Chemie und chemische Ausbildung. Zusammenfassung: Chemie und chemische Ausbildung um die Jahrhundertwende: Ziele, Methoden und Generationen im Wandel

Chemie und chemische Ausbildung um die Jahrhundertwende: Ziele, Methoden und Generationen im Wandel.

Yuri Aleksandrovich Ustynyuk – Doktor der chemischen Wissenschaften, Ehrenprofessor der Moskauer Staatlichen Universität, Leiter des NMR-Labors der Fakultät für Chemie der Moskauer Staatlichen Universität. Wissenschaftlicher Interessenbereich: Organometall- und Koordinationschemie, physikalische organische Chemie, Spektroskopie, Katalyse, Probleme der chemischen Ausbildung.

In der Diskussion darüber, was die chemische Wissenschaft als Ganzes und ihre einzelnen Gebiete um die Jahrhundertwende ausmachten, haben sich bereits viele sehr maßgebliche Autoren geäußert. Trotz einiger Unterschiede im Detail ist der Gesamtton aller Aussagen eindeutig deutlich ausgeprägt. Herausragende Leistungen in allen wichtigen Bereichen der chemischen Forschung werden einhellig gefeiert. Alle Experten weisen auf die äußerst wichtige Rolle hin, die neue und innovative Methoden zur Untersuchung der Struktur der Materie und der Dynamik chemischer Prozesse bei der Erzielung dieser Erfolge gespielt haben. Ebenso einhellig ist die Meinung über den enormen Einfluss, den die allgemeine und allumfassende Computerisierung der Wissenschaft in den letzten zwei Jahrzehnten vor unseren Augen auf die Entwicklung der Chemie genommen hat. Alle Autoren vertreten die These, dass die interdisziplinäre Interaktion sowohl an den Schnittstellen der chemischen Disziplinen als auch zwischen allen Naturwissenschaften und exakten Wissenschaften im Allgemeinen in diesem Zeitraum gestärkt werden soll. Deutlich größere Unterschiede gibt es bei den Prognosen für die Zukunft der chemischen Wissenschaft, bei der Einschätzung der wichtigsten Trends ihrer Entwicklung für die nahe und ferne Zukunft. Aber auch hier herrscht eine optimistische Stimmung. Alle sind sich einig, dass der Fortschritt beschleunigt voranschreiten wird, obwohl einige Autoren in naher Zukunft keine neuen grundlegenden Entdeckungen in der Chemie erwarten, deren Bedeutung mit den Entdeckungen zu Beginn und in der Mitte des vergangenen Jahrhunderts vergleichbar wäre /1/.

Es besteht kein Zweifel, dass die wissenschaftlich-chemische Gemeinschaft etwas hat, auf das sie stolz sein kann.

Es liegt auf der Hand, dass die Chemie im vergangenen Jahrhundert nicht nur einen zentralen Platz in der Naturwissenschaft einnahm, sondern auch eine neue Grundlage für die materielle Kultur der modernen Zivilisation schuf. Es ist klar, dass diese entscheidende Rolle auch in naher Zukunft bestehen bleiben wird. Daher gibt es, wie es auf den ersten Blick scheint, keinen besonderen Grund, an der glänzenden Zukunft unserer Wissenschaft zu zweifeln. Aber schämen Sie sich nicht, liebe Kolleginnen und Kollegen, dass es in dem harmonischen Chor, der heute das Lob der Chemie und der Chemiker verkündet, offensichtlich an ernüchternden Stimmen von „Contravos“ mangelt. Meiner Meinung nach sind Widersacher ein wichtiger, wenn auch nicht sehr zahlreicher Teil jeder gesunden wissenschaftlichen Gemeinschaft. Der „Gegenskeptiker“ ist entgegen der allgemeinen Meinung bestrebt, die Ausbrüche allgemeiner Begeisterung über die jüngsten herausragenden Erfolge nach Möglichkeit auszulöschen. Im Gegenteil, der „Kontraoptimist“ glättet Anfälle ebenso allgemeiner Verzweiflung im Moment des Scheiterns einer weiteren unerfüllten Hoffnung. Versuchen wir, diese beinahe Antipoden gedanklich an einen Tisch zu setzen und das Problem der Chemie um die Jahrhundertwende aus einem etwas anderen Blickwinkel zu betrachten.

Das Jahrhundert ist vorbei. Mit ihm beendete eine brillante Generation von Chemikern, die durch ihre Bemühungen herausragende, allen bekannte und anerkannte Erfolge erzielt hatten, ihr aktives Leben in der Wissenschaft. An ihre Stelle tritt eine neue Generation von Chemiker-Forschern, Chemiker-Lehrern und Chemiker-Ingenieuren. Wer sind die jungen Männer und Frauen von heute, deren Gesichter wir in den Klassenzimmern vor uns sehen? Was und wie sollten wir ihnen beibringen, damit ihre berufliche Tätigkeit erfolgreich ist? Welche Fähigkeiten sollen das erworbene Wissen ergänzen? Was aus unserer Lebenserfahrung können wir ihnen weitergeben und sie werden bereit sein, es in Form von Ratschlägen und Anweisungen anzunehmen, damit der geschätzte Traum eines jeden von ihnen wahr wird – der Traum von persönlichem Glück und Wohlbefinden? Es ist unmöglich, alle diese komplexen und ewigen Fragen in einer kurzen Notiz zu beantworten. Lassen Sie es eine Einladung zu einer tiefergehenden Diskussion und ein Anstoß für gemächliche persönliche Reflexion sein.

Einer meiner guten Freunde, ein ehrwürdiger Chemieprofessor mit vierzigjähriger Erfahrung, sagte kürzlich gereizt zu mir, als ich über diese Notiz nachdachte und ihm die oben genannten Fragen aufzählte: „Was ist eigentlich Besonderes und Unerwartetes passiert?“ Was hat sich so sehr verändert? Wir haben alle ein wenig von unseren Lehrern gelernt, etwas gelernt und irgendwie. Jetzt lernen sie, die Studierenden, dasselbe von uns. So geht es von Jahrhundert zu Jahrhundert. So wird es immer laufen. Es hat keinen Sinn, hier einen neuen Garten anzulegen.“ Ich hoffe, dass das, was ich damals als Antwort gesagt habe und was ich hier geschrieben habe, nicht der Grund für unsere Meinungsverschiedenheit mit ihm sein wird. Aber meine Antwort an ihn klang sehr entschieden. Ich argumentierte, dass sich in der chemischen Wissenschaft um die Jahrhundertwende alles verändert hatte! Es ist äußerst schwierig, darin auch nur einen kleinen Bereich zu finden (wir sprechen hier natürlich nicht von den abgelegenen Ecken und Winkeln, in denen sich marginalisierte Relikte bequem niedergelassen haben), in dem es im letzten Vierteljahrhundert nicht zu tiefgreifenden grundlegenden Veränderungen gekommen ist .

↑ Methodisches Arsenal der chemischen Forschung.

Wie S.G. Kara-Murza zu Recht feststellte /2/, kann die Geschichte der chemischen Wissenschaft nicht nur im Rahmen des traditionellen Ansatzes als Entwicklung grundlegender Konzepte und Ideen vor dem Hintergrund von Entdeckungen und der Anhäufung neuer experimenteller Fakten betrachtet werden. Es kann zu Recht in einem anderen Kontext dargestellt werden, nämlich als Geschichte der Verbesserung und Entwicklung des methodischen Arsenals der chemischen Wissenschaft. Tatsächlich beschränkt sich die Rolle neuer Methoden nicht nur darauf, dass sie die Forschungskapazitäten der wissenschaftlichen Gemeinschaft, die sie beherrscht, erheblich erweitern. Im interdisziplinären Zusammenspiel gleicht die Methode einem Trojanischen Pferd. Zusammen mit der Methode dringt ihr theoretischer und mathematischer Apparat in ein neues Wissenschaftsgebiet ein, das effektiv bei der Schaffung neuer Konzepte eingesetzt wird. Der fortgeschrittene Charakter der Entwicklung des methodischen Arsenals der Chemie zeigte sich besonders deutlich im letzten Viertel des vergangenen Jahrhunderts.

Zu den bemerkenswertesten Errungenschaften auf diesem Gebiet gehört natürlich die praktische Erreichung physikalischer Grenzen der räumlichen, zeitlichen und Konzentrationsauflösung in einer Reihe neuer Methoden für die chemische Forschung. Somit gewährleistet die Schaffung der Rastertunnelmikroskopie mit einer räumlichen Auflösung von 0,1 nm die Beobachtung einzelner Atome und Moleküle. Die Entwicklung der Laser-Femtosekundenspektroskopie mit einer Zeitauflösung von 1–10 fs eröffnet die Möglichkeit, elementare Vorgänge chemischer Prozesse in Zeitintervallen zu untersuchen, die einer Schwingungsperiode von Atomen in einem Molekül entsprechen. Schließlich ermöglicht die Entdeckung der Tunnelschwingungsspektroskopie nun die Überwachung des Verhaltens und der Umwandlungen eines einzelnen Moleküls auf der Oberfläche von Festkörpern. Nicht weniger wichtig ist vielleicht die Tatsache, dass zwischen der Schaffung der physikalischen Prinzipien jeder dieser Methoden und ihrer direkten Anwendung auf die Lösung chemischer Probleme praktisch keine Zeitspanne lag. Letzteres ist kaum verwunderlich, da all diese und viele andere wichtige Ergebnisse der letzten Jahre von interdisziplinären Teams erzielt wurden, die Physiker, Chemiker, Ingenieure und andere Spezialisten vereinten.

Der Durchbruch zu neuen Ebenen der Auflösung und Empfindlichkeit wurde maßgeblich durch die außergewöhnlich schnelle Verbesserung jener physikalischen Methoden unterstützt, die seit langem die Grundlage des Arsenals des forschenden Chemikers bilden. In den letzten 10 Jahren haben sich Auflösung und Empfindlichkeit aller Spektralmethoden um eine Größenordnung oder mehr verbessert, und die Produktivität wissenschaftlicher Instrumente ist um zwei oder mehr Größenordnungen gestiegen. Die Basis des Instrumentenparks in führenden Forschungslaboren bilden mittlerweile Instrumente der 5. Zeile bei der Interpretation. Mit einem Komplex solcher Instrumente erhält ein forschender Chemiker pro Zeiteinheit etwa 2000-mal mehr Informationen als vor 50 Jahren. Hier nur einige Beispiele.

Noch vor 10 Jahren war die Röntgenbeugungsanalyse von Einkristallen eines der arbeitsintensivsten und zeitaufwändigsten Experimente. Die Bestimmung der Molekül- und Kristallstruktur einer neuen Substanz erforderte monatelange Arbeit und zog sich manchmal über Jahre hin. Die neuesten automatischen Röntgendiffraktometer ermöglichen es heute, bei der Untersuchung von Verbindungen mit nicht zu großem Molekulargewicht in wenigen Stunden das gesamte erforderliche Spektrum an Reflexen zu erhalten und keine zu hohen Anforderungen an die Größe und Qualität des Kristalls zu stellen . Die vollständige Verarbeitung experimenteller Daten mit modernen Programmen auf einem Personalcomputer dauert mehrere Stunden. Damit ist der bisher scheinbar unmögliche Traum „eines Tages – ein komplettes Bauwerk“ zur alltäglichen Realität geworden. In den letzten 20 Jahren hat die XRD offenbar mehr molekulare Strukturen untersucht als in der gesamten Zeit davor. In einigen Bereichen der chemischen Wissenschaft hat der Einsatz der Röntgenbeugung als Routinemethode zu einem Durchbruch auf einem neuen Wissensniveau geführt. Beispielsweise waren die gewonnenen Daten zur detaillierten Struktur globulärer Proteine, einschließlich der wichtigsten Enzyme, sowie anderer Arten biologisch wichtiger Moleküle von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung der Molekularbiologie, Biochemie, Biophysik und verwandter Disziplinen. Die Durchführung von Experimenten bei niedrigen Temperaturen eröffnet die Möglichkeit, präzise Karten der Differenzelektronendichte in komplexen Molekülen zu erstellen, die für einen direkten Vergleich mit den Ergebnissen theoretischer Berechnungen geeignet sind.

Die Erhöhung der Empfindlichkeit von Massenspektrometern ermöglicht bereits eine zuverlässige Analyse von Femtogrammmengen einer Substanz. Neue Ionisationsmethoden und Flugzeitmassenspektrometer mit ausreichend hoher Auflösung (MALDI-TOF-Systeme) in Kombination mit zweidimensionaler Elektrophorese ermöglichen es nun, Biomoleküle mit sehr hohem Molekulargewicht, beispielsweise zellulär, zu identifizieren und deren Struktur zu untersuchen Proteine. Dies ermöglichte die Entstehung eines neuen, sich schnell entwickelnden Gebiets an der Schnittstelle von Chemie und Biologie – der Proteomik /3/. Moderne Möglichkeiten der hochauflösenden Massenspektrometrie in der Elementaranalyse werden von G.I. Ramendik /4/ ausführlich beschrieben.

Die NMR-Spektroskopie machte einen neuen Schritt nach vorne. Der Einsatz von Kreuzpolarisations-Probenrotationstechniken mit magischem Winkel ermöglicht die Gewinnung hochauflösender Spektren in Festkörpern. Der Einsatz komplexer Sequenzen von Hochfrequenzpulsen in Kombination mit gepulsten polarisierenden Feldgradienten sowie die inverse Detektion der Spektren schwerer und seltener Kerne ermöglichen die direkte Bestimmung der dreidimensionalen Struktur und Dynamik von Proteinen mit einem Molekulargewicht von bis zu 50 kDa in Lösung.

Die Erhöhung der Empfindlichkeit von Methoden zur Analyse, Trennung und Untersuchung von Stoffen hatte eine weitere wichtige Konsequenz. In allen Bereichen der Chemie hat eine Miniaturisierung chemischer Experimente stattgefunden oder findet derzeit statt, einschließlich eines Übergangs in der chemischen Laborsynthese vom Halbmikron- zum Mikromaßstab. Dies reduziert die Kosten für Reagenzien und Lösungsmittel erheblich und beschleunigt den gesamten Forschungszyklus erheblich. Fortschritte bei der Entwicklung neuer effektiver allgemeiner Synthesemethoden, die chemische Standardreaktionen mit hohen, nahezu quantitativen Ausbeuten ermöglichen, haben zur Entstehung der „kombinatorischen Chemie“ geführt. Dabei besteht das Ziel der Synthese darin, nicht nur eine, sondern gleichzeitig Hunderte und manchmal Tausende von Substanzen ähnlicher Struktur zu erhalten (Synthese einer „kombinatorischen Bibliothek“), die in separaten Mikroreaktoren für jedes Produkt in einem großen Reaktor durchgeführt wird. und manchmal in einem gemeinsamen Reaktor. Eine solch radikale Änderung der Syntheseaufgaben führte zur Entwicklung einer völlig neuen Strategie für die Planung und Durchführung von Experimenten und auch, was angesichts der von uns diskutierten Probleme besonders wichtig ist, zu einer vollständigen Aktualisierung der Technologie und Ausrüstung für seine Umsetzung, was tatsächlich die Frage der flächendeckenden Einführung chemischer Roboter in die Praxis auf die Tagesordnung setzt.

Die letzte in der Reihenfolge der Auflistung in diesem Abschnitt, aber keineswegs die unwichtigste Änderung im methodischen Arsenal der chemischen Forschung ist schließlich die neue Rolle, die Methoden theoretischer Berechnungen und Computermodellierung der Struktur und Eigenschaften von Substanzen heute in der Chemie spielen sowie chemische Prozesse. Beispielsweise sah ein theoretischer Chemiker bis vor kurzem seine Hauptaufgabe darin, bekannte experimentelle Fakten zu systematisieren und auf der Grundlage ihrer Analyse theoretische Konzepte qualitativer Natur zu konstruieren. Das beispiellos schnelle Wachstum der Rechenkapazitäten hat dazu geführt, dass hochentwickelte Methoden der Quantenchemie, die zuverlässige quantitative Informationen liefern, zu einem echten Werkzeug für die Untersuchung komplexer molekularer und supramolekularer Strukturen geworden sind, an denen Hunderte von Atomen beteiligt sind, darunter auch Atome schwerer Elemente. In diesem Zusammenhang können nun Ab-initio-Berechnungen des LCAO MO SSP mit Korrelations- und relativistischen Korrekturen sowie quantenchemische Berechnungen unter Verwendung der Dichtefunktionalmethode in nichtlokalen Näherungen in erweiterten und geteilten Basen in den Anfangsstadien der vorangegangenen Studie verwendet werden sie mit einem synthetischen Experiment, das viel zielgerichteter wird. Studierende und Doktoranden kommen mit solchen Berechnungen problemlos zurecht. In der Zusammensetzung der besten wissenschaftlichen Teams, die experimentelle Forschung betreiben, finden sehr charakteristische Veränderungen statt. Theoretische Chemiker werden zunehmend organisch in sie einbezogen. In hochrangigen wissenschaftlichen Publikationen werden häufig Beschreibungen neuer chemischer Objekte oder Phänomene zusammen mit ihrer detaillierten theoretischen Analyse gegeben. Die bemerkenswerten Möglichkeiten der Computermodellierung der Kinetik komplexer katalytischer Mehrwegprozesse und die erstaunlichen Erfolge auf diesem Gebiet werden im Artikel von O. N. Temkin /5/ perfekt beschrieben.

Selbst die oben gegebene sehr kurze und bei weitem nicht vollständige Liste der wichtigsten Veränderungen im methodischen Arsenal der Chemie um die Jahrhundertwende lässt uns eine Reihe wichtiger und völlig eindeutiger Schlussfolgerungen ziehen:

diese Veränderungen sind kardinaler, grundlegender Natur;

Das Tempo der Entwicklung neuer Methoden und Techniken in der Chemie war und ist in den letzten Jahrzehnten sehr hoch.

Das neue Methodenarsenal schuf die Fähigkeit, chemische Probleme von beispielloser Komplexität in außergewöhnlich kurzer Zeit zu stellen und erfolgreich zu lösen.

Meiner Meinung nach ist es angebracht zu behaupten, dass sich die chemische Forschung in dieser Zeit zu einem Bereich der groß angelegten Anwendung eines ganzen Komplexes neuer und hochmoderner Hochtechnologien entwickelt hat, die mit dem Einsatz hochentwickelter Geräte verbunden sind. Es ist offensichtlich, dass die Beherrschung dieser Technologien zu einer der wichtigsten Aufgaben bei der Ausbildung einer neuen Generation von Chemikern wird.

^ 2. Informationsunterstützung der chemischen Wissenschaft und neuer Informations- und Kommunikationstechnologien.

Die Verdoppelungszeit für den Umfang wissenschaftlich-chemischer Informationen beträgt nach den neuesten Schätzungen von I.V. Melikhov /6/ derzeit 11-12 Jahre. Die Zahl der wissenschaftlichen Zeitschriften und ihrer Bände sowie die Zahl der veröffentlichten Monographien und Rezensionen wachsen rasant. Die Forschung in jedem der aktuellen wissenschaftlichen Bereiche wird gleichzeitig in Dutzenden von wissenschaftlichen Teams in verschiedenen Ländern durchgeführt. Der freie Zugang zu wissenschaftlichen Informationsquellen, der seit jeher eine notwendige Voraussetzung für produktives wissenschaftliches Arbeiten ist, sowie die Möglichkeit, unter den neuen Bedingungen der vollständigen Internationalisierung der Wissenschaft schnell aktuelle Informationen mit Kollegen auszutauschen, sind zu limitierenden Faktoren geworden, die nicht nur bestimmen der Erfolg, aber auch die Machbarkeit der Umsetzung eines wissenschaftlichen Vorhabens. Ohne eine ständige operative Kommunikation mit dem Kern der wissenschaftlichen Gemeinschaft gerät der Forscher nun schnell an den Rand, selbst wenn er Ergebnisse von hoher Qualität erhält. Diese Situation ist besonders typisch für den erheblichen Teil der russischen Chemiker, die keinen Zugang zum INTERNET haben und selten in internationalen Chemiezeitschriften veröffentlichen. Ihre Ergebnisse werden den Mitgliedern der internationalen Gemeinschaft mit einer Zeitverzögerung von mehreren Monaten bekannt und erregen manchmal überhaupt keine Aufmerksamkeit, da sie in unzugänglichen Publikationen mit geringer Autorität veröffentlicht werden, zu denen leider immer noch die meisten russischen Chemiezeitschriften gehören. Veraltete, wenn auch wertvolle Informationen haben nahezu keinen Einfluss auf den Verlauf des globalen Forschungsprozesses und damit geht die Hauptbedeutung aller wissenschaftlichen Arbeiten verloren. Unter den Armutsbedingungen unserer Bibliotheken ist das INTERNET zur Hauptquelle wissenschaftlicher Informationen und E-Mail zum Hauptkommunikationskanal geworden. Wir müssen uns noch einmal zutiefst vor George Soros beugen, der als erster Mittel für den Anschluss unserer Universitäten und wissenschaftlichen Institute an das INTERNET bereitgestellt hat. Leider haben nicht alle wissenschaftlichen Teams Zugang zu elektronischen Kommunikationskanälen und es wird offenbar noch mindestens zehn Jahre dauern, bis das INTERNET öffentlich zugänglich wird.

Heute ist unsere russische wissenschaftliche Chemiegemeinschaft in zwei ungleiche Teile gespalten. Ein erheblicher, wahrscheinlich die Mehrheit der Forscher leidet unter einem akuten Informationshunger und hat keinen freien Zugang zu Informationsquellen. Dies spüren beispielsweise RFBR-Experten deutlich, die initiativ wissenschaftliche Projekte prüfen müssen. Beim Chemie-Projektwettbewerb im Jahr 2000 beispielsweise berichteten einige der renommierten Experten, die an der Bewertung teilgenommen hatten, dass bis zu einem Drittel der Projektautoren nicht über die aktuellsten Informationen zu ihrem vorgeschlagenen Thema verfügten. In dieser Hinsicht waren die von ihnen vorgeschlagenen Arbeitsprogramme nicht optimal. Die Verzögerung bei der Verarbeitung wissenschaftlicher Informationen könnte nach groben Schätzungen zwischen eineinhalb und zwei Jahren liegen. Darüber hinaus gab es auch Projekte zur Lösung von Problemen, die entweder bereits gelöst waren oder aufgrund der erzielten Ergebnisse in verwandten Bereichen ihre Relevanz verloren hatten. Ihre Autoren hatten offenbar mindestens vier bis fünf Jahre lang keinen Zugang zu modernen Informationen.

Der zweite Teil der Chemiker, zu denen ich mich zähle, erlebt Schwierigkeiten anderer Art. Sie befindet sich in einem ständigen Zustand der Informationsüberflutung. Die riesigen Informationsmengen sind einfach überwältigend. Hier das aktuellste Beispiel aus der eigenen Praxis. Bei der Vorbereitung einer wichtigen Veröffentlichung in einer neuen Reihe wissenschaftlicher Arbeiten habe ich beschlossen, die gesamte relevante Literatur sorgfältig zu sammeln und zu analysieren. Eine maschinelle Suche in drei Datenbanken anhand von Schlüsselwörtern in den letzten 5 Jahren ergab 677 Quellen mit einem Gesamtumfang von 5489 Seiten. Durch die Einführung zusätzlicher, strengerer Auswahlkriterien reduzierte sich die Zahl der Quellen auf 235. Durch die Arbeit mit den Abstracts dieser wissenschaftlichen Artikel konnten weitere 47 nicht sehr bedeutsame Publikationen eliminiert werden. Von den übrigen 188 Werken waren mir 143 bereits bekannt und wurden von mir bereits studiert. Von den 45 neuen Quellen standen 34 zur direkten Einsichtnahme zur Verfügung. Im ersten der neuen Werke fand ich eine Reihe von Hinweisen auf die Werke seiner Autoren aus einer früheren Zeit, in der das von mir untersuchte Problem von anderen Standpunkten aus betrachtet wurde. Die Verfolgung wissenschaftlicher Links zu den Ursprüngen ergab schließlich 55 weitere Quellen. Ein kurzer Blick auf die beiden darin enthaltenen Rezensionen führte dazu, dass der Liste 27 weitere Arbeiten aus verwandten Bereichen zur Studienliste hinzugefügt wurden. Davon waren 17 bereits in der ursprünglichen Liste von 677 Quellen enthalten. So hatte ich nach drei Monaten sehr intensiver Arbeit eine Liste mit 270 Arbeiten, die in direktem Zusammenhang mit dem Problem standen. Darunter zeichneten sich sechs wissenschaftliche Gruppen deutlich durch die hohe Qualität ihrer Veröffentlichungen aus. Ich schrieb den Leitern dieser Teams über meine wichtigsten Ergebnisse und bat sie, Links zu ihren neuesten Arbeiten zu diesem Problem zu senden. Zwei antworteten, dass sie nicht mehr daran arbeiteten und nichts Neues veröffentlicht hätten. Drei schickten 14 Werke, von denen einige gerade fertiggestellt und noch nicht veröffentlicht waren. Einer der Kollegen reagierte nicht auf die Anfrage. Zwei der Kollegen erwähnten in ihren Briefen den Namen eines jungen japanischen Wissenschaftlers, der erst vor zwei Jahren mit der Forschung in die gleiche Richtung begann, nur zwei Veröffentlichungen zu diesem Thema hatte, ihrer Meinung nach aber beim letzten internationalen Treffen einen brillanten wissenschaftlichen Bericht verfasste Konferenz. Ich schrieb ihm sofort und erhielt als Antwort eine Liste mit 11 Veröffentlichungen, die dieselbe Forschungsmethode wie ich verwendeten, jedoch mit einigen zusätzlichen Modifikationen. Er machte mich auch auf einige Ungenauigkeiten im Text meines Briefes aufmerksam, als er seine eigenen Ergebnisse präsentierte. Nachdem ich nur 203 von 295 Werken eingehend bearbeitet habe, die einen direkten Bezug zum Thema haben, beende ich nun endlich die Vorbereitung der Publikation. Das Literaturverzeichnis umfasst mehr als 100 Titel, was nach den Regeln unserer Zeitschriften völlig inakzeptabel ist. Das Sammeln und Verarbeiten der Informationen dauerte fast 10 Monate. Aus dieser recht typischen Geschichte lassen sich meiner Meinung nach vier wichtige Schlussfolgerungen ziehen:

Ein moderner Chemiker muss bis zur Hälfte oder mehr seiner Arbeitszeit damit verbringen, Informationen zu seinem Forschungsprofil zu sammeln und zu analysieren, was zwei- oder dreimal so viel ist wie vor einem halben Jahrhundert.

Schnelle operative Kommunikation mit Kollegen, die in verschiedenen Ländern der Welt im gleichen Bereich tätig sind, d. h. Die Aufnahme in das „unsichtbare wissenschaftliche Team“ erhöht die Effizienz dieser Arbeit erheblich.

Eine wichtige Aufgabe bei der Ausbildung einer neuen Generation von Chemikern ist die Beherrschung moderner Informationstechnologien.

Die sprachliche Ausbildung des Fachkräftenachwuchses wird immer wichtiger.

Daher führen wir in unserem Labor einige Kolloquien auf Englisch durch, auch wenn keine ausländischen Gäste anwesend sind, was für uns keine Seltenheit ist. Letztes Jahr baten mich Studierende meiner Fachgruppe, einen Teil des Kurses über organische Chemie auf Englisch zu unterrichten, nachdem sie erfahren hatten, dass ich Vorlesungen im Ausland halte. Insgesamt fand ich die Erfahrung interessant und erfolgreich. Etwa die Hälfte der Studierenden lernte nicht nur den Stoff gut, sondern beteiligte sich auch aktiv an der Diskussion, und die Anwesenheit bei den Vorlesungen nahm zu. Ungefähr einem Viertel der Schüler in der Gruppe, die selbst auf Russisch Schwierigkeiten hatten, komplexes Material zu beherrschen, gefiel diese Idee jedoch offensichtlich nicht.

Ich möchte auch anmerken, dass die von mir beschriebene Situation es uns ermöglicht, den Ursprung der bekannten These über die Unehrlichkeit und den Verrat einiger unserer ausländischen Kollegen, die angeblich die Werke russischer Chemiker nicht aktiv zitieren, im wirklichen Licht zu verstehen Ziel ist es, sich die Priorität eines anderen anzueignen. Der wahre Grund ist eine starke Informationsüberflutung. Es ist klar, dass es unmöglich ist, alle notwendigen Werke zu sammeln, zu lesen und zu zitieren. Selbstverständlich zitiere ich immer die Werke derjenigen, mit denen ich ständig zusammenarbeite, Informationen austausche und die Ergebnisse vor der Veröffentlichung bespreche. Manchmal, wenn meine Arbeit versäumt wurde, musste ich höfliche Briefe an meine Kollegen schicken und sie bitten, den Fehler zu korrigieren. Und sie korrigierte sich immer, wenn auch ohne große Befriedigung. Im Gegenzug musste ich mich einmal für meine Unaufmerksamkeit entschuldigen.

^ 3. Neue Ziele und neue Struktur der chemischen Forschungsfront.

A. L. Buchachenko hat in seiner Rezension /7/ brillant über neue Ziele und neue Trends in der Entwicklung der Chemie um die Jahrhundertwende geschrieben, und ich beschränke mich auf einen kurzen Kommentar. Der vorherrschende Trend zur Integration einzelner chemischer Disziplinen, den er in den letzten zwei Jahrzehnten feststellte, zeigt, dass die chemische Wissenschaft den Grad der „goldenen Reife“ erreicht hat, wenn die vorhandenen Mittel und Ressourcen ausreichen, um die traditionellen Probleme jedes Fachgebiets zu lösen. Ein markantes Beispiel liefert die moderne organische Chemie. Heutzutage kann die Synthese eines organischen Moleküls beliebiger Komplexität mit bereits entwickelten Methoden durchgeführt werden. Daher können auch sehr komplexe Probleme dieser Art als rein technische Probleme betrachtet werden. Dies bedeutet natürlich nicht, dass die Entwicklung neuer Methoden der organischen Synthese gestoppt werden sollte. Arbeiten dieser Art werden immer relevant sein, aber in der neuen Phase bilden sie nicht die Haupt-, sondern die Hintergrundrichtung der Entwicklung der Disziplin. In /7/ werden acht allgemeine Bereiche der modernen chemischen Wissenschaft identifiziert (chemische Synthese; chemische Struktur und Funktion; Kontrolle chemischer Prozesse; chemische Materialwissenschaft; chemische Technologie; chemische Analytik und Diagnostik; Chemie des Lebens). In der realen wissenschaftlichen Tätigkeit werden in jedem wissenschaftlichen Projekt in gewissem Maße immer besondere Probleme gestellt und gelöst, die sich auf mehrere allgemeine Richtungen beziehen. Und das wiederum erfordert von jedem Mitglied des wissenschaftlichen Teams eine sehr vielseitige Ausbildung.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass in jedem der oben genannten Bereiche der Chemie ein klarer Übergang zu immer komplexeren Forschungsgegenständen besteht. Supramolekulare Systeme und Strukturen rücken zunehmend in den Fokus. In dieser Hinsicht kann die neue Stufe in der Entwicklung der chemischen Wissenschaft, die um die Jahrhundertwende begann, als Stufe der supramolekularen Chemie bezeichnet werden.

^ 4. Merkmale der russischen Chemiewissenschaft heute.

Zehn Jahre sogenannte Perestroika haben der russischen Wissenschaft im Allgemeinen und der russischen Chemie im Besonderen einen schrecklichen Schlag versetzt. Darüber ist schon viel geschrieben worden, und es lohnt sich nicht, es hier zu wiederholen. Leider müssen wir zugeben, dass es unter den wissenschaftlichen Teams, die ihre Lebensfähigkeit unter den neuen Bedingungen bewiesen haben, praktisch keine ehemaligen industriellen Chemieinstitute gibt. Das enorme Potenzial dieser Branche wurde praktisch zerstört und materielle und intellektuelle Werte geplündert. Die dürftige Finanzierung der akademischen und universitären Chemie, die in dieser Zeit auf Gehälter beschränkt war, die dem Existenzminimum oder darunter entsprachen, führte zu einem deutlichen Rückgang der Mitarbeiterzahl. Die meisten der tatkräftigen und talentierten Jugendlichen verließen Universitäten und Institute. Das Durchschnittsalter der Lehrkräfte hat an den allermeisten Universitäten die kritische Marke von 60 Jahren überschritten. Es besteht eine Generationslücke – unter den Mitarbeitern chemischer Institute und Lehrern gibt es nur sehr wenige Menschen im produktivsten Alter von 30 bis 40 Jahren. Es bleiben alte Professoren und junge Doktoranden, die oft nur mit einem Ziel in die Graduiertenschule eintreten: vom Militärdienst befreit zu werden.

Die meisten wissenschaftlichen Teams können in einen von zwei Typen eingeteilt werden, obwohl diese Einteilung natürlich sehr willkürlich ist. „Produzierende Forschungsteams“ führen neue große unabhängige Forschungsprojekte durch und erhalten erhebliche Mengen an Primärinformationen. „Wissenschaftliche Expertenteams“ sind in der Regel zahlenmäßig kleiner als produzierende, umfassen aber auch sehr hochqualifizierte Spezialisten. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Analyse von Informationsflüssen sowie der Zusammenfassung und Systematisierung der in anderen wissenschaftlichen Gruppen auf der ganzen Welt erzielten Ergebnisse. Dementsprechend handelt es sich bei ihren wissenschaftlichen Produkten überwiegend um Rezensionen und Monographien. Aufgrund der enorm wachsenden Menge wissenschaftlicher Informationen kommt dieser Art von Arbeit dann eine große Bedeutung zu, wenn sie unter Einhaltung der Anforderungen durchgeführt wird, die für sekundäre Informationsquellen wie eine Rezension und eine Monographie gelten /8/. Angesichts der knappen Finanzierung, des Mangels an moderner wissenschaftlicher Ausrüstung und des zahlenmäßigen Rückgangs der russischen Wissenschafts- und Chemiegemeinschaft ist die Zahl der Produktionsteams zurückgegangen und die Zahl der Expertenteams leicht gestiegen. In der Arbeit der meisten Teams beider Typen ist der Anteil komplexer experimenteller Forschung zurückgegangen. Solche Veränderungen in der Struktur der wissenschaftlichen Gemeinschaft unter ungünstigen Bedingungen sind ganz natürlich und zu einem bestimmten Zeitpunkt reversibel. Wenn sich die Situation verbessert, kann das Expertenteam leicht mit Jugendlichen ergänzt und in ein produktives Team umgewandelt werden. Wenn sich jedoch die Zeit ungünstiger Bedingungen hinzieht, sterben Expertenteams, da ihre Leiter ältere Wissenschaftler sind, die ihre wissenschaftlichen Aktivitäten aus natürlichen Gründen einstellen.

Der Anteil der Arbeit russischer Chemiker am gesamten Forschungsvolumen und am globalen Informationsfluss nimmt rapide ab. Unser Land kann sich nicht länger als „chemische Großmacht“ bezeichnen. In nur einem Dutzend Jahren haben wir aufgrund des Abgangs von Führungskräften und des Fehlens eines gleichwertigen Ersatzes bereits eine beträchtliche Anzahl wissenschaftlicher Schulen verloren, auf die nicht nur unsere, sondern auch die Weltwissenschaft stolz waren. Anscheinend werden wir sie in naher Zukunft weiterhin verlieren. Meiner Meinung nach hat die russische chemische Wissenschaft heute einen kritischen Punkt erreicht, ab dem der Zerfall der Gemeinschaft zu einem lawinenartigen und unkontrollierbareren Prozess wird.

Die internationale Wissenschaftsgemeinschaft ist sich dieser Gefahr völlig bewusst und bemüht sich, unserer Wissenschaft über verschiedene Kanäle jede erdenkliche Hilfe zu leisten. Ich habe den Eindruck, dass die Verantwortlichen in unserer Wissenschaft und Bildung die Realität eines solchen Zusammenbruchs noch nicht vollständig erkannt haben. Schließlich kann man nicht ernsthaft damit rechnen, dass dies durch die Umsetzung eines Programms zur Unterstützung wissenschaftlicher Schulen durch die Russische Stiftung für Grundlagenforschung und das Integrationsprogramm verhindert werden kann. Es ist nicht bekannt, dass die für diese Programme bereitgestellten Mittel erheblich (ungefähr um eine Größenordnung) unter der Mindestgrenze liegen, wonach die Auswirkungen ungleich Null werden.

Als Antwort auf eine Aussage in diesem Ton in einem Gespräch mit einer Person, die den oben genannten Machtstrukturen nahe steht, hörte ich: „Werden Sie nicht umsonst wütend, lesen Sie „Suchen“. Gott sei Dank liegen die schlimmsten Zeiten hinter uns. Natürlich ist der allgemeine Hintergrund immer noch recht düster, aber es gibt durchaus erfolgreiche Forschungsteams und ganze Institute, die sich an die neuen Bedingungen angepasst haben und eine spürbare Produktivitätssteigerung vorweisen können. Es besteht also kein Grund, hysterisch zu werden und unsere Wissenschaft zu begraben.“

Tatsächlich gibt es solche Gruppen. Ich habe eine Liste von zehn solcher Labore zusammengestellt, die thematisch nahe an meinem wissenschaftlichen Interessengebiet arbeiten, bin ins INTERNET gegangen und habe in der Bibliothek mit der Datenbank „Chemical Abstracts“ gearbeitet. Hier sind die Gemeinsamkeiten dieser Labore, die sofort ins Auge fielen:

Alle zehn Teams haben direkten Zugang zum INTERNET, fünf von zehn verfügen über gut gestaltete eigene Seiten mit einigermaßen vollständigen und aktuellen Informationen zu ihrer Arbeit.

Alle zehn Labore arbeiten aktiv mit ausländischen Teams zusammen. Sechs erhalten Zuschüsse von internationalen Organisationen, drei forschen im Rahmen von Verträgen mit großen ausländischen Unternehmen.

Mehr als die Hälfte der Mitglieder wissenschaftlicher Teams, über die Informationen gefunden wurden, reisten mindestens einmal im Jahr ins Ausland, um an internationalen Konferenzen teilzunehmen oder wissenschaftlich zu arbeiten.

Die Arbeit von neun von zehn Laboren wird durch Zuschüsse der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung unterstützt (durchschnittlich 2 Zuschüsse pro Labor).

Sechs von zehn Laboratorien repräsentieren Institute der Russischen Akademie der Wissenschaften, aber drei von ihnen arbeiten sehr aktiv mit der Hochschule für Chemie der Russischen Akademie der Wissenschaften zusammen, und daher gibt es in ihren Teams ziemlich viele Studenten. Von den vier Universitätsteams werden drei von Mitgliedern der Russischen Akademie der Wissenschaften geleitet.

Zwischen 15 % und 35 % der wissenschaftlichen Veröffentlichungen von Laborleitern der letzten 5 Jahre wurden in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht. Fünf von ihnen veröffentlichten in diesem Zeitraum gemeinsame Arbeiten und sieben präsentierten gemeinsame Berichte auf wissenschaftlichen Konferenzen mit ausländischen Kollegen.

Abschließend möchte ich das Wichtigste sagen: An der Spitze all dieser Labore stehen absolut wunderbare Menschen. Hochkultivierte, vielfältig gebildete Menschen, die ihrer Arbeit mit Leidenschaft nachgehen.

Einem qualifizierten Leser wird sofort auffallen, dass es keinen Sinn macht, auf der Grundlage einer so kleinen und nicht repräsentativen Stichprobe wissenschaftlicher Teams allgemeine Schlussfolgerungen zu ziehen. Ich gebe zu, dass ich keine vollständigen Informationen über andere erfolgreich arbeitende wissenschaftliche Chemikerteams im Land habe. Es wäre interessant, sie zu sammeln und zu analysieren. Aber aus der Erfahrung meines eigenen Labors, das überhaupt nicht das schwächste ist, kann ich mit Verantwortung sagen, dass ohne Teilnahme an der internationalen Zusammenarbeit, ohne ständige Hilfe ausländischer Kollegen, von denen wir im vergangenen Jahr chemische Reagenzien im Wert von fast 4.000 US-Dollar erhalten haben und Bücher allein. Ohne ständige Dienstreisen von Mitarbeitern, Doktoranden und Studierenden ins Ausland wären wir überhaupt nicht arbeitsfähig. Das Fazit liegt nahe:

Heute wird im Bereich der Grundlagenforschung unserer chemischen Wissenschaft produktive Arbeit hauptsächlich von Teams geleistet, die in die internationale Wissenschaftsgemeinschaft eingebunden sind, Unterstützung aus dem Ausland erhalten und freien Zugang zu wissenschaftlichen Informationsquellen haben. Die Integration der russischen Chemie, die die Perestroika überstanden hat, in die weltweite chemische Wissenschaft wird abgeschlossen.

Und wenn ja, dann müssen unsere Kriterien für die Qualität wissenschaftlicher Produkte den höchsten internationalen Standards entsprechen. Da uns die Möglichkeit, moderne wissenschaftliche Geräte zu erwerben, nahezu entzogen ist, müssen wir uns darauf konzentrieren, die sehr begrenzten Kapazitäten kollektiver Zentren zu nutzen und/oder die komplexesten und heikelsten Experimente im Ausland durchzuführen.

^ 5. Kehren wir zum Problem der Vorbereitung unserer Schicht zurück.

Vieles darüber ist in dem Artikel der Dekane der Chemiefakultäten zweier unbestreitbar besten Universitäten des Landes gut dargelegt /9/, so dass es nicht nötig ist, auf viele Details einzugehen. Versuchen wir, in der Reihenfolge vorzugehen, die der Liste der am Anfang dieser Notiz formulierten Fragen entspricht.

Wer sind sie also, die jungen Leute, die vor uns auf der Studentenbank sitzen? Glücklicherweise gibt es in der menschlichen Bevölkerung einen kleinen Teil von Individuen, deren Schicksal, Wissenschaftler zu werden, genetisch vorbestimmt ist. Sie müssen sie nur finden und für den Chemieunterricht gewinnen. Glücklicherweise hat unser Land eine lange und glorreiche Tradition darin, talentierte Kinder durch Chemieolympiaden und die Schaffung spezialisierter Klassen und Schulen zu identifizieren. Wunderbare Begeisterte des Unterrichts mit begabten Schülern leben und arbeiten immer noch aktiv. Führende Chemieuniversitäten, die sich trotz der Machenschaften des Bildungsministeriums aktiv an dieser Arbeit beteiligen, ernten eine wahrhaft goldene Ernte. In den letzten Jahren haben bis zu einem Drittel der Studierenden der Fakultät für Chemie der Moskauer Staatlichen Universität bereits im 1. Jahr ihr Interessengebiet identifiziert, und fast die Hälfte beginnt mit Beginn des 3. Jahres mit der wissenschaftlichen Arbeit.

Die Besonderheit der modernen Zeit besteht darin, dass ein junger Mensch zu Beginn seines Studiums an der Universität oft noch nicht weiß, in welchem ​​Bereich er nach Abschluss seiner Ausbildung arbeiten muss. Die meisten Forscher und Ingenieure wechseln im Laufe ihrer beruflichen Laufbahn mehrmals das Fachgebiet. Daher muss sich ein angehender Fachmann als Student solide Fähigkeiten aneignen, um neue Gebiete der Wissenschaft selbstständig zu beherrschen. Die selbständige Einzelarbeit des Studierenden bildet die Grundlage moderner Bildung. Die wichtigste Voraussetzung für die Wirksamkeit dieser Arbeit ist die Verfügbarkeit guter moderner Lehrbücher und Lehrmittel. Die „Lebensdauer“ eines modernen Lehrbuchs sollte offenbar ungefähr der Zeit entsprechen, die benötigt wird, bis sich das Volumen wissenschaftlicher Informationen verdoppelt, d. h. sollte 11-12 Jahre alt sein. Eines der Hauptprobleme unserer Ausbildung besteht darin, dass wir nicht nur keine neuen Universitätslehrbücher für grundlegende chemische Disziplinen haben, sondern dass auch an alten Lehrbüchern ein katastrophaler Mangel besteht. Es wird ein wirksames Programm zum Schreiben und Drucken von Lehrbüchern in chemischen Disziplinen für Universitäten benötigt.

Begabte und motivierte Studenten haben eine Eigenschaft, die R. Feyman in seinen berühmten Vorlesungen bemerkte. Sie, solche Studenten, benötigen grundsätzlich keine Standardausbildung. Sie brauchen eine Umgebung

Chemische und chemisch-technologische Ausbildung, ein System zum Erwerb von Kenntnissen in Chemie und chemischer Technologie in Bildungseinrichtungen und Möglichkeiten, diese zur Lösung von Ingenieur-, Technologie- und Forschungsproblemen anzuwenden. Es gliedert sich in eine allgemeine chemische Ausbildung, die die Beherrschung der Grundlagen der chemischen Wissenschaft gewährleistet, und eine spezielle chemische Ausbildung, die Fachkräften mit höheren und sekundären Qualifikationen Kenntnisse in Chemie und chemischer Technologie vermittelt, die für Produktionstätigkeiten, Forschungs- und Lehrtätigkeiten erforderlich sind sowohl auf dem Gebiet der Chemie als auch verwandten Gebieten. Damit verbunden sind die Zweige der Wissenschaft und Technik. Der allgemeine Chemieunterricht wird an weiterführenden Schulen, weiterführenden Berufsschulen und weiterführenden Fachschulen erteilt. Die spezielle chemische und chemisch-technologische Ausbildung wird in verschiedenen höheren und weiterführenden Fachschulen (Universitäten, Institute, Fachschulen, Hochschulen) erworben. Ihre Aufgaben, ihr Umfang und ihr Inhalt hängen vom Profil der Ausbildung der Fachkräfte in ihnen ab (Chemie-, Bergbau-, Lebensmittel-, Pharma-, Metallurgie-, Landwirtschafts-, Medizin-, Wärmekrafttechnik usw.). Der chemische Gehalt variiert je nach Entwicklung der Chemie und Produktionsanforderungen.

Die Verbesserung der Struktur und des Inhalts der chemischen und chemisch-technologischen Ausbildung ist mit den wissenschaftlichen und pädagogischen Aktivitäten vieler sowjetischer Wissenschaftler verbunden – A. E. Arbuzov, B. A. Arbuzov, A. N. Bakh, S. I. Volfkovich, N. D. Zelinsky, I. A. Kablukova, V. A. Kargina, I. L. Knunyants, D. P. Konovalova, S. V. Lebedeva, S. S. Nametkina, B. V. Nekrasova, A. N. Nesmeyanova, A E. Porai-Koshits, A. N. Reformatsky, S. N. Reformatsky, N. N. Semenov, Y. K. Syrkin, V. E. Tishchenko, A. E. Favorsky und andere. Neue Errungenschaften der chemischen Wissenschaften werden im Sonderheft behandelt Chemiezeitschriften, die dazu beitragen, das wissenschaftliche Niveau von Chemie- und Chemietechnologiestudiengängen an Hochschulen zu verbessern. Für Lehrer erscheint die Zeitschrift „Chemie in der Schule“.

In anderen sozialistischen Ländern erfolgt die Ausbildung von Fachkräften mit chemischer und chemisch-technologischer Ausbildung an Universitäten und Fachhochschulen. Die wichtigsten Zentren dieser Ausbildung sind: in der Nationalen Republik Belarus – Universität Sofia, Universität Sofia; in Ungarn – Universität Budapest, Veszprém; in der DDR - Berlin, Technische Universität Dresden, Universität Rostock, Technische Hochschule Magdeburg; in Polen – Universitäten Warschau, Lodz, Lublin, Warschauer Polytechnisches Institut; in der SRR - Bukarest, Universitäten Cluj, Bukarest, Polytechnische Institute Iasi; in der Tschechoslowakei – Universität Prag, Prag, Hochschule für Chemische Technologie Pardubice; in der SFRJ - Universitäten Zagreb, Sarajevo, Split usw.

In kapitalistischen Ländern sind die wichtigsten Zentren der chemischen und chemisch-technologischen Ausbildung: in Großbritannien – die Universitäten Cambridge, Oxford, Bath, Birmingham, Manchester Polytechnic Institute; in Italien - Universitäten Bologna, Mailand; in den USA – California, Columbia, Michigan Technological Universities, University of Toledo, Kalifornien, Massachusetts Institutes of Technology; in Frankreich - Grenoble 1., Marseille 1., Clermont-Ferrand, Compiègne Technological, Lyon 1., Montpellier 2., Paris 6. und 7. Universitäten, Laurent, Toulouse Polytechnische Institute; in Deutschland - Universitäten Dortmund, Hannover, Stuttgart, Höhere Technische Schulen in Darmstadt und Karlsruhe; in Japan – Universitäten Kyoto, Okayama, Osaka, Tokio usw.

Lit.: Figurovsky N. A., Bykov G. V., Komarova T. A., Chemie an der Moskauer Universität seit 200 Jahren, M., 1955; Geschichte der chemischen Wissenschaften, M., 1958; Remennikov B. M., Ushakov G. I., Universitätsausbildung in der UdSSR, M., 1960; Sinowjew S.I., Remennikow B.M., Höhere Bildungseinrichtungen der UdSSR, [M.], 1962; Parmenov K. Ya., Chemie als akademisches Fach in vorrevolutionären und sowjetischen Schulen, M., 1963; Chemieunterricht nach einem neuen Lehrplan in der High School. [Sa. Art.], M., 1974; Jua M., Geschichte der Chemie, trans. aus Italienisch, M., 1975.

Adresse: St. Petersburg, Emb. R. Moiki, 48

E-Mail des Organisationskomitees: [email protected]

Veranstalter: Russische Staatliche Pädagogische Universität, benannt nach. K.I. Herzen

Teilnahme- und Unterkunftsbedingungen: 400 Rubel.

Liebe Kolleginnen und Kollegen!

Wir laden Sie ein, mitzumachenII. Allrussische Studentenkonferenz mit internationaler Beteiligung „Chemie und chemische Ausbildung XXI Jahrhundert“, gewidmet dem 50. Jahrestag der Fakultät für Chemie der nach ihr benannten Russischen Staatlichen Pädagogischen Universität. K.I. Herzen und der 100. Geburtstag von Professor V.V. Perekalina.

Die Konferenz findet an der nach ihr benannten Russischen Staatlichen Pädagogischen Universität statt. K.I. Herzen.

Termine der Konferenz: vom 15. bis 17. April 2013 Ziel der Konferenz ist es, die Ergebnisse der Erforschung moderner Probleme der Chemie und der chemischen Ausbildung zwischen jungen Forschern auszutauschen und Studierende aktiv in die Forschungsarbeit einzubeziehen. Die Konferenz wird vorgestellt Schnitt(bis zu 10 Min.) und studentische Posterpräsentationen, Bachelorstudium, SP. Diplom- und Master-Abschlüsse. Eine Teilnahme in Abwesenheit mit Veröffentlichung von Abstracts ist möglich. Vom Organisationskomitee ausgewählte Abstracts werden in der Sammlung von Konferenzmaterialien mit einer ISBN-Nummer veröffentlicht. Eingeladene führende Chemiker aus St. Petersburg werden Plenarvorträge halten.

Wissenschaftliche Hauptrichtungen der Konferenz:

• Abschnitt 1 – Organische, biologische und pharmazeutische Chemie
• Abschnitt 2 – Physikalische, analytische und Umweltchemie
• Abschnitt 3 – Anorganische und Koordinationschemie, Nanotechnologie
• Abschnitt 4 – Chemieunterricht

Um an der Konferenz teilzunehmen, müssen Sie:

Senden Sie vor dem 15. Februar 2013 das Anmeldeformular für Teilnehmer und die Zusammenfassungen des Berichts, formatiert gemäß den Anforderungen, an die E-Mail-Adresse der Konferenz: Conference [email protected]

Ein chemisches Element ist eine Ansammlung von Atomen mit gleicher Ladung. Wie entstehen einfache und komplexe chemische Elemente?

Chemisches Element

Die gesamte Vielfalt der uns umgebenden Natur besteht aus Kombinationen einer relativ kleinen Anzahl chemischer Elemente.

In verschiedenen historischen Epochen hatte der Begriff „Element“ unterschiedliche Bedeutungen. Antike griechische Philosophen betrachteten vier „Elemente“ als „Elemente“ – Hitze, Kälte, Trockenheit und Feuchtigkeit. Als Paar bildeten sie die vier „Prinzipien“ aller Dinge – Feuer, Luft, Wasser und Erde. In der Mitte des Jahrhunderts kamen zu diesen Prinzipien Salz, Schwefel und Quecksilber hinzu. Im 18. Jahrhundert wies R. Boyle darauf hin, dass alle Elemente materieller Natur sind und ihre Anzahl recht groß sein kann.

Im Jahr 1787 erstellte der französische Chemiker A. Lavoisier die „Tabelle der einfachen Körper“. Es umfasste alle damals bekannten Elemente. Unter Letzteren verstand man einfache Körper, die mit chemischen Methoden nicht in noch einfachere zerlegt werden konnten. Später stellte sich heraus, dass die Tabelle auch einige komplexe Substanzen enthielt.

Reis. 1. A. Lavoisier.

Derzeit ist der Begriff „chemisches Element“ genau festgelegt. Ein chemisches Element ist eine Atomart mit der gleichen positiven Kernladung. Letztere entspricht der Ordnungszahl des Elements im Periodensystem.

Derzeit sind 118 Elemente bekannt. Etwa 90 davon kommen in der Natur vor. Der Rest wird künstlich durch Kernreaktionen gewonnen.

Die Elemente 104-107 wurden von Physikern synthetisiert. Derzeit wird weiterhin an der künstlichen Herstellung chemischer Elemente mit höheren Ordnungszahlen geforscht.

Alle Elemente werden in Metalle und Nichtmetalle unterteilt. Zu den Nichtmetallen zählen Elemente wie: Helium, Neon, Argon, Krypton, Fluor, Chlor, Brom, Jod, Astatin, Sauerstoff, Schwefel, Selen, Stickstoff, Telur, Phosphor, Arsen, Silizium, Bor, Wasserstoff. Die Einteilung in Metalle und Nichtmetalle ist jedoch bedingt. Unter bestimmten Bedingungen können einige Metalle nichtmetallische Eigenschaften annehmen, und einige Nichtmetalle können metallische Eigenschaften annehmen.

Bildung chemischer Elemente und Stoffe

Chemische Elemente können in Form einzelner Atome oder in Form einzelner freier Ionen vorliegen, kommen aber meist in einfachen und komplexen Stoffen vor.

Reis. 2. Schemata zur Bildung chemischer Elemente.

Einfache Stoffe bestehen aus Atomen gleicher Art und entstehen durch die Verbindung von Atomen zu Molekülen und Kristallen. Die meisten chemischen Elemente werden als metallisch eingestuft, da die einfachen Stoffe, aus denen sie bestehen, Metalle sind. Metalle haben gemeinsame physikalische Eigenschaften: Sie sind alle hart (außer Quecksilber), undurchsichtig, haben einen metallischen Glanz, thermische und elektrische Leitfähigkeit und sind formbar. Metalle bilden chemische Elemente wie Magnesium, Kalzium, Eisen, Kupfer.

Nichtmetallische Elemente bilden einfache Stoffe, die als Nichtmetalle klassifiziert werden. Sie haben keine charakteristischen metallischen Eigenschaften; sie sind Gase (Sauerstoff, Stickstoff), Flüssigkeiten (Brom) und Feststoffe (Schwefel, Jod).

Das gleiche Element kann mehrere verschiedene einfache Substanzen mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften bilden. Sie werden allotrope Formen genannt, und das Phänomen ihrer Existenz wird Allotropie genannt. Beispiele hierfür sind Diamant, Graphit und Karbin – einfache Stoffe, die Allotrope des Elements Kohlenstoff sind.

Reis. 3. Diamant, Graphit, Karabiner.

Komplexe Stoffe bestehen aus Atomen verschiedener Elementarten. Eisensulfid besteht beispielsweise aus Atomen des chemischen Elements Eisen und des chemischen Elements Schwefel. Gleichzeitig behält der komplexe Stoff in keiner Weise die Eigenschaften der einfachen Stoffe Eisen und Schwefel bei: Sie sind nicht vorhanden, aber es gibt Atome der entsprechenden Elemente.

Was haben wir gelernt?

Derzeit sind 118 chemische Elemente bekannt, die in Metalle und Nichtmetalle unterteilt werden. Alle Elemente können in einfache und komplexe Stoffe unterteilt werden. Erstere bestehen aus Atomen derselben Art, letztere aus Atomen unterschiedlicher Art.

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