Химия — наука о составе, внутреннем строении и превращении вещества, а также о механизмах этих превращений. Эти условия могут оказывать воздействие на характер и результаты химических реакций. Однако существует немало химических реакций, равновесие в которых смещено влево, в сторону образования исходных веществ. В результате радиационно-химических реакций вещества получают повышенную термостойкость и твердость.

Такого рода процессы называются химическими явлениями, при которых из одних веществ образуются другие, новые вещества, а наука, изучающая превращения веществ, называется химией.

Химия всегда была нужна человечеству для того, чтобы получать из природных веществ материалы с необходимыми для повседневной жизни и производства свойствами.

Эти четыре концептуальных системы знания находятся в отношениях иерархии (субординации). В развитии химии происходит не смена, а строго закономерное, последовательное появление концептуальных систем. Объяснение необычайно широкому разнообразию органических соединений при столь бедном элементном составе было найдено в явлениях, получивших названия изомерии и полимерии.

При этом химия из науки преимущественно аналитической превратилась в науку синтетическую. Главным достижением этого этапа развития химии стало установление связи между структурой молекул и реакционной способностью веществ. В нем, прежде всего, подразумевается такой уровень химических знаний, при котором, комбинируя атомы различных химических элементов, можно создать структурные формулы любого химического соединения.

В самом общем виде методы управления химическими процессами можно подразделить на термодинамические и кинетические

В 1857 г. немецкий химик А. Кекуле опубликовал свои наблюдения о свойствах некоторых элементов, могущих заменять атомы водорода в ряде соединений, и ввел новый термин — сродство. А это означает, что химик в принципе может создавать план синтеза любого химического соединения — как уже известного, так и еще неоткрытого. Часто придуманная химиками реакция, которая должна была привести к получению вещества с нужной структурной формулой, не происходила.

Поэтому важнейшим шагом в развитии структурной химии стало создание теории химического строения органических соединений русским химиком А.М. Бутлеровым. Кроме того, она указывала на наличие активных центров и активных группировок в структуре молекул. В XX в. структурная химия получила дальнейшее развитие. На основе достижений структурной химии у исследователей появилась уверенность в положительном исходе экспериментов в области органического синтеза.

Он в своей Нобелевской лекции 1965 г. заявил, что химический процесс — это то основное явление, которое отличает химию от физики, делает ее более сложной наукой

Этот период в химии был назван триумфальным шествием органического синтеза. В это время появились всевозможные азокрасители для текстильной промышленности, различные препараты для фармации, искусственный шелк и т.д. Современная структурная химия достигла больших результатов.

При высоком давлении сильно меняются физические и химические свойства веществ

Молекула этого вещества представляет собой две пластины из соединений водорода и углерода, между которыми находится атом какого-либо металла. Этих сведений недостаточно для того, чтобы управлять процессами превращения вещества.

Для получения этих материалов способ решения основной проблемы химии, основанный на учении о составе и структурных теориях, был явно недостаточен. Учет и использование этих факторов вывело химию на новый качественный уровень ее развития.

Учение о химических процессах базируется на идее, что способность к взаимодействию различных химических реагентов определяется кроме всего прочего и условиями протекания химических реакций. И, наконец, встречаются реакции, которые трудно ввести в одно желательное русло, так как они самопроизвольно создают десятки непредвиденных ответвлений с образованием сотен побочных продуктов.

Все дело в том, что для большинства промышленно важных химических процессов катализаторы подбирались путем бесчисленных проб и ошибок

В ней обоснованы законы, устанавливающие зависимость направления химической реакции от изменения температуры и теплового эффекта реакции. Каждая химическая реакция в принципе обратима, но на практике равновесие смещается в ту или иную сторону. Это зависит как от природы реагентов, так и от условий протекания процесса. В этом случае наиболее целесообразно поэтапное решение, при котором вначале выделяется наиболее сильное действие какого-нибудь одного из «третьих тел», чаще всего катализатора.

Таким образом, влияние «третьих тел» на ход химических реакций может быть сведено к катализу, т.е. положительному воздействию на химический процесс, или ингибированию, сдерживающему процесс. Как уже отмечалось выше, способность химических элементов к взаимосвязи определяется не только их молекулярной структурой, но и условиями, при которых происходит соединение.

Катализ был открыт в 1812 г. русским химиком К.С. Кирхгофом. Благодаря им стало возможным использовать в качестве сырья для органического синтеза парафины и циклопарафины, до сих пор считавшиеся «химическими мертвецами».

Синтез новых органических веществ позволяет получить полезные и ценные материалы, отсутствующие в природе

Реагирующие вещества вступают в контакт с катализатором, взаимодействуют с ним, в результате чего происходит ослабление химических связей. В общем случае любую каталитическую реакцию можно представить проходящей через промежуточный комплекс, в котором происходит перераспределение ослабленных химических связей.

Плазменная химия в последнее время все больше внедряется в промышленное производство. Принципиально новой и исключительно важной областью учения о химических процессах является самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких и керамических материалов.

Давно известно, что процесс горения представляет собой соединение кислорода с горючим веществом, поэтому горение — это реакция окисления горючего вещества. При этом происходит перемещение электронов от атомов окисляемого вещества к атомам кислорода. С этой точки зрения горение возможно не только в кислороде, но и в других окислителях. В результате такого синтеза получаются сотни тугоплавких соединений самого высокого качества.

Поэтому для управления химическим процессом в реагирующие вещества вносятся те или иные добавки. Тем не менее, классическая структурная химия была ограничена рамками сведений только о молекулах вещества, находящегося в дореакционном состоянии.