Химия неживого органического вещества
Химический факультет

Неживое органическое вещество образуется в результате распада отмерших организмов. Указанный процесс называется гумификацией, а образующиеся вещества – гуминовыми. Гуминовые вещества (от латинского “humus” – земля, почва) составляют один из самых обширных резервуаров органического углерода. Спецификой гуминовых веществ является стохастический характер, обусловленный особенностями их образования в результате естественного отбора устойчивых структур. Как следствие, к фундаментальным свойствам гуминовых веществ относятся нестехиометричность состава, нерегулярность строения, гетерогенность структурных элементов и полидисперсность. Тем самым для них понятие молекулы трансформируется в молекулярный ансамбль, каждый параметр которого описывается распределением. Поэтому к ним неприменим и традиционный способ численного описания строения органических соединений, характеризующий количество атомов в молекуле, число и типы связей между ними. Указанная сложность строения ГВ привела к тому, что несмотря на двухсотлетнюю историю их изучения, определение класса гуминовых веществ до сих пор базируется на способе извлечения из природных объектов, а их общепринятая классификация – на процедуре фракционирования. Данная ситуация определяет необходимость накопления систематических знаний о строения гуминовых веществ, которые могли бы служить основой для создания классификации по закономерностям их химического строения. Кроме того, необходимы новые подходы и методы анализа гуминовых веществ, адаптированные к их экстремальной молекулярной гетерогенности и полидисперсности.

Постановка данных проблем весьма актуальна и полностью отвечает существенно возросшим аналитическими возможностям в области сложных многокомпонентных систем. Кроме того, бурное развитие компьютерной техники сделало доступным широкое применение статистических методов для интерпретации результатов анализа сложных систем. Предложенный курс предлагает современную трактовку представлений о строении гуминовых веществ и методов анализа их строения. Наряду с традиционными методами анализа – такими, как элементный анализ и гель-хроматография, данный курс включает изложение современных методов спектроскопии магнитного резонанса высокого разрешения, таких как ядерная магнитная спектроскопия (ЯМР) и масс спектрометрии ионного циклотронного резонанса с преобразованием Фурье (МС ИЦР ПФ). Кроме того, дается понятие о химическом пространстве и способах его численного описания с применением методов хемометрики как основы для построения молекулярной систематики неживого органического вещества.