Основные концептуальные системы химии

Содержание

Слайд 2

Двуединая задача химии Исследование генезиса (происхождения) свойств веществ Разработка методов получения веществ с заранее заданными свойствами

Двуединая задача химии

Исследование генезиса (происхождения) свойств веществ
Разработка методов получения веществ с

заранее заданными свойствами
Слайд 3

Концептуальные уровни современной химии По мере развития химии в ней сложились

Концептуальные уровни современной химии

По мере развития химии в ней сложились 4

совокупных подхода к решению основной задачи
Развитие этих подходов обусловило формирование 4-х концептуальных систем химических знаний
Концептуальные подходы появлялись последовательно
Слайд 4

Основные концептуальные системы химии I. Учение о составе возникло в 1660-х

Основные концептуальные системы химии

I. Учение о составе возникло в 1660-х гг.

и связана с исследованием свойств веществ в зависимости от их химического состав
В настоящее время в ее рамках рассматриваются проблемы:
периодичности
стехиометрии (соотношения между количествами вступивших в реакцию реагентов и образующихся продуктов)
физико-химический анализ как основа изучения многокомпонентных систем на основе построения диаграмм состав-свойство
Слайд 5

Основные концептуальные системы химии II.Структурная химия исследование структуры, т.е. способа взаимодействия

Основные концептуальные системы химии

II.Структурная химия
исследование структуры, т.е. способа взаимодействия элементов
опирается на

атомно-молекулярную концепцию строения вещества
Развитие современной структурной химии связано с познанием в области:
квантово-механической теории строения атома
химической связи
строения вещества
Слайд 6

Основные концептуальные системы химии III. Учение о химическом процессе в 1950-е

Основные концептуальные системы химии

III. Учение о химическом процессе
в 1950-е гг.

завершает свой этап становления
В основании ее лежат представление:
о химической кинетике
химической термодинамике
В ее рамках исследуются внутренние механизмы и условия протекания химических процессов (скорости протекания процессов, температура, давление и т.п., влияние катализаторов, ингибиторов и пр.).
Слайд 7

Основные концептуальные системы химии IV. Эволюционная химия Идеи были сформулированы в

Основные концептуальные системы химии

IV. Эволюционная химия
Идеи были сформулированы в 1970-х гг.


Эта система находится в стадии становления
В центре ее внимания — открытые высокоорганизованные химические системы, развитие которых приводит к возникновению биологической формы движения
Эволюционная химия включает в себя:
учение об эволюционном катализе (теории саморазвития химических систем)
теории биоорганической и бионеорганической химии
Слайд 8

Биоорганическая и бионеорганическая химия Биоорганическая химия* — наука, которая изучает связь

Биоорганическая и бионеорганическая химия

Биоорганическая химия* — наука, которая изучает связь между строением

органических веществ и их биологическими функциями.
Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, феромоны Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, феромоны, сигнальные вещества Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, феромоны, сигнальные вещества, биологически активные вещества Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, феромоны, сигнальные вещества, биологически активные вещества растительного происхождения, а также синтетические регуляторы биологических процессов (лекарственные препараты Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, феромоны, сигнальные вещества, биологически активные вещества растительного происхождения, а также синтетические регуляторы биологических процессов (лекарственные препараты, пестициды и др.).

Бионеорганическая химия**(неорг биохимия**(неорг биохимия), изучает комплексы ионов**(неорг биохимия), изучает комплексы ионов металлов**(неорг биохимия), изучает комплексы ионов металлов с белками**(неорг биохимия), изучает комплексы ионов металлов с белками, нуклеиновыми к-тами, липидами и низкомол. прир. в-вами.
Избыток или недостаток таких микроэлементовИзбыток или недостаток таких микроэлементов, как переходные металлыИзбыток или недостаток таких микроэлементов, как переходные металлы и селен, приводит к тяжелым патологиям.

Слайд 9

IV. Сущность химической эволюции На сегодняшний день известно 118 химических элементов

IV. Сущность химической эволюции

На сегодняшний день известно 118 химических элементов
Основу живых

систем составляют только 6 из них - органогенов:
Углерод С
Водород Н,
Кислород O
Азот N
Сера S
Фосфор P
Их общая весовая доля в живой материи – 97,4%
Еще 12 элементов - Na, K, Ca, Mg, Fe, Si, Al, Cl, Cu, Zn, Co, Mn –
составляют 1,6%
Остальные элементы слабо представлены в живой материи

Науке известно около 8 млн химических соединений
0коло 96% из них - органические соединения
Из остальных химических элементов природа создала только около 300 тыс. неорганических соединений

Слайд 10

Отбор химических элементов По распространенности элементов на Земле углерод занимает лишь

Отбор химических элементов

По распространенности элементов на Земле углерод занимает лишь 16-место


Совместная доля важнейших органогенов (C,N,P,S) ~0,24%

Следовательно, геохимические условия не сыграли существенной роли в отборе химических элементов при формировании органических систем и биосистем

Слайд 11

IV. Сущность химической эволюции На ранних стадиях химической эволюции мира катализ

IV. Сущность химической эволюции

На ранних стадиях химической эволюции мира катализ отсутствует.

Высокие температуры и радиация обеспечивают энергию, необходимую для активации любых химических взаимодействий
Первые проявления катализа возникают при смягчении условий (температура менее 5000 К). Роль катализаторов возрастает по мере того, как физические условия становились все менее экстремальными

Каким образом из минимума химических соединений образовался сложнейший высокоорганизованный комплекс – биосистема?

Слайд 12

IV. Сущность химической эволюции После достижения некоторого минимального набора неорганических и

IV. Сущность химической эволюции

После достижения некоторого минимального набора неорганических и органических

соединений роль катализа начала возрастать
В ходе дальнейшей эволюции отбирались те структуры, которые способствовали резкому повышению активности и селективности действия каталитических групп

5) Следующий фрагмент эволюции, сшивающий химическую и биологическую линию – развитие полимерных структур типа РНК и ДНК. РНК и ДНК выполняют роль каталитических матриц, на которых осуществляется воспроизведение подобных структур