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.

Химия прошла сложный путь развития. Это древняя наука, возникшая из запросов практики.

Естественно, не известны ни время, ни место, когда человек впервые зажег огонь, стал использовать его для приготовления пищи, в гончарном производстве, для обработки металлов. Во всяком случае, к началу исторической эпохи химические знания в этих направлениях находились на высоком уровне. В древнем Египте, например, умели выплавлять из руд металлы (железо, свинец, медь, олово), получать их сплавы (например, бронзу), применяли золото, серебро, производили стекло и фарфор, гончарные изделия, краски и пигменты, парфюмерию. Химические производства существовали в древних Месопотамии, Индии и Китае.

Корни химии как науки следует искать, прежде всего, в эпоху античности. Древние Греция и Рим оказали огромное влияние на искусство, литературу, на политические, философские и религиозные взгляды всех народов Европы.

Вершина развития древнегреческой философии была достигнута в учении Аристотеля. Развивая идеи своих предшественников – Эмпедокла, Платона, он создал стройную философскую систему, в которой поднял естественнонаучное знание на качественно новую ступень. Особое внимание он уделял превращениям веществ. Каждое вещество он считал определенной комбинацией первоэлементов (атомов), определяемых на основе их чувственного восприятия. Движения, соединения и разъединения элементов (атомов) порождают все видимое многообразие во Вселенной.

Этот период развития науки о природе характеризуется полным отрывом теории от практики. Древние философы лишь наблюдали природу и ставили своей задачей ее объяснение.

Приблизительно в 300-е гг. н. э. грек Панополитанский Зосима написал энциклопедию из 28 книг, охватывающую все знания по химии. Этим моментом датируется начало следующего этапа развития химии – алхимии , который продлился вплоть до XVI в.

Наблюдая превращения одних веществ в другие и осуществляя их путем различных воздействий на вещества и их смеси, алхимики не видели препятствий для реализации любых превращений, в том числе одних металлов в другие и, в частности, в золото, получения универсального медицинского препарата – эликсира молодости и, в конечном счете, изготовления «философского камня», с помощью которого можно осуществить эти превращения.

От алхимиков современная наука унаследовала исключительно ценный метод работы – эксперимент, проверяющий гипотезу. В поисках «философского камня», обеспечивающего трансмутацию, алхимики открыли целый ряд веществ (этиловый спирт, многие соли, уксусную кислоту, серную и азотную кислоты и др.) и химических элементов (фосфор, сурьма, мышьяк, хлор и др.).

Третий период – период становления химии – охватывает XVI–XVIII вв. Изменилась цель исследования – вместо экспериментирования начинается изучение законов превращения веществ в целях использования их в практической деятельности.

В этот период развивается техническая химия, появляются научные труды, посвященные описанию на общедоступном языке химических процессов; начинается развитие химии газов – пневматической химии, связанной в первую очередь с именем Р. Бойля. Он ввел первое научное определение химического элемента как составной части вещества, которую нельзя разложить на более простые части; создал по-настоящему экспериментальный метод исследования; положил начало химическому анализу; написал первый научный трактат «Химик-скептик» (1661 г.), ставший широко известным, способствовал становлению химии как самостоятельной науки.

На рубеже XVII–XVIII вв. появилась первая общая химическая теория – теория флогистона (1697–1703 гг. 1 , Г. Э. Шталь), основанная на том положении, что чем больше тело содержит флогистона, тем более оно способно к горению.

Временем зарождения химии как точной науки условно можно считать середину XVIII в., когда М. В. Ломоносов сформулировал закон сохранения массы веществ в химических процессах и доказал его экспериментально. Он же первым высказал мысль, что при нагревании металл соединяется с «частичками воздуха». Заслуга окончательного ниспровержения теории флогистона принадлежит А. Л. Лавуазье, который выяснил и сделал очевидной для всех роль кислорода в процессах горения, внес ясность в понятия химического элемента, простого и сложного вещества и независимо от Ломоносова экспериментально установил закон сохранения массы. Лавуазье поставил химические исследования на количественную основу. Начиная с Лавуазье, химия «заговорила» на современном языке.

