свойствами этих веществ, но и своим химическим поведением: если графит
является аналогом органических соединений ряда бензола, то алмаз имеет больше
родственных черт с соединениями предельного ряда. В качестве другого примера
можно назвать молекулярный кислород O2 и озон O3.
Все кристаллические тела, как установлено выше, являются десмическими
(связанными) системами, которые по однородности связей, действующих между
составляющими их атомами, принято разделять на две группы: гомодесмические
(одинаково связанные) и гетеродесмические (различно связанные). К
гомодесмическим системам относятся кристаллы, в которых все связи одного вида.
В таких кристаллах нельзя выделить какие-либо обособленные участки, поскольку
все связи во всем объеме вещества адекватны между собой. Это - атомные и
металлические кристаллы, а также кристаллы, состоящие из простых ионов.
Кристаллы, между фн. ячейками которых имеются связи различных видов,
относятся к гетеродесмическим системам. Сюда следует отнести ионные кристаллы,
в узлах решетки которых располагаются сложные ионы, и молекулярные кристаллы.


[ Оглавление ] [ Продолжение текста ]
[ Оглавление ]
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
Диалектический генезис материальных систем
(продолжение)
Уровень Е
Движение Материи по координате качества () происходит более ускоренно (то есть
в более короткие промежутки времени - ) в системах, где движение в
пространстве () ограничено. Вследствие этого пространственная локализация фщ.
единиц уровней высокой организации, произошедшая на определенном этапе
Развития материальной субстанции в результате перегруппировки структуры
Вселенной в звездно-планетные образования в силу постоянства количества
совокупной энергии, явилась причиной ускорения движения в качестве, что
подтверждается также формулой . Одним из условно изолированных центров фн.
развития Материи с некоторого времени стала звездно-планетная пара
Солнце-Земля. Основной функцией Солнца, как центра с преобладанием
энтропийного фактора системы, стало:
1) постоянное (донорское) обеспечение всего системного образования фщ.
единицами подуровня АА, часть из которых постоянно заполняет соответствующие
им фн. ячейки на Земле;
2) пополнение микроэнергетического баланса на Земле в силу обладания
указанными единицами определенным импульсом (mV). Подсчитано, что на все эти
цели Солнце каждую секунду расходует в целом около 4 млн. тонн своей массы.
Планета Земля в свою очередь в данной биполярной связке является центром с
преобладанием энергетического фактора и служит ареной для движения Материи по
координате качества () на пока еще неизвестном по размерам участке Вселенной.
Вследствие этого предмет нашего исследования приобретает более суженное
пространство - поверхность Земного шара.
Развитие фщ. единиц подуровня Д протекало на нашей планете на ранней стадии
ее существования. Не исключено, что аналогичные процессы можно встретить и на
других планетах Солнечной системы. Тем не менее, начиная с оргуровня Е, к
которому относятся простейшие высокомолекулярные соединения, описание
системных процессов может быть подкреплено фактическим материалом лишь из
истории нашей планеты хотя бы потому, что об их наличии на других планетах у
нас нет пока достоверных сведений и о такой возможности мы можем предположить
лишь только чисто теоретически.
Помимо образования фщ. единиц нового уровня ускорение движения по
координате качества происходило за счет повышения коэффициента их
полифункциональности. Для системной организации подуровня Е самыми полезными
оказались атомы углерода C и кремния Si, способные в силу особенностей своего
структурного строения образовывать четыре химические связи. Если связи
устанавливаются с идентичными им фщ. единицами, то вещество в твердом
состоянии существует лишь в виде атомных кристаллов. Весь объем такого
вещества как бы пронизан густой трехмерной решеткой атомных связей и в нем
невозможно выделить каких бы то ни было отдельных участков - островков, цепей
или слоев.
Наиболее распространенные на поверхности литосферы Земли минералы - простые
и сложные силикаты - имеют в качестве главного строительного блока атом
кремния в тетраэдрическом окружении четырех атомов кислорода. В природе
существуют три основных модификации двуокиси кремния (SiO2):
1) кварц, который термодинамически устойчив ниже 870oС;
2) тридимит, устойчивый от 870oС до 1470oС;
3) кристобалит, устойчивый выше 1470oС.
Таким образом, кремний является одним из самых распространенных в Земной
коре элементов. Он составляет 27% исследованной части Земной коры, занимая по
распространенности второе место после кислорода. Кремний - главный элемент в
составе минералов, горных пород и почв.
Самым распространенным элементом Земной коры является кислород. В свободном
состоянии он находится в атмосферном воздухе, в связанном виде входит в состав
воды, минералов, горных пород, а также всех органических веществ. Общее
количество кислорода в Земной коре близко к половине ее массы (около 47%).
Природный кислород состоит из трех стабильных изотопов : 16O - (99,76%), 17O -
(0,04%) и 18O - (0,2%).
Однако наибольшая нагрузка в системной организации Материи падает на
соединения, в состав которых входит углерод. Хотя общее его содержание в
Земной коре составляет всего около 0,1%, по многочисленности и разнообразию
своих соединений углерод занимает среди других элементов совершенно особое
положение и имеет наибольший коэффициент полифункциональности среди фщ. единиц
уровня Е. Число изученных соединений углерода оценивают в настоящее время
примерно в два миллиона, тогда как соединения всех остальных элементов, вместе
взятые, исчисляются лишь сотнями тысяч. Многообразие соединений углерода
объясняется способностью его атомов связываться между собой с образованием
длинных цепей или колец.
Как уже отмечалось, по характеру своих связей соединения фщ. единиц делятся
на гомодесмические и гетеродесмические, что служит еще одним доказательством
наличия движения Материи в качестве . В случае существования в природе только
гомодесмических связей, характерных для центров энергетического фактора,
Развитие Материи зашло бы в тупик, поскольку структурная перегруппировка фщ.
единиц рассматриваемого уровня привела бы к построению систем уровня Д только
с плотной кристаллической укладкой. Энергия систем улетучилась бы, а Земля
превратилась в мертвый каменно-металлический шар. Наличие же движения Материи
в качестве исключает такой ход событий. Поэтому существование
гетеродесмических систем наряду с действием центров с энтропийным фактором
привело к созданию различных высокомолекулярных соединений, каждое из которых
несет ту или иную новую фн. нагрузку в добавление ко всему существующему
спектру функций развивающейся Материи. Функциональные свойства
высокомолекулярных соединений прежде всего связаны со способностью
макромолекул изменять свою форму без разрыва имеющихся в них связей. Механизм,
объясняющий многообразие конформаций макромолекул, в настоящее время хорошо
изучен и широко используется в химии полимерных материалов. Поэтому мы не
будем останавливаться на его описании. Здесь важно только еще раз подчеркнуть,
что, какое бы строение ни имели высокомолекулярные соединения, какова бы ни
была их структура, мы всегда сможем определить в них невидимые фн. ячейки и
занимающие их реальные фщ. единицы различных подуровней, то есть различные
атомы, молекулы и т.д. Выпадение фщ. единицы из той или иной фн. ячейки или
заполнение ее несоответствующей ей фщ. единицей в любом случае приведет к
нарушению структуры данной системы, либо изменению ее фн. свойств.
В связи со сложностью их структурного построения и наличия множества связей
все высокомолекулярные соединения существуют лишь в конденсированном состоянии
- твердом или жидком. Однако, по фазовому состоянию они больше соответствуют
структуре жидкости, которая вследствие высокой вязкости представляется нам в
большинстве случаев твердым телом.
Особую подгруппу системных образований подуровня Е составляют комплексные
соединения, очень разнообразные как по строению, так и по фн. свойствам.
Однако в развитии материальной субстанции на рассматриваемом оргуровне они
играют более второстепенную, или скорее, вспомогательную роль. В дальнейшем,
на уровнях более высокой организации, их роль возрастает. В частности, такие
важнейшие природные соединения, определяющие Жизнь на Земле, как гемоглобин и
хлорофилл, относятся к внутрикомплексным соединениям. Структура их ядер
одинакова, только у хлорофилла фн. ячейку комплексообразователя занимает Mg2+,
а у гемоглобина Fe2+. По двум вакантным координационным местам в свободные фн.
ячейки к этим комплексообразователям легко присоединяются еще две молекулы
других веществ. Так, в гемоглобине по одну сторону плоскости хелата железом
связана молекула белка глобина, а по другую сторону - молекула кислорода,
благодаря чему это соединение и является переносчиком кислорода.
Функциональное развитие Материи в подуровне Е и появление новых структурных
образований происходило и происходит за счет разнообразного превращения
веществ путем перераспределения электронных плотностей между составляющими их
атомами, что приводит к разрыву старых и образованию новых внутриструктурных
связей. Однако достаточно вспомнить такие химические превращения, как взрыв
пороха и ржавление железа, чтобы утверждать, что различные структурные
изменения протекают с самыми различными скоростями - от крайне высоких до
очень низких. Причиной этому являются специфические особенности каждого
перестроения, зависящие от сбалансированного распространения новообразованной
структуры () в пространстве-времени () при данных условиях, а также
качественной характеристики участвующих в реакции фщ. единиц.
Интервал времени протекания различных химических реакций на единицу
пространства колеблется от долей секунды до минут, часов, дней. Известны
реакции, требующие для своего протекания несколько лет, десятилетий и еще
более длительных отрезков времени. Если реакция протекает в гомогенной
системе, то она идет во всем объеме этой системы. В результате реакции
возникает, как правило, гетерогенная система:
H2SO4 + Na2S2O3 = Na2SO4 + H2O + SO2 + S
Примерами гомогенной системы может служить любая однофазовая смесь, жидкий
раствор различных веществ. Если реакция протекает между веществами,
образующими гетерогенную систему, то она может идти только на поверхности
раздела фаз, образующих систему. Так, например, растворение металла в кислоте
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 может протекать только на поверхности металла, потому
что только здесь соприкасаются друг с другом оба реагирующих вещества.
Результатом реакции является опять гетерогенная система, которая в условиях
отсутствия замкнутости может путем освобождения от одной из своих фаз стать
гомогенной системой. В качестве примеров гетерогенных систем можно привести
следующие системы: вода со льдом, насыщенный раствор с осадком, сера в
атмосфере воздуха. На более высоких ступенях Развития Материи примерами
гомогенных систем могут служить заросли функционально однотипных растений
(лес, луговая трава, фруктовые сады), объединенные группы функционально
однотипных животных (стадо овец, стая волков или обезьян). Гетерогенными
системами в этом случае будут: табун лошадей на лугу, бригада лесорубов в
лесу, производственные предприятия и т.п. Изучением условий, влияющих на
скорости химических реакций, занимается химическая кинетика. На более высоких
ступенях Развития Материи эти вопросы должны быть отнесены соответственно к
биологической и социальной кинетике.
К важнейшим факторам, влияющим на скорости реакций, протекающих в системах
уровня Е, относятся следующие: функциональные особенности реагирующих веществ,
их концентрации, температура, присутствие в системе катализаторов. Скорости
некоторых гетерогенных реакций зависят также от интенсивности движения
жидкости или газа около поверхности, на которой происходит реакция. При
вступлении в реакцию фщ. единиц двух различных веществ образуются фщ. единицы
третьего, четвертого и т.д. вещества, которые заполняют соответствующие им фн.
ячейки, хотя теоретически процесс представляется в обратном порядке: вначале
появляется невидимая фн. ячейка В нового качества, затем происходит сближение
явных фщ. единиц а и б и образование новой фщ. единицы в, которая заполняет
фн. ячейку В. Поэтому скорости реакций зависят от способности реагирующих
веществ образовывать новые фщ. единицы в силу своего структурного строения, то
есть пространственного расположения и взаимной связи исходных фщ. единиц
качественных подуровней, от пропорции и количества фщ. единиц а и б,
вступающих в реакции, что характеризуется их концентрацией.
Необходимым условием того, чтобы между частицами (молекулами, ионами)
исходных веществ произошло химическое взаимодействие, является их взаимное
сближение и столкновение друг с другом (соударение). Точнее говоря, частицы
должны сблизиться друг с другом настолько, чтобы атомы одной из них испытывали
бы действие электрических полей, создаваемых атомами другой. Только при этом
станут возможны те переходы электронов и перегруппировки атомов, в результате
которых образуются молекулы новых веществ - продуктов реакции.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34