Сообщение химия и физика химия и география химия и биология

Обновлено: 06.07.2024

В химия связана с другими науками поэтому говорят, что это междисциплинарная дисциплина в научной области. Среди его звеньев, среди прочего, мы находим физику, математику, биологию и астрономию.

Например, химия связана с биологией, чтобы сформировать биохимию, раздел биологии, изучающий химический состав живых существ; ДНК, липиды, белки и другие молекулы. Другой пример - астрохимия, изучающая химический состав звезд, планет и других тел во Вселенной.

Изначально все исследования, связанные с окружающей нас средой, назывались естественными науками. Взаимосвязь этих вопросов позволяет нам объяснить сложные явления, происходящие в природе.

Со специализацией областей они специализировались и сами приобрели название науки.

Первыми четырьмя основными областями естествознания, в которых нужно было специализироваться, были физика, химия, биология и геология. Со временем исследования каждой из наук были разграничены, и появились новые более специализированные науки, такие как биохимия, биофизика, геохимия и т. Д.

Химия связана с физикой. Взаимодействие между ними было очень важным в развитии теории атома.

Законы материалов, которые мы находим в природе, были объяснены квантовой механикой, так что теоретическая химия на самом деле является теоретической физикой.

Отрасли химии

Органическая химия

Этот раздел химии изучает взаимосвязи соединений, основанных на углеродных цепях.

Неорганическая химия

Этот раздел науки изучает свойства элементов, не состоящих из углеродных цепей. Среди них электрические и магнитные свойства атомов.

Биохимия

Изучите химические отношения живых существ.

Физическая химия

Изучите основы и физические основы химических процессов.

Промышленная химия

Это отделение отвечает за производство реактивных элементов в больших количествах.

Аналитическая химия

Этот раздел химии отвечает за методы обнаружения и количественного определения элемента в образце.

Связь химии с другими науками

Как мы упоминали ранее, химия больше всего связана с физикой. Взаимодействие между ними было очень важным в развитии теории атома.

Есть раздел химии, физическая химия, который посвящен изучению происходящих явлений, которые связывают две науки, поскольку они сочетают в себе свойства физики и химии.

Археология

Хотя априори кажется, что эти две науки никак не связаны между собой, химия очень важна для открытий археологии.

Необходимо установить тесты, позволяющие проверить достоверность выводов и к какому периоду они относятся. С помощью теста на углерод-14 мы можем получить точную дату, когда эта находка была захоронена или изготовлена.

биология

Одно из разделов химии - биохимия, это соединение наук позволяет объяснить явления, происходящие в телах живых существ.

Химия определяет состав и структуру клеток и тканей, а также реакции, которые происходят в них.

Речь идет об анализе живых существ, который позволяет нам объяснить биологические функции, происходящие в организме. Как преобразования элементов позволяют функционировать и поддерживать клетки.

Астрономия - это раздел физики, который также опирается на химию для объяснения событий, происходящих в космическом пространстве, поскольку многие из них основаны на реакциях химических соединений.

То, что известно как астрофизика, - это применение химических методов для анализа небесных тел.

Лекарство

Использование химии необходимо для объяснения дисбалансов, которые возникают в организме и вызывают тошноту.

С течением времени в клетках происходят тысячи химических процессов, и, зная о них и почему они происходят, необходимо знать, как устранить неисправность, которая обычно приводит к болезни.

Фармакология, которая является отраслью медицины, также полагается на химию при производстве новых лекарств, которые могут восстановить баланс тела до здорового состояния.

Помимо взаимосвязи химии со всеми этими науками, существуют отрасли наук с собственными названиями, которые представляют собой соединение химии с другими отраслями. Среди них мы находим:

Характеристика взаимосвязи химии и физики: положения теории строения веществ, опыты, доказывающие молекулярное строение веществ. Внутреннее строение Земли и состав горных пород как пример связи химии с географией. Обоснование связи химии с биологией.

Рубрика	Химия
Вид	доклад
Язык	русский
Дата добавления	22.03.2009
Размер файла	1009,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Связь химии с другими науками

Выполнила: ученица 8 класса

Учитель: Сахарова Л.Н.

Дмитриевка, 2008

1. Химия и физика

2. Химия и география

3. Химия и биология

1. Химия и физика

К общим вопросам химии и физики относятся строение веществ и движение тех частиц, из которых вещества построены. Показательно, что самые первые шаги в изучении физики вы делаете, знакомясь с молекулярно-кинетической теорией, имеющей непосредственное отношение как к физике, так и к химии.

Основное положение этой теории: вещества состоят из мельчайших частиц. Это могут быть молекулы, атомы или ионы.

Молекула - это мельчайшая частица вещества, определяющая его свойства. Из молекул состоят такие хорошо знакомые вам вещества, как вода и уксусная кислота, сахар и углекислый газ.

Большинство твердых веществ находится в кристаллическом состоянии. Частицы вещества в кристаллах расположены в строго определенном порядке. Если соединить их воображаемыми линиями, получается правильная геометрическая фигура, называемая кристаллической решеткой. На рисунке ниже представлены модель кристаллической решетки йода и образец этого вещества. Вы думали, что йод - это жидкость? Не следует путать: в вашей домашней аптечке есть йодная настойка - раствор кристаллического вещества йода в этиловом спирте. Двойные шарики в модели кристаллической решетки - это и есть молекулы йода I₂.

Модель кристаллической решетки йода и кристаллы этого вещества

Доказательством того, что многие вещества состоят из молекул, может служить явление диффузии. Самопроизвольное распространение частиц одного вещества между частицами другого называется диффузией.

Явление диффузии можно объяснить только тем, что между молекулами вещества есть промежутки, в которые могут проникать молекулы другого вещества. Поэтому, к примеру, газообразное вещество распространяется в воздухе без нашего участия, т.е. самопроизвольно.

Примерно то же самое происходит при растворении в воде сахара.

Явление диффузии доказывает, что частицы, из которых состоит вещество, находятся в непрерывном движении. Это обусловливает еще одно интересное физическое явление - броуновское движение.

Английский ботаник Роберт Броун в 1827 г. изучал строение пыльцы растений. Наблюдая в микроскоп за крупинками пыльцы в капле воды, ученый с удивлением заметил, что пылинки хаотически перемещаются, словно живые. Беспорядочное движение мельчайших частиц в жидкой или газообразной среде называется броуновским движением.

Может быть, крупинки цветочной пыльцы и вправду могут двигаться без посторонней помощи? Давайте проверим это с помощью лабораторного эксперимента. Для этого вам понадобится микроскоп и немного черной туши.

Нанесите на предметное стекло каплю чистой воды и с помощью кисточки подкрасьте ее очень небольшим количеством черной туши, предварительно разведенной водой до светло-серого цвета. Накройте каплю покровным стеклом. Перемещая тубус микроскопа, добейтесь четкого изображения. Вы увидите, как черные частицы туши совершают самопроизвольное движение. Но ведь их-то точно нельзя назвать живыми! Подобный опыт поставил выдающийся французский ученый Ж.Б. Перрен. Он зарисовал движение частиц примерно так, как показано на рисунке:

Броуновское движение частиц туши в воде

Опыт Перрена стал еще одним убедительным доказательством существования молекул. Он показал, что причина броуновского движения состоит в непрерывном, никогда не прекращающемся движении молекул жидкости или газа. Разумеется, что крупинки твердого вещества во много раз больше молекул, которые нельзя увидеть в микроскоп. Однако они испытывают постоянные столкновения с молекулами жидкости, что и заставляет их перемещаться. Молекулы веществ состоят из еще более мелких частиц - атомов. Атомы - это мельчайшие электронейтральные частицы, из которых состоят молекулы веществ. Есть вещества, которые состоят не из молекул, а из атомов. К ним относятся алмаз, графит, кремний, кварц, сапфир и рубин. Из отдельных атомов состоят газы, которые называют благородными (гелий, неон). Модели кристаллических решеток некоторых веществ атомного строения и их образцы изображены на рисунке:

Кристаллические решетки и образцы: а - алмаз; б - графит; в - кварц

Многие вещества состоят не из молекул или атомов, а из ионов. Ионы - это положительно или отрицательно заряженные частицы, образовавшиеся из атомов. Поваренная соль, сода, марганцовка - это вещества, состоящие из ионов.

Модели кристаллических решеток веществ ионного строения и образцы соответствующих природных минералов вы можете рассмотреть на рисунке ниже.

На скорость диффузии веществ существенное влияние оказывает температура. Предыдущий эксперимент можно провести в двух сосудах, один из которых поместить в холодильник, второй оставить в комнате.

Модели кристаллических решеток и образцы природных минералов: а - фторид кальция (минерал флюорит); б - хлорид натрия (минерал галит)

Диффузия окрашенных ионов вещества в водном растворе

2. Химия и география

Из курса географии 6 и 7 классов нам известно, что наш общий дом - планета Земля - имеет сложное строение:

Внутреннее строение Земли

Твёрдое внутреннее ядро имеет диаметр около 1370 км. Оно состоит из железа и никеля, находящихся под большим давлением, и потому, несмотря на высокую температуру, эта часть ядра твердая.

Его окружает жидкое внешнее ядро, имеющее толщину около 2000 км, которое состоит также из расплавленных железа и никеля, но кроме них, возможно, включает некоторые другие элементы.

За ядром располагается покрывающая его мантия (от греч. mantion - покрывало), толщина которой около 2900 км. Мантия состоит из веществ, образованных главным образом тремя элементами: магнием, кремнием и кислородом. Она имеет температуру около 2000 °С, поэтому можно предположить, что вещества мантии должны находиться в расплавленном состоянии, но этому мешает высокое давление. В некоторых участках мантии давление меньше, и поэтому вещества, образующие ее, расплавляются, образуя магму (от греч. magma - густая мазь).

За мантией располагается земная кора, или литосфера (от греч. lithos - камень, sphaira - оболочка). Толщина океанической земной коры 5-10 км, а континентальной - до 35 км на равнине и до 70 км в горных районах. Земная кора состоит в основном из твердых минералов и горных пород.

Минералы - это однородные по составу и свойствам природные тела, возникающие в результате природных процессов, протекающих в земной коре или недрах других планет.

На Земле насчитывается около 3000 минералов, например, поделочный камень лазурит (из него изготавливали природную краску ультрамарин), один из самых твердых минералов корунд, сырье для получения меди халькопирит, содержащий мышьяк минерал аурипигмент и уже знакомые вам флюорит и галит.

Минералы обычно представляют собой составную часть горных пород или руд. В отличие от минералов горные породы неоднородны по составу и, следовательно, более сложны по строению.

По происхождению различают несколько видов горных пород.

Ученический эксперимент. Рассмотрите при помощи увеличительного стекла или лупы кусочек гранита. Хорошо заметно его неоднородное строение. Красноватые или сероватые зерна - это полевой шпат, полупрозрачные - кварц, блестящие чешуйчатые зернышки - слюда.

Осадочные горные породы образуются на поверхности земной коры в результате осаждения веществ под действием силы тяжести из водной среды. Различают два вида осадочных пород.

Горючие осадочные породы органического происхождения:

а - каменный уголь; б - торф; в - горючие сланцы

Неорганические осадочные породы представляют собой обломки различных пород, которые за тысячи лет под действием воды, ветра, солнечных лучей измельчаются, дробятся и окатываются. Так образуются валуны, щебень, галька, песок, глина. Эти породы оседают на дно водоемов или накапливаются на суше. Иногда в речных наносах обнаруживают россыпи драгоценных минералов магматического происхождения (например, золота или алмазов).

Органические осадочные породы образованы остатками растительных и животных организмов, накопившимися за миллионы лет на дне водоемов. Это горючие полезные ископаемые: нефть, каменный уголь, горючие сланцы, торф (рисунок выше). К негорючим осадочным породам органического происхождения относятся мел (рисунок ниже) и известняк.

3. Химия и биология

На уроках биологии вы уже встречались как с химическими веществами, так и с химическими реакциями.

Так, вы узнали, что любая клетка, растительная или животная, состоит из одних и тех же групп веществ (рисунок и схема ниже).

Основная масса живой клетки приходится на воду, и это не случайно. Велика роль воды в клетках живых организмов.

Она определяет их упругость, доставляет в клетки необходимые для жизни вещества и удаляет из них продукты жизнедеятельности, сама принимает участие в непрерывно происходящих в живых клетках процессах превращения одних веществ в другие.

Растительная (а) и животная (б) клетки

Химический состав растительной и животной клеток

Превращения одних веществ в другие называют химическими явлениями, или химическими реакциями.

Так, наиболее известная вам из курса биологии химическая реакция - процесс образования органического вещества глюкозы на свету из углекислого газа и воды, который называется фотосинтез и упрощенно описывается схемой:

Однако этот процесс невозможен без особого вещества, содержащегося в зеленых листьях, - хлорофилла:

Демонстрационный эксперимент. Зеленый листок растения учитель помещает в пробирку, заливает его спиртом, а затем нагревает пробирку в стакане с горячей водой или на пламени спиртовки. Через некоторое время спирт окрасится в изумрудно-зеленый цвет. Хлорофилл, содержащийся в клетках растения, хорошо растворяется в спирте.

Этот опыт для вас проделал учитель. Какое явление - физическое или химическое - он вам продемонстрировал? А вот опыт по определению содержания неорганических и органических веществ в растениях вы с помощью учителя можете выполнить и сами.

Ученический эксперимент. Взвесьте 100 г свежего укропа или петрушки. Высушите зелень на солнце или батарее центрального отопления. На это потребуется 5-7 дней. Таким способом вы удалите из растения большую часть содержащейся в нем воды. Сколько граммов воды вы удалили высушиванием?

Сухой остаток с помощью учителя прокалите в муфельной печи. При этом из сухого остатка вы удалите все органические вещества, содержащиеся в растении. Взвесьте остаток после прокаливания, который состоит из негорючих минеральных солей. Массы воды, органических и неорганических веществ (в граммах) покажут вам процентное содержание каждой группы этих соединений в зеленом растении, взятом для опыта.

В повседневной жизни вы постоянно сталкиваетесь с такими важными веществами, как жиры.

Как правило, по консистенции жиры делятся на жидкие и твёрдые. Жидкие жиры имеют растительное происхождение, а твердые - это жиры животные.

На любой кухне обязательно найдется жидкий растительный жир, который чаще называют растительным маслом: подсолнечным, оливковым, кукурузным. Сливочное масло в основном состоит из жиров. Это жир животного происхождения: его получают из коровьего молока. Понятно, что свиное сало, говяжий жир - это жиры той же группы.

Обнаружить жиры в тканях растений достаточно просто.

Ученический эксперимент. На лист белой бумаги положите семечку подсолнечника или кусочек ядра грецкого ореха и раздавите его. На бумаге образуется жирное пятно. Значит, в семечке содержится растительное масло.

Особую группу растительных масел составляют так называемые эфирные масла. Часто именно они придают цветам, ягодам, фруктам и плодам неповторимый запах.

Обнаружим крахмал в некоторых продуктах питания с помощью эксперимента.

Ученический эксперимент. Из муки (ее изготавливают из зерен пшеницы) и небольшого количества воды замесите немного теста. Поместите кусочек теста в марлю и тщательно промойте его в стакане воды. К полученной мутной воде добавьте несколько капель йодной настойки из аптечки. О чем свидетельствует появление сине-фиолетового окрашивания?

В марле осталась липкая тягучая масса. Это растительный белок, который называется клейковиной.

Следовательно, для нормального существования живому организму, и в первую очередь животному, необходимы углеводы, жиры, белки, а также вода и минеральные соли, которые поступают вместе с пищей. Растениям в этом плане повезло: они могут синтезировать из углекислого газа и воды углеводы (процесс фотосинтеза), а также еще одну удивительную группу веществ, которые называются витаминами.

Литература

1. Обносова Н.К. Начала химии. М: Просвещение, 1999, 136 с.

2. Габриелян О.С. Введение в химию. 7 класс. М: Просвещение, 2007

3. Никифорова Т.П., Нагин А.С. Неорганическая химия. Справочник. М: Просвещение, 1989, 257 с.

Подобные документы

Основные этапы развития химии. Алхимия как феномен средневековой культуры. Возникновение и развитие научной химии. Истоки химии. Лавуазье: революция в химии. Победа атомно-молекулярного учения. Зарождение современной химии и ее проблемы в XXI веке.

реферат [24,8 K], добавлен 20.11.2006

Пути познания и классификация современных наук, взаимосвязь химии и физики. Строение и свойства вещества как общие вопросы химической науки. Особенности многообразия химических структур и теория квантовой химии. Смеси, эквивалент и количество вещества.

лекция [759,9 K], добавлен 18.10.2013

Вещества и их взаимные превращения являются предметом изучения химии. Химия – наука о веществах и законах, которым подчиняются их превращения. Задачи современной неорганической химии – изучение строения, свойств и химических реакций веществ и соединений.

лекция [21,5 K], добавлен 26.02.2009

Теоретическая основа аналитической химии. Спектральные методы анализа. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Значение аналитической химии. Применение точных методов химического анализа. Комплексные соединения металлов.

реферат [14,9 K], добавлен 24.07.2008

Истоки и развитие химии, ее связь с религией и алхимией. Важнейшие особенности современной химии. Основные структурные уровни химии и ее разделы. Основные принципы и законы химии. Химическая связь и химическая кинетика. Учение о химических процессах.

реферат [25,9 K], добавлен 30.10.2009

Основные функции химии. Свойства моющих и чистящих средств. Использование химии в здравоохранении и образовании. Обеспечение роста производства, продление сроков сохранности сельхозпродукции и повышение эффективности животноводства при помощи химии.

презентация [14,3 M], добавлен 20.12.2009

Грань между органическими и неорганическими веществами. Синтезы веществ, ранее вырабатывавшихся только живыми организмами. Изучение химии органических веществ. Идеи атомистики. Сущность теории химического строения. Учение об электронном строении атомов.

1. Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, теория.

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

Физика– наука, которая изучает наиболее общие свойства материи и формы ее движения (механическую, тепловую, электромагнитную, атомную, ядерную). Физика имеет много видов и разделов (общая физика, теоретическая физика, экспериментальная физика, механика, молекулярная физика, атомная физика, ядерная физика, физика электромагнитных явлений и т.д).

Химия– наука о веществах, их составе, строении, свойствах и взаимных превращениях. Химия изучает химическую форму движения материи и делится на неорганическую и органическую химию, физическую и аналитическую химию, коллоидную химию и т.д.

Астрономия– наука о Вселенной. Астрономия изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие. Важнейшими разделами астрономии, которые сегодня превратились, по существу, в самостоятельные науки, являются космология и космогония.

Космология– физическое учение о Вселенной как целом, ее устройстве и развитии.

Космогония– наука, которая изучает вопросы происхождения и развития небесных тел (планет, Солнца, звезд и др.). Новейшим направлением в познании космоса является космонавтика.

Биология– наука о живой природе. Предметом биологии является жизнь как особая форма движения материи, законы развития живой природы. Биология, по-видимому, является самой разветвленной наукой (зоология, ботаника, морфология, цитология, гистология, анатомия и физиология, микробиология, вирусология, эмбриология, экология, генетика и т.д.). На стыке наук возникают смежные науки, такие как физическая химия, физическая биология, химическая физика, биофизика, астрофизика и т.д.

Итак, в процессе познания природы формировались отдельные естественные науки. Это необходимый этап познания – этап дифференциации знаний, дифференциации наук. Он обусловлен необходимостью охвата все большего и все более разнообразного числа исследуемых природных объектов и более глубокого проникновения в их детали. Но природа – это единый, уникальный, многогранный, сложный, самоуправляющийся организм. Если природа едина, то единым должно быть и представление о ней с точки зрения естественной науки. Такой наукой является естествознание.

Естествознание– наука о природе как единой целостности или совокупность наук о природе, взятая как единое целое. Последние слова в этом определении еще раз подчеркивают, что это не просто совокупность наук, а обобщенная, интегрированная наука. Это означает, что сегодня дифференциация знаний о природе сменяется их интеграцией. Эта задача обусловлена, во-первых, объективным ходом познания природы и, во-вторых, тем, что человечество познает законы природы не ради простого любопытства, а для использования их в практической деятельности, для своего жизнеобеспечения.

Метод- это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности.

Методы научного познания включают так называемые всеобщие методы, т.е. общечеловеческие приемы мышления, общенаучные методы и методы конкретных наук. Методы могут быть классифицированы и по соотношениюэмпирического знания (т.е. знания полученного в результате опыта, опытного знания) и знания теоретического, суть которого - познание сущности явлений, их внутренних связей.

Смежные науки существуют - биохимия, биофизика, геохимия, гидрохимия. Собственно, через эти науки и связана.

Биохимия занимается изучением химических процессов в живых организмах (биохимических процессов иначе). Без знания биологии здесь никак, без химии - тоже.

Биофизика изучает особенности функционирования физических законов на биологическом уровне организации вещества.

Геохимия занимается изучением химических процессов в литосфере и педосфере, гидрохимия - химическими процессами в гидросфере.
Есть еще гидрогеохимия (наука о химическом составе подземных вод)

Читайте также: