Subiectul și sarcinile de chimie. Locul chimiei printre științele naturii. Ce studiază știința chimiei? Chimie științe naturale

Ca urmare a studierii acestui capitol, studentul ar trebui: stiu

• concepte de bază și specificul tabloului chimic al lumii;
• rolul alchimiei în dezvoltarea chimiei ca știință;
• etapele istorice ale dezvoltării chimiei ca știință;
• principii de bază ale studiului compoziției și structurii substanțelor;
• principalii factori ai cursului reactii chimiceși condițiile de gestionare a acestora;
• principiile de bază ale chimiei evolutive și rolul acesteia în explicarea biogenezei; a putea
• identifica rolul fizicii microlumilor pentru înțelegerea fundamentelor științei chimice;
• conduită analiză comparativă principalele etape de dezvoltare a chimiei;
• demonstra în mod convingător rolul chimiei în explicarea niveluri structurale organizarea sistemică a materiei;

proprii

• abilități în dobândirea și aplicarea cunoștințelor pentru a forma o imagine chimică a lumii;
• abilități în utilizarea aparatului conceptual al chimiei pentru a caracteriza procesele chimice.

Etape istorice în dezvoltarea științei chimice

Există multe definiții ale chimiei care o caracterizează ca știință:

• despre elementele chimice și compușii acestora;
• substanțele, compoziția și structura lor;
• procese de transformare calitativă a substanțelor;
• reacții chimice, precum și legile și modelele cărora se supun aceste reacții.

Evident, fiecare dintre ele reflectă doar un aspect al cunoștințelor chimice extinse, iar chimia însăși acționează ca un sistem de cunoștințe foarte ordonat, în continuă evoluție. Să dăm o definiție dintr-un manual clasic: „Chimia este știința transformărilor substanțelor. Studiază compoziția și structura substanțelor, dependența proprietăților substanțelor de compoziția și structura lor, condițiile și modalitățile de transformare a unor substanțe în altele.”

Chimia este știința transformărilor substanțelor.

Cel mai important trăsătură distinctivă chimia este că este în mare măsură formează în mod independent obiect de cercetare, creând substanțe care nu existau în natură. Ca nicio altă știință, chimia acționează simultan ca știință și ca producție. Întrucât chimia modernă își rezolvă problemele la nivel atomo-molecular, este strâns legată de fizică, biologie, precum și de științe precum geologia, mineralogia etc. Zonele de graniță dintre aceste științe sunt studiate de chimia cuantică, fizica chimica, chimie fizică, geochimie, biochimie etc.

În urmă cu mai bine de 200 de ani, marele M.V Lomonosov a vorbit la o ședință publică a Academiei de Științe din Sankt Petersburg. În raport „Un cuvânt despre beneficiile chimiei” citim rândurile profetice: „Chimia își întinde larg mâinile în treburile omenești... Oriunde ne uităm, oriunde ne uităm, succesele hărniciei sale ne apar în fața ochilor”. Chimia a început să-și răspândească „diligența” înapoi în Egipt, țara lider a lumii antice. Industrii precum metalurgia, ceramica, fabricarea sticlei, vopsirea, parfumurile și cosmeticele au atins o dezvoltare semnificativă acolo cu mult înaintea erei noastre.

Să comparăm numele științei chimiei în diferite limbi:

Toate aceste cuvinte conțin rădăcina "tiv" sau " chimic”, care este în consonanță cu cuvintele din limba greacă antică: „himos” sau „humos” înseamnă „suc”. Acest nume se găsește în manuscrisele care conțin informații despre medicină și farmacie.

Există și alte puncte de vedere. Potrivit lui Plutarh, termenul „chimie” provine de la unul dintre numele antice ale Egiptului - Hemi („scooping pământ”)În sensul său original, termenul însemna „artă egipteană”. Chimia ca știință a substanțelor și a interacțiunilor lor era considerată o știință divină în Egipt și era în întregime în mâinile preoților.

Una dintre cele mai vechi ramuri ale chimiei este metalurgia. 4-3 mii de ani î.Hr. Au început să topească cuprul din minereuri, iar mai târziu să producă un aliaj de cupru și staniu (bronz). În mileniul II î.Hr. a învățat să extragă fier din minereuri folosind procesul de suflare a brânzei. 1600 î.Hr Au început să folosească colorant natural indigo pentru vopsirea țesăturilor, iar puțin mai târziu - violet și alizarina, precum și să pregătească oțet, medicamente din materiale vegetale și alte produse, a căror producție este asociată cu procese chimice.

În Orientul arab în secolele V-VI. Termenul „alchimie” apare prin adăugarea particulei „al-” la „chimia” greco-egipteană. Scopul alchimiștilor a fost de a crea o „piatră filosofală” capabilă să transforme toate metalele comune în aur. Se baza pe o ordine practică: aurul

în Europa a fost necesar pentru dezvoltarea comerțului și erau puține zăcăminte de aur cunoscute.

Fapt din istoria științei

Cele mai vechi texte chimice descoperite sunt acum considerate egiptene antice. „Papyrusul Ebers”(numit după egiptologul german care l-a găsit) - o colecție de rețete pentru preparare medicamente secolul al XVI-lea î.Hr., precum și „papirul Brugsch” găsit la Memphis cu rețete farmaceutice (sec. XIV î.Hr.).

Condițiile preliminare pentru stabilirea chimiei ca disciplină științifică independentă s-au format treptat în perioada secolului al XVII-lea - prima jumătate a secolului al XVIII-lea. În același timp, în ciuda diversității materialelor empirice, în această știință până la descoperirea în 1869. tabel periodic elementele chimice D.I Mendeleev (1834-1907) nu avea acea teorie generalizantă cu ajutorul căreia ar fi posibil să se explice materialul factual acumulat.

Încercările de periodicizare a cunoștințelor chimice au fost făcute încă din secolul al XIX-lea. Potrivit savantului german G. Kopp, autorul unei monografii în patru volume „Istoria chimiei”(1843-1847), dezvoltarea chimiei a fost influențată de un anumit idee călăuzitoare. El a identificat cinci etape:

• epoca acumulării cunoștințelor empirice fără încercări de a le explica teoretic (din cele mai vechi timpuri până în secolul al IV-lea d.Hr.);
• perioada alchimică (IV - începutul secolului al XVI-lea);
• perioada de iatrochimie, i.e. „chimia vindecătoare” (al doilea sfert al secolului al XVI-lea - mijlocul secolului al XVII-lea);
• perioada de creare și dominare a primei teorii chimice - teoria flogistului (mijlocul secolului al XVII-lea - al treilea sfert al secolului al XVIII-lea);
• perioada cercetării cantitative (ultimul sfert al secolului al XVIII-lea - anii 1840) 1.

Cu toate acestea, conform idei moderne, această clasificare se referă la acele etape când stiinta chimica nu s-a constituit încă ca cunoştinţe teoretice sistemice.

Istoricii interni ai chimiei identifică patru niveluri conceptuale, care se bazează pe o modalitate de a rezolva problema centrală a chimiei ca știință și ca producție (Fig. 13.1).

Primul nivel conceptual - studiul structurii unei substanțe chimice. La acest nivel a avut loc studiul diferitelor proprietăți și transformări ale substanțelor în funcție de compoziția lor chimică.

Orez. 13.1.

Nu este greu de văzut analogia acestui concept cu conceptul fizic de atomism. Atât fizicienii, cât și chimiștii au căutat să găsească acea bază inițială cu ajutorul căreia ar fi posibil să se explice proprietățile tuturor simple și substanțe complexe. Acest concept a fost formulat destul de târziu - în 1860, la primul Congres Internațional al Chimiștilor de la Karlsruhe în Germania. Oamenii de știință în chimie au presupus că toate substanțele sunt formate din molecule și toate moleculele, la rândul lor, constau din atomi. Atât atomii, cât și moleculele sunt în mișcare continuă, în timp ce atomii sunt părțile cele mai mici și apoi indivizibile ale moleculelor 1.

Semnificația Congresului a fost exprimată clar de D. I. Mendeleev: „Acceptând diferența dintre un atom și o particulă (așa se numea molecula - G. O.), chimiștii din toate țările au acceptat începutul sistemului unitar; Acum ar fi o mare inconsecvență, dacă am recunoscut începutul, să nu-i recunoști consecințele.”

Al doilea nivel conceptual - studiul structurii chimicale, identificând un mod specific de interacțiune a elementelor din compoziția unor substanțe chimice specifice. S-a constatat că proprietățile substanțelor depind nu numai de elementele lor chimice constitutive, ci și de relația și interacțiunea acestor elemente în timpul unei reacții chimice. Astfel, diamantul și cărbunele au proprietăți diferite tocmai datorită diferențelor de structuri, deși acestea compozitia chimica asemănătoare

Al treilea nivel conceptual chimia este generată de nevoile de creștere a productivității producției chimice și explorează mecanisme interneși condițiile externe pentru apariția proceselor chimice: temperatura, presiunea, viteza de reacție etc.

Al patrulea nivel conceptual - nivelul de chimie evolutivă. La acest nivel se studiază mai în profunzime natura reactivilor implicați în reacțiile chimice și specificul acțiunii catalizatorilor, care accelerează semnificativ rata de apariție a acestora. La acest nivel este înțeles procesul de origine în viaţă materie din materie inertă.

• Glinka II. L. Chimie generală. a 2-a ed. L.: Chimie: filiala Leningrad, 1987. P. 13.
• Citat de: Koltun M. Lumea Chimiei. M.: Literatura pentru copii, 1988. P. 7.
• Mendeleev D.I. Op. în 25 de volume L. - M.: Editura AP URSS, 1949. T. 15. P. 171-172.

Întreaga lume diversă din jurul nostru este materie, care se manifestă sub două forme: substanțe și câmpuri. Substanţă este format din particule care au propria lor masă. Domeniu– o formă de existență a materiei care se caracterizează prin energie.

Proprietatea materiei este circulaţie. Formele de mișcare ale materiei sunt studiate de diverse științe ale naturii: fizică, chimie, biologie etc.

Nu trebuie să presupunem că există o corespondență unică, strictă, între științe, pe de o parte, și formele de mișcare a materiei, pe de altă parte. Trebuie avut în vedere că, în general, nu există o formă de mișcare a materiei care ar exista în forma ei pură, separat de alte forme. Toate acestea subliniază dificultatea clasificării științelor.

X nume poate fi definită ca o știință care studiază forma chimică a mișcării materiei, care este înțeleasă ca schimbare calitativă substanțe: Chimia studiază structura, proprietățile și transformările substanțelor.

LA fenomene chimice se referă la astfel de fenomene în care unele substanţe se transformă în altele. Fenomenele chimice sunt numite și reacții chimice. Fenomene fizice nu sunt însoţite de transformarea unei substanţe în alta.

În centrul fiecărei științe se află un anumit set de credințe preliminare, atitudini filozofice fundamentale și răspunsuri la întrebarea despre natura realității și cunoașterea umană. Acest set de credințe și valori împărtășite de membrii unei comunități științifice date se numesc paradigme.

Principalele paradigme ale chimiei moderne:

1. Structura atomică și moleculară substante

2. Legea conservării materiei

3. Natura electronică a legăturii chimice

4. Legătura neechivocă între structura unei substanțe și proprietățile sale chimice (legea periodică)

Chimia, fizica, biologia doar la prima vedere pot părea a fi științe departe unele de altele. Deși laboratoarele unui fizician, ale unui chimist și ale unui biolog sunt foarte diferite, toți acești cercetători se ocupă de obiecte naturale. Aceasta distinge științele naturii de matematică, istorie, economie și multe alte științe care studiază ceea ce este creat nu de natură, ci în primul rând de omul însuși.

Ecologia este strâns legată de științele naturii. Nu ar trebui să credem că ecologia este chimie „bună”, spre deosebire de chimia clasică „rea” care poluează mediul. Nu există chimie „rea” sau fizică nucleară „rea” - există progres științific și tehnologic sau lipsa acestuia în orice domeniu de activitate. Sarcina unui ecologist este să folosească noile realizări ale științelor naturii pentru a minimiza riscul de a perturba habitatul ființelor vii cu beneficii maxime. Bilanțul risc-beneficiu este un subiect de studiu pentru ecologisti.

Nu există granițe stricte între științele naturii. De exemplu, descoperirea și studiul proprietăților noilor tipuri de atomi a fost odată considerată sarcina chimiștilor. Cu toate acestea, s-a dovedit că dintre tipurile de atomi cunoscute în prezent, unele au fost descoperite de chimiști, iar altele de fizicieni. Acesta este doar unul dintre multele exemple de „granițe deschise” dintre fizică și chimie.

Viața este un lanț complex de transformări chimice. Toate organismele vii absorb din mediu unele substanţe şi eliberează altele. Aceasta înseamnă că un biolog serios (botanist, zoolog, medic) nu se poate lipsi de cunoștințe de chimie.

Mai târziu vom vedea că nu există o graniță absolut precisă între transformările fizice și chimice. Natura este una, așa că trebuie să ne amintim întotdeauna că este imposibil să înțelegem structura lumii din jurul nostru prin adâncirea doar într-una dintre domeniile cunoașterii umane.

Disciplina „Chimie” este conectată cu alte discipline de științe naturale prin conexiuni interdisciplinare: cele anterioare - cu matematica, fizica, biologia, geologia și alte discipline.

Chimia modernă este un sistem ramificat al mai multor științe: anorganică, organică, fizică, chimie analitică, electrochimie, biochimie, care sunt stăpânite de studenți la cursurile ulterioare.

Cunoașterea cursului de chimie este necesară pentru studiul cu succes al altor discipline științifice generale și speciale.

Figura 1.2.1 – Locul chimiei în sistemul științelor naturii

Îmbunătățirea metodelor de cercetare, în primul rând tehnicilor experimentale, a dus la împărțirea științei în domenii din ce în ce mai înguste. Ca urmare, cantitatea și „calitate”, adică fiabilitatea informațiilor a crescut. Cu toate acestea, imposibilitatea de a poseda o singură persoană cunoastere deplina chiar și pentru domeniile științifice conexe a dat naștere la noi probleme. Așa cum în strategia militară cele mai slabe puncte de apărare și ofensivă se află la joncțiunea fronturilor, în știință zonele cel mai puțin dezvoltate rămân cele care nu pot fi clasificate fără ambiguitate. Printre alte motive, se remarcă dificultatea în obținerea nivelului de calificare corespunzător ( gradul stiintific) pentru oamenii de știință care lucrează în domenii de la „joncțiunea științelor”. Dar principalele descoperiri ale timpului nostru se fac și acolo.

Lecția #1

Subiect: chimie - stiinta naturii.

Ţintă: dați o idee despre chimie ca știință; arată locul chimiei în rândul științelor naturii; introduceți istoria originii chimiei; ia în considerare importanța chimiei în viața umană; învață regulile de conduită la clasa de chimie; introducerea metodelor științifice de cunoaștere în chimie; dezvoltarea logicii gândirii și a abilităților de observare; cultivați interesul pentru subiectul studiat, perseverența și diligența în studierea subiectului.

Progresul lecției.

euOrganizarea clasei.

IIActualizarea cunoștințelor de bază.

Ce științe ale naturii cunoașteți și studiați?

De ce sunt numite naturali?

IIIMesajul subiectului, obiectivele lecției, motivația pentru activități de învățare.

După ce a comunicat tema și scopul lecției, profesorul stabilește problemă problematică.

Ce crezi că studiile de chimie? (Elevii își exprimă presupunerile, toate sunt scrise pe tablă). Apoi profesorul spune că în timpul lecției vom afla care presupuneri sunt corecte.

IIIÎnvățarea de materiale noi.

Înainte de a începe lecția, trebuie să învățăm regulile de comportament în sala de chimie. Privește în fața ta pe perete la standul pe care sunt scrise aceste reguli. De fiecare dată când intri în birou, trebuie să repeți aceste reguli, să le cunoști și să le respecti cu strictețe.

(Citiți cu voce tare regulile de comportament în laboratorul de chimie.)

Reguli de conduită pentru elevii la clasa de chimie.

Poți intra în sala de chimie doar cu permisiunea profesorului.

La clasa de chimie trebuie să mergi într-un ritm măsurat. În niciun caz nu trebuie să vă mișcați brusc, deoarece puteți răsturna echipamentele și reactivii care stau pe mese.

În timpul munca experimentala Trebuie să porți o rochie în sala de chimie.

Când desfășurați lucrări experimentale, puteți începe lucrul numai după permisiunea profesorului.

Când efectuați experimente, lucrați calm, fără agitație. Nu împinge biroul vecinului tău. Ține minte! Precizia este cheia succesului!

După finalizarea experimentelor, este necesar să se furnizeze locul de munca curățați și spălați-vă bine mâinile cu săpun.

Chimia este o știință a naturii, locul chimiei printre științele naturii.

Științele naturii includ geografia fizică, astronomia, fizica, biologia, ecologia și altele. Ei studiază obiectele și fenomenele naturale.

Să ne gândim ce loc ocupă chimia printre alte științe. Le furnizează substanțe, materiale și tehnologii moderne. Și, în același timp, folosește realizările matematicii, fizicii, biologiei și ecologiei pentru propria sa dezvoltare ulterioară. În consecință, chimia este o știință centrală, fundamentală.

Granițele dintre chimie și alte științe ale naturii devin din ce în ce mai neclare. Chimia fizică și fizica chimică au apărut la granița studiilor fenomenelor fizice și chimice. Biochimie - chimie biologică - studiază compoziţia chimică şi structura compuşilor conţinuţi în organismele vii.

Istoria apariției chimiei.

Știința substanțelor și a transformărilor lor și-a luat naștere în Egipt, cea mai avansată țară din punct de vedere tehnologic lumea antică. Preoții egipteni au fost primii chimiști. Ei dețineau multe secrete chimice nerezolvate până acum. De exemplu, tehnici de îmbălsămare a trupurilor faraonilor și nobililor decedați, precum și obținerea anumitor vopsele.

Industrii precum ceramica, fabricarea sticlei, vopsirea și parfumeria au atins o dezvoltare semnificativă în Egipt cu mult înaintea erei noastre. Chimia era considerată o știință „divină”, era în întregime în mâinile preoților și era ascunsă cu grijă de aceștia de toți cei neinițiați. Cu toate acestea, unele informații au pătruns încă dincolo de Egipt.

Pe la secolul al VII-lea. AD Arabii au adoptat moștenirea și metodele de lucru ale preoților egipteni și au îmbogățit omenirea cu noi cunoștințe. Arabii au adăugat prefixul al cuvântului hemi, iar conducerea în studiul substanțelor, care a devenit cunoscută sub numele de alchimie, a trecut la arabi. De remarcat că alchimia nu era răspândită în Rus', deşi lucrările alchimiştilor erau cunoscute şi chiar traduse în Limba slavonă bisericească. Alchimia este arta medievală de a obține și prelucra diverse substanțe pentru nevoi practice Spre deosebire de filozofii greci antici, care doar observau lumea și își bazau explicația pe presupuneri și reflecții, alchimiștii au acționat, au experimentat, făcând descoperiri neașteptate și perfecționând tehnicile experimentale. Alchimiștii credeau că metalele sunt substanțe formate din trei elemente principale: sare - ca simbol al durității și solubilității; sulf – ca substanță capabilă să se încălzească și să ardă la temperaturi ridicate; mercurul – ca substanță capabilă de evaporare și având o strălucire. În acest sens, s-a presupus că, de exemplu, aurul, care era metal pretios, are si exact aceleasi elemente, ceea ce inseamna ca poate fi obtinut din orice metal! Se credea că producția de aur din orice alt metal este asociată cu acțiunea pietrei filozofale, pe care alchimiștii au încercat fără succes să o găsească. În plus, credeau că dacă bei elixirul făcut din piatra filosofală, vei dobândi tinerețe veșnică! Dar alchimiștii nu au putut să găsească sau să obțină nici piatra filosofală, nici aur din alte metale.

Rolul chimiei în viața umană.

Elevii enumera toate părțile influență pozitivă chimie asupra vieții umane. Profesorul ajută și ghidează gândurile elevilor.

Profesor: Este chimia utilă doar în societate? Ce probleme apar în legătură cu utilizarea produselor chimice?

(Elevii încearcă să găsească răspunsul la această întrebare.)

Metode de cunoaștere în chimie.

O persoană dobândește cunoștințe despre natură folosind o metodă atât de importantă precum observația.

Observare- aceasta este concentrarea atentiei asupra obiectelor cognoscibile pentru a le studia.

Cu ajutorul observației, o persoană acumulează informații despre lumea din jurul său, pe care apoi le sistematizează, identificând tipare generale rezultatele observației. Următorul pas important este căutarea motivelor care explică tiparele găsite.

Pentru ca observația să fie fructuoasă, trebuie îndeplinite o serie de condiții:

definiți clar subiectul observației, adică despre ce va fi atrasă atenția observatorului - o anumită substanță, proprietățile acesteia sau transformarea unor substanțe în altele, condițiile de implementare a acestor transformări etc.;

să formuleze scopul observației, observatorul trebuie să știe de ce efectuează observația;

întocmește un plan de monitorizare pentru a-ți atinge obiectivul. Pentru a face acest lucru, este mai bine să prezentați o presupunere, adică o ipoteză (din ipoteza greacă - bază, presupunere) despre modul în care se va produce fenomenul observat. O ipoteză poate fi formulată și ca rezultat al observației, adică atunci când se obține un rezultat care trebuie explicat.

Observația științifică diferă de observația în sensul cotidian al cuvântului. De regulă, observația științifică se realizează în condiții strict controlate, iar aceste condiții pot fi modificate la cererea observatorului. Cel mai adesea, o astfel de observație este efectuată într-o cameră specială - un laborator.

Experiment- reproducerea științifică a unui fenomen în scopul cercetării și testării acestuia în anumite condiții.

Un experiment (din latină experimentum - experiență, test) vă permite să confirmați sau să infirmați o ipoteză care a apărut în timpul observației și să formulați o concluzie.

Să facem un mic experiment pentru a studia structura flăcării.

Să aprindem o lumânare și să examinăm cu atenție flacăra. Este eterogen ca culoare și are trei zone. Zona întunecată (1) se află în partea de jos a flăcării. Ea este cea mai rece în comparație cu ceilalți. Zona întunecată este înconjurată de partea luminoasă a flăcării (2), a cărei temperatură este mai mare decât în ​​zona întunecată. Cu toate acestea, cea mai ridicată temperatură este în partea superioară incoloră a flăcării (zona 3).

Pentru a te asigura că zone diferite flăcările au temperaturi diferite, puteți efectua un astfel de experiment. Puneți o așchie sau un chibrit în flacără, astfel încât să traverseze toate cele trei zone. Veți vedea că așchia este carbonizată în zonele 2 și 3. Aceasta înseamnă că temperatura flăcării este cea mai ridicată acolo.

Se pune întrebarea: flacăra unei lămpi cu alcool sau a combustibilului uscat va avea aceeași structură ca și flacăra unei lumânări? Răspunsul la această întrebare poate fi două presupuneri - ipoteze: 1) structura flăcării va fi aceeași cu flacăra unei lumânări, deoarece se bazează pe același proces - arderea; 2) structura flăcării va fi diferită, deoarece apare ca urmare a arderii diferitelor substanțe. Pentru a confirma sau infirma una dintre aceste ipoteze, să trecem la un experiment - să realizăm un experiment.

Folosind un chibrit sau o așchie, examinăm structura flăcării unei lămpi cu alcool.

În ciuda diferențelor de formă, dimensiune și chiar culoare, în ambele cazuri flacăra are aceeași structură - aceleași trei zone: interiorul întunecat (cel mai rece), mijlocul luminos (fierbinte) și exteriorul incolor (cel mai fierbinte).

Prin urmare, pe baza experimentului, putem concluziona că structura oricărei flăcări este aceeași. Semnificația practică a acestei concluzii este următoarea: pentru a încălzi orice obiect într-o flacără, acesta trebuie adus în partea superioară, adică cea mai fierbinte, a flăcării.

Se obișnuiește să se documenteze datele experimentale într-un jurnal special de laborator, pentru care este potrivit un caiet obișnuit, dar intrările din acesta sunt strict definite. Se notează data experimentului, numele acestuia și progresul experimentului, care este adesea prezentat sub forma unui tabel.

Încercați să descrieți un experiment pentru a studia structura unei flăcări în acest fel.

Toate științele naturii sunt experimentale. Și înființarea unui experiment necesită adesea echipamente speciale. De exemplu, în biologie, instrumentele optice sunt utilizate pe scară largă care fac posibilă mărirea de mai multe ori a imaginii obiectului observat: o lupă, un microscop.

Fizica în studiu circuite electrice utilizați instrumente pentru măsurarea tensiunii, curentului și rezistenta electrica.

Oamenii de știință-geografi sunt înarmați cu dispozitive speciale- de la cele mai simple (busolă, sonde meteo) până la nave de cercetare, stații orbitale spațiale unice.

Chimiștii folosesc, de asemenea, echipamente speciale în cercetarea lor. Cel mai simplu dintre ele este, de exemplu, un dispozitiv de încălzire deja familiar - o lampă cu alcool și diverse vase chimice în care se efectuează transformări ale substanțelor, adică reacții chimice.

IV Generalizarea şi sistematizarea cunoştinţelor dobândite.

Deci, ce studiază chimia? (În timpul lecției, profesorul a acordat atenție corectitudinii sau incorectei presupuneri ale copiilor cu privire la subiectul chimiei. Și acum a sosit momentul să generalizăm și să dăm un răspuns final. Deducem definiția chimiei).

Ce rol joacă chimia în viața umană și societate?

Ce metode de cunoaștere în chimie cunoașteți acum?

Ce este observația? Ce condiții trebuie îndeplinite pentru ca observația să fie eficientă?

Care este diferența dintre o ipoteză și o concluzie?

Ce este un experiment?

Care este structura unei flăcări?

Cum trebuie efectuată încălzirea?

V Reflecția, rezumarea lecției, notarea.

VI Mesaj teme pentru acasă, instrucțiuni pentru implementarea acestuia.

Profesor: Trebuie să:

Învăţa rezumat de referință pentru această lecție.

Descrieți un experiment pentru a studia structura unei flăcări folosind tabelul de mai jos.

Știința este unul dintre cele mai importante domenii activitatea umană pe scena modernă dezvoltarea civilizației mondiale. Astăzi există sute de discipline diferite: tehnice, sociale, umaniste, științe ale naturii. Ce studiază ei? Cum s-a dezvoltat știința naturii din perspectivă istorică?

Știința naturii este...

Ce este știința naturii? Când a apărut și din ce zone constă?

Știința naturii este disciplina care studiază fenomene naturaleşi fenomene care sunt externe subiectului cercetării (umane). Termenul „științe naturale” în limba rusă provine de la cuvântul „naturalitate”, care este un sinonim pentru cuvântul „natură”.

Fundamentul științelor naturii poate fi considerată matematică, precum și filozofie. Din ele au apărut, în mare, toate științele naturale moderne. La început, naturaliștii au încercat să răspundă la toate întrebările referitoare la natură și la diferitele ei manifestări. Apoi, pe măsură ce subiectul cercetării a devenit mai complex, știința naturii a început să se împartă în discipline separate, care au devenit din ce în ce mai izolate în timp.

În contextul timpurilor moderne, știința naturii este un complex discipline științifice despre natură, luate în relația lor strânsă.

Istoria formării științelor naturii

Dezvoltarea științelor naturii a avut loc treptat. Cu toate acestea, interesul uman pentru fenomenele naturale s-a manifestat în cele mai vechi timpuri.

Filosofia naturală (în esență, știința) s-a dezvoltat activ în Grecia antică. Gânditorii antici, cu ajutorul metodelor primitive de cercetare și, uneori, a intuiției, au fost capabili să facă o serie intreaga descoperiri științificeși ipoteze importante. Chiar și atunci, filozofii naturii erau siguri că Pământul se învârte în jurul Soarelui, puteau explica eclipsele de soare și de lună și măsurau destul de precis parametrii planetei noastre.

În Evul Mediu, dezvoltarea științelor naturale a încetinit considerabil și a fost puternic dependentă de biserică. Mulți oameni de știință în acest moment au fost persecutați pentru așa-numita heterodoxie. Toate cercetările și cercetările științifice, în esență, s-au rezumat la interpretarea și fundamentarea sacrelor scripturi. Cu toate acestea, logica și teoria s-au dezvoltat semnificativ în Evul Mediu. De asemenea, este de remarcat faptul că în acest moment centrul filosofiei naturale (studiul direct al fenomenelor naturale) sa mutat geografic spre regiunea arabo-musulmană.

În Europa, dezvoltarea rapidă a științei naturii a început (reluat) abia în secolele XVII-XVIII. Acesta este un moment al acumulării pe scară largă a cunoștințelor faptice și a materialului empiric (rezultatele observațiilor și experimentelor „de teren”). Științele naturii din secolul al XVIII-lea și-au bazat, de asemenea, cercetările pe rezultatele a numeroase expediții geografice, călătorii și studii ale ținuturilor nou descoperite. În secolul al XIX-lea, logica și gândirea teoretică au ieșit din nou în prim-plan. În acest moment, oamenii de știință procesează în mod activ toate faptele colectate, propun diverse teorii, formulează modele.

Cei mai remarcabili oameni de știință a naturii din istoria științei mondiale includ Thales, Eratosthenes, Pitagora, Claudius Ptolemeu, Arhimede, Galileo Galilei, Rene Descartes, Blaise Pascal, Nikola Tesla, Mihail Lomonosov și mulți alți oameni de știință celebri.

Problema clasificării științelor naturii

Științele de bază ale naturii includ: matematica (care este adesea numită și „regina științelor”), chimia, fizica, biologia. Problema clasificării științelor naturii există de mult timp și îngrijorează mintea a mai mult de o duzină de oameni de știință și teoreticieni.

Cea mai bună persoană care a rezolvat această dilemă a fost Friedrich Engels, un filozof și om de știință german care este cel mai bine cunoscut ca prieten apropiat al lui Karl Marx și coautor al celebrei sale lucrări numită Capital. El a putut identifica două principii (abordări) principale ale tipologiei disciplinelor științifice: aceasta abordare obiectivă, precum și principiul dezvoltării.

Cea mai detaliată a fost propusă de metodologul sovietic Bonifatiy Kedrov. Nu și-a pierdut actualitatea astăzi.

Lista științelor naturii

Întregul complex de discipline științifice este de obicei împărțit în trei grupuri mari:

• științe umaniste (sau sociale);
• tehnic;
• natural.

Aceștia din urmă sunt cei care studiază natura. O listă completă a științelor naturii este prezentată mai jos:

• astronomie;
• biologie;
• medicament;
• geologie;
• știința solului;
• fizică;
• istorie naturală;
• chimie;
• botanică;
• zoologie;
• psihologie.

În ceea ce privește matematica, oamenii de știință nu au un consens asupra grupului de discipline științifice în care ar trebui să fie clasificată. Unii o consideră o știință naturală, alții - una exactă. Unii metodologi clasifică matematica ca o clasă separată de așa-numitele științe formale (sau abstracte).

Chimie

Chimia este un domeniu larg al științelor naturale, al cărui obiect principal de studiu este materia, proprietățile și structura ei. Această știință examinează și obiectele la nivel atomo-molecular. Învață și ea legături chimiceși reacții care apar în timpul interacțiunii diferitelor particule structurale ale unei substanțe.

Pentru prima dată, teoria conform căreia toate corpurile naturale constau din mai mici (nu vizibilă pentru oameni) elemente, propuse de filozoful grec antic Democrit. El a propus ca fiecare substanță să conțină particule mai mici, la fel cum cuvintele sunt formate din litere diferite.

Chimia modernă este o știință complexă care include câteva zeci de discipline. Acestea sunt chimia anorganică și organică, biochimia, geochimia, chiar cosmochimia.

Fizică

Fizica este una dintre cele mai vechi științe de pe Pământ. Legile pe care le-a descoperit acționează ca bază, fundament pentru întregul sistem de discipline ale științelor naturale.

Termenul „fizică” a fost folosit pentru prima dată de Aristotel. În acele vremuri îndepărtate, era aproape identic cu filozofia. Fizica a început să se transforme într-o știință independentă abia în secolul al XVI-lea.

Astăzi, fizica este înțeleasă ca știința care studiază materia, structura și mișcarea ei, precum și legi generale natură. Structura sa include mai multe secțiuni principale. Acestea sunt mecanica clasică, termodinamica, teoria relativității și altele.

Geografie fizică

Distincția dintre științele naturale și cele umane s-a desfășurat într-o linie groasă de-a lungul „corpului” științei geografice cândva unificate, împărțind disciplinele sale individuale. Astfel, geografia fizică (spre deosebire de economică și socială) s-a găsit în sânul științelor naturale.

Această știință studiază plicul geografic Pământul ca întreg, precum și componentele naturale și sistemele individuale care îl alcătuiesc. Geografia fizică modernă constă dintr-un număr dintre ele:

• știința peisajului;
• geomorfologie;
• climatologie;
• hidrologie;
• oceanologie;
• stiinta solului si altele.

Științe ale naturii și ale omului: unitate și diferențe

Științe umaniste, științe ale naturii - sunt atât de departe unele de altele pe cât ar părea?

Desigur, aceste discipline diferă prin obiectul cercetării. Stiintele naturii studiaza natura, stiintele umaniste isi concentreaza atentia asupra omului si societatii. Științele umaniste nu pot concura cu științele naturii în acuratețe, nu sunt capabile să-și demonstreze matematic teoriile și să-și confirme ipotezele.

Pe de altă parte, aceste științe sunt strâns legate și împletite unele cu altele. Mai ales în condițiile secolului XXI. Astfel, matematica a fost introdusă de multă vreme în literatură și muzică, fizica și chimia în artă, psihologia în geografia socială și economie și așa mai departe. În plus, de mult a fost evident că mulți descoperiri importante se fac tocmai la intersecția mai multor discipline științifice, care, la prima vedere, nu au absolut nimic în comun.

În concluzie...

Știința naturii este o ramură a științei care studiază fenomenele, procesele și fenomenele naturale. Există un număr mare de astfel de discipline: fizică, matematică și biologie, geografie și astronomie.

Științele naturii, în ciuda numeroaselor diferențe în materie și metode de cercetare, sunt strâns legate de social și umaniste. Această legătură este deosebit de puternică în secolul 21, când toate științele sunt din ce în ce mai apropiate și împletite.

Chimia ca știință

Chimie- o știință care studiază structura substanțelor și transformările acestora, însoțite de modificări ale compoziției și (sau) structurii. Chimia modernă se confruntă cu trei provocări principale:

• în primul rând, direcția fundamentală a dezvoltării chimiei este studiul structurii materiei, dezvoltarea teoriei structurii și proprietăților moleculelor și materialelor. Este important să se stabilească o legătură între structura și diferitele proprietăți ale substanțelor și, pe această bază, să se construiască teorii privind reactivitatea unei substanțe, cinetica și mecanismul reacțiilor chimice și fenomenelor catalitice. Implementarea transformărilor chimice într-o direcție sau alta este determinată de compoziția și structura moleculelor, ionilor, radicalilor și a altor formațiuni de scurtă durată. Cunoașterea acestui lucru ne permite să găsim modalități de a obține produse noi care au proprietăți calitativ sau cantitativ diferite față de cele existente.
• în al doilea rând, implementarea sintezei țintite de noi substanțe cu proprietăți specificate. Aici este, de asemenea, important să găsim noi reacții și catalizatori pentru o sinteză mai eficientă a compușilor deja cunoscuți și importanți din punct de vedere industrial.
• în al treilea rând - analiza. Această sarcină tradițională a chimiei a căpătat o semnificație deosebită. Este asociat atât cu o creștere a numărului de obiecte și proprietăți chimice studiate, cât și cu necesitatea de a determina și reduce consecințele impactului uman asupra naturii.

Proprietățile chimice ale substanțelor sunt determinate în principal de starea externă carcase electronice atomi și molecule care formează substanțe; stările nucleelor ​​și electronilor interni în procese chimice aproape neschimbat. Obiectul cercetării chimice îl constituie elementele chimice și combinațiile lor, i.e. atomi, compuși chimici simpli (un singur element) și complecși (molecule, ioni, ioni radicali, carbohidrati, radicali liberi), asocierile acestora (asociați, clustere, solvați, clatrați etc.), materiale etc.

Chimia modernă a atins un astfel de nivel de dezvoltare încât există o serie de secțiuni speciale care sunt științe independente. În funcție de natura atomică a substanței studiate și de tipurile de legături chimice dintre atomi, se disting chimia anorganică, organică și organoelementele. Obiect Nu chimie organică sunt toate elementele chimice și compușii lor, alte substanțe pe baza acestora. Chimia organică studiază proprietățile unei clase largi de compuși formați prin legăturile chimice ale carbonului cu carbonul și alte elemente organogenice: hidrogen, azot, oxigen, sulf, clor, brom și iod. Chimia organoelementelor se află la intersecția chimiei anorganice și organice. Această „a treia” chimie se referă la compuși care implică legături chimice ale carbonului cu alte elemente ale tabelului periodic care nu sunt organogeni. Structura moleculară, gradul de agregare (unificare) atomilor în compoziția moleculelor și a moleculelor mari - macromoleculele își aduc trăsături caracteristiceîn forma chimică a mișcării materiei. Prin urmare, există chimia compușilor cu molecule înalte, chimia cristalină, geochimia, biochimia și alte științe. Ei studiază asocieri mari de atomi și formațiuni polimerice gigantice de diferite naturi. Peste tot întrebarea centrală pentru chimie este întrebarea de proprietăți chimice. Subiectul de studiu este și proprietățile fizice, fizico-chimice și biochimice ale substanțelor. Prin urmare, nu numai că propriile noastre metode sunt dezvoltate intens, dar și alte științe sunt implicate în studiul substanțelor. Atât de important componente chimia sunt chimia fizică și fizica chimică, care studiază obiectele chimice, procesele și fenomenele însoțitoare folosind aparatele de calcul ale fizicii și fizicii. metode experimentale. Astăzi, aceste științe combină o serie de altele: chimia cuantică, termodinamica chimică (termochimia), cinetica chimică, electrochimie, fotochimie, chimie de înaltă energie, chimie computerizată etc. Numai în listă științe de bază direcția chimică vorbește deja despre diversitatea excepțională a manifestărilor formei chimice de mișcare a materiei și influența acesteia asupra noastră. viata de zi cu zi. Există multe domenii de dezvoltare ale chimiei aplicate menite să rezolve probleme specifice activității umane practice. Știința chimică a atins un astfel de nivel de dezvoltare încât a început să genereze noi industrii și tehnologii.

Chimia ca sistem de cunoaștere

Chimia ca sistem de cunoștințe despre substanțe și transformările lor este cuprinsă într-un stoc de fapte - informații stabilite și verificate în mod fiabil despre elementele și compușii chimici, reacțiile și comportamentul lor în medii naturale și artificiale. Criteriile de fiabilitate a faptelor și metodele de sistematizare a acestora evoluează constant. Generalizările mari care conectează în mod fiabil seturi mari de fapte devin legi științifice, a căror formulare deschide noi etape ale chimiei (de exemplu, legile conservării masei și energiei, legile lui Dalton, legea periodică a lui Mendeleev). Teoriile, folosind concepte specifice, explică și prezic faptele unui domeniu mai specific. De fapt, cunoașterea experimentală devine un fapt numai atunci când primește o interpretare teoretică. Da, primul teoria chimică- teoria flogistului, fiind incorectă, a contribuit la dezvoltarea chimiei, deoarece a conectat faptele într-un sistem și a făcut posibilă formularea de noi întrebări. Teoria structurală(Butlerov, Kekule) a organizat și a explicat vastul material al chimiei organice și a determinat dezvoltare rapidă sinteza chimicași studii ale structurii compușilor organici.

Chimia ca cunoaștere este un sistem foarte dinamic. Acumularea evolutivă a cunoștințelor este întreruptă de revoluții – o restructurare profundă a sistemului de fapte, teorii și metode, odată cu apariția unui nou set de concepte sau chiar a unui nou stil de gândire. Astfel, revoluția a fost provocată de lucrările lui Lavoisier (teoria materialistă a oxidării, introducerea cantităților, metode experimentale, dezvoltare nomenclatura chimică), descoperirea legii periodice a lui Mendeleev, crearea de noi metode analitice (microanaliză, cromatografie) la începutul secolului al XX-lea. O revoluție poate fi considerată și apariția unor noi domenii care dezvoltă o nouă viziune asupra subiectului de chimie și influențează toate domeniile acesteia (de exemplu, apariția chimie fizică bazate pe termodinamica chimica si cinetica chimica).

Chimia ca disciplină academică

Chimia este o disciplină teoretică generală. Este conceput pentru a oferi studenților o înțelegere științifică modernă a materiei ca unul dintre tipurile de materie în mișcare, despre modalitățile, mecanismele și metodele de transformare a unor substanțe în altele. Cunoștințe de bază legi chimice, stăpânirea tehnicilor de calcul chimic, înțelegerea oportunităților oferite de chimie cu ajutorul altor specialiști care lucrează în domeniile sale individuale și înguste, accelerează semnificativ obținerea rezultatului dorit în diverse domenii ale ingineriei și activitate științifică. Chimia îl introduce pe viitorul specialist în manifestările specifice ale unei substanțe, face posibilă, cu ajutorul unui experiment de laborator, să „simți” o substanță, să învețe noile ei tipuri și proprietăți. Particularitatea chimiei ca disciplină pentru studenții specialităților non-chimice este că într-un curs mic este necesar să existe informații din aproape toate ramurile chimiei, care au luat forma ca stiinte independenteși studiat de chimiști și tehnologi chimiști în discipline speciale. În plus, diversitatea intereselor diferitelor specialități duce adesea la crearea de cursuri de chimie specializate. In fata tuturor aspecte pozitive Această orientare are, de asemenea, un dezavantaj serios - viziunea despre lume a specialistului este restrânsă, libertatea sa de orientare în proprietățile substanței și metodele de producere și utilizare a acesteia este redusă. Prin urmare, un curs de chimie pentru viitorii specialiști care nu sunt în domeniul chimiei și tehnologiei chimice ar trebui să fie suficient de larg și, în măsura în care este necesar, amănunțit pentru a oferi o idee holistică a capacităților chimiei ca știință, ca ramură a industriei. , și ca bază pentru progresul științific și tehnologic. Fundamente teoretice pentru a înțelege tabloul divers și complex al fenomenelor chimice se stabilește chimie generală. Chimia elementelor introduce în lumea concretă a substanțelor formate elemente chimice. Un inginer modern care nu are pregătire specială în domeniul chimiei trebuie să înțeleagă proprietățile diverse tipuri materiale, compoziții și compuși. Adesea, într-o măsură sau alta, are de-a face cu combustibili, uleiuri, lubrifianți, detergenți, lianți, ceramică, materiale structurale, electrice, fibre, țesături, obiecte biologice, îngrășăminte minerale și multe altele. Este posibil ca alte cursuri să nu ofere întotdeauna o înțelegere inițială a acestui lucru. Acest gol trebuie umplut. Această secțiune se referă la partea cea mai dinamică a chimiei și, desigur, devine depășită destul de repede. Prin urmare, selecția în timp util și atentă a materialelor aici este extrem de necesară pentru actualizarea regulată a disciplinei. Toate acestea duc la oportunitatea introducerii unei secțiuni separate de chimie aplicată în cursul de chimie pentru studenții de specialități non-chimice.

Chimia ca sistem social

Chimie cum sistem social- cea mai mare parte a întregii comunități de oameni de știință. Formarea unui chimist ca tip de om de știință a fost influențată de caracteristicile obiectului științei sale și de metoda de activitate (experiment chimic). Dificultățile formalizării matematice a unui obiect (comparativ cu fizica) și, în același timp, varietatea manifestărilor senzoriale (miros, culoare, activitate biologică și de altă natură) au limitat încă de la început dominația mecanismului în gândirea unui chimist și, prin urmare, a lăsat un câmp pentru intuiție și artă. În plus, chimistul a folosit întotdeauna un instrument nemecanic al naturii - focul. Pe de altă parte, spre deosebire de obiectele stabile, date de natură, ale unui biolog, lumea unui chimist are o diversitate inepuizabilă și în creștere rapidă. Misterul ireductibil al noii substanțe a conferit viziunii asupra lumii a chimistului responsabilitate și prudență (cum ar fi tip social chimistul este conservator). Laboratorul de chimie a dezvoltat un mecanism rigid " selecția naturală”, respingerea oamenilor aroganți și predispuși la erori. Aceasta dă originalitate nu numai stilului de gândire, ci și organizării spirituale și morale a chimistului.

Comunitatea chimiștilor este formată din oameni care sunt implicați profesional în chimie și se consideră a fi în acest domeniu. Aproximativ jumătate dintre aceștia lucrează, însă, în alte domenii, oferindu-le cunoștințe chimice. În plus, li se alătură mulți oameni de știință și tehnologi - în mare măsură chimiști, deși nu se mai consideră chimiști (stăpânirea abilităților și abilităților unui chimist de către oamenii de știință din alte domenii este dificilă din cauza caracteristicilor menționate mai sus ale subiect).

Ca orice altă comunitate unită, chimiștii le au pe ale lor limbaj profesional, un sistem de reproducere a personalului, un sistem de comunicații [reviste, congrese etc.], istoria acestuia, normele sale culturale și stilul de comportament.

Chimia ca industrie

De ultimă oră Viața omenirii este pur și simplu imposibilă fără produsele și metodele chimiei. Ele determină în mod decisiv fața modernă a lumii din jurul nostru. Sunt necesare atât de multe produse chimice încât industriile chimice există în țările dezvoltate. Industria chimică este una dintre cele mai importante industrii din țara noastră. Compușii chimici pe care îi produce, diverse compoziții și materiale sunt utilizați peste tot: în inginerie mecanică, metalurgie, agricultură, construcții, industrii electrice și electronice, comunicații, transporturi, tehnologie spațială, medicină, viața de zi cu zi etc. Numai pentru producție. produse alimentare sunt folosite aproximativ o mie de altele diferite compuși chimici, iar în total, industria produce peste un milion de substanțe pentru nevoi practice. Bunăstarea economică și capacitatea de apărare a țării depind în mare măsură de chimie. Prin urmare, pentru a nu împiedica dezvoltarea altor industrii și pentru a le oferi în timp util noi compuși și materiale cu setul necesar de proprietăți, știința chimică și industria chimică trebuie să se dezvolte într-un ritm accelerat, extinzând gama de produse. , îmbunătățirea calității acestora și creșterea volumelor de producție. In tara noastra exista:

• producția anorganică de chimie de bază, producând acizi, alcaline, săruri și alți compuși, îngrășăminte;
• producție petrochimică: producție de combustibili, uleiuri, solvenți, monomeri ai chimiei organice (hidrocarburi, alcooli, aldehide, acizi), diferiți polimeri și materiale pe bază de aceștia, cauciuc sintetic, fibre chimice, produse de protecție a plantelor, aditivi pentru furaje și furaje, mărfuri produse chimice de uz casnic;
• chimie mică, când volumul de produse produse este mic, dar gama sa este foarte largă. Astfel de produse includ substanțe auxiliare pentru producerea materialelor polimerice (catalizatori, stabilizatori, plastifianți, ignifuge), coloranți, medicamente, dezinfectanți și alte produse de salubritate și igienă, produse chimice agricole - erbicide, insecticide, fungicide, defolianți etc.

Principalele direcții de dezvoltare ale industriei chimice moderne sunt: ​​producerea de noi compuși și materiale și creșterea eficienței producției existente. Pentru a face acest lucru, este important să găsim noi reacții și catalizatori, să aflăm mecanismele proceselor care au loc. Aceasta determină abordarea chimică pentru rezolvarea problemelor de inginerie de creștere a eficienței producției. O trăsătură tipică a industriei chimice este un număr relativ mic de lucrători și cerințe ridicate pentru calificările acestora și cantitate relativă Sunt puțini specialiști în chimie, dar mai mulți reprezentanți ai altor specialități (mecanici, ingineri termici, specialiști în automatizarea producției etc.). Caracteristică dimensiuni mari consum de energie și apă, cerințe ridicate de mediu pentru producție. În industriile nechimice, multe operațiuni tehnologice sunt asociate cu pregătirea și purificarea materiilor prime și a materialelor, vopsirea, lipirea și alte procese chimice.

Chimia este baza progresului științific și tehnologic

Compușii, compozițiile și materialele create de chimie joacă rol vital pentru a crește productivitatea muncii, a reduce costurile cu energia pentru producerea produselor necesare și a stăpâni noile tehnologii și echipamente. Exemple de influență de succes a chimiei asupra metodelor tehnologiei ingineriei mecanice, metodelor de operare a mașinilor și dispozitivelor, dezvoltării industriei electronice, tehnologie spațialăși aviația cu reacție și multe alte domenii ale progresului științific și tehnologic:

• introducerea chimică şi metode electrochimice prelucrarea metalelor reduce dramatic cantitatea de deșeuri care este inevitabil la tăierea metalelor. În același timp, restricțiile privind rezistența și duritatea metalelor și aliajelor și forma piesei sunt eliminate și se realizează curățenia ridicată a suprafeței și acuratețea dimensională a pieselor.
• materiale precum grafitul sintetic (care este mai puternic decât metalele la temperaturi ridicate), corindonul (pe bază de oxid de aluminiu) și cuarțul (pe baza de dioxid de siliciu), ceramica, materialele polimerice sintetice și ochelarii pot prezenta proprietăți unice.
• sticlele cristalizate (ceramica) se obțin prin introducerea de substanțe în sticla topită care favorizează apariția centrelor de cristalizare și creșterea ulterioară a cristalelor. O astfel de sticlă precum „piroceramul” este de nouă ori mai rezistentă decât sticla laminată, mai dura decât oțelul cu conținut ridicat de carbon, mai ușoară decât aluminiul și este aproape de cuarț ca rezistență la căldură.
• Lubrifianții moderni pot reduce semnificativ coeficientul de frecare și pot crește rezistența la uzură a materialelor. Utilizarea uleiurilor și lubrifianților care conțin bisulfură de molibden crește durata de viață a componentelor și pieselor vehiculului de 1,5 ori, a pieselor individuale de până la două ori, iar coeficientul de frecare poate fi redus de peste 5 ori.
• Substanțele organoelementare - poliorganosiloxanii - se disting prin flexibilitatea lor și prin structura moleculelor în formă de spirală care formează bile pe măsură ce temperatura scade. Astfel, ele mențin vâscozitatea ușor variabilă pe un interval larg de temperatură. Acest lucru le permite să fie utilizate ca fluid hidraulic într-o mare varietate de condiții.
• protecția metalelor împotriva coroziunii a devenit vizată după crearea teoriei electrochimice a coroziunii și permite evitarea unor costuri economice semnificative pentru reînnoirea produselor metalice.

În prezent, chimia, împreună cu alte științe, tehnologie și industrie, se confruntă cu multe sarcini presante și complexe. Sinteza si aplicare practică supraconductorii adecvati la temperatură înaltă și, în continuare, fierbinți vor schimba semnificativ modul în care energia este stocată și transmisă. Sunt necesare materiale noi, inclusiv materiale pe bază de metal, polimeri, ceramică și compozite. Deci problema creării unui motor prietenos cu mediul, care se bazează pe reacția de ardere a hidrogenului în oxigen, constă în crearea de materiale sau procese care împiedică pătrunderea hidrogenului prin pereții rezervoarelor de stocare a hidrogenului. Crearea de noi tehnologii chimice- de asemenea o directie importanta a progresului stiintific si tehnologic. Astfel, sarcina este de a furniza noi tipuri de combustibili lichizi și gazoși obținuți din prelucrarea cărbunelui, șisturilor, turbei și lemnului. Acest lucru este posibil pe baza unor noi procese catalitice.