Педагогические науки/2.Проблемы подготовки специалистов

К.т.н. Яцынин М.Н., д.б.н. Яцынин Н.Л.

Арзамасский государственный педагогический институт, Россия

Инновация представлений о кристалло-молекулярной структуре материи

в дисциплинах высшего образования

В учебниках различных дисциплин, рассматривающих уровни организации материи, сложилось инерционное представление о существовании материи с обособленной кристаллической структурой [1,2 и мн. др.] и о существовании материи с обособленной молекулярной структурой [3,4 и мн. др.]. Однако, на современном уровне развития цивилизаций мира, когда необходимо формирование у будущих специалистов эколого-экономического мышления для устойчивого развития экономик отдельных государств, требуется инновация представлений о существовании кристалло-молекулярной структуре материи.

Необходимость в инновации представлений о кристалло-молекулярной структуре материи основана на двух позициях: 1- студентов необходимо обучать на новых научных данных, а не на материалах столетней давности; 2-все полидисперсные частицы биокосного вещества педосферы и косного вещества осадочного чехла литосферы представлены материей кристалло-молекулярной структуры [5 и др.]. Кристалло-молекулярное строение дисперсий (частиц) коллоидного размера (< 0,1 мк.) было установлено в процессе электронных наноморфологических исследований (рис.1). На электронной фотографии наглядно видна неразрывная связь молекулярной и кристаллической частей единого кристалло-молекулярного комплекса.

А) Б) Кристалл // высокомолекуляр

Рис. 1. Кристалло-молекулярная структура материи.

(А-фотография электронной наноскопии; Б-схема строения дисперсий)

Молекулярная часть полидисперсных частиц биокосного вещества почв, взаимодействуя со средой их обитания, изменяется под влиянием двух глобальных процессов: интеррасинтеза и гидролиза. Таким образом, в различных дисциплинах высшего образования структура материи должна рассматриваться как:

1. Кристаллы (от греч. krystallos - лед)- это объективная реальность существования самоорганизующейся материи макромира в виде твёрдых экологически открытых природных систем с упорядоченной трёхмерно-периодической пространственной структурой, представленной кристаллической решеткой из атомов, ионов и молекул. Кристаллы планеты представляют многочисленные минералы, из которых состоит земная кора литосферы, мантия и, как предполагается, твёрдая часть ядра Земли. Кристаллы полидисперсных фракций в пограничной зоне со внешней средой переходят в молекулярную структурную форму.

2.Молекулы (от лат. moles — масса) - это природные системы из двух или более атомов, обладающих свойствами химического вещества. Молекулы, состоящие из сотен, тысяч и миллионов атомов называются макромолекулами. Молекулы, по величине молекулярной массы, подразделяются на три группы: низкомолекулярные молекулы с массой менее <500 ед.; олигомеры с массой от 500 до 5000 ед.; высокомолекулярные молекулы (макромолекулы) с массой более >5000 ед.

3.Кристалло-молекулярные дисперсии – твёрдые полидисперсные частицы (дисперсии) биокосного вещества почв (педосферы) и пород осадочного чехла литосферы, в которых кристаллическая и молекулярная части имеют общие структурообразующие элементы. Связь в кристаллах определяется трёхмерным дальним порядком в расположении атомов и молекул. Дальний порядок определяет взаимодействие между элементами или молекулами на расстояниях превышающих их размеры в сотни и тысячи раз. Связь в молекулах определяется ближним порядком, когда элементы или молекулы расположены относительно друг друга на расстояниях соизмеримых с размерами элементов или молекул. Такое сочетание фазовых систем в природе позволяет стабилизировать их функционирование в биосфере. Создавать, присущее для определённых климатических зон, естественно-историческое, полидисперсное биокосное вещество почвы и косное вещество материнских пород почв. На этом уровне формирования материи в процессе интеррасинтеза накапливается энергия равная энергии, сосредоточенной в биомассе Земли. Такой энергетический баланс обеспечивает развитие жизни на Земле.

Литература:

1. Курс общей физики, книга 3, И. В. Савельев: Астрель, 2001, ISBN 5-17-004585-9

2. Phillips W.B., Desloge E.A., Skofronik J.G. // J. Appl. Phys. – 1968. – V. 39, N 7.- P.3210-3219.

3. Минкин В. И., Симкин Б. Я., Миняев Р. М. Теория строения молекул. М.: Высшая школа, 1979. — 408с.

4. Бейдер Р. Атомы в молекулах. Квантовая теория. М.: Мир, 2001. — 532c. ISBN 5-03-003363-7

5. Яцынин М.Н., Яцынин Н.Л. Формирование экологического мышления на основе современных знаний о биокосном веществе биосферы. –М.: Российский университет кооперации. 2009. – 581 с.