Для чего нужна физика и химия

Насколько химику важно знать физику, и наоборот?

Насколько химику важно знать физику, и наоборот?

Академик РАН, химик Валерий Лунин о реформах науки и образования, силе образовательного сообщества, международных олимпиадах и школьных учебниках (часть 1)

Сейчас делается расчет на управленцев и опытных менеджеров, однако настоящему профессионалу обязательно требуется чувствовать и науку, и время, и людей, а не просто уметь считать и распределять деньги. Новый подход демонстрирует несостоятельность во всех сферах деятельности: и в авиации, и в космосе, и в горном деле. В любой сфере вместо непосредственных исполнителей приходится иметь дело с необозримым количеством посредников.

— У вас колоссальный опыт, множество ипостасей профессиональной деятельности, что вы сами считаете наиболее важным?

— Прежде всего я профессор Московского университета, и отсюда проистекают все мои остальные ипостаси, это мой долг и сфера наибольшей ответственности. Второе — это школа: в свете не всегда продуманных реформ я считаю своей обязанностью сохранение лучших традиций российского образования. Не только химического, но и естественнонаучного, но и русского языка и литературы. Многие годы я являюсь заместителем председателя Центрального комитета по проведению предметных олимпиад школьников Российской Федерации и председателем секции химии Центральной предметной методической комиссии.

В нашей стране образование хранится благодаря нашим усилиям и, конечно, учителям, для которых их профессия не просто сфера деятельности, а целая жизнь. Таких учителей, к счастью, в России очень много. И много талантливых детей, кто интересуется химией, физикой, математикой. Так что мы здесь все не случайные люди.

— Сейчас все меняется очень быстро, скорость происходящих изменений только нарастает, дети должны быть готовы жить и действовать в условиях неопределенности. Вы говорили, что далеко не все, что было сделано, правильно…

— Охарактеризовав наше время, вы попали в точку. И чрезвычайно важным шагом является то, что сейчас по решению правительства и по поручению Министерства просвещения разрабатываются новые концепции преподавания предметов в общеобразовательных средних школах России. Однако в начале реформ был сильный крен в сторону упрощения образования, например, чтобы вместо физики, химии, биологии ввести предмет «естествознание». Мне кажется, что любому человеку, мало-мальски думающему, ясно, что этого делать нельзя. Среднее образование — это этап формирования мировоззрения человека, когда он четко должен представлять, что такое химия, что такое физика, что такое биология, как они взаимосвязаны. Да, они не могут существовать отдельно, но и не могут быть объединены в один предмет «естествознание». Прежде всего это чрезвычайно сложно для учителя, и мало найдется учителей, которые могут вести одновременно три предмета. Я понимаю мотивацию предлагавших — экономия средств путем сокращения количества учителей в стране. Но и так уже насокращались, что просто дальше ехать некуда. И нам удалось убедить этого не делать. Только системное предметное образование формирует мировоззрение человека. После попытки объединения русского языка и литературы в средней школе в «словесность» в вузы стали приходить неграмотные дети. Правильно писать одинаково важно и для химика, и для врача, и для физика. Любая ошибка в изложении эксперимента кончится каким-нибудь непредвиденным результатом.

Непродуманным шагом было и повсеместное внедрение двухуровневой Болонской системы в высшее образование. Возможно, бакалавры могут освоить элементы программирования и им необязательно становиться магистрами, чтобы получить трудоустройство. Хорошо, что у тех, кто это осуществлял, хватило разума не вводить эту систему хотя бы в медицину. Но и в химию ее нельзя было вводить, потому что недоученный химик опаснее недоученного врача. Через учебно-методическое объединение университетов России по химии для обязательного сохранения специалитета было составлено обращение в правительство, к которому, к счастью, прислушались. Московский университет, пользуясь своим особым статусом, вообще не создавал на химическом факультете бакалавриат, и мы готовим только специалистов, при этом в связи с увеличивающимся потоком информации уже третий год такая подготовка занимает шесть лет. А на физическом факультете ввели двухуровневую систему и до сих пор не могут восстановить специалитет.

Образование нельзя выравнивать по одной струне, это не армия, процесс творческий и очень специфический, это основа будущего нашей страны и любого государства. К нам поступают талантливые дети со всей России, и больше половины наших студентов — это иногородние дети. Примерно половина на курсе — победители и призеры химических олимпиад высокого уровня, что говорит об их мотивации. К окончанию университета у них уже опубликованы научные труды, они четко знают, в какой области химии будут работать. Около 30% наших студентов оканчивают вуз с красными дипломами и вполне способны защитить магистерскую диссертацию. Надеюсь, в будущем мы сможем добиться при сохранении шестилетнего специалитета возможности для лучших своих студентов сразу же идти на защиту магистерской диссертации. Это будет дань их таланту и их конкретным результатам. И это будет очень привлекательно для всех юных химиков, которые приходят сюда.

— Насколько химику важно знать физику, и наоборот?

— Когда в 1991 году единственный раз в истории химического факультета случился недобор, был отменен вступительный экзамен по физике. Конкурс вырос, но в итоге из того набора университет закончило всего порядка 50%. Остальные были отчислены за время обучения. Первое, что я сделал, став деканом факультета в 1992 году,— восстановил обязательный экзамен по физике. Когда ввели ЕГЭ, мы сохранили требование предоставления сертификата по физике при поступлении на факультет. На физическом факультете долгое время не было преподавания химии, что не давало им стать лучшими среди лучших: они были только равными среди многих (есть МИФИ, есть МФТИ…). Затем мне удалось убедить ученый совет физического факультета ввести преподавание химии на физфак.

Чтобы понять суть химического процесса, нужно знать физические законы, по которым он протекает. Нужно знать термодинамику, нужно знать кинетику. И наоборот: основы должны быть, и слава богу, что сейчас физики изучают химию. И потом есть биофизика, например, где без химии нельзя.

— К вам поступают очень мотивированные ребята, у вас они прекрасно учатся, а что с ними происходит дальше? Что менялось со временем?

— 27 лет я был деканом, уже год являюсь президентом факультета. За это время у нас ни разу не было недобора, а вот показатели успеваемости говорят сами за себя. В начале 90-х многие наши ребята уезжали из страны, но постепенно с восстановлением российской химической промышленности новые поколения наших выпускников уже способны найти себе применение на родине. Лет пять назад я был гостем Гарвардского университета в течение недели, где беседовал с американскими коллегами, которые сожалели, что к ним перестали приезжать наши выпускники: по их мнению, думать так, как они, не могут ни индусы, ни китайцы. В 2012 году была всемирная олимпиада по химии в Вашингтоне, я принимал эстафету флага для следующей олимпиады 2013 года в России. И был просто изумлен, когда выяснилось, что в Научном комитете американской олимпиады порядка 80% — выпускники химического факультета, наши ребята, тоже победители олимпиад. Кто-то стипендии получает в Чикаго по квантовой химии, кто-то в другом университете. И конечно, с одной стороны, можно гордиться и нужно гордиться, а с другой стороны — жалко, что в свое время нашей стране они оказались не нужны.

Источник

Чем знания физики и химии могут пригодиться при построении карьеры в будущем?

Физика и химия — это предметы, которые с первых занятий очень увлекают учеников.

Они узнают больше о физических процессах, учатся решать интересные задания, узнают больше о физических законах. На химии их ждёт особенная атмосфера: белый халат, как в лаборатории, эксперименты, выведение интересных формул. Школьники познают мир, который окружает их, и это здорово. Но с каждым годом физика и химия становятся всё сложнее. И не все ученики сохраняют до выпускного класса живой интерес к этим дисциплинам, и из-за этого получают в аттестате тройки.

Репетитор по физике и преподаватель химии — одни из самых популярных частных педагогов, услугами которых пользуются российские школьники. Ведь для поступления на многие факультеты университетов необходимо сдать физику и химию на ЕГЭ. Среди таких специальностей: фармацевтика, медицина, инженерия, IT-профессии, экология, микробиология. Так что, если вы планируете в будущем связать свою жизнь с одной из подобных профессий, то скорее ищите преподавателей, которые смогут объяснить вам все сложные темы данных дисциплин.

Физика — наука о современном мире и технологиях

Из-за того, что мир учится функционировать в онлайн-плоскости интернета, возникает все больше и больше профессий, которые не могут развиваться без точных наук. И одной из этих точных наук является физика. Физические знания позволяют делать новые изобретения, расчёты, прослеживать реакции. Благодаря физике и математике создаются новые программы. И, соответственно, специалисты, которые владеют точными науками, становятся как никогда востребованными в 2021 году.

Популярными становятся профессии IT-сектора, и чтобы поступить в университет на программиста, необходимо успешно сдать на ЕГЭ физику. И вот здесь возникает главная сложность: самостоятельно повторить весь пройденный за всё время школьного обучения материал довольно трудно. С этим никто не поспорит. Ведь в процессе подготовки к экзамену вы не всегда сможете качественно проработать темы, с которыми не смогли разобраться во время школьного обучения. Не у кого будет спросить, негде будет подсмотреть, а, значит, во время самостоятельной подготовки вы так и пройдёте мимо сложностей. А они, как назло, попадутся вам на ЕГЭ.

Чтобы подобной истории не возникло, нужно хорошо подготовиться к ЕГЭ по физике. И в этом поможет репетитор. Методы работы, задания, индивидуальный подход и детальное объяснение всех сложных тем помогут получить высокий результат на экзамене и знания на всю жизнь, которые точно пригодятся в будущей профессии.

Занятия с репетитором физики в режиме онлайн будут особенно популярны в период карантина, поскольку:

• можно заниматься, не выходя из дома, в удобном графике;

• программа подготовки разрабатывается на основе ваших знаний индивидуально, а не шаблонно для всех;

• преподаватель не спешит успеть всё и сразу, а останавливается на важных для вас темах, подбирая нужный темп преподавания.

Открытия будущего невозможны без химии

Уже в 8-м классе дети начинают изучать химию. И сталкиваются с большим количеством трудностей. Приходится учить таблицу Менделеева, выводить сложные формулы, учить много правил. Многие дети заинтересованно начинают глубоко интересоваться химией, а другие легко сдаются. Тот, кто сдался — проигрывает. Ведь у него сокращается выбор профессий в будущем. ЕГЭ по химии нужно сдать для поступления на многие специальности, которые будут востребованы в будущем.

Никто и не говорит, что разобраться в органической химии, реакциях, задачах и уравнениях легко. На самом деле это очень сложно. И если возникают трудности — поможет репетитор по химии. Частный преподаватель сможет выявить все слабые стороны ученика, подготовить к экзаменам и поступлению в университет, поделиться тонкостями сдачи ЕГЭ по химии. И ученик сможет легко поступить на:

В будущем химия станет необходима, поскольку будут разрабатываться новые лекарства, появится множество профессий, среди которых будет распространена нутрициолог, микробиолог, диетолог. Все новые профессии будут так или иначе связаны с химией. Поэтому желательно её хорошо выучить.

Приобретая сейчас полезные знания, вы становитесь увереннее в своем будущем! Никто не знает, как сложится жизнь завтра. Но одно мы знаем точно — мир стремится к развитию в технологиях, радует новыми полезными открытиями, переходит в режим «онлайн», размывая границы. Мы живём в удивительное время, когда для работы в другой стране нам не нужно выходить из дома. И если ты хороший специалист в своей области, то можешь предоставлять свои услуги по всему миру.

Физика и химия нужны во многих профессиях, поэтому, если в процессе школьного обучения у вас возникают трудности, то не нужно ждать, когда они будут ещё больше усугубляться. Позаботьтесь о своём будущем! Начинайте получать полезные знания уже сейчас. Заходите на поисковой ресурс BUKI, выбирайте преподавателя и договаривайтесь о первом уроке. И вы увидите, что химия и физика — интересные науки, в которых легко разобраться при правильном подходе!

Источник

Взаимосвязь химии с физикой

История взаимодействия химии и физики полна примеров обоюдного обмена идеями, объектами и методами исследования. На разных этапах своего развития физика «снабжала» химию понятиями и теоретическими концепциями, оказавшими сильное воздействие на развитие химии. При этом чем больше усложнялись химические исследования, тем больше аппаратуры и методов физических расчетов проникало в химию. Развитие современной науки подтвердило глубокую связь между физикой и химией. Они связаны между собой по происхождению. Связь эта носит генетический характер, т.е. образование атомов химических элементов, соединение их в молекулы вещества произошло на определенном этапе развития неорганического мира. Также эта связь основывается на общности строения конкретных видов материи, в том числе и молекул веществ, состоящих в конечном итоге из одних и тех же химических элементов, атомов и элементарных частиц. Химические процессы базируются на электромагнитном взаимодействии, изучаемом физикой. На основе периодического закона ныне осуществляется прогресс не только в химии, но и в ядерной физике, на стыке которых возникли химия изотопов и радиационная химия.

Физика и химия практически изучают одни и те же объекты, но только каждая наука видит в этих объектах свой предмет исследования. Так, молекула является объектом, изучаемым не только химией, но и молекулярной физикой. Химия изучает ее с точки зрения закономерностей образования, состава, химических свойств, связей, условий ее диссоциации на составляющие атомы. Молекулярная физика изучает поведение масс молекул, обусловливающее тепловые явления, различные агрегатные состояния, переходы из газообразной в жидкую и твердую фазу и обратно,– свойства, не связанные с изменением состава молекул и их внутреннего химического строения. Сопровождение каждой химической реакции механическим перемещением масс молекул реагентов, выделение или поглощение тепла за счет разрыва или образования связей в новых молекулах также убедительно свидетельствует о тесной связи химических и физических явлений. Так, энергетика химических процессов тесно связана с законами термодинамики. Химические реакции, протекающие с выделением энергии (обычно в виде тепла и света), называются экзотермическими реакциями. Существуют также эндотермические реакции, протекающие с поглощением энергии. Все сказанное не противоречит законам термодинамики: в случае горения энергия высвобождается одновременно с уменьшением внутренней энергии системы. В эндотермических реакциях идет повышение внутренней энергии системы за счет притока тепла. Измеряя количество энергии, выделяющейся при реакции (тепловой эффект химической реакции), можно судить об изменении внутренней энергии системы. Он измеряется в килоджоулях на моль (кДж/моль). Частным случаем первого начала термодинамики является закон Гесса. Он гласит, что тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния вещества и не зависит от промежуточных стадий процесса. Закон Гесса позволяет вычислить тепловой эффект реакции в тех случаях, когда его непосредственное измерение почему-либо неосуществимо.

С возникновением теории относительности, квантовой механики и учения об элементарных частицах раскрылись еще более глубокие связи между физикой и химией. Оказалось, что ключ к объяснению свойств химических соединений, самого механизма превращения веществ лежит в строении атомов, в квантово-механических процессах его элементарных частиц и особенно электронов его внешней оболочки. Именно новейшая физика блестяще решила такие вопросы химии, как природа химической связи, особенности химического строения молекул органических и неорганических соединений и т.д. На стыке физики и химии возникла и успешно развивается физическая химия – сравнительно молодое направление, которое оформилась в конце XIX в. в результате успешных попыток количественного изучения физических свойств химических веществ и смесей, теоретического объяснения молекулярных структур. Экспериментальной и теоретической базой для этого послужили работы Д.И. Менделеева (открытие периодического закона), Я. Вант Гоффа (термодинамика химических процессов), С. Аррениуса (теория электролитической диссоциации) и т.д. Предметом ее изучения стали общетеоретические вопросы, касающиеся строения и свойств молекул химических соединений, процессов превращения вещества в связи с взаимной обусловленностью их физическими свойствами, условия протекания химических реакций и совершающиеся при этом физические явления. В первой половине XX в. на стыке химии и новых разделов физики (квантовой механики, электронной теории атомов и молекул) возникает пограничная наука, которую стали называть химической физикой. Она широко применила теоретические и экспериментальные методы новейшей физики к исследованию строения химических элементов и соединений, а также к изучению механизма химических реакций. Химическая физика изучает взаимосвязь и взаимопереход химической и субатомной форм движения материи. Внутри физической химии к настоящему времени выделились и вполне сложились в качестве самостоятельных разделов, обладающих своими особыми методами и объектами исследования, электрохимия, учение о растворах, фотохимия, кристаллохимия. В начале XX в. в самостоятельную науку выделилась также выросшая в недрах физической химии коллоидная химия. Со второй половины XX в. в связи с интенсивной разработкой проблем ядерной энергетики возникла и получила большое развитие новейшая отрасль физической химии – химия высоких энергий: радиационная химия, изучающая реакции, протекающие под действием ионизирующего излучения, и химия изотопов. Вообще физическая химия сейчас рассматривается как наиболее широкий общетеоретический фундамент всей химической науки. Многие ее теории имеют большое значение для развития как неорганической, так и органической химии. С возникновением физической химии изучение вещества стало осуществляться не только традиционными химическими методами исследования, не только с точки зрения его состава и свойств, но и со стороны структуры, термодинамики и кинетики химического процесса. Также во внимание стали браться связи и зависимости химического процесса от воздействия явлений, присущих другим формам движения материи (светового и радиационного облучения, светового и теплового воздействий и т.д.). Таким образом, химия XX в. предстает перед нами как весьма многообразная и разветвленная система знаний, которая находится в процессе интенсивного развития.

Источник

didi79

Я Леди.

1.3 Взаимосвязь химии с физикой

История взаимодействия химии и физики полна примеров обоюдного обмена идеями, объектами и методами исследования. На разных этапах своего развития физика «снабжала» химию понятиями и теоретическими концепциями, оказавшими сильное воздействие на развитие химии. При этом чем больше усложнялись химические исследования, тем больше аппаратуры и методов физических расчетов проникало в химию. Развитие современной науки подтвердило глубокую связь между физикой и химией. Они связаны между собой по происхождению. Связь эта носит генетический характер, т.е. образование атомов химических элементов, соединение их в молекулы вещества произошло на определенном этапе развития неорганического мира. Также эта связь основывается на общности строения конкретных видов материи, в том числе и молекул веществ, состоящих в конечном итоге из одних и тех же химических элементов, атомов и элементарных частиц. Химические процессы базируются на электромагнитном взаимодействии, изучаемом физикой. На основе периодического закона ныне осуществляется прогресс не только в химии, но и в ядерной физике, на стыке которых возникли химия изотопов и радиационная химия.

Физика и химия практически изучают одни и те же объекты, но только каждая наука видит в этих объектах свой предмет исследования. Так, молекула является объектом, изучаемым не только химией, но и молекулярной физикой. Химия изучает молекулу с точки зрения закономерностей образования, состава, химических свойств, связей, условий ее диссоциации на составляющие атомы. Молекулярная физика изучает поведение масс молекул, обусловливающее тепловые явления, различные агрегатные состояния, переходы из газообразной в жидкую и твердую фазу и обратно,– свойства, не связанные с изменением состава молекул и их внутреннего химического строения.

С возникновением теории относительности, квантовой механики и учения об элементарных частицах раскрылись еще более глубокие связи между физикой и химией. Оказалось, что ключ к объяснению свойств химических соединений, самого механизма превращения веществ лежит в строении атомов, в квантово-механических процессах его элементарных частиц и особенно электронов его внешней оболочки. Именно новейшая физика блестяще решила такие вопросы химии, как природа химической связи, особенности химического строения молекул органических и неорганических соединений и т.д.

Источник

Взаимосвязь химии и физики

Наряду с процессами дифференциации самой химической науки, в настоящее время идут в интеграционные процессы химии с другими отраслями естествознания. Особенно ин­тенсивно развиваются взаимосвязи между физикой и хими­ей. Этот процесс сопровождается возникновением все новых и новых смежных физико-химических отраслей знания.

Вся история взаимодействия химии я физики полна при­меров обмена идеями, объектами и методами исследования. На разных этапах своего развития физика снабжала химию понятиями в теоретическими концепциями, оказавшими сильное воздействие на развитие химии. При этом, чем боль­ше усложнялись химические исследования, тем больше ап­паратура и методы расчетов физики проникали в химию. Необходимость измерения тепловых эффектов реакции, раз­витие спектрального и рентгеноструктурного анализа, изучение изотопов и радиоактивных химических элементов, крис­таллических решеток вещества, молекулярных структур по­требовали создания и привели к использованию сложнейших физических приборов эспектроскопов, масс-спектрографов, дифракционных решеток, электронных микроскопов и т.д.

Развитие современной науки подтвердило глубокую связь между физикой и химией. Связь эта носит генетический ха­рактер, то есть образование атомов химических элементов, соединение их в молекулы вещества произошло на опреде­ленном этапе развития неорганического мира. Также эта связь основывается на общности строения конкретных видов мате­рии, в том числе и молекул веществ, состоящих в конечном итоге из одних и тех же химических элементов, атомов и элементарных частиц. Возникновение химической формы движения в природе вызвало дальнейшее развитие представ­лений об электромагнитном взаимодействии, изучаемом фи­зикой. На основе периодического закона ныне осуществляет­ся прогресс не только в химии, но и в ядерной физике, на границе которой возникли такие смешанные физико-хими­ческие теории, как химия изотопов, радиационная химия.

Химия и физика изучают практически одни и те же объек­ты, но только каждая из них видит в этих объектах свою сторону, свой предмет изучения. Так, молекула является пред­метом изучения не только химии, но и молекулярной физи­ки. Если первая изучает ее с точки зрения закономерностей образования, состава, химических свойств, связей, условий ее диссоциации на составляющие атомы, то последняя стати­стически изучает поведение масс молекул, обусловливающее тепловые явления, различные агрегатные состояния, перехо­ды из газообразной в жидкую и твердую фазы и обратно, явления, не связанные с изменением состава молекул и их внутреннего химического строения. Сопровождение каждой химической реакции механическим перемещением масс мо­лекул реагентов, выделение или поглощение тепла за счет разрыва или образования связей в новых молекулах убеди­тельно свидетельствуют о тесной связи химических и физи­ческих явлений. Так, энергетика химических процессов тес­но связана с законами термодинамики. Химические реак­ции, протекающие с выделением энергии обычно в виде теп­ла и света, называются экзотермическими. Существуют так­же эндотермические реакции, протекающие с поглощением энергии. Все сказанное не противоречит законам термодинамики: в случае горения энергия высвобождается одновремен­но с уменьшением внутренней энергии системы. В эндотер­мических реакциях идет повышение внутренней энергии си­стемы за счет притока тепла. Измеряя количество энергии, выделяющейся при реакции (тепловой эффект химической реакции), можно судить об изменении внутренней энергии системы. Он измеряется в килоджоулях на моль (кДж/моль).

Еще один пример. Частным случаем первого начала тер­модинамики является закон Гесса. Он гласит, что тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса. Закон Гесса позволяет вычислить тепловой эффект реакции в тех случаях, когда его непосредственное измере­ние почему-либо неосуществимо.

С возникновением теории относительности, квантовой механики и учения об элементарных частицах раскрылись еще более глубокие связи между физикой и химией. Оказа­лось, что разгадка объяснения существа свойств химических соединений, самого механизма превращения веществ лежит в строении атомов, в квантово-механических процессах его элементарных частиц и особенно электронов внешней обо­лочки, Именно новейшая физика сумела решить такие воп­росы химии, как природа химической связи, особенности химического строения молекул органических и неорганичес­ких соединений и т.д.

В сфере соприкосновения физики и химии возник и ус­пешно развивается такой сравнительно молодой раздел из числа основных разделов химии как физическая химия, ко­торая оформилась в конце XIX в. в результате успешных попыток количественного изучения физических свойств хи­мических веществ и смесей, теоретического объяснения мо­лекулярных структур. Экспериментальной и теоретической базой для этого послужили работы Д.И. Менделеева (откры­тие Периодического закона), Вант-Гоффа (термодинамика химических процессов), С. Аррениуса (теория электролити­ческой диссоциации) и т.д. Предметом ее изучения стали об­щетеоретические вопросы, касающиеся строения и свойств молекул химических соединений, процессов превращения веществ в связи с взаимной обусловленностью их физически­ми свойствами, изучение условий протекания химических реакций и совершающихся при этом физических явлений. Сейчас физхимия — это разносторонне разветвленная наука, тесно связывающая физику и химию.

В самой физической химии к настоящему времени выде­лились и вполне сложились в качестве самостоятельных раз­делов, обладающих своими особыми методами и объектами исследования, электрохимия, учение о растворах, фотохимия, кристаллохимия. В начале XX в. выделилась также в само­стоятельную науку выросшая в недрах физической химии коллоидная химия. Со второй половины XX в. в связи с ин­тенсивной разработкой проблем ядерной энергии возникли и получили большое развитие новейшие отрасли физической Химии — химия высоких энергий, радиационная химия (пред­метом ее изучения являются реакции, протекающие под дей­ствием ионизирующего излучения), химия изотопов.

Физическая химия рассматривается сейчас как наиболее широкий общетеоретический фундамент всей химической науки. Многие ее учения и теории имеют большое значение для развития неорганической и особенно органической хи­мии. С возникновением физической химии изучение веще­ства стало осуществляться не только традиционными хими­ческими методами исследования, не только с точки зрения его состава и свойств, но и со стороны структуры, термодина­мики и кинетики химического процесса, а также со стороны связи и зависимости последнего от воздействия явлений, при­сущих другим формам движения (световое и радиационное облучение, световое и тепловое воздействие и т.д.).

Примечательно, что в первой половине XX в. сложилась пограничная между химией и новыми разделами физики (кван­товая механика, электронная теория атомов и молекул) на­ука, которую стали позднее называть химической физикой. Она широко применила теоретические и экспериментальные методы новейшей физики к исследованию строения химиче­ских элементов и соединений и особенно механизма реакций. Химическая физика изучает взаимосвязь и взаимопереход химической и субатомной форм движения материи.

В иерархии основных наук, данной Ф. Энгельсом, химия непосредственно соседствует с физикой. Это соседство и обес­печило ту быстроту и глубину, с которой многие разделы физики плодотворно вклиниваются в химию. Химия грани­чит, с одной стороны, с макроскопической физикой — термо­динамикой, физикой сплошных сред, а с другой — с микро­физикой — статической физикой, квантовой механикой.

Общеизвестно, сколь плодотворными эти контакты оказа­лись для химии. Термодинамика породила химическую термодинамику — учение о химических равновесиях. Статиче­ская физика легла в основу химической кинетики — учения о скоростях химических превращений. Квантовая механика вскрыла сущность Периодического закона Менделеева. Со­временная теория химического строения и реакционной спо­собности — это квантовая химия, т.е. приложение принципов квантовой механики к исследованию молекул и «X превра­щений.

Казалось бы, освоен весь электромагнитный диапазон, и в этой области трудно ждать дальнейшего прогресса. Однако появились лазеры — уникальные по своей спектральной ин­тенсивности источники — и вместе с ними принципиально новые аналитические возможности. Среди них можно назвать лазерный магнитный резонанс — быстро развивающийся вы­сокочувствительный метод регистрации радикалов в газе. Другая, поистине фантастическая возможность — это штуч­ная регистрация атомов с помощью лазера — методика, основная на селективном возбуждении, позволяющая зарегис­трировать в кювете всего несколько атомов посторонней при-Л0еи. Поразительные возможности для изучения механизмов радикальных реакций дало открытие явления химической поляризации ядер.

Сейчас трудно назвать область современной физики, кото­рая бы прямо или косвенно не оказывала влияние на химию. Взять, например, далекую от мира молекул, построенного из ядер и электронов, физику нестабильных элементарных час­тиц. Может показаться удивительным, что на специальных международных конференциях обсуждается химическое по­ведение атомов, имеющих в своем составе позитрон или мюон, которые, в принципе, не могут дать устойчивых соединений. Однако уникальная информация о сверхбыстрых реакциях, Которую такие атомы позволяют получать, полностью оправ­дывает этот интерес.

Оглядываясь на историю взаимоотношений физики и хи­мии, мы видим, что физика играла важную, подчас решаю­щую роль в развитии теоретических концепций и методов исследования в химии. Степень признания этой роли можно оценить, просмотрев, например, список лауреатов Нобелев­ской премии по химии. Не менее трети в этом списке — авто­ры крупнейших достижений в области физической химии. Среди них — те, кто открыл радиоактивность и изотопы (Резерфорд, М. Кюри, Содди, Астон, Жолио-Кюри и др.), зало­жил основы квантовой химии (Полинг и Малликен) и совре­менной химической кинетики (Хиншелвуд и Семенов), раз­вил новые физические методы (Дебай, Гейеровский, Эйген, Норриш и Портер, Герцберг).

Наконец, следует иметь в виду и то решающее значение, которое начинает играть в развитии науки производитель­ность труда ученого. Физические методы сыграли и продол­жают играть в этом отношении в химии революционизирую­щую роль. Достаточно сравнить, например, время, которое затрачивал химик-органик на установление строения синте­зированного соединения химическими средствами и которое он затрачивает теперь, владея арсеналом физических мето­дов. Несомненно, что этот резерв применения достижений физики используется далеко не достаточно.

Подведем некоторые итоги. Мы видим, что физика во все большем масштабе и все более плодотворно вторгается в хи­мию. Физика вскрывает сущность качественных химических закономерностей, снабжает химию совершенными инструмен­тами исследования. Растет относительный объем физической химии, и не видно причин, которые могут замедлить этот рост.

Источник