Философия - Савкин Н.С.
ISBN 5 -7103-0712-2
Скачать (прямая ссылка):
В рамках системы новых понятий о строении материального мира основополагающими работами Н. Бора, А. Эйнштейна, Э. Шре-дингера, В. Гейзенберга, В. Паули, П. Дирака, других ученых создай
288 Глава 16. Философские проблемы химии
поныи математический аппарат описания состоянии дуальных частиц [[ нх систем. Установленное строение атома однозначно определяло ответственность электронов (сне тем электронов) за проявляемые атомами, а следовательно, и молекулами химические свойства.
Структура количественных отношении в квантовой механике с неизбежностью предполагала только приближенное описание состояния систем электронов. Казалось, чисто математическая проблема должна иметь и чисто математическое решение. Однако она стала приобретать физический и даже философский характер.
Химическая связь в двух главных методах описания электронной структуры молекул валентных связей (американский физик и химик Л. Полпнг) и молекулярных орбпталей (американский ученый Р. Маллпкен) — определялась как результат обобществления электронов, ранее принадлежавших отдельным атомам (категория «общее»). Степень их обобществления, выступая в качестве видового признака, позволяет дифференцировать химическую связь вообще на отдельные типы (категория «частное»): ковалентная связь, ионная связь, ваи-дер-ваальеона связь; на более специфические случаи (категория «единичное»): водородная связь, трехцептровая связь, до и орио -а к це пто р и ая с вя з ь.
Результаты, получаемые при обоих методах расчета электрон-ион структуры молекул, во многих случаях оказываются достаточно близкими, хотя физические модели, задающие исходные данные для построения вычислительного алгоритма приближенного решения, существенно отличаются. Если в методе молекулярных орбпталей изначально предполагается общая система электронов, двигающихся в потенциальном поле ядерного остова молекулы, то в методе валентных связей реальное состояние электронной системы есть результат резонанса (осцилляции), возникающего между возможными предельными структурами.
Адекватность любой математической модели реальному состоянию системы, явления, процесса проверяется сопоставлением свойств искусственного и истинного объектов. Иными слонами, модель принимается, если ее свойства близки свойствам изучаемого объекта. Физическое же ее содержание можно не брать во внимание. Отождествление математических и физических моделей открывает возможность для формальных спекуляций с далеко идущими физическими н химическими выводами. Так, в методе валентных связей постулировалось реальное существование предельных структур с малым временем жизни (около 10"12 с), осциллирующих между собой. Эта позиция означала размывание понятий «атом» (например, должно существовать четыре различных атома водорода), «молекула», подвергала ревизии закономерности протекания химических про-
§ 3. Киаитоиая химия атомоп и молекул п ее философский смысл 289
цесеои. Только физическая или химическая обоснованность исходной моде.ні («содержание») необходимое условие для использовании ее свойств («форма») при интерпретации и прогнозировании реальных химических ироцессон, объектов п явлении. Проблема моделирования в современной химии приобретает все большее значение соразмерно росту возможностей компьютерной техники. Угроза «впртуальпоіі химии» пока переживает латентный (скрытый) период, но должна в полной мере осознаваться учеными.
Индивидуальность электронной системы атома каждого из элементов периодической системы предполагала определенную «дискретность» в проявлении валентности, т. е. устанонлеиие каждому атому определенной (иногда их может быть несколько) валентности способности создавать конкретное число химических связей. Образование в молекуле общей системы электронов придает этому параметру расширенные возможности («непрерывность»). Тогда атом в молекуле начинает приобретать поливалентный характер, причем интервал значений формальной валентности может расширяться существенно, например, для атома железа - от 2 3 в оксидах до К) в ферроцене. Естественно, что дуализм микрочастиц определяется внутренней природой, и то время как полпвалемп кость атома в молекуле в значительной степени зависит от окружения. Возможность проявления иекласепческой валентности у атомов делает групповое сходство химических свойств элементов, утверждаемое периодическим законом, достаточно относительным. Относительность истины как постулата диалектики, проиллюстрированная па примере периодического .чакона, превращается в значительную философскую проблему современной химии, осложняемую п нарастанием возможностей технологического воздействия (излучения, ускоренные пучки, давление п т. д.) на вещества п процессы между ними.
Если при обсуждении вопросов моделирования в современной химии парные категории «форма» «содержание» использовались в отвлеченном смысле, то прямое соотнесение их с физическими и химическими реальностями вновь актуализирует философскую проблему подчиненности этих понятий. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости в неорганических керамиках развернули масштабные исследования данных материалов. Обобщение результатов обнаружило удивительный факт, не имеющий до настоящего времени убедительного объяснения: большинство керамик, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью, при краппе широком спектре химического состава («содержания») имеют одинаковую кристаллическую решетку («форму») типа перопскита. Более того, в современном химическом материаловедении сформулирован и интенсивно применяется принцип структурного подобия. Все это
