Концепції сучасного природознавства

Така різка диспропорція між органічними і неорганічними сполуками, а також виключно диференційований відбір мінімуму органогенів не можуть бути пояснені різною поширеністю хімічних елементів у космосі і на Землі.

Це означає, що визначальними чинниками у відборі хімічних елементів при формуванні органічних систем, а тим більше біосистем виступають умови відповідності цих елементів певним вимогам:

1 Здатність утворювати міцні і, отже, енергоємні хімічні зв'язки.

2 Ці зв'язки повинні бути лабільними (тобто здатними до утворення нових різноманітних зв'язків).

Саме тому вуглець і був відібраний природою з багатьох інших елементів як органоген номер один. Він, як ніякий інший елемент, здатний поєднувати найрідкісніші хімічні протилежності, реалізовувати їх єдність, виступати як носій внутрішніх суперечностей. Про те, як відбувався відбір хімічних сполук, найбільш придатних для утворення життя, який його механізм, поки що сказати досить важко. Але цей процес залишив нам своєрідний музей. Подібно до того, як із усіх хімічних елементів тільки 6 органогенів та 10 - 15 інших елементів відібрані природою, щоб скласти основу біосистем, так само в результаті еволюції відбувався ретельний відбір оптимальних хімічних сполук.

З мільйонів органічних сполук у побудові живого беруть участь лише декілька сотень, із 100 відомих амінокислот до складу білків входять тільки 20, лише по чотири нуклеотиди ДНК і РНК покладені в основу всіх складних полімерних нуклеїнових кислот, відповідальних за спадковість і регуляцію білкового синтезу у будь-яких живих організмах.

Сьогодні зрозуміло, що у ході еволюції відбиралися ті структури, які сприяли різкому підвищенню активності і селективності дії каталітичних груп. Сформульовані вже і деякі висновки:

1 На ранніх етапах хімічної еволюції світу каталіз був зовсім відсутній. Умови існування високих температур (більше 5000 ⁰С), електричних розрядів і радіації, з одного боку, перешкоджають утворенню конденсованого стану, а з іншого - перекривають ті порції енергії, які необхідні для подолання енергетичних бар'єрів хімічних реакцій.

2 Перші прояви каталізу починаються при пом'якшенні умов і утворенні первинних твердих тіл.

3 У міру того як фізичні умови наближалися до земних, роль каталізу зростала. Але загальне значення каталізу аж до утворення більш - менш складних органічних молекул усе ще не могло бути високим.

4 Роль каталізу у розвитку хімічних систем після досягнення стартового стану, тобто певного кількісного мінімуму органічних і неорганічних сполук, почала зростати з фантастичною швидкістю.

Теорія саморозвитку елементарних відкритих каталітичних систем у найзагальнішому вигляді висунута професором МГУ А.П. Руденко у 1964 р., є загальною теорією хімічної еволюції і біогенезу. Вона вирішує питання про рушійні сили і механізми еволюційного процесу, тобто про закони хімічної еволюції, про відбір елементів і структур та їх причинну обумовленість, про глибину хімічної організації та ієрархію хімічних систем як наслідок еволюції.

Суть цієї теорії полягає у тому, що хімічна еволюція є саморозвитком каталітичних систем і, отже, еволюціонуючою речовиною є каталізатори. У ході реакцій відбувається природний відбір тих каталітичних центрів, які мають найбільшу активність. Саморозвиток, самоорганізація і самоускладнення каталітичних систем відбувається за рахунок постійного припливу трансформованої енергії. А оскільки основним джерелом енергії є базова реакція, то максимальні еволюційні переваги одержують каталітичні системи, що розвиваються на базі екзотермічних реакцій. Звідси базова реакція є не тільки джерелом енергії, але і знаряддям відбору найбільш прогресивних еволюційних змін каталізаторів.

Тим самим А.П. Руденко сформулював основний закон хімічної еволюції, згідно з яким з найбільшою швидкістю і ймовірністю здійснюються ті шляхи еволюційних змін каталізатора, на яких відбувається максимальне збільшення його абсолютної активності.

Практичним наслідком теорії саморозвитку відкритих каталітичних систем є так звана “нестаціонарна технологія”, тобто технологія зі змінними умовами реакції. Сьогодні дослідники приходять до висновку, що стаціонарний режим, надійна стабілізація якого здавалася запорукою високої ефективності промислового процесу, є лише окремим випадком нестаціонарного режиму. При цьому виявлено безліч нестаціонарних режимів, що сприяють інтенсифікації реакції.

Сьогодні вже абсолютно зрозумілі перспективи створення і розвитку нової хімії, на основі якої будуть створені маловідходні, безвідходні і енергозберігаючі промислові технології.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Концепции современного естествознания: учеб. для вузов/ ред: В.Н. Лавриненко, В.П. Ратников. - Москва:ЮНИТИ-ДАНА, 2004. - 271 с.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: уч.пос.для студ. вузов/ Т.Я. Дубнищева. - Москва: Академия, 2008.- 608 с.

3. Мотылева Л. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / Л. Мотылева, В. Скоробогатов, А. Судариков - Санкт-Петербург: Издательство Союз, 2000. - 320 с.

4. Концепции современного естествознания /под ред. С.И.Самыгина. - Ростов-на-Дону:Феникс, 1999. - 576 с.

5. Горохов В.Г. Концепции современного естествознания и техники: учебное пособие/ В.Г. Горохов. - Москва: Инфра - М, 2000. - 608 с.

6. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: учебник/ С.Х. Карпенков. - Москва: Академический проект, 2004. - 639 с.

7. Горелов А. А. Концепции современного естествознания/ А.А. Горелов. - Москва: Центр, 2001. - 206 с.

8. Данилова В.С. Основные концепции современного естествознания: учебное пособие/ В.С. Данилова, Н.Н. Кожев-ников. - Москва: Аспект - пресс, 2001. - 255 с.

9. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: учебное пособие/В.М. Найдыш. - Москва: Гардарики, 2001. - 475 с.

10. Белкин П.Н. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для вузов /П.Н. Белкин. - Москва: Высш. шк., 2004. - 335 с.

11. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов/ Е.Ф. Солопов. - Москва: ВЛАДОС, 2005. - 232 с.

12. Суханов А.Д. Концепция современного естествознания: учебник для вузов/ А.Д. Суханов. - Москва: Дрофа, 2006.-256 с.

13. Лобачев А.И. Концепции современного естествознания: учебник для вузов/ А.И. Лобачев. - Москва: ЮНИТИ, 2001.- 239 с.

14. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: учебник для вузов/ Г.И. Рузавин. - Москва: ЮНИТИ, 2005. - 304 с.

15. Воронов В.К. Основы современного естествознания: учебное пособие/ В.К. Воронов. -Москва: Высшая школа, 1999.- 247 с.

16. Иванов А.И. Основы современного естествознания: учебное пособие/ А.И. Иванов и др. - Волгоград: Издательство Волгоградского университета, 1999. - 228 с.

17. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: курс лекций/ А.Н. Бабушкин. - Санкт-Петербург: Омега-Л, 2004. - 224 с.

18. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов/ Ф.М. Дягилев. - Москва: ИНФРА-М, 2000. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru