Термин физическая химия принадлежит М.В. Ломоносову, который в 1752 впервые прочитал студентам Петербургского университета соответствующий курс. Есть, правда и другие сведения (в 1599 г. ввёл немецкий алхимик Кунрат (H. Kuhnrath), но это вряд ли, так как сама химия как наука в 16 веке еще не оформилась. Исследует химические явления физическими методами. Вначале это был весовой и объемный анализы, ощущение вкуса и запаха, измерение тепла и цвета. И тут пришли Р.В. Бунзен и Г. Кирхгоф со спектральным анализом (1860 г., открытие цезия). В настоящее время количество методов исследования вместе с модификациями превысило 300. Основными разделами физической химии традиционно считаются: химическая термодинамика, кинетическая теория и статистическая термодинамика, вопросы строения молекул и спектроскопия, химическая кинетика.
Современному этапу развития физической химии присущи углубленный анализ общих закономерностей химических превращений на молекулярном уровне, широкое использование математического моделирования (молекулярный дизайн), расширение диапазона внешних воздействий на химическую систему (высокие и криогенные температуры, высокие давления, сильные радиационные и магнитные воздействия), изучение сверхбыстрых процессов, способов накопления энергии в веществах. Достижением физхимии на рубеже веков является осознание того факта, что мир веществ скорее неравновесен, чем равновесен.
На основе физхимии низких температур возникла криомедицина, как отдельное направление. Всего два десятилетия назад, но за это время накоплен огромный опыт по выделению и сохранению клеток. Процесс выделения и хранения стволовых клеток в условиях ультранизких температур – криоконсервация – разработан специально для создания клеточного «банка запасных частей», необходимых для восстановления жизненных функций организма, нарушенных в результате заболевания или в процессе его лечения. Ну, а хранение спермы крупного рогатого скота в жидком азоте является основой искусственного осеменения в животноведстве.
Интересно, что в физхимии законы арифметики нарушаются сплошь и рядом. Например, смешивая по 50 мл воды и спирта мы получим не 100 мл водки, а только 96 мл за счет объемных эффектов образования спиртогидратов.
В физической химии физик и химик дополняют друг друга, хотя бывает и так. Встречаются два физика и химик. Один физик говорит:
- Я придумал миниатюрную атомную бомбу, скоро будем ее испытывать!
На что другой ему отвечает:
-Ну и что? Я придумал миниатюрную термоядерную бомбу и мы тоже скоро ее испытаем!
Химик немного подумал и говорит:
- А вот я ничего не придумал, но случайно испачкал Вас полонием.
Работают Институт физической химии РАН (Москва), Научно-исследовательский физико-химический институт (Москва-Обнинск). Кафедры физхимии есть практически во всех ведущих университетах страны. Есть «Журнал физической химии». Можно почитать: Жуховицкий А.А. Физическая химия: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 2001.
Кто были первые фитохимики?
Знахарки. Белые и черные ведьмы. Вспомните Бабу Ягу, помешивающую в горшке чего-то жидкое. Травки, настойки, примочки, мази, приворотные зелья, да и яды – вот продукты народной растительной медицины.
Фитохимия – создание высокоэффективных лекарственных препаратов на основе веществ растительного происхождения и экологически чистых средств защиты растений.
Создание лекарства начинается обычно в лаборатории химика – специалиста по органическому синтезу или в лаборатории фитохимика. Первый создает пока еще не исследованные соединения, второй выделяет либо индивидуальные химические соединения из растений, либо группу близких по структуре веществ. Затем созданные или выделенные вещества передаются фармакологу, определяющему, обладают ли эти вещества нужным эффектом. Предположим, что фармаколог ищет вещества, обладающие гипотензивным эффектом, то есть понижающие артериальное давление. Он может идти двумя путями. Первый путь носит название скрининг, при этом фармакологу часто неизвестно даже предположительно, какой химической структурой должно обладать гипотензивное средство, и он испытывает в опытах на животных одно вещество за другим, отсеивая неэффективные (скрининг-сито). Это весьма трудоемкий метод и часто малоэффективный, однако иногда единственно возможный, особенно когда речь идет о разработке новых неизвестных групп лекарственных веществ. Впервые применен в начале столетия П. Эрлихом для получения противосифилитических средств на основе органических соединений мышьяка.