Ett konceptuellt system i kemi är ett system av inbördes relaterade teorier , förenade av gemensamma grundläggande principer, begrepp, lagar, metoder och problem. Teorin om konceptuella system för utveckling av kemi skapades och utvecklades av den ryske kemisten och filosofen V. I. Kuznetsov , tillsammans med andra kemister, vetenskapshistoriker och filosofer. Denna teori förklaras mest fullständigt i hans bok General Chemistry: Trends in Development (1989).
Det finns fyra konceptuella system :
Varje begreppssystem av kemi inkluderar flera teorier, förenade av gemensamma grundläggande principer, lagar, metoder och problem.
I utvecklingen av kemin sker ingen förändring, utan ett konsekvent utseende av konceptuella system [1] . Utvecklingen av kemin sker för närvarande parallellt både på var och en av de fyra nivåerna, och genom att stiga från de lägre nivåerna till de högre, det vill säga från ett begreppssystem till ett annat [2] .
Det första konceptuella systemet för kemi var läran om sammansättning. Inom ramen för denna doktrin löstes två huvudproblem: problemet med ett kemiskt element och problemet med ett ämnes egenskapers beroende av dess kemiska sammansättning. Huvudpostulatet för kompositionsläran är att egenskaperna hos ett ämne bestäms av dess sammansättning, det vill säga från vilka kemiska grundämnen och i vilket förhållande ett givet ämne bildas . Objektet för kompositionsläran är materia som en samling atomer ( kvantmikrosystem ).
Strukturkemi , vars utseende hänförs till första hälften av 1800-talet, utgår från postulatet att egenskaperna hos ett ämne bestäms av strukturen hos ämnets molekyler, det vill säga inte bara av sammansättningen utan också efter den ordning i vilken atomer är förbundna med varandra och deras placering i rymden. Huvudobjektet för strukturkemi är molekylen som helhet. Med tillkomsten av det andra konceptuella systemet förvandlas kemi från en analytisk vetenskap till en syntetisk vetenskap.
Läran om den kemiska processen , vars början tillskrivs 1800-talets andra hälft, bygger på postulatet att ett ämnes egenskaper bestäms av dess sammansättning, struktur och organisation av systemet där detta ämne finns. Framväxten av ett nytt kemibegrepp är förknippat med uppkomsten av experimentella fakta som indikerar omöjligheten att förklara kemiska reaktioner endast på grundval av sammansättningen av ett ämne och strukturen hos dess molekyler. Ämnesegenskaperna i det allmänna fallet beror också på koncentrationen av reagenserna, på de yttre förhållandena och miljön i vilken systemet är beläget, och på närvaron i systemet av ämnen ( katalysatorer , lösningsmedel , föroreningar , etc.) som är inte stökiometriskt involverade i den kemiska reaktionen . Ämnet för studier inom detta konceptuella system är hela det kemiska kinetiska systemet, för vilket själva ämnet, dess sammansättning och strukturen av dess molekyler betraktas som ett delsystem, som en del av systemet. Många empiriska begrepp får teoretisk motivering inom ramen för statistisk mekanik och termodynamik , kemisk termodynamik , kemisk kinetik och teorin om katalytiska reaktioner . Skapandet av läran om den kemiska processen gjorde det möjligt att lösa frågorna om att hantera kemiska reaktioner och processer, att skapa en ny kemisk teknik .
Det fjärde konceptuella systemet, evolutionskemi, håller fortfarande på att bildas och är förknippat med införandet av principen om historicism och begreppet tid i den kemiska vetenskapen , med konstruktionen av en teori om materiens kemiska utveckling . Evolutionskemi studerar processerna för självorganisering av materia: från atomer och enkla molekyler till levande organismer. En av de första upptäckterna som tillskrivs evolutionär kemi är effekten av självförbättring av katalysatorer i reaktioner, studerade i verk av amerikanska kemister A. Guotmi och R. Cunningham 1958-1960. Åren 1964-1969. Den sovjetiska kemisten A.P. Rudenko, med hänsyn till denna upptäckt, skapade en teori om självutveckling av öppna katalytiska system. I den tyska kemisten M. Eigens verk utvecklades teorin om hypercykler , vilket förklarar föreningen av självreproducerande makromolekyler till slutna autokatalytiska kemiska cykler. Hypercykelteorin är en abiogenetisk teori om kemisk evolution och livets ursprung . Nobelpristagaren Jean-Marie Lehn , grundaren av supramolekylär kemi , introducerade [3] begreppet "självorganisering" och " självmontering " för att beskriva ordningsfenomen inom supramolekylär kemi. Supramolekylär självmontering är processen för spontan association av två eller flera komponenter, vilket leder till bildandet av supermolekyler eller polymolekylära ensembler, som uppstår på grund av icke-kovalenta interaktioner. Denna process har beskrivits i studien av den spontana bildningen av oorganiska komplex (dubbla helikater) som fortskrider som en självmonteringsprocess. Den mest välkända manifestationen av självmontering i vilda djur är självmontering av nukleinsyramolekyler , matrissyntesen av proteiner .