ، نفس الفيزياء: حول الظواهر التي تحدث في الطبيعة. عندما ألقى جاليليو الكرات من برج بيزا المائل ، وخلق نيوتن قوانينه الخاصة ، كان ذلك على نطاق يتناسب مع الإنسان - كان هذا ولا يزال فيزياء. تتعامل الفيزياء العادية مع الأشياء المكونة من المواد. الكيمياء (الخيمياء) كانت ولا تزال تشارك في تحويل المواد إلى بعضها البعض - هذا المستوى الجزيئي. اتضح أن الفرق بين الفيزياء والكيمياء هو في مقياس الأشياء؟ لا شيئ! هنا فيزياء الكميتعامل مع ما تتكون الذرات - هذا هو المستوى شبه الجزيئي. تتعامل فيزياء الكم مع الأجسام الموجودة داخل الذرة ، مما يعطي قوة على الطاقة الذرية ويضعها أسئلة فلسفية. اتضح أن الكيمياء عبارة عن شريط ضيق على مقياس المقاييس الفيزيائية ، على الرغم من أنه محدد بوضوح بمستوى التركيب الجزيئي الذري للمادة.

أعتقد أن اللانهاية المسطحة السيئة (الخطية) * لا تنطبق على العالم المحيط. كل شيء يحلق أو مغلق في كرة. الكون كروي. إذا بحثنا أكثر في بنية الجسيمات الأولية (الكواركات وبوزونات هيغز) ، فعاجلاً أم آجلاً ستغلق الجسيمات الموجودة بأقصى مقياس - مع الكون ، سنرى كوننا عاجلاً أم آجلاً من عين طائر عرض في المجهر.

الآن دعنا نرى ما إذا كانت نطاقات المقاييس تنطبق على كمال الأجسام. يبدو نعم. تتعامل "الفيزياء" (التدريب بالحديد وعلى أجهزة المحاكاة) مع الأجسام الحديدية والعضلات كأشياء صلبة: مقياس يتناسب مع الإنسان. "الكيمياء" (مثل المنشطات) ، بالطبع ، مستوى جزيئي. يبقى معرفة ما هي "فيزياء الكم" في كمال الأجسام؟ على ما يبدو ، هذا هو الدافع والتركيز وقوة الإرادة وما إلى ذلك - أي النفس. والنفسية لا تقوم على أساس جزيئي ، بل على أساس مؤكد المجالات الكهربائيةوتنص - حجمها أقل من المقياس الذري. لذلك حول (ر) ما يكفي من كمال الأجسام على نطاق واسع ...

قرأنا مقال دكتوراه. ايلينا جوروخوفسكايا("Novaya Gazeta" ، العدد 55 ، 24 مايو 2013 ، ص 12 أو على موقع Postnauka) حول أساسيات الكيمياء الحيوية:

ما العيش؟ (...) "مستجمعات المياه" الرئيسية تمتد بين النهج الاختزالي ** والمناهض للاختزال. يجادل المختزلون بأن الحياة بكل تفاصيلها يمكن تفسيرها من حيث العمليات الفيزيائية والكيميائية. تجادل المناهج المناهضة للاختزال بأنه لا يمكن اختزال كل شيء في الفيزياء والكيمياء. أصعب شيء هو فهم سلامة الكائن الحي وبنيته الملائمة ، حيث كل شيء مترابط ويهدف كل شيء إلى دعم نشاطه الحيوي وتكاثره وتطوره. خلال التنمية الفرديةوبشكل عام يتغير شيء ما في الجسد كل لحظة ، مع ضمان المسار المنتظم لهذه التغييرات. يقال في كثير من الأحيان أنه لا ينبغي تسمية الكائنات الحية بالأشياء ، بل بالعمليات.

... في القرن العشرين ، أصبح علم التحكم الآلي مهمًا لفهم تفاصيل الكائنات الحية ، حيث أعاد تأهيل مفهوم الهدف في علم الأحياء. بالإضافة إلى ذلك ، جعلت علم التحكم الآلي فكرة شعبية كبيرة عن الكائنات الحية نظم المعلومات. وهكذا ، تم إدخال الأفكار الإنسانية في الواقع إلى علم الأحياء ، وليس لها علاقة مباشرة بالتنظيم المادي.

في الستينيات ، ظهر اتجاه جديد في فهم خصوصيات الأحياء وفي الدراسة النظم البيولوجية- المواد الحيوية ، التي تعتبر الحياة والكائنات الحية بمثابة إشارات للعمليات والعلاقات. يمكننا القول أن الكائنات الحية لا تعيش في عالم الأشياء ، بل في عالم المعاني.

... تم تشكيل علم الوراثة الجزيئي إلى حد كبير بسبب تضمين مخططها المفاهيمي لمفاهيم مثل "المعلومات الجينية" و "الشفرة الجينية". نتحدث عن الافتتاح الكود الجينيكتب عالم الأحياء الشهير Martynas Ichas: "أصعب شيء في" مشكلة الكود "هو فهم وجود الكود. لقد استغرق الأمر قرنًا كاملاً ".

على الرغم من أن التخليق الحيوي للبروتينات يتم في الخلية بمساعدة العديد من التفاعلات الكيميائية ، لا توجد علاقة كيميائية مباشرة بين بنية البروتينات وهيكل الأحماض النووية. هذا الارتباط ليس كيميائيًا بطبيعته ، ولكنه إعلامي وطبيعي. تسلسل النوكليوتيدات في الأحماض النووية للحمض النووي والحمض النووي الريبي هي معلومات عن بنية البروتينات (حول تسلسل الأحماض الأمينية فيها) فقط بسبب وجود "قارئ" (المعروف أيضًا باسم "كاتب") في الخلية - في هذه الحالة نظام معقدالتخليق الحيوي للبروتين ، الذي يمتلك "اللغة الجينية". (...) وهكذا ، حتى في نفس الوقت المستوى الأساسيتبين أن الأحياء هي التواصل والنص و "الكلام". القراءة والكتابة وإعادة الكتابة وإنشاء نصوص جديدة و "محادثة" مستمرة بلغة الشفرة الوراثية للجزيئات الكبيرة وتفاعلاتها تحدث باستمرار في كل خلية وفي الجسم ككل.