Четвертый этап развития химии – период атомно-молекулярного учения – охватывает конец XVIII – 60–70-е годы XIX в. и характеризуется открытием стехиометрических (количественных) законов химии: закон эквивалентов (1792–1802 гг., И. В. Рихтер); закон постоянства состава (1799–1806 гг., Ж. Л. Пруст); закон кратных отношений (1802–1808 гг., Дж. Дальтон); закон объемных отношений (1805–1808 гг., Ж. Л. Гей-Люссак); закон пропорциональности между плотностями газов или паров и молекулярными массами (1811 г., А. Авогадро); закон изоморфизма (1818–1819 гг., Э. Митчерлих); закон удельных теплоемкостей (1819 г., П. Л. Дюлонг, А. Т. Пти); законы электролиза (1834 г., М. Фарадей); закон постоянства количеств теплоты (1840 г., Г. И. Гесс); определения понятий «атом», «молекула» и создание шкалы атомных масс (1858 г., С. Канниццаро).

Следующий этап развития химии – период классической химии – начинается открытием в 1869 г. периодического закона Д. И. Менделеевым и завершается разработкой в 1913–1921 гг. теории строения атома Н. Бора – А. Зоммерфельда.

В это время также развивается понятие о валентности (1852 г., Э. Франкланд), появляются теории строения органических соединений (1861–1864 гг., А. М. Бутлеров), ароматических соединений (1865 г., Ф. А. Кекуле), комплексных соединений (1893 г., А. Вернер); закон действующих масс (1864–1867 гг., К. М. Гульдберг, П. Вааге); термохимия; теория электролитической диссоциации (1884 г., С. А. Аррениус); принцип смещения химического равновесия (1884 г., А. Л. Ле Шателье); правило фаз (1876 г., Дж. У. Гиббс) и др.

Шестой период развития химии – современный .

Успехи химии XX в. связаны с прогрессом аналитической химии и физических методов изучения веществ и воздействия на них, проникновением в механизмы реакций, с синтезом новых классов веществ и новых материалов, дифференциацией химических дисциплин и интеграцией химии с другими науками, с удовлетворением потребностей современной промышленности, техники и технологии, медицины, строительства, сельского хозяйства и других сфер человеческой деятельности в новых химических знаниях, процессах и продуктах. Успешное применение новых физических методов воздействия привело к формированию новых важных направлений химии, например, радиационной химии, плазмохимии. Вместе с химией низких температур (криохимией) и химией высоких давлений, сонохимией (наукой, изучающей химические и физико-химические эффекты, возникающие в звуковых полях), лазерной химией и др. они стали формировать новую область – химию экстремальных воздействий, играющую большую роль в получении новых материалов (например, для электроники) или старых ценных материалов сравнительно дешевым синтетическим путем (например, алмазов или нитридов металлов).

На одно из первых мест в химии выдвигаются проблемы предсказания функциональных свойств вещества на основе знания его структуры и определения структуры вещества (и его синтез), исходя из его функционального назначения. Решение этих проблем связано с развитием расчетных квантово-химических методов и новых теоретических подходов, с успехами в неорганическом и органическом синтезе. Развиваются работы по генной инженерии и по синтезу соединений с необычными строением и свойствами (например, высокотемпературные сверхпроводники, фуллерены). Все шире применяются методы, основанные на матричном синтезе, а также использующие идеи планарной технологии. Получают дальнейшее развитие методы, моделирующие биохимические реакции. Успехи спектроскопии (в том числе сканирующей туннельной) открыли перспективы «конструирования» веществ на молекулярном уровне, привели к созданию нового направления в химии – нанотехнологии. Для управления химическими процессами как в лаборатории, так и в промышленном масштабе, начинают использоваться принципы молекулярной и надмолекулярной организации ансамблей реагирующих молекул (в том числе подходы, основанные на термодинамике иерархических систем).

