* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

711 ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 712 п о л у ч и в ш и м вслед з а т е м с и л ь н о е р а з в и т и е , явилось учение о скоростях х и м . реакций ( с м . Кинетика химическая) и о катализе (см.), давшее теоретическую основу р я д а х и м . про­ изводств. Глубокое влияние на дальнейшее развитие Ф . х . о к а з а л п е р е в о р о т во в з г л я д а х ф и з и к о в и химиков на строение материи, происшедший в последнее в р е м я в р е з у л ь т а т е к р у п н ы х о т к р ы ­ т и й к о н ц а 19 и н а ч а л а 20 в в . ( о т к р ы т и е к а т о д ­ ных и рентгеновских лучей, радиоактивности и т. д . ) . А т о м ы э л е м е н т о в п е р е с т а л и быть н е ­ делимыми « к и р п и ч а м и » м и р о з д а н и я , й п р о н и к ­ новение в и х в н у т р е н н ю ю с т р у к т у р у , п о с т р о е ­ ние т е о р и и с т р о е н и я а т о м о в п о з в о л и л о р а з ъ я с ­ нить м н о г и е т р у д н е й ш и е в о п р о с ы х и м и и , н а п р . в а л е н т н о с т ь , п е р и о д и ч е с к и й з а к о н (см. Перио­ дическая система элементов) и др. Прогресс в развитии физики и химии мало-по-малу сгла­ живает границу между этими н а у к а м и . В про­ ш л о м , по с л о в а м Д ж . Д ж . Т о м с о н а ( J . J . T h o m ­ son), д е л е н и е свойств н а ф и з и ч е с к и е и х и м и ч е ­ с к и е о с н о в ы в а л о с ь н а н е з н а к о м с т в е со с т р о е ­ нием а т о м о в и м о л е к у л . Ф и з и к а н е м о г л а п р е д лоясить н и к а к о г о о б ъ я с н е н и я , п о ч е м у с в о й ­ с т в а а т о м а одного э л е м е н т а о т л и ч а ю т с я от т а ­ ковых другого. А т. к. химия занималась г л . о б р . и з у ч е н и е м этого р а з л и ч и я м е ж д у а т о ­ мами, то существовало реальное различие ме­ ж д у этими н а у к а м и . Между тем в последней ч е т в е р т и 19 в . ф и з и к и п р о н и к л и и в э т у о б ­ л а с т ь и д о с т и г л и т а к о г о п р е д с т а в л е н и я об а т о ­ ме и м о л е к у л е , к - р о е о б ъ я с н я е т , чем о д и н в и д атома о т л и ч а е т с я от д р у г о г о и к а к а т о м ы сое­ диняются друг с другом д л я образования мо­ л е к у л . Т . о. п р е г р а д а , р а з д е л я в ш а я х и м и ю и физику, падает. Д л я разрешения многих во­ просов Ф . х . н е о б х о д и м о н е т о л ь к о р а з р а б а т ы ­ в а т ь самые т о н к и е п р и е м ы ф и з . м е т о д о в , н о и создавать новые области физики, н а п р . вол­ новую механику. Тесная и взаимная связь ме­ ж д у ф и з и к о й и х и м и е й п о л у ч и л а свое н а г л я д ­ н о е в ы р а ж е н и е м е ж д у п р о ч и м и в т о м , что н а ­ р я д у с Ф . х . в последнее в р е м я п о л у ч и л п р а в а гражданства т а к я ю и термин «химическая фи­ з и к а » . П о д этим н а з в а н и е м в ы ш е л в 1932 г . и з в е с т н ы й к у р с Э й к е н а (Eucken). В н а с т , в р е м я Ф. х . представляет обширную область знания, распадающуюся, на р я д отделов, из которых нек-рые выросли у ж е в целые научные дисци­ плины. Достаточно назвать ваяшейшие из н и х : у ч е н и е о с о с т о я н и и т е л — г а з о о б р а з н о м , яотдком и т в е р д о м — х и м . м е х а н и к а ; у ч е н и е о р а с ­ творах и сплавах; учение о скоростях хим. реакций (хим. кинетика) и о хим. равновесии; электрохимия, фотохимия, термохимия, кол­ л о и д н а я ХИМИЯ И Др. И. Каблуков. Н е останавливаясь здесь подробно н а к а ­ ж д о м и з э т и х о т д е л о в , м ы р а с с м о т р и м л и ш ь те общие о с н о в ы , н а к - р ы х с т р о и т с я с о в р е м е н н а я Ф . х . В а ж н е й ш е й и з э т и х основ б е с с п о р н о является применение к хим. процессам общих законов э н е р г е т и к и , п р и н ц и п о в т е р м о д и н а м и ­ к и . П р и м е н е н и е т е р м о д и н а м и к и о п р е д е л я е т не т о л ь к о с п е ц и а л ь н у ю о б л а с т ь т е р м о х и м и и (це­ л и к о м н а ней о с н о в а н н у ю ) , но ш и р о к о и с п о л ь ­ зуется в самых различных областях Ф . х. Д р у г у ю не менее в а ж н у ю о с н о в у д а ю т Ф . х . м о л е к у л я р и о - к и н е т и ч е с к и е п р е д с т а в л е н и я . Эти оба подхода сперва противопоставлялись друг д р у г у к а к п р о т и в о п о л о ж н ы е способы т р а к т о в к и физ.-хим.явлений. Однако исследования Больцмайа. ( B o l t z m a n n ) , д а в ш и е м о л е к у л я р н о - к и н е тическую трактовку принципов термодинами­ к и , п о к а з а л и р а в н о п р а в и е о б о и х п о д х о д о в , не исключающих, а взаимно дополняющих друг д р у г а . Естественным дополнением и развитием молекулярно-атомистических представлений я в и л о с ь у ч е н и е об а т о м и с т и ч е с к о м с т р о е н и и электричества, легшее в основу электрохимия. Е с л и эти д в а н а п р а в л е н и я в с е ц е л о о п р е д е л я л и собой п у т и р а з в и т и я к л а с с и ч е с к о й Ф . х . , то в н а с т о я щ е е в р е м я в к а ч е с т в е т р е т ь е й , не менее в а ж н о й основы к н и м п р и с о е д и н я е т с я ф и з и к а а т о м а . Сама е щ е почти с к а ж д ы м годом м е н я ю ­ щ а я свои к о н т у р ы и о ч е р т а н и я , в н у т р и а т о м н а я ф и з и к а з а с т а в л я е т л о м а т ь и п е р е с т р а и в а т ь мно­ гие казавшиеся незыблемыми представления классической Ф. х. П р и л о ж е н и я первого принципа термодинамики. В о т л и ч и е от чистой химии, занимающейся превращением веществ, Ф. х. показала невозможность изучать превра­ щ е н и я веществ и з о л и р о в а н н о от с о п р о в о ж д а ю ­ щих их превращений энергии. Поэтому только н а основе п р и н ц и п о в термодинамики (см.) о к а ­ залось возможным построение законов хим. процессов. Первый принцип термодинамики, з а к о н с о х р а н е н и я э н е р г и и , в ы р а ж а е т с я общим у р а в н е н и е м U=A—Q, где U—уменьшение энер­ г и и с и с т е м ы , А—произведенная ею работа и Q—поглощенная т е п л о т а . Т . о. у м е н ь ш е н и е э н е р г и и системы р а в н я е т с я р а з н о с т и м е ж д у п р о и з в е д е н н о й ею р а б о т о й и п о г л о щ е н н о й ею т е п л о т о й ( и л и сумме п р о и з в е д е н н о й р а б о т ы и в ы д е л е н н о й т е п л о т ы ) . В е л и ч и н а U особенно просто измеряется в случае хим. р е а к ц и и , если п р о в о д и т ь ее т а к и м о б р а з о м , чтобы о н а не п р о ­ и з в о д и л а н и к а к о й р а б о т ы . Т о г д а .4 = 0 и U — =—Q: у м е н ь ш е н и е э н е р г и и х и м . системы р а в ­ няется теплоте, выделяемой ею при отсутствии в н е ш н е й р а б о т ы . Это к о л и ч е с т в о т е п л о т ы н а ­ з ы в а е т с я «тепловым эффектом» х и м . р е а к ц и и . Д л я измерения теплового эффекта пользуются различными калориметрами. Рассмотрим напр. р е а к ц и ю в ы т е с н е н и я в о д о р о д а из к - т ы м е т а л ­ лом: Zn-r-H S0 = ZnS0 -r-H . Если эта реак­ ц и я п р о т е к а е т п р и п о с т о я н н о м ( н а п р . атмос­ ф е р н о м ) д а в л е н и и , то в ы д е л я ю щ и й с я в о д о р о д , преодолевая внешнее давление, производит ра­ б о т у , р а в н у ю п р о и з в е д е н и ю д а в л е н и я н а при­ ращение объема; часть энергии реакции рас­ х о д у е т с я н а э т у р а б о т у . Н а п р о т и в , е с л и про­ в о д и т ь в с ю р е а к ц и ю п р и п о с т о я н н о м объеме, т . е. в у с л о в и я х , и с к л ю ч а ю щ и х производство м е х а н и ч е с к о й р а б о т ы , то в с я и с ч е з н у в ш а я х и м . э н е р г и я в ы д е л и т с я в виде т е п л а , даст непосред­ ственно и з м е р и м ы й т е п л о в о й эффект Очевидно п о с л е д н и й м о ж е т с л у ж и т ь точной мерой изме­ н е н и я э н е р г и и системы: у м е н ь ш е н и е э н е р г и и си­ стемы п р и к а к о й - л и б о х и м . р е а к ц и и р а в н я е т с я т е п л о в о м у эффекту п о с л е д н е й . У ч и т ы в а я не т о л ь к о и з м е н е н и я х и м . с о с т а в а , но и н е р а з р ы в ­ но с в я з а н н ы е с ними п р е в р а щ е н и я э н е р г и и , н у ж н о в у р а в н е н и е х и м . р е а к ц и и в к л ю ч а т ь и ее т е п л о в о й эффект U. Р а с с м о т р е н н а я р е а к ц и я в ы р а з и т с я тогда у р а в н е н и е м : Zn-|-H.,S0 = = Z n S 0 - | - П - | - 3 4 782 к а л . Х и м . р е а к ц и и могут с о п р о в о ж д а т ь с я к а к в ы д е л е н и е м т е п л о т ы (пол о я ш т е л ь н ы й т е п л о в о й э ф ф е к т ) , т а к и ее по­ г л о щ е н и е м ( о т р и ц а т е л ь н ы й т е п л о в о й эффект). П е р в ы е н а з ы в а ю т с я э к з о т е р м и ч е с к и м и , вто­ рые—эндотермическими. Если продукты хим. р е а к ц и и могут быть в н о в ь п р е в р а щ е н ы в исход­ ные в е щ е с т в а , то с о г л а с н о з а к о н у с о х р а н е н и я э н е р г и и т е п л о в ы е эффекты п р я м о й и обратной р е а к ц и и д о л ж н ы быть р а в н ы по абсолютной в е л и ч и н е , н о п р о т и в о п о л о ж н ы по з н а к у ; их 2 4 4 2 4 4 2