ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ХИМИИ КАК НАУКИ

Возникновение науки о веществах

Во второй половине 17 века произошел ряд открытий, которые перевернули мировые понятия во многих областях знаний. Ученые пришли к выводу, что научное знание должно быть основано на экспериментах — именно они могут доказать или опровергнуть теорию.

Для химии это время ознаменовано новым витком в развитии. Вместо вымышленных веществ и их свойств мировые умы приступили к поиску реальных элементов. Настоящая революция в этой области началась с первой теорией о кислородном горении. Ее автор Антуан Лавуазье считал, что все выводы следует основывать на опыте, то есть на практически доказанных знаниях. Он отвергал все, что не могло быть доказано.

Естественно, что были и противники новых учений. Многие пытались объединить современные знания с устаревшими, получая что-то среднее между наукой и шарлатанством.

Предалхимический период

В предалхимическом периоде теоретический
и практический
аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга.

Практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии. Начало её зарождения следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии
. В античную эпоху были известны в чистом виде семь металлов
: медь
, свинец
, олово
, железо
, золото
, серебро
и ртуть
, а в виде сплавов
— ещё и мышьяк
, цинк
и висмут
. Помимо металлургии, накопление практических знаний происходило и в других областях, таких как производство керамики
и стекла
, крашение тканей и дубление
кож, изготовление лекарственных средств и косметики
. Именно на основе успехов и достижений практической химии древности происходило развитие химических знаний в последующие эпохи.

Попытки теоретического осмысления проблемы происхождения свойств вещества привели к формированию в античной греческой натурфилософии
учения об элементах-стихиях
. Наибольшее влияние на дальнейшее развитие науки оказали учения Эмпедокла
, Платона
и Аристотеля
. Согласно этим концепциям все вещества образованы сочетанием четырёх первоначал: земли, воды, воздуха и огня. Сами элементы при этом способны к взаимопревращениям, поскольку каждый из них, согласно Аристотелю, представляет собой одно из состояний единой первоматерии
— определённое сочетание качеств. Положение о возможности превращения одного элемента в другой стало позднее основой алхимической идеи о возможности взаимных превращений металлов ( трансмутации
). Практически одновременно с учением об элементах-стихиях в Греции возник и атомизм
, основателями которого стали Левкипп
и Демокрит
.

XVII и XVIII века

1605 год: Сэр Френсис Бэкон
опубликовал « Новый Органон
», в котором была изложена суть того, что позже стало называться « научным методом
» ^[27]
.

1605 год: Михал Сендзивой
написал алхимический трактат «Новый свет алхимии», в котором высказал мысль о том, что в воздухе
содержится «пища для жизни», которая позже была определена как кислород
^[28]
.

1615 год: опубликовал , учебник химии, в котором было написано первое уравнение химической реакции
^[29]
.

1637 год: Рене Декарт
написал Рассуждение о методе…
, в котором содержалось развитие теории научного метода ^[30]
.

1648 год: посмертная публикация книги Ortus medicinae
Яна Баптиста ван Гельмонта
, работа которого считается одной из основных по химии и алхимии этого периода и которая имела значительное влияние на Роберта Бойля. Эта книга содержит результаты многих экспериментов и раннюю версию закона сохранения массы
^[31]
.

1660 год: Роберт Бойль
публикует книгу Скептический химик
( The Sceptical Chymist
) — трактат о различиях между химией и алхимией. Книга также содержит идеи про атомы
, молекулы
и химические реакции
. Именно эта книга считается началом современной химии ^[32]
.

1662 год: Роберт Бойль предлагает закон, описывающий поведение газов в зависимости от изменения объёма и давления. В 1676 году
закон переоткрыт Эдмом Мариоттом
и стал называться законом Бойля-Мариотта
^[32]
.

1735 год: Шведский
химик Георг Брандт
проводит анализ тёмно-синего пигмента, найденного в медной руде. Брандт показывает, что пигмент содержит новый элемент, позже названный кобальтом
.

1754 год: Джозеф Блэк
при нагревании магнезии
получает «связанный воздух» — углекислый газ
^[33]
.

1758 год: Джозеф Блэк формулирует концепцию спрятанного тепла
, чтобы объяснить термохимию
фазовых переходов
^[34]
.

1766 год: Генри Кавендиш
открывает водород
как газ без цвета и запаха, который образует с воздухом взрывоопасные смеси.

1773-1774 годы: Карл Вильгельм Шееле
и Джозеф Пристли
независимо друг от друга открывают кислород
. Пристли называет его « дефлогистированный
воздух», а Шееле — «горящий воздух» ^[35]
^[36]
.

1778 год: Антуан Лоран Лавуазье
, многими называемый «отцом современной химии» ^[37]
, открыл и предложил название кислород
и описал его важную роль в горении. ^[38]
.

1787 год: Антуан Лоран Лавуазье опубликовал книгу Методы номенклатуры в химии
( Méthode de nomenclature chimique
) — первую систему химической номенклатуры
^[38]
.

1787 год: Жак Шарль
предлагает закон Шарля
— следствие из закона Бойля-Мариотта, который описывает связь между температурой
и объёмом газа ^[39]
.

1789 год

Антуан Лавуазье публикует Элементарный трактат по химии (Traité Élémentaire de Chimie)
—

первый современный учебник химии. Это первый полный обзор химии того времени, который включает первое описание закона сохранения массы и содержит основы стехиометрии
и точных расчётов в химическом анализе ^[38]
^[40]
.

1797 год: Жозеф Пруст
предлагает закон постоянства состава
, который утверждает, что количества элементов, входящих в состав веществ, соотносятся как целые небольшие числа ^[41]
.

1800 год: Алессандро Вольта
создаёт первый гальванический элемент
— Вольтов столб
, закладывая тем самым основы электрохимии
^[42]
.

Краткая история развития химии

Вокруг нас постоянно происходят химические процессы. Если взглянуть на организм человека, то и здесь не обходится без них. Жизнь — это химия: реакции, которые происходят без нашего ведома или под четким руководством экспертов. Освоение этой науки открыло перед обществом множество полезных и необходимых для жизни знаний.

Алхимический период

Алхимический
период — это время поисков философского камня
, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов. Алхимическая теория, основанная на античных представлениях о четырёх элементах, была тесно переплетена с астрологией
и мистикой
. Наряду с химико-техническим «златоделием» эта эпоха примечательна также и созданием уникальной системы мистической философии. Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпериода: александрийскую (греко-египетскую), арабскую и европейскую алхимию.

Среди значительных представителей греко-египетской алхимии, имя которых дошло до наших дней, можно отметить Болоса Демокритоса
, Зосима Панополита
, Олимпиодора
. Написанная Болосом книга «Физика и мистика» (ок. 200 до н. э.) состоит из четырёх частей, посвящённых золоту, серебру, драгоценным камням и пурпуру
. Болос впервые высказал идею трансмутации металлов — превращения одного металла в другой (прежде всего неблагородных металлов в золото), ставшую основной задачей всего алхимического периода. Зосим в своей энциклопедии (III в.) определил khemeia как искусство делания золота и серебра, описал « тетрасомату
» — стадии процесса приготовления искусственного золота; особо он указывал на запрет разглашения тайн этого искусства.

От александрийского периода осталось также и множество герметических
текстов, представлявших собой попытку философско-мистического объяснения превращений веществ, среди которых знаменитая « Изумрудная скрижаль
» Гермеса Трисмегиста
.

Ртутно-серная теория составила теоретическую основу алхимии на несколько последующих столетий. В начале X века
другой выдающийся алхимик — Ар-Рази
(Разес), — усовершенствовал теорию, добавив к Ртути и Сере принцип твёрдости (хрупкости, растворимости), или философскую Соль.

Арабская алхимия, в отличие от александрийской, была вполне рациональна; мистические элементы в ней представляли собой скорее дань традиции. Помимо формирования основной теории алхимии, во время арабского этапа был разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились несомненных практических успехов — ими выделены сурьма
, мышьяк и, по-видимому, фосфор
, получены уксусная кислота
и разбавленные растворы
минеральных кислот. Важной заслугой арабских алхимиков стало создание рациональной фармации
, развившей традиции античной медицины.

Научные воззрения арабов проникли в средневековую Европу в XIII веке
. Работы арабских алхимиков были переведены на латынь
, а затем и на другие европейские языки.

К началу XIV века
европейская алхимия добилась первых значительных успехов, сумев превзойти арабов в постижении свойств вещества. В 1270 году
итальянский алхимик Бонавентура
, в одной попытке получения универсального растворителя получил раствор нашатыря
в азотной кислоте
( aqua fortis
), который оказался способным растворять золото, царя металлов (отсюда и название — aqua Regis
, то есть царская водка
). Псевдо-Гебер
— один из самых значительных средневековых европейских алхимиков, работавший в Испании
в XIV веке
и подписывавший свои сочинения именем Гебера
, — подробно описал концентрированные минеральные кислоты ( серную
и азотную). Использование этих кислот в алхимической практике привело к существенному росту знаний алхимиков о веществе.

В середине XIII века
в Европе началась выделка пороха
; первым его (не позже 1249 года
) описал, по-видимому, Р. Бэкон
(часто упоминаемого монаха Б. Шварца
можно считать основоположником порохового дела в Германии
). Появление огнестрельного оружия
стало сильнейшим стимулом для развития алхимии и её тесного переплетения с ремесленной химией.

Техническая химия и ятрохимия

Начиная с эпохи Возрождения
, в связи c развитием производства всё большее значение в алхимии стало приобретать производственное и вообще практическое направление: металлургия, изготовление керамики, стекла и красок. В первой половине XVI века
в алхимии выделились рациональные течения: техническая химия, начало которой положили работы В. Бирингуччо
, Г. Агриколы
и Б. Палисси
, и ятрохимия
, основателем которой стал Парацельс
.

К представителям ятрохимии (спагирикам, как называли себя последователи Парацельса) можно отнести многих известных алхимиков XVI
— XVII веков
: А. Либавия
, Р. Глаубера
, Я. Б. Ван Гельмонта
, О. Тахения
.

Техническая химия и ятрохимия непосредственно подвели к созданию химии как науки; на этом этапе были накоплены навыки экспериментальной работы и наблюдений, в частности, разработаны и усовершенствованы конструкции печей и лабораторных приборов, методы очистки веществ ( кристаллизация
, перегонка
и др.), получены новые химические препараты.

Главным результатом алхимического периода в целом, помимо накопления значительного запаса знаний о веществе, явилось зарождение эмпирического подхода к изучению свойств вещества. Алхимический период стал совершенно необходимым переходным этапом между натурфилософией и экспериментальным естествознанием.

До XVII века

До появления научного метода и начала его использования в химии достаточно спорно называть людей, описанных в этом разделе «химиками» в современном значении этого слова. Тем не менее, идеи многих великих мыслителей были далеко идущими, основательными и важными для своего времени и послужили базой для появления современной химии.

около 3000 лет до н.э.: Египтяне
сформулировали теорию Огдоада
или «первоначальных сил», из которых весь мир было создан. В этой теории было восемь элементов хаоса
, которые существовали ещё до возникновения Солнца
.

около 1900 лет до н. э.: Гермес Трисмегист
, полумифическое египетское божество, которое, как принято считать, является основателем искусства алхимии
^[1]
.

около 1200 лет до н. э.: Таппути
, женщина-парфюмер и первый химик, упомянутый на клинописной дощечке, найденной в Месопотамии
^[2]
. Она использовала цветы и растительные масла, которые перегонялись с водой. Это также первый задокументированный перегонный процесс
^[3]
.

около 450 года до н. э.: Эмпедокл
выразил мысль, что все вещи состоят из четырёх основных элементов: земли, воздуха, огня и воды, которые взаимодействуют между собой благодаря двум силам притяжения и отталкивания (любви и ненависти или притягательности и антипатии), что приводит к появлению бесконечного разнообразия форм ^[4]
.

около 440 года до н. э.: Левкипп
и Демокрит
предложили идею про атом, как невидимую частичку, из которой всё построено. Эта идея была отвергнута натурфилософами
в пользу Аристотелевского взгляда ^[5]
^[6]
.

около 360 года до н. э.: Платон
вводит слово « элемент
» («стихия») в своём диалоге Тимей
, который содержит дискуссию про состав неживых и живых тел и является первейшим упрощённым трактатом по химии. В нём также говорится, что мельчайшие частички каждого «элемента» имеют свою специфическую геометрическую форму: тетраэдра
(огонь), октаэдра
(воздух), икосаэдра
(вода) и куба
(земля) ^[7]
.

около 350 года до н. э.: Аристотель
, развивая мысли Эмпедокла, предлагает идею про то, что все вещества являются комбинацией материи
и формы
. Он создает теорию пяти элементов
: огня, воды, земли, воздуха и эфира
. В западном мире эта теория была общепринятой более 1000 лет ^[8]
.

около 50 года до н. э.: Лукреций
публикует своё сочинение «О природе вещей»
, в котором содержится поэтическое описание идей Атомизма
.

около 300 года н. э.: Зосима из Панополиса
пишет самую старую из известных книг по алхимии. Алхимию он определяет как изучение структуры воды, движения, роста, материализации и дематериализации, выхода духов из тел и обратного слияния духов с телами ^[9]
.

около 750 года: Джафар ас-Садык
критикует теорию Аристотеля про четыре классических «элемента»
^[10]
.

около 815 года: Джабир ибн Хайян
(известный также как Гебер), арабский
алхимик, которые многими авторами считается «отцом химии» ^[11]
^[12]
^[13]
. Он разработал ранний вариант экспериментального метода
исследования в химии и описал множество кислот
(включая хлоридную кислоту
, азотной кислоту
, лимонную кислоту
, уксусную кислоту
, винную кислоту
и царскую водку
) ^[14]
. Он сделал экспериментальный подход систематичным и основанным на лабораторных
исследованиях, что значительно отличалось от подхода его предшественников — древнегреческих
и древнеегипетских
алхимиков, чьи методы были чаще всего аллегоричны и путаны ^[15]
.

около 850 года: Ал-Кинди
(известный также как Алкиндус), арабский химик, опровергает алхимические превращения и существование философского камня
^[16]
Он также дает первое недвусмысленное объяснение получения чистого спирта
перегонкой вина
. ^[17]
.

около 900 года: Мухаммад Ар-Рази
(известный также как Разес и Абубатер), персидский(иранский)
химик, который написал и опубликовал несколько трактатов по химии, содержащие ранние описания контролируемой дистилляции
и экстракции
. Он также разработал методы получения серной кислоты
^[18]
и экспериментально опроверг теорию Аристотеля про четыре классических элемента (стихии). ^[19]
.

около 1000 года: Аль-Бируни
^[20]
и Авицена
^[21]
, оба персидские химики, ещё раз опровергли алхимические превращения и существование философского камня
.

около 1220 года: Роберт Гроссетест
опубликовал некоторые комментарии к работам Аристотеля, в которых создал фундамент будущего научного метода ^[22]
.

около 1250 года: Насир ад-Дин Ат-Туси
, персидский химик, описал раннюю версию закона сохранения массы
— ничего, кроме материального тела, не может изменяться, и материальное тело не может просто исчезнуть ^[23]
.

1267 год: Роджер Бэкон
опубликовал своё «Большое сочинение» («Opus Majus»), в котором среди других вещей предложена ранняя форма научного метода и содержатся результаты экспериментов с порохом
^[24]
.

около 1310 года: Псевдо-Гебер
, неизвестный испанский
алхимик, который писал под именем Гебера
, опубликовал несколько книг, в которых была предложена теория, что все металлы состоят из разных соотношений атомов серы
и ртути
^[25]
.

около 1530 года: Парацельс
развивает учение ятрохимии
, как одной из дисциплин алхимии, которая посвящена продлению жизни человека и которая стала основой для современной фармакологии
. Также считается, что он был первым, кто употребил слово «химия» ^[9]
.

1597 год: Андреас Либавий
опубликовал прообраз химического учебника — книгу «Алхимия» ^[26]
.

Период становления химии как науки

Вторая половина XVII века
ознаменовалась первой научной революцией, результатом которой стало новое естествознание, целиком основанное на экспериментальных данных. Создание гелиоцентрической системы мира ( Н. Коперник
, И. Кеплер
), новой механики ( Г. Галилей
), открытие вакуума и атмосферного давления ( Э. Торричелли
, Б. Паскаль
и О. фон Герике
) привели к глубокому кризису аристотелевской физической картины мира. Ф. Бэкон
выдвинул тезис о том, что решающим доводом в научной дискуссии должен являться эксперимент; в философии возродились атомистические представления ( Р. Декарт
, П. Гассенди
).

Создание теоретических представлений о составе тел, способных заменить учение Аристотеля и ртутно-серную теорию, оказалось весьма сложной задачей. В последней четверти XVII
в. появились т. н. эклектические воззрения, создатели которых пытались увязать алхимические традиции и новые представления о химических элементах ( Н. Лемери
, И. И. Бехер
).

Химическая революция окончательно придала химии вид самостоятельной науки, занимающейся экспериментальным изучением состава тел; она завершила период становления химии, ознаменовала собой полную рационализацию химии, окончательный отказ от алхимических представлений о природе вещества и его свойств.

О. Либкин. Словарь науки. Химия. Журнал «Химия и жизнь. 1967. № 1. С.28.

С. И. Фингарет ^{.
Искусство Древнего Египта в собрании Эрмитажа / Государственный Эрмитаж. — Л.
: Аврора, 1970. — С. 19. — 72 с.}

Философия науки под ред. А. И. Липкина М.: Эксмо, 2007

↑

² 3

^{Возникновение и развитие химии с древнейших времён до XVIII века. Всеобщая история химии. М.: Наука. 1989}

↑ 1

²

Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М.: Наука. 1979
↑ ¹

²

³

Михаил Васильевич Ломоносов. Избранные произведения. В двух томах. Т. 1. Естественные науки и философия. — М.: Наука. 1986
Давтян О. К
. Квантовая химия. — М.: Высшая школа, 1962. — 784 с. — стр. 5
Предмет и задачи химии
Химия как часть естествознания изучает материю, а предмет химии включает состав вещества, его строение и обусловленные ими свойства. Также химия исследует изменения этих характеристик в процессах превращения веществ – химических реакциях – и устанавливает закономерности таких изменений.
Уровень, на котором сохраняются химические свойства – это молекулы и атомы. Этими структурными единицами химия оперирует при описании процессов в веществе. Опираясь на законы движения материи на атомно-молекулярном уровне, химики решают множество задач. Можно сгруппировать эти задачи по нескольким направлениям:
получение веществ с заданными свойствами;
повышение качества выпускаемой продукции и эффективности различных производств;
разработка технологий, снижающих количество вредных отходов;
получение востребованных техникой материалов с заданными свойствами (термостойких, сверхпроводящих и других);
оптимизация методов использования химической энергии, получаемой при сжигании природного топлива.
Но прежде чем прийти к постановке столь высокотехнологичных задач, наука о веществах проделала большой исторический путь.

Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека. Поскольку человек всегда, так или иначе, имел дело с химическими веществами, его первые эксперименты с огнём
, дублением
шкур, приготовлением пищи можно назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить некоторые краски
, эмали
, яды
и лекарства
. Вначале человек использовал биологические процессы, такие, как брожение
, гниение
; позже, с освоением огня, начал использовать процессы горения
, спекания
, сплавления
. Использовались окислительно-восстановительные реакции
, не протекающие в живой природе — например, восстановление металлов
из их соединений.
Такие ремёсла, как металлургия
, гончарство
, стеклоделие
, крашение
, парфюмерия
, косметика
, достигли значительного развития ещё до начала нашей эры. Например, состав современного бутылочного стекла
практически не отличается от состава стекла, применявшегося в 4000 году до н. э.
в Египте. Хотя химические знания тщательно скрывались жрецами
от непосвящённых, они всё равно медленно проникали в другие страны. К европейцам химическая наука попала главным образом от арабов
после завоевания ими Испании
в 711 году
. Они называли эту науку „ алхимией
“, от них это название распространилось и в Европе.
Известно, что в Египте уже в 3000 году до н. э.
умели получать медь
из её соединений, используя древесный уголь
в качестве восстановителя
, а также получали серебро
и свинец
. Постепенно в Египте и Месопотамии
было развито производство бронзы
, а в северных странах — железа
.
Делались также теоретические находки. Например, в Китае
с XXII века до н. э.
существовала теория об основных элементах ( Вода
, ^Огонь
, Дерево
, Золото
,
Земля
). В Месопотамии возникла идея о противоположностях, из которых построен мир: огонь—вода,
тепло: сухость

элементарных газов состоят из двух одинаковых атомов ^{; позднее на основе этой гипотезы} Канниццаро

осуществил реформу

атомно-молекулярной теории
. Эта теория была утверждена на первом международном съезде химиков в Карлсруэ
3-5 сентября 1860 года.

^{^{Дмитрий Иванович Менделеев}}

Периодическая система химических элементов
Менделеева

В 1869 году
Д. И.

Менделеев

открыл

периодический закон химических элементов

и создал

периодическую систему химических элементов
. Он объяснил понятие химический элемент

и показал зависимость свойств элемента
от атомной массы
. Открытием этого закона он основал химию как количественную науку, а не только как описательную и качественную.

Радиоактивность
и спектры

Важную роль в познании структуры вещества сыграли открытия XIX века. Исследование тонкой структуры эмиссионных спектров и спектров поглощения натолкнуло учёных на мысль о их связи со строением атомов веществ. Открытие радиоактивности показало, что некоторые атомы нестабильны ( изотопы
) и могут самопроизвольно превращаться в новые атомы ( радон
— „эманация“).

Основная статья: Квантовая химия

Химия во второй половине XIX в

Для данного периода характерно стремительное развитие науки: были созданы периодическая система элементов
, теория химического строения
молекул, стереохимия
, химическая термодинамика
и химическая кинетика
; блестящих успехов достигли прикладная неорганическая химия
и органический синтез
. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах началась дифференциация химии — выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

Периодическая система элементов

После открытия явления изомерии
( Ю. Либих
и Ф. Вёлер
, 1824
), чрезвычайно распространённого в органической химии
, стало очевидным, что свойства вещества определяются не только его составом, но и порядком соединения атомов и их пространственным расположением.

В основу решения вопроса о строении органических веществ вначале было положено представление Берцелиуса о радикалах
— полярных группах атомов, способных переходить без изменения из одних веществ в другие. Теория сложных радикалов, предложенная Либихом и Вёлером (1832), быстро получила всеобщее признание. Открытие явления металепсии
(Ж. Б. Дюма, 1834 год
), не укладывающегося в электрохимические представления Берцелиуса, повлекло за собой появление теории типов Дюма ( 1839 год
). Созданная Ш. Жераром и О. Лораном новая теория типов ( 1852
) включила в себя и представления о сложных радикалах, и идеи Дюма о типах молекул, сведя всё разнообразие органических соединений к трём или четырём типам.

Изучение тепловых эффектов реакций начал А. Л. Лавуазье, сформулировавший совместно с П. С. Лапласом
первый закон термохимии. В 1840 году
Г. И. Гесс
открыл основной закон термохимии (« закон Гесса
»). М. Бертло
и Ю. Томсен
в 1860-е годы сформулировали «принцип максимальной работы» ( принцип Бертло — Томсена
), позволивший предвидеть принципиальную осуществимость химического взаимодействия.

Важнейшую роль в создании представлений о химическом сродстве и химическом процессе сыграли термодинамические
исследования середины XIX века
. Объектом изучения химической термодинамики
стало, прежде всего, состояние химического равновесия
, впервые описанное А. У. Уильямсоном
в 1850 году
и изученное Г. Розе
, Р. В. Бунзеном
, А. Э. Сент-Клер Девилем
, М. Бертло и другими исследователями.

Значение химии в жизни человека

Наука о превращениях веществ занимается не только фундаментальными проблемами. Большинство лекарственных препаратов, средств гигиены и косметики, материалов, окружающих нас в быту, – творения прикладной химии.

Схема. Значение химии в жизни человека

Но, не забывая о пользе, нельзя не отметить и отрицательного значения химии. Оно проявляется в негативном воздействии токсичных химических продуктов и отходов на здоровье человека и в экологических проблемах.

Повинна в этих бедах не наука, а безответственность самого человека, причем не только производителя товаров и материалов, но и потребителя. Впрочем, устранить неблагоприятные явления, а тем более предупредить их без помощи той же науки не удастся.

Роль химии в современной жизни без преувеличения огромна, и она будет возрастать. И лишь от человека зависит, какой она станет по преимуществу – отрицательной или положительной.

Современная история химии

В середине 19 века ученые доказали электронную структуру веществ. Это стало первым шагом к возникновению теории о связи химических элементов. Однако валентность упоминается еще раньше. Уильям Хиггинс в 1789 году выдвинул предположения о том, что мельчайшие частицы связаны между собой.

Открытия в разных науках стали оказывать все большее влияние друг на друга. Химия, физика, квантовая механика, математика начали работать в связке, доказывая и опровергая теории.

Современные лабораторные исследования

За весь период существования химия проделала путь от предположений к точно доказанным данным. Она стала одной из ступеней образования современного человека. Минимальные знания закладываются с раннего детства, а простейшие лаборатории расположены в каждой школе.

Открытия в химии послужили основой для создания фармацевтики. Миллионы людей трудятся над созданием препаратов, которые смогут избавить общество от опаснейших заболеваний и увеличить продолжительность жизни. И кто знает, какие еще сюрпризы готовит для нас химия.

Современная химия

Открытие электрона и явления радиоактивности подтвердило предположения о делимости атома. К тому же, эти открытия дали толчок к развитию дисциплины, находящейся на границе физики и химии. Квантовая механика оказала влияние на представления о внутренних связях в веществе.

На современном этапе развития химических знаний появились новые методы анализа научных теорий, такие как спектроскопия и рентген.

Последние оды развития химии характеризуется большими достижениями во взаимодействии с медициной и биологией.

Новые вещества нашли широкое применение в лекарствах. Благодаря новейшим химическим разработкам удалось исследовать структуру молекулы ДНК.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Люди, повлиявшие на развитие химии

В древности подобными учениями занимались такие выдающиеся философы как Аристотель и Платон. Они верили в то, что все вещества являются производными одной из четырех стихий и способны взаимодействовать.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ХИМИИ КАК НАУКИ

После того, как Лавуазье открыл закон сохранения массы, последовали новые открытия различных закономерностей. Рихтер, Пруст, Фарадей, Гесс — все они сделали свой вклад в развитие и становление этой науки.

Одним из их последователей был Михаил Ломоносов, который дал определение физической химии. Он изучал такие аспекты процессов:

скорость;
положение и направление;
влияние внешних условий;
поглощение или выделение тепла.

Знакомая всем со времен школы таблица Менделеева впервые была опубликована в 1869 году. В ней были указаны уже известные элементы. Также Менделеев вынес на всеобщее обозрение предположения о свойствах некоторых неоткрытых веществ, которые в скором будущем были подтверждены.

Менделеев Дмитрий Иванович

Первое изучение процессов

Шаги в освоении новых возможностей окружающего мира начинаются с момента, когда человек обуздал огонь. С его помощью общество получило возможность создания простых предметов из металла — так появились практические знания о химии. Они получили свое развитие в таких областях как косметология, керамика, текстиль. Теория науки только зарождалась и существовала отдельно от того, что уже использовалось на практике.

До 17 века из-за нехватки знаний все химические процессы наделялись мистическим смыслом. Это период, когда люди верили в философский камень, способный преобразовывать металлы в золото и дарить вечную жизнь. Алхимия стала основой для целого ряда мистических философских учений. На базе ее разрабатывались прототипы первых лекарств.

Но прогресс не стоит на месте, и со временем теоретические знания все больше переплетались с практикой, ремеслом и промышленностью.

Алхимик.ру — Кунсткамера
Всеобщая история химии
История химии в энциклопедии «Кругосвет»
Краткий очерк истории химии
Логина Н. В.
История науки (химические науки)
// МИТХТ
Летопись химии
Chemsoc science timeline
Selected classic papers from the history of chemistry
Лорен Грэхэм
.
«Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе, Глава IX. Химия»

Основная статья: Элементарная частица

Это все частицы, не являющиеся атомными ядрами
или атомами
( протон
— исключение). В узком смысле — частицы, которые нельзя считать состоящими из других частиц (при заданной энергии воздействия/наблюдения). Элементарными частицами также являются электроны
(-), протоны
(+) и нейтроны
.

Основная статья: Атом

Наименьшая частица химического элемента
, обладающая всеми его свойствами. Атом состоит из ядра
и „облака“ электронов
вокруг него. Ядро состоит из положительно заряженных протонов
и нейтральных нейтронов
. Взаимодействуя, атомы могут образовывать молекулы
.

Атом — предел химического разложения любого вещества. Простое вещество (если оно не является одноатомным, как, например, гелий He) разлагается на атомы одного вида, сложное вещество — на атомы разных видов.

Атомы (точнее, атомные ядра) неделимы химическим путём.

Частица, состоящая из двух или более атомов
, которая может самостоятельно существовать. Имеет постоянный качественный и количественный состав. Свойства молекулы зависят от атомов, входящих в её состав, и от характера связей между ними, от молекулярной структуры и от пространственного расположения ( изомеры
). Может иметь несколько разных состояний и переходить от одного состояния к другому под действием внешних факторов. Свойства вещества
, состоящего из определённых молекул, зависят от состояния молекул и от свойств молекулы.

Основная статья: Вещество

В соответствии с классическими научными воззрениями различаются две физические формы существования материи — вещество и поле
. Вещество — это форма материи, обладающая массой
(масса не равна нулю). Химия изучает большей частью вещества, организованные в атомы
, молекулы
, ионы
и радикалы
. Те, в свою очередь, состоят из элементарных частиц: электронов
, протонов
, нейтронов
и т. д.

Простые и сложные вещества. Химические элементы

Среди чистых веществ принято различать простые (состоящие из атомов одного химического элемента) и сложные (образованы из атомов нескольких химических элементов) вещества.

Простые вещества следует отличать от понятий „атом“ и „химический элемент“.

Химический элемент
— это вид атомов с определённым положительным зарядом ядра. Все химические элементы указаны в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева
; каждому элементу отвечает свой порядковый (атомный) номер в Периодической системе. Значение порядкового номера элемента и значение заряда ядра атома того же элемента совпадают, то есть химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым порядковым номером.

Основная статья: Химический элемент

Простые вещества
представляют собой формы существования химических элементов в свободном виде; каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропных форм), которые могут различаться по составу, например атомный кислород O, кислород
O ₂
и озон
O ₃
, или по кристаллической решётке, например алмаз и графит для элемента углерод C. Очевидно, что простые вещества могут быть одно- и многоатомными.

Сложные вещества
иначе называются химическими соединениями. Этот термин означает, что вещества могут быть получены с помощью химических реакций соединения из простых веществ (химического синтеза) или разделены на элементы в свободном виде (простые вещества) с помощью химических реакций разложения (химического анализа).

Простые вещества представляют собой конечные формы химического разложения сложных веществ. Сложные вещества, образующиеся из простых веществ, не сохраняют химические свойства составляющих веществ.

Суммируя всё сказанное выше, можно записать:

, где

E — простые вещества (элементы в свободном виде),

C — сложные вещества (химические соединения),

S — синтез,

A — анализ.

В настоящее время понятия „синтез“ и „анализ“ химических веществ используются в более широком смысле. К синтезу относят любой химический процесс, который приводит к получению необходимого вещества и при этом существует возможность его выделения из реакционной смеси. Анализом считается любой химический процесс, позволяющий определить качественный и количественный состав вещества или смеси веществ, то есть установить, из каких элементов составлено данное вещество и каково содержание каждого элемента в этом веществе. Соответственно различают качественный и количественный анализ — две составные части одной из химических наук — аналитической химии.

Металлы и неметаллы

Все химические элементы по их свойствам, то есть свойствам свободных атомов и свойствам образуемых элементами простых и сложных веществ, делят на металлические и неметаллические элементы. Условно к неметаллам относят элементы He

, Ne

, Ar

, Kr

, Xe

, Rn

, F

, Cl

, Br

, I

, At

, O

, S

, Se

, N

, P

, C

и H

. К полуметаллам
относят B
, Si
, Ge
, As
, Sb
, Te
, иногда — Po
. Остальные элементы считаются металлами.

Чистые вещества и смеси веществ

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств. От чистых веществ следует отличать смеси веществ, которые могут состоять из двух или большего числа чистых веществ, сохраняющих присущие им свойства.

Смеси веществ делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные).

В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздроблённом состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ, например сплавы.

В гетерогенных смесях либо визуально, либо с помощью оптических приборов можно различить области (агрегаты) разных веществ, разграниченные поверхностью раздела; каждая из этих областей внутри себя гомогенна. Такие области называются фазой
.

Гомогенная смесь состоит из одной фазы, гетерогенная смесь состоит из двух или большего числа фаз.

Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой, называются дисперсными системами
. В таких системах различают дисперсионную среду
(распределяющую среду) и дисперсную фазу
(раздроблённое в дисперсионной среде вещество).

С помощью физических методов разделения можно провести разделение смесей на их составные части, то есть на чистые вещества.

Чистыми веществами называются вещества, которые при проведении физических методов не разделяются на два или более других веществ и не изменяют своих физических свойств.

В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, так называемый особо чистый алюминий
ещё содержит 0,001 % примесей других веществ. Таким образом, абсолютно чистое вещество — это абстракция. Правда, когда речь идёт о каком-либо веществе, то химия пользуется этой абстракцией, то есть считает, что вещество истинно чистое, хотя практически берётся вещество с некоторым содержанием примесей. Конечно, химик должен стремиться использовать в своей практике по возможности чистые вещества, содержащие минимальное количество примесей. Следует учитывать, что даже незначительное содержание примесей может существенно изменить химические свойства вещества.

Основная статья: Ион

Это заряженная частица, атом или молекула, которая имеет неодинаковое количество протонов и электронов. Если у частицы больше электронов, чем протонов, то она заряжена отрицательно и называется анион
. Например — Cl ⁻
. Если в частице электронов меньше, чем протонов, значит, она заряжена положительно и называется катион
. Например — Na ⁺
.

Это частица ( атом
или молекула
), содержащая один или несколько неспаренных электронов
. В большинстве случаев химическая связь
образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.

См. также о свободных радикалах при радиолизе
в радиобиологии
.

Удерживает атомы или группы атомов друг около друга. Различают несколько видов химической связи: ионную
, ковалентную
(полярную и неполярную), металлическую
, водородную
.

Открыт Д. И. Менделеевым
1 марта
1869 года
. Современная формулировка: Свойства элементов
, а также образуемых ими соединений
находятся в периодической зависимости от зарядов
ядер
их атомов
.

Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции. При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества.

В сущности это процесс изменения структуры молекулы
. В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться ( синтез
), уменьшаться ( разложение
) или оставаться постоянным ( изомеризация
, перегруппировка
). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах.

Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства данного вещества.

Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами, а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, — продуктами реакции. В общем виде химическая реакция изображается так:

Химия изучает и описывает эти процессы как в макромасштабе, на уровне макроколичеств веществ, так и в микромасштабе, на атомно-молекулярном уровне. Внешние проявления химических процессов, протекающих в макромасштабе, нельзя непосредственно перенести на микроуровень взаимодействия веществ и однозначно их интерпретировать, однако такие переходы возможны при правильном использовании специальных химических законов, присущих только микрообласти (атомам, молекулам, ионам, взятым в единичных количествах).

Это свод правил наименования химических соединений. Поскольку общее число известных соединений больше 20 млн, и их число принципиально неограниченно, необходимо пользоваться чёткими правилами при их наименовании, чтобы по названию можно было воспроизвести их структуру. Существует несколько вариантов наименования органических и неорганических соединений, но стандартом считается номенклатура IUPAC
.

Предалхимический и алхимический период развития химических знаний

Начало зарождения предалхимического этапа развития химических знаний связано с развитием ремесла. На основе достижения успехов практической химии древности осуществлялось развитие химических знаний в следующие периоды.

В этот период развития химических знаний предпринимались попытки теоретического осмысления вопросов о происхождении вещества. В результате этого в греческой натурфилософии появилось учение об элементах-стихиях: вода, огонь, земля, дерево, металл.

Одновременно с этим учением возникло учение атомизма, основателем которого являются Эмпедокл и Демокрит.

В период античности были известны семь металлов в чистом виде:

серебро,
ртуть,
золото,
железо,
медь,
олово,
свинец.

Следующим периодом развития химических знаний является алхимический. Он характеризуется тем, что главной задачей алхимии стал поиск философского камня, который способен превращать простые металлы в драгоценные.

Практическим достижением алхимиков является открытие явления амальгамирования металлов. Амальгама применялась для позолоты. Кроме того, был усовершенствован способ извлечения серебра из руд с помощью ртути.

В это время появилось представление о ртути как о «первичном» металле.

Еще одним достижением алхимиков является разработка способа очистки золота купелированием.

В конце 8 века была выдвинута теория, согласно которой металлы образуются ртутью и серой. Для того, чтобы получился совершенный металл – золото, необходимо наличие эликсира, которые вдобавок способен давать бессмертие.

Эта теория стала основой алхимии на протяжении нескольких следующих столетий.

К началу 14 века алхимия смогла достичь новых успехов. Был получен раствор нашатыря в азотной кислоте, который имел способность растворять золото.

В этот период в Европе началась выделка пороха, а появление огнестрельного оружия стало стимулом для дальнейшего развития алхимии.

«Развитие химических знаний» 👇

В эпоху Возрождения главным значением алхимии стало практическое направление. В этот период из алхимии выделилась техническая химия и ятрохимия.

Техническая химия рассматривала задачу алхимии в поиске улучшения химической технологии.

А основатель ятрохимии Парацельс считал, что задачей химией является изготовление лекарств, опираясь на ртутно-серную теорию.

Парацельс ввел в медицинскую практику соединения мышьяка, свинца, ртути в дополнение к лекарственным растениям.

Алхимический период стал переходным этапом между натурфилософией и экспериментальным естествознанием.

Cookie	Duration	Description
cookielawinfo-checkbox-analytics	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Analytics".
cookielawinfo-checkbox-functional	11 months	The cookie is set by GDPR cookie consent to record the user consent for the cookies in the category "Functional".
cookielawinfo-checkbox-necessary	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookies is used to store the user consent for the cookies in the category "Necessary".
cookielawinfo-checkbox-others	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Other.
cookielawinfo-checkbox-performance	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Performance".
viewed_cookie_policy	11 months	The cookie is set by the GDPR Cookie Consent plugin and is used to store whether or not user has consented to the use of cookies. It does not store any personal data.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ХИМИИ КАК НАУКИ

Возникновение науки о веществах

Предалхимический период

XVII и XVIII века

Краткая история развития химии