Uma transformação, nas áreas da química e da física, é uma mudança na matéria. No entanto, cada uma destas ciências trata das transformações de forma diferente. Seja para o vestibular, ou simplesmente para entender a natureza, a diferenciação entre estes dois processos é de suma importância. Então vamos nos aprofundar um pouco mais nos eventos por trás de transformações químicas e físicas.
Para resumir, uma transformação química envolve reações químicas, que por sua vez vão formar novos compostos ou substâncias. Já a transformação física exige que a substância continue sendo a mesma, apenas com alteração do seu estado físico ou organização da matéria.
Quando ocorre uma reação química os átomos de uma certa substância (ou mais) reorganizam suas ligações, formando novos compostos e substâncias. Por exemplo, quando queimamos madeira, o calor faz com que os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio da celulose formem novas ligações, gerando como resíduo gás carbônico e água.
Pense numa xícara de café. Quando misturamos leite ao conteúdo da xícara, as moléculas do café e do leite irão formar uma nova substância, que não pode ser, praticamente, separada. Portanto, uma transformação química, em geral, é irreversível a não ser por meio de outra reação química.
Outro exemplo de transformação química é a ferrugem. Isso porque a transformação química depende, também da colisão e da reatividade entre moléculas. A reatividade, por conseguinte, define a capacidade de certa substância reagir com outra para formar um novo composto. Assim, o ferro em contato com o oxigênio reage, ao longo do tempo, e forma a ferrugem: um novo arranjo molecular.
O mesmo não acontece com o ouro, por exemplo, que tem uma baixa reatividade com o O2.
Transformação física e a identidade química preservada
Quando transformações físicas ocorrem, a identidade química não muda. Ou seja, não há rearranjos das ligações entre as moléculas, apenas mudança no estado do material em si. Por exemplo, quando ferve-se água: o vapor que se forma continua sendo H2O, mesmo que agora na forma gasosa.
Assim, todas as mudanças de estado físico são, também, transformações físicas. Quando você passa álcool na mão e o composto evapora, quando a umidade do ar se condensa na superfície de um copo gelado, quando o gelo derrete, todos estes são eventos de transformação física.
O mesmo acontece, fisicamente, quando se rasga uma folha de papel. Ou seja, o papel continua sendo, quimicamente, papel, ainda que o arranjo da matéria tenha mudado (nesse caso, deixado de ser uma folha para passar a ser dois pedaços rasgados).
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Freqüentemente, de muitas pessoas que discutem este ou aquele processo, você pode ouvir as palavras: "Isso é física!" ou "É química!" De fato, quase todos os fenômenos da natureza, da vida cotidiana e do espaço que uma pessoa encontra durante sua vida podem ser atribuídos a uma dessas ciências. É interessante entender como os fenômenos físicos diferem dos químicos.
Física da ciência
Antes de responder à questão de como os fenômenos físicos diferem dos químicos, é necessário entender quais objetos e processos cada uma dessas ciências estuda. Vamos começar com a física.
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Do grego antigo, a palavra "fisis" é traduzida como "natureza". Ou seja, a física é a ciência da natureza, que estuda as propriedades dos objetos, seu comportamento em várias condições, as transformações entre seus estados. O objetivo da física é determinar as leis que governam os processos naturais que ocorrem. Para esta ciência, não é importante em que consiste o objeto em estudo, e qual é sua composição química, só é importante para ela como o objeto se comportará se for influenciado por calor, força mecânica, pressão e assim por diante.
A física é dividida em várias seções que estudam uma certa gama mais restrita de fenômenos, por exemplo, óptica, mecânica, termodinâmica, física atômica e assim por diante. Além disso, muitas ciências independentes dependem inteiramente da física, por exemplo, astronomia ou geologia.
Química da ciência
Ao contrário da física, a química é uma ciência que estuda a estrutura, composição e propriedades da matéria, bem como sua mudança como resultado de reações químicas. Ou seja, o objeto de estudo da química é a composição química e sua mudança no curso de um determinado processo.
A química, como a física, tem muitas seções, cada uma das quais estuda uma classe específica de substâncias químicas, por exemplo, orgânica e inorgânica, bio e eletroquímica. A pesquisa em medicina, biologia, geologia e até astronomia é baseada nas conquistas dessa ciência.
É interessante notar que a química, como ciência, não foi reconhecida pelos antigos filósofos gregos por causa de sua orientação para o experimento, bem como por causa do conhecimento pseudocientífico que a cercava (lembre-se que a química moderna "nasceu" da alquimia) . Somente a partir da Renascença e em grande parte graças ao trabalho do químico, físico e filósofo inglês Robert Boyle, a química começou a ser percebida como uma ciência desenvolvida.
Exemplos de fenômenos físicos
Pode-se citar um grande número de exemplos que obedecem às leis da física. Por exemplo, todo aluno que já está na 5ª série conhece um fenômeno físico - o movimento de um carro na estrada. Ao mesmo tempo, não importa em que consiste esse carro, de onde ele tira energia para se mover, só é importante que ele se mova no espaço (ao longo da estrada) ao longo de uma certa trajetória a uma determinada velocidade. Além disso, os processos de aceleração e desaceleração do carro também são físicos. A seção de física "Mecânica" lida com o movimento de um carro e outros corpos rígidos.
História da físico-química
M.V. LomonosovEm que 1752
N.N. Beketov 1865
E Nernst.
M. S. Vrevsky.
Moléculas, íons, radicais livres.
Átomos de elementos podem formar três tipos de partículas envolvidas em processos químicos - moléculas, íons e radicais livres.
Moléculaé o nome da menor partícula neutra de uma substância que tem suas propriedades químicas e é capaz de existência independente. Faça a distinção entre moléculas monoatômicas e poliatômicas (di-, triatômicas, etc.). Em condições normais, os gases nobres são compostos de moléculas monoatômicas; as moléculas de compostos de alto peso molecular, ao contrário, contêm muitos milhares de átomos.
E ele- uma partícula carregada, que é um átomo ou grupo de átomos quimicamente ligados com um excesso de elétrons (ânions) ou falta deles (cátions). Em uma substância, os íons positivos sempre existem junto com os negativos. Como as forças eletrostáticas que atuam entre os íons são grandes, é impossível criar em uma substância qualquer excesso significativo de íons do mesmo sinal.
Radical livrechamada de partícula com valências insaturadas, ou seja, uma partícula com elétrons desemparelhados. Essas partículas são, por exemplo, · CH3 e · NH2. Em condições normais, os radicais livres, via de regra, não podem existir por muito tempo, pois são extremamente reativos e reagem facilmente, formando partículas inertes. Assim, dois radicais metila CH3 se combinam para formar uma molécula C2H6 (etano). Muitas reações são impossíveis sem a participação de radicais livres. Em temperaturas muito altas (por exemplo, na atmosfera do Sol), as únicas partículas diatômicas que podem existir são os radicais livres (· CN, · OH, · CH e alguns outros). Muitos radicais livres estão presentes nas chamas.
São conhecidos radicais livres de estrutura mais complexa, relativamente estáveis \u200b\u200be que podem existir em condições normais, por exemplo, o radical trifenilmetil (C 6 H 5) 3 C · (o estudo dos radicais livres começou com sua descoberta). Uma das razões para sua estabilidade são fatores espaciais - grandes tamanhos de grupos fenil, que evitam que os radicais se unam em uma molécula de hexafeniletano.
Ligação covalente.
Cada ligação química nas fórmulas estruturais é representada traço de valência, por exemplo:
H - H (ligação entre dois átomos de hidrogênio)
H 3 N - H + (a ligação entre o átomo de nitrogênio da molécula de amônia e o cátion de hidrogênio)
(K +) - (I -) (ligação entre o cátion potássio e o íon iodeto).
A ligação química é formada por atração de núcleos atômicos por um par de elétrons (denotado por pontos), que é representado nas fórmulas eletrônicas de partículas complexas (moléculas, íons complexos) traço de valência - ao contrário do seu, pares solitários de elétrons de cada átomo, por exemplo:
| ::: F - F ::: | (F 2); | H - Cl ::: | (HCl); | .. H - N - H | H | (NH 3) |
A ligação química é chamada covalentese for formado por compartilhando um par de elétrons ambos os átomos.
Polaridade das moléculas
Moléculas que são formadas por átomos do mesmo elemento geralmente serão não polar, já que as próprias conexões são apolares. Então, as moléculas H 2, F 2, N 2 são apolares.
As moléculas, que são formadas por átomos de diferentes elementos, podem ser polar e não polar
... Depende do forma geométrica.
Se a forma for simétrica, a molécula não polar (BF 3, CH 4, CO 2, SO 3), se assimétrico (devido à presença de pares solitários ou elétrons desemparelhados), então a molécula polar (NH3, H2O, SO2, NO2).
Quando um dos átomos laterais em uma molécula simétrica é substituído por um átomo de outro elemento, a forma geométrica também é distorcida e a polaridade aparece, por exemplo, nos derivados de cloro do metano CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 e CHCl 3 ( as moléculas de metano CH 4 não são polares).
Polaridade assimétrico na forma da molécula segue de polaridade das ligações covalentes entre átomos de elementos com eletronegatividade diferente.
Conforme observado acima, há um deslocamento parcial da densidade de elétrons ao longo do eixo de ligação em direção ao átomo de um elemento mais eletronegativo, por exemplo:
| H δ + → Cl δ− | B δ + → F δ− |
| C δ− ← H δ + | N δ− ← H δ + |
(aqui δ é a carga elétrica parcial nos átomos).
O mais diferença de eletronegatividade elementos, quanto maior o valor absoluto da carga δ e mais polar haverá uma ligação covalente.
Em moléculas simétricas (por exemplo, BF 3), os "centros de gravidade" de cargas negativas (δ−) e positivas (δ +) coincidem, e em moléculas assimétricas (por exemplo, NH 3), eles não coincidem.
Como resultado, em moléculas assimétricas, dipolo
elétrico - cargas diferentes espaçadas a alguma distância no espaço, por exemplo, em uma molécula de água.
Ligação de hidrogênio.
Ao estudar muitas substâncias, as chamadas ligações de hidrogênio. Por exemplo, moléculas de HF em líquido fluoreto de hidrogénio estão conectadas entre si por uma ligação de hidrogênio, as moléculas de H 2 O em água líquida ou em um cristal de gelo são igualmente ligadas, assim como as moléculas de NH 3 e H 2 O entre si em um composto intermolecular - hidrato de amônia NH 3 · H2O.
Ligações de hidrogênio instável e são destruídos com bastante facilidade (por exemplo, quando o gelo derrete, a água ferve). No entanto, quebrar essas ligações requer um pouco de energia adicional e, portanto, os pontos de fusão e ebulição das substâncias com ligações de hidrogênio entre as moléculas são muito mais elevados do que os de substâncias semelhantes, mas sem ligações de hidrogênio:
Valência. Obrigações doador-aceitante.De acordo com a teoria da estrutura molecular, os átomos podem formar tantas ligações covalentes quanto seus orbitais são ocupados por um elétron, mas nem sempre é o caso. [No esquema de preenchimento aceito para AO, o número da camada é indicado primeiro, depois o tipo de orbital e, se houver mais de um elétron no orbital, seu número (sobrescrito). Então, o registro (2 s) 2 significa que em s-orbitais da segunda camada, há dois elétrons.] O átomo de carbono no estado fundamental (3 R) tem uma configuração eletrônica (1 s) 2 (2s) 2 (2p x) (2 p y), enquanto dois orbitais não são preenchidos, ou seja, contém um elétron cada. No entanto, os compostos de carbono bivalente são muito raros e altamente reativos. Normalmente o carbono é tetravalente, e isso se deve ao fato de que para sua transição para excitado 5 S-condição (1 s) 2 (2s) (2p x) (2 p y) (2 p z) com quatro orbitais vazios requer muito pouca energia. Custos de energia associados à transição 2 s- elétron por 2 grátis r-orbitais, são mais do que compensados \u200b\u200bpela energia liberada durante a formação de duas ligações adicionais. Para a formação de AOs não preenchidos, este processo deve ser energeticamente benéfico. Átomo de nitrogênio com configuração eletrônica (1 s) 2 (2s) 2 (2p x) (2 p y) (2 p z) não forma compostos pentavalentes, uma vez que a energia necessária para traduzir 2 s-elétron por 3 d-orbital com a formação de uma configuração pentavalente (1 s) 2 (2s)(2p x) (2 p y) (2 p z) (3 d) é muito grande. Da mesma forma, os átomos de boro com a configuração usual (1 s) 2 (2s) 2 (2p) pode formar compostos trivalentes, estando em um estado excitado (1 s) 2 (2s)(2p x) (2 p y), que surge na transição 2 s-elétron por 2 r-AO, mas não forma compostos pentavalentes, desde a transição para o estado excitado (1 s)(2s)(2p x) (2 p y) (2 p z) devido à transferência de um dos 1 s-elétrons para um nível superior, requer muita energia. A interação dos átomos com a formação de uma ligação entre eles ocorre apenas na presença de orbitais com energias próximas, ou seja, orbitais com o mesmo número quântico principal. Os dados correspondentes para os primeiros 10 elementos da tabela periódica são resumidos abaixo. O estado de valência de um átomo é entendido como um estado no qual ele forma ligações químicas, por exemplo, estado 5 S para carbono tetravalente.
| ESTADOS DE VALÊNCIA E VALÊNCIAS DOS PRIMEIROS DEZ ELEMENTOS DA TABELA PERIÓDICA | |||
| Elemento | Condição básica | Estado de valência normal | Valência ordinária |
| H | (1s) | (1s) | |
| Ele | (1s) 2 | (1s) 2 | |
| Li | (1s) 2 (2s) | (1s) 2 (2s) | |
| Estar | (1s) 2 (2s) 2 | (1s) 2 (2s)(2p) | |
| B | (1s) 2 (2s) 2 (2p) | (1s) 2 (2s)(2p x) (2 p y) | |
| C | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) (2 p y) | (1s) 2 (2s)(2p x) (2 p y) (2 p z) | |
| N | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) (2 p y) (2 p z) | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) (2 p y) (2 p z) | |
| O | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) (2 p z) | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) (2 p z) | |
| F | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z) | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z) | |
| Ne | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z) 2 | (1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z) 2 |
Esses padrões são manifestados nos seguintes exemplos:
História da físico-química
A físico-química começou em meados do século XVIII. O termo "Físico-Química" pertence a M.V. LomonosovEm que 1752 ano, pela primeira vez, li para os alunos da Universidade de São Petersburgo "Curso de True Physical Chemistry". Nesse curso, ele mesmo deu a seguinte definição dessa ciência: "A físico-química é uma ciência que deve, com base nas disposições e experiências da física, explicar a razão do que acontece por meio de operações químicas em corpos complexos."
Então, mais de um intervalo de cem anos se seguiram e o próximo curso de físico-química foi lido pelo acadêmico N.N. Beketov na Universidade de Kharkov em 1865 ano. Seguindo N.N. Beketov começou a ensinar química física em outras universidades na Rússia. Flavitsky (Kazan 1874), V. Ostwald (University of Tartu 18807.), I.A. Kablukov (Universidade de Moscou 1886).
O reconhecimento da físico-química como ciência e disciplina acadêmica independente foi expresso na Universidade de Leipzig (Alemanha) em 1887. O primeiro departamento de físico-química, chefiado por V. Ostwald, e na fundação da primeira revista científica de físico-química lá. No final do século 19, a Universidade de Leipzig era o centro para o desenvolvimento da físico-química, e os principais físicos e químicos eram: W. Ostwald, J. Van't Hoff, Arrheniuse Nernst.
O primeiro departamento de físico-química na Rússia foi inaugurado em 1914 na Faculdade de Física e Matemática da Universidade de São Petersburgo, onde no outono ele começou a ler um curso obrigatório e aulas práticas de físico-química. M. S. Vrevsky.
Diferença entre físico-química e física química
Ambas as ciências estão na junção entre a química e a física, às vezes a física química está incluída na composição da físico-química. Nem sempre é possível traçar uma linha clara entre essas ciências. No entanto, com um grau razoável de precisão, essa diferença pode ser determinada da seguinte forma:
A físico-química considera no total os processos que ocorrem com a participação simultânea multidões partículas;
A física química examina separado partículas e a interação entre elas, ou seja, átomos e moléculas específicos (portanto, não há lugar para o conceito de "gás ideal", amplamente utilizado em físico-química).
Aula 2Estrutura molecular e natureza das ligações químicas. Tipos de ligações químicas. O conceito de eletronegatividade de um elemento. Polarização. Momento dipolo. Energia atômica da formação de moléculas. Métodos de estudo experimental da estrutura das moléculas.
Estrutura molecular(estrutura molecular), o arranjo mútuo de átomos em moléculas. No curso das reações químicas, os átomos nas moléculas do reagente são reorganizados e novos compostos são formados. Portanto, um dos problemas químicos fundamentais é elucidar o arranjo dos átomos nos compostos iniciais e a natureza das mudanças durante a formação de outros compostos a partir deles.
As primeiras ideias sobre a estrutura das moléculas basearam-se na análise do comportamento químico de uma substância. Esses conceitos tornaram-se mais complicados à medida que o conhecimento sobre as propriedades químicas das substâncias foi acumulado. A aplicação das leis básicas da química tornou possível determinar o número e o tipo de átomos que constituem uma molécula de um determinado composto; esta informação está contida na fórmula química. Com o tempo, os químicos perceberam que uma fórmula química não era suficiente para caracterizar com precisão uma molécula, uma vez que existem moléculas de isômeros que têm as mesmas fórmulas químicas, mas propriedades diferentes. Esse fato levou os cientistas à ideia de que os átomos da molécula devem ter uma determinada topologia, estabilizada pelas ligações entre eles. Essa ideia foi expressa pela primeira vez em 1858 pelo químico alemão F. Kekule. Segundo ele, uma molécula pode ser representada por meio de uma fórmula estrutural, que indica não apenas os próprios átomos, mas também as ligações entre eles. As ligações interatômicas também devem corresponder ao arranjo espacial dos átomos. Os estágios no desenvolvimento de idéias sobre a estrutura da molécula de metano são mostrados na Fig. 1. A estrutura corresponde a dados modernos r: a molécula tem a forma de um tetraedro regular, no centro do qual há um átomo de carbono, e nos vértices há átomos de hidrogênio.
Esses estudos, no entanto, nada disseram sobre o tamanho das moléculas. Essas informações tornaram-se disponíveis apenas com o desenvolvimento de métodos físicos apropriados. O mais importante deles acabou sendo a difração de raios-X. A partir das imagens do espalhamento de raios-X nos cristais, tornou-se possível determinar a posição exata dos átomos em um cristal e, para os cristais moleculares, foi possível localizar átomos em uma única molécula. Outros métodos incluem a difração de elétrons conforme eles passam através de gases ou vapores e a análise dos espectros rotacionais das moléculas.
Todas essas informações dão apenas uma ideia geral da estrutura da molécula. A natureza das ligações químicas pode ser explorada pela moderna teoria quântica. E embora ainda não tenha sido possível calcular a estrutura molecular com uma precisão suficientemente alta, todos os dados conhecidos sobre ligações químicas podem ser explicados. A existência de novos tipos de ligações químicas foi até prevista.
I. ... E EM GERAL II. SOBRE CIÊNCIA III. SOBRE A QUÍMICA A química é ruim? A medicina é a mãe da química? Um mundo sem química analítica. Apocalipse? Quantos crimes não serão resolvidos sem a química forense? Para onde iremos sem química agrícola? A astroquímica revelará o segredo da vida? Para que serve a bioquímica? O que há na halurgia química? A geoquímica é a base do "vício" de matéria-prima? A hidroquímica nos dará um novo "ouro"? Por que o tecido de ... uma pessoa é tingido? Histoquímica e citoquímica. Câncer, AIDS, gripe ... Que ciência é realmente contra? Imunoquímica A química pode ser contada? Química quântica. Como a carne gelada se parece com uma pessoa? Química coloidal. Quando o catolicismo reconhece o divórcio? Sobre química cosmética. Por que os terráqueos precisam de cosmoquímica? É possível um campo de informação moderno sem a química do cristal? Como o Papai Noel ajuda químicos e médicos? Crioquímica e crioterapia. Química do laser - com o que se come? É possível lutar sem floresta? Química da madeira. A vida é possível dentro de um ímã? Magnetoquímica. Qual é a relação entre a química medicinal e a patoquímica? O que é química na metalurgia? Por que precisamos de mecanoquímica? Onde encontramos a química do microondas? Nanoquímica - o limite dimensional da química? Quem está nos liderando? Neuroquímica. Química inorgânica: ciência antiga ou nova? Vendendo petróleo ou seus produtos refinados? Petroquímica. Você, eu, ele, ela - juntos ... química orgânica? Talvez possamos sintetizar a alma também? Síntese orgânica. É possível uma longa vida de uma partícula livre em matéria não livre? Química Físico-Orgânica. O que é pegniochemistry? O que há de comum entre um discípulo de Cristo e a petroquímica? Voltaremos à Idade da Pedra? Petrurgia. Voltaremos à Idade da Pedra? Petrurgia. Com que frequência fazemos farmácias na cozinha? Química alimentar. Química do plasma para pessoas ou para Deus? Química aplicada para guerra ou paz? Qual é a cor da eletrônica? Química da radiação. Quem descobriu o fenômeno da radioatividade? Quão perigosa é a radioatividade? Existe uma energia lânguida? Radiochemistry. O que é estereoquímica? O que é melhor do que uma inundação ou um desastre de metano? Química supramolecular. O que D.I. Mendeleev em sua tese de doutorado? Termoquímica. Química técnica - o isolamento é justificado? Topoquímica é química de superfície? Talvez você não deva queimar carvão? Química do carvão. Como somos tratados? Pharmacochemistry. A femtoquímica é algo novo? Uma pancada na cabeça é um crime ou ... físico-química? Quem foram os primeiros fitoquímicos? De onde vem o oxigênio na Terra e qual é a natureza da visão? Fotoquímica. Qual é a diferença entre química de alta energia e química comum? Você pode viver sem aceleração? Cinética química e catálise. Como a física química é diferente da química física? Qual é o espantalho do homem comum? Tecnologia Química. Qual é o papel da química nas guerras? Armas quimicas. Do que são feitos os sacos de compras, pneus e agentes hereditários? Química de compostos de alto peso molecular. O chá pode ser sintetizado? Química de compostos naturais. Por que precisamos da química do silicato? Como a química do estado sólido responde à pergunta: o hetero é normal? Qual é a química dos compostos organoelementos? Eletroquímica, mas por que precisamos? O que ultrapassa os limites da Tabela Periódica? Química nuclear. Como chegar à química sem uma universidade? Qual elemento químico tem o nome de Rússia? Sobre o nome dos elementos químicos.
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Como a física química é diferente da química física?
Física química estuda a estrutura eletrônica de moléculas e sólidos, espectros moleculares, atos elementares de reações químicas, processos de combustão e explosão, ou seja, os aspectos físicos dos fenômenos químicos. O termo foi introduzido pelo químico alemão A. Aiken em 1930.
Foi formado na década de 1920. em conexão com o desenvolvimento da mecânica quântica e o uso de seus conceitos em química. A fronteira entre a física química e a físico-química é arbitrária. Coisa química Física pelo contrário: um resultado químico de impacto físico (por exemplo, a morte de uma pessoa por ter sido atingida na cabeça com um tijolo). Uma das conquistas da física química deve ser considerada a teoria reações em cadeia ramificada.
Fundador do Instituto de Física Química RAS N.N. Semenov conduziu uma pesquisa profunda reações em cadeia... Eles representam uma série de estágios auto-iniciados em uma reação química que, uma vez iniciada, continua até que o último estágio seja passado. Apesar do fato de o químico alemão M. Bodenstein ter sugerido pela primeira vez a possibilidade de tais reações em 1913, não havia teoria que explicasse os estágios de uma reação em cadeia e mostrasse sua velocidade. A chave para a reação em cadeia é o estágio inicial de formação radical livre - um átomo ou grupo de átomos que tem um elétron desemparelhado e, como resultado, são extremamente reativos. Uma vez formado, ele interage com uma molécula de tal forma que um novo radical livre é formado como um dos produtos da reação. O radical livre recém-formado pode então interagir com outra molécula, e a reação continua até que algo impeça os radicais livres de formar sua própria espécie, ou seja, até que o circuito seja interrompido.
Uma reação em cadeia particularmente importante é a reação em cadeia ramificada, descoberta em 1923 pelos físicos G.A. Kramers e I.A. Christiansen. Nessa reação, os radicais livres não apenas criam centros ativos, mas também se multiplicam, criando novas cadeias e acelerando a reação. O curso real da reação depende de uma série de restrições externas, como o tamanho do vaso em que ocorre. Se o número de radicais livres aumentar rapidamente, a reação pode levar a uma explosão. Em 1926 g. dois alunos N.N. Semenov foi o primeiro a observar esse fenômeno ao estudar a oxidação dos vapores de fósforo pelo vapor d'água. Essa reação não foi como deveria, de acordo com as leis da cinética química da época. Semenov viu a razão para essa discrepância no fato de que eles estavam lidando com o resultado de uma reação em cadeia ramificada. Mas tal explicação foi rejeitada por M. Bodenstein, na época uma autoridade reconhecida em cinética química... Por mais dois anos, N.N. Semenov e S.N. Hinshelwood, que conduziu sua pesquisa na Inglaterra de forma independente, e depois desse período, tornou-se óbvio que Semyonov estava certo.
N.N. Semenov publicou uma monografia (Reações em cadeia. L., ONTI., 1934), na qual provou que muitas reações químicas, incluindo a reação de polimerização, são realizadas usando o mecanismo de uma reação em cadeia ou cadeia ramificada. Mais tarde, foi descoberto que ambos a reação de fissão de núcleos de urânio-235 por nêutrons também tem o caráter de uma reação em cadeia ramificada.
Em 1956, Semenov, juntamente com Hinshelwood, recebeu o Prêmio Nobel de Química "por pesquisas no campo do mecanismo de reações químicas". Na palestra do Nobel, Semenov disse: “A teoria da reação em cadeia abre a possibilidade de nos aproximarmos da solução do principal problema da química teórica - a relação entre a reatividade e a estrutura das partículas que entram na reação ... É dificilmente é possível enriquecer a tecnologia química de alguma forma, ou mesmo alcançar um sucesso decisivo na biologia sem esse conhecimento ... ”.
O Instituto de Física Química da Academia Russa de Ciências (Moscou), o Instituto de Problemas de Física Química da Academia Russa de Ciências (Chernogolovka) estão em operação. Existe uma revista "Chemical Physics". Você pode ler: Buchachenko A.L. Física química moderna: objetivos e formas de progresso // Química Uspekhi. - 1987. - T. 56. - No. 11.
Química Física
"Uma introdução à verdadeira química física". Manuscrito de M.V. Lomonosov. 1752
Química Física (frequentemente abreviado na literatura - química Física) - uma seção de química, a ciência das leis gerais de estrutura, estrutura e transformação de produtos químicos. Explora fenômenos químicos usando métodos teóricos e experimentais da física.
1 História da Físico-Química
2 Objeto do estudo de físico-química
3Diferença entre físico-química e física química
4 Seções de Físico-Química
o 4.1 Química coloidal
o 4.2 Química do cristal
o 4.3 Radioquímica
o 4.4 Termoquímica
o 4.5 O estudo da estrutura do átomo
o 4.6 Ciência da corrosão de metais
o 4.7 Ciência sobre soluções
o 4.8 cinética química
o 4.9 Fotoquímica
o 4.10 Termodinâmica química
o 4.11 Análise física e química
o 4.12 Teoria da reatividade de compostos químicos
o 4.13 Química de alta energia
o 4.14 Química do laser
o 4.15 Química de radiação
o 4.16 Química Nuclear
o 4.17 Eletroquímica
o 4.18 Química do som
o 4.19 Química estrutural
5 Potenciometria
História da Físico-Química [
A físico-química começou em meados do século XVIII. O termo "Físico-Química", no entendimento moderno da metodologia da ciência e questões da teoria do conhecimento, pertence a M. V. Lomonosov, que em 1752 pela primeira vez leu para alunos da Universidade de São Petersburgo "Curso de verdadeira físico-química". No preâmbulo dessas palestras, ele dá a seguinte definição: "A físico-química é uma ciência que deve, com base nas disposições e experimentos da física, explicar a razão do que acontece por meio de operações químicas em corpos complexos." O cientista nas obras de sua teoria cinética corpuscular do calor lida com questões que atendem plenamente aos problemas e métodos acima. Ações experimentais que servem para confirmar hipóteses individuais e disposições deste conceito também são desta natureza. MV Lomonosov seguiu esses princípios em muitas áreas de sua pesquisa: no desenvolvimento e implementação prática da "ciência do vidro" por ele fundada, em vários experimentos dedicados à confirmação da lei da conservação da matéria e da força (movimento); - em trabalhos e experimentos relacionados ao estudo de soluções - desenvolveu um extenso programa de pesquisas sobre esse fenômeno físico-químico, que está em desenvolvimento até os dias de hoje.
