История возникновения химии делится на несколько этапов, начиная от древнего мира и до современности.

Химия – это одна из естественных наук, т.е. наук об окружающем мире, природе и явлениях, происходящих в ней, превращениях веществ.

Еще в глубокой древности человек заметил, что вещества способны изменяться, превращаться в другие, обладающие новыми свойствами.

Костер стал первой химической лабораторией человека. После обжига глины в огне она становилась прочной, из нее можно было делать нехитрую посуду. На огне человек научился готовить пищу из мяса убитых животных, плодов растительного мира. Здесь же человек случайно получил первые металлы – медь, олово, свиней, а также стеклянные изделия из, казалось бы, обыкновенных камней.

Так появились первые, как мы сейчас говорим, химические ремесла – гончарное и металлургическое. Примерно 7000 лет назад человек научился выплавлять медь и делать из нее различные изделия – орудия труда, предметы домашнего обихода, оружие. Этот период в истории древней цивилизации получил название медный век.

К 4000 г. до н.э. наступил новый этап в истории возникновении химии, люди научились выплавлять бронзу – сплав меди с оловом, который был гораздо более твердым, чем медь. Бронза же сразу стала использоваться для изготовления мечей, наконечников стрел и копий, щитов. Наступил бронзовый век.

В последнее тысячелетие до новой эры человек овладел способом получения железа из руд. Это стало поворотным моментом и в истории металлургии, и в истории общества. Так пришло время железного века, который на самом деле продолжался много сотен лет.

В те давние времена люди могли получать не только металлы. Стекло фаянс, минеральные и растительные краски, чернила, косметика и лекарственные препараты – вот далеко не полный перечень изделий, которые мог изготовить человек уже тогда с помощью различных химических превращений.

На рубеже старой и новой эры зародилось и само понятие «химия». Есть несколько версий проявления этого термина. По одной из них это связано с древним названием Египта «Хем» и производным от него «хеми» — египетское искусство. По другой версии считается, что слово «химейя» — выделения соков, а затем и плавки металлов, происходит от древнегреческого «химос», т.е. сок, литье.

В середине первого тысячелетия новой эры, после падения Древнего Рима, центр цивилизации переместился на Ближний Восток. Именно там арабы преобразовали слово «химейя» в «алхимия». Под этим словом понимались все знания, связанные с превращением веществ как практические, так и теоретические.

А главной теоретической идеей алхимии в течение почти полутора тысячи лет было превращение неблагородных металлов в благородные (золото и серебро) под действием так называемого философского камня. С помощью этого мифического «эликсира» надеялись также излечить все болезни и даже сделать человека бессмертным. Последователей этой идеи на арабском Востоке, а затем и в Европе стали называть алхимиками. Алхимиками были практически все ученые средневековья, монахи, врачеватели и даже короли.

Все их усилия получить дешевое золото оказались, конечно, бесплодными. Однако целый ряд практических достижений как алхимиков, так и ремесленников-практиков оставил заметный след в истории возникновении химии. Было получено много новых веществ, прежде всего важнейшие кислоты (серная, соляная, азотная), изобретены различные приборы и приспособления, которые с тех пор стали широко использоваться в химии.

Химия постепенно становилась все более практической областью деятельности, основной задачей которой становилось удовлетворение растущих потребностей общества: получение металлов из руд, пороха, стекла, красок, мыла и многих других, не менее необходимых для жизни веществ. Появились первые книги по практическим способам получения металлов, обработки различных веществ. Поиск эликсира долголетия привел к развитию медицинского направления – иатрохимии, которая с начала XVI в. стала основным видом деятельности химиков, постепенно заменяя прежние – попытки получения благородных металлов из неблагородных.

В алхимию все больше и больше проникало научное начало, желание узнать элементарную природу веществ, причины их способности превращаться в другие вещества. Ученые пытались дать разумные объяснения таким важнейшим для практики процессам, как горение, восстановление металлов из руд и окисление металлов.

В работе английского химика и физика Роберта Бойля было впервые дано научное определение понятия химический элемент, положено начало химическому анализу. Экспериментальные исследования Бойля стали началом химии как настоящей науки. Именно Бойль отбросил от названия «алхимия» приставку «ал», тем самым как бы открыв новый период в жизни истории возникновения химии.

Превращению химии в настоящую науку в XVIII в. способствовали многие ученые, в том числе русский ученый М. В. Ломоносов и французский – А. Лавуазье. На основе многочисленных опытов по изучению процессов горения и окисления металлов они независимо друг от друга пришли к формулировке одного из самых важных законов химии – закона сохранения массы веществ при химических реакциях.

В XVIII в. было открыто много новых элементов, в том числе кислород, водород, азот. Было доказано, что воздух является смесью газов, а вода – сложным веществом.

В начале XIX в. английский ученый Д. Дальтон заложил основы химической атомистики, составил первую таблицу атомных весов, а итальянец А. Авогардо ввел в обиход понятие молекула. Атомно-молекулярное учение стало основной химической теорией. Особенно большая роль в ее развитии в начале XIX в. принадлежит виднейшему шведскому химику Я. Берцелиусу. На основе теории Дальтона он осуществил реформу химии: разработал систему символов элементов, с помощью которых стали записывать формулы и уравнения. Он построил шкалу атомных масс, близкую к современной, ввел в обиход множество терминов и понятий, которые мы используем и сейчас.

В середине XIX в. русский ученый А. М. Бутлеров заложил основы теории строения органических соединений. В 1869 г. другой русский ученый Д. И. Менделеев открыл периодический закон химических элементов. Эти две научные идеи вместе с атомно-молекулярным учением стали основой современной химии.

Химия становилась такой большой наукой, что разделилась на отдельные ветки, такие, как органическая, неорганическая, аналитическая химия, и а позже – физическая химия, биохимия, агрохимия, химия твердого тела и др.

В настоящее время химия стала не только одной из важнейших областей человеческого знания, но и полем практической деятельности многих людей – ученых, инженеров, рабочих и др. Без химии невозможна жизнь современного общества. Она играет ключевую роль в обеспечении людей продовольствием, одеждой, энергией, тысячами самых разнообразных веществ, многих из которых просто нет в природе.

