Науки о природе.
advertisement
РОСАТОМ Федеральное государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования Северская государственная технологическая академия ХиТМСЭ Реферат №1 По теме: История развития химии Студент группы Д148 _________Немчанинова Е.А. Руководитель ____________Безрукова С.А. «___» ________2008г. ЗАТО Северск Содержание 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Введение……………………………………………………………………………………….……….…3 Наука о природе…………………………………………………………………………………….…5 Научный метод……………………………………………………………………………………...…5 Химическая технология……………………………………………………………………………8 Греческие натурфилософы………………………………………………………………………9 Алхимический подход…………………………………………………………………………...11 Теория Флогистона…………………………………………………………………………….…..12 Атомная эпоха………………………………………………………………………………………...13 Заключение…………………………………………………………………………………………….15 2 Введение Содержательный подход к истории химии основывается на изучении того, как изменялись со временем теоретические основы науки. Вследствие изменений в теориях на всём протяжении существования химии постоянно менялось её определение. Химия зарождается как "искусство превращения неблагородных металлов в благородные"; Менделеев в 1882 г. определяет её как "учение об элементах и их соединениях". Определение из современного школьного учебника в свою очередь значительно отличается от менделеевского: "Химия – наука о веществах, их составе, строении, свойствах, взаимных превращениях и законах этих превращений". Следует отметить, что изучение структуры науки мало способствует созданию представления о путях развития химии в целом: общепринятое деление химии на разделы основано на целом ряде различных принципов. Деление химии на органическую и неорганическую произведено по различию их предметов. Выделение физической химии основано на её близости к физике, аналитическая химия выделена по признаку используемого метода исследования. В целом общепринятое деление химии на разделы является в значительной степени данью исторической традиции; каждый раздел в той или иной степени пересекается со всеми остальными. Основной задачей содержательного подхода к истории химии является, говоря словами Д. И. Менделеева, выделение "неизменного и общего в изменяемом и частном". Таким неизменным и общим для химических знаний всех исторических периодов является цель химии. Именно цель науки – не только теоретический, но и исторический её стержень. Целью химии на всех этапах её развития является получение вещества с заданными свойствами. Эта цель, иногда именуемая основной проблемой химии, включает в себя две важнейших задачи – практическую и теоретическую, которые не могут быть решены отдельно друг от друга. Получение вещества с заданными свойствами не может быть осуществлено без выявления способов управления свойствами вещества, или, что то же самое, без понимания причин происхождения и обусловленности свойств вещества. Таким образом, химия есть одновременно и цель и средство, и теория и практика Таким образом, в рамках содержательного подхода история химии может быть рассмотрена как история возникновения и развития концептуальных 3 систем, каждая из которых представляет собой принципиально новый способ решения основной задачи химии. 4 Науки о природе. Научное исследование может развиваться успешно только в том случае, если из многочисленных явлений природы внимание уделяется лишь немногим. Было бы, конечно, весьма желательно, если бы один и тот же ум мог охватить всю науку о природе. Но в настоящее время это совершенно невозможно, так как в связи с огромным числом накопленных наблюдений в каждой области знания для их классификации и объяснения при многообразии методов работы требуется узкая специализация. В настоящее время существуют три основные науки о природе – физика, химия и биология, прошедшие длительный путь развития. Физика изучает строение вещества, различные формы движения материи и их взаимные превращения. Формы движения, изучаемые физикой, тождественны формам движения, изучаемым другими науками. Химия также занимается изучением строения вещества, но в этом случае внимание направляется на характерные свойства бесконечного числа возможных видов веществ. Химия изучает свойства веществ и их взаимные превращения. Предметом изучения биологии является живая материя. Нельзя четко провести границу между этими основными областями науки о природе. Для характеристики веществ, установления их строения и изучения их превращений в химии широко используются методы, заимствованные из физики. Во многих отношениях граница между этими двумя науками произвольна. Поэтому с целью более подробного исследования с точки зрения физики проблем, выдвигаемых химией, была создана пограничная дисциплина – физическая химия. В биологии тоже пользуются химическими и физическими методами. Другая пограничная дисциплина – биохимия – занимается химическими явлениями, в которых участвует живая материя. Такое взаимное проникновение различных областей естественных наук является важным источником прогресса. Научный метод. Рассматривая природу во всех ее проявлениях, в течение многих поколений ученые накопили большое число фактов и наблюдений, которые составляют неизменную сокровищницу естественных наук. В одних случаях роль человека ограничивается наблюдением явлений без возможности воздействовать на их развитие. В других случаях для приобретения новых знаний ученый прибегает к эксперименту; он создает как можно более простые условия, стараясь исключить побочные, 5 несущественные явления. Первый метод применяется в астрономии, геологии и часто в биологии, второй – в физике, химии и биохимии. Экспериментальный метод благодаря своей действенности все более и более распространяется на те области, которые ранее были доступны лишь простому наблюдению. С помощью эксперимента человеку удается вызывать явления, которые сами по себе никогда не происходят в природе, но которые, безусловно, также «естественны», как и те, которые происходят самопроизвольно. Наблюдение имеет научную ценность только тогда, когда оно приводит к обобщениям, справедливым не только для частного случая. Правильность обобщений должна распространяться в прошлое, будущее и на любое место на Земле. Изучение многих тысяч случаев на протяжении веков привело к твердой уверенности в том, что за каждым природным явлением обязательно следует другое и каждому явлению предшествуют другие, совершенно определенные явления, что в одинаковых условиях явления всегда воспроизводятся или, иначе говоря, одинаковые причины порождают одинаковые следствия. Зависимость подобного рода между двумя или несколькими явлениями называется законом природы. Если известен закон природы, в соответствии с которым происходит явление, то можно точно предвидеть, как оно будет развиваться. Это придает законам природы характер объективной достоверности и собственную логику независимо от наблюдателя. Не все научные наблюдения в равной степени точны. В общем, чем более сложно исследуемое явление, тем менее точно его наблюдение, имеющее в основном качественный характер. Более общие и в то же время более простые явления, изучаемые физикой, можно наблюдать с наибольшей точностью. Их законы выражаются в количественной математической форме. Несмотря на большую сложность, химические явления также часто поддаются количественной интерпретации. Одна из основных целей химического исследования – повышение точности наблюдений и измерений с целью придания законам количественного характера. Такая же тенденция наблюдается и в биологии, несмотря на то, что изучаемые этой наукой явления несравненно более сложны, чем химические и физические явления. Тот факт, что методы и результаты физики действительны в химии и биологии, служит доказательством единства естественных наук. Если бы научный труд ограничивался наблюдением многочисленных явлений природы и установлением их законов, ученые вскоре оказались бы перед огромным количеством разрозненных фактов и были бы лишены возможности охватить их с единой точки зрения. Поэтому необходимы мероприятия по классификации и координации фактов в широком масштабе. С другой стороны, 6 многие явления природы вследствие малых размеров объектов или из-за сложности изучаемых форм движения недоступны нашему непосредственному наблюдению и измерениям. Так обстоит дело, например, в отношении атомов, электронов и движения электронов. Во многих случаях реальность некоторых явлений можно обосновать только логически и на основании математических выводов, которые сводят большое число наблюдений в единую и общую систему. Подобное обобщение называется теорией. Создание теорий с целью осмысливания наблюдаемых фактов – одна из существенных операций научного метода. Именно таким путям естественные науки стали в высокой степени абстрактными. Помимо систематизации и «объяснения» наблюдаемых фактов, теории играют еще и другую роль в науке: они позволяют предвидеть новые явления, реальность которых можно проверить с помощью новых наблюдений или экспериментов. Таким образом, теория направляет эксперимент, способствуя эффективному развитию науки; без теории невозможен прогресс науки. Наблюдения, относящиеся к явлениям и законам явлений,- не6оспоримое достижение науки. Иначе обстоит дело с теоретическими представлениями о природе. История науки показывает, что по мере расширения поля исследования и увеличения точности наблюдений старые теории оказываются неполными, недостаточными или даже ошибочными. Так, газовый закон Бойля – Мариотта, несмотря на его точность в определенных условиях, - лишь частный случай более общего закона Ван-дер-Ваальса. Теория химического строения XIX в. описывает правильно, но не точно определенные свойства веществ. Она была не отброшена, а усовершенствована на основе современной электронной теории. Основанная на некоторых экспериментах, проведенных в неадекватных условиях, при использовании значительно меньшей энергии, чем необходимо для расщепления атомов. Несомненно, современные научные теории также будут претерпевать изменения и в них будут вноситься дополнения, когда эти теории не сумеют охватить в будущем все экспериментальные данные, полученные при дальнейших исследованиях. Таким образом, наше представление о природе все больше расширяется и углубляется по мере приобретения новых знаний. Несмотря на этот кажущийся недостаток, научный метод представляет одно из наиболее сильных средств. Слепое бесцельное экспериментирование может лишь случайно привести к открытию новых фактов, представляющих научную ценность. Случайные открытия редки. Обычно исследователь выдвигает гипотезу, то есть объяснение или 7 интерпретацию недостаточно понятного явления. Затем он делает новые наблюдения или проводит новые опыты, которые подтверждают или отвергают его гипотезу. «Гипотеза – это моя правая рука», говорил великий астроном Кеплер. Естественно, если гипотеза не подтверждается, ее оставляют и заменяют другой; если же она подтверждается новыми наблюдениями. То приобретает значение истины. В начале нашего века еще говорили об «атомной гипотезе»; теперь реальность атомов уже не вызывает сомнения. Значение гипотезы или теории оценивается числом открытых благодаря ней новых факторов. Правильно было бы сказать: «ничто не является более практичным, чем теория». Ученый не должен отстаивать бесплодную теорию, он должен пытаться заменить ее более плодотворной, ведущей к новым наблюдениям или опытам. Таким путем он углубляет свои знания и увеличивает возможности воздействовать на природу. Химическая технология. Различные области деятельности, имеющие химическую основу, например металлургия, керамическое и стекольное производства, выделение природных красителей и крашение тканей, пивоваренное производство, нисходят к далеким временам. Те или иные технологические процессы, неизменно передававшиеся из поколения в поколение, разрабатывались в первую очередь на основе ремесленных навыков и изобретательности их исполнителей. Процесс происходил медленно и был обусловлен больше случайностями. Часто во многих профессиях на пути усовершенствования стояло укоренившееся стремление хранить в тайне применявшиеся методы. Наука и технология имеют общие цели – с их помощью должны решаться проблемы, выдвинутые производством. Однако на протяжении веков они дифференцировались, достигнув высокой степени индивидуализации и специализации. Бурное развитие современной химической промышленности стало возможным лишь благодаря проникновению научного метода в производство. Рост производства и качественное и количественное усовершенствование химической продукции зависят от точности анализа исходного сырья и конечных продуктов, глубокого знания и рационального направления проводимых процессов, контроля производства с помощью физических и химических методов и аппаратуры, применяемых для осуществления химических реакций в промышленных условиях. Так возникла химическая технология, имеющая исключительно важное значение для народного хозяйства. Технология базируется на тех же явлениях, законах и теориях и использует те же методы, что и естественные науки. Как и последние, технология должна развиваться на возможно более высоком научном уровне. Все 8 экспериментальные и теоретические достижения естественных наук рано или поздно находят применение в промышленности. По мере усовершенствования технологии сокращается отрезок времени между научным открытием и его внедрением в промышленность. В свою очередь естественные науки получают значительные преимущества в результате развития технологии. Многие научные проблемы, которые привели к фундаментальным открытиям, были выдвинуты промышленностью. С другой стороны, многие научные исследования были бы неосуществимы, если бы промышленность не поставляла вещества, конструкционные материалы и необходимые приборы. Таким образом, естественные науки тесно связаны с производством и благодаря этой взаимосвязи могут развиваться лишь одновременно, параллельно. Они в равной степени полезны обществу, так как служат одной цели – увеличению выпуска продукции и улучшению ее качества. Греческие натурфилософы. Наибольшее затруднение, которое испытывал человек в его стремлении понять устройство материального мира, заключалось, несомненно, в бесконечном многообразии современного мира. Повсюду он видел самые разнообразные картины – облака, реки, землю, камни, деревья, цветы, животных. По-видимому, первый вопрос, который мог возникнуть в то время, относился к классификации столь разнообразных и многочисленных проявлений материи. Вначале ответ на этот вопрос был предельно простым. Первый философ ионийской школы Фалес Милетский учил, что первичной материей, из которой возникают все объекты окружающего мира, является вода; впоследствии Анаксимен предложил считать первичной материей воздух, а Гераклит – огонь. Эти воззрения завершились теорией Эмпедокла из Агригента в Сицилии, который учил, что материальный мир состоит из четырех элементов: земли, воды, воздуха и огня, которые не могут превращаться друг в друга и входят в состав всех объектов в различных соотношениях. Качественные различия между объектами в природе обусловлены неодинаковым соотношением входящих в них элементов. Преобладающей идеей этой теории элементов была классификация веществ по плотности, начиная от наиболее плотной формы до наименее плотной. Понятие элемента у греков включало представление не только о составной части, но и о качестве, свойствах. Элементами считали свойства: холодный и влажный, сухой, теплый. Греческая теория элементов сохранилась с небольшими изменениями до конца XVIII в. Особенно интересным из-за своего сходства с современной теорией является учение об атомах Левкипа и его ученика Демокрита. Согласно учению одной из греческих философских школ, 9 различные объекты сохраняют свои свойства при их делении на части: наименьшая часть листа тоже зеленая, мельчайшая капля меда тоже сладкая. Следовательно, материи присущи ее свойства. Другого мнения придерживались атомисты. Объекты состоят из атомов – мельчайших частиц, неделимых и неизменных, образованных из одного и того же первичного вещества, но отличающихся по размеру, форме и движению. Объекты имеют различные свойства, поскольку входящие в их состав атомы смешаны и расположены по-разному. У философов-атомистов встречается и другая очень важная и современная идея о сохранении материи, конкретизированная в знаменитом высказывании Демокрита: «Ничто не образуется из ничего, ничто не исчезает в ничто». Несмотря на близость к современной теории, это учение не оказала никакого влияния на практическую химию, поскольку ей недоставало экспериментальной, количественной основы. С помощью атомистической теории нельзя было ни объяснить частные явления, ни предвидеть их. Однако с развитием этой теории человек получил представление о мире, совершенно отличного от пестрого мира чувств, лишенном звука, цвета, вкуса и запаха, в котором господствуют лишь число и соотношение частиц. Значительное влияние на более позднюю греческую культуру и особенно на философов-схоластов средних веков оказал Аристотель, работы которого охватывали все области науки того времени. Этот философ учил, что весь мир заполняет материальное вещество – эфир, который определяет порядок и непрерывность мира. Эфиру родственна пневма, или дыхание жизни, причина жизненных функций животных и растений. Четыре элемента Эмпедокла, по его мнению, происходят из единой первичной материи и входят в состав всех объектов в различных соотношениях. Из воды и земли в недрах земного шара в течение длительного периода времени образуются все соли, камни, руды и металлы. Эмпедокл считал, что только золото не содержит земли. Все другие металлы – серебро, медь, железо, олово и свинец – содержат большее или меньшее количество земли и поэтому не стойки к действию огня. Металлы родственны и могут превращаться друг в друга. Так, медь, сплавляется с определенной землей, превращается в новый металл, желтый как и золото(латунь). Эти идеи имеют немало общего со взглядами поздних греческих алхимиков, однако алхимики не вдохновлялись непосредственно ими. Вероятно, они были общим достоянием всей древней культуры. В своих произведениях алхимики признавали не греческих философов, а совсем другие авторитеты. 10 Алхимия. Впервые слово «химия» появляется в декрете императора Диоклециана в 209 году до нашей эры, в котором приказывалось сжечь египетские книги и «хемеиа», т. е. искусстве «получения» (подделки) золота и серебра. Происхождение этого слова неизвестно. Согласно широко распространенному мнению, оно произошло от названия Египта (хемиа), о чем упоминается в поэме Плутарха. Следовательно, слово «хемеиа» могло означать «египетское искусство». Но поскольку это слово встречается и у некоторых греческих авторов, живших в Египте, например у Зосимоса, возможно оно произошло от греческого слова «хима» - литой металл. Термин «химия» пришел к нам от арабов, которые превратили его в «алхимию». Алхимики утверждали, что их вдохновляют легендарные или божественные личности, такие, как Гермес Трисмегистос, отождествляемый с египетским богом Тотх. От имени Гермес происходит слово «герметичный». Различают три периода алхимии: греческую александрийскую, арабскую и латинскую из средневековой Западной Европы. Учение алхимиков было смесью путаных умозрений на философской, мифологической и религиозной основе о природе и возникновении из элементов различных минералов, металлов и солей. Алхимия базировалась на двух априорных постулатах: единстве материи и существовании таинственного фактора – философского камня, способного превращать такие обычные металлы, как свинец и олово, в золото и серебро. Обычные металлы считались «больными», поскольку они легко теряют блеск, превращаясь при нагревании в золу. Как полагали, философский камень был средством против этого «заболевания». Отсюда, учитывая принцип единства материи, было логично полагать, что это вещество будет совершенным лекарством от всех болезней для человека. Все вещества в природе образуются в результате соединения серы с ртутью. Последние не надо смешивать с простыми веществами с таким же названием. У алхимиков речь идет о «философских принципах» с двумя противоположными действиями: сера образуется из воздуха и огня, ртуть из воды и земли. Язык алхимиков был туманным и многословным, вещества и операции были скрыты за непонятными символическими названиями и иносказаниями. От алхимиков современная наука унаследовала исключительно ценный метод работы – эксперимент. В поисках философского камня алхимики открыли целый ряд веществ и создали некоторые химические приборы. Лаборатории алхимиков – это первые помещения, которые были специально предназначены для проведения в них исследований. В произведениях Зосимоса, наиболее известного из греческих алхимиков в Александрии, жившего около 300 г. н. э., описаны и приведены наброски перегонных аппаратов, 11 частично заимствованные из более древних книг Марии Египтянки. Завоевав Египет в 641, арабы познакомились с остатками античной культуры, откуда наряду с другими традициями они переняли и алхимические навыки. Наиболее известными арабскими учеными были Ал-Рази, Ибн-Сина, Ибн-ал-хаитам. Произведения Джафар-ибн-Хаияна были широко известны в Европе. Однако вполне вероятно, что эти произведения были отредактированы в IX в. и прописаны знаменитому ученому древности, как это часто практиковалось в то время. В Европе алхимию распространили арабы из Испании. Среди средневековых авторов, писавших на латинском языке, наиболее известны Альберт Великий, Роджер Бэкон и Раймунд Луллий. Все они были в первую очередь религиозными писателями и лишь от случая к случаю занимались естественными науками и алхимией. Бэкон предвидел развитие науки и техники в будущем и ясно представлял себе