ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основная проблема и этапы развития химии из "Теоретические основы неорганической химии" Основная проблема химии. Химия нужна человеку прежде всего для получения из природных веществ по возможности всех необходимых материалов — металлов, керамики, вяжущих веществ, фарфора, стекла, удобрений, фармацевтических препаратов, каучука, пластмасс, искусственных волокон, топлива и многих других. Для этого химия должна разрешить свою основную проблему из каких химических элементов состоят вещества и каким образом следует осуществлять взаимные превращения веществ для получения необходимых материалов. Отсюда вытекают задачи химии — получение веществ с заданными свойствами и выявление путей управления свойствами вещества. На достижение первой из них направлена производственная деятельность человека, а второй — его познавательная деятельность. [c.9] Этапы развития химии. Исторический процесс развития химии представляет собой закономерный процесс смены способов решения ее основной проблемы, каждый из которых характеризует определенный этап развития химии. [c.9] Первый этап охватывает доисторический и алхимический периоды развития химии. Бесконечно качественное разнообразие веществ объяснялось тем, что природа состоит из неизменной первоосновы всего существующего, а разнообразие вещей обусловлено способностью проявлять себя по-разному в зависимости от условий, т. е. единством сущности и явления. Указанный этап развития химии был исторически закономерным подготовительным этапом к возникновению химии как науки. Это. был период накопления фактического материала о веществах и их превращениях. Он длится более двух тысяч лет до второй половины ХУП в. [c.9] Третий этап начинается со второй половины XIX в. и положил начало структурной химии. В этот период химия превратилась из науки преимущественно аналитической в науку главным образом синтетическую. Период становления структурной химии (1860— 1880) не случайно называют триумфальным маршем органического синтеза . В конце XIX в. на основе развития структурной химии были получены искусственный шелк, всевозможные красители, лекарственные вещества и т. п. [c.10] Четвертый этап охватывает период интенсивного развития промышленности и техники в XX в., потребовавшим получения материалов со строго заданными свойствами и в больших масштабах. Этот подход основан на учении о химических процессах. Главное внимание здесь уже сосредоточено не на структуре молекулы, а на неустойчивой упорядоченности системы (ее химической организации). [c.10] Качественно новый уровень химических знаний позволил достичь более действенных практических результатов в области методов органического синтеза и управления химическими процессами. В результате этого многотоннажные производства таких материалов, как пластмассы, искусственные волокна, синтетический каучук, моющие средства и т. п., стали базироваться на нефтяном сырье, а производство азотных удобрений — на азоте воздуха. [c.10] Пятый этап только начинается в связи с требованиями современного высокоразвитого производства. Химия использует в производстве самые высокоорганизованные химические системы, какие только возможны в предбиологическом синтезе. Она применяет каталитический опыт живой природы. Такой подход приводит к созданию учения о целенаправленных химических процессах с получением веществ с заданными свойствами, предварительным подбором растворителей, моделированием биокатализаторов и т. п. [c.10] Атомно-молекулярное учение является учением о прерывистом дискретном строении материи. Атомистические воззрения возникли первоначально на Древнем Востоке, в античных Греции и Риме, отчасти в средние века у арабов и были лишь гениальной догадкой, которая затем превратилась в научную гипотезу (XVII, XVIII и первые две трети XIX вв.) и, наконец, в научную теорию. [c.10] Этб учение выступало как материалистическое учение. Поэтому борьба вокруг него отражала прежде всего борьбу между материализмом и идеализмом в науке. При этом материалистическое течение здесь исходит из тезиса, согласно которому атомы материальны, существуют объективно и познаваемы. Идеалистическая позиция выражается в отрицании реальности атомов, в объявлении их лищь удобным средством систематизации опытных данных, отрицании их познаваемости. [c.11] Основные положения атомно-молекулярного учения закономерно изменялись в процессе его исторического развития. [c.11] Атодмизм древности носил сугубо абстрактный характер. Для него характерно умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в се целостности. При этом атомам приписывались лишь самые общие свойства (неделимость, способность двигаться и соединяться между собой), которые не были связаны с какими-либо измеримыми свойствами макротел. Выдающимися представителями этого направления были Левкипп, Демокрит и Эпикур в V—III вв. до н. э. [c.11] В XVII—XVIII вв. атомизм приобрел механический характер. По сравнению с. предыдущим он был несколько более конкретным, но все же в большой мере оставался абстрактным н мало связанным с экспериментом. Выдающимися представителями здесь были Р. Бойль, который положил атомистику в основу своих химических представлений и объяснял асе химические превращения соединением и разъединением атомов М. В. Ломоносов, он сформулировал основные положения атомно-молекулярного учения. И. Ньютон объяснял взаимодействия атомов при помощи гравитационных сил с использованием атомно-молекулярного учения. [c.11] Создание химической атомистики было завершено в XIX в. Подготовительный этап для количественной разработки атомно-молекулярного учения был сделан в результате быстрого развития химии в конце XVIII и начале XIX в. (работы А. Лавуазье, Ж. Пруста, К. Бертолле и др.). Завершением его было открытие законов стехиометрии. Выдающаяся роль здесь т1ринадлежит Дж. Дальтону,, А. Авогадро и др. Дальтон создал химическую атомистику, позволившую теоретически обобщить и выяснить наблюдаемые химические факты и предвидеть явления,- еще не обнаруженные на опыте. Он ввел представление об атомной массе, т. е, специфической массе, характерной для каждого химического элемента. В атомной массе нашли свое выражение мера химического элемента, представляющая собой единство его качественной (химическая индивидуальность) и количественной (величина атомной массы) сторон. Развитие этого представления привело впоследствии к созданию Д. И. Менделеевым периодической системы химических элементов. [c.11] Для утверждения атомно-молекулярного учения большую роль сыграл съезд химиков в Карлсруэ в I860 г., где было сделано четкое разграничение понятий атома и молекулы (С. Канниццаро). [c.11] В середине XIX в, атомигм в химии получил дальнейшую конкретизацию а учении о валентности (Ф. А. Кекуле) и особенно в теории химического строения А. М. Бутлерова, из которой следует, что свойства молекулы определяются не только природой и количеством составляющих ее атомов, но и химическим строением молекулы. [c.11] Сейчас есть все основания считать теорию Бутлерова общей теорией строенья химических соединений и зависимости свойств их от химического строения. [c.11] С конца XIX в. начинается современный физико-химический этап развития атомно-молекулярного учения. Открытие электрона, рентгеновского излучения, явления радиоактивности и других разрушили представления об атоме как неизменной и неделимой частице и позволили построить теорию атома как сложной системы, состоящей из положительных и отрицательных частиц. [c.11] Важнейшей чертой современного атомно-молекулярного учения является распространение идеи ди( peтнo ти на электрические и световые явления, на понятие энергии и т. п. При этом движение, свойства и состояние микрообъектов поддаются квантованию и могут быть выражены в форме дискретных величин и отношений. Указанное учение характеризуется широким внедрением в химию физических методов и прежде всего квантовой механики. [c.12] Физико-химический атомизм достиг особенно больших успехов в результате создания (Н. Бор) и последуюш,ей разработки модели атома, которая с физической стороны объяснила периодическую систему элементов. Создание квантовой механики (Л. де Бройль, Э. Шредингер, В. Гейзенберг, П. Дирак и др.) позволило решать с этих позиций вопросы строения, химической связи (квантовая химия). [c.12] Вернуться к основной статье