8.4 Эволюция химических знаний

При химических превращениях вещества происходит изменение не только физических свойств прореагировавших веществ, но изменяется их химический состав и структура. Например, химической переработкой природного газа из метана получают водород, этилен, ацетилен, метиловый спирт. При крекинге нефти, т.е. химической переработке, получают новые вещества (твердые, жидкие, газообразные ) с измененными структурой и свойствами. При физической переработке нефть разделяется на фракции, причем химических изменений структуры компонентов не происходит.

Химия как собрание различных сведений, часто облеченных в мистическую форму, возникла в начале нашей эры в Александрии (Египет).

Она прошла следующие этапы развития:

• I этап (с 1-12 век),

• II этап (с 12 по 17 век),

• III этап (с 17 по 19 века) – становление химии как науки,

• IV этап – с 20 века по настоящее время.

С другой стороны различают также следующие уровни химических знаний, лежащие в основе современной химии:

• I уровень – учение о составе вещества (1660-1800 г.);

• II уровень химических знаний – развитие структурной химии (1800-1950 г.);

• III уровень химических знаний – учение о химических процессах (1950-1970 г.);

• IV уровень химических знаний – концепции эволюционной химии (1970 – по настоящее время).

История развития химических концепций начинается с древних времен. Химия, как и другие науки, возникла в процессе практической деятельности человека. Тысячелетия назад люди научились выплавлять металлы из руд, получать из них различные сплавы, варить стекло, изготовлять цветные стекла, дубить кожу, извлекать из растений лекарственные и душистые вещества, краски и многое другое. Одновременно развивались и научные знания. Антиатомистические позиции имел Аристотель (384-322 г. до н. э.). Он считал, что в основе всего материального бытия лежит первоматерия. Она вечна и не может возникнуть из ничего и превратиться в ничто, ее количество в природе неизменно. Первоматерии присущи четыре основных качества, воспринимаемые нашими чувствами и попарно противоположные: тепло и холод, сухость и влажность. Разнообразие веществ зависит от сочетания этих качеств в различных пропорциях. Комбинируя качества попарно, Аристотель приходит к четырем элементам: земля, вода, огонь, воздух.

Средние века проходили в Европе в бесплодных попытках осуществить идею о превращении неблагородных металлов в благородные. Господствующим учением продолжало быть учение Аристотеля. В этот период расцветала алхимия. Усилия ученых были направлены на поиски философского камня (превращение неблагородных металлов в благородные, исцеление болезней, возвращение молодости - возьмите немного горючести, прибавьте к нему текучести, отнимите влажности и получите золото). Химию обычно рассматривали как науку о составе и качественном превращении различных веществ. Первоначально, по составу реагирующих веществ пытались объяснить свойства новых полученных соединений. Уже на этом этапе ученые встретились с огромными трудностями. Для определения первоначальных элементов, необходимо различать простые и сложные вещества, а далее определить те элементы, от которых зависят свойства простых и сложных веществ.

Перелом в развитии химии начался в эпоху Возрождения. В это время создается медицинская химия. Здесь следует указать на работы Парацельса (1493-1541) швейцарского врача, считавшего основной задачей химии - изготовление лекарств. К этому времени относят также работы немецкого металлурга и минералога Георгиуса Агриколы (1494-1555), заложившего основы металлургии.

Очень долго ученые считали металлы сложными веществами, а окалину – простым. Несмотря на обилие эмпирического материала вплоть до открытия в 1869 г. Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева(1834-1907) не существовало объединяющей концепции или системы теоретической химии. Уже с первых шагов химики поняли, что свойства простых веществ и химических соединений зависят от тех неизменных начал или носителей, которые впоследствии стали называться элементами.