Химия как физика

[DeniSS1]

Хотелось бы сделать программку, в которою можно было бы вбить формулы исходных веществ (для простоты не более двух за раз) и их количества (в молях), затем всячески нагревать, охлаждать, менять давления смеси, и в результате узнать, что получится. Даже для неорганики сделать такую программу через таблицу Менделеева (по валентностям) очень сложно (я уже пробовал), т.к. не учитываются все пероксиды (в них у кислорода степень электроотрицательности -1), разложение веществ при определённых температурах и условия проведения реакций приходится вбивать вручную триггерами и т.д. и т.п. Нет ли сейчас в науке такой теории, которая позволила бы полностью запрограмить процесс на уровне перехода электронов с орбиты одного атома на орбиту другого? Т.е. описывала бы общий алгоритм взаимодействия веществ?

[Dim4ikk]

Ага. А еще неплохо было бы забахать "принципиальный эмулятор бытия". Но желательно чтобы начальные условия тремя, максимум четырьмя кнопками задавались, иначе неудобно пользоваться.

[Миша Ложкин]

DeniSS1, думаю, ты не первый, кто хочет "компьтиризировать" химические реакции.
Не слыхал о приемлемых результатах.

[A-Maverick]

Квантовая механика.

[Xenon]

Сообщение от DeniSS1

Хотелось бы сделать программку, в которою можно было бы вбить формулы исходных веществ (для простоты не более двух за раз) и их количества (в молях), затем всячески нагревать, охлаждать, менять давления смеси, и в результате узнать, что получится. Даже для неорганики сделать такую программу через таблицу Менделеева (по валентностям) очень сложно (я уже пробовал), т.к. не учитываются все пероксиды (в них у кислорода степень электроотрицательности -1), разложение веществ при определённых температурах и условия проведения реакций приходится вбивать вручную триггерами и т.д. и т.п. Нет ли сейчас в науке такой теории, которая позволила бы полностью запрограмить процесс на уровне перехода электронов с орбиты одного атома на орбиту другого? Т.е. описывала бы общий алгоритм взаимодействия веществ?

Химия - не физика, здесь не 100% результат идёт в опред. направлении. Невозможно сделать, как сказано в топике.

[Industrial]

DeniSS1, в детстве в школе химией увлекался ...
короче видел я хитрые книги где были даны качественные свойства реакций ...

ну не в программе дело
хотя верная программа может стать ключем к пониманию ряда вопросов

а именно в книгах я видел таблицы вида
при каких условиях какие реакции идут и каких вешеств сколько выходит ...

выходит всех по разному
и все это может зависить от:
1 температуры
2 давления
3 наличия примесей и катализаторов
4 даже от влияния электро магнитых излучений
5 и гравитации!!!

программа должна в итоге обобщить данные о всем существующем и родить физическое представление процессов в итоге.

но есть одно но
слишком дофига данных надо обработать т.к. на 1 реакцию может быть 3х мерный массив(минимум 2х температура давление и массив их результатов)

и всего ещё дофига ...
короче это очень дофига.

ну можешь написать хотябы простейшие варианты
которые считались бы по валентностям таблицам и степени металлических и неметаллических свойств тоже будет интересная штука)))
много двоечников мира будут рады)))

[Kamarr]

Сообщение от Industrial

в детстве в школе химией увлекался ...
короче видел я хитрые книги где были даны качественные свойства реакций ...

Я вот тоже в школе химией увлекался. Потом в университете. И до сих пор увлекаюсь, потому что кандидатскую по физической химии пишу. И хитрых книг я видел много-много, а некоторые даже читал.

Так вот, топикстартер хочет чего-то странного, потому что приближенный расчет даже очень простого взаимодействия, типа адсорбции молекулы воды на металлическом кристалле требует много человеческого времени и компьютерных мощностей. А расчет сложного взаимодействия не представляется возможным на нынешнем этапе развития квантовой механики и вычислительной техники.

[timex]

DeniSS1,

Нет ли сейчас в науке такой теории, которая позволила бы полностью запрограмить процесс на уровне перехода электронов с орбиты одного атома на орбиту другого? Т.е. описывала бы общий алгоритм взаимодействия веществ?

Ну дык дело ведь не только в электронах.

Для такой программки надо сначала сделать математическую модель ядра. А для этого нужно понять как оно устроено. Ведь именно от свойств ядра, его строения и взаимодействия адронов зависят и вид кристаллической решётки, температура плавления и прочие свойства веществ.
Аналогично и для электронных оболочек взаимное расположение их фокусов их напрямую зависит от того, что делается в ядре. При изменение состояния орбит адронов и, соответственно, орбитальных фокусов электронных оболочек, меняется и форма молекул, свойста их, и хим. состав соединений.

А сейчас ведь как оно (ядро) представляется в большинстве голов? Слипшаяся кучка протонов и нейтронов, которые ещё делятся на кварки и т.п... И если всё это начать описывать - с ума сойти можно. Так что пока не изучат

В личку скинул кой-чего по теме.

[vi0]

Сообщение от Xenon

Химия - не физика, здесь не 100% результат идёт в опред. направлении.

Одинаковые вещества в одинаковых условиях взаимодействуют одинаково - иначе химия не была бы наукой.

[Kamarr]

Сообщение от timex

Ведь именно от свойств ядра, его строения и взаимодействия адронов зависят и вид кристаллической решётки, температура плавления и прочие свойства веществ.

Фигню очень полную написал. Вид КР, и все химические свойства зависят от электронной оболочки атома. Более того, только от внешней (валентной) оболочки. Ядро во всех химических взаимодействиях можно рассматривать как точечный заряд и массу (так, собственно и делают во всех квантовохимических рассчетах).

Сообщение от timex

При изменение состояния орбит адронов и, соответственно, орбитальных фокусов электронных оболочек, меняется и форма молекул, свойста их, и хим. состав соединений.

Это вообще за гранью. Сам придумал?

Сообщение от vi0

Одинаковые вещества в одинаковых условиях взаимодействуют одинаково

В общем, конечно, да. Но только условия "одинаковые вещества" и "одинаковые условия" должны соблюдаться точно, чего на практике достичь, как правило, невозможно (см. например, "нестехиометричные вещества").

[Capra hircus]

DeniSS1, Уравнение Шрёдингера - вот, в принципе, вся математика для того что вы хотите. Численный метод решения для всей этой байды с какой-то точностью - и у вас в руках тот самый "эмулятор бытия". Только есть проблемы: какая должна быть точность, чтобы поваренную соль от цианида отличить? Точное решение есть пока только для атома водорода, на более сложные элементы не хватает вычислительных ресурсов.

[RDS]

Сообщение от DeniSS1

Хотелось бы сделать программку, в которою можно было бы вбить формулы исходных веществ (для простоты не более двух за раз) и их количества (в молях), затем всячески нагревать, охлаждать, менять давления смеси, и в результате узнать, что получится. Даже для неорганики сделать такую программу через таблицу Менделеева (по валентностям) очень сложно (я уже пробовал), т.к. не учитываются все пероксиды (в них у кислорода степень электроотрицательности -1), разложение веществ при определённых температурах и условия проведения реакций приходится вбивать вручную триггерами и т.д. и т.п. Нет ли сейчас в науке такой теории, которая позволила бы полностью запрограмить процесс на уровне перехода электронов с орбиты одного атома на орбиту другого? Т.е. описывала бы общий алгоритм взаимодействия веществ?

Согласен с Capra hircus. Однако, а нужен-ли вообще этот "численный метод"??
Пишите свою программу (кстати весьма элементарную) по принципу базы данных. И все!
Как правило для изучения неорганики, вы напишите 1-2 тысячи записей (реакций) в свою базу данных. Для органики, еще примерно столько-же, да плюс можно ввести блок "аналогичности", т.е. Предельных орагнических кислот может быть много, но уравнение реакции будет выглядеть практически одинаково и т.д.
Для физической химии придеться выделить отдельный модуль, да и то она уже не входит в описанную задачу, так-же как и колоидная и аналитическая химия. Хотя для каждого из разделов можно написать отдельные модули.

Так что задача легко решаема без всяких численных методов. Кроме того, насколько мне известно, существуют подобные программы с визуализацией и задействованием "виртуальной доски".

[RDS]

ВОт, кстати, пример визуализации по физике:

http://narod.ru/disk/4625243000/Fizika.avi.html

Fizika.avi


Размер 10Мбт. Внешний ресурс. Но рекомендую! Интересный файлик!

[Kamarr]

Сообщение от Capra hircus

Точное решение есть пока только для атома водорода, на более сложные элементы не хватает вычислительных ресурсов.

Позволю не согласиться. Нахождение ТОЧНОГО решения для многоэлектронных систем сейчас (на современном этапе развития физической и математической ТЕОРИИ, а не вычислительных систем) не возможно принципиально.

Сообщение от RDS

Пишите свою программу (кстати весьма элементарную) по принципу базы данных. И все!
Как правило для изучения неорганики, вы напишите 1-2 тысячи записей (реакций) в свою базу данных. Для органики, еще примерно столько-же, да плюс можно ввести блок "аналогичности", т.е. Предельных орагнических кислот может быть много, но уравнение реакции будет выглядеть практически одинаково и т.д.
Для физической химии придеться выделить отдельный модуль, да и то она уже не входит в описанную задачу, так-же как и колоидная и аналитическая химия. Хотя для каждого из разделов можно написать отдельные модули.

Великолепная идея. Несколько сот часов работы - и вы получите программу, умеющую расставлять коэффициенты в уравнениях.
Со своей стороны могу посоветовать не заниматься ерундой, а попоробовать узнать, что такое химия за пределами школьной программы. Для начала подойдет учебник "Общая и неорганическая химия", Я.А. Угай. И что-нибудь по химической термодинамике. Если прочитаете - вопросы о подобных программах отпадут. Если не осилите - еще раз советую не заниматься ерундой.

[RDS]

Сообщение от Kamarr

.
Со своей стороны могу посоветовать не заниматься ерундой... Если не осилите - еще раз советую не заниматься ерундой.

Ну что вы, это не совсем ерунда! И даже может быть совсем не ерунда. Все зависит от конкретной реализации.
Если, скажем, двухтомник Г. Реми запихнуть в электронный вид с удобным поиском по разделам и реакциям, то это будет весьма интересно и полезно.

А визуализация химических реакций будет интересна в школе при изучении химии. Однако таких программ уже не мало написано, в том числе первые такие проги появлялись еще в начале 80-х годов для ДВК и "Агат".

[Kamarr]

Электронные каталоги и трехмерные учебные анимации - это, конечно, хорошо и полезно. Просто к расчетам химических процессов никакого отношения не имеет.

[Dim4ikk]

RDS, прикольная софтина. У меня были две игры с эмуляцией физики, Crazy Machines и Armadillo run. Там можно было строить конструкторы из физических объектов с предопределенными свойствами и была определенная цель. Например - закатить мячик в определенную область, используя ограниченный запас материалов. Вообщем всем кто не наигрался в детстве в кубики - рекомендую

[Industrial]

Я думаю что продвинуться в написании этого софта дасть адронный коллайдер

когда пройдут эксперименты
результаты расшифрованы

тогда построится более полная теория ...

тогда можну будет написать программы круче нынешних)))

P.S. все с нетерпением ждем результаты с коллайдера!)))

[Kamarr]

Я думаю, что коллайдер к химии имеет примерно такое же отношение, как к селекции растений и животных.

[A-Maverick]

Расположение нуклонов в ядре оказывает на атом и молекулу не большее воздействие, чем расположение атомов водорода Солнца на Землю.

Химия на то и химия, что она уклоняется от внутреннего строения ядер путём некоторой аппроксимации.

[Industrial]

Чтобы построить идеально точную математическую модель для дальнейших обсчетов приходится учитывать все жесткости все узлы и каждый болт с гайкой в механических устройствах.

чтобы знать а не предпологать, чтобы мочь построить верную модель для начала надо точно знать что там происходит внутри тогда не надо будет делать базы данных на каждую реакцию, тогда можно будет просто высчитывать в зависимости от входных данных

[Kamarr]

Industrial, в молекулах нету болтов и гаек.

[Oleg R]

Сообщение от Industrial

точно знать что там происходит внутри

коллайдер исследует внутренности нуклонов, а хим реакции идут на уровне электронов и атомов. и по взаимодействиям: коллайдер изучает сильное, а в хим реакциях оно не участвует.

[A-Maverick]

Сообщение от Industrial

Чтобы построить идеально точную математическую модель для дальнейших обсчетов приходится учитывать все жесткости все узлы и каждый болт с гайкой в механических устройствах.
чтобы знать а не предпологать, чтобы мочь построить верную модель для начала надо точно знать что там происходит внутри тогда не надо будет делать базы данных на каждую реакцию, тогда можно будет просто высчитывать в зависимости от входных данных

Просветите меня, как влияет внутреннее строение ядра на свойства атома как участника хим. реакции?

[Industrial]

хотябы разные изотопы дадут разный процентный выход.
не считая всего остального.

[Industrial]

и ещё раз для невнимательных!

!!!результаты с коллайдера могут в корне переписать представления о строении и вообще природе вещей в принципе!!!

как раз исследуется вопрос откуда гравитация!
а она и ещё дофига всяких вещей оказывают влияние на ход реакции.
так вот чтобы не вбивать базы данных а точно прогнозировать!!!

[DeniSS1]

Industrial, гравитация при хим. реакциях не участвует вообще! Ну, разве что косвенно иногда, чтобы давление создавать внутри вещества (в центре звёзд и планет, например). Там участвуют только электроны, и то - обычно самый верхний, реже - предыдущий слой оболочки.

[A-Maverick]

Сообщение от Industrial

хотябы разные изотопы дадут разный процентный выход.
не считая всего остального.

Изотопы характеризуют разный внутренний состав.
Я же вам сказал про влияние строения.
А состав можно ввести как раз-таки ввиде таблицы уже имеющихся характеристик (заряд, масса, ппр ядра).

К слову о гравитации. Посчтитайте, пожалуйста, какой вклад даёт гравитация на рекции в веществе. Тогда поймёте, что несёте полную чушь.
Кроме того, результаты исследований LHC наврятли вообще хоть сколько-то изменят сегодняшнюю химию, ибо исследуют совсем другие вещи.

[V-Ira]

DeniSS1, в ближайшие лет 10 такое невозможно.
На данный момент есть программы с минимальными возможностями (одну из них привел в пример vio). Квантово-химические расчеты тоже спорны, так как для расчета сложных молекул есть много допущений.
Так что можно дерзать в обощении накопленного веками материала.

[Kamarr]

Сообщение от A-Maverick

Просветите меня, как влияет внутреннее строение ядра на свойства атома как участника хим. реакции?

Да вобщемто никак не влияет. И разные изотопы одного элемента имеют идентичные химические свойства. Иначе бы для разделения изотопов урана не городили бы каскады из тысяч испарительных или диффузионных установок. Единственное значимое исключение - изотопы водорода, т.к. их молярные массы различаются в разы.