ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая эволюция материи из "Общая химия" Современное понимание Вселенной существенно отличается от взглядов ученых не очень далекого прошлого прежде всего представлением о ее нестатичности, о том, что в целом она является нестационарной расширяющейся системой, а следовательно, предполагается начало Вселенной во времени, а также существенное качественное изменение со временем-, в том числе ее состава и строения. [c.4] Это значит, что Вселенная эволюционирует, развивается. Для нас важен этап ее химической эволюции возникновение и развитие химической формы движения материи-, возникновение ее из физической и развитие до биологических форм. [c.4] Прежде чем приступить к этой проблеме, необходимо определить, что именно мы понимаем под химической формой движения, иными словами, выделить ее из других форм движения материи. [c.4] С естественно-научной точки зрения материя — это основа всех существующих в мире свойств, связей и форм движения. [c.4] Неотъемлемый атрибут материи — движение. Движение — это всякое взаимодействие материальных объектов. Формы движения материи разнообразны, и число их так же, как и число форм существования материи, в принципе бесконечно. [c.5] На современном этапе развития науки, на современном уровне наших знаний мы выделяем четыре основные формы движения материи физическую, химическую, биологическую и социальную. Эти формы движения являются предметом фундаментальных наук физики, химии, биологии и социологии. Другие формы движения (например, геологическая, механическая, психическая и т. д.) являются предметом специальных наук. [c.5] У нас нет критерия для построения иерархии форм движения материи, основанной на их различной сложности нельзя сказать, какая форма сложнее и потому выше, тем более что само поня-ние сложность трудноопределимо. Иерархию основных форм движения можно построить, рассматривая проетейшие носители каждой из форм. Здесь также нельзя говорить об относительной сложности этих носителей. Мы будем строить иерархию по принципу простейший носитель каждой следующей формы движения включает в себя простейшие носители всех предыдущих эту следующую форму назовем более высокой. Тем самым каждая более высокая форма движения включает в себя все предыдущие, хотя, конечно, к ним не сводится, а представляет качественно новое явление. [c.5] Изучая одну из форм движения материи, являющуюся предметом определенной науки, нельзя обойтись без знания более низких по отношению к ней форм. Тем самым определяется круг фундаментальных наук, овладение которыми необходимо для каждой конкретной специальности. [c.5] Таким образом, рассматривая химическую форму движения материи, являющуюся более высокой по сравнению с физической, мы должны начать с последней. [c.5] Взаимодействие элементарных частиц между собой и взаимодействие любых материальных объектов, осуществляемое посредством полей (электромагнитного, гравитационного и др.) можно назвать физической формой движения материи. Эта форма начинает проявляться на самых ранних этапах развития материи, она присуща всем без исключения материальным объектам и потому лежит в основе всех других форм движения. Простейшим ее носителем служат элементарные частицы, в том числе протоны, нейтроны, электроны. [c.5] Простейшим носителем химической формы движения является атом (в том числе ионизированный). [c.5] Таким образом, химия — наука о химической форме движения материи — одна из фундаментальных наук. Ее можно определить как науку о превращениях веществ, сопровождающихся перераспределением химических связей между атомами, как входящими в состав химических частиц (молекул, ионов, радикалов и т. п.), так и свободными. [c.6] Данное определение химических превращений, т. е. химических реакций как превращений, связанных с образованием и (или) разрывом химических связей, как всякое определение реального явления бесконечно сложного мира, несовершенно, неполно. Например, при разбиении атомного или ионного кристалла на более мелкие изменение (разрыв ) химических связей происходит, однако это явление химическим обычно не считается. То же относится к деформации металлического кристалла, возгонке атомного кристалла и т. д. Чтобы все-таки выделить предмет химического исследования, необходимо указать, что химическое изменение сопровождается появлением новых химических индивидов 2. [c.6] Геологическая форма отличается от химической участием во взаимодействии не веществ, а вещественных систем — минералов (твердых, жидких), которые можно назвать простейшими носителями этой формы движения. Специфичность взаимодействия — макромасштабы. Увеличение количества (массы) реагирующих участников процесса приводит к новым, отсутствующим в химии, закономерностям. Примером может служить несмешиваемость вод Гольфстрима с окружающими их водами северных морей. [c.7] Простейший носитель биологической формы движения, по-видимому, клетка (или самовоспроизводящаяся молекула ). В отличие от химических реакций, протекающих в неживых системах, основанных на статистических столкновениях беспорядочно распределенных в пространстве молекул, в клетке реагируют молекулы, пространственно закрепленные на матрице. [c.7] Таким образом мы выделили химическую форму движения материи из других форм. [c.7] Анализ распространенности химических элементов в нашей Галактике показывает (табл. 1.1), что приблизительно 92% атомов приходится на долю водорода, 8 /о — на долю гелия и только 0,17о составляют атомы более тяжелых элементов, чем гелий. Подобная несоразмерность между Бодородом и другими элементами может служить еще одним доказательством эволюции Вселенной. По-видимому, существующие сейчас химические элементы не всегда были в ее составе, а возникли в процессе эволюции от сверхплотного и сверхгорячего состояния до современного мира звезд и галактик — в полном соответствии с космологией Большого взрыва, с которого началось развитие нашей Вселенной, Причем, очевидно, первым образовался простейший атом (вернее, его ядро) — водород. [c.7] Эта схема удовлетворительно объясняет количество гелия в нашей Вселенной. [c.8] На этой, дозвезднои, стадии развития материи ядра других химических элементов не образуются, так как плотность и температура расширяющейся Вселенной быстро падают (процесс образования Не, начавшись приблизительно через 2 мин, прекращается к коццу четвертой минуты). При дальнейшем остывании Вселенной через 1 млн лет, когда температура достигает 3500 К, происходит рекомбинация ядер гелия и оставшихся ядер водорода с электронами— образуются атомы гелия и водорода — исходный материал для межзвездного газа и звездных систем. [c.8] Вернуться к основной статье