Теорія саморозвитку елементарних відкритих каталітичних систем

Людини завжди вражало різноманіття, складність, безперервна й швидка зміна живої природи. Від невидимого миру й мікроорганізмів, незліченних найпростіших, лишайників, мохів, трав, чагарників і дерев до миру тварин — комах, риб, земноводних, птахів, ссавців — така ланцюг життя, що тягнеться до вінця природи — людині, єдиному з біологічних істот, здатному вивчати й осмислювати закономірності природи

Чимало сторіч пройшло, поки людина нагромадила досить знань для наукового розуміння миру живої природи. Для цього знадобився розвиток фізики й хімії, пізнання законів будови живих організмів, діяльності їхніх органів і тканин, уміння заглянути усередину організмів, проникнути в дрібну їхню структуру. Допитлива думка й експерименти багатьох і багатьох поколінь натуралістів привели до висновку про постійний розвиток усього різноманіття рослинних і тваринних видів у процесі зміни незліченних поколінь білкових тіл

Еволюція хімічних сполук

Хімічні сполуки на Землі пройшли чотири стадії свого еволюційного розвитку: 1) неорганічну; 2) органічну; 3) біохімічну; 4) антропогенну

Перша стадія пов’язана з хімічними перетвореннями без утворення ланцюгів з атомів вуглецю, що, як відомо, має найбільший еволюційний потенціал. На цій стадії утворювалися найбільш прості речовини й відбувалися відносно нескладні процеси

Органічна стадія – по суті є хімія з’єднань вуглецю. Тут відбувається різке ускладнення хімізму й формуються всі необхідні передумови для виникнення життя

Третя стадія – біохімія, іди хімія живого. З виникненням життя вищою й найбільш складною формою матерії стає біологічна. До специфіки співвідношення хімічн і біологічного можна віднести наступні закономірності:

життя виникає в ході протікання хімічних процесів, хоча перехід від неживого до живого поки відтворити не вдається;

біохімічні процеси розвиваються під контролем біологічних процесів і закономірностей, наприклад природного добору. У живому організмі хімічний синтез спрямований на підтримку його життєздатності

з виникненням життя більша частина хімічних речовин продовжує існувати по своїх власних законах поза живими організмами. При цьому нежива речовина служить зовнішнім середовищем, з якого живе перебуває в постійному динамічному зв’язку (обмін речовин між організмом і середовищем);

деяка частина хімічних речовин після виникнення живого включається до складу живих організмів. Біохімія, або хімія живого, набагато складніше хімічних процесів, що йдуть поза живим організмом. Одночасно біохімія – частина хімічної науки й у ній діють в особливих формах всі хімічні закони. Біохімічні процеси є основою життя, вони впливають на біологічні явища, накладаючи на них певні обмеження

у живій природі виникає нова якість – біологічне, котре має у своїй основі складні хімічні механізми й у той же час не може бути зведено навіть до самого складного набору хімічних процесів

Критерії життя

При спробі визначити сутність життя на науковому рівні виникають значні труднощі. Більшість учених переконані, що життя являє собою особливу форму існування матеріального світу. До кінця 50-х років класичним уважалося визначення Ф. енгельса, що говорило, що життя є спосіб існування білкових тіл, що складає в постійному самовідновленні хімічних складових частин цих тел. Однак уже до початку 60-х років стало очевидним, що речовинна основа життя зводиться не тільки до білок, а функціональна – не тільки до властивих живих організмів обміну речовин. Наприклад, е. Шредингер визначав життя як аперіодичний кристал, Г. Югай -як космічну організованість матерії. Деякі визначення підкреслюють енергетичний аспект життя – протистояння ентропийним процесам, інші виникнення точної просторової редубликации, або матричного копіювання, здійснюваного за допомогою нуклеинових кислот

Сучасна біологія в питанні про сутність живого всі частіше йде по шляху перерахування основних властивостей живих організмів або критеріїв життя. При цьому підкреслюється те, що тільки сукупність таких властивостей може дати подання про специфіку життя. До числа критеріїв життя звичайно відносять наступні:

живі організми характеризуються впорядкованою складною структурою, рівень їхньої організації значно вище, ніж у неживих системах;

живі організми одержують енергію з навколишнього середовища, причому більшість із них прямо або побічно використовують сонячну енергію;

всі живі організми, як рослини, так і тварини, реагують на зміни в навколишнім середовищі (подразливість);

живі організми не тільки змінюються, але й ускладнюються;

все живе розмножується. Здатність до самовідтворення – основна ознака життя, оскільки при цьому проявляється дія механізму спадковості й мінливості, які визначають еволюцію всіх видів живої природи;

живі організми передають у спадщину закладену в них інформацію, необхідну для розвитку й розмноження потомства. Ця інформація закладена в генах – одиницях спадковості, дрібних внутрішньоклітинних структурах. Генетичний матеріал визначає напрямок розвитку організму. Інформація в процесі передачі трохи змінюється, тому потомство не тільки схоже на батьків, але й відрізняється від них;

живі організми добре пристосовані до середовища перебування й відповідному образу життя

У спрощеному виді можна вважати, що всі живі організми харчуються, дихають, ростуть, розмножуються й поширюються в природі, а неживі тіла не харчуються, не дихають, не ростуть і не розмножуються

Жива речовина розділена на дискретні утворення – організми, більше простими прообразами яких є елементарні каталітичні системи А. П. Руденко. Теорія саморозвитку елементарних відкритих каталітичних систем (еОКС) у загальному виді була висунута професором Московського університету А. П. Руденко в 1964 році й у розгорнутій формі з’явилася в 1969 році. Вона є найбільше докладно розробленим варіантом загальної теорії хімічної еволюції й біогенезу, вирішує в комплексі питання про рушійні сили й механізм еволюційного процесу, тобто про закони хімічної еволюції, про відбір елементів і структур і їхньої причинної обумовленості, про рівень хімічної організації й ієрархії хімічних систем у процесі еволюції

Ряд хімічних процесів взагалі неможливо провести без участі каталізаторів. Найбільш складним випадком каталізу є автокаталіз, що виникає при каталітичному впливі продукту реакції на вихідні речовини, що вступають у неї. Таким чином, на хімічному рівні організації матерії виникає здатність багаторазового самоприскорення, зміни й розвитку

Каталітичні реакції винятково різноманітні, численні і є головним предметом досліджень сучасної хімії

Свою теорію А. П. Руденко засновував на мультиплетній теорії каталізу академіка А. А. Баландіна

Основні положення теорії А. А. Баландіна зводяться до трьох висновків:

Каталізатор збільшує швидкість реакції, тобто каталіз може бути тільки позитивним

Каталізатори здатні орієнтувати реакції в одному з можливих напрямків

Каталізатори хімічно взаємодіють із реагентами й утворять проміжний (мультиплетний) комплекс, що володіє властивостями перехідного стану (по іншій термінології – активований комплекс).

А. П. Руденко називає такий проміжний комплекс елементарною каталітичною системою. Якщо каталітична реакція супроводжується постійним припливом ззовні нових реактивів, відводом готових продуктів і виконанням ще деяких умов, реакція може протікати необмежено довго, перебуваючи на тому самому стаціонарному рівні. Такі багаторазово поновлювані комплекси здобувають статус елементарних відкритих каталітичних систем

У роботах А. П. Руденко викладена детально розроблена їм теорія відкритих каталітичних систем. Виділивши чотири принципи опису процесу розвитку (імовірнісний, кінетичн, термодинамічний і інформаційний), він сформулював з їхньою допомогою основний закон саморозвитку еОКС:

Pages: 1 2

Збережи - » Теорія саморозвитку елементарних відкритих каталітичних систем . З'явився готовий твір.

Теорія саморозвитку елементарних відкритих каталітичних систем





Шкільні предмети. Шкільна фізика. Уроки з англійської, французької, німецької мов.