Этапы развития и формирования химической науки Матвеева Э

Этапы развития и формирования химической науки Матвеева Э. Ф. , к. п. н. , доцент кафедры неорганической и биоорганической химии Инновационного Естественного института Астраханского государственного университета e-mail: elvira 107@rambler. ru 11 апреля 2012 г. Астрахань

Химия в древности Химическое производство существовало уже за 3 – 4 тысячи лет до н. э.

Греческий философ Демокрит (V в. до н. э. ) Все тела состоят из мельчайших, невидимых, неделимых и вечно движущихся частиц- АТОМОВ. Греческий философ Аристотель (IV в. до н. э. ) … в основе окружающей природы лежит вечная ПЕРВОМАТЕРИЯ

Аристотель Считал, что в основе окружающей природы лежат четыре стихии.

Демокрит Жил в V в. до н. э. , впервые высказал мысль о том. Что все тела состоят из мельчайших, невидимых, неделимых твёрдых частиц материи, которые он назвал атомами.

Алхимия Цель алхимии – поиск путей превращения неблагородных металлов в благородные с помощью воображаемого вещества – философского камня.

Алхимия – это Цель темная, дьявольская наука. философский Удлинить жизнь камень Исцелить болезни БЕССМЕРТИЕ

1. Pt Ar Ru Al Zn Eu Lu Pb ПАРАЦЕЛЬС Парацельс (1493 -1541) Основатель ятрохимии (от греческого иатрос – врач). Его идеи способствовали быстрому развитию фармакологии. Заложил основы эксперимента в химии.

Парацельс – «отец» ятрохимии – науки о лекарствах ПАРАЦЕЛЬС (настоящее имя Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, von Hohenheim) (1493 -1541), врач и естествоиспытатель, один из основателей ятрохимии. Способствовал внедрению химических препаратов в медицину.

Агрикола – «отец» металлургии АГРИКОЛА Георг (наст. фам. Бауэр, Bauer) (1494 -1555), немецкий ученый. Впервые обобщил опыт горнометаллургического производства в труде «О горном деле. . . » (1550, 12 книг, издан 1556), который до 18 в. служил основным пособием по геологии, горному делу и металлургии.

ИЗВЕСТНЫЕ УЧЕНЫЕ – ХИМИКИ Немного из истории химии

Роберт Бойль – впервые дал определение химического элемента

М. В. Ломоносов – основал корпускулярную теорию строения веществ, открытие закона сохранения материи основал несколько университетов в Москве.

5. Li Sn Cu Os Na Sn S Sn W ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич Ломоносов (1711 -1765) Выдающийся русский ученый-энциклопедист, первый русский академик. Основоположник атомно-молекулярного учения. В 1748 году установил закон сохранения массы веществ: «Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ» .

4. La N H C Ar Au Eu ЛАВУАЗЬЕ Антуан Лоран Лавуазье (1743 -1794) Французский химик. В 1774 году экспериментально доказал состав воздуха. В 1789 году независимо от М. В. Ломоносова установил закон сохранения массы веществ.

6. Be Eu Rn Ti Sn Lu Li Eu БЕРТОЛЛЕ Клод Луи Бертолле (1748 -1822) Французский химик, академик. Впервые разработал основные закономерности протекания химических реакций.

2. Ac H Sn He Al Dy Rn Os АВОГАДРО Амедео Авогадро (1776 -1856) Итальянский ученый. В 1811 г. открыл закон о газах, позже названный его именем. «В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул» . Молярный объем газа при н. у. Vm = 22, 4 моль/л Число Авогадро NA = 6, 02 x 1023 частиц/моль

Джон Дальтон – впервые ввёл понятие атомного веса

3. Db Am Lr Tc Sn Nb ДАЛЬТОН Джон Дальтон (1766 -1844) Английский физик и химик. Создатель химический атомистики, ввел в химию понятие об атомном весе (атомной массе). Объяснил физические явления: диффузия, расширение газов при нагревании

13. Au Y Nb Jn Ne ЗИНИН Николай Николаевич Зинин (1812 -1880) Русский химик-органик, академик. Получил в 1842 году получил анилин – основу красильной промышленности.

9. As Eu Ne Dy Eu La Eu Eu H МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович Менделеев (1834 -1907) Русский ученый, член более 70 академий и научных обществ разных стран мира. В 1869 году открыл периодический закон химических элементов и создал Периодическую систему элементов. Изучал теорию растворов, воздухоплавание, метеорологию, совершенствовал технику измерений.

7. Be Os Ru Sn Dy Ir Nb БОРОДИН Александр Порфирьевич Бородин (1833 -1887) Профессор химии и академик военномедицинской академии, доктор медицины и композитор. Написал оперу «Князь Игорь» .

8. Be C Ta Li Eu Hg Sn H БУТЛЕРОВ Александр Михайлович Бутлеров (1828 -1886). Русский химик, академик Петербургской Академии наук. В 1861 году создал теорию химического строения органических веществ.

А. М. Бутлеров – основал теорию химическог о строения

11. B Eu Si Eu Tl Sn H БЕКЕТОВ Николай Николаевич Бекетов (1826 -1911). Русский химик, академик Петербургской Академии наук. Основоположник физической химии. В 1863 году составил вытеснительный ряд металлов (электрохимический ряд напряжения металлов).

10. N Rb Re Eu Ne I C Pb АРРЕНИУС Сванте Аррениус (1859 -1927). Шведский ученый, академик. В 1887 году сформулировал основные положения об электролитической диссоциации (теории растворов).

14. Au Eu Li Y Nb Pb Ca Yb I ЗЕЛИНСКИЙ Николай Дмитриевич Зелинский (1861 -1953) Советский химик-органик, академик. Совместно с инженером А Кумантом в 1916 году создал противогаз. Занимался вопросами химии нефти, химии белка.

12. Li Eu B Eu Dy Eu W ЛЕБЕДЕВ Сергей Васильевич Лебедев (1874 -1934). Советский химик, академик. В 1928 году получил синтетический каучук.

15. S Y Be Sn Rb Ge СИБОРГ Гленн-Теодор СИБОРГ (19. 04. 1912 - 25. 02. 1999) Американский физик. В 1955 году синтезировал химический элемент с порядковым номером 101. Назвал менделеевий – в знак признания заслуг выдающегося русского ученого. Элемент с порядковым номером 106 назван сиборгий.

Д. К. Чернов Разработал наилучшие условия отливки, ковки и термической обработки стали. К списку

П. П. Аносов Металлург, изобрёл способ закалки стали. Раскрыл секрет получения булатной стали К списку

По исследованиям учёных с начала нашей эры для удвоения научных знаний потребовалось 1750 лет. Второе удвоение произошло в 1900 году, а третье - в 1950. С 1950 года удвоение происходило каждые 10 лет, с 1970 – каждые 5 лет. Сейчас этот процесс занимает менее 2 -х лет.

НАУКА И ИНФОРМАЦИЯ Сергей А. Цыганов Российский фонд фундаментальных исследований Генерация знаний. Начальные стадии инновационного процесса и их информационное обеспечение.

Сегодня и завтра Какие товары, основанные на нанотехнологиях, уже сегодня производятся и что нас ожидает в будущем Наука и индустрия в наноэру Будущее электронных библиотек

Сроки выхода наноматериалов на рынок (прогноз США -2005 г. ) 9 -14 лет 1 -4 года Косметика Текстиль Покрытия Смазочный материал Дисплеи Сенсоры Композиты Солнечные элементы Компактные энергосистемы Биоматериалы Имплантанты Более 15 лет Микропроцессоры Квантовые компьютеры Молекулярные процессоры Нано-био NEMS Регенерация тканей, органов 5 -8 лет Химические катализаторы Краски Лекарственные препараты Мед. диагностика Наноматрицы Упаковка для продуктов Энергия/топливо Освещение

Вызовы науке Необходимость междисциплинарных исследований В исследованиях и разработках участвуют специалисты широкого круга – физики, химики, биологи и т. д. Необходимость многомасштабных исследований и разработок Необходимы исследования на разных уровней иерархии структуры объекта (атомарном-нано-микромакро), поскольку свойства макрообъекта определяются всеми нижележащими уровнями.

Иерархия структуры макрообъекта. (углеродные нанотрубки)

Парадигма методологии исследований в наноэру Многомасштабность Междисциплинарность Новое знание Функциональность Специализация

Информационное обслуживание (тенденции) Растет объем информации, Растет число пользователь Усложняется содержание запросов

НАУКА И ИННОВАЦИИ В РОССИИ

Результативность науки и технологий: государственного финансирования Млн. руб. 6 динамика Ассигнования на гражданскую науку из средств федерального бюджета (в постоянных ценах 1991 г. ) 5 5. 62 4. 49 4. 16 4 3. 22 3 2 2. 35 1. 76 1. 9 1998 1999 3. 06 2. 65 2. 03 1 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Результативность науки и технологий: утрата конкурентных позиций Публикации в ведущих научных журналах мира 2. 03%, 11 -е место (1995 – 7 -е место, 1980 – 3 -е место) Китай – 5. 86%, 5 -е место (1995 – 1. 6%, 14 -е место) Объем экспорта технологий Россия – 0. 63 млрд. $ Венгрия – 1. 6 млрд. $ Финляндия – 3. 3 млрд. $ США – 75. 4 млрд. $ Доля на мировом рынке высокотехнологичной продукции Россия – 0. 3% Сингапур, Корея, Тайвань – по 4 -8% Уровень инновационной активности в промышленности Россия – 9. 4% (1992 – 16. 3%) ЕС: 21% (Венгрия) – 73% (Германия)

Система мер по стимулированию инновационной активности и внедрения наукоёмких технологий в производство. Обеспечение расширенного воспроизводства знаний как первый этап инновационного цикла Реализация данного этапа требует сбалансированного решения двух задач: - сохранение и развитие системы базовых институтов и научного сообщества (среды), необходимых для генерации знаний; - выбор и поддержка прорывных направлений в науке.

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ развития науки, технологий и техники в Российской Федерации Безопасность и противодействие терроризму Живые системы Индустрия наносистем и материалов Информационно-телекоммуникационные системы Перспективные вооружения, военная и специальная техника Рациональное природопользование Транспортные, авиационные и космические системы Энергетика и энергосбережение + 34 критические технологии Российской Федерации (Постановление Правительства РФ от 25 августа 2008 года)

Целевые программы федеральных агентств Российский фонд фундаментальных исследований Российская академия наук в Блоке « Генерация знаний» Инициативные фундаментальные исследования РФФИ и РАН ~3000 отчетов Базы данных итоговых отчетов ~ 1500 заявок офи/ год Ориентированные исследования РФФИ (2 года) Программа РАН (1 год) Базы данных итоговых отчетов, инновационные порталы 500 отчетов РФФИ ГЕНЕРАЦИЯ ЗНАНИЙ Использование результатов

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РФФИ-РЕГИОН-МИП РФФИ Администрация Региона Паритетное финансирование Генерация знаний Результаты Гранты РФФИ, Совместные гранты РФФИ-Регион ЗАЯВКИ «а» , «офи» , … «р» , «р_офи» Использование результатов Малое Инновационное Предприятие Финансирование Начальной Стадии Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научнотехнической сфере

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РФФИ-РЕГИОН-ПОТРЕБИТЕЛЬ РФФИ Администрация. Р егиона Паритетное финансирование Генерация знаний Результаты Гранты РФФИ, Совместные гранты РФФИ-Регион ЗАЯВКИ «а» , «офи» , … «р» , «р_офи» Согласование и совместное использование результатов ITRI (Taiwan)

Наличие отечественного научно-технического потенциала Области исследований Организации -Синтез новых молекул-индикаторов. -Синтез органических нано(микро)частиц. -Синтез неорганических нано(микро)частиц. -Модификация поверхности частиц -ИВС РАН -ИГМ СО РАН -ЦФ РАН -МГУ (Хим. фак-т, каф. Аналитич. хим. , каф. Химии нефти и орг. катализа) -ИСПМ РАН Оборудование и методики Организации Просвечивающий электронный микроскоп JSM-840 (Jeol). Растровый электронный микроскоп Hitachi S 4800 FE-SEM. Зондовый сканирующий микроскоп Solver. Bio, (NT-NDT). Оборудование для оптической спектроскопии UV-Vis-NIR диапазона. Научно-технологическая струйная установка Jetlab ll Установка плазмохимического травления ИК РАН ЦКП «Структурная диагностика материалов» ЦКП НИЦПВ ЦФ РАН ЦНИИ «Циклон»

Государственные фонды финансирования научной и инновационной деятельности Программа РАН « Поддержка инноваций и разработок» 75 млн. рублей 2006 год Экспертный Совет: получено 163 заявки, поддержано 63 проекта

Программы РФФИ Ориентированные фундаментальные исследования Приоритеты Задачи федеральных агентств Критические технологии Роскосмос Роспром Росатом и другие Партнерство государственных ведомств и организаций

ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ 1. Атомно-молекулярная концепция, структурные и электронные представления – основа современной химии. 2. Широкое использование — математики и компьютеров, — сложных физических методов, — классической и квантовой механики. 3. Особая роль теоретической химии, компьютерного моделирования и компьютерных экспериментов. Химия на бумаге. Химия на дисплее. 4. Доминирующая роль биохимических и экологических проблем.

«Мощь и сила науки — во множестве фактов, цель - в обобщении этого множества» . (Д. И. Менделеев).

Быть символом не каждому дано, Но именем моим не без причины Назвали руки, дождь, тельца, руно, Сечение и мнений середину. Частью какого химического элемента любят играть на досуге взрослые и дети? Добавьте две буквы к названию сладкого блюда из фруктовых соков, приготовляемого с желатином, чтобы получить название серебристо-белого металла – главной составной части чугуна и стали? Иду на мелкую монету, В колоколах люблю звенеть, Мне ставят памятник за это И знают: имя мое - И в честь меня был назван даже век, Когда был очень счастлив человек. Что нынче в имени моем? А встарь Считали все, что я металлов царь.

Использование Интернета программно-информационное обеспечение http: //www. alhimikov. net/video/neorganika/menu. html Видеоопыты по химии http: //maratakm. narod. ru/index. files/15. htm Основные химические алгоритмы http: //him. 1 september. ru/urok/ Я иду на урок химии http: //www. xumuk. ru/ Сайт о химии http: //chemistry. ru/index. php Открытый колледж химии http: //schools. perm. ru/modules/wfdownloads/ Школьный портал химии http: //pedsovet. org/component/option, com_mtree/task, listcats/cat_id, 1255 / Педсовет. Химия. Медиатека. http: //maratakm. narod. ru/index. files/15. htm Виртуальная химическая школа http: //maratakm. narod. ru/index. htm Интернетресурсы http: //experiment. edu. ru/ Российский общеобразовательный портал. Коллекция видеоопытов. http: //www. uchportal. ru/load/58 Учительский портал химия

Использование Интернета http: //n-t. proc. ru/ электронная библиотека «Наука и техника» ; http: //www. chem. msu. su/zorkii/istkhim/materials. htm Учебные материалы по курсу "История и методология химии"; http: //www. alhimik. ru/teleclass/pril/great 0. shtml Хроника науки «Химия» ; http: //www. chemistrycoach. com/history_of_chemistry. htm History of chemistry; http: //www. chemistrycoach. com/philosophy_of_chemistry. ht m#Philosophy%20 of%20 Chemistry Philosophy of Chemistry; http: //web. lemoyne. edu/~GIUNTA/historysites. html History of chemistry; http: //elementy. ru/ Элементы большой науки. http: //www. physchem. chimfak. rsu. ru/Source/History/Sketch_ 0. html С. И. ЛЕВЧЕНКОВ КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ХИМИИ Учебное пособие для студентов химфака РГУ

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!