Для дальнейшего развития органической химии.

Ф. одним из первых заинтересовался металлоорганическими соединениями, в которых органические группировки присоединены к атомам металла. Он выдвинул теорию валентности: каждый атом обладает определенной способностью к насыщению- валентность. Так удалось выяснить различие между атомной массой и эквивалентной массой элементов. Практически до самого конца 19 века на протяжении 40 лет ученые испытывали потребность дальнейшего развития первоначальной теории валентности Франкленда. Необходимость эволюции теории валентности: теоретическая база оказывалась явно недостаточной для объяснения строения и свойств непрерывно возрастающих числа соединений, изучаемых наукой.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 4.

1. Взаимосвязь между химией и историей химии. Значение истории химии.

История химии изучает и описывает сложный процесс накопления специфических знаний, относящихся к изучению свойств и превращений веществ; её можно рассматривать как пограничную область знания, которая связывает явления и процессы, относящиеся к развитию химии, с историей человеческого общества. Достижения науки влияют на развитие языка как средства общения людей. Большую роль в проникновении научных терминов в литературный язык играет научно-популярная литература. Только отражение окружающего мира средствами научного познания совместно с различными формами духовного творчества позволяют сформировать адекватное мировоззрение человека. Труд ученых и деятелей искусства объединяет людей в сообщество, которое мы и называет человечеством.

2. Теория строения химических веществ А.М. Бутлерова.

Теория строения органических соединений A. M. Бутлерова (1861г):
1. Атомы расположены в молекулах не хаотично, а соединены друг с другом в определенной последовательности, в соответствии с их валентностью.
2. Химические свойства веществ зависят не только от качественного или количественного состава, но и от химического строения молекул.
3. Атомы или группы атомов в молекулах взаимно влияют друг на друга, непосредственно или посредством других атомов.
4. Соединения, у которых один и тот же состав, но различный порядок связи атомов в молекуле, называются изомерами. Явление изомерии - также одна из причин многообразия органических соединений.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 5.

1. Становление и развитие химической историографии и истории химии в XVIII – XX

Появление самых первых признаков целостности системы химических знаний породили химическую историографию. В дальнейшем анализ эволюции химической науки стал предметом специальной дисциплины – истории химии.
Попытки дать исторический обзор процесса поступательного развития химических знаний:
18 век - автор первой химической теории флогистона Георг Шталь;
- шведский ученый Торберн Бергман «О происхождении химии» и «Истории химии в средние, или темные, века от середины VII в. до середины XVII в.».

Конец 18 в - Иоганн Виглеб «Историко-критическое исследование алхимии…» (1777 г.).Эта книга завершила начальный период создания историографии химии. Стала началом создания подлинно научной историографии химии.
Рубеж 18-19вв. - нем.ученый Иоганн Фридрих Гмелин - трехтомный труд «История химии со времен становления науки до конца 18 столетия». В этой книге: методологические проблемы истории химии- влияние на процесс накопления и систематизации хим. знаний др. отраслей науки.
19 век - Герман Франц Мориц Копп посвятил изучению историко-хим. проблем около 50 лет своей жизни. Он- классик современной научной истории химии.
В России - книга Николая Александровича Меншуткина «Очерк развития химических воззрений» (1883 г.)-1ое издание по истории химии (проблемы становления теоретической химии).
20 в. - возрос объем хим.знаний. Объекты исторического анализа: отдельные периоды эволюции хим.знаний; анализ развития определенных ее отраслей с момента возникновения. Труд англ. ученого Джеймса Партингтона «История химии»

2. Развитие представлений о валентности в конце XIX века. Теория «парциальных валентностей».

Один из путей развития теоретических основ учения о валентности проходил через область органической химии.
1899 г - Нем. профессор Тиле разработал теорию «парциальных валентностей» (пытался объяснить хим. свойства ненасыщенных УВ): при образовании кратной связи между атомами С валентности этих атомов не насыщаются полностью, но каждый атом сохраняет свободной часть сродства – парциальную валентность. Если две двойные связи разделены одинарной, то образуется система сопряжённых двойных связей: парциальные валентности средних атомов углерода насыщаются, а парциальные валентности крайних остаются свободными. На основе этой теории объяснил 1,4-присоединение галогенов к бутадиену, предложил формулы бензола, фенола, нафталина, антрацена, фенантрена и гетероциклических соединений.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 6.