* * *

دعنا نستبدل بضع كلمات في العبارات من الفقرتين الأولى والأخيرة:

تجادل Retrogrades أن كمال الأجسام بكل تفاصيله يمكن اختزاله في التدريب البدني والتعرض الكيميائي. يؤكد النهج التقدمي أنه لا يمكن للمرء اختزال كل شيء في "الفيزياء" و "الكيمياء". على الرغم من أن نمو كتلة العضلات يتم من خلال مجموعة متنوعة من التمارين البدنية والتأثيرات الكيميائية (على الأقل الغذائية) ، لا توجد علاقة مباشرة بين نمو العضلات وكمية التمرين وكمية "الكيمياء" غير موجودة. هذا الارتباط ليس فيزيائيًا أو كيميائيًا بطبيعته ، ولكنه إعلامي ، سيميائي بطبيعته. وهكذا ، حتى على المستوى الأساسي اتضح أن كمال الأجسام عبارة عن اتصال ونص و "كلام"(هذا بالطبع لا يتعلق بالثرثرة المبتذلة بين المناهج). لذلك ، يمكن القول أن لا ينبغي أن يسمى لاعبو كمال الأجسام كائنات ، ولكن العمليات الإعلامية.

من يجادل بأنه لا يمكنك بناء عضلة بحماقة. أنت بحاجة إلى تدريب تم إنشاؤه وتنفيذه بشكل صحيح التغذية السليمة، وهذا هو ، المعلومات المطلوبة. وإذا قمنا بحماقة بإشباع أنفسنا بالكيمياء ، فسنحصل على نتيجة غامضة ، إذا حصلنا عليها على الإطلاق. نحن بحاجة إلى دورة تدريبية تم إنشاؤها وتنفيذها بشكل صحيح ، وهذا هو ، مرة أخرى ، المعلومات المطلوبة. أصعب شيء في مشكلة هذه المعلومات هو فهم أنها موجودة بالفعل.وإدراكًا لذلك ، يجب على المرء أن يتعلم عزله عن محيط المعلومات الزائف الموحل الذي يتدحرج على شاطئ دماغنا في موجات ثقيلة ، ويطلق أحيانًا أصداف اللؤلؤ من أعماقها.

صحيح ، لفتح القذائف ، فأنت بحاجة إلى سكين محار ...

------------
* اللانهاية السيئة- فهم ميتافيزيقي لما لا نهاية للعالم ، يتضمن افتراض تناوب رتيب ومتكرر لا نهاية له لنفس الخصائص والعمليات وقوانين الحركة المحددة على أي مقياس من الزمان والمكان ، دون أي حدود. كما هو مطبق على بنية المادة ، فهذا يعني افتراض قابلية غير محدودة للقسمة للمادة ، حيث يكون لكل جسيم أصغر نفس الخصائص ويطيع نفس قوانين الحركة المحددة مثل الأجسام العيانية. تم تقديم المصطلح من قبل هيجل ، الذي ، مع ذلك ، اعتبر اللانهاية الحقيقية خاصية للروح المطلقة ، ولكن ليس للمادة.
** النهج الاختزالي- من الاختزال اللاتيني - العودة ، الاستعادة ؛ في هذه الحالة ، اختزال ظاهرة الحياة إلى شيء آخر.

تاريخ الكيمياء الفيزيائية

م. لومونوسوف، والتي في 1752

ن. بيكيتوف 1865

و نيرنست.

إم إس فريفسكي

الجزيئات والأيونات والجذور الحرة.

يمكن أن تشكل ذرات العناصر ثلاثة أنواع من الجسيمات المشاركة في العمليات الكيميائية - الجزيئات والأيونات والجذور الحرة.

مركبيسمى أصغر جسيم متعادل من مادة له خصائصه الكيميائية وقادر على الوجود المستقل. هناك جزيئات أحادية ومتعددة الذرات (اثنان ، وثلاث ذرات ، إلخ). في ظل الظروف العادية ، تتكون الغازات النبيلة من جزيئات أحادية الذرة ؛ على العكس من ذلك ، تحتوي جزيئات المركبات الجزيئية على عدة آلاف من الذرات.

وهو- جسيم مشحون ، وهو ذرة أو مجموعة ذرات مرتبطة كيميائياً مع زيادة الإلكترونات (الأنيونات) أو نقصها (الكاتيونات). في الواقع ، توجد الأيونات الموجبة دائمًا جنبًا إلى جنب مع الأيونات السالبة. نظرًا لأن القوى الكهروستاتيكية التي تعمل بين الأيونات كبيرة ، فمن المستحيل إنشاء أي فائض كبير من الأيونات من نفس العلامة في المادة.

الجذور الحرةيسمى الجسيم الذي يحتوي على تكافؤات غير مشبعة ، أي جسيم به إلكترونات غير متزاوجة. هذه الجسيمات هي ، على سبيل المثال ، CH 3 و · NH 2. في ظل الظروف العادية ، لا يمكن أن توجد الجذور الحرة ، كقاعدة عامة ، لفترة طويلة ، لأنها شديدة التفاعل ويمكن أن تتفاعل بسهولة ، وتشكل جزيئات خاملة. لذلك ، يتم دمج اثنين من جذري الميثيل CH3 في جزيء C 2 H 6 (إيثان). إن مسار العديد من ردود الأفعال مستحيل بدون مشاركة الراديكاليين الأحرار. في درجات حرارة عالية جدًا (على سبيل المثال ، في الغلاف الجوي للشمس) ، الجسيمات ثنائية الذرة الوحيدة التي يمكن أن توجد هي الجذور الحرة (· CN ، · OH ، · CH وبعض أخرى). توجد العديد من الجذور الحرة في اللهب.

الجذور الحرة معروفة بنية معقدة، والتي تعتبر مستقرة نسبيًا ويمكن أن توجد في ظل الظروف العادية ، على سبيل المثال ، جذور ثلاثي فينيل ميثيل (C 6 H 5) 3 C ⋅ (بدأت دراسة الجذور الحرة باكتشافها). أحد أسباب استقراره هو العوامل المكانية - الحجم الكبير لمجموعات فينيل ، التي تمنع اندماج الجذور في جزيء سداسي فينيل إيثان.

الرابطة التساهمية.

يتم تمثيل كل رابطة كيميائية في الصيغ الهيكلية خط التكافؤ ، علي سبيل المثال:

H − H (رابطة بين ذرتين هيدروجين)

H 3 N − H + (رابطة بين ذرة النيتروجين في جزيء الأمونيا وكاتيون الهيدروجين)

(K +) - (I -) (الرابطة بين كاتيون البوتاسيوم وأيون يوديد).

يتم تكوين رابطة كيميائية بواسطة جاذبية النوى الذرية لزوج من الإلكترونات(يشار إليها بالنقاط) ، والتي يتم تمثيلها في الصيغ الإلكترونية للجزيئات المعقدة (الجزيئات والأيونات المعقدة) خط التكافؤ- ، على عكس بلدهم ، أزواج وحيدة من الإلكتروناتكل ذرة على سبيل المثال:

::: F − F :::

(F2) ؛

ح − Cl :::

(حمض الهيدروكلوريك) ؛

.. H − N − H | ح

(NH3)

الرابطة الكيميائية تسمى تساهميةإذا تم تشكيلها من قبل التنشئة الاجتماعية لزوج من الإلكتروناتكلتا الذرات.

قطبية الجزيئات

تميل الجزيئات التي تتكون من ذرات من نفس العنصر إلى أن تكون كذلك الغير قطبي ، لأن الروابط نفسها غير قطبية. لذا ، فإن جزيئات H 2 و F 2 و N 2 ليست قطبية.

يمكن أن تكون الجزيئات التي تتكون من ذرات من عناصر مختلفة قطبي و الغير قطبي . ان ذلك يعتمد على شكل هندسي .
إذا كان الشكل متماثلًا ، فإن الجزيء الغير قطبي(BF 3 ، CH 4 ، CO 2 ، SO 3) ، إذا كان غير متماثل (بسبب وجود أزواج وحيدة أو إلكترونات غير مقترنة) ، فإن الجزيء قطبي(NH 3، H 2 O، SO 2، NO 2).

عند استبدال إحدى الذرات الجانبية في جزيء متماثل بذرة عنصر آخر ، يتشوه الشكل الهندسي أيضًا وتظهر القطبية ، على سبيل المثال ، في مشتقات الكلور للميثان CH 3 Cl و CH 2 Cl 2 و CHCl 3 (ميثان جزيئات CH 4 غير قطبية).

قطبيةغير متماثل في شكل جزيء يتبع من قطبية روابط تساهمية بين ذرات العناصر مع كهرسلبية مختلفة .
كما هو مذكور أعلاه ، هناك تحول جزئي في كثافة الإلكترون على طول محور الرابطة إلى ذرة عنصر أكثر كهرسلبية ، على سبيل المثال:

ح δ + → Cl δ−	ب δ + → F δ−
ج δ− ← H δ +	N δ− ← H δ +

(هنا δ جزء الشحنة الكهربائيةعلى الذرات).

الاكثر فرق الكهربية العناصر ، كلما زادت القيمة المطلقة للشحنة δ والمزيد قطبي سيكون هناك رابطة تساهمية.

في الجزيئات المتماثلة الشكل (على سبيل المثال ، BF 3) ، تتطابق "مراكز الجاذبية" للشحنات السالبة () والموجبة (δ +) ، وفي الجزيئات غير المتماثلة (على سبيل المثال ، NH 3) تتطابق لا تتزامن.
نتيجة لذلك ، في الجزيئات غير المتماثلة ، ثنائي القطب الكهربائي - الشحنات المعاكسة مفصولة بمسافة ما في الفضاء ، على سبيل المثال ، في جزيء الماء.

رابطة الهيدروجين.

في دراسة العديد من المواد يسمى روابط هيدروجينية . على سبيل المثال ، جزيئات HF في السائل فلوريد الهيدروجينمرتبطة ببعضها البعض بواسطة رابطة هيدروجينية ، جزيئات H 2 O في الماء السائل أو في بلورة جليدية ، وكذلك جزيئات NH 3 و H 2 O متصلة ببعضها البعض في مركب بين الجزيئات - هيدرات الأمونيا NH 3 H 2 O.

روابط هيدروجينية غير مستقر ويتم تدميرها بسهولة تامة (على سبيل المثال ، عندما يذوب الجليد ، يغلي الماء). ومع ذلك ، يتم إنفاق بعض الطاقة الإضافية على كسر هذه الروابط ، وبالتالي فإن نقاط الانصهار والغليان للمواد ذات الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات تكون أعلى بكثير من تلك الموجودة في المواد المماثلة ، ولكن بدون روابط هيدروجينية:

التكافؤ. سندات المانحين المتقبلين.حسب النظرية التركيب الجزيئي، يمكن للذرات أن تشكل عددًا من الروابط التساهمية مثل عدد المدارات التي يشغلها إلكترون واحد ، ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا. [في مخطط تعبئة AO المقبول ، حدد أولاً رقم الغلاف ، ثم نوع المدار ، ثم إذا كان هناك أكثر من إلكترون في المدار ، فقم بتحديد رقمها (مرتفع). لذا ، سجل (2 س) 2 تعني أن في س- المدارات من الغلاف الثاني عبارة عن إلكترونين.] ذرة كربون في الحالة الأرضية (3 ص) له تكوين إلكتروني (1 س) 2 (2س) 2 (2صخ) (2 صذ) ، في حين لا يتم ملء اثنين من المدارات ، أي تحتوي على إلكترون واحد. ومع ذلك ، فإن مركبات الكربون ثنائية التكافؤ نادرة جدًا ولها نشاط كيميائي عالٍ. عادةً ما يكون الكربون رباعي التكافؤ ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه من أجل انتقاله إلى 5 متحمس سالدولة (1 س) 2 (2س) (2صخ) (2 صذ) (2 صض) مع أربعة مدارات فارغة ، هناك حاجة إلى القليل جدًا من الطاقة. تكاليف الطاقة المرتبطة بالانتقال 2 س-الإلكترون لتحرير 2 ص- المدارية ، يتم تعويضها أكثر من الطاقة المنبعثة أثناء تكوين رابطتين إضافيتين. لتشكيل AO غير المملوء ، من الضروري أن تكون هذه العملية مواتية بقوة. ذرة النيتروجين مع التكوين الإلكتروني (1 س) 2 (2س) 2 (2صخ) (2 صذ) (2 صض) لا تشكل مركبات خماسية التكافؤ ، لأن الطاقة اللازمة للترجمة 2 س-إلكترون بنسبة 3 د- مداري مع تكوين تكوين خماسي التكافؤ (1 س) 2 (2س)(2صخ) (2 صذ) (2 صض) (3 د) كبير جدا. وبالمثل ، ذرات البورون ذات التكوين المعتاد (1 س) 2 (2س) 2 (2ص) يمكن أن تشكل مركبات ثلاثية التكافؤ أثناء وجوده في حالة من الإثارة (1 س) 2 (2س)(2صخ) (2 صذ) التي تحدث في الانتقال 2 س-إلكترون بمقدار 2 ص-AO ، لكن لا تشكل مركبات خماسية التكافؤ ، منذ الانتقال إلى حالة الإثارة (1 س)(2س)(2صخ) (2 صذ) (2 صض) بسبب ترجمة واحدة من 1 س-الإلكترونات إلى مستوى أعلى ، تتطلب الكثير من الطاقة. يحدث تفاعل الذرات مع تكوين رابطة بينها فقط في وجود مدارات ذات طاقات قريبة ، أي المدارات مع نفس العدد الكمي الرئيسي. تم تلخيص البيانات ذات الصلة للعناصر العشرة الأولى من الجدول الدوري أدناه. تُفهم حالة التكافؤ للذرة على أنها الحالة التي تشكل فيها الروابط الكيميائية ، على سبيل المثال ، الحالة 5 سللكربون رباعي التكافؤ.

دول وأطراف تباين العناصر العشرة الأولى من الجدول الدوري
جزء	الحالة الأساسية	حالة التكافؤ الطبيعي	التكافؤ المعتاد
ح	(1س)	(1س)
هو	(1س) 2	(1س) 2
لي	(1س) 2 (2س)	(1س) 2 (2س)
يكون	(1س) 2 (2س) 2	(1س) 2 (2س)(2ص)
ب	(1س) 2 (2س) 2 (2ص)	(1س) 2 (2س)(2صخ) (2 صذ)
ج	(1س) 2 (2س) 2 (2صخ) (2 صذ)	(1س) 2 (2س)(2صخ) (2 صذ) (2 صض)
ن	(1س) 2 (2س) 2 (2صخ) (2 صذ) (2 صض)	(1س) 2 (2س) 2 (2صخ) (2 صذ) (2 صض)
ا	(1س) 2 (2س) 2 (2ص x) 2 (2 صذ) (2 صض)	(1س) 2 (2س) 2 (2ص x) 2 (2 صذ) (2 صض)
F	(1س) 2 (2س) 2 (2ص x) 2 (2 صص) 2 (2 صض)	(1س) 2 (2س) 2 (2ص x) 2 (2 صص) 2 (2 صض)
ني	(1س) 2 (2س) 2 (2ص x) 2 (2 صص) 2 (2 صض) 2	(1س) 2 (2س) 2 (2ص x) 2 (2 صص) 2 (2 صض) 2

هذه الأنماط موضحة في الأمثلة التالية:

تاريخ الكيمياء الفيزيائية

وُضعت بداية الكيمياء الفيزيائية في منتصف القرن الثامن عشر. مصطلح "الكيمياء الفيزيائية" ينتمي إلى م. لومونوسوف، والتي في 1752 في عام 1992 ، قرأ لأول مرة على طلاب جامعة سانت بطرسبرغ "مقرر الكيمياء الفيزيائية الحقيقية". في هذه الدورة ، قدم هو نفسه هذا التعريف لهذا العلم: "الكيمياء الفيزيائية هي علم يجب ، على أساس أحكام وتجارب علماء الفيزياء ، شرح سبب ما يحدث من خلال العمليات الكيميائية في الأجسام المعقدة."

تبع ذلك انقطاع دام أكثر من مائة عام ، وقرأ المقرر الدراسي التالي في الكيمياء الفيزيائية من قبل الأكاديمي ن. بيكيتوففي جامعة خاركيف في 1865 عام. بعد ن. بدأ بيكيتوف تدريس الكيمياء الفيزيائية في جامعات أخرى في روسيا. فلافيتسكي (قازان ، 1874) ، ف.أوستوالد (جامعة تارتو ، 18807) ، أ. كابلوكوف (جامعة موسكو ، 1886).

الاعتراف بالكيمياء الفيزيائية كعلم مستقل و الانضباط الأكاديمي، تم التعبير عنه في جامعة لايبزيغ (ألمانيا) عام 1887. أول قسم للكيمياء الفيزيائية برئاسة و. أوستوالد وفي القاعدة الأولى مجلة علميةفي الكيمياء الفيزيائية. في نهاية القرن التاسع عشر ، كانت جامعة لايبزيغ مركزًا لتطوير الكيمياء الفيزيائية ، وكان رواد الكيمياء الفيزيائية هم: دبليو أوستوالد ، ج.فانت هوف ، أرهينيوسو نيرنست.

افتتح قسم الكيمياء الفيزيائية الأول في روسيا عام 1914 في كلية الفيزياء والرياضيات في St. تدريب عمليفي الكيمياء الفيزيائية إم إس فريفسكي

الفرق بين الكيمياء الفيزيائية والفيزياء الكيميائية

كلا العلمين في الواجهة بين الكيمياء والفيزياء ، وأحيانًا يتم تضمين الفيزياء الكيميائية في الكيمياء الفيزيائية. ليس من الممكن دائمًا رسم خط واضح بين هذه العلوم. ومع ذلك ، وبدرجة معقولة من الدقة ، يمكن تحديد هذا الاختلاف على النحو التالي:

تأخذ الكيمياء الفيزيائية في الاعتبار إجمالي العمليات التي تحدث بالمشاركة المتزامنة مجموعاتحبيبات؛

تعتبر الفيزياء الكيميائية فردالجسيمات والتفاعل بينها ، أي ذرات وجزيئات معينة (وبالتالي ، لا مكان فيها لمفهوم " غاز مثاليالذي يستخدم على نطاق واسع في الكيمياء الفيزيائية).

محاضرة 2 بنية الجزيئات وطبيعة الرابطة الكيميائية. أنواع الروابط الكيميائية. مفهوم الكهربية لعنصر. الاستقطاب. عزم ثنائي الاقطاب. الطاقة الذرية لتكوين الجزيئات. طرق دراسة الطيارالهياكل الجزيئية.

هيكل الجزيئات(التركيب الجزيئي)، الترتيب المتبادلالذرات في الجزيئات. في سياق التفاعلات الكيميائية ، يتم إعادة ترتيب الذرات في جزيئات المواد المتفاعلة وتشكيل مركبات جديدة. لذلك ، تتمثل إحدى المشكلات الكيميائية الأساسية في توضيح ترتيب الذرات في المركبات الأولية وطبيعة التغييرات في تكوين المركبات الأخرى منها.

استندت الأفكار الأولى حول بنية الجزيئات إلى تحليل السلوك الكيميائي للمادة. أصبحت هذه الأفكار أكثر تعقيدًا مثل المعرفة بها الخواص الكيميائيةمواد. أتاح تطبيق القوانين الأساسية للكيمياء تحديد عدد ونوع الذرات التي يتكون منها جزيء مركب معين ؛ هذه المعلومات واردة في الصيغة الكيميائية. بمرور الوقت ، أدرك الكيميائيون أن صيغة كيميائية واحدة لا تكفي لتوصيف الجزيء بدقة ، نظرًا لوجود جزيئات أيزومير لها نفس الصيغ الكيميائية، ولكن خصائص مختلفة. قادت هذه الحقيقة العلماء إلى فكرة أن الذرات في الجزيء يجب أن يكون لها طوبولوجيا معينة ، مثبتة بواسطة الروابط بينها. تم التعبير عن هذه الفكرة لأول مرة في عام 1858 من قبل الكيميائي الألماني F. Kekule. وفقًا لأفكاره ، يمكن تصوير الجزيء باستخدام صيغة هيكلية ، لا تشير فقط إلى الذرات نفسها ، بل تشير أيضًا إلى الروابط بينها. يجب أن تتوافق الروابط بين الذرية أيضًا الترتيب المكانيذرات. تظهر مراحل تطوير الأفكار حول بنية جزيء الميثان في التين. 1. الهيكل يلبي البيانات الحديثة جي : للجزيء شكل رباعي الوجوه منتظم ، في وسطه ذرة كربون ، وفي الرؤوس توجد ذرات هيدروجين.

لكن مثل هذه الدراسات لم تذكر شيئًا عن حجم الجزيئات. أصبحت هذه المعلومات متاحة فقط مع تطوير ذات الصلة الطرق الفيزيائية. وكان أهمها حيود الأشعة السينية. من خلال أنماط تشتت الأشعة السينية على البلورات ، أصبح من الممكن تحديد الموقع الدقيق للذرات في البلورة ، وبالنسبة للبلورات الجزيئية ، كان من الممكن تحديد موقع الذرات في جزيء واحد. تشمل الطرق الأخرى حيود الإلكترونات أثناء مرورها عبر الغازات أو الأبخرة وتحليل أطياف الدوران للجزيئات.

كل هذه المعلومات فقط فكرة عامةحول بنية الجزيء. يمكن استكشاف طبيعة الروابط الكيميائية من خلال نظرية الكم الحديثة. وعلى الرغم من أنه لم يكن من الممكن حتى الآن حساب التركيب الجزيئي بدقة عالية بما فيه الكفاية ، إلا أن جميع البيانات المعروفة موجودة روابط كيميائيةيمكن تفسيرها. حتى أنه تم التنبؤ بوجود أنواع جديدة من الروابط الكيميائية.

في كثير من الأحيان ، من العديد من الأشخاص الذين يناقشون عملية معينة ، يمكنك سماع الكلمات: "هذه هي الفيزياء!" أو "إنها كيمياء!" في الواقع ، يمكن أن تُعزى جميع الظواهر في الطبيعة ، في الحياة اليومية وفي الفضاء ، التي يواجهها الشخص خلال حياته ، إلى أحد هذه العلوم. من المثير للاهتمام معرفة ماذا الظواهر الفيزيائيةتختلف عن المواد الكيميائية.

علوم فيزياء

قبل الإجابة على سؤال حول كيفية اختلاف الظواهر الفيزيائية عن تلك الكيميائية ، من الضروري فهم الأشياء والعمليات التي يبحث فيها كل من هذه العلوم. لنبدأ بالفيزياء.

سوف تكون مهتمًا:

من اللغة اليونانية القديمة تُرجمت كلمة "fisis" على أنها "طبيعة". أي أن الفيزياء هي علم الطبيعة الذي يدرس خصائص الأشياء وسلوكها فيها ظروف مختلفة، التحولات بين دولهم. الغرض من الفيزياء هو تحديد القوانين التي تحكم العمليات الطبيعية التي تحدث. بالنسبة لهذا العلم ، لا يهم ما يتكون الكائن قيد الدراسة ، وما يتكون منه التركيب الكيميائي، لأنه من المهم فقط كيف سيتصرف الجسم إذا تعرض للحرارة ، القوة الميكانيكيةوالضغط وهلم جرا.

تنقسم الفيزياء إلى عدد من الفروع التي تدرس نطاقًا أضيق من الظواهر ، على سبيل المثال ، البصريات ، والميكانيكا ، والديناميكا الحرارية ، والفيزياء الذرية ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد العديد من العلوم المستقلة كليًا على الفيزياء ، مثل علم الفلك أو الجيولوجيا.

علوم كيمياء

على عكس الفيزياء ، فإن الكيمياء هي علم يدرس بنية المادة وتكوينها وخصائصها ، وكذلك تغيرها نتيجة التفاعلات الكيميائية. أي أن موضوع دراسة الكيمياء هو التركيب الكيميائي وتغييره خلال عملية معينة.

تحتوي الكيمياء ، مثل الفيزياء ، على العديد من الأقسام ، كل منها يدرس فئة معينة مواد كيميائية، على سبيل المثال ، الكيمياء العضوية وغير العضوية والبيولوجية والكهربائية. يعتمد البحث في الطب والبيولوجيا والجيولوجيا وحتى علم الفلك على إنجازات هذا العلم.

من المثير للاهتمام ملاحظة أن الكيمياء ، كعلم ، لم يعترف بها الفلاسفة اليونانيون القدماء بسبب تركيزها على التجربة ، وكذلك بسبب المعرفة العلمية الزائفة التي أحاطت بها (تذكر أن الكيمياء الحديثة "ولدت" من الكيمياء). فقط منذ عصر النهضة ، وبفضل عمل الكيميائي والفيزيائي والفيلسوف الإنجليزي روبرت بويل ، بدأ يُنظر إلى الكيمياء على أنها علم متكامل.

أمثلة على الظواهر الفيزيائية

هناك عدد كبير من الأمثلة التي تخضع للقوانين الفيزيائية. على سبيل المثال ، يعرف كل طالب بالفعل في الصف الخامس ظاهرة جسدية - حركة السيارة على طول الطريق. في الوقت نفسه ، لا يهم ما تتكون منه هذه السيارة ، حيث تستهلك الطاقة من التحرك ، الشيء الوحيد المهم هو أنها تتحرك في الفضاء (على طول الطريق) على طول مسار معين بسرعة معينة. علاوة على ذلك ، فإن عمليات تسريع السيارة وتباطؤها هي أيضًا فيزيائية. حركة المركبات وغيرها المواد الصلبةيتعامل مع قسم الفيزياء "ميكانيكا".

I. ... وبشكل عام II. حول العلم III. عن الكيمياء هل الكيمياء سيئة؟ هل الطب أم الكيمياء؟ عالم بدون الكيمياء التحليلية. نهاية العالم؟ كم عدد الجرائم التي لن يتم الكشف عنها بدون كيمياء الطب الشرعي؟ إلى أين نذهب بدون الكيمياء الزراعية؟ هل تكشف الكيمياء الفلكية سر الحياة؟ لماذا نحتاج الكيمياء الحيوية؟ ماذا يوجد في الهالورجيا من الكيمياء؟ هل الجيوكيمياء أساس المواد الخام "إدمان المخدرات"؟ هل ستمنحنا الكيمياء المائية "ذهباً" جديداً؟ لماذا تلطخ مناديل ... الشخص؟ كيمياء الأنسجة والكيمياء الخلوية. السرطان والايدز والانفلونزا .. ما هو العلم حقا ضده؟ الكيمياء المناعية هل من الممكن حساب الكيمياء؟ كيمياء الكم. كيف يبدو الجيلي مثل الإنسان؟ الكيمياء الغروانية. متى تعترف الكاثوليكية بالطلاق؟ حول الكيمياء التجميلية. لماذا يحتاج أبناء الأرض إلى الكيمياء؟ هل مجال المعلومات الحديث ممكن بدون كيمياء بلورية؟ كيف يساعد بابا نويل الكيميائيين والأطباء؟ الكيمياء البردية والعلاج بالتبريد. كيمياء الليزر - بماذا تؤكل؟ هل من الممكن القتال بدون غابة؟ كيمياء الغابات. هل الحياة ممكنة داخل المغناطيس؟ المغناطيسية. ما هي العلاقة بين الكيمياء الطبية والكيمياء المرضية؟ ماذا في علم المعادن من الكيمياء؟ لماذا نحتاج الكيمياء الميكانيكية؟ أين نواجه كيمياء الميكروويف؟ النانو كيمياء - الحد الابعاد للكيمياء؟ من يقودنا؟ الكيمياء العصبية. لا الكيمياء العضوية: old or علم جديد؟ بيع النفط أو منتجات معالجته؟ البتروكيماويات. أنت ، أنا ، هي ، معًا ... الكيمياء العضوية؟ ربما سنقوم بتوليف الروح في يوم من الأيام؟ التوليف العضوي. هل العمر الطويل للجسيم الحر ممكن في مادة غير حرة؟ الكيمياء العضوية الفيزيائية. ما هي الكيمياء اللغوية؟ ما هو المشترك بين تلميذ المسيح والبتروكيماويات؟ هل سنعود إلى العصر الحجري؟ بترورجيا. هل سنعود إلى العصر الحجري؟ بترورجيا. كم مرة نقوم بوضع القميص في المطبخ؟ كيمياء الغذاء. كيمياء البلازما للناس أم لله؟ الكيمياء التطبيقية من أجل الحرب أم السلام؟ ما هو لون الاليكتروني؟ كيمياء الإشعاع. من اكتشف ظاهرة النشاط الإشعاعي؟ ما مدى خطورة النشاط الإشعاعي؟ هل توجد طاقة مظلمة؟ الكيمياء الإشعاعية. ما هي الكيمياء الفراغية؟ أيهما أفضل فيضان أم كارثة ميثان؟ الكيمياء فوق الجزيئية. ما د. منديليف في أطروحة الدكتوراه؟ الكيمياء الحرارية. الكيمياء التقنية - هل العزل مبرر؟ الكيمياء الطبوغرافية هي كيمياء السطح؟ ربما لا يجب عليك حرق الفحم؟ كيمياء الفحم. ماذا نعالج؟ الكيمياء الدوائية. Femtochemistry - هل هو شيء جديد؟ هل الضربة على الرأس فعل إجرامي أم .. كيمياء فيزيائية؟ من هم أول علماء الكيمياء النباتية؟ من أين يأتي الأكسجين على الأرض وما هي طبيعة الرؤية؟ الكيمياء الضوئية. كيف تختلف كيمياء الطاقة العالية عن الكيمياء التقليدية؟ هل يمكن العيش بدون تسارع؟ الحركية الكيميائية والحفز الكيميائي. كيف تختلف الفيزياء الكيميائية عن الكيمياء الفيزيائية؟ ما هو فزاعة الرجل العادي؟ التكنولوجيا الكيميائية. ما هو دور الكيمياء في الحروب؟ أسلحة كيميائية. مم تصنع أكياس التسوق والإطارات ووكلاء الوراثة؟ كيمياء المركبات الجزيئية. هل من الممكن تصنيع الشاي؟ كيمياء المركبات الطبيعية. لماذا نحتاج كيمياء السيليكات؟ كيف تجيب كيمياء الحالة الصلبة على السؤال: هل طبيعي مغاير؟ ما هي كيمياء العناصر العضوية؟ الكيمياء الكهربائية ، لماذا نحتاجها؟ ما يدفع الحدود النظام الدوري؟ الكيمياء النووية. كيف تحصل على "الكيمياء" بدون جامعة؟ أي عنصر كيميائيسميت على اسم روسيا؟ على اسم العناصر الكيميائية.

حجم الخط: - +

كيف تختلف الفيزياء الكيميائية عن الكيمياء الفيزيائية؟

الفيزياء الكيميائيةيدرس التركيب الإلكتروني للجزيئات والمواد الصلبة ، والأطياف الجزيئية ، والأفعال الأولية للتفاعلات الكيميائية ، وعمليات الاحتراق والانفجار ، أي الجوانب الفيزيائية للظواهر الكيميائية. تم تقديم المصطلح من قبل الكيميائي الألماني A. Eiken في عام 1930.

تشكلت في عشرينيات القرن الماضي. فيما يتعلق بالتنمية ميكانيكا الكمواستخدام تمثيلاتها في الكيمياء. الحدود بين الفيزياء الكيميائية والكيمياء الفيزيائية شرطية. موضوعات الكيمياء الفيزيائيةعلى العكس من ذلك: ناتج كيميائي عن تأثير مادي (على سبيل المثال ، موت شخص نتيجة ضربه على رأسه بطوب). يجب اعتبار أحد إنجازات الفيزياء الكيميائية النظرية تفاعلات متسلسلة متفرعة.

مؤسس معهد الفيزياء الكيميائية التابع لأكاديمية العلوم الروسية N.N. أجرى سيمينوف بحثا متعمقا سلسلة من ردود الفعل. وهي عبارة عن سلسلة من خطوات البدء الذاتي في تفاعل كيميائي والتي ، بمجرد أن تبدأ ، تستمر حتى اكتمال الخطوة الأخيرة. على الرغم من حقيقة أن الكيميائي الألماني م. مفتاح التفاعل المتسلسل هو المرحلة الأولى من التكوين الجذور الحرة- ذرة أو مجموعة ذرات تحتوي على إلكترون غير مزدوج ونتيجة لذلك فهي نشطة كيميائيًا للغاية. بمجرد تشكيله ، فإنه يتفاعل مع الجزيء بطريقة تتشكل فيه جذريًا حرًا جديدًا كأحد منتجات التفاعل. يمكن بعد ذلك أن يتفاعل الجذور الحرة المتكونة حديثًا مع جزيء آخر ، ويستمر التفاعل حتى يوقف شيء ما الجذور الحرة من تكوين نوعه الخاص ، أي حتى تنكسر الدائرة.

التفاعل المتسلسل المهم بشكل خاص هو التفاعل المتسلسل المتشعب ، الذي اكتشفه الفيزيائيون ج. كرامرز و آي. كريستيانسن. في هذا التفاعل ، لا تنشئ الجذور الحرة مراكز نشطة فحسب ، بل تتكاثر أيضًا ، مما يؤدي إلى إنشاء سلاسل جديدة وتسريع التفاعل. يعتمد المسار الفعلي للتفاعل على عدد من القيود الخارجية ، مثل حجم الوعاء الذي يحدث فيه. إذا نما عدد الجذور الحرة بسرعة ، يمكن أن يؤدي التفاعل إلى انفجار. في عام 1926 اثنين من الطلابن. لاحظ سيمينوف هذه الظاهرة لأول مرة ، حيث درس أكسدة بخار الفوسفور مع بخار الماء. لم يستمر هذا التفاعل لأنه كان يجب أن يتم وفقًا لقوانين الحركية الكيميائية في ذلك الوقت. رأى سيمينوف سبب هذا التناقض في حقيقة أنهم كانوا يتعاملون مع نتيجة تفاعل متسلسل متفرّع. لكن مثل هذا التفسير رفضه M. Bodenstein ، في ذلك الوقت سلطة معترف بها على حركية الكيميائية. واصل N.N. دراسة مكثفة لهذه الظاهرة لمدة عامين آخرين. سيمينوف وس. Hinshelwood ، الذي أجرى بحثه في إنجلترا بشكل مستقل ، وبعد هذه الفترة أصبح واضحًا أن سيميونوف كان على حق.

ن. نشر سيمينوف دراسة (سلسلة التفاعلات. L.، ONTI.، 1934) ، أثبت فيها أن العديد من التفاعلات الكيميائية ، بما في ذلك تفاعل البلمرة ، تتم باستخدام آلية سلسلة أو تفاعل متسلسل متفرع. في وقت لاحق وجد أن تفاعل انشطار نوى اليورانيوم -235 بواسطة النيوترونات له أيضًا صفة تفاعل متسلسل متفرّع.

في عام 1956 ، تم منح سيمينوف مع Hinshelwood جائزة نوبلفي الكيمياء "للبحث في آلية التفاعلات الكيميائية." قال سيمينوف في محاضرة نوبل: "إن نظرية التفاعل المتسلسل تفتح إمكانية الاقتراب من حل المشكلة الرئيسية في الكيمياء النظرية - العلاقة بين التفاعلية وهيكل الجسيمات التي تدخل في التفاعل .. . يكاد يكون من الممكن إثراء التكنولوجيا الكيميائية إلى أي حد أو حتى تحقيق نجاح حاسم في علم الأحياء بدون هذه المعرفة ... ".

يعمل معهد الفيزياء الكيميائية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم (موسكو) ، ومعهد مشاكل الفيزياء الكيميائية التابع لأكاديمية العلوم الروسية (تشيرنوغولوفكا). توجد مجلة "الفيزياء الكيميائية". يمكنك أن تقرأ: Buchachenko A.L. الفيزياء الكيميائية الحديثة: الأهداف وسبل التقدم // Uspekhi khimii. - 1987. - ت 56. - رقم 11.

الفيزياء والكيمياء من العلوم التي تساهم بشكل مباشر في التقدم التكنولوجي في القرن الحادي والعشرين. يدرس كلا التخصصين قوانين عمل العالم المحيط ، والتغيرات في أصغر الجسيمات التي يتكون منها. كل الظواهر الطبيعية لها أساس كيميائي أو فيزيائي ، وهذا ينطبق على كل شيء: التوهج ، والحرق ، والغليان ، والذوبان ، وأي تفاعل بين شيء ما مع شيء ما.
درس الجميع في المدرسة أساسيات الكيمياء والفيزياء والأحياء والعلوم الطبيعية ، ولكن لم يربط الجميع حياتهم بهذه العلوم ، ولا يمكن للجميع تحديد الخط الفاصل بينهم الآن.

لفهم الاختلافات الرئيسية بين العلوم الفيزيائية والعلوم الكيميائية ، يجب عليك أولاً إلقاء نظرة فاحصة عليها والتعرف على الأحكام الرئيسية لهذه التخصصات.

عن الفيزياء: الحركة وقوانينها

صفقات الفيزياء دراسة مباشرة الخصائص المشتركةحول العالم، أشكال بسيطة ومعقدة لحركة المادة ، ظاهرة طبيعيةالتي تكمن وراء كل هذه العمليات. يستكشف العلم صفات الأشياء المادية المختلفة ومظاهر التفاعلات بينها. أيضا تحت سلاح الفيزيائيين توجد أنماط عامة لـ أنواع مختلفةشيء؛ تسمى هذه المبادئ الموحدة بالقوانين الفيزيائية.

الفيزياء من نواح كثيرة تخصص أساسي لأنها تعتبره أنظمة الموادعلى مستويات مختلفة على نطاق واسع. هي قريبة جدا من الجميع. علوم طبيعيةتحدد قوانين الفيزياء كلاً من الظواهر البيولوجية والجيولوجية بنفس الدرجة. هناك علاقة قوية بالرياضيات ، حيث تتم صياغة جميع النظريات الفيزيائية في شكل أرقام و التعبيرات الرياضية. بشكل تقريبي ، يدرس النظام على نطاق واسع جميع ظواهر العالم المحيط وأنماط تدفقها ، بناءً على قوانين الفيزياء.

الكيمياء: مما يتكون كل شيء؟

تهتم الكيمياء في المقام الأول بدراسة الخواص والمواد بالتزامن مع تغيراتها المختلفة. تفاعلات كيميائيةهي نتائج الاختلاط مواد نقيةوخلق عناصر جديدة.

يتفاعل العلم عن كثب مع التخصصات الطبيعية الأخرى مثل علم الأحياء وعلم الفلك. تدرس الكيمياء التركيب الداخلي لأنواع مختلفة من المادة ، وجوانب التفاعل والتحول لمكونات المادة. تستخدم الكيمياء أيضًا قوانينها ونظرياتها وانتظامها وفرضياتها العلمية.

ما هي الاختلافات الرئيسية بين الفيزياء والكيمياء؟

يوحد الانتماء إلى العلوم الطبيعية هذه العلوم من نواحٍ عديدة ، لكن هناك فرقًا بينهما أكبر بكثير من الاختلاف المشترك:

1. الفرق الرئيسي بين العلوم الطبيعية هو أن دراسات الفيزياء الجسيمات الأولية(العالم المصغر ، وهذا يشمل المستويات الذرية والنوكلونية) وخصائص مختلفة للمواد الموجودة في شيء معين حالة التجميع. من ناحية أخرى ، تشارك الكيمياء في دراسة عمليات "تجميع" الجزيئات من الذرات ، وهي قدرة مادة ما على الدخول في تفاعلات معينة مع مادة من نوع آخر.
2. مثل علم الأحياء وعلم الفلك ، تسمح الفيزياء الحديثة بالعديد من المفاهيم غير العقلانية في أدواتها المنهجية ، وبشكل أساسي نظريات أصل الحياة على الأرض ، وأصل الكون ، والارتباط بالفلسفة عند النظر في مفاهيم السبب الرئيسي "للمثالي" و "المادية". الكيمياء ، ومع ذلك ، ظلت أقرب بكثير إلى أسس عقلانية العلوم الدقيقة، الابتعاد عن الكيمياء القديمة والفلسفة بشكل عام.
3. يبقى التركيب الكيميائي للأجسام في الظواهر الفيزيائية دون تغيير ، وكذلك خصائصها. تسمح الظواهر الكيميائية بتحويل مادة إلى أخرى بظهور خصائصها الجديدة ؛ هذا هو الفرق بين المواد التي تدرسها هذه التخصصات.
4. فئة واسعة من الظواهر التي وصفتها الفيزياء. الكيمياء أكثر من ذلك بكثير تخصص عالي التخصص، فهو يركز على دراسة العالم المصغر فقط (المستوى الجزيئي) ، على عكس الفيزياء (العالم الكبير والصغير).
5. تتعامل الفيزياء مع دراسة الأشياء المادية مع صفاتها وخصائصها ، بينما تعمل الكيمياء مع تكوين هذه الكائنات ، وهي أصغر الجزيئات التي تتكون منها والتي تتفاعل مع بعضها البعض.