Основные направления развития химии ХХ века

Для ХХ века характерно включение в сферу действия химии практически всех известных элементов, и почти все в наше время находят то или иное применение. Новая техника не обходится сейчас без таких представителей периодической системы как литий, бериллий, титан, ванадий, германий, цирконий, гафний, ниобий, молибден, редкоземельные элементы, тантал, вольфрам, алюминий. Заметную роль стали играть благородные газы. «Второе рождение» переживают магний, алюминий, щелочные и щелочноземельные металлы. Используются и редкие, рассеянные в земной коре элементы – галлий, индий, теллур и гафний.

Кремний, фосфор, сера, фтор и другие элементы образуют самостоятельную область химического исследования и практического применения. Важную роль в развитии науки и техники имеют уран и водород.

В 30-х годах наступила эра искусственного синтеза элементов. Это один из примеров вмешательства физики в дела химии. Были синтезированы: технеций (43), прометий (61), астат (85) и 15 трансурановых элементов от нептуния (93) до 107 элемента. Некоторые синтезированные элементы: прометий, нептуний, плутоний, америций, кюрий ныне широко используются в важнейших областях техники. Особая роль принадлежит плутонию (очень токсичен, ядерное топливо)

Основой современных представлений об элементах, о специфике и закономерностях изменения их свойств является их естественная классификация – периодическая система элементов, которая имеет в настоящее время строгое теоретическое обоснование.

Элемент проявляет свое химическое лицо, вступая во взаимоотношения с другими элементами. Представление о валентности и сущности химической связи всегда была в центре внимания химиков. Революцией в этих вопросах стало открытие электрона, его дуализма.

Можно сказать, что электрон положил начало современной теоретической химии.

Наряду с понятием элемент, «химическое соединение» является центральным объектом химии. В прошлом веке число синтезированных соединений возросло в миллионы раз и в настоящее время известно около 100.000 – 150.000 неорганических веществ и 18 - 20 миллионов органических веществ. Были синтезированы вещества, неизвестные ранее: пероксиды, надоксиды, озониды, оксиды галогенов, соединения с аномальными степенями окисления.

Многое изменилось в проведение химических процессов:

1) широчайшее использование катализаторов (по существу, большинство химических процессов являются каталитическими); находятся наиболее активные;

2) применение экстремальных условий (высоких давлений, температур);

3) обеспечение высокой чистоты исходных веществ для осуществления многих «тонких» химических реакций;

4) обеспечение оптимального выхода продукта как результата подбора определенных условий протекания процесса.

Ярким завоеванием химии прошлого века явилось открытие и изучение цепных реакций. Приоритет в этом принадлежит российским ученым. Н.Н.Семенов удостоен Нобелевской премии. Теория цепных реакций позволила разработать технологические процессы, имеющие большое практическое значение: окисление углеводородов, крекинг нефти, получение искусственных волокон, пластмасс.

Доминирующим в органической химии является синтез веществ новой структуры (кольцо продетое в кольцо – катенаны, «узлы» - 3 переплетающихся кольца – ротоксаны, кольца, надетые на линейную цепь). Органическую химию ХХ века можно назвать химией гетероциклических и металлорганических соединений. Комплексные соединения находят все более широкое применение.Они позволили создать искусственные биокатализаторы – ферменты. ХХ век - век физикализации и биологизации химии (изучение генома человека, синтез белков и другие процессы).

Литература:

1. Биографии великих химиков. Пер. с нем. Г.В. Быкова. – М.: Мир, 1961.- 320 с.

2. Волков В.А. Выдающиеся химики мира. /под. ред. В.И.Кузнецова, - М.: Высшая школа, 1991.

3. Макареня А.А. Перспективы развития химии на рубеже ХХ и XXIвв.- Л.: Знание, 1978.

4. Манолов К. Великие химики. Т.1,2. Пер. с болг. –М.: Мир, 1977.-451с.

5. Поллер. З. Химия на пути в третье тысячелетие.

Пер. с нем.- М.: Мир, 1982. – 400с.

6. Соловьёв Ю.И История химии. Развитие основных направлений современной химии. Пособие для учителей../ И.Ю. Соловьёв, Д.Н. Трифонов, А.Н. Шамин -М.: Просвещение, 1978.- 352с.

7. Соловьев Ю.И. История химии.- М.: Просвещение, 1983. – 336 с.

8. Третьяков Ю.Д. Химия и современность. Пособие для учителя / Ю.Д. Третьяков, С.Д.Варфоломеев, И.В. Казимирчик и др. Под ред. Ю.Д. Третьякова. –М.: Просвещение, 1985.- 223с.

9. Фигуровский Н.А. История химии. – М.: Просвещение, 1979. – 311 с.

10. Фукс Г. Биографии великих химиков. – М.: Мир, 1981.

11. Энциклопедический словарь юного химика (сост. В.А. Крицман. В.В.Станцо. – 2 – е изд., испр. – М.: Педагогика, 1990.)

12. Лекции.

13. Материалы из Интернета.