Развитие химической науки можно обобщить в виде схемы (рис. 1.1), на которой показано появление на определенных этапах новых концептуальных систем (относительно замкнутых систем теорий, объединенных некоей общей концепцией), определяющих дальнейший прогресс.

Рис. 1.1. Модель процесса развития химии

Учение о химических элементах и их соединениях , которое непрерывно развивается, обогащаясь, видоизменяясь, начиная с работ Р. Бойля до наших дней. Даже в наше время в некоторых областях химии категории «состав» и «свойства» остаются фундаментальными. Это учение выводит свойства вещества исходя из его состава (рис. 1.2).

Система структурных теорий, структурная химия возникла с появлением атомно-молекулярной концепции. Теперь свойства веществ (их реакционная способность) описываются не только на основе состава, но и на основе структуры вещества. Таким образом, подобно тому, как «структура» углубляет понятие «состав», так понятие «функция» (реакционная способность) углубляет понятие «свойство» (рис. 1.2).

Теории химической кинетики и химической термодинамики, учение о химических процессах. Возникновение этой концептуальной системы связано с установлением роли условий проведения химических процессов в их протекании. Эти условия – не только внешние факторы (температура, давление и др.), но и концентрации реагентов, присутствие посторонних веществ (катализаторов, ингибиторов и др.) и т. д. Другими словами, данные теории описывают поведение системы веществ исходя из организации химического процесса (рис. 1.2).

Биологическая химия и учение об эволюционном катализе – теория саморазвития (самоорганизации) химических систем (А. П. Руденко). В основе этой теории лежит представление об изменяющемся в ходе химической реакции катализаторе.

Рис. 1.2. Этапы эволюции химических знаний

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.

Введение

Основные этапы развития химии

Возникновение и развитие научной химия

Заключение

Список литературы

Введение

Химия - наука, изучающая состав, строение, свойства веществ, а также превращения этих веществ и законы, которым подчиняются эти превращения. Век, в котором мы живем, называют «веком химии». Это связано с тем, что именно в последние годы развитие этой отрасли достигло пика в сравнении с предыдущими периодами.

Современная химия очень тесно связана со всеми отраслями народного хозяйства. Практически ни одна наука не обходится без достижений химии. Она все глубже проникает во все области как научной, так и хозяйственной деятельности. Если рассматривать взаимосвязь химии и других наук, можно выделить промежуточные (переходные) науки: физическая химия, геохимия, биохимия и множество других. Медицина, парфюмерия, металлургическая и топливная промышленность - это лишь малая часть отраслей, которые просто не смогут существовать без развития химии.

В настоящее время выделяют два основных направления химии: органическая и неорганическая. Органическая химия изучает соединения углерода с другими элементами (эти знания широко используются в топливной промышленности, при производстве полимеров и пластмасс). Неорганическая же химия изучает остальные соединения.

Развитие химии началось задолго до начала нашей эры. В данной работе подробно рассмотрим этапы становления химии как науки.

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:

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.

Алхимический период: III - XVI вв.

Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпериода: 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.

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.

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.

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.

Современный период: с начала XX века по настоящее время

В начале ХХ века произошла революция в физике: на смену системе знаний о материи, основанной на механике Ньютона, пришли квантовая теория и теория относительности. Установление делимости атома и создание квантовой механики вложили новое содержание в основные понятия химии. Успехи физики в начале XX века позволили понять причины периодичности свойств элементов и их соединений, объяснить природу валентных сил и создать теории химической связи между атомами. Появление принципиально новых физических методов исследования предоставило химикам невиданные ранее возможности для изучения состава, структуры и реакционной способности вещества. Всё это в совокупности обусловило в числе прочих достижений и блестящие успехи биологической химии второй половины XX века - установление строения белков и ДНК, познание механизмов функционирования клеток живого организма.

Возникновение и развитие научной химии.

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

Химия, наука о составе веществ и их превращениях, начинается с открытия человеком способности огня изменять природные материалы. По-видимому, люди умели выплавлять медь и бронзу, обжигать глиняные изделия, получать стекло еще за 4000 лет до н.э. К 7 в. до н.э. Египет и Месопотамия стали центрами производства красителей; там же получали в чистом виде золото, серебро и другие металлы. Примерно с 1500 до 350 до н.э. для производства красителей использовали перегонку, а металлы выплавляли из руд, смешивая их с древесным углем и продувая через горящую смесь воздух.

Античная натурфилософия.

В качестве основных черт натурфилософии можно отметить следующее:

Умозрительность. Всякая античная натурфилософская концепция представляет собой абстракцию (порой гениальную), лишённую каких-либо эмпирических основ. Чувственные данные всегда используются лишь как иллюстрация для умозаключений.

Дедукция (рассуждение от общего к частному). Всякая античная натурфилософская концепция претендует на всеобщее объяснение устройства Вселенной; свойства вещества логически вытекают из свойств Вселенной.

Выбор первоматерии (субстанции) в качестве объекта изучения.

Рассмотрим греческую натурфилософию. Эти мифологические идеи проникли в Грецию через Фалеса Милетского, который возводил все многообразие явлений и вещей к единой первостихии - воде. Однако греческих философов интересовали не способы получения веществ и их практическое использование, а главным образом суть происходящих в мире процессов. Так, древнегреческий философ Анаксимен утверждал, что первооснова Вселенной - воздух: при разрежении воздух превращается в огонь, а по мере сгущения становится водой, затем землей и, наконец, камнем. Гераклит Эфесский пытался объяснить явления природы, постулируя в качестве первоэлемента огонь.

Четыре первоэлемента. Эти представления были объединены в натурфилософии Эмпедокла из Агригента - создателя теории четырех начал мироздания. В различных вариантах его теория властвовала над умами людей более двух тысячелетий. Согласно Эмпедоклу, все материальные объекты образуются при соединении вечных и неизменных элементов-стихий - воды, воздуха, земли и огня - под действием космических сил любви и ненависти. Теорию элементов Эмпедокла приняли и развили сначала Платон, уточнивший, что нематериальные силы добра и зла могут превращать эти элементы один в другой, а затем Аристотель.

Согласно Аристотелю, элементы-стихии - это не материальные субстанции, а носители определенных качеств - тепла, холода, сухости и влажности. Этот взгляд трансформировался в идею четырех «соков» Галена и господствовал в науке вплоть до 17 в.

Другим важным вопросом, занимавшим греческих натурфилософов, был вопрос о делимости материи. Родоначальниками концепции, получившей впоследствии название «атомистической», были Левкипп, его ученик Демокрит и Эпикур.

Согласно их учению, существуют только пустота и атомы - неделимые материальные элементы, вечные, неразрушимые, непроницаемые, различающиеся формой, положением в пустоте и величиной; из их «вихря» образуются все тела.

Атомистическая теория оставалась непопулярной в течение двух тысячелетий после Демокрита, но не исчезла полностью. Одним из ее приверженцев стал древнегреческий поэт Тит Лукреций Кар <#"justify">Азимов В.М. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. - М.: Мир, 2006.

Левченков С.И. Краткий очерк истории химии, 2008

Рабинович В.Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М., 2006.

Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века. - М.: Просвещение, 2005.

Трифонов Д.Н., Шамин А.Н. История химии. Развитие основных направлений современной химии. - М.: Просвещение, 2004.

Фигуровский Н.А. История химии. - М.: Просвещение, 2000.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Химия (наука о веществах, из которых состоит материальный мир) восходит к древней алхимии. Но алхимия, тесно связанная с магией и колдовством, не была наукой в подлинном смысле этого слова. Начало истории развития химии лежит в производственных процессах обработки и приготовлении лекарств. Благодаря постоянным экс­перимен­там химия стала настоящей наукой.

Изучение химических реакций

В 1756 г. шотландский исследователей Джозеф Блэк (1728- 1799) сделал важное открытие в области химических реакций (изменений, приводящих к образованию новых веществ). Блэк обнаружил, что при нагревании углекислого магния его вес уменьшается. Он установил, что происходит это из-за выделения газа при нагревании. Блэк назвал этот газ «пойманным воздухом». Нам он известен как двуокись углерода .

Новый газ

Джозеф Пристли (1733-1804) родился в Йоркшире (Англия). Он хотел стать священником, но увлекся научными исследованиями. Его труды принесли ему широкую известность, однако политические преследования вынудили в 1791 г. эмигрировать в США. Самое значительное свое открытие Пристли сделал в 1774 г. Он заметил, что при нагревании окиси ртути выделяется газ. Если поднести к нему свечу, пламя вспыхивает ярче. В те времена ученые полагали, что при горе­нии вещества теряют особую субстанцию - флогистон (от греческого «пламя»). Пристли назвал открытый им газ «обесфлогисто-женным воздухом». Он думал, что при нагревании теряет флогистон. На самом деле Пристли от­крыл газ, который мы называем кислородом .

Основоположник современной химии

Антуан Лавуазье (1743- 1794) родился в Париже. Он изучал право, но затем увлекся наукой и работал сборщиком налогов, чтобы иметь средства для научных исследований. Сборщики налогов вызвали особую ярость у лидеров , и Лавуазье разделил участь многих французов, казненных в годы террора.

Кислород

Лавуазье провел целый ряд опытов по изучению процесса горения. Он нагревал различные вещества в воздухе, тщательно взвешивая их до и после нагревания. Оказалось, что некоторые вещества после нагревания становятся тяжелее. Лавуазье предположил, что они поглощают нечто из воздуха, и доказал, что это «нечто» — тот самый газ, который открыл Пристли. Лавуазье назвал газ кислородом. Открытие Лавуазье дало научное объяснение наблюдениям разных ученных и позволило отвергнуть теорию флогистона, которой придерживались в течение века. Его определение горения как реакции вещества с кислородом используется и в наши дни. Лавуазье первым доказал, что кислород необходим для всех видов горения, а также для дыхания животных и растений. Его труды помогли отказаться от многих устаревших взглядов, идущих ещё от алхимии.

Строительные блоки

В 1789 году Лавуазье опубликовал книгу «Методы наименования химических элементов», основанную на работах Роберта Бойля. В ней он изложил теорию (веществ, не поддающихся дальнейшему разложению) как строи­тельных блоков химии. Лавуазье выделил 33 элемента, расположив их так, чтобы показать, как они вступают в соединения друг с другом. В книге содержалась также новая система наименования эле­ментов на основе их химического состава. Прежде многие элементы имели запутанные названия, которые им дали алхимики.

Современная атомарная теория

Джон Долтон (1766-1844) родился в небольшой деревушке на севере Англии и посвятил всю свою жизнь науке. Его идеи позволили проникнуть в сущность фундаментального химического процесса — образования соединений. В 1808 г. он издал книгу «Новая система химической философии», содержащую два важных положения. Одно из них гласит, что все - результат соединения или деления . Важно и утверждение, что атомы разных элементов имеют разный вес.

Взаимосвязь между элементами

Дмитрий Менделеев (1834-1907) родился и вырос в Сибири, в России. Он был в семье младшим из 14 детей. Менделеев блестяще окончил Петербургский университет и вскоре стал в нем профессором химии. Он изучал взаимосвязь между различны­ми элементами. В те времена лишь очень немногие понимали близость некоторых элементов друг к другу, что выражается в их атомном весе. Атомный вес элемента - это вес одного его атома по сравнению с весом атома . Менделеев опубликовал свою «Периодическую систему элементов» в 1869 году. В ней элементы сгруппированы по «семействам» согласно их атомным весам.

Самый легкий — водород, самый тяжелый — свинец. Менделеевская таблица показывает, как элементы связаны между собой. В своей таблице Менделеев предусмотрел и свободные клетки, соответствующие элементам, реально существующим, но тогда еще не открытым. И он оказался прав. Спустя 4 года был открыт первый такой эле­мент - галлий . Всего в таблицу внесено уже более 100 элементов.