Химия – это наука, которая постоянно изменяет окружающий мир. Вместе с другими естественными науками она помогает глубже познать тайны природы и законы ее развития, сделать жизнь на Земле лучше для каждого человека.

Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Существует множество определений химии, но ни одно из этих определений не даёт полного ответа на вопрос: что такое химия? Объясняется это тем, что химия является не просто суммой знаний о веществах, но высоко упорядоченной, постоянно развивающейся системой знаний. Историки науки переводят этот термин как «египетское искусство». Таким образом, химия – искусство производить необходимые вещества, в том числе и искусство превращать обыкновенные металлы в золото и серебро и их сплавы.

Химия – одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий.

Предмет химии – химические элементы и их соединения, а также закономерности, которым подчиняются различные химические реакции.

Главная задача химии – выяснение природы вещества, главный подход к решению этой задачи – разложение вещества на более простые компоненты и синтез новых веществ. Используя этот подход, химики научились воспроизводить множество природных химических субстанций и создавать материалы, не существующие в природе. Живой организм можно рассматривать как сложнейший химический завод, на котором тысячи веществ вступают в точно отрегулированные химические реакции.

Заслугой химии является то, что она показала большое значение структуры для свойств вещества и её относительную самостоятельность.

Химия как никакая другая наука, является одновременно и наукой, и производством.

Успехи человека в решении больших и малых проблем выживания в значительной мере были достигнуты благодаря развитию химии, становлению различных химических технологий. Успехи многих отраслей человеческой деятельности, таких как энергетика, металлургия, машиностроение, лёгкая и пищевая промышленность и других, во многом зависит от состояния и развития химии. Огромное значение химия имеет для успешной работы сельскохозяйственного производства, фармацевтической промышленности, обеспечения быта человека.

Химизация, как процесс внедрения химических методов в общественное производство и быт, позволила человеку решить многие технически, экономические и социальные проблемы. Однако масштабность, а нередко и неуправляемость этого процесса обернулось «второй стороной медали». Химия прямо или опосредованно затронула практически все компоненты окружающей среды – сушу, атмосферу, воду Мирового океана, внедрилась в природные круговороты веществ. В результате этого нарушилось сложившееся в течение миллионов лет равновесие природных процессов на планете, химизация стала заметно отражаться на здоровье самого человека. Возникла ситуация, которую учёные обоснованно именуют химической войной против населения Земли. В связи с этим возникла самостоятельная ветвь экологической науки – химическая экология.

Место и роль химии в современной цивилизации должны рассматриваться системно, т.е. во всём многообразии отношений, существующих между обществом и природной средой в рамках критерия экологической безопасности. При этом неизбежно рассмотрение химии как активного элемента сложной системы «общество-природа», представляющего собой, в свою очередь, открытую систему со своей структурой и взаимообменом между веществом, энергией и информацией.

История развития химического знания

История химии изучает и описывает сложный процесс накопления специфических знаний относящихся к изучению свойств и превращений веществ. Её можно рассматривать как пограничную область знания, которая связывает явления и процессы, относящиеся к развитию химии, с историей человеческого общества.

Историю химии принято подразделять на несколько периодов, при этом следует учитывать, что эта периодизация, будучи достаточно условной и относительной, имеет скорее дидактический характер.

1. Предалхимический период: до III в.
2. Алхимический период: III – XVII вв.

• Александрийская алхимия;
• Арабская алхимия;
• Европейская алхимия;
• Техническая химия и ятрохимия.

Период становления (объединения): XVII - середина XIX вв.

• Теория флогистона;
• Химическая революция.

Период количественных законов: конец XVIII – середина XIX вв.

Период классической химии: вторая половина XIX века.

• Периодическая система элементов;
• Структурная химия;
• Физическая химия.

Современный период: с начала ХХ века.

В предалхимический период теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга.

Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека разумного. Поскольку человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами то 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, но с освоением огня начал использовать процессы горения, спекания, сплавления. Использовались окислительно-восстановительные реакции, не протекающие в живой природе – например, восстановление металлов из их соединений.

Практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии, которые были заложены в Древнем Египте. Начало её зарождения следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии. Но накопление практических знаний происходило и в других областях, таких как производство керамики и стекла, крашения 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.

Хотя химические знания тщательно скрывалось египетскими жрецами от непосвящённых, но всё равно они 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 в Европе.

Алхимический период – это время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов. Алхимическая теория, основанная на античных представлениях о четырёх стихиях (огне, земле, воздухе, воде), 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 периода.

Начиная с эпохи Возрождения развивается техническая химия и ятрохимия, которые 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, помимо накопления значительного запаса знаний о веществе, явилось зарождение эмпирического подхода к изучению свойств вещества. Алхимический период стал совершенно необходимым этапом между натурфилософией и экспериментальным естествознанием.

Период становления (объединения ). Вторая половина XVII века ознаменовалась первой научной революцией, результатом которой стало новое естествознание, целиком основанное на экспериментальных данных. Одним из следствий этой научной революции явилось создание новой химии, основоположником которой традиционно считается Р. Бойль, который выступил с критикой алхимии и поставил перед химией задачу поиска реальных химических элементов.

Главной задачей химии Бойль считал изучение состава вещества и зависимости свойств вещества от его состава.

Основной движущей силой развития учения об элементах в первой половине XVIII века стала теория флогистона , предложенная немецким химиком Г.Э. Шталем. Она объясняла горючесть тел наличием в них некоего материального начала горючести – флогистона, и рассматривала горение как разложение. Теория флогистона обобщила широкий круг фактов, касавшихся процессов горения и обжига металлов, послужила мощным стимулом для развития количественного анализа сложных тел, без которых было бы абсолютно невозможным экспериментальное подтверждение идей о химических элементах. Она стимулировала также изучение газообразных продуктов горения в частности и газов вообще. В результате появилась пневматическая химия, основоположниками которой стали Дж. Блэк, Д. Резерфорд, Г. Кавендиш, Дж. Пристли и К.В. Шееле.

Процесс превращения химии в науку завершился открытиями А.Л. Лавуазье. С создания им кислородной теории горения (1777 г.) начался переломный этап в развитии химии, названный «химической революцией». Отказ от теории флогистона потребовал пересмотра всех основных принципов и понятий химии, изменения терминологии и номенклатуры веществ. Лавуазье создал новую химическую номенклатуру, он привёл первый в истории новой химии список химических элементов (таблицу простых тел). Лавуазье сформулировал закон сохранения массы, создал рациональную классификацию химических соединений, основанную, во-первых, на различии в элементарном составе соединений и, во-вторых, на характере их свойств.

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.

Период количественных законов : конец XVIII - середина XIX в. Главным итогом развития химии в этот период стало её превращение в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении. За законом сохранения массы последовал целый ряд новых количественных закономерностей – стехиометрические законы : Закон эквивалентов (И.В. Рихтер); Закон постоянства состава (Ж.Л.Пруст); Закон кратных отношений (Дж. Дальтон); Закон объёмных отношений, или закон соединения газов (Ж.Л. Гей-Люссак); Закон Авогадро (А.Авогадро); Закон удельных теплоёмкостей (П.Л. Дюлонг и А.Тю Пти); Закон изоморфизма (Э. Мичерлих); Законы электролиза (М. Фарадей).

Дж. Дальтон, основываясь на законе кратных отношений и законе постоянства состава, разработал атомную теорию (1808). Важнейшей характеристикой атома элемента Дальтон считал атомный вес.

Шведский химик Й.Я.Берцелиус определил атомные массы многих элементов, и разработал электрохимическую теорию сродства, объяснявшую соединение атомов на основе представления о полярности атомов и элетроотрицательности.

Окончательную ясность в атомно-молекулярную теорию внёс С. Канниццаро.

Для периода классической химии характерно стремительное развитие науки: были созданы периодическая система элементов, теория химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика. Больших результатов добились неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществах и его свойствах началась дифференциация химии – выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

В конце 20-х – начале 30-х гг. ХХ века сформировались принципиально новые – квантово-механические – представления о строении атома и природе химической связи. Благодаря этому в основном был выяснен способ образования связи между атомами; кроме того, в рамках квантово-механического подхода получило корректную физическую интерпретацию менделеевское учение о периодичности.

Создание надёжного теоретического фундамента привело к значительному росту возможностей прогнозирования свойств веществ. Особенностью химии в ХХ веке стало широкое использование физико-математического аппарата и разнообразных расчётных методов. Подлинным переворотом в химии стало появление в ХХ веке большого числа новых аналитических методов, прежде всего физических и физико-химических (рентгеноструктурный анализ, электронная и колебательная спектроскопия, магнетохимия и масс-спктрометрия, спектроскопия ЭПР и ЯМР, хроматография и т. п.). Эти методы предоставили новые возможности для изучения состава, структуры и реакционной способности вещества.

Отличительной чертой современной химии стало её тесное взаимодействие с другими естественными науками, в результате которого на стыке наук появились биохимия, геохимия и др. разделы. Одновременно с этим процессом интеграции интенсивно протекал и процесс дифференциации самой химии. Хотя границы между разделами химии достаточно условны, коллоидная и координационная химия, кристаллохимия и электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и некоторые другие разделы приобрели черты самостоятельных наук.

Неизбежным следствием совершенствования химической теории в ХХ веке стали новые успехи практической химии. Успехи химиков в деле получения вещества с желаемыми свойствами в числе прочих достижений прикладной науки к концу ХХ столетия привели к коренным преобразованиям в жизни человечества.

Структура химического знания и основные химические понятия

Современная химия – настолько обширная область естествознания, что многие её разделы по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные научные дисциплины.

По признаку изучаемых объектов (веществ) химию принято делить на неорганическую и органическую. Объяснением сущности химических явлений и установлением их общих закономерностей на основе физических принципов и экспериментальных данных занимается физическая химия, включающая квантовую химию, электрохимию, химическую термодинамику, химическую кинетику. Самостоятельными разделами являются также аналитическая и коллоидная химия.

Технологические основы современных производств излагает химическая технология.

Химия – это наука, исследующая закономерности, проявляющиеся на атомно-молекулярном уровне организации материи. Задача химии состоит в изучении строения молекул и процессов изменения этого строения в результате их взаимодействия.

Фундаментальными основами химии стали квантовая механика, атомная физика, термодинамика, статистическая физика, физическая кинетика. На основе физики построена теоретическая химия. Но из этого не следует, что химия не существует как самостоятельная наука: химия «выводится» из физики, но не сводится к ней.

Физической основой химического знания являются три главных постулата квантовой механики:

1. уравнение Шредингера как квантовый наследник уравненийц классической механики;
2. принцип Паули, организующий электроны по спиновым состояниям и энергетическим уровням;
3. волновая функция – носитель информации о плотности распределения заряда и спина.

На основании этих постулатов химическую реакцию следует рассматривать как физический процесс перестройки электронных оболочек и перегруппировки ядер.

Математической основой химии стало установление множества количественных закономерностей, точных законов, высочайшего измерительного уровня определения атомно-молекулярных, термодинамических и кинетических констант, характеризующих вещество и химический процесс.

Согласно системному подходу изучаемый химиками мир должен включать элементы, связи, структуру, подсистемы, системы, надсистему, субстрат. В с соответствии с информационным подходом, изучаемые химией объекты должны иметь жизненный цикл, подчиняющийся законам максимальной пространственной экспансии, усложнения и деградации. Иными словами, системный подход позволяет характеризовать химический мир как статичный, а информационный подход – как динамичный. В соответствии с системным и информационным подходами структуру химических знаний составляют:

1. химические элементы;
2. химические связи;
3. химические структуры;
4. химические подсистемы или классы химических веществ;
5. система химического мира;
6. надсистема химического мира;
7. субстрат химического мира;
8. трансформация химических веществ.

На химическом уровне мы имеем дело с очень большим числом частиц, участвующих в квантово-механических процессах обмена электронами (химических реакциях ). Это обусловливает макроскопичность проявления законов квантовой физики в химических процессах. Базовое понятие химии - валентность - э то макроскопическое, химическое отображение квантово-механических взаимодействий.

Эмпирическая химическая формула соединения показывает, какие элементы и в каком соотношении входят в состав химического соединения. Эмпирическая формула устанавливается опытным путём. Но основе эмпирической формулы некоторого вещества может быть найдена его молекулярная формула. В химии выработаны правила определения молекулярной формулы. Для этого используются химические уравнения , которые являются эффективным и простым способом описания химических процессов. Методика составления уравнений химических реакций с учётом характера конкретных веществ и взаимодействий хорошо разработана современной химией.

Результаты химического взаимодействия могут быть вычислены с помощью методов физики, но эти расчёты были бы очень сложны. На основе методов, выработанных в химии, используя для описания вещества и его превращения язык химических формул и уравнений, химия решает эти проблемы намного проще и быстрее.

Благодаря тому, что химии удалось выработать свой собственный язык, своё феноменологическое описание свойств веществ и химических превращений, химия стала великой наукой задолго до того, как квантовая механика вскрыла сущность химических явлений.

Язык химии разнообразен; он содержит возможности отображения особенностей химических реакций и различных свойств веществ. Например, структурные формулы показывают последовательность и пространственный порядок соединения атомов в молекулах.

Таким образом, атомно-молекулярный уровень организации материи, чрезвычайно сложно описываемый на фундаментальном уровне, на уровне квантовой механики, потребовал выработки своего химического языка. Сегодня физики, составляющая ядро теоретической химии, служит базой дальнейшего развития этой науки. Развитие современной химии, её основные концепции оказались тесно связанными не только с физикой, но и с другими естественными науками, особенно с биологией.

В соответствии с классическими научными воззрениями различаются две физические формы существования материи – вещество и поле. Вещество – это форма материи, обладающая массой покоя (масса покоя равна нулю). Все вещества корпускулярны. 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.

Среди чистых веществ принято различать простые (состоящие из одного химического элемента) и сложные (образованы несколькими химическими элементами) вещества.

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 ядра атома того же элемента совпадают, т.е. химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым порядковым номером.

Простые вещества представляют собой формы существования химических элементов свободном виде. Каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропных форм), которые могут различаться по составу. 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 (химический 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, т.е 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.

Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции . При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества. В сущности этот процесс изменения структуры молекулы. В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться (синтез), уменьшаться (разложение) или оставаться постоянным (изометрия, перегруппировка). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах.

Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства вещества.

Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами , а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, - продуктами реакции. Химия изучает и описывает эти процессы как в макромасштабе, на уровне макроколичеств веществ, так и в микромасштабе, на атомно-молекулярном уровне.

Концептуальные уровни современной химии

По мере развития химии до её современного уровня в ней сложилось четыре совокупности подходов к решению основной задачи. Развитие подходов обусловило формирование четырёх концептуальных систем химического знания:

1. учение о составе (XVII в.);
2. структурная химия (XIX в.);
3. учение о химических процессах (середина ХХ в);
4. эволюционная химия (ХХ в.)

Первоначально свойства веществ связывались исключительно с их составом, в этом суть учения о составе.

Далее учение о составе было дополнено концепцией структурной химии, которая объединяет теоретические представления в химии, устанавливающие связь свойств веществ не только с составом, но и со структурой молекул. В рамках этого подхода возникло понятие «реакционная способность», включающее представление о химической активности отдельных фрагментов молекулы – отдельных её атомов (и даже отдельных химических связей). Структурная концепция позволила превратить химию из преимущественно аналитической науки в науку синтетическую.

Затем было развито учение о химических процессах. В рамках этой концепции с помощью методов физической кинетики и термодинамики были выявлены факторы, влияющие на направленность и скорость протекания химических превращений и на их результат. Химия вскрыла механизмы управления реакциями и предложила способы изменения свойств получаемых веществ.

Последний этап концептуального развития химии связан с использованием в ней некоторых принципов, реализованных в химизме живой природы. В рамках эволюционной химии осуществляется поиск таких условий, при которых в процессе химических превращений идёт самосовершенствование катализаторов реакций. По существу, речь идёт о самоорганизации химических процессов, происходящих в клетках живых организмов.

Каждая новая концептуальная ступень в развитии химии означает не отрицание подходов, использовавшихся ранее, а опору на них как на основание. Это составляет логику развития химии как науки.

Двуединая задача современной химии

Как и другие составляющие естествознания, химия имеет многочисленные практические приложения. Но её существенной особенностью является то, что химия в значительной мере сама создаёт свой объект изучения.

Самые разнообразные исследования в ней направлены на раскрытие закономерностей химических превращений, которые реализованы искусственно, на получение и изучение веществ, большинство из которых в природе не встречается.

Основная цель современной химии, вокруг которой строится вся исследовательская работа, заключается в получении веществ с заданными свойствами. Это и определяет содержание двуединой центральной задачи химии: исследование генезиса свойств веществ и разработка на этой основе методов получения веществ с заранее заданными свойствами.

Вопросы для самоконтроля

1. В чём двуединая основная проблема химии?
2. Раскройте взаимосвязь физических, химических и биологических знаний.
3. В чём предмет познания химической науки и её проблемы?
4. Назовите и охарактеризуйте основные исторические этапы развития химии как науки.
5. Каково содержание и историческое значение алхимии?
6. Назовите основные методы и концепции познания в химии.
7. Что такое эволюционная химия?
8. В чём различие биохимии и химии жизни?

1. Азимов А. Краткая история химии: развитие идей и представлений о химии. М., 1983.
2. Бернал Дж. Возникновение жизни. М., 1969.
3. Браун Т., Лемей Т.Ю. Химия – в центре наук. М., Мир, 1983.
4. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружение. М., 1965.
5. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск, 1997.
6. История учения о химическом процессе. Всеобщая история химии. М., 1981.
7. Кузнецов В.И. Общая химия. Тенденции развития. М., 1989.
8. Кузнецов В.И. и др. Естествознание. М., 1996.
9. Полинг Л. Общая химия. М., Мир, 1964.
10. Соловьёв Ю.И. История химии. М., 1983.
11. Становление химии как науки. Всеобщая история химии. М., 1983.
12. Тейлер Р.Д. Происхождение химических элементов. М., 1975.

Версия для печати

Введение

Содержательный подход к истории химии основывается на изучении того, как изменялись со временем теоретические основы науки. Вследствие изменений в теориях на всём протяжении существования химии постоянно менялось её определение. Химия зарождается как "искусство превращения неблагородных металлов в благородные"; Менделеев в 1882 г. определяет её как "учение об элементах и их соединениях". Определение из современного школьного учебника в свою очередь значительно отличается от менделеевского: "Химия - наука о веществах, их составе, строении, свойствах, взаимных превращениях и законах этих превращений". Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. - М.: Мир, 1983.

Следует отметить, что изучение структуры науки мало способствует созданию представления о путях развития химии в целом: общепринятое деление химии на разделы основано на целом ряде различных принципов. Деление химии на органическую и неорганическую произведено по различию их предметов.

Выделение физической химии основано на её близости к физике, аналитическая химия выделена по признаку используемого метода исследования. В целом общепринятое деление химии на разделы является в значительной степени данью исторической традиции; каждый раздел в той или иной степени пересекается со всеми остальными.

Основной задачей содержательного подхода к истории химии является, говоря словами Д. И. Менделеева, выделение "неизменного и общего в изменяемом и частном". Таким неизменным и общим для химических знаний всех исторических периодов является цель химии. Именно цель науки - не только теоретический, но и исторический её стержень.

Целью химии на всех этапах её развития является получение вещества с заданными свойствами. Эта цель, иногда именуемая основной проблемой химии, включает в себя две важнейших задачи - практическую и теоретическую, которые не могут быть решены отдельно друг от друга. Получение вещества с заданными свойствами не может быть осуществлено без выявления способов управления свойствами вещества, или, что то же самое, без понимания причин происхождения и обусловленности свойств вещества. Таким образом, химия есть одновременно и цель и средство, и теория и практика

Таким образом, в рамках содержательного подхода история химии может быть рассмотрена как история возникновения и развития концептуальных систем, каждая из которых представляет собой принципиально новый способ решения основной задачи химии. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. - М.: Мир, 1983.

Основные этапы развития химии

При изучении истории развития химии возможны два взаимно дополняющих подхода: хронологический и содержательный.

При хронологическом подходе историю химии принято подразделять на несколько периодов. Следует учитывать, что периодизация истории химии, будучи достаточно условной и относительной, имеет скорее дидактический смысл.

При этом на поздних этапах развития науки в связи с её дифференциацией неизбежны отступления от хронологического порядка изложения, поскольку приходится отдельно рассматривать развитие каждого из основных разделов науки.

Как правило, большинство историков химии выделяют следующие основные этапы её развития: Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века. - М.: Просвещение, 1983.

1. Предалхимический период: до III в. н.э.

В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развиваются относительно независимо друг от друга. Происхождение свойств вещества рассматривает античная натурфилософия, практические операции с веществом являются прерогативой ремесленной химии.

2. Алхимический период: III - XVI вв.

Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпериода: Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века. - М.: Просвещение, 1983.

· александрийскую,

· арабскую

· европейскую алхимию.

Алхимический период - это время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов.

В этом периоде происходит зарождение экспериментальной химии и накопление запаса знаний о веществе; алхимическая теория, основанная на античных философских представлениях об элементах, тесно связана с астрологией и мистикой. Наряду с химико-техническим "златоделием" алхимический период примечателен также и созданием уникальной системы мистической философии.

3. Период становления (объединения): XVII - XVIII вв.

В период становления химии как науки происходит её полная рационализация. Химия освобождается от натурфилософских и алхимических взглядов на элементы как на носители определённых качеств. Наряду с расширением практических знаний о веществе начинает вырабатываться единый взгляд на химические процессы и в полной мере использоваться экспериментальный метод. Завершающая этот период химическая революция окончательно придаёт химии вид самостоятельной науки, занимающейся экспериментальным изучением состава тел.

4. Период количественных законов (атомно-молекулярной теории): 1789 - 1860 гг.

Период количественных законов, ознаменовавшийся открытием главных количественных закономерностей химии - стехиометрических законов, и формированием атомно-молекулярной теории, окончательно завершает превращение химии в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении.

5. Период классической химии: 1860 г. - конец XIX в.

Период классической химии характеризуется стремительным развитием науки: создаётся периодическая система элементов, теория валентности и химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигают прикладная неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах начинается дифференциация химии - выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

Занятие ___ Дата ___/___/_____ Класс ______

_________________________________________________________________________________________

Химия наука о природе. Химия в окружающем мире. Краткие известия из истории развития химии.

Химия – наука о веществах, их свойствах и пре –

вращениях . Она изучает состав и строение веще -ств, условия и способы превращения одних веще- ств в другие, а так же явления, которые сопрово - ждают эти превращения.

Предметом изучения химии являются химичес –кие элементы, химические реакции разных соеди-

нений, закономерности, которые управляют этими превращениями, а так же процессы и явления, которые сопровождают эти превраще-ния. Превращения веществ с изменением состава молекул, называют химическими реакциями .

Основные задачи химии :

изучение веществ и их свойств;

получение веществ с заранее известными свойствами;

исследование и использование энергии хими – ческих реакций и явлений, которые сопро-вождают их;

развитие и интенсификация химической про – мышленности;

разработка экологически безопасных и безот –ходных технологий.

Химия одна из 6-х наук, которые тесно связаны с деятельностью человека (рис.1). Свое начало она берет в глубокой древности. Именно в тот период, первобытные люди начали пользоваться ее ресурсами и знаниями. Поэтому, химию счи-тают одной из древнейших дисциплин (рис. 2 а,б, в). Сейчас знания химии очень широко исполь-зуются в медицине, в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и т.д. Не существует ни одной отрасли, где бы химия не принимала уча-стие или не внесла свой вклад в развитие.

