Sistem conceptual al chimiei

Un sistem conceptual în chimie este un sistem de teorii  interconectate , unite de principii fundamentale comune, concepte, legi, metode și probleme. Teoria sistemelor conceptuale pentru dezvoltarea chimiei a fost creată și dezvoltată de chimistul și filozoful rus V. I. Kuznetsov , împreună cu alți chimiști, istorici ai științei și filozofi. Această teorie este expusă cel mai pe deplin în cartea sa General Chemistry: Trends in Development (1989).

Există patru sisteme conceptuale :

  1. Doctrina compoziției.
  2. Chimie structurală .
  3. Doctrina procesului chimic .
  4. Chimie evolutivă .

Fiecare sistem conceptual al chimiei include mai multe teorii, unite prin principii fundamentale comune, legi, metode și probleme.

În dezvoltarea chimiei, nu există o schimbare, ci o apariție consistentă a sistemelor conceptuale [1] . Dezvoltarea chimiei are loc în prezent în paralel atât la fiecare dintre cele patru niveluri, cât și prin ridicarea de la nivelurile inferioare la cele superioare, adică de la un sistem conceptual la altul [2] .

Primul sistem conceptual: doctrina compoziției

Primul sistem conceptual al chimiei a fost doctrina compoziției. În cadrul acestei doctrine au fost rezolvate două probleme principale: problema unui element chimic și problema dependenței proprietăților unei substanțe de compoziția sa chimică. Principalul postulat al doctrinei compoziției este că proprietățile unei substanțe sunt determinate de compoziția sa, adică din ce elemente chimice și în ce raport se formează o anumită substanță . Obiectul doctrinei compoziției este materia ca colecție de atomi ( microsistem cuantic ).

Al doilea sistem conceptual: chimie structurală

Chimia structurală , al cărei aspect este atribuit primei jumătate a secolului al XIX-lea, pornește de la postulatul că proprietățile unei substanțe sunt determinate de structura moleculelor substanței, adică nu numai de compoziție, ci și de după ordinea în care atomii sunt legați între ei și locația lor în spațiu. Obiectul principal al chimiei structurale este molecula ca un întreg. Odată cu apariția celui de-al doilea sistem conceptual, chimia se transformă dintr-o știință analitică într-o știință sintetică.

Al treilea sistem conceptual: Doctrina procesului chimic

Doctrina procesului chimic , al cărui început de formare este atribuit celei de-a doua jumătate a secolului al XIX-lea, se bazează pe postulatul că proprietățile unei substanțe sunt determinate de compoziția sa, structura și organizarea sistemului în care această substanță este localizată. Apariția unui nou concept de chimie este asociată cu apariția unor fapte experimentale care indică imposibilitatea explicării reacțiilor chimice numai pe baza compoziției unei substanțe și a structurii moleculelor sale. Proprietățile substanțelor în cazul general depind și de concentrația reactivilor, de condițiile externe și de mediul în care se află sistemul și de prezența în sistem a substanțelor ( catalizatori , solvent , impurități etc.) care nu sunt implicate stoichiometric in reactia chimica . Subiectul de studiu în cadrul acestui sistem conceptual este întregul sistem cinetic chimic, pentru care substanța în sine, compoziția sa și structura moleculelor sale sunt considerate ca subsistem, ca parte a sistemului. Multe concepte empirice primesc justificare teoretică în cadrul mecanicii și termodinamicii statistice , al termodinamicii chimice , cineticii chimice și al teoriei reacțiilor catalitice . Crearea doctrinei procesului chimic a făcut posibilă rezolvarea problemelor de gestionare a reacțiilor și proceselor chimice, pentru a crea o nouă tehnologie chimică .

Al patrulea sistem conceptual: chimia evolutivă

Al patrulea sistem conceptual, chimia evoluționistă, este încă în curs de formare și este asociat cu includerea principiului istoricismului și a conceptului de timp în știința chimică , cu construirea unei teorii a evoluției chimice a materiei. Chimia evoluționistă studiază procesele de auto-organizare a materiei: de la atomi și molecule simple până la organismele vii. Una dintre primele descoperiri atribuite chimiei evolutive este efectul de auto-îmbunătățire a catalizatorilor în reacții, studiat în lucrările chimiștilor americani A. Guotmi și R. Cunningham în anii 1958-1960. În 1964-1969. Chimistul sovietic A.P. Rudenko, ținând cont de această descoperire, a creat o teorie a autodezvoltării sistemelor catalitice deschise. În lucrările chimistului german M. Eigen , a fost dezvoltată teoria hiperciclurilor , ceea ce explică asocierea macromoleculelor cu auto-reproducere în cicluri chimice autocatalitice închise . Teoria hiperciclului este o teorie abiogenetică a evoluției chimice și a originii vieții . Laureatul Nobel Jean-Marie Lehn , fondatorul chimiei supramoleculare , a introdus [3] conceptul de „auto-organizare” și „ auto-asamblare ” pentru a descrie fenomenele de ordonare în chimia supramoleculară. Auto-asamblarea supramoleculară este procesul de asociere spontană a două sau mai multe componente, care duce la formarea de supermolecule sau ansambluri polimoleculare, care apar din cauza interacțiunilor necovalente. Acest proces a fost descris în studiul formării spontane a complexelor anorganice (helicate duble) procedând ca un proces de auto-asamblare. Cea mai cunoscută manifestare a auto-asamblarii la fauna sălbatică este auto-asamblarea moleculelor de acid nucleic , sinteza matricei a proteinelor .

Vezi și

Note

  1. Kuznetsov V. I. Chimie generală: tendințe de dezvoltare. M.: Şcoala superioară, 1989. p.26.
  2. Kuznetsov V. I. Chimie generală: tendințe de dezvoltare. M.: Şcoala superioară, 1989. p.29.
  3. Zorkiy P. M. , Lubnina I. E. , Supramolecular chemistry: emergence, development, perspectives. Arhivat 28 martie 2018 la Wayback Machine Vestnik Mosk. Universitate. Serie. 2. Chimie, 1999, Volumul 40. N.5. C.300-307. (pag. 305)

Literatură generală

Vezi și Sisteme conceptuale ale chimiei

Literatură pentru al patrulea sistem conceptual al chimiei