Концептуальная система химии

Концептуальная система в химии — система взаимосвязанных теорий, объединённых общими фундаментальными принципами, понятиями, законами, методами и проблемами. Теорию концептуальных систем развития химии создал и развивал русский химик и философ Кузнецов, Владимир Иванович совместно с другими химиками, историками науки, философами. Наиболее полно эта теория изложена в его книге «Общая химия: тенденции развития» (1989).

Выделяют четыре концептуальные системы:

1. Учение о составе.
2. Структурная химия.
3. Учение о химическом процессе.
4. Эволюционная химия.

Каждая концептуальная система химии включает несколько теорий, объединённых общими фундаментальными принципами, законами, методами и проблемами.

В развитии химии происходит не смена, а последовательное появление концептуальных систем. Развитие химии в настоящее время происходит параллельно как на каждой из четырех уровней, так и путем подъема с нижних уровней на высшие, то есть от одной концептуальной системы к другой.

Первая концептуальная система: Учение о составе

Первой концептуальной системой химии было учение о составе. В рамках этого учения решались две основные проблемы: проблема химического элемента и проблема зависимости свойств вещества от его химического состава. Основной постулат учения о составе состоит в том, что свойства вещества определяются его составом, то есть тем, из каких химических элементов и в каком их соотношении образовано данное вещество. Объектом учения о составе является вещество как совокупность атомов.

Вторая концептуальная система: Структурная химия

Структурная химия, появление которой относят к в первой половине XIX-го века, исходит из постулата, что свойства вещества определяются структурой молекул вещества, то есть не только составом, но и порядком соединения атомов между собой и их расположением в пространстве. Основным объектом структурной химии становится молекула как единое целое. С появление второй концептуальной системы химии превращается из науки аналитической в науку синтетическую.

Третья концептуальная система: Учение о химическом процессе

Учение о химическом процессе, начало формирования которого относят ко второй половине XIX-го века, базируется на постулате, что свойства вещества определяются его составом, структурой и организацией системы, в которой это вещество находится. Зарождение новой концепции химии связано с появлением экспериментальных фактов, указывающие на невозможность объяснения химических реакция только на основе особенностей состава вещества и структуре его молекул. Свойства веществ в общем случае зависят и от концентрации реагентов, от внешних условий и окружающей среды, в которых находится система, и от наличия в системе веществ (катализаторов, растворителя, примесей, и т. п.), стехиометрически не участвующих в химической реакции. Предметом изучения в рамках этой концептуальной системы является вся химическая кинетическая система, для которой само вещество, его состав и структура его молекул рассматриваются как подсистема, как часть системы. Многие эмпирические понятия получают теоретическое обоснование в рамках статистической механики и термодинамике, химической термодинамике, химической кинетике и теории каталитических реакций. Создание учения о химическом процессе позволило решать вопросы управления химическими реакциями и процессами, создать новую химическую технологию.

Четвертая концептуальная система: Эволюционная химия

Основная статья: Эволюционная химия

Четвертая концептуальная система, эволюционная химия, еще только формируется и связана с включением в химическую науку принципа историзма и понятия времени, с построением теории химической эволюции материи. Эволюционная химия изучает процессы самоорганизации вещества: от атомов и простейших молекул до живых организмов. Одним из первых открытий, которые относят к эволюционной химии, является эффект самосовершенствования катализаторов в реакциях, исследованный в работы американских химиков А. Гуотми и Р. Каннингем в 1958—1960 гг. В 1964—1969 гг. советский химик А. П. Руденко, учитывая это открытие, создал теорию саморазвития открытых каталитических систем. В работах немецкого химика М.Эйген была развита теория гиперциклов, объясняющая объединение самовоспроизводящихся макромолекул в замкнутые автокаталитические химические циклы. Теория гиперциклов является абиогенетической теорией химической эволюции и происхождения жизни. Нобелевский лауреат Жан-Мари Лен, основатель супрамолекулярной химии, ввёл понятие «самоорганизация» и «самосборка» для описания явлений упорядочения в супрамолекулярной химии. Супрамолекулярной самосборкой является процесс спонтанной ассоциации двух и более компонентов, приводящий к образованию супермолекул или полимолекулярных ансамблей, происходящий за счет нековалентных взаимодействий. Это процесс был описан при изучении спонтанного образования неорганических комплексов (двойных геликатов), протекающего как процесс самосборки. Наиболее известным проявлением самосборки в живой природе является самосборка молекул нуклеиновых кислот, матричный синтез белков.

См. также

• История химии
• Научно-исследовательская программа (по Лакатосу)
• Парадигма (философия)
• Концептуальная схема
• Смена парадигм
• Теория научных революций

Литература

• Кузнецов В. И. Общая химия: тенденции развития. М.: Высшая школа, 1989. 288 с.
• Кузнецов В. И. Диалектика развития химии. От истории к теории развития химии. М.: Наука, 1973. 327 с.
• Кузнецов В. И. Развитие учения о катализе. М.: Наука, 1964. 424 c.
• Кузнецов В. И., Печенкин А. А. «Концептуальные системы химии: структурные и кинетические теории» Вопросы философии. 1971, N.1. С.46-56.
• Вихалемм Р. «К вопросу о концептуальных системах химии» стр.49-70. в книге: История науки в философском контексте. Под ред. Печенкина А. А. Санкт-Петербург: РХГА, 2007. 589 с.
• Левченков С. И. Краткий очерк истории химии. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 2006. 112 с.

Литература к четвертой концептуальной системе химии

• Жданов Ю. А., Материалистическая диалектика и проблема химической эволюции. Вопросы философии. 1980. N. 2. С.59-80; Марксизм и современность. 2001. N. 1-2. С.50-61.
• Жданов Ю. А. Исторический метод в химии. Вопросы философии. 1980. N. 2. С.125-141.
• Руденко А. П. Теория саморазвития открытых каталитических систем. М.: Изд-во МГУ, 1969. 276 с.
• Эйген М., Шустер П., Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул. М.: Мир, 1982. 270 с.
• Эйген М., Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул. М.: Мир, 1973, 224 с.
• Лен Ж.-М., Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы. Новосибирск: Наука, 1998. 333 с.
• Стид Д. В., Этвуд Д. Л., Супрамолекулярная химия. В двух томах. Москва, Академкнига, 2007. Том 1. 480 с. Том 2. 416 c.
• Зоркий П. М., Лубнина И. Е., Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы. Вестник Моск. Ун-та. Серия. 2. Химия, 1999, Том.40. N.5. C.300-307.
• Пожарский А. Ф., Супрамолекулярная химия. Часть 2. Самоорганизующиеся молекулы. Соросовский образовательный журнал. 1997. Том.9. C.40-47.
• N. Russo, V.Ya. Antonchenko, E.S. Kryachko. Self-organization of molecular systems: from molecules and clusters to nanotubes and proteins.. — New York: Springer Verlag, 2009. — 400 с. — ISBN 9048124832, 9789048124831.