Общая теория химической эволюциии биогенеза А. П. Руденко

Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем, в самом общем виде выдвинутая профессором Москов­ского университета А. П. Руденко в 1964 г. и в развернутой форме появившаяся в 1969 г., названа здесь общей теорией хими­ческой эволюции и биогенеза потому, что она представляет собой поистине унитарную теорию хемо- и биогенеза. В ней осуществ­лен синтез рациональных сторон субстратного и функциональ­ного подходов. Она решает в комплексе вопросы о движущих силах и механизме эволюционного процесса, т. е. о законах хими­ческой эволюции, об отборе элементов и структур и их причин­ной обусловленности, о высоте химической организации и иерар­хии химических систем как следствии эволюции.

Уже только поэтому она,— и пока только она,— может слу­жить основанием эволюционной химии как новой концептуаль­ной системы, возвышающейся над третьей концептуальной сис­темой— учением о химическом процессе. Сущность этой теории состоит в том, что химическая эволюция представляет собой само­ развитие каталитических систем и, следовательно, эволюциониру­ ющим веществом являются катализаторы. В ходе реакции про­исходит естественный отбор тех каталитических центров, кото­рые обладают наибольшей активностью. Те же центры, измене­ние которых связано с уменьшением активности, постепенно выключаются из кинетического процесса, «не выживают». При многократных последовательных необратимых изменениях ката­лизатора переход его на все более высокие уровни сопровож­дается эволюцией механизма базисной реакции как за счет изменений состава и структуры катализаторов, функциони­ровавших в начале реакции, так и за счет дробления химиче­ского процесса на элементарные стадии и появления новых катализаторов этих стадий. Эти новые катализаторы появляются не за счет захвата их из внешней среды, а за счет их самораз­вития.

А. П. Руденко сформулировал основной закон химической эволюции, согласно которому с наибольшей скоростью и вероятно­ стью образуются те пути эволюционных изменений катализатора, на которых происходит максимальное увеличение его абсолютной активности.

Именно в этом законе содержатся указания на при­чины и движущие силы химической эволюции, протекающей в форме саморазвития каталитических систем, на ее направлен­ность в сторону увеличения высоты их химической организации и, наконец, на ее механизм — естественный отбор той все более высокоорганизованной вещественной основы, которая несет с со­бой увеличение абсолютной каталитической активности, а вместе с нею и увеличение вероятности цепи прогрессивных изменений катализаторов. А. П. Руденко всюду для пояснения существа его теории прибегает к математическим методам, посредством кото­рых он показывает, в частности, как может быть развернута формулировка основного закона химической эволюции и какую роль отводит этот закон различным факторам, обуславлива­ющим направленность и механизм эволюции.

Саморазвитие, самоорганизация и самоусложнение каталити­ческих систем происходит за счет постоянного потока транс­формируемой энергии. А так как основным источником энергии является базисная реакция, то максимальные эволюционные пре­ имущества получают каталитические системы, развивающиеся на базе реакций с самым большим сродством (экзотермические реакции).

Базисная реакция является, таким образом, не только источ­ником, энергии, необходимой для полезной работы в системе, кото­рая направлена против равновесия, но и орудием отбора наиболее прогрессивных эволюционных изменений катализаторов.

Теория саморазвития открытых каталитических систем имеет ряд важных следствий.

Первое из них — общая классификация этапов химической эволюции, а на ее основе — классификация катализаторов по уровню их организации. В самом общем виде эта последняя классификация может быть представлена следующим рядом катализаторов с последовательным повышением уровня органи­зации: кристаллы, близкие к идеальным → реальные кристаллы после раскристаллизации → реальные кристаллы с включением примесей из сферы реакций → твердые кристаллы с хемосорбированными комплексами → гомогенные каталитические системы, в том числе металлоорганические, металлокомплексные катали­заторы стереоспецифического действия → микрогетерогенные и коллоидные системы.

Второе важное следствие — принципиально новый метод изуче­ ния катализа как динамического явления, связанного с изменением катализаторов в ходе реакций.

И, наконец, третье следствие теории — конкретная характе­ристика пределов химической эволюции и перехода от хемогенеза к биогенезу в результате преодоления так называемого второго кинетического предела саморазвития каталитических систем.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: