Роль М.В. Ломоносова в возникновении физической химии. Применение законов термодинамики, статистики, классической и квантовой механики для исследования химических явлений. Основные направления развития физической химии во второй половине XVIII-XX веках.
Аннотация к работе
Физическая химия применяет законы термодинамики, статистики, классической и квантовой механики для исследования химических явлений. Непосредственные контакты между химией и физикой долгое время оставались неопределенными и ограничивались развитием атомистики древних (П. В настоящее время объектами исследований физико-химиков служат проблемы химической термодинамики, строения молекул, теории растворов, явления на границах раздела фаз, химическая кинетика, катализ и его разнообразные приложения, электрохимические процессы, процессы, вызываемые действием света, своеобразные свойства гигантских молекул полимеров.Возникновение физической химии относится к середине XVIII в.-к тому периоду, когда знания, накопленные в области физики и химии, создали основу для выделения физической химии как самостоятельной научной дисциплины н дальнейшего ее развития. В дальнейшем методы этой науки развивались и совершенствовались медленно, так как ее прогресс зависел от успехов и химии, и физики. Само определение химии как науки о качествах и изменениях тел, данное Ломоносовым (1741), принципиально отличалось от принятых в то время определений химии как науки о свойствах тел. В первой половине XIX века атомистические представления получают в химии широкое распространение главным образом благодаря работам Дальтона, Гей-Люссака, Авогадро. Для развития физической химии, как и вообще всей химии, большое значение имели работы Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907), и прежде всего открытие им знаменитого периодического закона (1869), впервые показавшего единство природы различных химических элементов.Название науки физическая химия, ее предмет и задачи были впервые сформулированы М. В. Им был установлен один из основных законов, на котором базируется физическая химия, - закон постоянства массы при химических превращениях. Выделение физическая химия в самостоятельную отрасль науки произошло лишь в конце 19 в. Этому способствовал общий рост разнообразных химических производств и создание химической промышленности, выдвинувшей множество проблем, для успешного разрешения которых было недостаточно эмпирических правил и знания качественных соотношений. Для развития физической химии во 2-й половине 19 и начале 20 вв. характерно применение главным образом термодинамических методов, изучение макроскопических, т. е. непосредственно наблюдаемых, характеристик систем и процессов, использование представлений классической физики и классической теории химического строения при исследовании связи свойств и строения молекул.
План
Содержание
Введение
1. Возникновение физической химии. Роль М.В. Ломоносова
2. Основные направления развития физической химии во второй половине XVIII - XX веках
Заключение
Литература
Введение
«Физическая химия является достижением не только последнего времени; скорее она так же стара, как и сама научная химия. И в развитии химии можно различить те же стадии, через которые должна проходить любая наука: ознакомление, систематизация и постижение ее глубин» (Вильгельм Оствальд).
Физическая химия применяет законы термодинамики, статистики, классической и квантовой механики для исследования химических явлений. Непосредственные контакты между химией и физикой долгое время оставались неопределенными и ограничивались развитием атомистики древних (П. Гассенди, 1592-1655) и использованием атомистических представлений при решении физических задач (Бернулли, 1700-1780). М. В. Ломоносов был, по-видимому, первым, кто оценил необычайные возможности физики в раскрытии природы химических явлений.
В настоящее время объектами исследований физико-химиков служат проблемы химической термодинамики, строения молекул, теории растворов, явления на границах раздела фаз, химическая кинетика, катализ и его разнообразные приложения, электрохимические процессы, процессы, вызываемые действием света, своеобразные свойства гигантских молекул полимеров. Объединение усилий химиков и физиков позволило им приблизиться к анализу явлений, долгое время стоявших особняком и казавшихся столь загадочными, что лишь немногие отваживались вторгаться в эту область, имея элементарные сведения о химических и физических процессах. Потребовалось много времени, труда и остроумия, чтобы молекулярная картина жизненных явлений более или менее прояснилась. Знание физической химии совершенно необходимо для понимания основных законов природы. А для этого необходимо знать историю возникновения и развития физической химии.
1.
Вывод
Название науки физическая химия, ее предмет и задачи были впервые сформулированы М. В. Ломоносовым, который в 1752-53 гг. читал для студентов курс «Введение в истинную физическую химию». Им был установлен один из основных законов, на котором базируется физическая химия, - закон постоянства массы при химических превращениях.
Выделение физическая химия в самостоятельную отрасль науки произошло лишь в конце 19 в. Этому способствовал общий рост разнообразных химических производств и создание химической промышленности, выдвинувшей множество проблем, для успешного разрешения которых было недостаточно эмпирических правил и знания качественных соотношений.
Для развития физической химии во 2-й половине 19 и начале 20 вв. характерно применение главным образом термодинамических методов, изучение макроскопических, т. е. непосредственно наблюдаемых, характеристик систем и процессов, использование представлений классической физики и классической теории химического строения при исследовании связи свойств и строения молекул. Окончательно устанавливается уравнение состояния для идеальных газов (Д. И. Менделеев, Б. Клайперон). Разрабатываются приложения термодинамики к химическим и фазовым равновесиям (Дж. Гиббс, Я. Вант-Гофф, В. Нернст, А. Ле Шателье, Н. С. Курнаков, Г. Тамман), основы макроскопической («формальной») кинетики (К. Гульдберг, П. Вааге, Н. Н. Бекетов, Вант-Гофф), вводится представление об энергии активации реакций (С. Аррениус). Получают дальнейшее развитие представления о катализе, ведущие свое начало от М. Фарадея. Устанавливаются основные законы адсорбции (Гиббс). Развивается термодинамическая теория разбавленных растворов (Ф. Рауль, Вант-Гофф, Д. П. Коновалов). Создается теория электролитической диссоциации (Аррениус). Для гальванических элементов вводится понятие электродных потенциалов (Нернст). Результаты исследований, достигнутые на этом этапе развития физической химии, внедряются в промышленность (синтез аммиака, разработка соляных месторождений, некоторые металлургические процессы, перегонка, ректификация и др.).
Крупнейшие открытия естествознания в конце 19 и начале 20 вв. - открытие рентгеновских лучей, электрона, явления радиоактивности, развитие спектроскопии создали предпосылки для формирования нового этапа физической химии. Установление законов движения электронов в атомах и молекулах (законов квантовой механики) привело к возникновению квантовой химии, что создало принципиально новые возможности теоретической трактовки химической связи, валентности, строения химических соединений.
Главная особенность современной физической химия, начало которой относят к 20-м гг. 20 в., - широкое применение разнообразных физических методов экспериментального исследования, стремление выяснить детальный молекулярный механизм химических реакций. Физическая химия дает теоретические основы для исследований как в областях неорганической, органической и аналитической химии, так и в разработке химической технологии.
Список литературы
1. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. - М.: Мир, 1983. - 187 с.
2. Киреев В. А. Краткий курс физической химии. - М.: Химия, 1978. - 624 с.
3. Николаев Л. А. Физическая химия. - М.: Высшая школа, 1979. - 371 с.
4. Соловьев Ю. И. История химии: Развитие основных направлений современной химии. - М.: Просвещение, 1984. - 335 с.
5. Соловьев Ю. И. История химии: Развитие химии с древнейших времен до конца XIX века. - М.: Просвещение, 1983. - 368 с.
6. Штрубе В. Путиразвития химии: В 2 -х томах. Т. 2. - М.: Мир, 1984. - 278 с.