Шпаргалка по "Концепции современного естествознания"

Независимо ни от каких обстоятельств микрообъект  не является ни волной, ни частицей, ни даже симбиозом волны и частицы. Это есть некий весьма специфический  объект, способный в зависимости  от обстоятельств проявлять в той или иной мере корпускулярные и волновые свойства. Понимание корпускулярно-волнового дуализма как потенциальной способности микрообъекта проявлять в различных внешних условиях различные свойства есть единственно правильное понимание. Отсюда, в частности, следует вывод: наглядная модель микрообъекта принципиально невозможна.

22. Роль катализа  в эволюции химических  систем.Поиски различного рода природных катализаторов позволяют химикам сделать ряд выводов:

на ранних стадиях  химической эволюции мира катализ отсутствовал. Условия высоких температур –  выше 5000 градусов по Кельвину, электрических  зарядов и радиации препятствуют конденсированного состояния.

Первые проявления катализа начинаются при смягчении  условий ниже 5000 градусов по Кельвину и образование первичных тел.

Роль катализатора возрастала по мере того, как физические условия (главным образом температура) приближалась к земным. Но общее значение катализа ( вплоть до образования более или менее сложных органических молекул) все еще не могло быть высоким.

Роль катализа в  развитии химических систем после известного количественного минимума органических и неорганических соединений, начала возрастать с фантастической быстротой. Отбор активных соединений происходил в природе из тех продуктов, которые  получались относительно большим числом химических путей.

Наиболее активны  в этом отношении соединения переменного  состава с ослабленными связями  между их компонентами. Именно на них  и направлено действие разных катализаторов. Следует обратить особое внимание на то, что возникновение и эволюция жизни на земле были бы невозможны без существования ферментов, служащих по сути дела живыми катализаторами. белок-катализатор жив прир…саморазвитие катализатора-гл движ сила эволюц.. 96% жив соедин в прир органич – вывела эвол химия.

23. Связь между электричеством  и магнетизмом.Раньше электричество и магнетизм изучались отдельно. Дальнейшее исследования показали, что между ними есть взаимосвязь и ученые стали ее искать. Ученый Эрстед, поместив над проводником магнитную стрелку, увидел что она откланяется, это привело ученого к мысли, что электрический ток создает магнитное поле. Позднее Майкл Фарадей, вращая замкнутую проводку в магнитном поле, открыл, что в нем создается электрический ток. На основе опытов этих и других ученых, Максвелл создал свою электромагнитную теорию.

Ур-ния Максвелла. Он чисто математическим путем вычислил систему дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное поле. В дифференциальных уравнениях Максвелла вихри электрического и магнитного полей определяются производными по времени от чужих полей. Электрическое – от магнитного и наоборот. Если со временем меняется магнитное поле то существует и переменное электрическое поле., которое ведет к изменению магнитного поля. Из этого возникает переменное электромагнитное поле которое уже не привязано к заряду и отрывается от него, самостоятельно существуя и распространяясь в пространстве. Вычисленная им скорость распространения электромагнитного поля оказалась равная скорости света 

24. Геологические процессы  и строение земли.Геосфера.

Различают внутренние и внешние оболочки земли.

Ядро: 80% железо 20% никель. Внутреннее ядро твердое температура 4500 градусов, внешнее ядро жидкое температура 3200 градусов.

Существует метод  сверхглубокого бурения (в России сверхглубокая  скважина находится на Кольском полуострове  и достигает 12 километров что составляет приблизительно 0.2% радиуса Земли).

Изучение магнитного поля Земли в далеком прошлом  из-за остаточной намагниченности горных пород.

Исследование глубинных  структур с помощью сейсмических волн

Земная кора занимает примерно 1% по объему и около 0.5% по массе.

Внешние геосферные оболочки:

Атмосфера

Гидросфера 

Литосфера

Атмосфера состоит: 78% азот, 21% кислород. Что приводит к  выводу что атмосфера такого состава очень не устойчива и по всем законам физики вообще не может существовать.

Концепции формирования современного облика Земли.

1787 - Абраам Г. Вернер выдвинул теорию что вначале была вода. Потом вода уходит и дно океана постепенно высыхает и становится сушей.

1795 - Джеймс Геттон в своей книге говорит что главную роль играют глубинные силы земли. Подземный жар приводит к землятресениям и извержениям вулканов в результате чего породы образуют рельеф Земли.

1852 - Эли де Бомон  (контрокционная теория) Земля представляла собой расплавленное сферическое тело с гладкой поверхностью. Постепенно остывая радиус уменьшался. Для объяснения возникновения поверхностных неровностей он предположил что площадь Земли оставалась прежней в то время как радиус уменьшался, что привело к "сморщиванию" поверхности и возникновению гор и впадин.

Эдуард Зюс (1831 - 1914) обратил внимание на сходство очертаний южной америки и африки, вследствии чего пришел к выводу что изначально был большой материк Гондвана который по какимто причинам в дальнейшем развалился и Земля приобрела нынешний облик.

1912 А. Вегенер считает что материки сходились и расходились несколько раз.

1914 Баррел высказал догадку что внутри мантии существует вязкая поверхность астеносфера, вот по ней и плавают элементы земной коры.

Во второй половине 20 века была создана теория "тектоники  литосферных плит". Земная кора не представляет собой единого целого.

25. Структура вещества  и химические системы.Характер любой системы зависит не только от состава и строения ее элементов, но и от их взаимодействия. Именно такое взаимодействие определяет специфические, целостные с-ва самой системы.

Йенса Берцелиус. Структура молекулы возникает благодаря взаимодействию разноименно заряженных атомов или атомных групп.

Шарль Жерар. При образование различных структур различные атомы не просто взаимодействуют, но известным образом преобразуют друг друга, так что в результате возникает определенная целостность или система.

Фридрих Кекуле. Он стал связывать структуру с понятием валентности элемента или числа его родства. Комбинируя атомы различных химических элементов по их валентности, можно прогнозировать получение различных химических соединений в зависимости от исходных реагентов.

Бутлеров. Он согласен что образование новых молекул из атомов происходит за счет их химического сродства, но обращал внимание на степень напряжения или энергии, с которой они связываются друг с другом.

Вещество дискретно, то есть состоит из огромного количества мельчайших частиц. Таково общепринятое ныне следствие атомистического  учения, возникшего ещё в античности, одним из современных аналогов которого является молекулярная теория. Она  даёт ответ на вопрос о том, что  происходит внутри тел, когда они  плавятся, испаряются, меняется их температура  и т. д. Молекула - общее название мельчайших частиц вещества, сохраняющих  свои химические свойства. Молекулы отличаются друг от друга. Например, у паров  металла и инертных газов они  представляют собой отдельные атомы, у водорода, кислорода состоят  из двух атомов и т. д. Молекулы сложных  веществ состоят из различных  атомов элементов, входящих в их состав.

Можно ли увидеть  молекулу? Мы реагируем на свет, который  представляет собой волны с очень  малой длиной: несколько тысяч  ангстрем (1 ангстрем «1А» равен 10-8см). Они  и создают видимое изображение. Например, с помощью сильного микроскопа можно увидеть бактерии размером от 10000 до 1000 ангстрем. Далее непосредственное зрительное восприятие обрывается - его  ограничивает длина волны видимого света. Волны могут сделать видимыми препятствия, которые по своим размерам больше или порядка их длины. Длины  световых волн, то есть воспринимаемого  нашим глазом электромагнитного  излучения, лежат в пределах от 7000А  для красного до 4000А - для фиолетового. Попытки преодолеть это препятствие в области коротковолнового ультрафиолета с помощью фотоплёнки вместо глаза не привели к успеху, так как волны поглощались. Рентгеновские лучи тоже оказались недостаточно короткими, чтобы высветить структуру молекулы. Они проходят через вещество, но плохо фокусируются и дают размытую теневую картину. В лучшем случае они выявляют расположение атомов и расстояние между слоями в кристаллах.

Но изобретение  электронного микроскопа позволило  получать на фотоплёнке сильно увеличенное  изображение молекул. В нём вместо света через исследуемый тонкий образец проходит пучок электронов, который затем фокусируется электрическими и магнитными полями. Длины электронных  волн настолько меньше световых, что  позволяют различать даже форму  молекул. Конечно, надо помнить, что, в  конечном счете, мы можем видеть только их увеличенное изображение, но не сами молекулы. Молекулы оказались состоящими из ещё более мелких частиц - атомов. В свою очередь атомы оказались сложными системами, состоящими из электронов и ядер, а сами ядра - состоящими из различных частиц.

26. Физические основы  периодической системы  химических элементов.Теоретическую основу неорганической химии составляет учение о Периодическом законе, созданное русским ученым - энциклопедистом Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834–1907). С точки зрения теории строения атома, элементы в периодической системе расположены в последовательности увеличения зарядов их ядер, Внутри каждого периода по мере возрастания зарядов ядер элементов последовательно изменяется структура внешних электронных уровней. С этим связан переход элементов от металлов к неметаллам. В периодах слева направо, с увеличением зарядов ядер элементов, усиливается притяжение электронов к ядру и происходит сжатие атома, т. е. уменьшение атомного радиуса элементов. Поэтому в начале каждого периода располагаются элементы, имеющие больший атомный радиус и меньшее число электронов на внешнем электронном слое. Чем больше атомный радиус, тем слабее притяжение электронов внешнего слоя и тем легче элементу отдавать электроны. Такая структура характерна для элементов - металлов, которые сравнительно легко отдают валентные электроны, но не могут принимать их дополнительно для достройки электронных оболочек внешнего уровня.

С увеличением атомного номера элементов увеличивается  заряд ядра и число электронов во внешнем слое и уменьшается  легкость отдачи электронов с этого  слоя. Таким образом, внутри каждого  периода с увеличением атомных  номеров элементов наблюдается  уменьшение металлических свойств  элементов и возрастание неметаллических  свойств (способность притягивать  к себе электроны). Каждый период заканчивается  инертным элементом, имеющим завершенную  структуру внешнего электронного слоя (полный октет). Устойчивость такого октета объясняет пассивность инертных элементов, что не позволяет причислить их к металлам или неметаллам. В  группах расположены элементы, имеющие  одинаковое строение внешнего электронного слоя, т. е. электронные аналоги. Номер  группы указывает число электронов на внешней электронной оболочке атомов элементов данной группы. Элементы, находящиеся в одной группе проявляют  близкие химические свойства. Однако и внутри группы свойства элементов  изменяются. Это связано с тем, что внутри каждой группы сверху вниз у элементов увеличивается число  электронных слоев, т. е. атомный  радиус. Чем больше атомный радиус, тем дальше от ядра электроны внешнего слоя и тем слабее они удерживаются ядром.

27. Эволюция понятия  химического элемента.

В 17 веке Бойль вводит понятие химического элемента. Первый химический элемент был открыт в 1669 г. фосфор потом кобальт и никель. Активное открытие начали во второй половине 18в. металлы – это сложные тела.Шталь-основал теорию флогистона, которая задерж развитие химич науки, фолигст-это особое горюющее в-во, тело горит тем лучше, чем больше в нем флогист.;прокаливание-самый лучш метод по разложению в-ва

Металл если накалить то получится окалина и флогистон. Потом, когда открыли кислород(Лавуазье), то поняли что окалина это соединение металла с кислородом. В результате нагрева металл не разлагается, а идет химическая реакция. Лавуазье  определил место элемента в периодической таблице по атомной массе. В настоящее время место химического элемента определяется по заряду атомного ядра.

Сейчас под химическим Эл-том понимают вещество, все атомы  которого обладают одинаковым зарядом  ядра, хотя и различаются по своей  массе, поэтому атомные весе не выражаются целыми числами

28. Особенности биологического  уровня организации  материи.Биология – спектр учебных дисциплин о живом, о формах активности, о связи с неживой природой. Изучает широкий спектр проблем

Парадигма систематики (Линней);Эволюционная(Дарвин);Генетическая (Мендель); Эвол. химия; Синеогетика.

Отличия живого от неживого

(А) Сложная упорядоченная  структура.

(Б) живые системы  могут существовать только как  равновесные открытые системы. 

(В) Живые организмы  в процессе своего развития  усложняются.

(Г) Живые организмы  способны к самовоспроизведению,  размножению. 

(Д) Передают наследственную  информацию

Живые орг. состоят  из белков и нуклеиновых кислот

Происхождение (Креационизм, Константность, Неоднократное самопроизвольное возникновение, Панспермии, Эвалюция)

29. Структурные уровни  в организации  живого вещества.

Биосферный (Вся совокупность живых организмов с окр средой(проблема со2 в атмосфере))

Биогеоциноз (Конкретный участок тер-рии с конкретным составом живых и неживых компонентов, ЭКОСИСТЕМА(рационал использование природы))

Популяционно-видовой (свободно скрещ особи, изучение факторов влияющих на популяцию)

Организменный и  органо-тканевый (отражают признаки отдельных  особей, их строение, строение органов  и тканей),