Структура элементарного и концептуального уровней химии

Методологические уроки исторического развития химии

Любая наука одновременно цель и средство (химия - средство достижения благ, цель химии - изучение природы). Химия изначально была наукой о веществах, материалах и источниках энергии, необходимых для удовлетворения жизненных потребностей человека как биологического и социального феномена. Химические знания исторически были признаны важными и массовыми знаниями, которые человечество рассматривало как практически ценные на всех этапах своего существования. Искусство и ремесло – вот с чего начинается химия. Как наука она развивалась позже. С противоречий между практически ценными данными и отсутствием их обобщения началось формирование этой науки.

 

Методологические уроки исторического развития химии следующие:

1) пересмотр исторически сложившихся понятий, переоценка фактов.

Примером может служить оценка открытия углекислого газа, который был обнаружен при наблюдении разлагающих процессов: горения органических веществ, брожения, при некоторых химических реакциях. Его называли по-разному. Но только Ван Гельмонт установил идентичность состава и свойств полученного различными способами газа, что имело большое значение для определения программы исследований (теория флогистона, пневматическая теория, кислородная теория Лавуазье);

2) неравномерность появления информации об основных формах организации веществ привели к неравномерности формирования концептуальных систем химии (на базе молекулярной теории создано учение о составе органических веществ и теория химического строения, однако распространение ее на неорганические вещества наталкивалось на определенные трудности);

3) как только наука стала непосредственной производительной силой, в химии резко возросла роль прикладного знания (физическая химия и ее роль в развитии химической технологии в физике). Химическая технология, генетика и биотехнология стали решающими факторами в разработке глобальных проблем современности.

 

Одна из задач любой науки – систематизация материала. При этом происходит переход от индивидуальных признаков к специфическим и, наконец, к общим признакам.

Такими основными понятиями в химии стали: элемент, соединение, реакция.

Понятие “химический элемент” – абстрактное понятие, выраженное через понятие “атом”. Это самое общее понятие в химии. Из атомов состоят молекулы и кристаллы, но в атомной физике, атом – сложная система. При рассмотрении строения атома используется квантово-механическая модель.

Понятие “химическое соединение” менее абстрактно. Оно выражается через все концептуальные системы: учение о составе, строении, свойствах, о химическом процессе. Оно – центральное понятие химической статики.

Понятие “химическая реакция” – центральное понятие химической динамики. Классификация химических элементов и соединений обоснована учением о периодичности. Оно развивается и в наше время.

Все основные учения химии опираются на соответствующие категории (состав, строение, свойства, часть, целое, условие), законы сохранения массы и энергии и принципы организации микромира.

Концептуальный уровень химии определяется задачами химической науки, спецификой ее объектов.

Основными концептуальными системами в химической статике являются: учение о составе, которое рассматривается на атомно-молекулярном, термодинамическом и электронно-ядерном уровнях; учение о строении; учение о свойствах, в котором отражены взаимосвязи свойств с составом и строением на разных уровнях.

Для химической динамики (учение о химическом процессе) характерны четыре системы понятий: учение о химическом равновесии, учение о скорости химической реакции, учение о механизме реакции, учение об управлении химическими реакциями.

Выявление условий протекания реакций, классификация химических реакций определяются основными законами, понятиями, принципами и идеями указанных систем и понятий.