Химия как наука делится на такие раделы: общая, неорганическая, органическая, физическая и аналитическая.

Рисунок 1. Взаимосвязь химии с другими науками

а

Рисунок 2. Химия в древности

в

Рисунок 3. Химическая боеголовка

Но, химия не всегда помогает человеку. Если не пра-вильно воспользоваться ее знаниями, она может навре-дить и даже убить его. На первый взгляд, эта маленькая бомба (рис. 3) не представляет особой разрушительной силы. На самом деле – это так и есть, сила этой бомбы состоит в том, что происходит после ее взрыва: мучительная смерть, болезненные ожоги, увечья. Поэтому, будь внимателен, когда пользуешься знаниями химии, знай, за химиком как и за врачом, тоже стоят некоторые этические принципы и обязательства, указанные в тексте клятвы Гипократа:

Все ученые выделили несколько этапов становления химии как науки.

І . Алхимический период ( IV - XVI в.)

Цель: поиски филосовского камня для превращения металла в золото, синтез элексира молодости.

Химические знания развивались медленно.

Слабо развивалось производство.

Открыты различные вещества

Получен большой практический опыт относительно работы с веществами

ІІ . Период теории флогистона ( XVII в. )

«… все вещества содержат в своем составе флогистон, котор ы й во время реакций горения выветривается»

1756 г . Русский ученый М.Ломоносов доказал: во время горения, вещества соединяются со составными частицами воздуха.

1774 г. Исследованиями А.Лавуазье доказано, что составной частью воздуха является кислород. Отсюда, вещества во время горения и окисления вступают в реакцию соединения.

Позитивное: 1. Дано научное пояснение процессов горения и окисления.

2. Доказана ошибочность теории флогистона

Создание атомно-молекулярной теории (М. Ломоносов, Дж.Дальтон)

Позитивное: развитие химической науки поставлено на научную основу.

Роль химии в жизни общества

Производство:

Пищевых продуктов.

Строительных материалов.

Лаков, клея, краски, керамики.

Мыла, СМЗ.

Производство:

Мази, антибиотики, антисептики, сульфамид-ные препараты

Витамины

Производство:

Чугун, сталь, чорные и цветные материалы.

Сверхчистые, сверхтвердые, жаропрочные материалы.

Сельское хозяйство

Химия в жизни общества

Касметика и парфюмерия

Производство:

Минеральных удобрений.

Средств защиты растений.

Добавки в корм.

Производство:

Веществ с запахом.

Красителей для волос.

Кремов для кожи.

Пудр, помад, гримов.

Аэрозолей.

Охрана окружающей среды

Химия и охрана государства

Химия и охрана здоровья

Производство:

Катионитов и анионитов для отчистки воды.

Веществ для обезвреживания ядохимикатов.

Веществ для дезактивации радиоактивных изотопов.

Производство:

Взрывчатых веществ

Химического оружия

Производство:

Болеутоляющих, дезинфи-цирующих, анастезирующих средств

Сывороток, заменителей крови

Протезов, искусственных костей, суставов

Прочитайте рассказ и ответь на вопрос: «Почему химия важна для жизни общества?».

Я хочу стать химиком! - так ответил гимназист Юстус Либих (он родился в 1803 г.) на вопрос директора Дармштадской гимназии о выборе будущей профессии. Это вызвало смех присутствовавших при разговоре учителей и гимназистов. Дело в том, что в начале прошлого века в Германии да и в большинстве других стран к такой профессии не относились серьезно. Химию рассматривали как прикладную часть естествознания, и хотя были разработаны теоретические представления о веществах, эксперименту чаще всего не придавали должного значения. Но, Либих, еще учась в гимназии, занимался экспериментальной химией. Страстное увлечение химическими опытами помогло ему в дальнейшей исследовательской работе. Уже в 21 год Либих становится профессором в Гиссене и организует единственную в своем роде химическую школу, которая привлекла молодых приверженцев этой науки из разных стран. Она послужила прообразом современных специальных учебных заведений. Новшество обучения заключалось, собственно, в том, что студенты много внимания уделяли опытам. Только благодаря Либиху центр тяжести курса химии был перенесен из аудитории в лабораторию.

В наше время желание стать химиком никого не рассмешит, напротив, химическая промышленность постоянно нуждается в людях, у которых обширные знания и экспериментальные навыки сочетаются с любовью к химии.

1.Химия изучает: а) состав и свойства веществ; б) состав и строение вещества; в) состав, строение, свойства веществ и способы их превращения. ________ 2. Какой известный ученый XVII в. своими труда-ми сопутствовал становлению химии как науки: а) Г.Шталь; б) Б. Гранд; в) Р.Бойль. ________ 3. Какой из ученых предлодил кислородную тео-рию горения: а) М.Ломоносов; б) Дж.Пристли; в) А. Лавуазье. ________ 4. Что было самым важным результатом деятель – ности алхимиков: а) поиск философского камня; б) накопление практического опыта; в) открытие новых веществ. ________ 5. Кто из ученых предложил атомно-молекуляр –ную теорию: а) Р.Бойль; б) М. Ломоносов; в) Дж. Дальтон. ________ 6. Кто из известтных ученых написал: «Не может быть в наши дни специалиста, который мог бы обойтись без знаний химии»: а) Д. Менделеев; б) В. Вернадский; в) М. Семенов. ________ 7. Кто развивал атомно-молекулярную теорию: а) Р. Бойль; б) Дж.Дальтон; в) М. Ломоносов. ________

8. В каком случае химия наносит вред: а) если не знать свойств веществ и их влияния на живые организмы; б) при неправильном использовании веществ и материалов; в) при соблюдении всех правил по эксплуатации веществ. ________ 9. Какая теория послужила развитию химии в ХІХ в.: а) кислородная теория горения; б) теория электролитической диссоциации; в) атомно-молекулярная теория. ________ 10. Химические процессы использовались в ремеслах: а) карбирования; б) производства стекла; в) пошива одежды. ________ Правильных ответов _____ неправильных ______ Оценка _____ баллов _________ /роспись/ Устно 1. Какие периоды развития химии Вы знаете? 2. Сформулируйте определение химии как науки. 3. Перечислите отрасли использования химиче-ских знаний. 4. Какие теории легли в основу развития классичес-кой химии (перечислите). 5. Что является предметом изучения химии? 6. Как Вы понимаете - «задачи химии как науки»? 7. Проанализируйте достижения и недостатки алхимического периода развития химии. 8. Ваше понимание – «становление химии как науки». 9. Какие науки о природе Вам известны? 10. Какую роль играет химия для развития: археологии, криминалистики, астрономии?

_______________________________________________________________________________________

Гроссе Э. Вайсман Х. Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. 2-е рус. Изд. – Л.: Химия, 1985 – Лейнциг, 1974.

Значение химии в истории человечества крайне велико. На сегодняшний день эта научная дисциплина имеет множество объектов и приемов исследования, благодаря которым возможна окружающая нас действительность. Достижения в области химии позволяют получать высокопрочные материалы и разрабатывать новейшие лекарства, которые могут спасти тысячи жизней, вести исследовательскую деятельность в смежных науках.

Сейчас известно свыше полутора десятков миллионов соединений, каждое из которых способно вступать в многочисленное число реакционных взаимодействий. Однако таким разнообразием химических веществ и сведений о них человечество владело не всегда. Химия на сегодняшнем этапе своего развития - это следствие ранее полученных и тщательно структурированных знаний.

На протяжении всей истории химии к ней относились весьма специфично. Одни считали данную науку помощью человечеству выйти на новую ступень своего развития, другие - лишь магическими силами. За нее в средневековье сжигали на кострах. История возникновения химии будет рассмотрена более подробно. Выделим ключевые исторические моменты, способствующие дальнейшему развитию данной науки.

Становление химии в античном полисе

Существует множество теорий, которые гласят, что история развития химии началась на рубеже нашей эры. Случилось это при развитии умений и возможности получать сплавы. Как результат, отмечают появление в скором времени первых фармацевтических средств, создание керамики.

Однако отчетливо увидеть отправную точку в истории возникновения химии можно, очутившись в древнегреческом государстве. Именно здесь Софисты в пятом веке нашей эры исследуют новую позицию человек-космос, благодаря чему приходят к удивительному заключению, что для преобразования окружающего мира человеку необходимы подручные средства. В это же время появляется атомистическая картина мира Демокрита, который проповедовал людям, что все окружающие нас объекты состоят из мельчайших частиц. Впоследствии эти частицы получат название атомы.

Безусловно, в рамках античного мира такое заявление было сродни фантастической идее, таким образом, всерьез Демокрита мало кто воспринимал. Однако на рубеже нового времени к его теории возвращались не раз многие деятели исторической науки как к основной точке в истории возникновения химии.

Зарождение алхимии

Про Великого Александра известно много, в частности то, что у него имелась самая большая библиотека древнего мира. Именно поэтому основной научный центр ко второму тысячелетию до нашей эры формируется в Александрии - есть мнение, что история органической химии началась именно отсюда. Именно в этом городе зарождается удивительная человеческая деятельность - алхимия.

Она является следующим этапом в истории химии как науки. На данной ступени были всецело соединены знания древних греков и теоретические сведения Платона, что, собственно, и отразилось в алхимии. Для алхимиков свойственен был особый интерес к металлам. Для данных веществ даже было разработано собственное структурирование на основе небесных объектов. Так, серебро в визуальном плане изображали как Луну, железо - в форме Марса. Такова была история развития органической химии.

В результате того, что культура античного времени была всецело погружена в религиозное мышление, и у алхимии существовал свой божественный покровитель - Тот. В это время появляются первые произведения, освещающие научные поиски и место человека в мире. История развития химии начинает обогащаться событиями. Отшельник-исследователь Болос родом из полиса Мендеса написал трактат «Физика и мистика», который стал результатом его долгих скитаний и отразил в себе описание известных металлов и драгоценных камней, их свойства и практическую значимость для человека.

Известный многим алхимик Зосим Панополит в своих многочисленных трудах рассматривал искусственные методики получения золота из металлов. Именно с этого момента история происхождения химии стала носить массовый характер. Об алхимии заговорили почти все, ею стали интересоваться различные слои населения, и всех, конечно же, привлекала мысль добычи золота и вечной жизни. История химии, кратко представленная в нашем материале, - это то, что в те времена знали все ученые, которые хотели чего-то добиться.

Открытие амальгама

Дальше многих в алхимии прошли египетские исследователи, которые не просто фиксировали различные металлы, но и отыскивали руды, из которых те получались, то есть проводили опыты, не только описывали, но и исследовали действительность. Именно в Египте была открыта практическая школа добычи амальгама. Он представлял собой сплав между ртутью и металлами. Очень скоро в среде алхимиков произошел особенный всплеск, вызванный достижениями египетских исследователей. История развития химии, кратко рассмотренная нами, была снова переписана. Стали считать, что производимый египтянами элемент - ни что другое, как первичное вещество, состав нашего мира. Приблизительно в это же время происходили новые открытия в золотом течении. Было установлено, что с помощью свинца и селитры можно сделать золото еще краше и ярче.

Химические открытия на Востоке

На следующем этапе своего развития накопленный греческой школой опыт переходит в арабский мир. Тут наступает самый настоящий золотой расцвет, когда множество мусульманских исследователей активно включается в научный процесс. Ученые смогли добиться ряда новшеств: фосфор, сурьма, очень многое было получены в лечебном деле, разрабатывались новые виды лекарств и снадобий.

К алхимической трактовке, которая позволяет превращать любой металл в золото, в этой части света сделали свои замечания. Появилась идея о том, что любое вещество можно превратить в этот драгоценный металл. А сделать это возможно, отыскав особенный философский камень. Такое утверждение тоже оживило интерес населения к этой дисциплине, многие стали пытаться изучить хотя бы кратко историю химии.

В конце IX века арабский исследователь Джабир ибн Хайян выдвинул ртутно-серную теорию. Данная теория пересматривала прошлые воззрения на природу происхождения металлов и произвела определенный фурор в алхимических кругах не только арабской, но и европейских школ.

Развитие химии в средние века

К представленной эпохе христианский мир еще мало знал о тех течениях и прогрессивных идеях, которые зарождались на Востоке. Однако религиозные крестовые походы в каком-то смысле помогли соприкоснуться двум таким разным мирам и совершить культурную ассимиляцию. На рубеже XII-XIII веков европейская наука принимает на себя лидирующие позиции. В данное время идет активное исследование химических веществ. История предмета "химия" в средневековый период связано с такими личностями, как Роджер Бэкон, Альберт Великий и Раймонд Луллий.

Средневековье - апогей религиозного мышления. Вся жизнь человека была пропитана верой, такой отпечаток не мог не наложиться на химическую науку. Примечателен тот факт, что открывать новые вещества, узнавать их возможности, рассматривать способы применения стали в храмах и монастырях. Так, одним из первых весомых открытий, известных и по сей день, стал нашатырный спирт. Как и в любом предыдущем столетии, общество мало волновала данная научная отрасль, пока не был открыт в середине XIII века порох. Открытие его присваивают Роджеру Бэкону. Данное вещество произвело в своем роде революцию в сознании человека, а впоследствии и в военной отрасли.

Шестнадцатый век практически полностью был посвящен поискам новых элементов, которые можно было бы использовать в медицине. В данное время формируется множество идей о панацеях, веществах, которые способны продлить жизнь человека.

Развитие химии в новое время

Характерная общественная черта нового времени - избавление от теологического мышления. В связи с этим формируется целый спектр научных дисциплин. Именно в это время можно говорить об истории химии как науки. Уникальной личностью в это время был Роберт Бойль, который поставил перед собой небывалую задачу - разыскать как можно больше химических элементов и веществ, изучить их свойства и структурировать ранее полученные сведения.

Еще одной культовой личностью был Антуан Лавуазье, который к концу XVIII века демонстрирует обществу свою теорию кислородного горения. Это новый уровень в развитии химической отрасли. Краткая история развития химии, описанная в его главном научном труде «Элементарный курс физики», была написана живым, простым и доступным для всех людей языком.

Отталкиваясь от закона сохранения массы, Антуан создает таблицу имеющихся химических элементов. На основе этой структуры меняются представления о природе химического вещества. Осознание структуры соединений очень значимо, поскольку вся жизнь на Земле связана с их возникновением и превращением. В это же время происходит деление химической науки на два основных раздела - органическую и неорганическую химию, то есть химию живой и неживой природы. История органической химии выделяется, формируется отдельно. Таким образом, новое время демонстрирует уже всецело научную химию, которая основывается на эмпирических принципах и лабораторных опытах.

Девятнадцатый век в истории развития химической науки

В начале девятнадцатого века многие ученые стали вновь обращать свои взоры в античные мысли. Так, в начале XIX века Джон Дальтон, исходя из предположений Демокрита, выдвигает свою атомную теорию. Наблюдая за непохожими друг на друга процессами превращения веществ, ученые пришли к заключению, что абсолютно все вещества состоят из мельчайших частичек - атомов и молекул. Впоследствии было открыто, что важнейшей характеристикой этих частиц является масса.

В это же время открываются основные химические законы, которые уточнялись в последующие столетия, трансформировались с учетом новых познаний, но тем не менее не потеряли своего значения в химической науке. Перечислим данные законы:

• постоянства химического состава;
• сохранения массы;
• кратного и объемного отношения.

В один из основных законов физики и химии данного века превращается гипотеза Авогадро, а также сформулированный немного позже газовый закон. Эти два положения открыли способ установления стандартной шкалы атомных масс. Отметим, что данными шкалами пользуются и по сегодняшний день.

Химия в середине XIX века

К середине девятнадцатого века учеными было открыто свыше пятидесяти химических элементов, высчитаны их атомные массы, изучены свойства и способы соединения с другими веществами. Все это стало следствием открытия главного химического закона - периодического закона Д. И. Менделеева. Новшества этого ученого заключались в том, что закономерность изменения свойств химических элементов при увеличении объема массы атомов была выявлена до появления какого-либо объяснения этого феномена.

На сегодняшний день открытия Менделеева не потеряли своей значимости. Открытие новых химических элементов и проведение современных исследований только больше укрепили основные позиции ученого. Периодическая таблица химических элементов, созданная на основе этого закона, - главный путеводитель в изучении свойства любого химического элемента.

Химия в начале XX века

В начале двадцатого века на химической арене происходит настоящая революция. В это время были сформированы основные положения квантовой механики и определено строение атома. Эти открытия явились фундаментальным звеном в понимании смысла периодического закона и строения вещества в целом. Характерной чертой данного времени является идея о тесном взаимодействии наук физики и химии. Ведь отличия между этими естественными науками проявляются только в рамках изучаемых явлений.

Современный этап развития химии

На сегодняшний день знания о химических элементах и их структуре помогают объяснить и спрогнозировать свойства молекул и натуральных веществ, представляющих собой совокупность большого числа движущихся частиц. Технический уровень позволяет изучать различные превращения молекул. В последние годы появилась возможность с помощью компьютерного моделирования на основании расчетов квантовой механики определять структуру химического соединения вещества, механизмы соединения и способы движения частиц, которые трудно поддаются экспериментальному фиксированию.

Необходимо упомянуть о том, что сегодня главная цель, которая стоит перед химической наукой, - это исследование процесса: пройдет данная химическая реакция или нет, а если пройдет, то какой будет результат и каковы оптимальные условия, чтобы коэффициент полезного действия проводимой реакции был как можно больше, а скорость процесса приемлемой? Изучения скорости протекания реакции очень важны как для выявления оптимальных условий совершения реакции, так и для того, чтобы заранее, до проведения реакции, приблизительно знать результат.

Так зачем же нужна химия? На сегодняшний день без базовых знаний данной научной дисциплины не обойтись. Знание общих принципов и химических законов необходимы ученому, работающему в любой отрасли химического знания, будь то изучение процессов, осуществляющихся в недрах Земли, производство полимерных материалов или организм человека.