ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные направления развития физической химии из "Курс физической химии Издание 3" К концу XVIII века относится ряд исследований, результаты которых имели большое значение для дальнейшего развития физической химии. Лавуазье и Лаплас (1780) проводят опытное изучение теплоемкостей и тепловых эффектов реакций. В 1789 г. осуществляется электролитическое разложение воды. Вскоре следуют известные открытия Гальвани (1789) и Вольта (1800). Бертолле (1801) публикует результаты изучения химического сродства, причем вводит понятие о химическом равновесии и устанавливает в качественной форме значение концентрации реагирующих веществ. [c.18] К тому же периоду относится развитие термохимии, одним из основателей которой был Г. И. Гесс (1802—1850), профессор Горного института в Петербурге. В результате обширных экспериментальных исследований он в 1840 г. опубликовал основной закон термохимии (названный впоследствии его именем), который можно рассматривать как одно из выражений открытого позднее первого закона термодинамики применительно к химическим процессам. [c.19] Преподавание курса физической химии впервые после Ломоносова снова ввел Н. Н. Бекетов (1826—1911), который с 1860 г. начал читать в Харьковском университете курс Отношение физических и химических явлений между собой и с 1865 г. — курс, названный им физико-химией. С этого времени курс физической химии постепенно начинает входить как самостоятельная дисциплина в систему преподавания в высших учебных заведениях. [c.19] В своей докторской диссертации Исследования над явлениями вытеснения одних металлов другими (1865) И. И. Бекетов четко установил значение зависимости направления химического процесса от концентрации реагирующих веществ, обосновав обширными и удачными опытами то положение, которое позднее в математической форме было выражено законом действия масс. Он изучал также и восстанавливающую способность одних металлов по отношению к другим и первым установил высокую восстанавливающую способность металлических алюминия и магния и определил, что в восстановительном ряду металлов определенное место принадлежит водороду. [c.19] Огромное влияние на формирование правильных представлений о природе химической валентности и химическом строении вещества оказали работы Александра Михайловича Бутлерова (1828—1886). Он является создателем теории химического строения (1861), на основе которой развилась современная органическая химия. Его теория строения приводит к химическим формулам, отражающим относительное расположение и взаимосвязь атомов в молекулах данного соединения. Эта теория позволяет установить взаимное влияние атомов в молекуле, в том числе и тех, которые связаны между собой не непосредственно, а через другие атомы. [c.19] Все элементы, открытые позднее, нашли место в периодической системе без каких-нибудь принципиальных изменений ее. [c.20] Периодический закон, установив закономерное изменение свойств элементов при возрастании их атомных весов, положил конец господству чисто эмпирического метода изучения химических свойств различных элементов и их соединений. [c.20] Выяснение внутренней структуры атомов различных элементов и закономерностей в строении их электронных оболочек также было достигнуто на основе периодической системы. В свою очередь это позволило установить физическую причину как самой периодичности, так и усложнений в ней. Периодический закон остается и в настоящее время незыблемой основой систематики различных свойств химических элементов и их соединений. [c.20] Периодический закон показывает, что качественная характеристика каждого химического элемента зависит от количественного значения его атомного веса. Возрастание атомного веса приводит к качественному изменению — переходу от одного элемента к другому. Переход этот происходит не плавно, а скачкообразно, что неоднократно подчеркивал и Д. И. Менделеев. В этом проявляется диалектический характер зависимости свойств химических элементов от их атомного веса. Энгельс писал Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты — Нептуна . [c.20] Большое внимание Д. И. Менделеев уделял исследованию растворов. Он показал, что химические взаимодействия оказывают сильное влияние на свойства растворов и что в процессе растворения взаимодействия физического и химического характера связаны между собой и представляют две стороны одного процесса. [c.20] Из других работ Д. И. Менделеева в областях, относящихся к физической химии, следует назвать его работы по упругости газов, введению универсальной газовой постоянной в уравнение состояния идеального газа, изучению термического расширения жидкостей и их поверхностного натяжения при различных температурах. В частности, последние работы привели к установлению Д. И. Менделеевым существования температуры абсолютного кипения жидкостей (критической температуры). [c.20] Позднее, в результате систематического изучения скоростей химических реакций, были открыты новые закономерности, что привело к дальнейшему развитию химической кинетики. Вант-Гоффом было разработано математическое выражение кинетических закономерностей. Н. А. Меншуткин (1887) провел систематическое исследование кинетики химических реакций в рас-творах выявив значение растворителя. С. Аррениус (1889) исследовал влияние температуры на скорость химических реакций. [c.21] В развитии термодинамической теории равновесий, в частности равновесий в химических реакциях (гомогенных и гетерогенных), выдающаяся роль принадлежит работам В. Гиббса (1873—1878). Гиббс разработал общую теорию термодинамических функций, вывел общий закон фазовых равновесий (называемый обычно правилом фаз) и заложил основы статистической термодинамики. [c.21] Ле-Шателье открыл (1885) общий принцип смещения равновесий при изменении внешних условий. Термодинамическая теория химических равновесий получила развитие в работах Вант-Гоффа. Им же была разработана количественная теория разбавленных растворов (1886). [c.21] Изучение особенностей в свойствах растворов электролитов получило теоретическую основу в результате работ Н. Н. Каян-дера (1881) и разработки С. Аррениусом (1887) начал количественной теории электролитической диссоциации. [c.21] Во второй половине XIX столетия получила всеобщее признание атомно-молекулярная теория. В то время почти общим было также мнение, что неделимость атома является неотъемлемым положением этой теории. [c.21] На рубеже XIX и XX столетий в области учения о строении вещества был сделан ряд открытий, имевших большое принципиальное значение и приведших к признанию сложности атома. К ним относятся открытие электрона Перреном (1895) и Томсоном (1897), обнаружившее атомистическую природу электричества разработка Максвеллом электромагнитной теории света, показавшей единство природы видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей и других электромагнитных колебаний открытие Планком (1900) квантовой природы света. [c.21] Лебедев (1899) показал экспериментально существование давления света и исследовал его количественно. [c.22] Особое значение имеет открытие (А. Беккерель, 1896) явления радиоактивности. Изучение радиоактивности, проведенное П. Кюри и М. Склодовской-Кюри (1898), показало, в частности, что атомы одних элементов могут превращаться в атомы других элементов. [c.22] Таким образом, в начале XX века определились основные направления физической химии как науки, изучающей строение вещества и его свойства в различных агрегатных состояниях, химическую термодинамику, включая термохимию и учение о равновесиях, растворы, в том числе и коллоидные, кинетику химических реакций и электрохимию. [c.22] Вернуться к основной статье