11 1891 г. в период создания классической физической химии как самостоятельной науки Я. Вант-Гофф говорил. «Из волн, которые издавна разделяют два больших материка—химию и физику, постепенно начинает вырастать нечто вроде нового мира: сначала группы островов, затем по обеим сторонам развиваются, вырастают горы, наконец, здесь и там соединяющая их полоса земли, на которой временами еще можно попасть в болото; так возникает сперва колониальное государство, а ныне великая, свободная страна—физическая химия».
К концу XIX в. создание физико-химической «страны» было закончено, но процесс ее развития продолжался. Уже с первых десятилетий XX в. началось постепенное, но все увеличивающееся размывание «берегов» новой науки. Из физической химии вырастали самостоятельные разделы: учение о строении вещества, химическая кинетика и катализ. С годами все усиливалось влияние физической химии на другие химические науки.
Первоначально физическая химия внедрилась в неорганическую химию. Затем ее «экспансия» распространилась на аналитическую химию. В результате процесса диффузии физико-химических теорий и методов в смежные с ней науки многие грани, резко отделявшие одну химическую дисциплину от другой стерлись. Тесное переплетение органической и физической химии привело к появлению новых, быстро развивающихся разделов науки, таких, как физическая органическая химия,
В настоящее время на основе развития физической химии достигнут большой прогресс в методах индустриальной химии. В промышленность внедрены новые методы проведения химических реакций, разделения и очистки жидкостей и газов, сорбционной техники. Широко внедряются непрерывные каталитические процессы, сделаны первые шаги в рациональном управлении химическими реакциями, развивается химическая кибернетика. Физическая химия поверхностных явлений, электрохимия, радиационная химия решают большие технические задачи, такие, как превращение химической энергии в электрическую, новые методы технологии получения дисперсных материалов, проблемы радиационно-химического синтеза. Физическая химия оказала большое влияние и на развитие химии полимеров.
Обобщая изложенное выше, можно сказать, что основная тенденция развития химии в XX в. связана с широким применением физики и математики (использование современной вычислительной техники) в теоретической и прикладной химии.
Новые данные, полученные с помощью физико-химических методов, заставили коренным образом пересмотреть ряд фундаментальных понятий и представлений химии. Например было показано, что наименьшей частицей — носительницей свойств оксидов гидридов, боридов, карбидов, нитридов, силицидов, фосфидов и халькогенидов металлов — является не молекула, а монокристалл.
Обогащенные новыми физическими методами исследования и квантово-механическими расчетами классические разделы физической химии (электрохимия, учение о растворах и поверхностных явлениях) приобрели в настоящее время огромное значение в решении важнейших практических задач. Еще в самом начале XX в. известный русский физико-химик А. А. Якрв-кин отмечал, что «физико-химические и электрохимические процессы в последнее время приобретают все большее и большее значение в химической промышленности и обещают в непродолжительном времени коренным образом изменить весь характер ее. Достаточно указать на следующие новые процессы, основанные на физической химии и электрохимии: введение контактного способа фабрикации серной кислоты, замена обыкновенного газового освещения ацетиленовым, основанным на электрохимическом способе добывания карбдда кальция, электролитический способ получения белильной извести и едкого натра, получение азотной кислоты и цианамидовых удобрений из воздуха, электрические способы беления и дубления, конкретный способ фабрикации анилина, электролитические способы добывания различных органических веществ (хлороформа, йодоформа и пр.), выделение сахара из свекловицы по методу электроосмоса, различные электрохимические процессы добывания металлов и их осаждения и т. п.».
В настоящее время даже трудно перечислить практические завоевания физической химии. Например, изучение реакции окисления в жидкой фазе на основе цепной теории привело к разработке новых методов получения ценных органических соединений (уксусной кислоты, метилэтилкетона и этилацетата) прямым окислением бутана при низкой температуре. Этот метод получил широкое применение в промышленности. Исследования по теории горения позволили улучшить работу двигателей внутреннего сгорания и снизить количество вредных выхлопных газов (форкамерно-факельное сжигание).
Рассмотрим основные направления развития теории растворов, теории кислот и оснований, электрохимии и учения о поверхностных явлениях.
|