Повідомлення на тему хімія у минулому. Історія виникнення хімії. Структура хімічного знання та основні хімічні поняття

Хімія – дуже давня наука.

Хімічне виробництво існувало вже за 3-4 тис. років до зв. е. У Стародавньому Єгиптівміли виплавляти з руд метали (залізо, свинець, мідь, олово, сурму), отримувати їх сплави, застосовували золото, срібло, виробляли скло, кераміку, пігменти, фарби, парфуми, єгиптяни були неперевершеними будівельниками і скульпторами.

Першими вченими-хіміками були єгипетські жерці. Вони володіли багатьма не розгаданими хімічними секретами. До них, наприклад, відносяться прийоми бальзамування тіл померлих фараонів та знаті, а також способи одержання деяких фарб. Так, виготовлені стародавніми єгипетськими майстрами блакитні та сині фарби знайдених при розкопках судин продовжують залишатися яскравими, хоча від часу їх виготовлення минуло кілька тисяч років.

Мал. 17.
Хімія у Стародавньому Єгипті:
а - бальзамування; б – посмертна золота маска єгипетського фараона Тутанхамона; в - скульптура, виготовлена ​​стародавнім майстром

Деякі хімічні виробництва існували у давнину у Греції, Месопотамії, Індії, Китаї.

У ІІІ ст. до зв. е. вже було зібрано та описано значний експериментальний матеріал. Наприклад, у знаменитій Олександрійській бібліотеці, яка вважалася одним із семи чудес світу і налічувала 700 тисяч рукописних книг, зберігалися й багато робіт з хімії. Вони були описані такі процеси, як прожарювання, сублімація, перегонка, фільтрування та інших.

Накопичені за багато століть окремі хімічні відомості дозволяли зробити й деякі узагальнення про природу речовин та явищ. Наприклад, грецький філософ Демокріт, який жив у V ст. до зв. е.., вперше висловив думку про те, що всі тіла складаються з найдрібніших, невидимих, неподільних і вічно рухомих твердих частинок матерії, які він назвав атомами. Аристотель у IV ст. до зв. е. вважав, що в основі навколишньої природи лежать чотири стихії, яким властиві чотири основні якості: теплота та холод, сухість та вологість (рис. 18). Ці чотири якості, на його думку, могли бути відокремлені від стихій або додані до них у будь-якій кількості.

Мал. 18.
Діаграма Аристотеля «Чотири стихії та їх взаємодія»

Вчення Аристотеля стало ідейною основою розвитку окремої епохи історія хімії, епохи так званої алхімії. У середині VII ст. н. е. знання єгиптян і греків у галузі хімії сприйняли араби; багато відомостей з хімії вони запозичували у сирійців та китайців.

Походження слова хімія спірне. Хемі - коптською мовою означає «чорний, таємний». Це слово для народів, що населяли пустелю, збігалося з позначенням самого Єгипту, бо чорна, родюча земля долини Нілу сильно відрізнялася від ґрунту пустелі. Таким чином, для арабів хімія стала наукою чорної землі. Араби забезпечили це слово ще своєю арабською приставкою, і таким чином сформувалося слово алхімія. Алхімія - це середньовічна назва хімії, дана арабами. Однак, можливо, уявлення про щось чорне відносилося не тільки до кольору ґрунту, а й до самої суті цієї науки - темного і таємничого в ті часи.

Інше тлумачення слова «хімія» походить від грецького дієсловаХюма – «виливати», оскільки воно пов'язане з металургією – однією з перших за часом галузей хімії.

Як можна помітити, з'ясування етимології (походження) хімічних термінів має глибоке значення - воно допомагає зрозуміти чи історію, чи практичне значення те, що позначають хімічним терміном.

Мета алхімії - пошуки шляхів перетворення неблагородних металів на шляхетні (золото і срібло) за допомогою уявної речовини - філософського каменю. Багато алхіміків займалися безплідними пошуками філософського каменю, який, на їхню думку, міг також подовжити людське життя, забезпечити безсмертя чи зцілити хвороби. У пошуках філософського каменю алхіміки відкрили багато нових речовин, розробили способи їхнього очищення, створили деяке хімічне обладнання (рис. 19). Більшістю досягнень алхіміків неможливо було скористатися: вони тримали свої методи в секреті, зашифровували описи отриманих речовин і проведених дослідів, оскільки мали на меті збагачення.

Мал. 19.
В алхімічній лабораторії

На початку XVI ст. н. е. Алхіміки стали використовувати отримані ними дані для потреб промисловості та медицини. Реформатором у галузі гірничої справи та металургії став Агрікола, а в галузі медицини - Парацельс, який вказував, що «мета хімії полягає не у виготовленні золота та срібла, а у виготовленні ліків».

Слід зазначити, що на Русі алхімія особливого поширення не мала, хоча трактати алхіміків були відомі, а деякі навіть перекладені церковнослов'янською мовою. Мало того, Московському двору німецький алхімік Ван Гейден пропонував свої послуги з приготування філософського каменю – як «зі свинцю та олова, заліза, міді та ртуті срібло та золото робити і що цій справі пристойно», – але цар Михайло Федорович після «розпитування» ці пропозиції відхилив.

Те, що алхімія не набула поширення на Русі, пояснюється тим, що гроші і золото на Русі почали широко застосовуватись пізніше в порівнянні з західними країнами, оскільки пізніше відбувався перехід з оброку на грошову ренту. Крім того, містицизм, туманність цілей і нереальність методів алхімії суперечили здоровому глузду та діяльності російських людей.

Хімія на Русі розвивалася переважно самобутньо. У Київської Русівиплавляли метали, виготовляли скло, солі, фарби, тканини. За Івана Грозного в Москві в 1581 р. була відкрита аптека. За Петра I було побудовано купоросні і квасцовые заводи, перші хімічні мануфактури, а Москві налічувалося вже вісім аптек. Подальший розвиток хімії у Росії пов'язані з роботами М. У. Ломоносова.

М. В. Ломоносов проводив досліди з розжарюванням металів у запаяних судинах. Цими дослідами він довів, що маса речовин, отриманих в результаті досвіду, була такою самою, як і маса речовин, що вступили в реакцію. На підставі подібних дослідів з точним зважуванням речовин до та після реакції М. В. Ломоносов у 1748 р. вперше сформулював найважливіший закон хімії – закон збереження маси речовин у хімічних реакціях.

Дещо пізніше французький учений Антуан Лавуазьє, проводячи аналогічні досліди із застосуванням точних методів зважування, дійшов такого ж висновку.

Значний внесок у розвиток хімії зробили видатні російські вчені А. М. Бутлеров та Д. І. Менделєєв.

А. М. Бутлеров в 1861 р. створив теорію будови органічних сполук, яка дозволила привести в систему знання про величезну кількість органічних сполук і без якої немислимі були б сучасні успіхи у створенні нових полімерних матеріалів. Продовжувачами ідей А. М. Бутлерова стали видатні російські вчені: В. В. Марковніков, А. А. Зайцев, А. Є. Фаворський, Є. Є. Вагнер, С. В. Лебедєв, Н. Д. Зелінський та багато інших .

Д. І. Менделєєв на підставі відкритого ним у 1869 р. періодичного закону (основного закону природознавства) створив струнку наукову класифікацію хімічних елементів - періодичну систему хімічних елементів, названу на його честь.

Робота з комп'ютером

1. Зверніться до електронної програми. Вивчіть матеріал уроку та виконайте запропоновані завдання.
2. Знайдіть в Інтернеті електронні адреси, які можуть бути додатковими джерелами, які розкривають зміст ключових слів і словосполучень параграфа.
3. Запропонуйте вчителю свою допомогу у підготовці нового уроку - зробіть повідомлення за ключовими словами та словосполученнями наступного параграфа.

Запитання та завдання

1. Вивчивши походження слова хімія, складіть розповідь про хімію та її значення в історії давніх цивілізацій.
2. Сформулюйте закон збереження маси речовин. Подумайте, чому при горінні свічки її маса поступово зменшується. Чи суперечить це спостереження закону збереження маси речовин?
3. Якими рисами російського характеру, на вашу думку, пояснюється той факт, що найбільші узагальнення хімії були зроблені саме російськими хіміками: М. В. Ломоносов відкрив закон збереження маси речовин, А. М. Бутлеров створив теорію будови органічних сполук, а Д. І .Мендєлєєв сформулював Періодичний закон і розробив Періодичну систему хімічних елементів?
4. Підготуйте невеликі повідомлення (на вибір) про життя і діяльність М. В. Ломоносова, А. М. Бутлерова, Д. І. Менделєєва,
5. Назвіть літературні твори, в яких описані досліди алхіміків та філософський камінь.

Вступ

Практично щодня кожна людина може спостерігати, як ті чи інші речовини піддаються різним змінам: залізний предмет під впливом вологи покривається іржею, опале листя поступово зітліє, перетворюючись на перегній і т.д. Результат цих змін – поява нових речовин із зовсім іншими властивостями. Такі процеси називаються хімічними явищами, у яких з одних речовин утворюються інші, нові речовини, а наука, вивчає перетворення речовин, називається хімією.

Хімія - одне з найважливіших і великих областей природознавства. Це наука про речовини, їх властивості, будову та перетворення, що відбуваються в результаті хімічних реакцій, а також фундаментальні закони, яким ці перетворення підкоряються. Оскільки всі речовини складаються з атомів, які завдяки хімічним зв'язкам здатні формувати молекули, то хімія займається переважно вивченням взаємодій між атомами і молекулами, отриманими в результаті таких взаємодій.

Хімія, як жодна інша наука, є водночас і наукою, і виробництвом. Хімія завжди була потрібна людству для того, щоб отримувати з природних речовин матеріали з необхідними для повсякденного життя та виробництва властивостями. Тому всі хімічні знання, набуті за багато століть і представлені у вигляді теорій, законів, методів, технологій, об'єднує одне-єдине неминуще, головне завдання хімії - отримання речовин із заданими властивостями. Але це – виробниче завдання, і, щоб його реалізувати, треба вміти з одних речовин виробляти інші, тобто. здійснювати якісні перетворення речовин. А оскільки якість - це сукупність властивостей речовини, необхідно знати, від чого залежать ці властивості. Інакше кажучи, щоб вирішити назване виробниче завдання, хімія повинна впоратися з теоретичною проблемою генези (походження) властивостей речовини.

Таким чином, основою хімії виступає основна двоєдина проблема – отримання речовин із заданими властивостями (на досягнення її спрямована виробнича діяльність людини) та виявлення способів управління властивостями речовини (на реалізацію цього завдання спрямована науково-дослідна робота вчених).

Головна мета даного реферату – це розповісти, як виникла і як розвивалася протягом усього людства наука хімія.

У рефераті простежується розвиток хімії від її витоків, з тих часів, коли людина вчився добувати і підтримувати вогонь і виплавляти з його допомогою метали з руд, далі через епоху античності та середні віки до нашого часу – періоду торжества хімічної науки і технології.

1. Предалхімічний період: до III ст.

У передалхімічному періоді теоретичний та практичний аспекти

знання речовини розвивалися щодо незалежно друг від друга.

Практичні операції з речовиною були прерогативою ремісничої

хімії. Початок її зародження слід насамперед пов'язувати, певне, з появою та розвитком металургії. В античну епоху були відомі у чистому вигляді сім металів: мідь, свинець, олово, залізо, золото, срібло та ртуть, а у вигляді сплавів – ще й миш'як, цинк та вісмут. