Химия

Хи́мия (от араб. کيمياء‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца — «чёрная земля»; другие возможные варианты: др.-греч. χυμος — «сок», «эссенция», «влага», «вкус», др.-греч. χυμα — «сплав (металлов)», «литьё», «поток», др.-греч. χυμευσις — «смешивание») — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава — химических реакциях, а также о законах и закономерностях, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается, прежде всего, рассмотрением перечисленных выше задач на атомно-молекулярном уровне, то есть на уровне химических элементов и их соединений. Химия имеет немало связей с физикой и биологией, по сути граница между ними условна, а пограничные области изучаются квантовой химией, химической физикой, физической химией, геохимией, биохимией и другими науками.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Учитывая, что с момента выхода в свет книги Масару Эмото прошло 10 лет, я попыталась проанализировать высказывания известного японского учёного с позиций последних научных данных о количестве химических элементов, которые уже обнаружены или могут быть обнаружены в естественных природных условиях. Для начала стоит кратко вспомнить, что такое «химические элементы». Все окружающие нас объекты, живые и неживые тела природы на нашей планете имеют общую особенность: они состоят из множества мельчайших структурных частиц, называемых атомами химических элементов. В общепринятом понимании химические элементы – это лишь графическое отображение атомов – частиц, из которых складывается всё существующее во Вселенной. Это сложные маленькие структуры, совокупности всех изотопов атомов, объединенные общим названием. Можно также сказать, что химические элементы – это определенные виды атомов, характеризующиеся одинаковым зарядом ядра, составляющие основу для построения молекул, простых и сложных соединений, а следовательно, химических взаимодействий. Открытием и изучением химических элементов и их соединений занимается наука химия. Из истории этого вопроса известно, что к середине XIX в. в мире было известно 63 химических элемента. В 1869 г. Д. И. Менделеев представил русскому химическому обществу сообщение об открытии им закона периодичности химических элементов, а в 1871 г. уже придал своей периодической таблице вид, ставший классическим. Менделеев также смог предсказать существование 12 новых, неизвестных до этого элементов. Постепенно таблица Менделеева заполнялась всё новыми, открытыми наукой элементами. Также с середины XX столетия российскими учёными в г. Дубна, американскими – в г. Беркли и немецкими в Дармштадте почти одновременно и параллельно начали проводиться серьёзные системные аналитические исследования по синтезу трансурановых ядер – радиоактивных элементов, расположенных в периодической системе элементов Менделеева за ураном, то есть с атомным номером выше 92.

Валентина Францишко, Число 108 – космический таймер эволюции, или «Очи» Бога, 2018

Проблемами сборки на молекулярном уровне занимается квантовая химия. Однако ее успехи пока еще очень ограниченны, и многие экспериментальные факты, нам всем известные, продолжают оставаться глубокой тайной. Так, например, мы очень много знаем о свойствах кислорода и водорода и, конечно, знаем, что их соединение – вода – будет образовывать систему, молекула которой состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но мы совершенно беспомощны в объяснении свойств этой системы. Почему, например, плотность воды до поры до времени, как и у других веществ, растет вместе с падением температуры? Но ниже 4 градусов Цельсия она падает. В чем секрет такой аномалии? Можно ли сборку этой системы, называемую водой, полностью объяснить известными нам законами физики и химии и редуцировать изучение свойств воды к изучению атомарного уровня ее компонентов?

Н. Н. Моисеев, Человек и ноосфера, 1990

На основании этих наблюдений и изменений Кавендиш сделал разумный (но, как показало дальнейшее развитие химии, ошибочный) вывод о том, что негорючий воздух является составной частью цинка, железа или олова, той составной частью, которая высвобождается под воздействием кислот. Возможно, он подозревал, что «воздух», выделяющийся из металлов, представляет собой чистый флогистон, огнетворный элемент, который, как предполагалось в то время многими химиками, существует во всех горючих веществах.

Аркадий Курамшин, Жизнь замечательных устройств, 2018

Кроме того, углерод имеет три химические особенности, отчасти объясняющие, почему органических соединений так много. Во-первых, атом углерода способен образовывать устойчивую ковалентную связь почти с любым другим элементом менделеевской таблицы; далеко не про каждый атом можно такое сказать. Во-вторых, атомы углерода отлично образуют ковалентные связи друг с другом, создавая в результате длинные цепочки (в том числе ветвящиеся), кольца и другие сложные структуры. И в-третьих, ковалентная связь “углерод – углерод” легко может стать кратной, то есть двойной или тройной. К связям углерода с некоторыми другими элементами это тоже относится. Склонность углерода к образованию кратных связей очень важна и в органической химии, и в биохимии.

Сергей Ястребов, От атомов к древу: Введение в современную науку о жизни, 2017

Этот объективно существующий фактор сыграл для «решения природой задачи» – перехода неживого вещества в живое – решающую роль. Следует напомнить, что в клетках организмов содержится около 70–75 % и более воды. Ион металла, находясь в водном растворе, не безразличен к своему окружению. Он вступает во взаимодействия с молекулами воды и образует соединения, в которых на один ион приходится от 4 до 8 и более молекул воды. Химия утверждает, что молекулы многих соединений, например, аммиака, а также воды образуют с ионами металлов разнообразные соединения. Оказывается, что комплексообразование представляет собой одно из самых распространенных явлений в природе. Характерно, что некоторые ионы – Al3+, Zn2+, Mg2+, Na+, OH- и др. приводят к упорядочению структуры воды вблизи иона, а K+, I-, NO3-, Cl- – к ее разрыхлению. Растворение органических веществ может влиять на структуру воды в еще большей степени. Например, углеводороды настолько способствуют упорядочению структуры воды, что она при нормальной «комнатной» температуре в местах контакта с большой органической молекулой превращается в маленькие «айсберги», которые получили свое название по имени их открывателя – «айсберги Франка – Эванса» (Лебедев и др., 1974, с. 102–103). Следует отметить, что из-за структурных сдвигов в воде, обусловленных неорганическими и органическими веществами, меняются ее физико-химические свойства – растворимость, вязкость и т. д.

Ю. А. Ижко, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007

С. В. Зенин защитил диссертацию, в которой рассматривал теорию памяти воды, в Институте медико-биологических проблем РАН и получил степень доктора биологических наук. Ее суть сводится к следующему. Каждая молекула воды является диполем, одна сторона которого заряжена положительно, а другая – отрицательно. Взаимодействие молекул происходит по типу соединения противоположно заряженных частиц, то есть отрицательный заряд одной из них притягивает к себе положительный заряд другой. В результате этого образуются соединения, называемые водородными связями. Они неустойчивые и кратковременные (продолжительность их существования составляет 10–15 секунд). Получается, что создающиеся новые структуры молекул воды практически сразу разрушаются. Этот факт хорошо известен тем, кто интересуется химией.

Филатова С. В., Магия воды. Чудесные исцеления, 2012

Примеры алгоритмов действий при изучении учебных элементов УЭ-8 «Электронная структура атомов», УЭ-12 «Теория молекулярных орбиталей», УЭ-14 «Пространственная конфигурация молекул», УЭ-31 «Гидролиз», УЭ-32 «Окислительно-восстановительные реакции», а также при выполнении лабораторных работ, входящих в состав УЭ-15 «Твердое, жидкое, газовое состояние», УЭ-17 «Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе», УЭ-18 «Тепловой эффект реакции. Энтальпия», имеются в учебно-методической литературе, разработанной в процессе выполнения данной исследовательской работы [30, 33, 53]. Использование алгоритмов действий, создающих ориентировочную основу действий, служит эффективным методическим приемом при адаптационном обучении химии студентов первого курса.

Мифтахова Н. Ш., Методология и методика адаптационного обучения химии на дуязычной основе в высшей школе, 2012

Используя вот эти свойства молекул, я и занималась поиском путей создания новых соединений, которые обладали бы заданными характеристиками. Мне нужны были соединения с высокой, очень высокой энергетикой, но низкой температурой плавления. Есть такие классы соединений в органической химии. Сначала нужно было мысленно – теоретически – нарисовать ту молекулу, которая бы имела более высокую энергетику, в сравнении с уже известными. Потом подобрать исходные соединения, что могли бы реагировать друг с другом нужным образом. Далее – найти условия (экспериментально), при которых реакция пройдёт заданным путём. Проанализировать продукты реакции, установить их строение. Найти условия выделения чистого целевого продукта. Изучить его физико-химические параметры, опробовать его в практических условиях применения – в сочетании с другими компонентами ракетных топлив. Затем разработать технологию производства этого нового компонента. Опробовать новую технологию в заводских условиях.

Козлова Л. М., Мой Бийск, моя Сибирь. Роман – признание в любви. Книга 1, 2017

Обратимся к анализу факторных структур концепта «вещество» в группах студентов-химиков с разным уровнем специальных химических способностей (таблицы 4 и 5). В качестве критерия отнесения студента к группе более или менее способных в области химии мы использовали отображение химических образов в невербальной батарее теста Е. Торренса (Volkova, 2014).

Коллектив авторов, Современные исследования интеллекта и творчества, 2015

Химия содействует при изучении состава сырья и исходных материалов и их влияния на потребительские свойства товара, помогает управлять процессами при изготовлении, хранении и потреблении товаров. Физика позволяет изучать механические, электрические, термические и другие физические свойства товаров. Знания в области биологии позволяют исследовать процессы и изменения в товарах органического состава под влиянием окружающей среды.

Мельников И. В., Товароведение, 2012

Это был упрощенный, хотя для того времени вполне научный взгляд; мы называем его редукционным. В современном научном знании, напротив, существует другой подход – целостный, или холистический. В сложных объектах и явлениях действуют все известные человеку законы природы, но они действуют не отдельно, а в синтезе, поэтому и рассматривать их изолированно друг от друга не имеет смысла. Редукционный подход определял применение аналитического метода, то есть предполагал разложение сложного объекта на мельчайшие составляющие, холистический предполагает исследование объекта как совокупность всех его составляющих, что требует изучения на гораздо более сложном уровне всех существующих связей. Оказалось, что даже для изучения неживой материи недостаточно опираться на известные законы физики и химии, а требуется создавать новые теории, рассматривающие такие объекты с новой точки зрения. Известные законы в результате этого отменены не были, а новые теории открыли новые горизонты знаний и способствовали рождению новых отраслей естественных наук (например, квантовой физики).

Концепции современного естествознания. Шпаргалки, 2010

Таким образом, классификацию токсичных веществ можно свести к четырем категориям: жиро- и водорастворимые неорганические вещества и жиро- и водорастворимые органические вещества. Список можно еще сократить, так как жирорастворимые неорганические вещества с точки зрения токсикологии также не слишком интересны[1]. Во многих смыслах разделение веществ на водо- и жирорастворимые не менее важно, чем их разделение на органические и неорганические. Чтобы понять это, необходимо получше приглядеться к месту, где химия буквально сталкивается с биологией: к клеточной мембране.

Колок Алан, Современные яды: Дозы, действие, последствия, 2016

Итак, из основного списка 70 галогенпроизводных (включая и сам метан) в указанном справочнике есть данные лишь о 46. Интересно, что синтезированный в 1893 г. бельгийским химиком Фредериком Свартсом бромфторхлорметан CHBrClF попал также в книгу «Мировые рекорды в химии» как самая маленькая хиральная молекула, в которой у атома углерода находятся четыре разных заместителя. Правда, полученное Свартсом соединение было оптически неактивным, так как представляло собой рацемическую смесь «правых» и «левых» молекул. Эту смесь сумели разделить методом газовой хроматографии только в 1996 г.

Леенсон И. А., Занимательная химия для детей и взрослых, 2013

В 1956 году Семёнову совместно с Сирилом Хиншелвудом (Великобритания) была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования в области механизма химических реакций». В Нобелевской лекции Семёнов сделал обзор своих работ над цепными реакциями: «Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию… Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний… Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и благоденствия человечества».

Великие открытия и люди. 100 лауреатов Нобелевской премии XX века, 2013

Протоны, нейтроны и электроны любого химического элемента ничем не отличаются от таких же частиц, составляющих атомы других элементов. Никаких “золотых” протонов, “медных” электронов и “калиевых” нейтронов не существует. Атом меди делает атомом меди только наличие 29 протонов и электронов. Все, что мы привыкли считать свойствами меди, – вопрос химии. Химия – нескончаемый танец электронов. Все химические реакции – взаимодействие атомов при помощи электронов. Химические связи сравнительно легко образуются и распадаются, поскольку обмениваются или отделяются только электроны. Силы взаимного притяжения, образующие ядро атома, преодолеть существенно сложнее. Вот почему термин деление атома имеет зловещую окраску. Однако оно возможно, и в результате начинаются ядерные реакции – в противоположность химическим. На этом и основана работа радиоактивных “часов”.

Докинз Ричард, Самое грандиозное шоу на Земле: доказательства эволюции, 2009

Практически все, что для этого требуется – минимально оборудованная химическая лаборатория, и знания неорганической химии в пределах, не намного превышающих школьную программу. Химия полония изучена давно и досконально: это, вообще, один из самых изученных радиоактивных элементов.

Гаев Д. Г., Александр Литвиненко и Полоний-210. Чисто английское убийство или полураспад лжи, 2016

К первому классу я отнесу «адаптационные» механизмы. Это прежде всего, конечно, дарвиновские механизмы естественного отбора. Но подобные механизмы встречаются и в физике, и в химии, и в технике. Важную роль они играют и в общественной жизни. Основная их особенность состоит в том, что они позволяют нам в принципе предвидеть (конечно, с определенной точностью) развитие событий – прогнозировать его. Это происходит потому, что адаптация – это самонастройка, обеспечивающая развивающейся системе устойчивость (стабильность) в данных конкретных условиях внешней среды. Значит, изучая эти условия, т. е. особенности среды, мы можем предвидеть (предсказать) тенденции в изменениях основных параметров системы, которые будут происходить под действием этих механизмов. Другими словами, мы оказываемся способными заранее определить множество состояний (совокупность параметров) системы, которые будут обеспечивать ее устойчивость при данных условиях внешней среды. Этим обстоятельством уже давно пользуются селекционеры.

Моисеев Н. Н., Алгоритмы развития, 1987

Химия – удивительная наука! Она научила нас познавать состав небесных тел и даже определять их возраст, вручила нам оружие для борьбы со многими болезнями, является основой и существом многочисленных производственных процессов. Благодаря химии и ее достижениям мы изучаем «поведение» веществ, увеличиваем количество и улучшаем качество нашей продукции.

Рюмин В. В., Занимательная химия, 2012

На связь между колебаниями активности Солнца и различными проявлениями жизнедеятельности у обитателей Земли указывал ещё выдающийся шведский физико-химик, автор теории электролитической диссоциации, лауреат Нобелевской премии по химии С. Аррениус. Российский физик Ф.Н. Шведов установил зависимость роста деревьев от активности Солнца [46]. Казанский врач-бактериолог С.Т. Вельховер обнаружил изменения окрашиваемости и болезнетворности некоторых микроорганизмов при солнечных вспышках [12]. Однако основоположником гелиобиологии считается советский учёный А.Л. Чижевский [50–54]. В его работах показано что изменения солнечной активности влияют на скорость роста годичных древесных колец, урожайность зерновых, размножение и миграцию насекомых, рыб, животных, возникновение и обострение ряда заболеваний у человека и живых особей.