1. Периодизация истории химии.

В первых работах по историографии химии весь процесс эволюции химических знаний и теорий:

а) эмпирический период
б) теоретический.

Дж.Партингтон предложил периодизацию истории химии на эпохи:

1. Период предалхимический – [нач.цивилизации -- IV в. н. э. (IV в. до н. э.)]. Отсутствие понятий, обобщающих приобретенные практические знания, передававшиеся по традиции из поколения в поколение кастами жрецов или ремесленников.

2. Период алхимический – [ IV в. н. э. (IV в. до н. э.) -- конец XVII в.]. Вера в магическую силу философского камня, поиски эликсира долголетия, алкагеста(универсального растворителя); создание мифов.
Подпериоды алхимии: египетская, греческая, арабская, западноевропейская, раннего и позднего Средневековья и т.д.

3. Период объединения химии –[ XVI, XVII и XVIII вв] Зарождение и упрочнение химии как науки, независимой от других естественных наук.
Подпериоды:

- Подпериод ятрохимии характеризуется трудами Парацельса. Рождение настоящей прикладной химии-начало современной промышленной химии (развивалась металлургия, производство стекла и фарфора, искусство перегонки и т.д.)

- Подпериод пневматической химии. Исследование газов и открытие газообразных простых веществ и соединений. Кроме Р. Бойля, открывшего известный закон зависимости объема газа от давления, с пневматологией связаны имена Дж. Блэка, Г. Кавендиша, Дж. Пристли, Фонтаны и др.

- Подпериод теории флогистона. Распространение флогистического учения XVII и XVIII вв. Г.Э. Шталем для объяснения явлений горения и обжигания металлов.
- Подпериод антифлогистической системы. А. Л. Лавуазье изучал горение и обжигание, выяснил и сделал очевидной для других роль кислорода в этих явлениях, разрушив основу теории флогистона; внес определенную четкость в понятие хим. элемента и доказал экспериментально закон сохранения массы вещества.

4. Период количественных законов [первые шестьдесят лет XIX века]. Возникновение и развитие атомистического учения Дж. Дальтона, молекулярной теории А. Авогадро.

5. Период классической химии [60-е г XIX в. --начало XX в.]- золотой период химии. Разработаны периодическая классификация хим. элементов, представление о валентности, теория ароматических соединений и стереохимия, утвердилась физ. химия, углубились методы исследования строения вещества и др.

6. Современный период [нач XX в. -- наши дни ]. Объем хим. исследований значительно возрос.

2. Классические теории химической связи (ковалентной и ионной).
Америк. химик Гилберт Ньютон Льюис «Классическая электронная теория хим. связи» (1916 г.). Уже было известно: завершённые элек­тронные оболочки атомов благород­ных газов отличаются особенной ус­тойчивостью. Льюис предположил, что при образовании хим. связи возникают пары электронов, которые принадлежат сразу двум ато­мам. Тем самым атомы заполняют до конца свой внешний электронный уровень и приобретают электрон­ную конфигурацию благородного газа. Льюис назвал это правилом ок­тета( атомы всех благород­ных газов (кроме гелия) имеют на внешнем уровне восемь электронов). Удалось объяснить электронное строение ог­ромного числа соединений. А связь, образованная за счёт общей пары электронов, получила название ковалентной.

Америк. физикохимик Ирвинг Ленгмюр. Его модель (как и модель Льюиса) -электростатическая. Оба автора пытаются связать ее с ранней моделью Томсона. У теории Ленгмюра преимущества: принцип заполнения электронных оболочек (разбивает на "ячейки". В каждой ячейке -не более двух электронов). Ленгмюр выделяет два типа стабильных электронных конфигураций: электронную пару и октет. При образовании химической связи все валентные электроны участвуют в образовании октетов, либо переходя от одного атома к другому, либо путем образования общих электронных пар. Общее число электронов е, число октетов п и число электронных пар р, Ленгмюр связал формулой 2р = 8т - е.

Ионная связь - электростатическая сила притяжения между ионами с зарядами противоположного знака. Коссель (1916 г.) предположил: ионная связь («электровалентная связь») может образовываться в результате переноса одного или нескольких электронов от одного атома к другому. Наиболее типичные ионные соединения состоят из катионов металлов, принадлежащих к 1 и Il группам периодической системы, и анионов неметаллических элементов, принадлежащих к VI и VII группам. Модель электронного переноса, предложенная Косселем, позволяет объяснить образование таких соединений

1. Атомы благородных газов обладают особенно устойчивой двух- или восьмиэлектронной внешней оболочкой.

2. Атомы других элементов во внешней оболочке имеют число электронов меньше двух или восьми. Их электронные оболочки менее устойчивы.

3. Образование молекул происходит вследствие передачи определенного числа электронов от атома одного элемента (ме­) к атому другого элемента (неме).
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 7.

1. Классификация источников знаний по истории химии..

Систематизация фактов истории химии возможна тогда, когда существенную роль играет общая теория, оказывающая влияние на развитие данной науки. Важнейшие источники, содержащие сведения о химических ремеслах до н. эры:

а) оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода, найденные при проведении археологических раскопок;

б) письменные археологические памятники.

Письменные источники:

а) папирус Эберса (Египет, XVI век до н.э.). В 1872 г. неподалеку от египетского города Фивы был найден

папирус, возраст которого составил, 36 веков. Его текст расшифровал известный нем. египтолог Георг Эберс.

б) папирус Бругша (Египет, XIV век до н. э.). В документе были собраны многочисленные фармацевтические и медицинские рецепты Др. Египта. Найден при раскопках в столице Др. Египта Мемфисе.

в) Лейденский папирус и Стокгольмский папирус (Египет, начало н. э.). Найдены в 1828 г. при раскопках в Фивах. Названы по местоположению библиотек, в которые они затем были помещены на хранение.

г) сочинения древнегреческих ученых: Эмпедокла и Гиппократа.

д) сочинения ученых Древнего Рима: Клавдия Галена, Диоскорида и Плиния Старшего;( своего рода первая энциклопедия естествознания)

2. Эволюция представлений о структуре твердых тел и природе химической связи.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 8.

1. Накопление знаний по химии в доисторический период.

Сотни тысяч лет назад в эпоху палеолита человек впервые создал искусственные орудия труда. Сначала использовались только природные материалы: камни, дерево, кости, шкуры животных. Эпоха неолита: человек умеет шлифовать камни.

Первобытные люди использовали следующие способы добычи огня:

Трение твердого дерева о более мягкое.

Сверление. Твердый острый кусок дерева вводился в отверстие в мягком дереве и руками приводился в движение при помощи вращения.

Высекание. Ударяя друг о друга два камня, получали искры, которые зажигали ранее подготовленный трут.

Использование огня → получение посуды →развитие гончарного производства→применение первобытным человеком глины→возникновение обжига→стали производить не только посуду, но и кирпичи.
Накопление и систематизация наблюдений за процессами обжига → совершенствование конструкций печей→ развитие методов регулировки силы пламени и достижения более высоких температур→ переход к использованию нового вида минерального сырья(Металлов).

2. Создание координационной теории А. Вернера.
А. Вагнер «Теория координационных соединений» (1893 г).
Основные положения:

1. Большинство элементов проявляет два типа валентности – главную и побочную.

2. Атом элемента стремится насытить не только главные, но и побочные валентности.

3. Побочные валентности атома строго фиксированы в пространстве и определяют геометрию комплекса и его различные свойства.

Во времена Вернера рентгено-струкутрный анализ еще не был разработан, как метод определения пространственной структуры соединений, поэтому был использован следующий «остроумный» способ определения геометрии комплексов: сравнение количества реально существующих изомеров комплекса (полученных при всевозможных вариациях условий синтеза) с теоретически найденным числом изомеров, возможных только исходя из предполагаемой геометрической модели. При этом варьировалось также количество различных по типу лигандов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________-

Билет № 9.