Et konceptuelt system i kemi er et system af indbyrdes forbundne teorier , forenet af fælles grundlæggende principper, begreber, love, metoder og problemer. Teorien om konceptuelle systemer til udvikling af kemi blev skabt og udviklet af den russiske kemiker og filosof V. I. Kuznetsov sammen med andre kemikere, videnskabshistorikere og filosoffer. Denne teori er mest udførligt forklaret i hans bog General Chemistry: Trends in Development (1989).
Der er fire konceptuelle systemer :
Hvert begrebsmæssigt system af kemi omfatter flere teorier, forenet af fælles grundlæggende principper, love, metoder og problemer.
I udviklingen af kemi er der ikke en ændring, men en konsistent fremtræden af konceptuelle systemer [1] . Udviklingen af kemi foregår i øjeblikket parallelt både på hvert af de fire niveauer, og ved at stige fra de lavere niveauer til de højere, det vil sige fra et begrebssystem til et andet [2] .
Det første begrebssystem for kemi var læren om sammensætning. Inden for rammerne af denne doktrin blev to hovedproblemer løst: problemet med et kemisk grundstof og problemet med afhængigheden af et stofs egenskaber af dets kemiske sammensætning. Hovedpostulatet i doktrinen om sammensætning er, at et stofs egenskaber bestemmes af dets sammensætning, det vil sige ud fra hvilke kemiske grundstoffer og i hvilket forhold et givet stof dannes . Genstanden for kompositionslæren er stof som en samling af atomer ( kvantemikrosystem ).
Strukturkemien , hvis udseende tilskrives første halvdel af det 19. århundrede, går ud fra postulatet, at et stofs egenskaber bestemmes af strukturen af stoffets molekyler, det vil sige ikke kun af sammensætningen, men også efter den rækkefølge, atomer er forbundet med hinanden, og deres placering i rummet. Hovedformålet med strukturkemi er molekylet som helhed. Med fremkomsten af det andet konceptuelle system transformeres kemi fra en analytisk videnskab til en syntetisk videnskab.
Læren om den kemiske proces , hvis begyndelse tilskrives anden halvdel af det 19. århundrede, er baseret på postulatet om, at et stofs egenskaber bestemmes af dets sammensætning, struktur og organisering af systemet, hvori dette stof er lokaliseret. Fremkomsten af et nyt kemikoncept er forbundet med fremkomsten af eksperimentelle fakta, der indikerer umuligheden af kun at forklare kemiske reaktioner på grundlag af sammensætningen af et stof og strukturen af dets molekyler. Egenskaberne af stoffer i det generelle tilfælde afhænger også af koncentrationen af reagenserne, af de ydre forhold og miljø, som systemet er placeret i, og af tilstedeværelsen i systemet af stoffer ( katalysatorer , opløsningsmidler , urenheder osv.), er ikke støkiometrisk involveret i den kemiske reaktion . Emnet for undersøgelse inden for dette konceptuelle system er hele det kemiske kinetiske system, for hvilket stoffet selv, dets sammensætning og strukturen af dets molekyler betragtes som et undersystem, som en del af systemet. Mange empiriske begreber modtager teoretisk begrundelse inden for rammerne af statistisk mekanik og termodynamik , kemisk termodynamik , kemisk kinetik og teorien om katalytiske reaktioner . Oprettelsen af doktrinen om den kemiske proces gjorde det muligt at løse problemerne med at styre kemiske reaktioner og processer, at skabe en ny kemisk teknologi .
Det fjerde konceptuelle system, evolutionær kemi, er stadig ved at blive dannet og er forbundet med inddragelsen af princippet om historicisme og begrebet tid i den kemiske videnskab , med konstruktionen af en teori om den kemiske udvikling af stof. Evolutionær kemi studerer processerne for selvorganisering af stof: fra atomer og simple molekyler til levende organismer. En af de første opdagelser, der tilskrives evolutionær kemi, er effekten af selvforbedring af katalysatorer i reaktioner, studeret i de amerikanske kemikere A. Guotmi og R. Cunninghams værker i 1958-1960. I 1964-1969. Den sovjetiske kemiker A.P. Rudenko skabte under hensyntagen til denne opdagelse en teori om selvudvikling af åbne katalytiske systemer. I den tyske kemiker M. Eigens værker blev teorien om hypercykler udviklet , som forklarer foreningen af selvreproducerende makromolekyler til lukkede autokatalytiske kemiske cyklusser. Hypercyklus teorien er en abiogenetisk teori om kemisk evolution og livets oprindelse . Nobelpristageren Jean-Marie Lehn , grundlæggeren af supramolekylær kemi , introducerede [3] begrebet "selvorganisering" og " selvsamling " for at beskrive ordensfænomener i supramolekylær kemi. Supramolekylær selvsamling er processen med spontan association af to eller flere komponenter, hvilket fører til dannelsen af supermolekyler eller polymolekylære ensembler, der opstår på grund af ikke-kovalente interaktioner. Denne proces er blevet beskrevet i studiet af den spontane dannelse af uorganiske komplekser (dobbelthelikater), der forløber som en selvsamlingsproces. Den mest kendte manifestation af selvsamling i vilde dyr er selvsamlingen af nukleinsyremolekyler, matrixsyntesen af proteiner .