§ 1. Специфика химической формы материи

Естественнонаучные факты и общефилософский подход позволяют со всей определенностью сделать вывод о само­стоятельном существовании химической формы материи как необходимого звена закономерного мирового процесса раз­вития материи.

В чем заключается «неуловимое химическое качество»? Прежде всего, считают, что химические процессы могут быть связаны лишь с атомами как неделимой химической целост­ностью, качественно отличной от физической целостности. Такой взгляд на химизм высказывается обычно химиками, рассматривающими атомы как целостные частицы материи, из которых строятся сложнейшие химические соединения. Этот факт был подмечен Б. М. Кедровым, определившим атом как «исходную химическою клеточку», как своего рода «химическую единицу». Целостность атома рассматривается Б. М. Кедровым в качестве основного аргумента в пользу признания существования особой, не сводимой к физической, химической формы материи ¹⁵⁸.

Вторым моментом в решении вопроса о неуловимом хи­мическом качестве является ссылка на периодический закон Д. И. Менделеева. Как правило, химики связывают специфи­ку химического с этим законом, устанавливающим периоди­ческую зависимость свойств элементов от их места в систе-

¹⁵⁸ См. Кедров Б. М. Предмет и взаимосвязь естественных наук, с 238.

48

ме химических элементов. По мнению А. А. Бутакова, хими­ческие реакции «нельзя объяснить только действием сил электрического притяжения и отталкивания. Их действием объясняется лишь физическая сторона химического процес­са... Химическая форма движения материи представляет со­бой процессы изменения частиц вещества, которые в конеч­ном счете определяются действием периодического закона элементов» ¹⁵⁹.

Ссылки на химическую целостность атома и периодиче­ский закон Д. И. Менделеева, на наш взгляд, весьма суще­ственны, но недостаточны для решения вопроса о существо­вании особого химического качества. Следующим важным доводом в пользу признания специфического химического качества служит то, что химические связи между качествен­но различными атомами в физическом отношении различа­ются лишь количественно ¹⁶°. Так, связь Н — С отличается от связи Н—F с физической стороны различной полярно­стью, или разностью электроотрицательности атомов, обра­зующих связь (0,4 и 1,9). С химической стороны эти связи выступают как качественно различные, обладающие неповто­римым своеобразием, поскольку это связи водорода с каче­ственно различными элементами С и F.

Качественное богатство, многообразие химических связей в физике стирается, сводится к чисто количественным раз­личиям. Хотя число достаточно точных физических данных о полярности, длинах, частотах колебаний связей в настоящее время постоянно возрастает, «теория химической связи оста­ется одной из важнейших нерешенных научных про­блем...» ¹⁶¹.

Одна из основных закономерностей соотношения «выс­ших» и «низших» наук состоит в том, что там, где «высшая» наука обнаруживает качественные различия, «низшая» на­ходит только количественные.

Решающее отличие химизма от физических превращений заключается в том, что собственно химические превращения не являются масс-энергетическими.

¹⁵⁹ Бутаков А А Основные формы движения материи и их взаимо- связь в свете современной на\ки, с 148, 164

¹⁶⁰ См Орлов В В Диалектический материализм и психофизиологи­ческая проблема, с 180.

¹⁶¹ Кемпбел Дж. Современная общая химия М, 1975, т 1, с 536

49

ка, с которым и необходимо связывать неуловимое химиче­ское качество. Так, если различие химических реакций окис­ления и восстановления с физической точки зрения состоит в том, что в первом случае осуществляется отдача электрона атомом или молекулой, а во втором — присоединение, сами по себе отдача и присоединение электрона, независимо от полученных химическими средствами представлений, не мо­гут быть достаточными для понимания сущности окисления и восстановления. Точно так же «доскональное знание элект­ронной конфигурации свободного атома с данным Z во мно­гих случаях не позволяет a priori сделать однозначный вы­вод о свойствах, какими должен обладать соответствующий элемент» ¹⁶².

Периодическая система атомов, в основе которой лежит схема формирования электронных конфигураций атомов с ростом Z, приобретает силу лишь тогда, когда она приводит-

ся в соответствие с периодической системой элементов ¹⁶³.

Подчеркивая неспособность физических понятий схва­тить ускользающую от них специфику химического, Э Штрекер отмечает, что «вещество и качество, как таковые, нигде не выступают в уравнениях физики. Вещество выступает в ней только в виде массы, а качество имеет значение лишь постольку, поскольку встречающиеся иногда в функциональ­ных уравнениях константы имеют для каждого вещества свои числовые значения. Еще не было никакой возможности выразить вещественную природу в ее качественной специ­фичности в виде массы и числа»¹⁶⁴. На эту своеобразною особенность химизма, подмеченную на современном уровне развития химии Э. Штрекер, обратил внимание еще Гегель По его мнению, «при отождествлении электричества и хи­мизма... упускается из виду уже. то обстоятельство, что пер­вое вообще и его нейтрализация не постоянны и остаются внешними качеству тел, химизм же в своем действии и в осо­бенности при нейтрализации затрагивает и меняет всю каче­ственную природу тел» ¹⁶⁵.

Наконец, важным доводом в пользу существования осо­бого химического качества служит то, что химический мир характеризуется несравненно большим качественным много­образием, чем физический. Это своеобразие химизма отме­тил первоначально Гегель. Химическое образуется всего из трех основных элементарных частиц (протона, нейтрона и

¹⁶² Трифонов Д. Н Эволюция учения о периодичности с 259

¹⁶³ Там же, с 258.

¹⁶⁴ Штрекер Э Атомистическое обоснование химии и ее развитие как системной науки — В кн.: Философские проблемы современной химии, с. 81

¹⁶⁵ Гегель Г. В. ф. Наука логики, т. 1, с. 458.

50

электрона), обладающих наибольшим многообразием свойств. Из них возникает свыше 100 химических элементов и необозримое количество химических соединений. Уже иден-тифинировано примерно 6 млн. соединений и ежегодно син­тезируется около полумиллиона новых. Если же учесть, во-первых, число изомеров и стереоизомеров, которые могут иметь высокомолекулярные соединения, и, во-вторых, мно­гообразие типов белков и нуклеиновых кислот (по Ленинджеру, общее число различных типов белков у всех видов живых организмов составляет 10^10-12, а нуклеиновых кислот — 10¹⁰)¹⁶⁶, то количество химических соединений становится чрезвычайно большим.

Вопрос о субстратной основе химической формы материи получил однозначное решение в философской и естественно­научной литературе. Эта основа составлена атомами, моле­кулами, ионами, свободными радикалами и другими надатомными структурами. Однако некоторые аспекты данной проблемы в достаточной мере еще не исследованы Прежде всего это касается элементарной единицы химического суб­страта - атома. Принято считать, что атом химически неде­лим. Но такое убеждение, приобретшее силу аксиомы, вызы­вает сомнение. Дело в том, что агом, как химическое образо­вание, вступающее в химическое взаимодействие с другими атомами, должен обладать некоторой внутренней химиче­ской структурированностью, ибо взаимодействие означает изменение, а последнее всегда предполагает внутреннее мно­гообразие изменяющегося субстрата. Абсолютно простое не может изменяться, взаимодействовать. Если допустить, что атом химически абсолютно неделим, то становится необъяс­нимой его способность вступать во взаимодействие с други­ми химическими атомами. Необходимо признать, что хими­ческая неделимость атома является относительной. Он неделим в том смысле, что не может быть разделен на самостоя­тельно существующие химические образования, химические субъединицы. Но вместе с тем атом представляет собой хи­мически структурированное целое, единство многообразия, которое есть прежде всего многообразие химических свойств, Функциональное многообразие. Поскольку последнее предпо­лагает субстратное многообразие, необходимо также допус­тить, что химически атом представляет собой единство сво­их химических частей, не имеющих самостоятельного суще­ствования, не различимых в рамках единого химического

¹⁶⁶ См. Ленинджер А Биохимия, М., 1976, с 11.

51

целого. Составные части атома — ядро и электроны — имеют различную химическую значимость и в этом смысле высту­пают как «химические полюса» химического элемента, как его «химические части». Способность атомов к вступлению в химические соединения, к образованию химической связи не­посредственно определяется строением их внешних электрон­ных оболочек, что зависит прежде всего от заряда атомного ядра. У тяжелых элементов на характер и порядок заполне­ния электронных оболочек, как считает Д. Н. Трифонов, на­чинает оказывать определенное влияние также масса ядер ¹⁶⁷. Химические свойства атома обусловливаются строе­нием не только электронной оболочки, но и ядра. Д. Д. Ива­ненко считает, что свойства атомных ядер обладают явно выраженной периодичностью, которая зависит от периодич­ности их строения¹⁶⁸. И хотя периодичность строения ядер существенно отличается от периодичности строения атомов, имеются серьезные основания для предположения о доволь­но тесной связи химической периодичности с ядерной.