Місце хімії серед наук про природу. Хімія у науковій картині світу
Міністерство освіти і науки України
Реферат на тему:
“Місце хімії серед наук про природу. Хімія у науковій картині світу”
1.Предмет вивчення хімії:
а) галузь природознавства;
б) органіка і не органіка;
в) сучасна колоїдна хімія;
г) взаємозв’язок з природничими науками .
2.періодична система у науковій картині світу:
а)властивості елементів періодів і груп;
б)спільні та відмінні риси елементів.
3.радіоактивність.
4.властивості атома:
а) відкриття електрона;
б) постулати Бора;
в) планетарна модель Резерфорда.
5.електронна теорія хімічного звязку .
6.філософський світоогляд з точки зору хімії.
7.
хімія у науковій картині
8. висновок.
Наука хімія як наука належить до фундаментальних областей природознавства. Що ж вивчає хімія і яке місце посідає серед природничних наук?
Хімія вивчає речовини, їх склад і будову, перетворення речовин, умови здійснення цих перетворень, засоби практичного використання речовин і хімічних реакцій. Без хімічних реакцій сьогодні неможливо уявити наукову картину світу, адже навколишній світ - це перш за все світ речовин неорганічних і органічних, які постійно взаємодіють і приймають участь у різних типах перетворень, які є основою багатьох явищ природи. Вона так само, як фізика, ботаніка, зоологія, геологія, вивчає природу, весь навколишній світ — різноманітні речовини і явища.
Хімічні перетворення речовин самовільно відбуваються в природі. Під час фотосинтезу в зелених рослинах вуглекислий газ і вода постійно перетворюються на органічні речовини з виділенням кисню. Цей кисень у процесі дихання живих організмів поглинається, окислюючи в них органічні речовини, внаслідок чого в атмосферу виділяється вуглекислий газ. Так хімічні перетворення речовин забезпечують життя на Землі.
Однак переважна більшість природних речовин, перш ніж стати продуктами споживання людського суспільства, зазнає хімічної переробки на заводах. Добування металів з руд, виробництво синтетичних матеріалів, переробка кам'яного вугілля, нафти, природного газу, деревини, гірських порід — все це складні хімічні процеси, що здійснюються на виробництві з метою добування корисних продуктів.
Для розуміння цих процесів і керування ними треба знати властивості речовин, їх здатність брати участь у хімічних процесах. А для цього потрібно знати склад і будову речовин. Ось чому предметом вивчення хімії є хімічні елементи та їхні сполуки, хімічні перетворення різноманітних сполук і ті закономірності, які цими перетвореннями керують.
Сучасна хімія настільки
велика галузь природознавства, що багато
з її розділів є самостійними, хоча
й тісно взаємозв'язаними
Для прикладу, Сучасна колоїдна хімія - це велика, самостійна частина хімічної науки, що вивчає дисперсний стан речовини і поверхневі явища в дисперсних системах. Курс колоїдної хімії ставить метою дати чітке уявлення про теоретичні і експериментальні основи цієї науки, виділяючи її особливу роль як міждисциплінарної науки, що синтезує знання з суміжних розділів хімії, фізики, біології і інших природних наук.
Колоїдна хімія виходить
з уявлень про дисперсність - мікрогетерогеності
як універсальному стані речовини у
всіх природних об'єктах і
Високе розвинення міжфазних поверхонь - носіїв енергетичних надлишків (тобто специфічного, активованого стану речовини)- служить спільною межею всіх цих об'єктів і систем і визначає різні їх властивості і протікаючі в них процеси. Особливе місце займає тут адсорбція - мимовільне концентрування певних, поверхово-активних компонентів на міжфазных кордонах, що міняє хімічну природу кордонів і що дозволяє керувати процесами в природних і технологічних дисперсних системах.
Розвиваючи ці уявлення,
колоїдна хімія послідовно розглядає
будову міжфазних кордонів в дисперсних
системах, закономірності і механізми
фізико-хімічних процесів на цих кордонах;
умови утворення нових
У періодичній таблиці
видно, що елементи, розміщені один
під одним, мають багато спільного.
Так, Літій і Натрій подібні між
собою як лужні метали. Флор і
Хлор також мають спільні
У горизонтальному ряду елементів, розміщених у порядку зростання їхніх відносних атомних мас, виявилось, що відбувається поступова зміна хімічних властивостей елементів.
Коли простежити зміну властивостей усіх інших елементів, то виявиться, що в ряду елементів, розміщених у порядку зростання їхніх відносних атомних мас, властивості змінюються від металів до неметалів, а в складних речовин – від основних до кислотних. Формальна валентність елементів за Оксигеном зростає від 1 до 7, а за Гідрогеном – зменшується від 4 до 1. Так Д. І. Менделєєв виявив повторення однакових ознак у світі хімічних елементів і назвав цю закономірність періодичністю (від грец. Periodicos – цикл).
У 1896 Антуан Анрі
Беккерель (1852 - 1908) відкрив явище
радіоактивності, виявивши
У 1897 Джозеф Джон Томсон (1856 - 1940) відкрив електрон, заряд якого з високою точністю виміряв в 1909 Роберт Міллікен (1868 - 1953). У 1911 Ернст Резерфорд (1871 - 1937), виходячи з електронної концепції Томсона, запропонував модель атома: в центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, а навколо нього обертаються негативно заряджені електрони. У 1913 Нільс Бор (1885 - 1962), використовуючи принципи квантової механіки, показав, що електрони можуть знаходитися не на будь-яких, а на суворо визначених орбітах. Планетарна квантова модель атома Резерфорда примусила вчених по-новому підійти до пояснення будови і властивостей хімічних сполук.
Німецький фізик Вальтер Коссель (1888 - 1956) передбачив, що хімічні властивості атома визначаються числом електронів на його зовнішній оболонці, а утворення хімічних зв'язків зумовлюється в основному силами електростатичної взаємодії. Американські вчені Гілберт Ньютон Льюїс (1875 - 1946) і Ірвінг Ленгмюр (1881 - 1957) сформулювали електронну теорію хімічного зв'язку. Відповідно до цих уявлень молекули неорганічних солей стабілізуються електростатичними взаємодіями між іонами, що входять до їх складу, які утворяться при переході електронів від одного елемента до іншого (іонний зв'язок).
Всі нові уявлення про будову речовини могли формуватися тільки внаслідок розвитку у 20 ст. експериментальної техніки і появи нових методів дослідження. Відкриття в 1895 Вільгельмом Конрадом Рентгеном (1845 - 1923) Х-променів послужило основою для створення згодом методу рентгенівської кристалографії, що дозволяє визначати структуру молекул по картині дифракції рентгенівських променів на кристалах. За допомогою цього методу була розшифрована структура складних органічних сполук інсуліну, ДНК, гемоглобіну і інш. З створенням атомної теорії з'явилися нові могутні спектроскопічні методи, що дають інформацію про будову атомів і молекул. Широта об'єктів, проблем, методів хімії зумовлює її участь в розвитку інших природничих науках, а також геології, метеорології, біології, медицині. Разом з тим, розкриваються роль і перспективи хімії як загальної наукової основи інтенсифікації і оптимізації технологічних процесів з участю дисперсних фаз буквально у всіх галузях виробництва: хімічної, нафтодобувної і нафтопереробної, гірнорудної, металургійної, легкої, харчової, фармацевтичної промисловості; пояснюються механізми природних колоїдно-хімічних явищ і регулювання впливів на природні об'єкти (структуроутворення в ґрунтах, колоїдно-хімічні аспекти функціонування клітинних структур); розглядаються корінні проблеми захисту навколишнього середовища.
Велика роль хімії
в розвитку матеріального виробництва
зумовлена її практичними успіхами,
які значною мірою залежать від
результатів теоретичних
На розвиток теоретичної хімії значний вплив справляють досягнення сучасної фізики у вивченні будови атома. Хімія дедалі ширше використовує фізико-математичні методи і квантово-механічні уявлення для опису і пояснення особливостей електронно-ядерних систем і природи хімічного зв’язку.
Але на хімію впливають не тільки фізика та інші природничі науки, вона зазнає певного впливу і з боку філософії. В міру того як природознавство поряд з нагромадженням емпіричних фактів переходило до їх теоретичного осмислення, зв'язок його з філософією став тіснішим.
Теоретичне природознавство свої погляди на природу намагається, наскільки це можливо, об’єднати в одне гармонічне ціле. І це неминуче його з філософією. Хімія, з одного боку, дає багатий фактичний матеріал для філософських узагальнень, для формування діалектико-матеріалістичного погляду на природу, а з другого – своїм власним розвитком уже не раз довела, що єдино правильним методом пізнання є діалектика, що плодотворний розвиток природознавства можливий лише на основі діалектичного матеріалізму.
Досліджуючи закономірності перетворення одних речовин в інші, хімія розв'язує питання різного змісту і ступеня загальності. Звичайно, для хімічного пізнання використовується дозвіл, який виражає насамперед логіку внутрішнього розвитку хімії і зафіксований в її поняттях, законах і теоріях. Але при розв’язанні деяких (здебільшого гносеологічних) питань хімії виходять за вузькі рамки спеціальної галузі знання і звертаються до більш загальних понять, які вироблені філософським мисленням.
Діалектичний матеріалізм як світогляд, метод і теорія пізнання має величезне значення для всіх наук. Це єдино наукова філософія, в якій органічно поєднується матеріалістичний погляд на світ і діалектичний метод мислення.
Основним питанням
будь-якого філософського
Матеріалісти
вважають, що світ ніхто не створював,
він існує вічно, незалежно від
свідомості людини, тобто матерія
первинна, а свідомість людини вторинна.
З матеріалістичного розв’
Розглядаючи пізнання як відображення матеріального свиту в людській свідомості, матеріалісти доводять, що наші відчуття, уявлення, поняття здатні правильно відображати об’єктивну дійсність.
Інакше розв’язують
основне питання філософії
У рамках ідеалістичного розв’язання основного питання філософії склалися погляди, які беруть під сумнів можливість пізнання світу, заперечують достовірність наших знань, саму можливість пізнання як відображення об’єктивної реальності.
Отже філософське осмислення світу, розуміння явищ природи може бути матеріалістичним або ідеалістичним.
Для наукового
світогляду характерним є не тільки
матеріалістичне розв’язання
порівняно низькому
рівню розвитку природознавства
і філософії відповідав метафізичний
метод мислення. Він склався під
впливом успіхів
У межах метафізичного
методу мислення заперечувалась ідея
розвитку в природі предмети і
явища дійсності вважалися
Діалектичний метод мислення, на відміну від метафізичного, виходить з визнання загального зв’язку і взаємодії в природі, розглядає явища і процеси дійсності в постійній зміні і розвитку, джерелом якого є внутрішні суперечності, притаманні самий об’єктивній дійсності.
Діалектичний
метод мислення склався на основі
досягнень природознавства і
всієї попередньої філософії. У
геніальній праці Ф. Енгельса «Діалектика
природи» дається глибоке філософське
узагальнення природничонаукових відкриттів,
що відіграли важливу роль у розвитку
діалектико-матеріалістичного
Три великі відкриття природознавства 19ст. – формулювання закону збереження і перетворення енергії, відкриття клітинної будови живих організмів, еволюційна теорія Дарвіна – показали обмеженість метафізичного методу мислення і дали важливу природничу-наукову основу для розвитку діалектичного розуміння природи.
Особливо тісно
природничонаукові і
Філософське мислення
справедливо розглядається
1) повинно бути доведено, що вона правильна з емпіричної точки зору;
2) вона повинна
бути не в меншій міри
зору…»
Хоч у класичний період розвитку хімії вчені по-різному оцінювали значення філософського підходу вказує на розуміння ними зв’язку між філософією і теоретичною хімією. Визначаючи основи завдання хіміка-теоретика, М. В. Ломоносов зазначав, що воно полягає в філософському пізнанні змін «змішаних тіл» (маються на увазі складні сполуки) На думку М. В. Ломоносова, справжній хімік повинен і філософом.
Важливого значення
надавав філософського підходу
і Д. І. Менделєєв, який у передмові
до восьмого видання твору «Основи
хімії» писав: «Спостереженням, дослідам
і застосуванням у
Велике значення
для формування у школі діалектико-
На матеріали
цього розділу можна показати
взаємний зв'язок між елементами, їх
внутрішньою спорідненістю, а також
поглибити уявлення учнів про
матеріальну єдність світу, про
безмежність людського
Недоліком класифікації хімічних елементів до Д. І. Менделєєва був насамперед її штучний характер. Учені враховували лише деякі зовнішні неістотні властивості елементів, які не виражали внутрішнього, спорідненого зв’язку між ними. Д. І.. Менделєєв, на відміну від своїх попередників, був упевненим, що між елементами існує природний зв'язок. Керуючись цією ідеєю, Менделєєв почав шукати внутрішнього загального зв’язку.
Встановлення
причинних зв’язків між предметами
і явищами навколишнього світу
є найголовнішим завданням
Найнезаперечнішим підтвердженням справедливості періодичного закону є те, що за його допомогою стало можливим передбачити існування в природі не відомих елементів і їх властивостей. Ці приклади геніального наукового передбачення були найяскравішим підтвердженням діалектичного матеріалізму про те, що в світі немає і не може бути «речей у собі», що не пізнане сьогодні буде пізнане завтра, що людське пізнання дедалі більше проникає в глиб будови матерії.
Періодичний закон
не тільки зміцнив матеріалістичний
погляд на атоми, але й розкрив
зв'язок і взаємну залежність хімічних
елементів, які ґрунтуються на корінній
властивості елементів –
Той факт, що Д. І. Менделєєву вдалося об’єднати в одну систему всі як подібні, так і різко відмінні за властивостями елементи, свідчать про існування між елементами єдиного, внутрішнього, спорідненого зв'язку. Властивості першого-ліпшого елемента виявляються тільки в зв'язку з усіма іншими елементами, з періодичною системою в цілому.
В науковому передбаченні і практичному використанні досягнень Д.І. Менделєєв вбачав кінцеву мету науки.
К.А. Тімірязєв, Характеризуючи силу наукового передбачення Менделєєва, Порівнював його з пророцтвом. Це справді було пророцтво, Ала не «чудесне», а суто наукове, що ґрунтувалося на знанні законів природи Тому воно й збулось. Відкриття законів природи і використання їх для наукового передбачення має неоціниме значення для людської практики, бо дає змогу людині успішно впливати на навколишній світ, змінювати його в своїх інтересах. Це означає, що людина не безсильна перед природою та її об’єктивними законами; поступово, розкриваючи ці закони і опановуючи сили природи, людина з її раба перетворюється в її господаря.
Після з'ясування внутрішньої будови атомів і відкриття в природі явищ ізотопів виявилося, що загальнішою і важливішою ознакою кожного елемента є не атомна маса, на яку лише й міг у свій час послатися Д.І. Менделєєв, а будова атомів, точніше – заряд ядер, від якого залежать хімічні властивості елемента. Зв'язок між властивостями елементів і зарядом ядер атомів знайшов своє відображення в новому формулюванні періодичного закону в світлі теорії будови атомів, яке, проте, не змінює його суті. Було встановлено, що періодичний характер у зміні властивостей хімічних елементів залежить від заряду ядра, бо із збільшенням величини заряду ядра періодично змінюється будова електронних шарів атомів.
Вчення про будову атомів розкрило матеріальну основу взаємозв’язку, спорідненості між елементами, виражених у періодичній системі.
Теорія будови атомів, розкривши фізичний зміст періодичногозакону, допомогла повніше зрозуміти періодичну зміну властивостей і процес розвитку елементів, який відбувається через діалектичні закони переходу кількості в якість заперечення виражені в періодичному законі і періодичній системі.
Кожний період починається типовим металом, далі відбувається поступове ослаблення, заперечення металічних властивостей, що досягає найвищого ступення в галогенів і інертних газів, якими закінчуються періоди. У першого елемента наступного періоду здійснюється заперечення – властивостей галогену чи інертного газу, – бо він е знову типовим металом.
Поступове збільшення числа протонів, нейтронів і електронів приводить до нових якостей, виникнення інших хімічних властивостей елемента. При загальній схожості новий метал (взагалі аналогічний елемент) відмінний вид попереднього і будовою ядра, і електронною структурою атома, і властивостями. У цьому разі новий метал має складнішу будову атома і ядра, більш виражені металічні властивості.
Якісні зміни елементів внаслідок кількісних змін числа протонів і нейтронів у ядрах відбуваються не тільки в періодах і рядах, й у групах і підгрупах. Кількісна відмінність будь-якого елемента від інших елементів цієї групи визначає і його якісну відмінність у цілому.
Порівняння будови
і властивостей аналогічно показує
закономірний розвиток до більш складного.
Кожний наступний елемент у
Вивчення будови атомів і періодичного закону переконує нас у тому, що в неорганічному світі, як і у всій природі немає нічого вічного і змінного, крім матерії і її розвитку, що цей розвиток відбувається за властивим природі законом, без втручання «світового духу». Періодичний Закон і періодична система Д. І. Менделєєва витримала дуже серйозну перевірку часом. У свій час Д. І. Менделєєв писав: «Періодичному закону майбутнє не загрожує руйнуванням, а лише надбудови та розвиток обіцяє».
Хімічні знання формуються
значною мірою на основі фізичних
і, у свою чергу, становлять основу для
формування біологічних знань. У
своїй сукупності ці взаємозв’язані
види знань дають змогу зрозуміти
сучасну наукову картину світу.
Наукова картина світу – це цілісна система уявлень про загальні властивості й закономірності природи.
Вона створюється внаслідок
узагальнення й синтезу основних
природничо-наукових понять і принципів.
Оскільки науку в загальному розумінні
утворює система галузей знань,
які взаємодіють між собою, наукова
картина світу утворюється
Вивчення хімії за допомогою
знань про речовини, їхній склад,
будову, властивості, застосування, про
хімічні реакції й
Вивчаючи хімію, ви помітили, що багато які уявлення про речовини та їхні перетворення в міру розвитку пізнання і практики змінювались. Так, атомно-молекулярне вчення, головні положення якого були розроблені в середині ХVIII ст. М.В.Ломоносовим і ДЖ. Дальтоном, мало величезне значення для утвердження наукового погляду на картину світу. Проте з розвитком науки виявилось, що не всі речовини складаються з молекул, у багатьох речовин атомна або йонна будова. На піставі нових наукових поглядів хімічна картина світу змінилася, стала досконалішою.
Перші синтези органічних
сполук з неорганічних, що завдали
нищівної поразки віталістичному вченню
і підтвердили єдність
Наступним вадливим кроком у розвитку поглядів на речовину була розробка О.М. Бутлеровим структурної теорії, а з часом відкриття Д.І. Менделєєвим періодичного закону та створення періодичної системи хімічних елементів. У резултаті природу почали уявляти як комплекс взаємозв’язаних предметів і явищ, які перебувають у постійному русі, змінюються, розвиваються.
Успіхи природохнавства в вивченні явища радіоактивності та складної будови атома дали змогу розв’язати питання про штучне створення і цілеспрямоване перетворення хімічних елементів, вівельнення при цьому внутрішньоатомної енергії. Тим самим було внесено зміни у наукову картину світу. Вона стала ще досконалішою.
Людина дедалі глибше проникає в таємниці макро-і макро-світу. У зв’язку з новим науковим відкриттям може виникнути рядпроблем, розв’язання яких, на думку вчених, викличе створення новоих теорій, що також внесуть зміну у наукову картину світу. Усе це засвідчує матеріальність світу, різноманітність форм руху матерії,її пізнавальнісь і невичерпність.
список використаної літератури
1. Азімов, А. Коротка історія
хімії. Розвиток ідей і уявлень в хімії [Текст]:
/ А. Азимов. - М.: Світ, 1983. - 187 с.
2. Бабаназарова, О.В. Концепції
сучасного природознавства [Текст]: навчальний посібник
/ О.В. Бабаназарова. - Ярославль: Яросл.гос.ун-т, 2000. - 44 с.
3. Будній, І.В. Концепції сучасного природознавства:
методичні вказівки для студентів заочної форми навчання [Текст]: / І. В. Будний; Міжнародний
Універсіті бізнесу і нових технологій / інститут
/. - 2-е вид., Испр. і доп. - Ярославль: РІЦ
МУБіНТ, 2006. - 24 с.
4. Горєлов, А.А. Концепції сучасного природознавства
[Текст]: навчальний посібник / А.А. Горєлов.
- М.: Вища освіта, 2008. - 335 с.
5. Джуан, М. Історія хімії. Пер. з англ .-
М.: Світ, 1975, 477 с.
6. Канке, В.А. Концепції сучасного природознавства.
[Текст]: / В.А. Канке. - М.: Логос, 2001. - 156 с.
7. Найдиш, В.М. Концепції сучасного природознавства.
[Текст]: / В.М. Найдиш. - М.: Гардаріки, 1999.
- 257 с.
8. Рузавін, Г.І. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів [Текст]: / Г.І. Рузавін.
- М. Культура і спорт, ЮНИТИ, 1997. - 287 с.
9. Левченко, С.І. Короткий нарис історії хімії [Електронний
ресурс] / С. І. Левченко 2007. - 1,7 Mb; pdf. - Режим
доступу: http:// www.physchem.chimfak.rsu.ru / Source / Files
/ sketch.pdf
10. Витол, Е. Концепції сучасного природознавства
в вузі / Е. Вітол / / Вища освіта в Росії,
1999. - № 4 - с. 30-32.
11. Різник, С. Як влаштований світ / / Хімія
і життя, 1993. - № 9. - С. 14-21

- Міський інтер`єр: благоустрій площ, вулиць, редизайн фасадів. Європейський досвід
- Міфалогія ўсходніх славян
- Міфологічна свідомість: єдність об'єкта і суб'єкта, предмета і знака
- Міфологія Давнього Дворіччя. Епос про Гільгамеша
- Міфологія Єгипту
- Міфологія слов`ян. Пантеон богів
- Міфологія стародавніх слов’ян – головні герої міфів
- Місце України на світовому ринку товарів і послуг
- Місце української мови серед інших мов світу
- Місце управління у розвитку економічних відносин у суспільств
- Місце хімії серед наук про природу
- Місце хімії серед наук про природу
- Місце хімії серед наук про природу
- Місце хімії серед наук про природу. Роль хімічних знань у пізнанні природи