Isso foi seguido por uma pausa de mais de um século, e DI Mendeleev foi um dos primeiros estudos físico-químicos na Rússia no final da década de 1850.
O próximo curso de físico-química já foi lido por N.N. Beketov na Universidade de Kharkov em 1865.
O primeiro departamento de físico-química na Rússia foi inaugurado em 1914 na Faculdade de Física e Matemática da Universidade de São Petersburgo; no outono, M.S.Vrevsky, aluno de D.P. Konovalov, começou a ler um curso obrigatório e aulas práticas de físico-química.
A primeira revista científica destinada a publicar artigos sobre físico-química foi fundada em 1887 por W. Ostwald e J. Van't Hoff.
O assunto do estudo de físico-química [
A química física é a base teórica principal da química moderna, usando métodos teóricos de ramos importantes da física como mecânica quântica, física estatística e termodinâmica, dinâmica não linear, teoria de campo, etc. Inclui a teoria da estrutura da matéria, incluindo: estrutura das moléculas, termodinâmica química, cinética química e catálise. Eletroquímica, fotoquímica, físico-química de fenômenos de superfície (incluindo adsorção), química de radiação, a teoria da corrosão de metais, físico-química de compostos de alto peso molecular (ver física de polímeros), etc. também são distinguidos como seções separadas em físico-química. estão muito próximos da físico-química e às vezes são considerados suas seções independentes de química coloidal, análise físico-química e química quântica. A maioria das seções de físico-química tem limites bastante claros em termos de objetos e métodos de pesquisa, características metodológicas e o aparato usado.
Diferença entre físico-química e física química
Ambas as ciências estão na junção entre a química e a física, às vezes a física química está incluída na composição da físico-química. Nem sempre é possível traçar uma linha clara entre essas ciências. No entanto, com um grau razoável de precisão, essa diferença pode ser determinada da seguinte forma:
A físico-química considera no total os processos que ocorrem com a participação simultânea multidões partículas;
A física química examina separado partículas e a interação entre elas, ou seja, átomos e moléculas específicos (portanto, não há lugar para o conceito de "gás ideal", amplamente utilizado em físico-química).
... para conversar sobre o tema geral das palavras "física" e "química".
Não é surpreendente que ambas as palavras tenham a ver com musculação? "Física" é músculos, "química" - bem, não precisa ser explicada.
Em geral, a ciência da química é basicamente a mesma física: sobre os fenômenos que ocorrem na natureza. Quando Galileu jogou bolas da Torre Inclinada de Pisa e Newton criou suas próprias leis, era uma questão de escala compatível com o homem - isso era e é física. A física convencional lida com objetos compostos de substâncias. A química (alquimia) esteve e está envolvida na transformação de substâncias umas nas outras - este é o nível molecular. Então, a diferença entre física e química está na escala dos objetos? Nifiga! Aqui, a física quântica lida com o que os átomos são feitos - este é um nível submolecular. A física quântica lida com objetos dentro do átomo, o que dá poder sobre a energia atômica e levanta questões filosóficas. Acontece que a química é uma faixa estreita na escala física, embora claramente delimitada pelo nível da estrutura atômico-molecular de uma substância.
Acho que o infinito plano (linear) ruim * não se aplica ao mundo circundante. Tudo está em loop ou fechado em uma esfera. O universo é esférico. Se você aprofundar a estrutura das partículas elementares (quarks e bósons de Higgs), mais cedo ou mais tarde as partículas encontradas se fecharão na escala máxima - com o Universo, isto é, mais cedo ou mais tarde veremos nosso Universo através de um microscópio de um vista aérea.
Agora vamos ver se os intervalos de escala se aplicam à musculação. Parece que sim. A "física" (qualidade com ferro e em simuladores) lida com objetos de ferro e músculos como objetos sólidos: uma escala compatível com uma pessoa. "Química" (como esteróides) é naturalmente o nível molecular. Resta descobrir o que é "física quântica" no fisiculturismo? Aparentemente, isso é motivação, concentração, força de vontade e assim por diante - ou seja, a psique. E a psique não se baseia em uma base molecular, mas em certos campos elétricos e estados - sua escala é menor do que a atômica. Então, oh (t) musculação foi suficiente em toda a escala ...
Lemos o artigo de Ph.D. Elena Gorokhovskaya (“Novaya Gazeta”, nº 55, de 24.05.2013, p. 12 ou no site “Postnauka”) sobre noções básicas de biossemiótica:
O que é viver? (…) A principal “divisão” é entre abordagens reducionistas ** e anti-reducionistas. Os reducionistas argumentam que a vida em todas as suas especificidades pode ser explicada por meio de processos físicos e químicos. Abordagens anti-reducionistas argumentam que você não pode resumir tudo em física e química. O mais difícil é compreender a integridade e a estrutura intencional de um organismo vivo, onde tudo está interconectado e tudo visa apoiar sua atividade vital, reprodução e desenvolvimento. No curso do desenvolvimento individual, e na verdade a cada momento do corpo, algo muda, enquanto o curso natural dessas mudanças é assegurado. Costuma-se dizer que os organismos vivos não deveriam ser chamados de objetos, mas de processos.... No século XX, a cibernética tornou-se importante para a compreensão das especificidades dos seres vivos, pois reabilitou o conceito de meta da biologia. Além disso, a cibernética tornou muito popular o conceito de organismos vivos como sistemas de informação. Assim, na ciência da vida, de fato, foram introduzidos conceitos humanitários que não estavam diretamente relacionados à organização material.
Na década de 1960, uma nova direção surgiu na compreensão das especificidades dos seres vivos e no estudo dos sistemas biológicos - a biosemiótica, que considera a vida e os organismos vivos como processos de signos e relações. Podemos dizer que os organismos vivos não vivem no mundo das coisas, mas no mundo dos significados.
... A genética molecular foi formada em grande parte devido à inclusão de conceitos como "informação genética" e "código genético" em seu esquema conceitual. Falando sobre a descoberta do código genético, a famosa bióloga Martynas Ichas escreveu: “O mais difícil no 'problema do código' era entender que o código existe. Demorou um século. "
Embora a biossíntese de proteínas seja realizada na célula por meio de uma variedade de reações químicas, não existe uma relação química direta entre a estrutura das proteínas e a estrutura dos ácidos nucléicos. Essa conexão não é inerentemente química, mas informativa, semiótica. As sequências de nucleotídeos no DNA e no RNA dos ácidos nucleicos são informações sobre a estrutura das proteínas (sobre as sequências de aminoácidos nelas) apenas porque há um "leitor" na célula (também conhecido como "escritor") - neste caso, um sistema complexo de biossíntese de proteínas que possui a “linguagem genética”. (...) Assim, mesmo no nível mais fundamental, o vivente acaba sendo comunicação, texto e “fala”. Ler, escrever, reescrever, criar novos textos e "conversas" constantes na linguagem do código genético das macromoléculas e suas interações ocorrem constantemente em cada célula e no corpo como um todo.
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Vamos substituir algumas palavras nas frases do primeiro e do último parágrafo:
Retrógrados argumentam que a musculação em toda a sua especificidade pode ser reduzida ao treinamento físico e à exposição química. A abordagem progressiva argumenta que você não pode resumir tudo em "física" e "química". Embora o crescimento muscular seja realizado por meio de uma variedade de exercícios e tratamentos químicos (pelo menos nutricionais), não existe uma relação direta entre o crescimento muscular e a quantidade de exercício e a quantidade de "química". Essa conexão não é inerentemente física ou química, mas informativa, de natureza semiótica. Assim, mesmo no nível mais fundamental musculação acaba sendo comunicação, texto e "fala" (Isso, é claro, não se trata de conversa vulgar entre abordagens). Portanto, podemos dizer que os bodybuilders não devem ser chamados de objetos, mas de processos de informação.
Quem diria que você não pode construir músculos tolamente. Você precisa de um treino bem estruturado e realizado, precisa da alimentação certa, ou seja, precisa de informação. E se nos empanturrarmos tolamente de química, obteremos um resultado ambíguo, se é que o conseguiremos. Você precisa de um curso bem estruturado e executado, ou seja, novamente, a informação é necessária. A parte mais difícil do problema dessa informação é entender que ela realmente existe. E tendo percebido isso, devemos aprender a distingui-lo daquele oceano lamacento e pseudo-informacional que rola na costa de nosso cérebro em veios pesados, ocasionalmente lançando conchas de pérolas de suas profundidades.
É verdade, uma faca de ostra é necessária para abrir conchas ...
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* infinito ruim - uma compreensão metafísica da infinitude do mundo, pressupondo uma alternância monótona e interminável das mesmas propriedades específicas, processos e leis do movimento em qualquer escala de espaço e tempo, sem qualquer limite. Aplicado à
estrutura da matéria, significa o pressuposto da divisibilidade ilimitada da matéria, em que cada partícula menor tem as mesmas propriedades e obedece às mesmas leis específicas de movimento dos corpos macroscópicos. O termo foi introduzido por Hegel, que, entretanto, considerava o verdadeiro infinito uma propriedade do espírito absoluto, mas não matéria.
** abordagem reducionista - do latim reductio - retorno, restauração; neste caso, a redução dos fenômenos da vida a outra
coisa.