Эволюция химических систем реферат
Обновлено: 02.07.2024
Самоорганизация и эволюция химических систем
Тот факт, что катализ играл решающую роль в процессе перехода от химических систем к биологическим системам, т.е. на предбиотической стадии эволюции,в настоящее время подтверждается многими данными и аргументами. Наиболее убедительные результаты связаны с опытами по самоорганизации химических систем, которые наблюдали наши соотечественники Б.П.Белоусов и А.М. Жаботинский. Такие реакции сопровождаются образованием специфических пространственных и временных структур за счет поступления новых и удаления использованных химических реагентов. Однаков отличие от самоорганизации открытых физических систем в указанных химических реакциях важную роль играют каталитические процессы.
Роль этих процессов усиливается по мере усложнения состава иструктуры химических систем. На этом основании некоторые ученые, например А.П. Руденко, напрямую связывают химическую эволюцию с самоорганизацией и саморазвитием каталитических систем. Другими словами, такаяэволюция если не целиком, то в значительной мере связана с процессами самоорганизации каталитических систем. Следует, однако, помнить, что переход даже к простейшим формам жизни предполагает также особыйдифференцированный отбор лишь таких химических элементов и их соединений, которые являются основным строительным материалом для образования биологических систем. В связи с этим достаточно отметить, что изболее ста химических элементов лишь шесть, названных органогенами, служат основой для построения живых систем.
Такими органогенами являются углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Они составляютпримерно 98% весовой доли живых организмов. Аналогично этому, из миллионов органических соединений в их построении принимают участие лишь несколько сотен органических соединений, а из ста аминокислот всостав белков входит только 20.
Все это свидетельствует о том, что в ходе предбиотической эволюции происходит отбор тех органических структур, которые отличаются особой.
Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.
Связанные рефераты
Самоорганизация как основа эволюции
Химические процессы и молекулярная самоорганизац
. 31. Химический элемент и химическое соединение PAGEREF _Toc447898463 \h 52.
Самоорганизация и саморазвитие открытых систем
. План: 1. Самоорганизация и саморазвитие. 2. Что такое.
11 Стр. 237 Просмотры
Аксиоматика самоорганизации систем
. аксиоматики……………………………………………..3 2. Аксиоматическое определение самоорганизации……………. 5.
6 Стр. 11 Просмотры
Самоорганизация сложных систем, синергетика
. ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ" Тема реферата: "Концепция самоорганизации сложных природных.
сравнению с исходными веществами. Химики сегодня пришли к выводу, что, используя те же принципы, на которых построена химия организмов, в будущем можно будет построить принципиально новую химию, новое управление химическими процессами, где начнут применять принципы синтеза себе подобных молекул. По принципу ферментов будут созданы катализаторы такой степени специфичности, что далеко превзойдут существующие в нашей промышленности. Хотя химия в настоящее время еще далека от решения этих проблем, но намечены следующие пути решения этой задачи:
1. Развитие исследований в области металлокомплексного катализа с постоянной ориентацией на соответствующие объекты живой природы. Сегодня металлокомплексный катализ постепенно обогащается такими приемами, которыми пользуются живые организмы в ферментативных реакциях, а также приемами классического гетерогенного катализа.
2. Освоение каталитического опыта живой природы, заключающегося в определенных успехах моделирования биокатализаторов. Для решения проблемы освоения каталитического опыта живой природы необходимо изучение законов химической эволюции и происхождения жизни.
3. Использование достижений иммобилизованных систем. Сущность иммобилизации состоит в закреплении выделенных из живого организма ферментов на твердой поверхности путем адсорбции, которая превращает последние в гетерогенный катализатор и обеспечивает его стабильность и непрерывное действие, т. е. осуществляется биоорганический катализ.
4. Развитие исследований, ориентированных на применение принципов биокатализа в химии и химической технологии. Характеризуется изучением и освоением всего каталитического опыта живой природы, в том числе и опыта формирования самого фермента, клетки и даже организма, т. е. это пролог к принципиально новой химической технологии, способной стать аналогом живых систем.
Успехи химии экстремальных состояний, каталитической химии, в областях металлокомплексного катализа, модели-
рования биокатализаторов, химии и технологии иммобили-зированных систем, "нестационарной технологии", важным звеном которой должна стать теория саморазвития открытых каталитических систем, позволяют видеть в ближайшей перспективе богатейшие возможности развития новой химии. Эта новая химия уже теперь становится способной решать такие задачи, для реализации которых до сих пор еще не было предпосылок.
В частности, в области тяжелого органического синтеза это задачи: а) значительного ускорения химических превращений в мягких условиях за счет объединения в катализаторах будущего достоинств гетерогенного, гомогенного и металлоэнзимного катализа; б) достижение близкой к 100% селективности процессов;
в) осуществление новых важных энергетически затрудненных
процессов за счет сопряжения эндо- и экзотермических реакций;
г) существенной экономии углеводородного сырья и перехода от
нефти к углю как более распространенному сырьевому источни
ку. Химия теперь имеет реальные предпосылки и для решения
таких общих задач, как: а) моделирование и интенсификация
фотосинтеза; б) фотолиз воды с получением водорода как са
мого высокоэффективного топлива; в) промышленный синтез
широкого спектра органических продуктов, и в первую очередь
метанола, этанола, формальдегида и муравьиной кислоты, на
основе углекислого газа; г) промышленный синтез многочислен
ных фторматериалов.
Все это является залогом успешного претворения в жизнь задач по созданию малоотходных, безотходных и энергосберегающих промышленных процессов, рачительного использования каждого килограмма сырья и каждого киловатта энергии для производства необходимых материалов.
ВЫВОДЫ
1. Состав, структуру вещества и закономерности их взаимопревращений изучают в химии, которая является одним из разделов естествознания.
2. Основой химической науки является атомно-молекулярное
учение, закон сохранения материи, периодический закон, теория
строения вещества, учение о химическом процессе.
3. Вещество состоит из молекул, а молекулы из атомов. Атомы в молекулах удерживаются химическими связями. Химические связи отличаются насыщаемостью. Валентность атомов определяет характер строения и химические свойства молекул.
4. Структура вещества, под которой понимают упорядоченную связь и взаимодействие между элементами системы, определяет целостные ее свойства.
5. Для вступления в химическую реакцию необходимо преодолеть некоторый энергетический барьер, соответствующий энергии активации, возможность накопления которой сильно зависит от температуры. К условиям протекания химических процессов относятся прежде всего термодинамические факторы, характеризующие зависимость реакций от температуры, давления и некоторых других условий. В еще большей степени характер и особенно скорость реакций зависят от кинетических условий, которые определяются наличием катализаторов и других добавок к реагентам, а также влиянием растворителей, стенок реактора и иных условий.
6. Актуальными проблемами современной химии являются вопросы самоорганизации и эволюции химических систем, использование катализа и биокатализа.
Вопросы для контроля знаний
1. Назовите основные этапы эволюции химических систем.
2. Назовите основные перспективные направления развития современной химии.
3. Чем определяются химические свойства вещества?
4. Как объяснялись свойства в процессе эволюции химических знаний?
5. Кто впервые указал на зависимость свойств вещества от их состава?
6. В чем сущность теории Бутлерова?
7. От каких факторов зависит активность химических процессов?
8. Назовите основные направления в развитии учения о составе вещества.
9. Как называются химические соединения постоянного состава?
10. Какое общее название носят химические соединения переменного состава?
11. Чем обусловливаются химическая связь и свойства атомов?
12. Какая связь существует между атомным весом и зарядом ядра атома?
Читайте также: