Yüzyılın başında kimya ve kimya eğitimi: değişen hedefler, yöntemler ve nesiller.
Yuri Aleksandrovich Ustynyuk – Kimya Bilimleri Doktoru, Moskova Devlet Üniversitesi Onursal Profesörü, Moskova Devlet Üniversitesi Kimya Fakültesi NMR laboratuvarı başkanı. Bilimsel ilgi alanları: organometalik ve koordinasyon kimyası, fiziksel organik kimya, spektroskopi, kataliz, kimya eğitimi sorunları.
Pek çok yetkili yazar, yüzyılın başında bir bütün olarak kimya biliminin ve bireysel alanlarının ne olduğu hakkındaki tartışmalarda zaten konuşmuştu. Ayrıntılardaki bazı farklılıklara rağmen, tüm ifadelerin genel tonu açıkça önemlidir. Kimyasal araştırmaların tüm önemli alanlarındaki üstün başarılar oybirliğiyle kutlanmaktadır. Tüm uzmanlar, maddenin yapısını ve kimyasal süreçlerin dinamiklerini incelemek için yeni ve ileri yöntemlerin bu başarıların elde edilmesinde oynadığı son derece önemli role dikkat çekiyor. Son yirmi yılda gözümüzün önünde meydana gelen kimyanın gelişimi üzerindeki muazzam etkinin, bilimin genel ve her yere yayılan bilgisayarlaşmasının da aynı fikirde olduğu görüş. Tüm yazarlar bu dönemde hem kimya disiplinlerinin arayüzeylerinde hem de genel olarak tüm doğa ve müspet bilimler arasında disiplinler arası etkileşimin güçlendirilmesi tezini desteklemektedir. Kimya biliminin geleceğine ilişkin tahminlerde, yakın ve uzak geleceğe yönelik gelişimindeki ana eğilimlerin değerlendirilmesinde önemli ölçüde daha fazla farklılık vardır. Ancak burada da iyimser bir hava hakim. Herkes ilerlemenin hızlı bir şekilde devam edeceği konusunda hemfikir, ancak bazı yazarlar yakın gelecekte kimyada geçen yüzyılın başı ve ortasındaki keşiflerle karşılaştırılabilecek yeni temel keşifler beklemiyorlar /1/.
Hiç şüphe yok ki bilimsel kimya camiasının gurur duyacağı bir şey var.
Geçtiğimiz yüzyılda kimyanın yalnızca doğa bilimlerinde merkezi bir yer edinmekle kalmayıp, aynı zamanda modern uygarlığın maddi kültürü için de yeni bir temel oluşturduğu açıktır. Bu kritik rolün yakın gelecekte de devam edeceği açıktır. Dolayısıyla ilk bakışta göründüğü gibi bilimimizin parlak geleceğinden şüphe etmek için özel bir neden yok. Bununla birlikte, sevgili meslektaşlarım, bugün kimya ve kimyagerlerin övgülerini ilan eden uyumlu koroda, "contravos" un ayıltıcı seslerinin açıkça eksik olduğu gerçeğinden utanmıyor musunuz? Bana göre muhalifler her sağlıklı bilim camiasının sayıca çok olmasa da önemli bir kısmını oluşturur. Genel kanının aksine "karşı şüpheci", mümkünse, en son olağanüstü başarılara ilişkin genel coşku patlamalarını söndürmeye çalışır. Aksine, "karşı-iyimser", bir başka gerçekleşmemiş umutların çöküşü sırasında, aynı derecede genel umutsuzluğun saldırılarını yumuşatır. Bu neredeyse antipodları zihinsel olarak aynı masaya oturtarak, yüzyılın başındaki kimya sorununa biraz farklı bir bakış açısıyla bakmaya çalışalım.
Yüzyıl bitti. Onunla birlikte, çabaları herkes tarafından bilinen ve tanınan olağanüstü başarılara imza atan parlak bir kimyager nesli, bilimdeki aktif yaşamlarına son verdi. Onların yerini yeni nesil kimyager-araştırmacılar, kimyager-öğretmenler ve kimyager-mühendisler dolduruyor. Sınıflarda yüzlerini gördüğümüz günümüzün genç erkek ve kadınları kimlerdir? Mesleki faaliyetlerini başarılı kılmak için onlara neyi, nasıl öğretmeliyiz? Edinilen bilgiyi hangi beceriler tamamlamalıdır? Yaşam deneyimlerimizden onlara ne aktarabiliriz ve onlar da tavsiye ve talimat şeklinde kabul etmeyi kabul edecekler, böylece her birinin değerli rüyası - kişisel mutluluk ve esenlik rüyası - gerçekleşsin mi? Tüm bu karmaşık ve ebedi soruların cevabını kısa bir notla vermek mümkün değil. Daha derin bir tartışmaya davet olsun ve yavaş kişisel yansıma için bir tohum olsun.
Kırk yıllık deneyime sahip saygıdeğer bir kimya profesörü olan yakın arkadaşlarımdan biri, geçenlerde bu notu düşünürken yukarıdaki soruları kendisine sıraladığımda bana sinirli bir şekilde şunları söyledi: “Aslında özel ve beklenmedik ne oldu? Bu kadar ne değişti? Hepimiz öğretmenlerimizden biraz öğrendik, bir şeyler öğrendik ve bir şekilde. Şimdi öğrenciler de aynısını bizden öğreniyorlar. Yüzyıldan yüzyıla bu böyle gider. Bu her zaman böyle devam edecek. Burada yeni bir bahçe yapmanın hiçbir anlamı yok.” Umarım o zaman yanıt olarak söylediklerim ve burada yazdıklarım onunla anlaşmazlığımızın nedeni olmaz. Ama ona cevabım çok kararlı geldi. Yüzyılın başında kimya biliminde her şeyin değiştiğini savundum! İçinde yüzyılın son çeyreğinde köklü köklü değişikliklerin meydana gelmediği küçük bir alan bile bulmak son derece zordur (tabii ki, marjinalleştirilmiş kalıntıların rahatça yerleştiği uzak kuytu köşelerden bahsetmiyoruz). .
^ Kimyasal araştırmaların metodolojik cephaneliği.
S.G. Kara-Murza'nın haklı olarak belirttiği gibi /2/, kimya biliminin tarihi, yalnızca geleneksel yaklaşım çerçevesinde, temel kavram ve fikirlerin keşiflerin arka planına karşı evrimi ve yeni deneysel gerçeklerin birikmesi olarak değerlendirilemez. Başka bir bağlamda, kimya biliminin metodolojik cephaneliğinin iyileştirilmesi ve geliştirilmesinin tarihi olarak haklı olarak sunulabilir. Aslında yeni yöntemlerin rolü, onlara hakim olan bilim camiasının araştırma yeteneklerini büyük ölçüde genişletmesiyle sınırlı değildir. Disiplinlerarası etkileşimde yöntem Truva atı gibidir. Yöntemle birlikte teorik ve matematiksel aparatı, yeni kavramların yaratılmasında etkin bir şekilde kullanılan yeni bilim alanına nüfuz eder. Kimyanın metodolojik cephaneliğinin gelişiminin ileri doğası, özellikle geçen yüzyılın son çeyreğinde açıkça ortaya çıktı.
Bu alandaki en çarpıcı başarılardan biri elbette, kimyasal araştırmalara yönelik bir dizi yeni yöntemde mekansal, zamansal ve konsantrasyon çözünürlüğünde fiziksel sınırların pratik olarak başarılmasıdır. Böylece, 0,1 nm uzaysal çözünürlüğe sahip taramalı tünelleme mikroskobunun oluşturulması, bireysel atomların ve moleküllerin gözlemlenmesini sağlar. 1-10 fs zaman çözünürlüğüne sahip lazer femtosaniye spektroskopisinin geliştirilmesi, bir molekül içindeki atomların bir titreşim periyoduna karşılık gelen zaman aralıklarında kimyasal süreçlerin temel eylemlerini inceleme olasılığını ortaya çıkarmaktadır. Son olarak, tünel titreşim spektroskopisinin keşfi artık tek bir molekülün katıların yüzeyindeki davranışını ve dönüşümlerini izlemeyi mümkün kılıyor. Belki de daha az önemli olmayan bir nokta da, bu yöntemlerin her birinin fiziksel ilkelerinin oluşturulması ile bunların kimyasal sorunların çözümüne doğrudan uygulanması arasında pratik olarak zaman açısından bir boşluk olmamasıdır. İkincisi hiç de şaşırtıcı değil, çünkü son yılların tüm bunlar ve diğer birçok en önemli sonucu, fizikçileri, kimyagerleri, mühendisleri ve diğer uzmanları bir araya getiren disiplinlerarası ekipler tarafından elde edildi.
Yeni çözünürlük ve hassasiyet seviyelerine yapılan atılım, uzun süredir araştırma kimyagerlerinin cephaneliğinin temelini oluşturan fiziksel yöntemlerin olağanüstü hızlı gelişimiyle güçlü bir şekilde desteklendi. Geçtiğimiz 10 yılda, tüm spektral yöntemlerin çözünürlüğü ve hassasiyeti kat kat veya daha fazla arttı ve bilimsel araçların üretkenliği iki kat veya daha fazla arttı. Önde gelen araştırma laboratuvarlarında cihaz parkının temeli artık 5. nesil cihazlardan oluşuyor; ölçümlerin ve sonuçların işlenmesinin tam otomasyonunu sağlayan ve aynı zamanda veritabanlarının ve bilimsel veri bankalarının kullanılmasını mümkün kılan karmaşık ölçüm ve hesaplama sistemleri. bunları yorumlarken satır. Bir araştırma kimyacısı, bu tür araçlardan oluşan bir kompleks kullanarak, 50 yıl öncesine göre birim zaman başına yaklaşık 2000 kat daha fazla bilgi alır. Buradakiler sadece birkaç örnek.
Daha 10 yıl önce bile tek kristallerin X-ışını kırınım analizi en yoğun emek ve zaman alan deneylerden biriydi. Yeni bir maddenin moleküler ve kristal yapısını belirlemek aylarca çalışmayı gerektiriyordu ve bazen yıllarca sürüyordu. Günümüzün en yeni otomatik X-ışını difraktometreleri, moleküler ağırlığı çok büyük olmayan bileşikler üzerinde çalışırken, gerekli tüm yansıma dizisinin birkaç saat içinde elde edilmesini mümkün kılmakta ve kristalin boyutu ve kalitesi üzerinde çok yüksek talepler getirmemektedir. . Kişisel bir bilgisayarda modern programlar kullanılarak deneysel verilerin tamamen işlenmesi birkaç saat daha sürer. Böylece, daha önce imkansız gibi görünen “bir gün – tek bir yapı” hayali gündelik bir gerçeklik haline geldi. Görünüşe göre XRD, son 20 yılda, kullanıldığı önceki dönemin tamamından daha fazla moleküler yapı üzerinde çalışmıştır. Kimya biliminin bazı alanlarında, X-ışını kırınımının rutin bir yöntem olarak kullanılması, yeni bir bilgi düzeyinde çığır açıcı bir gelişmeye yol açmıştır. Örneğin, en önemli enzimler ve diğer biyolojik açıdan önemli molekül türleri de dahil olmak üzere küresel proteinlerin ayrıntılı yapısı hakkında elde edilen veriler, moleküler biyoloji, biyokimya, biyofizik ve ilgili disiplinlerin gelişimi için temel öneme sahipti. Düşük sıcaklıklarda deneylerin yapılması, karmaşık moleküllerdeki elektron yoğunluğu farkının, teorik hesaplamaların sonuçlarıyla doğrudan karşılaştırmaya uygun, hassas haritalarının oluşturulması olasılığını ortaya çıkardı.
Kütle spektrometrelerinin duyarlılığının arttırılması zaten bir maddenin femtogram miktarlarının güvenilir analizini sağlamaktadır. Yeni iyonizasyon yöntemleri ve yeterince yüksek çözünürlüğe sahip uçuş zamanlı kütle spektrometreleri (MALDI-TOF sistemleri) iki boyutlu elektroforez ile birlikte artık çok yüksek moleküler ağırlığa sahip biyomoleküllerin (örneğin hücresel) yapısını tanımlamayı ve incelemeyi mümkün kılmaktadır. proteinler. Bu, kimya ve biyolojinin kesişiminde hızla gelişen yeni bir alanın - proteomik /3/ ortaya çıkmasını mümkün kıldı. Yüksek çözünürlüklü kütle spektrometrisinin elementel analizdeki modern yetenekleri G.I. Ramendik /4/ tarafından iyi bir şekilde açıklanmıştır.
NMR spektroskopisi ileriye doğru yeni bir adım attı. Çapraz polarizasyon sihirli açılı numune döndürme tekniklerinin kullanılması, katılarda yüksek çözünürlüklü spektrumların elde edilmesine olanak tanır. Darbeli polarizasyon alanı gradyanları ile birlikte karmaşık radyofrekans darbe dizilerinin kullanılması ve ayrıca ağır ve nadir çekirdeklerin spektrumlarının ters tespiti, molekül ağırlığına sahip proteinlerin üç boyutlu yapısını ve dinamiklerini doğrudan belirlemeyi mümkün kılar. Çözeltide 50 kDa'ya kadar.
Maddeleri analiz etme, ayırma ve inceleme yöntemlerinin hassasiyetinin artmasının bir başka önemli sonucu daha oldu. Kimyanın tüm alanlarında, kimyasal laboratuvar sentezinde yarım mikrondan mikro ölçeğe geçiş de dahil olmak üzere, kimyasal deneylerin minyatürleştirilmesi gerçekleşmiş veya gerçekleşmektedir. Bu, reaktiflerin ve solventlerin maliyetini önemli ölçüde azaltır ve tüm araştırma döngüsünü önemli ölçüde hızlandırır. Yüksek, kantitatife yakın verimlerle standart kimyasal reaksiyonlar sağlayan yeni etkili genel sentez yöntemlerinin geliştirilmesindeki ilerlemeler, "kombinatoryal kimya"nın ortaya çıkmasına yol açmıştır. İçinde sentezin amacı, büyük bir reaktöre yerleştirilen, her ürün için ayrı mikroreaktörlerde gerçekleştirilen, bir değil, aynı anda yüzlerce ve bazen binlerce benzer yapıya sahip madde ("kombinatoryal kütüphanenin sentezi") elde etmektir. ve bazen ortak bir reaktörde. Sentez görevlerinde böylesine radikal bir değişiklik, deneylerin planlanması ve yürütülmesi için tamamen yeni bir stratejinin geliştirilmesine ve ayrıca tartıştığımız sorunların ışığında özellikle önemli olan teknolojinin tamamen güncellenmesine ve uygulanması için ekipman, aslında kimyasal robotların yaygın olarak uygulamaya konulması konusunu gündeme getiriyor.
Son olarak, bu bölümdeki sıralamanın sonuncusu, ancak hiçbir şekilde kimyasal araştırmaların metodolojik cephaneliğindeki en az önemli değişiklik, teorik hesaplama yöntemleri ve maddelerin yapı ve özelliklerinin bilgisayarla modellenmesi yöntemlerinin bugün kimyada oynadığı yeni roldür. yanı sıra kimyasal süreçler. Örneğin, yakın zamana kadar teorik bir kimyager, asıl görevini bilinen deneysel gerçekleri sistematik hale getirmek ve bunların analizlerine dayanarak niteliksel nitelikteki teorik kavramları oluşturmak olarak görüyordu. Hesaplama yeteneklerinin benzeri görülmemiş derecede hızlı büyümesi, güvenilir niceliksel bilgi sağlayan yüksek seviyeli kuantum kimyası yöntemlerinin, ağır elementlerin atomları da dahil olmak üzere yüzlerce atomu içeren karmaşık moleküler ve moleküller arası yapıları incelemek için gerçek bir araç haline gelmesine yol açmıştır. Bu bağlamda, LCAO MO SSP'nin korelasyon ve göreli düzeltmelerle başlangıçtaki hesaplamalarının yanı sıra genişletilmiş ve bölünmüş bazlarda yerel olmayan yaklaşımlarda yoğunluk fonksiyonel yöntemini kullanan kuantum kimyasal hesaplamaları artık çalışmanın ilk aşamalarında kullanılabilir. onları çok daha anlamlı hale gelen sentetik bir deneyle. Öğrenciler ve lisansüstü öğrenciler bu tür hesaplamalarla kolaylıkla başa çıkabilirler. Deneysel araştırma yürüten en iyi bilimsel ekiplerin bileşiminde çok karakteristik değişiklikler meydana geliyor. Teorik kimyacılar giderek organik olarak bunlara dahil ediliyor. Üst düzey bilimsel yayınlarda, yeni kimyasal nesnelerin veya olayların tanımları sıklıkla ayrıntılı teorik analizleriyle birlikte verilir. Karmaşık çok yollu katalitik süreçlerin kinetiğinin bilgisayar modellemesinin olağanüstü olanakları ve bu alanda elde edilen şaşırtıcı başarılar, O.N. Temkin'in makalesinde /5/ mükemmel bir şekilde anlatılmaktadır.
Yukarıda verilen yüzyılın başında kimyanın metodolojik cephaneliğinde meydana gelen ana değişikliklerin çok kısa ve tam olmaktan uzak bir listesi bile bir dizi önemli ve tamamen kesin sonuç çıkarmamıza izin verir:
bu değişiklikler temel ve temel niteliktedir;
son yıllarda kimyada yeni yöntem ve tekniklerin gelişme hızı çok yüksek olmuştur ve hala da öyledir;
Yeni metodolojik cephanelik, benzeri görülmemiş karmaşıklığa sahip kimyasal problemleri olağanüstü kısa bir sürede ortaya koyma ve başarılı bir şekilde çözme yeteneğini yarattı.
Benim düşünceme göre, bu dönemde kimyasal araştırmaların, karmaşık ekipmanların kullanımıyla ilişkili yeni ve son teknoloji yüksek teknolojilerden oluşan bir kompleksin büyük ölçekli uygulama alanına dönüştüğünü ileri sürmek yerinde olacaktır. Bu teknolojilere hakim olmanın yeni nesil kimyagerlerin yetiştirilmesinde en önemli görevlerden biri haline geldiği açıktır.
^ 2. Kimya bilimi ve yeni bilgi ve iletişim teknolojilerinin bilgi desteği.
I.V. Melikhov /6/ tarafından yapılan son tahminlere göre bilimsel kimyasal bilgi hacminin iki katına çıkma süresi artık 11-12 yıldır. Bilimsel dergilerin ve ciltlerinin sayısı ile yayınlanan monografi ve incelemelerin sayısı hızla artıyor. Güncel bilimsel alanların her birinde araştırmalar, farklı ülkelerdeki onlarca bilim ekibi tarafından eş zamanlı olarak yürütülmektedir. Üretken bilimsel çalışma için her zaman gerekli bir koşul olan bilimsel bilgi kaynaklarına ücretsiz erişimin yanı sıra, bilimin tamamen uluslararasılaşmasının yeni koşullarında mevcut bilgileri meslektaşlarla hızlı bir şekilde paylaşabilme yeteneği, yalnızca Başarının yanı sıra herhangi bir bilimsel projenin uygulanmasının fizibilitesi de önemlidir. Bilimsel topluluğun çekirdeğiyle sürekli operasyonel iletişim olmadan, araştırmacı yüksek kalitede sonuçlar elde etse bile artık hızla marjinalleşiyor. Bu durum özellikle İNTERNET erişimi olmayan ve nadiren uluslararası kimya dergilerinde yayın yapan Rus kimyagerlerin önemli bir kısmı için tipiktir. Sonuçları, birkaç aylık bir gecikmeyle uluslararası toplum üyeleri tarafından biliniyor ve bazen erişilemeyen ve düşük otoriteli yayınlarda yayınlanarak, ne yazık ki hala Rus kimya dergilerinin çoğunu içeren, hiç dikkat çekmiyor. Değerli de olsa eski bilgilerin küresel araştırma sürecinin gidişatı üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur ve bu nedenle tüm bilimsel çalışmaların ana anlamı kaybolur. Kütüphanelerimizin yoksullaştığı koşullarda İNTERNET bilimsel bilginin ana kaynağı, e-posta ise ana iletişim kanalı haline geldi. Üniversitelerimizi ve bilimsel enstitülerimizi İNTERNET'e bağlamak için fon tahsis eden ilk kişi olan George Soros'un önünde bir kez daha eğilmeliyiz. Ne yazık ki tüm bilimsel ekiplerin elektronik iletişim kanallarına erişimi yok ve görünüşe göre İNTERNET'in kamuya açık hale gelmesi en az on yıl alacak.
Bugün Rus bilimsel kimya topluluğumuz iki eşit olmayan parçaya bölünmüş durumda. Araştırmacıların önemli bir kısmı, muhtemelen çoğunluğu, bilgi kaynaklarına serbestçe erişemedikleri için şiddetli bir bilgi açlığı yaşıyor. Bu, örneğin inisiyatif niteliğindeki bilimsel projeleri gözden geçirmek zorunda olan RFBR uzmanları tarafından şiddetle hissedilmektedir. Örneğin 2000 yılındaki kimya proje yarışmasında değerlendirmeye katılan saygın uzmanlardan bazıları, proje yazarlarının üçte birinin önerdikleri konu hakkında en güncel bilgiye sahip olmadığını bildirdi. Bu bağlamda önerdikleri çalışma programları optimal değildi. Kaba tahminlere göre, onlar için bilimsel bilgilerin işlenmesindeki gecikme bir buçuk ila iki yıl arasında değişebilir. Ayrıca, halihazırda çözülmüş veya ilgili alanlarda elde edilen sonuçlar ışığında geçerliliğini yitirmiş sorunların çözümüne yönelik projeler de vardı. Görünüşe göre yazarları en az 4-5 yıl boyunca modern bilgilere erişemedi.
Kendimi de dahil ettiğim kimyager bilim adamlarının ikinci kısmı farklı türden zorluklar yaşıyor. Sürekli bir bilgi yüklemesi durumundadır. Çok büyük miktardaki bilgi çok büyük. İşte kişisel uygulamadan en yeni örnek. Yeni bir bilimsel makale serisinde önemli bir yayın hazırlarken, ilgili tüm literatürü dikkatli bir şekilde toplamaya ve analiz etmeye karar verdim. Son 5 yılda anahtar kelimeler kullanılarak üç veri tabanında yapılan makine aramasında toplam hacmi 5489 sayfa olan 677 kaynak tespit edildi. Ek, daha sıkı seçim kriterlerinin getirilmesi, kaynak sayısını 235'e düşürdü. Bu bilimsel makalelerin özetleri üzerinde çalışmak, çok önemli olmayan 47 yayının daha elenmesini mümkün kıldı. Geriye kalan 188 eserden 143'ü daha önceden biliniyordu ve benim tarafımdan zaten çalışılmıştı. 45 yeni kaynaktan 34'ü doğrudan görüntüleme için mevcuttu. Yeni eserlerin ilkinde eserlere bir dizi referans buldum. çalıştığım problemin başka konumlardan ele alındığı daha önceki bir dönemin yazarlarından. Kökenlere yönelik bilimsel bağlantıların ardından sonuçta 55 kaynak daha ortaya çıktı. İçerdiği iki incelemeye hızlı bir bakış, ilgili alanlardan 27 makalenin daha çalışma listesine eklenmesine yol açtı. Bunlardan 17'si, 677 kaynaktan oluşan orijinal listede zaten mevcuttu. Böylece üç aylık yoğun bir çalışmanın ardından, sorunla doğrudan ilgili 270 eserden oluşan bir listeye sahip oldum. Bunlar arasında 6 bilimsel grup, yüksek kalitede yayınlarıyla açıkça öne çıktı. Bu ekiplerin liderlerine ana sonuçlarım hakkında yazdım ve onlardan sorunla ilgili en son çalışmalarının bağlantılarını göndermelerini istedim. İki kişi artık üzerinde çalışmadıklarını ve yeni bir şey yayınlamadıklarını söyledi. Üçü, bazıları yeni tamamlanmış ve henüz yayınlanmamış olan 14 eser gönderdi. Meslektaşlardan biri talebe yanıt vermedi. Meslektaşlarından ikisi mektuplarında, yalnızca iki yıl önce aynı yönde araştırmaya başlayan, konuyla ilgili yalnızca 2 yayını olan, ancak kendilerine göre son uluslararası fuarda harika bir bilimsel rapor hazırlayan genç bir Japon bilim adamının adından bahsetti. konferans. Hemen ona yazdım ve yanıt olarak benim kullandığım araştırma yöntemini kullanan, ancak bazı ek değişikliklerle birlikte 11 yayından oluşan bir liste aldım. Ayrıca kendi sonuçlarını sunarken mektubumun metninde bazı yanlışlıklara dikkatimi çekti. Konuyla doğrudan ilgili olan 295 eserden sadece 203'ü üzerinde detaylı bir şekilde çalıştıktan sonra nihayet yayının hazırlıklarını tamamlıyorum. Referans listesi 100'den fazla başlık içermektedir ve bu durum dergilerimizin kurallarına göre kesinlikle kabul edilemez. Bilgilerin toplanması ve işlenmesi neredeyse 10 ay sürdü. Bana göre bu oldukça tipik hikayeden dört önemli sonuç çıkıyor:
Modern bir kimyager, çalışma zamanının yarısını veya daha fazlasını, yarım yüzyıl öncesine göre iki veya üç kat daha fazla olan araştırma profilindeki bilgileri toplamak ve analiz etmek için harcamak zorundadır.
Dünyanın farklı ülkelerinde aynı alanda çalışan meslektaşlarımızla hızlı operasyonel iletişim; "görünmez bilimsel ekibe" dahil olmak, bu tür çalışmaların verimliliğini önemli ölçüde artırır.
Yeni nesil kimyagerlerin yetiştirilmesinde önemli bir görev, modern bilgi teknolojilerine hakim olmaktır.
Genç nesil uzmanların dil eğitimi son derece önemli hale geliyor.
Bu nedenle laboratuvarımızda yabancı konuk olmasa bile İngilizce konferanslar düzenliyoruz ki bu bizim için alışılmadık bir durum değil. Geçen sene uzmanlık grubumdaki öğrenciler yurt dışında ders verdiğimi öğrenince benden organik kimya dersinin bir kısmını İngilizce vermemi istediler. Genel olarak deneyimi ilginç ve başarılı buldum. Öğrencilerin yaklaşık yarısı sadece materyali iyi öğrenmekle kalmadı, aynı zamanda tartışmaya aktif olarak katıldı ve derse katılım arttı. Ancak Rusçada bile karmaşık materyallere hakim olmakta zorluk çeken gruptaki öğrencilerin yaklaşık dörtte biri bu fikirden açıkça hoşlanmadı.
Ayrıca, anlattığım durumun, Rus kimyagerlerin çalışmalarından aktif olarak alıntı yapmayan bazı yabancı meslektaşlarımızın sahtekarlıkları ve ihanetleri hakkındaki iyi bilinen tezin kökenini gerçek ışıkta anlamamıza olanak tanıdığını da belirteceğim. Başkasının önceliğini kendine mal etme amacı. Gerçek neden aşırı bilgi yüklemesidir. Gerekli tüm eserleri toplamanın, okumanın ve alıntılamanın imkansız olduğu açıktır. Tabii ki, yayınlanmadan önce sürekli işbirliği yaptığım, bilgi alışverişinde bulunduğum ve sonuçlarını tartıştığım kişilerin eserlerinden daima alıntı yapıyorum. Bazen işim kaçırıldığında meslektaşlarıma hatalarını düzeltmelerini isteyen kibar mektuplar göndermek zorunda kalıyordum. Ve pek tatmin olmasa da her zaman kendini düzeltti. Buna karşılık, bir keresinde dikkatsizliğim için özür dilemek zorunda kaldım.
^ 3. Kimyasal araştırma cephesinin yeni hedefleri ve yeni yapısı.
A.L. Buchachenko /7/ adlı incelemesinde yüzyılın başında kimyanın gelişimindeki yeni hedefler ve yeni eğilimler hakkında zekice yazdı ve ben kendimi yalnızca kısa bir yorumla sınırlayacağım. Son yirmi yılda kaydettiği, bireysel kimya disiplinlerinin entegrasyonuna yönelik baskın eğilim, kimya biliminin, mevcut araç ve kaynakların her alanın geleneksel sorunlarını çözmeye yeterli olduğu zaman "altın olgunluk" derecesine ulaştığını göstermektedir. Çarpıcı bir örnek modern organik kimya tarafından sağlanmaktadır. Bugün, herhangi bir karmaşıklığa sahip bir organik molekülün sentezi, halihazırda geliştirilmiş yöntemler kullanılarak gerçekleştirilebilmektedir. Dolayısıyla bu türden çok karmaşık problemler bile tamamen teknik problemler olarak değerlendirilebilir. Bu elbette yeni organik sentez yöntemlerinin geliştirilmesinin durdurulması gerektiği anlamına gelmiyor. Bu tür çalışmalar her zaman alakalı olacaktır, ancak yeni aşamada disiplinin gelişiminin ana değil arka plan yönünü oluştururlar. /7/'de modern kimya biliminin sekiz genel alanı tanımlanmıştır (kimyasal sentez; kimyasal yapı ve işlev; kimyasal süreçlerin kontrolü; kimyasal malzeme bilimi; kimyasal teknoloji; kimyasal analitik ve teşhis; yaşam kimyası). Gerçek bilimsel faaliyette, her bilimsel projede, bir dereceye kadar, çeşitli genel yönlerle ilgili belirli problemler her zaman ortaya konulur ve çözülür. Bu da bilimsel ekibin her bir üyesinin çok yönlü bir eğitim almasını gerektirir.
Kimyanın yukarıdaki alanlarının her birinde, giderek daha karmaşık hale gelen araştırma nesnelerine açık bir geçiş olduğunu belirtmek de önemlidir. Supramoleküler sistemler ve yapılar giderek daha fazla ilgi odağı haline geliyor. Bu bakımdan kimya biliminin yüzyılın başında başlayan gelişimindeki yeni aşamaya supramoleküler kimya aşaması denilebilir.
^ 4. Bugün Rus kimya biliminin özellikleri.
On yıllık sözde perestroyka genel olarak Rus bilimine ve özel olarak Rus kimyasına korkunç bir darbe indirdi. Bu konuda çok şey yazıldı, burada tekrar etmeye değmez. Ne yazık ki, yeni koşullarda varlığını kanıtlamış bilimsel ekipler arasında pratikte eski endüstriyel kimya enstitülerinin bulunmadığını kabul etmek zorundayız. Bu sektörün muazzam potansiyeli fiilen yok edildi, maddi ve fikri değerler yağmalandı. Akademik ve üniversite kimyasının bu dönem boyunca geçim seviyesindeki veya altındaki maaşlarla sınırlı olan yetersiz finansmanı, çalışan sayısında önemli bir azalmaya yol açtı. Enerjik ve yetenekli gençlerin çoğu üniversitelerden ve enstitülerden ayrıldı. Üniversitelerin büyük çoğunluğunda öğretmenlerin ortalama yaşı kritik sınır olan 60'ı geçti. Bir kuşak farkı var - kimya enstitüleri çalışanları ve öğretmenler arasında en üretken yaş olan 30-40 yaşlarında çok az insan var. Geriye, çoğu zaman tek bir amaç için lisansüstü eğitime başlayan yaşlı profesörler ve genç yüksek lisans öğrencileri kalıyor: Askerlik hizmetinden muaf olmak.
Çoğu bilimsel ekip iki türden birinde sınıflandırılabilir, ancak bu ayrım elbette çok keyfidir. "Üreten araştırma ekipleri" yeni ve büyük bağımsız araştırma projeleri yürütür ve önemli miktarda birincil bilgi alır. “Uzman bilimsel ekipler” kural olarak üreten ekiplerden daha az sayıdadır ancak aynı zamanda çok yüksek nitelikli uzmanları da içerirler. Bilgi akışlarını analiz etmeye, dünya çapındaki diğer bilimsel gruplarda elde edilen sonuçları özetlemeye ve sistematik hale getirmeye odaklanmışlardır. Buna göre bilimsel ürünleri ağırlıklı olarak incelemeler ve monografilerdir. Bilimsel bilgi hacmindeki büyük artış nedeniyle, bu tür çalışmalar, inceleme ve monografi gibi ikincil bilgi kaynaklarına uygulanan gerekliliklere uygun olarak yürütülürse çok önemli hale gelir /8/. Yetersiz finansman, modern bilimsel ekipman eksikliği ve Rus bilimsel kimya topluluğunun sayısının azalması koşullarında, üretim ekiplerinin sayısı azaldı ve uzman ekiplerin sayısı biraz arttı. Her iki türden ekiplerin çoğunun çalışmalarında karmaşık deneysel araştırmaların oranı düştü. Olumsuz koşullar altında bilimsel topluluğun yapısında meydana gelen bu tür değişiklikler oldukça doğaldır ve belirli bir aşamada geri döndürülebilir. Durumun düzelmesi durumunda uzman kadronun gençlerle doldurulması ve üretici hale getirilmesi kolaylıkla sağlanabilir. Ancak olumsuz koşulların devam etmesi durumunda uzman ekipler ölür, çünkü liderleri bilimsel faaliyetleri doğal nedenlerle durduran yaşlı bilim adamlarıdır.
Rus kimyagerlerin çalışmalarının toplam araştırma hacmi ve küresel bilgi akışındaki payı hızla düşüyor. Ülkemiz artık kendisini “büyük bir kimyasal güç” olarak göremez. Sadece bir düzine yıl içinde, liderlerin ayrılması ve eşdeğer bir değişikliğin bulunmaması nedeniyle, yalnızca bizim değil, dünya biliminin de gururu olan önemli sayıda bilim okulunu zaten kaybettik. Görünüşe göre yakın gelecekte onları kaybetmeye devam edeceğiz. Bana göre Rus kimya bilimi bugün kritik bir noktaya ulaştı; bu noktadan sonra toplumun dağılması çığ gibi ve daha kontrol edilemez bir süreç haline geliyor.
Bu tehlike, bilimimize çeşitli kanallardan her türlü desteği sağlamaya çalışan uluslararası bilim camiası tarafından da çok net bir şekilde anlaşılmaktadır. Bilim ve eğitimimizde iktidar sahibi olanların böyle bir çöküşün gerçekliğini henüz tam olarak kavrayamadığı izlenimini ediniyorum. Sonuçta, Rusya Temel Araştırma Vakfı ve Entegrasyon programı aracılığıyla bilimsel okulları desteklemeye yönelik bir programın uygulanmasıyla bunun önlenebileceği gerçeğine ciddi olarak güvenilemez. Bu programlara tahsis edilen fonların asgari sınırın önemli ölçüde (kabaca büyüklük sırasına göre) altında olduğu ve bunun sonrasında etkinin sıfırdan farklı hale geldiği fark edilmemiştir.
Yukarıda belirtilen iktidar yapılarına yakın bir kişiyle yaptığım görüşmede bu tonda yapılan açıklamaya yanıt olarak şunları duydum: “Boşuna kızmayın, “Ara”yı okuyun. Allah'a şükür en kötü günler geride kaldı. Tabii ki, genel arka plan hala oldukça kasvetli, ancak yeni koşullara uyum sağlayan ve üretkenlikte gözle görülür bir artış gösteren oldukça başarılı araştırma ekipleri ve enstitüler var. O yüzden histeriye kapılıp bilimimizi gömmeye gerek yok.”
Aslında böyle gruplar var. Bilimsel ilgi alanıma yakın konularda çalışan bu tür on laboratuvarın bir listesini derledim, İNTERNET'e gittim ve kütüphanede Chemical Abstracts veritabanıyla çalıştım. İşte bu laboratuvarların hemen göze çarpan ortak özellikleri:
On ekibin hepsinin İNTERNET'e doğrudan erişimi var, on kişiden beşinin çalışmaları hakkında oldukça eksiksiz ve güncel bilgiler içeren, iyi tasarlanmış kendi sayfaları var.
On laboratuvarın tümü yabancı ekiplerle aktif olarak işbirliği yapmaktadır. Altısının uluslararası kuruluşlardan bağışları var, üçü büyük yabancı şirketlerle sözleşmeler kapsamında araştırmalar yürütüyor.
Hakkında bilgi bulunan bilimsel ekip üyelerinin yarısından fazlası, uluslararası konferanslara katılmak veya bilimsel çalışmalar yapmak üzere yılda en az bir kez yurt dışına seyahat etmektedir.
On laboratuvardan dokuzunun çalışmaları, Rusya Temel Araştırma Vakfı'nın bağışlarıyla desteklenmektedir (laboratuvar başına ortalama 2 bağış).
10 laboratuvardan altısı Rusya Bilimler Akademisi enstitülerini temsil ediyor, ancak bunlardan üçü Rusya Bilimler Akademisi Yüksek Kimya Koleji ile işbirliği içinde çok aktif bir şekilde yer alıyor ve bu nedenle ekiplerinde oldukça fazla öğrenci var. Dört üniversite ekibinden üçüne Rusya Bilimler Akademisi üyeleri başkanlık ediyor.
Laboratuvar yöneticilerinin son 5 yıldaki bilimsel yayınlarının %15 ila %35'i uluslararası dergilerde yayınlanmıştır. Bunlardan beşi bu dönemde ortak çalışmalar yayınladı, yedisi ise yabancı meslektaşlarıyla bilimsel konferanslarda ortak rapor sundu.
Sonuç olarak en önemli şeyi söyleyeceğim - tüm bu laboratuvarların başında kesinlikle harika insanlar var. İşlerine tutkuyla bağlı, yüksek kültürlü, çeşitli eğitimlere sahip insanlar.
Nitelikli bir okuyucu, bu kadar küçük ve temsili olmayan bir bilimsel ekip örneğine dayanarak herhangi bir genel sonuç çıkarmanın hiçbir anlam ifade etmediğini hemen fark edecektir. Ülkede başarıyla çalışan diğer kimyager bilimsel ekipleri hakkında tam bilgiye sahip olmadığımı itiraf ediyorum. Bunları toplamak ve analiz etmek ilginç olurdu. Ancak genel olarak en zayıf laboratuvar olmayan kendi laboratuvarımın deneyimine dayanarak, uluslararası işbirliğine katılmadan, geçen yıl neredeyse 4.000 dolar değerinde kimyasal reaktif aldığımız yabancı meslektaşlarımızın sürekli yardımı olmadan sorumlu bir şekilde beyan edebilirim. ve kitaplar tek başına, Çalışanların, lisansüstü öğrencilerinin ve yurt dışındaki öğrencilerin sürekli iş gezileri olmasaydı biz hiç çalışamazdık. Sonuç kendini gösteriyor:
Günümüzde kimya bilimimizin temel araştırma alanında verimli çalışmalar ağırlıklı olarak uluslararası bilim camiasına dahil olan, yurt dışından destek alan, bilimsel bilgi kaynaklarına ücretsiz erişime sahip ekipler tarafından yürütülmektedir. Perestroyka'dan kurtulan Rus kimyasının dünya kimya bilimine entegrasyonu tamamlanıyor.
Ve eğer öyleyse, bilimsel ürünlerin kalitesine ilişkin kriterlerimiz en yüksek uluslararası standartları karşılamalıdır. Modern bilimsel donanıma sahip olma fırsatından neredeyse mahrum kaldığımız için, kolektif merkezlerin son derece sınırlı kapasitelerini kullanmaya ve/veya yurtdışında en karmaşık ve hassas deneyleri yapmaya odaklanmalıyız.
^ 5. Vardiyamızı hazırlama sorununa dönelim.
Ülkedeki tartışmasız en iyi iki üniversitenin Kimya fakültesi dekanları tarafından yazılan makalede bu konuda çok iyi şeyler söylendi /9/ ve bu nedenle çok fazla ayrıntıya girmeye gerek yok. Bu notun başında formüle edilen soru listesine uygun olarak sırayla ilerlemeye çalışalım.
Peki karşımızdaki öğrenci bankında oturan gençler kim? Neyse ki insan popülasyonunda, bilim insanı olma kaderi genetik olarak önceden belirlenmiş bireylerin küçük bir kısmı var. Sadece onları bulmanız ve kimya derslerine çekmeniz gerekiyor. Neyse ki ülkemizde kimya olimpiyatları, özel sınıflar ve okullar aracılığıyla yetenekli çocukların belirlenmesi konusunda köklü ve görkemli bir gelenek var. Üstün yetenekli öğrencilerin olduğu sınıfların harika meraklıları hala yaşıyor ve aktif olarak çalışıyor. Milli Eğitim Bakanlığı'nın entrikalarına rağmen bu çalışmada aktif rol alan önde gelen kimya üniversiteleri gerçekten altın bir hasat elde ediyor. Son yıllarda, Moskova Devlet Üniversitesi Kimya Fakültesi öğrencilerinin yaklaşık üçte biri 1. sınıfta ilgi alanlarını belirledi ve neredeyse yarısı 3. yılın başında bilimsel çalışmalara başlıyor.
Modern zamanların tuhaflığı, üniversiteye başlayan bir gencin, eğitimini tamamladıktan sonra hangi alanda çalışmak zorunda kalacağını çoğu kez henüz bilmemesidir. Çoğu araştırmacı ve mühendis, profesyonel kariyerleri boyunca birkaç kez alan değiştirir. Bu nedenle, bir öğrenci olarak gelecekteki bir uzmanın, yeni bilim alanlarında bağımsız olarak uzmanlaşma becerisinde sağlam beceriler edinmesi gerekir. Öğrencinin bağımsız bireysel çalışması modern eğitimin temelini oluşturur. Bu tür çalışmaların etkinliğinin temel koşulu, iyi modern ders kitaplarının ve öğretim yardımcılarının mevcudiyetidir. Görünüşe göre modern bir ders kitabının "ömrü", bilimsel bilgi hacminin iki katına çıkması için geçen süreye yaklaşık olarak eşit olmalıdır; 11-12 yaşında olmalıdır. Eğitimimizin temel sorunlarından biri, temel kimya disiplinleriyle ilgili yeni üniversite ders kitaplarının olmaması değil, aynı zamanda eski kitapların bile felaket derecede kıt olmasıdır. Üniversiteler için kimya disiplinlerinde ders kitaplarının yazımı ve basımına yönelik etkili bir programa ihtiyaç vardır.
Üstün yetenekli ve iyi motive olmuş öğrencilerin, R. Feyman'ın ünlü derslerinde fark ettiği bir özelliği vardır. Onlar, bu tür öğrenciler, aslında standart bir eğitime ihtiyaç duymazlar. Bir ortama ihtiyaçları var
Kimya ve kimya-teknoloji eğitimi, eğitim kurumlarında kimya ve kimya teknolojisi alanında bilgi edinme sistemi ve bunları mühendislik, teknoloji ve araştırma problemlerinin çözümünde uygulama yolları. Kimya biliminin temelleri hakkında bilgi sahibi olmayı sağlayan genel kimya eğitimi ve üretim faaliyetleri, araştırma ve öğretim çalışmaları için yüksek ve ikincil niteliklere sahip uzmanlar için gerekli kimya ve kimya teknolojisi bilgisiyle donatılan özel kimya eğitimi olarak ikiye ayrılmıştır. gerek kimya alanında gerekse ilgili alanlarda, bununla birlikte bilim ve teknoloji dallarında da faaliyet göstermektedir. Genel kimya eğitimi ortaöğretim okullarında, ortaöğretim meslek okullarında ve ortaöğretim uzmanlık eğitim kurumlarında verilmektedir. Özel kimyasal ve kimyasal-teknolojik eğitim, çeşitli yüksek ve ortaöğretim uzman eğitim kurumlarında (üniversiteler, enstitüler, teknik okullar, kolejler) alınır. Görevleri, hacmi ve içeriği, bu alanlardaki uzmanların (kimya, madencilik, gıda, ilaç, metalurji endüstrileri, tarım, tıp, termik enerji mühendisliği vb.) eğitim profiline bağlıdır. Kimyasal içeriği kimyanın gelişmesine ve üretim gereksinimlerine bağlı olarak değişmektedir.
Kimyasal ve kimyasal-teknolojik eğitimin yapısının ve içeriğinin iyileştirilmesi, birçok Sovyet bilim adamının bilimsel ve pedagojik faaliyetleriyle ilişkilidir - 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 ve diğerleri.Kimya bilimlerinin yeni başarıları özel olarak ele alınmaktadır. Yüksek öğrenimde kimya ve kimyasal teknoloji derslerinin bilimsel düzeyinin geliştirilmesine yardımcı olan kimya dergileri. Öğretmenlere yönelik “Okulda Kimya” dergisi yayımlanıyor.
Diğer sosyalist ülkelerde kimya ve kimya-teknoloji eğitimi alan uzmanların eğitimi üniversitelerde ve uzmanlaşmış üniversitelerde gerçekleştirilmektedir. Bu tür eğitimin başlıca merkezleri şunlardır: Belarus Ulusal Cumhuriyeti'nde - Sofya Üniversitesi, Sofya Üniversitesi; Macaristan'da - Budapeşte Üniversitesi, Veszprém; Doğu Almanya'da - Berlin, Dresden Teknik Üniversitesi, Rostock Üniversitesi, Magdeburg Yüksek Teknik Okulu; Polonya'da - Varşova, Lodz, Lublin üniversiteleri, Varşova Politeknik Enstitüsü; SRR - Bükreş, Cluj üniversiteleri, Bükreş, Iasi politeknik enstitülerinde; Çekoslovakya'da - Prag Üniversitesi, Prag, Pardubice Kimya Teknolojisi Yüksek Okulu; SFRY'de - Zagreb, Saraybosna, Split üniversiteleri vb.
Kapitalist ülkelerde kimya ve kimya-teknoloji eğitiminin başlıca merkezleri şunlardır: Büyük Britanya'da - Cambridge, Oxford, Bath, Birmingham üniversiteleri, Manchester Politeknik Enstitüsü; İtalya'da - Bologna, Milano üniversiteleri; ABD'de - Kaliforniya, Columbia, Michigan Teknoloji Üniversiteleri, Toledo Üniversitesi, Kaliforniya, Massachusetts Teknoloji Enstitüleri; Fransa'da - Grenoble 1., Marsilya 1., Clermont-Ferrand, Compiegne Technological, Lyon 1., Montpellier 2., Paris 6. ve 7. üniversiteler, Laurent, Toulouse politeknik enstitüleri; Almanya'da - Dortmund, Hannover, Stuttgart üniversiteleri, Darmstadt ve Karlsruhe'deki Yüksek Teknik Okullar; Japonya'da - Kyoto, Okayama, Osaka, Tokyo üniversiteleri vb.
Aydınlatılmış: Figurovsky N.A., Bykov G.V., Komarova T.A., Moskova Üniversitesi'nde Kimya 200 yıldır, M., 1955; Kimya Bilimleri Tarihi, M., 1958; Remennikov B.M., Ushakov G.I., SSCB'de üniversite eğitimi, M., 1960; Zinoviev S.I., Remennikov B.M., SSCB'nin yüksek eğitim kurumları, [M.], 1962; Parmenov K.Ya., Devrim öncesi ve Sovyet okullarında akademik bir konu olarak kimya, M., 1963; Lisede yeni bir müfredat kullanarak kimya öğretimi. [Doygunluk. Art.], M., 1974; Jua M., Kimya Tarihi, çev. İtalyan, M., 1975'ten.
Adres: St.Petersburg, em. R. Moiki, 48
Organizasyon Komitesi e-postası: [e-posta korumalı]
Organizatörler: Rusya Devlet Pedagoji Üniversitesi'nin adı. yapay zeka Herzen
Katılım ve konaklama koşulları: 400 ruble.
Sevgili iş arkadaşlarım!
Sizi katılmaya davet ediyoruzII Uluslararası Katılımlı Tüm Rusya Öğrenci Konferansı "Kimya ve kimya eğitimi XXI.Yüzyıl”, Rusya Devlet Pedagoji Üniversitesi Kimya Fakültesi'nin 50. yıldönümüne adanmıştır. yapay zeka Herzen ve Profesör V.V.'nin doğumunun 100. yıldönümü. Perekalina.
Konferans, adını taşıyan Rusya Devlet Pedagoji Üniversitesi'nde gerçekleşecek. yapay zeka Herzen.
Konferansın tarihleri: 15 Nisan'dan 17 Nisan 2013'e kadar Konferansın amacı, genç araştırmacılar arasında kimyanın ve kimya eğitiminin modern problemlerini incelemenin sonuçlarını paylaşmak ve öğrencileri araştırma çalışmalarına aktif olarak dahil etmektir. Konferansta yer alacak kesitsel(en fazla 10 dakika) ve öğrenci poster sunumları, lisans öğrenimi gören, sp. yüksek lisans ve yüksek lisans dereceleri. Bildiri özetlerinin yayınlanmasıyla gıyaben katılım mümkündür.Düzenleme Komitesi tarafından seçilen özetler, konferans materyalleri koleksiyonunda ISBN numarasıyla yayınlanacaktır. St. Petersburg'un davetli önde gelen kimyagerleri genel kurul sunumları yapacak.
Konferansın ana bilimsel yönleri:
- Bölüm 1 – organik, biyolojik ve farmasötik kimya
- Bölüm 2 – fiziksel, analitik ve çevresel kimya
- Bölüm 3 – İnorganik ve koordinasyon kimyası, nanoteknoloji
- Bölüm 4 – kimya eğitimi
Konferansa katılmak için şunları yapmalısınız:
15 Şubat 2013 tarihinden önce, katılımcı kayıt formunu ve rapor özetlerini, gereksinimlere uygun olarak formatlanmış olarak konferans e-posta adresine gönderin: konferans [email protected]
Bir kimyasal element aynı yüke sahip atomların topluluğudur. Basit ve karmaşık kimyasal elementler nasıl oluşur?
Kimyasal element
Çevremizdeki doğanın tüm çeşitliliği nispeten az sayıda kimyasal elementin birleşiminden oluşur.
Farklı tarihsel dönemlerde “element” kavramının farklı anlamları vardı. Eski Yunan filozofları dört “elementi” “element” olarak değerlendirdiler: sıcaklık, soğukluk, kuruluk ve nem. Çiftler halinde birleşerek her şeyin dört "ilkesini" oluşturdular: ateş, hava, su ve toprak. Yüzyılın ortalarında bu prensiplere tuz, kükürt ve cıva da eklendi. 18. yüzyılda R. Boyle, doğada tüm elementlerin maddesel olduğunu ve sayılarının oldukça fazla olabileceğini belirtmiştir.
1787 yılında Fransız kimyager A. Lavoisier “Basit Cisimler Tablosu”nu yarattı. O dönemde bilinen tüm unsurları içeriyordu. İkincisi, kimyasal yöntemlerle daha da basit olanlara ayrıştırılamayan basit cisimler olarak anlaşıldı. Daha sonra tablonun bazı karmaşık maddeleri de içerdiği ortaya çıktı.
Pirinç. 1. A. Lavoisier.
Şu anda “kimyasal element” kavramı kesin olarak kurulmuştur. Kimyasal element aynı pozitif nükleer yüke sahip bir atom türüdür. İkincisi, periyodik tablodaki elementin sıra numarasına eşittir.
Şu anda 118 element bilinmektedir. Bunlardan yaklaşık 90 tanesi doğada bulunmaktadır. Geri kalanı nükleer reaksiyonlar kullanılarak yapay olarak elde edilir.
Element 104-107 fizikçiler tarafından sentezlendi. Halen daha yüksek atom numarasına sahip kimyasal elementlerin yapay üretimi konusunda araştırmalar devam etmektedir.
Tüm elementler metallere ve metal olmayanlara ayrılmıştır. Metal olmayanlar arasında helyum, neon, argon, kripton, flor, klor, brom, iyot, astatin, oksijen, kükürt, selenyum, nitrojen, telür, fosfor, arsenik, silikon, bor, hidrojen gibi elementler bulunur. Ancak metallere ve metal olmayanlara bölünme şartlıdır. Belirli koşullar altında, bazı metaller metalik olmayan özellikler kazanabilir ve bazı metal olmayanlar metalik özellikler kazanabilir.
Kimyasal elementlerin ve maddelerin oluşumu
Kimyasal elementler tek atom halinde, tek serbest iyon şeklinde mevcut olabilir ancak genellikle basit ve karmaşık maddeler içerisinde yer alır.
Pirinç. 2. Kimyasal elementlerin oluşum şemaları.
Basit maddeler aynı türden atomlardan oluşur ve atomların molekül ve kristaller halinde birleşmesi sonucu oluşur. Kimyasal elementlerin çoğu metalik olarak sınıflandırılır çünkü oluşturdukları basit maddeler metallerdir. Metallerin ortak fiziksel özellikleri vardır: hepsi serttir (cıva hariç), opaktır, metalik bir parlaklığa, termal ve elektriksel iletkenliğe ve dövülebilirliğe sahiptir. Metaller magnezyum, kalsiyum, demir, bakır gibi kimyasal elementleri oluşturur.
Metalik olmayan elementler, ametaller olarak sınıflandırılan basit maddeleri oluşturur. Karakteristik metalik özellikleri yoktur; gazlar (oksijen, nitrojen), sıvılar (brom) ve katılardır (kükürt, iyot).
Aynı element, farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip birçok farklı basit madde oluşturabilir. Bunlara allotropik formlar denir ve onların varlığına allotropi denir. Örnekler arasında elmas, grafit ve karbin bulunur; bunlar karbon elementinin allotropları olan basit maddelerdir.
Pirinç. 3. Elmas, grafit, karabina.
Karmaşık maddeler farklı türdeki elementlerin atomlarından oluşur. Örneğin demir sülfür, kimyasal element demir ve kimyasal element sülfürün atomlarından oluşur. Aynı zamanda, karmaşık madde hiçbir şekilde basit demir ve kükürt maddelerinin özelliklerini korumaz: orada değildirler, ancak karşılık gelen elementlerin atomları vardır.
Ne öğrendik?
Şu anda metallere ve metal olmayanlara ayrılan 118 kimyasal element bilinmektedir. Tüm elementler basit ve karmaşık maddelere ayrılabilir. birincisi aynı türden atomlardan, ikincisi ise farklı türden atomlardan oluşur.
Konuyla ilgili deneme
Raporun değerlendirilmesi
Ortalama puanı: 4.3. Alınan toplam puan: 296.
