«Значення хімії для розуміння наукової картини світу.»
учня 4 курсу
математичного профілю
ліцею-інтернату
м. Переяслава-Хмельницького
Швидкого Сергія
-2007р.-
Велика роль хімії в розвитку матеріального виробництва зумовлена її практичними успіхами, які значною мірою залежать від результатів теоретичних досліджень. Без розробки теоретичних питань, без розвитку теорії було б не можливо поставити хімічні процеси на наукову основу.
На розвиток теоретичної хімії значний вплив справляють досягнення сучасної фізики у вивченні будови атома. Хімія дедалі ширше використовує фізико-математичні методи і квантово-механічні уявлення для опису і пояснення особливостей електронно-ядерних систем і природи хімічного зв’язку.
Але на хімію впливають не тільки фізика та інші природничі науки, вона зазнає певного впливу і з боку філософії. В міру того як природознавство поряд з нагромадженням емпіричних фактів переходило до їх теоретичного осмислення, зв'язок його з філософією став тіснішим.
Теоретичне природознавство свої погляди на природу намагається, наскільки це можливо, об’єднати в одне гармонічне ціле. І це неминуче його з філософією. Хімія, з одного боку, дає багатий фактичний матеріал для філософських узагальнень, для формування діалектико-матеріалістичного погляду на природу, а з другого – своїм власним розвитком уже не раз довела, що єдино правильним методом пізнання є діалектика, що плодотворний розвиток природознавства можливий лише на основі діалектичного матеріалізму.
Досліджуючи закономірності перетворення одних речовин в інші, хімія розв'язує питання різного змісту і ступеня загальності. Звичайно, для хімічного пізнання використовується дозвіл, який виражає насамперед логіку внутрішнього розвитку хімії і зафіксований в її поняттях, законах і теоріях. Але при розв’язанні деяких (здебільшого гносеологічних) питань хімії виходять за вузькі рамки спеціальної галузі знання і звертаються до більш загальних понять, які вироблені філософським мисленням.
Діалектичний матеріалізм як світогляд, метод і теорія пізнання має величезне значення для всіх наук. Це єдино наукова філософія, в якій органічно поєднується матеріалістичний погляд на світ і діалектичний метод мислення.
Основним питанням будь-якого філософського світогляду є питання про відношення мислення до буття, свідомості до матерії. Залежно від того, як філософи пояснюють це питання, їх відносять до матеріалістів або ідеалістів.
Матеріалісти вважають, що світ ніхто не створював, він існує вічно, незалежно від свідомості людини, тобто матерія первинна, а свідомість людини вторинна. З матеріалістичного розв’язання основного питання філософії випливає важливий висновок про можливість пізнання світу.
Розглядаючи пізнання як відображення матеріального свиту в людській свідомості, матеріалісти доводять, що наші відчуття, уявлення, поняття здатні правильно відображати об’єктивну дійсність.
Інакше розв’язують основне питання філософії ідеалісти. Вони вважають, що свідомість передує матерії, виступає як щось первинне, визначальне щодо матерії.
У рамках ідеалістичного розв’язання основного питання філософії склалися погляди, які беруть під сумнів можливість пізнання світу, заперечують достовірність наших знань, саму можливість пізнання як відображення об’єктивної реальності.
Отже філософське осмислення світу, розуміння явищ природи може бути матеріалістичним або ідеалістичним.
Для наукового світогляду характерним є не тільки матеріалістичне розв’язання основного питання філософії, а й діалектичний метод мислення.
порівняно низькому рівню розвитку природознавства і філософії відповідав метафізичний метод мислення. Він склався під впливом успіхів природознавства в 15 – 18 ст., коли панував аналітичний спосіб дослідження дійсності, коли природу «розкладали» на окремі частини і вивчали їх ізольовано, незалежно від існуючих між ними зв’язків і відношень.
У межах метафізичного методу мислення заперечувалась ідея розвитку в природі предмети і явища дійсності вважалися незмінними. Все це призводить до того, що метафізика при поясненні і явищ природи зближалася з ідеалізмом і реалізмом. Природодослідники, які мислили метафізично, як правило, замикалися в рамках емпіричних досліджень і недооцінювали роль теоретичного мислення в розкритті внутрішньої суті природних явищ.
Діалектичний метод мислення, на відміну від метафізичного, виходить з визнання загального зв’язку і взаємодії в природі, розглядає явища і процеси дійсності в постійній зміні і розвитку, джерелом якого є внутрішні суперечності, притаманні самий об’єктивній дійсності.
Діалектичний метод мислення склався на основі досягнень природознавства і всієї попередньої філософії. У геніальній праці Ф. Енгельса «Діалектика природи» дається глибоке філософське узагальнення природничонаукових відкриттів, що відіграли важливу роль у розвитку діалектико-матеріалістичного погляду на природу.
Три великі відкриття природознавства 19ст. – формулювання закону збереження і перетворення енергії, відкриття клітинної будови живих організмів, еволюційна теорія Дарвіна – показали обмеженість метафізичного методу мислення і дали важливу природничу-наукову основу для розвитку діалектичного розуміння природи.
Особливо тісно природничонаукові і філософські погляди переплітаються в період великих наукових відкриттів, осмислюючи які, природодослідники змушені приходити до загальнотеоретичних висновків, які виражають в якійсь мірі і їх філософські позиції.
Філософське мислення справедливо розглядається багатьма хіміками як один з важливих засобів, що може бути використаний для аналізу понять і принципів, на яких побудовані хімічні теорії. Німецький хімік А. Купер, указуючи на недоліки теорії типів, її однобокий характер пропонував використати філософський підхід для перевірки правильності теорії типів. З цього приводу він писав: «Є дві умови, яким повинна відповідати всяка здорова теорія:
1) повинно бути доведено, що вона правильна з емпіричної точки зору;
2) вона повинна бути не в меншій міри правильна з філософської точки
зору…»
Хоч у класичний період розвитку хімії вчені по-різному оцінювали значення філософського підходу вказує на розуміння ними зв’язку між філософією і теоретичною хімією. Визначаючи основи завдання хіміка-теоретика, М. В. Ломоносов зазначав, що воно полягає в філософському пізнанні змін «змішаних тіл» (маються на увазі складні сполуки) На думку М. В. Ломоносова, справжній хімік повинен і філософом.
Важливого значення надавав філософського підходу і Д. І. Менделєєв, який у передмові до восьмого видання твору «Основи хімії» писав: «Спостереженням, дослідам і застосуванням у промисловості – в ньому відведено своє місце, однак головним предметом твору є філософські начала нашої науки, що належать до її основних або первинних якісних і кількісних відомостей про хімічні елементи». Засновник геохімії, видатний радянський учений, академік В. І. Вернадський у своїх працях переконливо показав, що
Велике значення для формування у школі діалектико-матеріалістичного світогляду має центральний розділ програми з хімії – «періодичний закон і періодична система елементів Д.І. Менделєєва. Будова речовини».
На матеріали цього розділу можна показати взаємний зв'язок між елементами, їх внутрішньою спорідненістю, а також поглибити уявлення учнів про матеріальну єдність світу, про безмежність людського пізнання.
Недоліком класифікації хімічних елементів до Д. І. Менделєєва був насамперед її штучний характер. Учені враховували лише деякі зовнішні неістотні властивості елементів, які не виражали внутрішнього, спорідненого зв’язку між ними. Д. І.. Менделєєв, на відміну від своїх попередників, був упевненим, що між елементами існує природний зв'язок. Керуючись цією ідеєю, Менделєєв почав шукати внутрішнього загального зв’язку.
Встановлення причинних зв’язків між предметами і явищами навколишнього світу є найголовнішим завданням справжньої науки, бо знання – це насамперед знання причинних зв’язків. З’ясування внутрішніх зв’язків між рівними предметами і явищами та їх причин дає можливість виявляти об’єктивні закони, яким підпорядкований розвиток у природі, і на основі цього робити наукові передбачення, завбачати існування в природі ще невідомих предметів і явищ. Всебічно вивчаючи елементи, Д. І. Менделєєв головну увагу звертав на дві властиві їм ознаки: масу та індивідуальність (або хімізм). Він писав, що мимоволі виникає думка про те, що між масою і хімічними особливостями елементів неодмінно повинен бути зв'язок, а тому треба шукати функціональної відповідності між індивідуальними властивостями елементів і їх атомною масою. Цей зв'язок учений висловив у відомому формулюванні періодичного закону.
Найнезаперечнішим підтвердженням справедливості періодичного закону є те, що за його допомогою стало можливим передбачити існування в природі не відомих елементів і їх властивостей. Ці приклади геніального наукового передбачення були найяскравішим підтвердженням діалектичного матеріалізму про те, що в світі немає і не може бути «речей у собі», що не пізнане сьогодні буде пізнане завтра, що людське пізнання дедалі більше проникає в глиб будови матерії.
Періодичний закон не тільки зміцнив матеріалістичний погляд на атоми, але й розкрив зв'язок і взаємну залежність хімічних елементів, які ґрунтуються на корінній властивості елементів – атомній масі, яка зумовлює їх якість, тобто фізичні і хімічні властивості. Періодичний закон розкрив процес розвитку елементів, який відбувається в природі через стрибкоподібний перехід кількісних змін в якісні, що спостерігається в системі при переході від одного періоду до іншого.
Той факт, що Д. І. Менделєєву вдалося об’єднати в одну систему всі як подібні, так і різко відмінні за властивостями елементи, свідчать про існування між елементами єдиного, внутрішнього, спорідненого зв'язку. Властивості першого-ліпшого елемента виявляються тільки в зв'язку з усіма іншими елементами, з періодичною системою в цілому.
В науковому передбаченні і практичному використанні досягнень Д.І. Менделєєв вбачав кінцеву мету науки.
К.А. Тімірязєв, Характеризуючи силу наукового передбачення Менделєєва, Порівнював його з пророцтвом. Це справді було пророцтво, Ала не «чудесне», а суто наукове, що ґрунтувалося на знанні законів природи Тому воно й збулось. Відкриття законів природи і використання їх для наукового передбачення має неоціниме значення для людської практики, бо дає змогу людині успішно впливати на навколишній світ, змінювати його в своїх інтересах. Це означає, що людина не безсильна перед природою та її об’єктивними законами; поступово, розкриваючи ці закони і опановуючи сили природи, людина з її раба перетворюється в її господаря.
Після з'ясування внутрішньої будови атомів і відкриття в природі явищ ізотопів виявилося, що загальнішою і важливішою ознакою кожного елемента є не атомна маса, на яку лише й міг у свій час послатися Д.І. Менделєєв, а будова атомів, точніше – заряд ядер, від якого залежать хімічні властивості елемента. Зв'язок між властивостями елементів і зарядом ядер атомів знайшов своє відображення в новому формулюванні періодичного закону в світлі теорії будови атомів, яке, проте, не змінює його суті. Було встановлено, що періодичний характер у зміні властивостей хімічних елементів залежить від заряду ядра, бо із збільшенням величини заряду ядра періодично змінюється будова електронних шарів атомів.
Вчення про будову атомів розкрило матеріальну основу взаємозв’язку, спорідненості між елементами, виражених у періодичній системі.
Теорія будови атомів, розкривши фізичний зміст періодичногозакону, допомогла повніше зрозуміти періодичну зміну властивостей і процес розвитку елементів, який відбувається через діалектичні закони переходу кількості в якість заперечення виражені в періодичному законі і періодичній системі.
Кожний період починається типовим металом, далі відбувається поступове ослаблення, заперечення металічних властивостей, що досягає найвищого ступення в галогенів і інертних газів, якими закінчуються періоди. У першого елемента наступного періоду здійснюється заперечення – властивостей галогену чи інертного газу, – бо він е знову типовим металом.
Поступове збільшення числа протонів, нейтронів і електронів приводить до нових якостей, виникнення інших хімічних властивостей елемента. При загальній схожості новий метал (взагалі аналогічний елемент) відмінний вид попереднього і будовою ядра, і електронною структурою атома, і властивостями. У цьому разі новий метал має складнішу будову атома і ядра, більш виражені металічні властивості.
Якісні зміни елементів внаслідок кількісних змін числа протонів і нейтронів у ядрах відбуваються не тільки в періодах і рядах, й у групах і підгрупах. Кількісна відмінність будь-якого елемента від інших елементів цієї групи визначає і його якісну відмінність у цілому.
Порівняння будови і властивостей аналогічно показує закономірний розвиток до більш складного. Кожний наступний елемент у періодичній системі складніший від попереднього. Ускладнення будови атомів елементів – результат діалектичного розвитку, а не просто механічного руху. Отже, атоми і взагалі частинки матерії перебувають у нерозривному органічному зв'язку один з одним, у не скінченому процесі зміни і розвитку.
Вивчення будови атомів і періодичного закону переконує нас у тому, що в неорганічному світі, як і у всій природі немає нічого вічного і змінного, крім матерії і її розвитку, що цей розвиток відбувається за властивим природі законом, без втручання «світового духу». Періодичний Закон і періодична система Д. І. Менделєєва витримала дуже серйозну перевірку часом. У свій час Д. І. Менделєєв писав: «Періодичному закону майбутнє не загрожує руйнуванням, а лише надбудови та
розвиток обіцяє».
ПЛАН
1. Значення діалектико-матеріалістичного світогляду для наукового
пізнання світу.
1) Необхідність діалектико-матеріалістичного світогляду в природі.
2.Періодичний закон і періодична система елементів Д. І. Менделєєва. Причинно-наслідкові зв'язки між предметами і явищами природи.