5. Управление химическими процессами.

Реакционная способность веществ зависит, однако, не только от их состава и структуры, но также и от условий протекания химических реакций. В основе учения о химических процессах лежат химическая термодинамика, кинетика и катализ.

Химическую термодинамику, т.е. метод управления химическим процессом с помощью температуры и давления, разработал в конце Х1Х века нидерландский химик, лауреат Нобелевской премии Якоб Вант-Гофф (1852 - 1911). Тогда же французский химик Ле Шателье (1850 -1936) сформулировал широко известный принцип подвижного равновесия: внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, направленные на ослабление этого воздействия.

Однако термодинамические методы позволяли управлять только направлением химического процесса, но не его скоростью. Учение о скоростях химических реакций - химическую кинетику - создал в ХХ веке выдающийся русский ученый, лауреат Нобелевской премии академик Николай Николаевич Семенов (1896 - 1986).

В основе катализа (ускорения химической реакции ), разработанного еще в начале Х1Х века русским ученым немецкого происхождения академиком К. С. Кирхгофом (1764 -1833), лежит активация молекул реагентов при их контакте с катализатором (веществом, ускоряющим химическую реакцию, но при этом сохраняющим свою массу). Катализаторы биохимических процессов, т.е. реакций, идущих в живом организме, называются ферментами, а соответствующий раздел науки биохимии, находящейся на стыке химии и биологии - ферментативным катализом.

6. Эволюционная химия.

Эволюционная химия зародилась в 60-тых годах ХХ века. Главная идея, лежащая в основе этого раздела, - построение принципиально нового управления химическими процессами, основанного на аналогии с живой клеткой. Химики надеются создать катализаторы нового поколения, которые позволили бы, например, осуществлять преобразование солнечного света, аналогичное фотосинтезу, в химическую и электрическую энергию. Пути к этому уже намечены. Изучено множество ферментов, найдены способы их стабилизации.

В 60 тых годах ХХ века русскими химиками Б.П. Белоусовым и А.М. Жаботинским были открыты автоколебательные химические реакции, в которых со временем происходят периодические изменения выхода продуктов реакции, т.е. необходимый продукт то выделялся в больших количествах, то прекращал выделяться совсем. Оказалось, что в некоторых случаях в ходе таких нестационарных реакций общее количество продукта было даже выше, чем в реакциях с постоянной скоростью. Любопытно, что нестационарные химические процессы обнаружены и в живой природе.

Таким образом, развитие химии шло от установления состава и структуры вещества к выяснению условий и механизмов химических реакций и способов управления ими. Как мы увидим далее, без химических знаний был бы невозможен столь стремительный рывок, который в ХХ веке совершила биология.

ЛЕКЦИЯ 10.

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ

ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ.

1. Критерии живого и классификация живых организмов.

2. Химический состав живой клетки.

3. Уровни организации живых систем.

4. Биологическая эволюция.

5. Генетика: рождение, развитие и роль в современной биологии.