Глава 8

Современные концепции химии

Специфика химии как науки

Основные задачи химии

Одной из важнейших для жизни человека естественных наук является химия.

Химия — наука о составе, внутреннем строении и превращении вещества, а также о механизмах этих превращений.

Практически ежедневно каждый человек может наблюдать, как те или иные вещества подвергаются различным изменением: желез­ный предмет под воздействием влаги покрывается ржавчиной, опавшие листья деревьев постепенно истлевают, превращаясь в пе­регной, и т.д. Результат этих изменений — появление новых ве­ществ с совершенно иными свойствами. Такого рода процессы на­зываются химическими явлениями, при которых из одних веществ образуются другие, новые вещества, а наука, изучающая превраще­ния веществ, называется химией.

Еще Д.И. Менделеев обратил внимание на то, что химия, в отли­чие от многих других наук (например, биологии или географии), са­ма создает свой предмет исследования. Как никакая другая наука, она является одновременно и наукой, и производством. Химия все­гда была нужна человечеству для того, чтобы получать из природных веществ материалы с необходимыми для повседневной жизни и про­изводства свойствами. Поэтому все химические знания, приобретен­ные за многие столетия и представленные в виде теорий, законов, методов, технологий, объединяет одна-единственная непреходящая, главная задача химии — получение веществ с заданными свойствами. Но это — производственная задача, и, чтобы ее реализовать, нужно уметь из одних веществ производить другие, т.е. осуществлять каче­ственные превращения веществ. А поскольку качество — это сово­купность свойств вещества, то необходимо знать, от чего зависят эти свойства. Иначе говоря, чтобы решить названную производственную задачу, химия должна справиться с теоретической проблемой генезиса (происхождения) свойств вещества.

Таким образом, основанием химии выступает основная двуединая проблема — получение веществ с заданными свойствами (на достиже­ние ее направлена производственная деятельность человека) и выяв­ление способов управления свойствами вещества (на реализацию этой задачи направлена научно-исследовательская работа ученых).

Система химии

Основная двуединая проблема химии является системообразующим началом данной науки. Она возникла в глубокой древности и не поте­ряла своей актуальности в наши дни. Естественно, что в разные истори­ческие эпохи данная задача решалась по-разному, так как способы ее решения зависят от уровня материальной и духовной культуры общест­ва, а также внутренних закономерностей, присущи?; ходу научного по­знания. Достаточно сказать, что изготовление таких материалов, как, например, стекло и керамика, краски и душистые вещества, в древности осуществлялось совершенно иначе, чем в XVIII в. и позже.

Важнейшей особенностью основной проблемы!химии является то, что она имеет всего четыре способа решения. Речь, при этом идет не о частных методах изучения превращений веществ — их множество, а о самых общих способах решения вопроса: от чего, от каких факторов зависят свойства веществ. А зависят они от четырех факторов:

1. от элементного и молекулярного состава вещества;

2. структуры молекул вещества;

3. термодинамических и кинетических (наличие катализаторов и ингибиторов, воздействие материала стенок сосудов и т.д.) условий, в которых вещество находится в процессе химической реакции;

4. высоты химической организации вещества;

Поскольку способы решения основной проблемы химии появ­лялись последовательно, то в истории химии можно выделить че­тыре последовательно сменявших друг друга этапа. В то же время с каждым из названных способов решения основной проблемы хи­мии связана собственная концептуальная система знаний. Эти че­тыре концептуальных системы знания находятся в отношениях ие­рархии (субординации). В системе химии они являются подсисте­мами, так же как сама химия представляет собой подсистему есте­ствознания в целом. Концептуальные системы химии можно пред­ставить наглядно в виде схемы.

Середина XX века	4. Эволюционная химия
XX век	3. Учение о химических процессах
XIX век	2. Структурная химий
XVII век	1. Учение о составе вещества

В развитии химии происходит не смена, а строго закономерное последовательное появление концептуальных систем. При этом ка ждая вновь появляющаяся система не отрицает предыдущую, а, на­оборот, опирается на нее и включает в себя в преобразованном ви­де. Таким образом, формируется система химии — единая целост­ность всех химических знаний, которые возникают и существуют не отдельно друг от друга, а в тесной взаимосвязи, дополняют друг друга и объединяются в концептуальные системы химических зна­ний, которые находятся между собой в отношениях иерархии.