Koncepční systém v chemii je systém vzájemně propojených teorií , sjednocených společnými základními principy, koncepty, zákony, metodami a problémy. Teorii konceptuálních systémů pro rozvoj chemie vytvořil a rozvinul ruský chemik a filozof V. I. Kuzněcov spolu s dalšími chemiky, historiky vědy a filozofy. Tato teorie je nejúplněji vysvětlena v jeho knize General Chemistry: Trends in Development (1989).
Existují čtyři koncepční systémy :
Každý konceptuální systém chemie zahrnuje několik teorií, které spojují společné základní principy, zákony, metody a problémy.
Ve vývoji chemie nedochází ke změně, ale ke konzistentnímu vzhledu pojmových systémů [1] . Vývoj chemie probíhá v současnosti paralelně jak na každé ze čtyř úrovní, tak vzestupem z nižších úrovní do vyšších, tedy z jednoho pojmového systému do druhého [2] .
Prvním koncepčním systémem chemie byla doktrína kompozice. V rámci této nauky byly řešeny dva hlavní problémy: problém chemického prvku a problém závislosti vlastností látky na jejím chemickém složení. Hlavním postulátem nauky o složení je, že vlastnosti látky jsou určeny jejím složením, tedy z jakých chemických prvků a v jakém poměru daná látka vzniká . Předmětem nauky o složení je hmota jako soubor atomů ( kvantový mikrosystém ).
Strukturní chemie , jejíž vznik je připisován první polovině 19. století, vychází z postulátu, že vlastnosti látky jsou určeny strukturou molekul látky, tedy nejen složením, ale i podle pořadí, ve kterém jsou atomy navzájem spojeny a jejich umístění v prostoru. Hlavním předmětem strukturní chemie je molekula jako celek. S příchodem druhého pojmového systému se chemie transformuje z analytické vědy na vědu syntetickou.
Doktrína chemického procesu , jehož počátek vzniku je připisován druhé polovině 19. století, je založena na postulátu, že vlastnosti látky jsou určeny jejím složením, strukturou a organizací systému, ve kterém tato látka se nachází. Vznik nového pojetí chemie je spojen se vznikem experimentálních faktů naznačujících nemožnost vysvětlit chemické reakce pouze na základě složení látky a struktury jejích molekul. Vlastnosti látek v obecném případě také závisí na koncentraci činidel, na vnějších podmínkách a prostředí, ve kterém se systém nachází, a na přítomnosti látek v systému ( katalyzátory , rozpouštědlo , nečistoty atd.), které nejsou stechiometricky zapojeny do chemické reakce . Předmětem studia v rámci tohoto pojmového systému je celý chemický kinetický systém, pro který je látka samotná, její složení a struktura jejích molekul považována za subsystém, za součást systému. Mnoho empirických konceptů dostává teoretické zdůvodnění v rámci statistické mechaniky a termodynamiky , chemické termodynamiky , chemické kinetiky a teorie katalytických reakcí . Vytvoření doktríny chemického procesu umožnilo vyřešit otázky řízení chemických reakcí a procesů, vytvořit novou chemickou technologii .
Čtvrtý pojmový systém, evoluční chemie, se stále tvoří a je spojen se zahrnutím principu historismu a pojetí času do chemické vědy , s konstrukcí teorie chemické evoluce hmoty. Evoluční chemie studuje procesy samoorganizace hmoty: od atomů a jednoduchých molekul až po živé organismy. Jedním z prvních objevů připisovaných evoluční chemii je efekt sebezdokonalování katalyzátorů v reakcích, zkoumaný v pracích amerických chemiků A. Guotmiho a R. Cunninghama v letech 1958-1960. V letech 1964-1969. Sovětský chemik A.P. Rudenko s ohledem na tento objev vytvořil teorii vlastního vývoje otevřených katalytických systémů. V pracích německého chemika M. Eigena byla vyvinuta teorie hypercyklů , která vysvětluje asociaci samoreprodukujících se makromolekul do uzavřených autokatalytických chemických cyklů. Teorie hypercyklu je abiogenetická teorie chemické evoluce a původu života . Laureát Nobelovy ceny Jean-Marie Lehn , zakladatel supramolekulární chemie , zavedl [3] koncept „samoorganizace“ a „ samoorganizace “ k popisu jevů uspořádání v supramolekulární chemii. Supramolekulární samouspořádání je proces spontánní asociace dvou nebo více složek, vedoucí k vytvoření supermolekul nebo polymolekulárních celků, ke kterému dochází v důsledku nekovalentních interakcí. Tento proces byl popsán při studiu samovolné tvorby anorganických komplexů (dvojitých helikátů) probíhající jako samoskladovací proces. Nejznámějším projevem samouspořádání u volně žijících zvířat je samoskládání molekul nukleové kyseliny , matricová syntéza proteinů .