Käsitteellinen järjestelmä kemiassa on toisiinsa liittyvien teorioiden järjestelmä , jota yhdistävät yhteiset perusperiaatteet, käsitteet, lait, menetelmät ja ongelmat. Käsitejärjestelmien teorian kemian kehittämiseksi loi ja kehitti venäläinen kemisti ja filosofi V. I. Kuznetsov yhdessä muiden kemistien, tieteen historioitsijoiden ja filosofien kanssa. Tämä teoria on selitetty täydellisimmin hänen kirjassaan General Chemistry: Trends in Development (1989).
Käsitteellisiä järjestelmiä on neljä :
Jokainen kemian käsitteellinen järjestelmä sisältää useita teorioita, joita yhdistävät yhteiset perusperiaatteet, lait, menetelmät ja ongelmat.
Kemian kehityksessä ei tapahdu muutosta, vaan käsitteellisten järjestelmien johdonmukainen esiintyminen [1] . Kemian kehitystä tapahtuu tällä hetkellä rinnakkain sekä kullakin neljällä tasolla että nousemalla alemmalta tasolta korkeammalle, eli käsitteelliseltä järjestelmältä toiselle [2] .
Ensimmäinen kemian käsitteellinen järjestelmä oli koostumuksen oppi. Tämän opin puitteissa ratkaistiin kaksi pääongelmaa: kemiallisen alkuaineen ongelma ja aineen ominaisuuksien riippuvuuden ongelma sen kemiallisesta koostumuksesta. Koostumusdoktriinin pääpostulaatti on, että aineen ominaisuudet määräytyvät sen koostumuksen perusteella, eli mistä kemiallisista alkuaineista ja missä suhteessa tietty aine muodostuu . Koostumusdoktriinin kohteena on aine atomien kokoelmana ( kvanttimikrosysteemi ).
Rakennekemia , jonka esiintyminen johtuu 1800-luvun ensimmäisestä puoliskosta, lähtee olettamuksesta, jonka mukaan aineen ominaisuudet määräytyvät aineen molekyylien rakenteen, toisin sanoen ei vain koostumuksen, vaan myös sen mukaan, missä järjestyksessä atomit ovat yhteydessä toisiinsa ja niiden sijainnista avaruudessa. Rakennekemian pääkohde on molekyyli kokonaisuutena. Toisen käsitejärjestelmän myötä kemia muuttuu analyyttisestä tieteestä synteettiseksi tieteeksi.
Oppi kemiallisesta prosessista , jonka muodostumisen alkamisen katsotaan olevan 1800-luvun jälkipuoliskolla, perustuu oletukseen, jonka mukaan aineen ominaisuudet määräytyvät sen koostumuksen, rakenteen ja järjestelmän organisoinnin perusteella. tämä aine sijaitsee. Uuden kemian käsitteen syntyminen liittyy kokeellisten tosiasioiden syntymiseen, jotka osoittavat, että kemiallisia reaktioita ei voida selittää vain aineen koostumuksen ja sen molekyylien rakenteen perusteella. Aineiden ominaisuudet yleensä riippuvat myös reagenssien pitoisuudesta, ulkoisista olosuhteista ja ympäristöstä, jossa järjestelmä sijaitsee, sekä aineiden ( katalyytit , liuotin , epäpuhtaudet jne.) läsnäolosta järjestelmässä. eivät ole stoikiometrisesti mukana kemiallisessa reaktiossa . Tämän käsitteellisen järjestelmän tutkimuksen kohteena on koko kemiallinen kineettinen systeemi, jonka osalta ainetta itseään, sen koostumusta ja molekyylien rakennetta pidetään osajärjestelmänä, osana järjestelmää. Monet empiiriset käsitteet saavat teoreettisen perustelun tilastollisen mekaniikan ja termodynamiikan , kemiallisen termodynamiikan , kemiallisen kinetiikan ja katalyyttisten reaktioiden teorian puitteissa . Kemiallisen prosessin opin luominen mahdollisti kemiallisten reaktioiden ja prosessien hallinnan ongelmien ratkaisemisen, uuden kemiallisen teknologian luomisen .
Neljäs käsitejärjestelmä, evoluutionaalinen kemia, on edelleen muodostumassa, ja se liittyy historismin periaatteen ja ajan käsitteen sisällyttämiseen kemian tieteeseen sekä aineen kemiallisen evoluutioteorian rakentamiseen . Evoluutiokemia tutkii aineen itseorganisaatioprosesseja atomeista ja yksinkertaisista molekyyleistä eläviin organismeihin. Yksi evoluution kemian ensimmäisistä löydöistä on reaktioiden katalyyttien itsensä kehittymisen vaikutus , jota tutkittiin amerikkalaisten kemistien A. Guotmin ja R. Cunninghamin teoksissa vuosina 1958-1960. Vuosina 1964-1969. Neuvostoliiton kemisti A. P. Rudenko loi tämän löydön huomioon ottaen teorian avoimien katalyyttisten järjestelmien itsensä kehittämisestä. Saksalaisen kemistin M. Eigenin töissä kehitettiin hypersyklien teoria , joka selittää itseään toistuvien makromolekyylien liittämisen suljetuiksi autokatalyyttisiksi kemiallisiksi sykleiksi. Hypersykliteoria on abiogeneettinen teoria kemiallisesta evoluutiosta ja elämän alkuperästä . Nobel -palkittu Jean-Marie Lehn , supramolekulaarisen kemian perustaja , esitteli [3] käsitteet "itseorganisaatio" ja " itsekokoaminen " kuvaamaan järjestysilmiöitä supramolekulaarisessa kemiassa. Supramolekulaarinen itsekokoaminen on kahden tai useamman komponentin spontaani yhdistymisprosessi, joka johtaa supermolekyylien tai polymolekulaaristen ryhmien muodostumiseen ei-kovalenttisten vuorovaikutusten vuoksi. Tämä prosessi on kuvattu epäorgaanisten kompleksien (kaksoishelikaattien) spontaanin muodostumisen tutkimuksessa, joka etenee itsekokoamisprosessina. Tunnetuin itsekokoamisen ilmentymä villieläimissä on nukleiinihappomolekyylien itsekokoaminen , proteiinien matriisisynteesi .