Конюхов Н. И., Экономический кризис: Космос и люди, 2014

Знание, применяемое в практических целях обществом, становится общественным знанием. Общественное знание – это средство дальнейшего развития и самосохранения общества. Поэтому общество не может произвольно применять или не применять знание. Оно побуждается к применению знания объективной необходимостью. Практически применимы только знания, а не заблуждения. Современное общество не может существовать без практического применения математики, кибернетики, классической и квантовой механики, химии, биохимии, всех, без исключения разделов физики и т. д. Поэтому общественное применение знания – это решительный, окончательный критерий относительной объективной истинности или, проще говоря, состоятельности, верности знания. В этом смысле общественное применение знания превосходит научный эксперимент, который является только проверкой верности знания. Общественное применение, в отличие от эксперимента, утверждает знание как средство дальнейшего развития и самосохранения общества. В этом же смысле общественное применение знания превосходит формальную логику. Например, можно что угодно говорить о логической противоречивости или непротиворечивости аксиом евклидовой геометрии, но этот раздел геометрии более двух тысяч лет верно служит человечеству. Общественное применение отвергает любые заблуждения, любые пустые выдумки, как, например, были отвергнуты теория флогистона и различные версии вечного двигателя. Более сложные и менее состоятельные теории отвергаются и заменяются более простыми и более состоятельными. Так, например, была отвергнута птолемеева теория движения планет и заменена современной теорией солнечной системы. Простота современной теории обеспечена лишь тем, что начало отсчета перенесено с Земли на Солнце. А если начало отсчета было бы помещено на Луне, то у нас, возможно, и до сих пор не было бы теории солнечной системы.

Якунин Лев С., Философские вопросы науковедения, 2017

Исследование таких идеальных объектов во многом определило современный вид логики (и истории) познания и знания, его методологии, посредством фундаментальных наук побеждает логический рационализм, ставший традицией. Логика познания определяется главной его целью – поиском инвариантного параметра взаимодействия (масса, заряд, т. п.). Причем, в качестве примера можно взять любую другую область физики или химии, которые преимущественно обслуживает математика как формализованная логика. Очевидно, что здесь мы останавливаемся на полпути познания, не переходим к конкретным объектам и даже на уровне освоения физической реальности переход к конкретным объектам выводит за пределы этой методологии и логики фундаментальных исследований в специфическую область прикладных наук.

Селиванов Александр, Развитие объектов. Наука управления будущим, 2016

А по результатам комплексного исследования в Институте геохимии и аналитической химии ученые сделали вывод, что данный горный бальзам представляет собой природный минерал со стабильной органической частью молекулы.

Константинов Юрий, Мумиё. Природное лекарство, 2014

Основная задача биоорганической химии – выяснение взаимосвязи структуры и механизма действия соединений.

Дроздов А. А., Органическая химия, -1

Однако его друг, отец Ричард Вильгельм, католический священник и учитель химии, решил популяризировать преимущества перекиси водорода. В 1940-х годах этот пионер пропаганды применения Н2О2 в медицинских целях основал «Общество изучения перекиси водорода» (Educational Concern for Hydrogen Peroxide, или ECHO), некоммерческую организацию, занимающуюся просвещением населения в области безопасного использования перекиси в терапевтических целях. Она существует по сей день. В 1970-х годах отец Вильгельм предложил исследования Розеноу нескольким крупным фармацевтическим компаниям. Все они проявили вежливый интерес, отметив, что исследования перекиси водорода очень интересны и потенциально важны. Но, поскольку это вещество недорогое, оно не может быть запатентовано, к тому же не имеет никакой коммерческой ценности.

Афанасьева О. В., Перекись водорода – природное лекарство, 2008

Вместе с тем разные дисциплины развивают свою картину изучаемой реальности и свой язык описаний, что часто затрудняет коммуникацию между представителями разных дисциплин. Дисциплинарное поле может не иметь четко очерченных границ; часто наблюдается их перекрытие или трансгрессия. Возникающие пограничные области являются плодотворным объектом для междисциплинарных исследований и открытия новых научных фактов и явлений. Так, достижения в области физики влияют на прогресс химии, геологии, астрономии, а физические и химические знания стимулируют развитие биологии, психологии и медицины. Пограничные области знания с течением времени превращаются в самостоятельные дисциплины, а затем они вновь дифференцируются в новые субдисциплины. Таким путем появились астрофизика, астробиология, социобиология, биофизика, биохимия, геохимия, глобальная экология и др.

Коллектив авторов, Философские проблемы междисциплинарного синтеза, 2015