Які бувають хімії?

Які бувають хімії? Скільки їх існує на світі? Виявляється – одна, як самостійна галузь природознавства. Неорганічна, органічна, фізична, аналітична хімія – все це розділи хімії. Ці чотири розділи вважають фундаментальною основою сучасної класифікації хімічних наук. Кожен з них має свій предмет дослідження. По кожному з цих розділів хімії написано багато книг, підручників, за якими читаються окремі курси лекцій. Історія хімії свідчить, що чотири хімічні розділи постійно розколювались на більш менші «фрагменти». По–науковому цей процес називають диференціацією (від латинської назви - differentia - різниця, відмінність).У неорганічної і органічної хімії диференціація відбувається відповідно до матеріальних об’єктів дослідження. Неорганічну і органічну хімії часто називають просто «неорганіка» і «органіка». Традиційно вважають: сфера інтересів неорганічної хімії – всі елементи періодичної системи. Органічна хімія займається мільйонами сполучень вуглецю (тільки невелика частина вихідних вуглецю відноситься до неорганічних речовин). Без вуглецю немає органічних сполук. Вони містять ще декілька елементів – водень, азот, кисень (разом з вуглецем вони мають назву «органогени»), а також сірка, галогени, фосфор і деякі інші.

Неорганічна хімія – найстаріша з хімічних наук. У ХVІІІ ст. вона мала назву мінеральної хімії. Органічна хімія значно молодша. Як самостійний розділ хімії вона сформувалась у першій половині ХІХ ст. Провести абсолютно чітку межу між неорганічною і органічною хімією неможливо. Фізична хімія історично складалась з різних «мозаїчних шматочків» знання. Дослідження теплових ефектів хімічних реакцій породило термохімію. Хімічні процеси, що проходять під дією електричного струму, покликали до життя електрохімію. Більшість реакцій здійснюється у рідкому середовищі - звідси вчіння про розчини. Фізичні ідеї допомогли вивчати швидкості і механізми хімічних реакцій. Так сформувалась хімічна кінетика. Додамо сюди термодинаміку – одну з теоретичних основ хімії. Сукупність усіх цих

дисцинлін і носить назву фізичної хімії. Статус аналітичної хімії до сьогодні до кінця не з’ясовано, а саме питання: чи є визначення хімічного складу речовини самостійною галуззю знань, зі своїми теоріями і методами, чи ж аналітика не більш ніж «служанка» інших хімій? Добре відомо, що без ретельного, точного аналізу хімія сліпа. Будь-який хімічний синтез перевіряється аналізом. Незначна доля домішок у надчистих речовинах, що вимагаються для самих сучасних технологій, визначаються за допомогою аналітичних методів. У надрах аналітичної хімії народилась нова дисципліна – хімічна діагностика: сукупність методів, які надають можливість безперервно визначати різні характеристики хімічних процесів, що протікають, і речовин, які утворюються. Роль діагностів виконують спеціальні датчики – хімічні сенсори. Їх можливості широкі. Так, на основі хімічних сенсорів створено прилад, що надає можливість визначати наявність біля 100 різних газів у сумішах. Свої численні методи аналітика (аналітична хімія) запозичила і з хімії, і з фізики. Сьогодні на першому плані – методи фізичні. Це, насамперед, методи оптичної спектроскопії (у видимій, ультрафіолетовій і інфрачервоній галузях); рентгеноструктурний аналіз; радіоспектрометрія (електронний і ядерний магнітний резонанс); масс-спектрометрія; метод радіоактивних індикаторів; радіоактиваційний аналіз. Диференціацію хімії можна порівняти з деревом, яке постійно дає гілля. Вона зробила її багатоликим і багаторуким організмом. Споруда сучасної хімії величезна. Своїм розвитком вона росте вгору, розширюється по напрямкам.

Джерела зародження хімії. Кінець Середніх віків відмічений поступовим відходом від окультизму, спадом інтересу до алхімії і поширенням механістичного погляду на устрій природи.

Ятрохімія. Абсолютно інших поглядів, щодо алхімії дотримувався Парацельс (1493–1541). Під таким ім'ям («перевершуючий Цельса») увійшов в історію швейцарський лікар Пилип фон Гогенгейм. Парацельс, як і Авіценна, вважав, що основне завдання алхімії не пошуки способів отримання золота, а виготовлення лікарських засобів. Він запозичав з алхімічного вчення те, що існують три основні частини матерії ртуть, сірка, сіль, яким відповідають властивості летучості, горючості і твердості. Ці три елементи складають основу макрокосму (Всесвіту) і пов'язані з мікрокосмом (людиною), утвореним духом, душею і тілом. Переходячи до визначення причин хвороб, Парацельс стверджував, що лихоманка і чума відбуваються від надлишку в організмі сірки, при надлишку ртуті наступає параліч і т. д. Принцип, якого дотримувалися всі ятрохіміки, полягав в тому, що медицина це справа хімії, і все залежить від здатності лікаря виділяти чисті речовини з нечистих субстанцій. У рамках цієї схеми всі функції організму зводилися до хімічних процесів, і завдання алхіміка полягало в знаходженні і приготуванні хімічних речовин для медичних потреб.Основними представниками ятрохімічного напряму були Ян Гельмонт (1577–1644), за професією лікар; Франциск Сильвій (1614–1672), що користувався, як медик, великою славою і усунув з ятрохімічного вчення духовні впливи; Андреас Лібавій (бл. 1550–1616), лікар з Ротенбурга. Їх дослідження багато в чому сприяли формуванню хімії як самостійної науки.

Механістична філософія. З зменшенням впливу ятрохімії натурфілософи знову звернулися до вчень древніх про природу. На перший план у 17 ст. вийшли атомістичні переконання. Одним з найвидніших вчених авторів нової теорії був філософ і математик Рене Декарт (1596–1650). Свої погляди він виклав в 1637 у творі «Міркування про метод». Декарт вважав, що всі тіла «складаються з численних дрібних часток різної форми і розмірів,… які не настільки точно прилягають один до одного, щоб навколо них не залишалося проміжків; ці проміжки не пусті, а наповнені… розрідженою матерією». Свої «маленькі частинки» Декарт не вважав атомами, тобто неподільними; він стояв на точці зору нескінченної подільності матерії і заперечував існування пустоти. Одним з найвидніших противників Декарта був французький фізик і філософ П'єр Гассенді (1592–1655). Атомістика Гассенді була по суті переказом вчення Епікура, однак, на відміну від останнього, Гассенді визнавав створення атомів Богом; він вважав, що Бог створив певне число неподільних і непроникних атомів, з яких і складаються всі тіла; між атомами повинна бути абсолютна пустота. У розвитку хімії 17 ст. особлива роль належить ірландському вченому Роберту Бойлю (1627−1691). Будучи прихильником експериментального підходу до визначення хімічних елементів (який зрештою і був прийнятий), він не знав про існування реальних елементів, хоч один з них — фосфор ледве не відкрив сам. Звичайно Бойлю приписують заслугу введення в хімію терміну «аналіз». У своїх дослідах з якісного аналізу він застосовував різні індикатори, ввів поняття хімічної спорідненості. Спираючись на праці Галілео Галілея (1564–1642) і Еванджеліста Торрічеллі (1608–1647), а також Отто Геріке (1602–1686), що демонстрував в 1654 «магдебургскій півкулі», Бойль описав сконструйований ним повітряний насос і досліди з визначення пружності повітря за допомогою U-подібної трубки. Внаслідок цих дослідів був сформульований відомий закон про зворотну пропорційність об'єму і тиску повітря. У 1668 Бойль став дійсним членом щойно організованого Лондонського королівського товариства, а в 1680 був обраний його президентом.