4.Важнейшие проблемы в истории химии .

Основу химии можно определить как проблему получения веществ с заданными свойствами и выявления способов управления свойствами вещества. Она же является основной проблемой химии и системным началом данной науки. Эта проблема возникла еще в древности и не теряет своего значения в наши дни. В разные исторические эпохи она решалась по-разному (способы ее решения зависят от уровня материальной и духовной культуры общества, от внутренних закономерностей, присущих ходу научного познания). Изготовление таких материалов, как, стекло и керамика, краски и душистых веществ, в древности осуществлялось совершенно иначе, чем в XVIII веке и позже. В античной философии впервые была поставлена проблема происхождения свойств вещества.

Попытки теоретического осмысления проблемы происхождения свойств вещества привели к формированию в античной греческой натурфилософии учения об элементах-стихиях. Наибольшее влияние на дальнейшее развитие науки оказали учения Эмпедокла, Платона и Аристотеля. Согласно им: все вещества образованы сочетанием четырёх первоначал: земли, воды, воздуха и огня. Сами элементы при этом способны к взаимопревращениям, поскольку каждый из них (Аристотель) – одно из состояний единой первоматерии. Положение о возможности превращения одного элемента в другой стало основой алхимической идеи о возможности взаимных превращений металлов (проблема трансмутации). Эту идею выдвинул представитель греко-египетской школы Болос Демокритоса. Джабир ибн Хайян  в конце VIII века разработал ртутно-серную теорию происхождения металлов: металлы образованы двумя принципами: Ртутью (принцип металличности) и Серой (принцип горючести). Для образования золота необходимо наличие некоторой субстанции, которую Джабир называл эликсиром. Проблема трансмутации свелась к задаче выделения эликсира, иначе называемого философским камнем

При решении вопроса и составе вещества, перед химиками встают 3 основные проблемы:

1) Проблема химического элемента.

2) Проблема химического соединения.

3) Проблема создания новых материалов.

С точки зрения современной химии – химический элемент – это совокупность всех атомов с одинаковым зарядом ядра.

Заряд ядра обеспечивает индивидуальность химического элемента.

Роберт Бой – выдающийся английский химик и физик впервые рассказывал о строении вещества. Химический элемент - простое вещество, которое является пределом химического разложения.

Проблема химического соединения. Суть проблемы в понимании разницы, что нужно относить к химическому соединению, а что - к смесям. Ясность в этот вопрос была внесена, когда был открыт «закон постоянства состава». Открыт Джозефом Маусом. Индивидуальные свойства вещества, в отличии от смеси, зависят от однородности вещества. Индивидуальные вещества, в отличии от смеси, состоят из мельчайших частиц

Другое представление о составе вещества было у Джона Дальтон. Создает атомно-молекулярное учение, которое базируется на представление прусском эптале. Он считал, что химические соединения имеют не постоянный, а переменный состав.

В 19в. Коновалов показал: соединение с переменным составом существует. Индивидуальные химические соединения, имеющие переменный состав, получили название -бертоллиды.

Основная проблема химии XIX века – определение атомных масс. Таблица Дальтона стала первым шагом на долгом пути, который предстояло пройти химии для того, чтобы величины атомных масс приняли привычные для нас значения. Разрешение проблемы определения атомных весов заняло более 50лет. Главное затруднение при определении атомной массы: установить число атомов каждого элемента, входящее в состав соединения. И даже после того, как проблема была решена, точное определение атомным масс оставалось настолько важной задачей, что в 1914 г. Теодор Ричардс был удостоен Нобелевской премии за уточнение атомных масс некоторых элементов.

Одной из важнейших проблем теоретической химии XIX в. -систематизация химических элементов, число которых постоянно росло. Со времён античности и средних веков были известны 14 элементов. В XVIII веке к ним добавилось 20 новых элементов; к 1860 году - 60. Проблема упорядочения элементов и отыскания закономерности в изменении их свойств становилась всё более актуальной. Создание ПСХЭ – результат многолетней работы многих химиков.

5.Важнейшие этапы развития химии.

Историки химии выделяют следующие основные этапы её развития:

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

Теорет. и практ. аспекты знаний о в-ве развиваются относительно независимо друг от друга. Происхождение св-в в-ва рассматривает античная натурфилософия, практические операции с в-вом - прерогатива ремесленной химии. Натурфилосо́фия —философия природы, понимаемая как целостную систему самых общих законов естествознания. Возникла в античную эпоху как попытка найти «конечные причины» и фундаментальные закономерности природных явлений. С появлением классической физики натурфилософия вытесняется философией науки, отсекающей всякую гипотезу. Но различные натурфилософские системы появлялись в XIX и XX веках. Различные натурфилософские системы включали понятия: субстанция, материя, пространство, время, движение,закон природыи др.

2. Алхимический период: III – XVI вв.

Время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов.

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. Алхимический период примечателен созданием уникальной системы мистической философии.

Алхимический период разделяется на 3 подпериода:

Александрийскую: Алхимия складывается в эпоху поздней античности (II—VI века н. э.) в александрийской культурной традиции и представляет собой форму ритуального герметического искусства. Базируется на учении о 4 первоэлементах Аристотеля.

Осн. объекты - металлы. Сформировалась традиционная металлопланетная символикаалхимии, в которой каждому из семи известных тогда металлов сопоставлялась соответствующее небесное светило.

После падения Римской империицентр алхимических исследований перемещается наАрабский Восток, и арабские учёные становятся главными исследователями и хранителями античных трудов.

В конце VIII векаперсидский алхимикДжабир ибн Хайянразвил теориюАристотеля о первоначальных свойствахвеществ (тепле, холоде, сухости, влажности), добавив ещё два: свойство горючести и «металличности». Предположил: внутр сущность каждого металла всегда раскрывают 2 из 6 св-в.

Согласно учению Джабира: сухие испарения, конденсируясь в земле, дают серу, мокрые — ртуть. Сера и ртуть, соединясь в различных отношениях, и образуют семь металлов: железо, олово, свинец, медь, ртуть, серебро и золото. Золото образуется, только если вполне чистые сера и ртуть взяты в наиболее благоприятных соотношениях. Он заложил основы ртутно-серной теории.

Другой арабский учёный Ар-Рази в конце IX века усовершенствовал теорию о первоначальных элементах, добавив свойство - «принцип твёрдости», кот он ассоциировал с солью.

Арабские алхимики создали дистилляционный аппарат.

Алхимия связывала свои цели с задачами практической металлургии, горного дела, медицины.

Наиболее значительный вклад в этот период совершил Парацельс: сосредоточился на проведении физ и хим экспериментов, изучении свойств человеческого тела. Парацельс впервые начал использовать химические вещества и минералы в медицине.

Упадок алхимии начинается с XVI в., несмотря на то, что и в XVII и в XVIII в. некоторые учёные оставались приверженцами алхимических идей.

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. 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.

Ознаменован открытием глав. количественных закономерностей химии – стехиометрических законов, и формированием атомно-молекулярной теории. Завершается превращение химии в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении.

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

Характеризуется стремительным развитием науки: создаётся ПСХЭ, 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.