огромные возможности экспериментального метода. Помимо работ этих писателей, в конце средних веков развивалась и практическая алхимия, результаты которой обычно не разглашались. Начиная с XV в. наиболее просвещенные ученые отошли от алхимии, но окончательно она исчезла в XIX в. Теория Флогистона. Бойль наблюдал, что горение не может происходить в вакууме и что металлы становятся тяжелее, когда они превращаются в «извести» при прокаливании на воздухе. Спустя примерно сто лет аналогичные наблюдения привели Лавуазье к современной теории окисления и к реформе в химии. Тем более непонятным кажется тот большой успех, которым пользовалась теория флогистона, выдвинутая в 1700 г. Шталем. В то время все еще признавалось учение о четырех элементах древних и трех принципах алхимиков. Металлы и серу рассматривали как слолжные вещества. Теория флогистона стремится объяснить горение. Согласно этой теории, во время горения металла выделяется таинственное вещество флогистон и от металла остается только зола, или окись металла. То же самое происходит при медленном горении, дыхании, гниении. При нагревании с углем металл восстанавливается, как это было давно известно из металлургической практики. Отсюда был сделан вывод, что уголь содержит много флогистона. Когда впоследствии водород был выделен в больших количествах и стали известны восстановительные свойства этого газа, его считали чистым флогистоном. Для объяснения, почему оксид металла тяжелее самого металла, из которого она образуется, было сделано предложение, что флогистон обладает отрицательным весом; при потере флогистона тело становится тяжелее. Теория флогистона была названа «творческой ошибкой»; это 12 характерный пример длительного сохранения не критически воспринятых идей. Многочисленные сторонники этой теории сделали на протяжении XVIII в. важные открытия, особенно в области химии газов. Были впервые получены и выделены в чистом виде водород, азот, кислород, хлор и двуокись углерода. Наиболее выдающимися исследователями этой эпохи были Блэк, Кавендиш, Пристли, Шееле. Несмотря на то, что ученые были убежденными сторонниками теории флогистона, благодаря накопленному ими богатому экспериментальному материалу они способствовали окончательному отказу от этой теории. Эпоха атомной теории. Явление горения было правильно объяснено Лавуазье, что стало основной современной химии. Большая часть данных, на которых Лавуазье основал свою новую концепцию, была известна и до него. Новое, что внес Лавуазье, - это теоретические воззрения. Он дал уже известным фактам совсем иное объяснение, отличавшееся от взглядов его предшественников. Используя в широком масштабе количественный метод, ему удалось подкрепить новую теорию экспериментальными и неопровержимыми логическими доказательствами. Нагревая в запаянной реторте ртуть с воздухом или сжигая фосфор под колоколом, Лавуазье наблюдал, что эти простые вещества соединяются лишь с частью воздуха, образуя соответствующие оксиды. Увеличение веса сгоревшего простого вещества соответствует весу, потерянному воздухом. Общий вес запаянной реторты, в которой протекала реакция, не изменяется. Оставшаяся несвязанная часть воздуха в описанных выше опытах не поддерживает ни горения свечи, ни дыхания. При дальнейшем нагревании образовавшейся окиси ртути выделяется газ, в котором горение происходит интенсивнее, чем в воздухе. Это доказывает, что в первом опыте ртуть соединилась именно с той частью воздуха, которая поддерживает горение и дыхание. Следовательно, воздух представляет собой смесь двух газов. При смешивании выделившегося из окиси ртути кислорода с оставшимся от окисления ртути азотом получается воздух с его первоначальными свойствами. При нагревании окиси ртути с углем выделяется газ, который тоже не поддерживает горение и дыхание, но который в отличие от азота приводит к помутнению известковой воды. Этот газ тождествен с тем, который образуется при сжигании угля или алмаза в закрытом сосуде, если их поджечь с помощью лупы, и выделяется при обливании мела серной кислотой. Таким образом, окись ртути отдает углероду кислород, первоначально поглощенный ртутью из воздуха. 13 Новая концепция Лавуазье состоит в объяснении роли кислорода в реакциях окисления, в практическом применении понятия «элемент», в количественном определении массы реагирующих веществ и в отказе от туманных представлений, подобных теории флогистона. Благодаря работам Лавуазье стали возможны открытие законов химических соединений, возрождение атомной теории на количественной основе и создание понятия «молекула», осуществленные в быстрой последовательности на протяжении 20 лет после смерти Лавуазье. В XIX в. на этой прочной теоретической основе было построено величественное здание современной химии, в течение одного столетия получены результаты несравненно более значительные, чем за все предыдущие двадцать столетий. В последние годы XIX в. был открыт ряд новых явлений, которые коренным образом изменили существовавшие взгляды на материю и потребовали важного пересмотра понятий «элемент» и «атом».речь идет об открытии электрона, радиоактивности, радия и теории квантов. С этих открытий началась новая эра, когда наука стала заниматься строением атомов, кульминационным моментом чего явились освобождения содержащихся в них энергии и получение новых элементов. 14 Заключение. К середине 30-х годов XX века химическая теория приобретает вполне современный вид. Хотя основные концепции химии в дальнейшем стремительно развивались, принципиальных изменений в теории больше не происходило. Установление делимости атома, квантовой природы излучения, создание теории относительности и квантовой механики представляли собой революционный переворот в понимании окружающих человека физических явлений. Этот переворот коснулся прежде всего микро- и мегамира, что к химии в классическом смысле, казалось бы, не имеет прямого отношения. Однако в этом и заключается одна из особенностей химии XX века: для понимания причин, которыми обусловлены фундаментальные химические законы, потребовалось выйти за пределы предмета химии. Ныне теоретическая химия в значительной степени представляет собой физику, "адаптированную" для решения химических задач. В значительной степени именно достижения физики сделали возможными огромные успехи теоретической и прикладной химии в XX столетии. Объём химических знаний стал настолько велик, что составление краткого, в несколько страниц, очерка новейшей истории химии представляет собой сложнейшую задачу, взяться за которую автор настоящей работы не считает для себя возможным. Еще одной особенностью химии в ХХ веке стало появление большого числа новых аналитических методов, прежде всего физических и физикохимических. Широкое распространение получили рентгеновская, электронная и инфракрасная спектроскопия, магнетохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия ЭПР и ЯМР, рентгеноструктурный анализ и т.п.; список используемых методов чрезвычайно обширен. Новые данные, полученные с помощью физико-химических методов, заставили пересмотреть целый ряд фундаментальных понятий и представлений химии. Сегодня ни одно химическое исследование не обходится без привлечения физических методов, которые позволяют определять состав исследуемых объектов, устанавливать мельчайшие детали строения молекул, отслеживать протекание сложнейших химических процессов. Для современной химии также стало очень характерным всё более тесное взаимодействие с другими естественными науками. Физическая и биологическая химия стали важнейшими разделами химии наряду с классическими – неорганической, органической и аналитической. Пожалуй, именно биохимия 15 со второй половины ХХ столетия занимает лидирующее положение в естествознании. 16 Используемая литература. 1. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. – М.: Мир, 1983. 2. Джуа М. История химии. – М.: Мир, 1996. 3. Рабинович В.Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М., 1979. Ч. 1. Гл. 1. 4. Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века. – М.: Просвещение, 1983. 5. Соловьев Ю.И., Трифонов Д.Н., Шамин А.Н. История химии. Развитие основных направлений современной химии. – М.: Просвещение, 1984. 6. Фигуровский Н.А. История химии. – М.: Просвещение, 1979. 7. К. Неницеску. Общая химия. М., 1968 17 Введение Содержательный подход к истории химии основывается на изучении того, как изменялись со временем теоретические основы науки. Вследствие изменений в теориях на всём протяжении существования химии постоянно менялось её определение. Химия зарождается как "искусство превращения неблагородных металлов в благородные"; Менделеев в 1882 г. определяет её как "учение об элементах и их соединениях". Определение из современного школьного учебника в свою очередь значительно отличается от менделеевского: "Химия – наука о веществах, их составе, строении, свойствах, взаимных превращениях и законах этих превращений". Следует отметить, что изучение структуры науки мало способствует созданию представления о путях развития химии в целом: общепринятое деление химии на разделы основано на целом ряде различных принципов. Деление химии на органическую и неорганическую произведено по различию их предметов. Выделение физической химии основано на её близости к физике, аналитическая химия выделена по признаку используемого метода исследования. В целом общепринятое деление химии на разделы является в значительной степени данью исторической традиции; каждый раздел в той или иной степени пересекается со всеми остальными. Основной задачей содержательного подхода к истории химии является, говоря словами Д. И. Менделеева, выделение "неизменного и общего в изменяемом и частном". Таким неизменным и общим для химических знаний всех исторических периодов является цель химии. Именно цель науки – не только теоретический, но и исторический её стержень. Целью химии на всех этапах её развития является получение вещества с заданными свойствами. Эта цель, иногда именуемая основной проблемой химии, включает в себя две важнейших задачи – практическую и теоретическую, которые не могут быть решены отдельно друг от друга. Получение вещества с заданными свойствами не может быть осуществлено без выявления способов управления свойствами вещества, или, что то же самое, без понимания причин происхождения и обусловленности свойств вещества. Таким образом, химия есть одновременно и цель и средство, и теория и практика Таким образом, в рамках содержательного подхода история химии может быть рассмотрена как история возникновения и развития концептуальных систем, каждая из которых представляет собой принципиально новый способ решения основной задачи химии. Заключение. К середине 30-х годов XX века химическая теория приобретает вполне современный вид. Хотя основные концепции химии в дальнейшем стремительно развивались, принципиальных изменений в теории больше не происходило. Установление делимости атома, квантовой природы излучения, создание теории относительности и квантовой механики представляли собой революционный переворот в понимании окружающих человека физических явлений. Этот переворот коснулся прежде всего 18 микро- и мегамира, что к химии в классическом смысле, казалось бы, не имеет прямого отношения. Однако в этом и заключается одна из особенностей химии XX века: для понимания причин, которыми обусловлены фундаментальные химические законы, потребовалось выйти за пределы предмета химии. Ныне теоретическая химия в значительной степени представляет собой физику, "адаптированную" для решения химических задач. В значительной степени именно достижения физики сделали возможными огромные успехи теоретической и прикладной химии в XX столетии. Объём химических знаний стал настолько велик, что составление краткого, в несколько страниц, очерка новейшей истории химии представляет собой сложнейшую задачу, взяться за которую автор настоящей работы не считает для себя возможным. Еще одной особенностью химии в ХХ веке стало появление большого числа новых аналитических методов, прежде всего физических и физико-химических. Широкое распространение получили рентгеновская, электронная и инфракрасная спектроскопия, магнетохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия ЭПР и ЯМР, рентгеноструктурный анализ и т.п.; список используемых методов чрезвычайно обширен. Новые данные, полученные с помощью физико-химических методов, заставили пересмотреть целый ряд фундаментальных понятий и представлений химии. Сегодня ни одно химическое исследование не обходится без привлечения физических методов, которые позволяют определять состав исследуемых объектов, устанавливать мельчайшие детали строения молекул, отслеживать протекание сложнейших химических процессов. Для современной химии также стало очень характерным всё более тесное взаимодействие с другими естественными науками. Физическая и биологическая химия стали важнейшими разделами химии наряду с классическими – неорганической, органической и аналитической. Пожалуй, именно биохимия со второй половины ХХ столетия занимает лидирующее положение в естествознании. 19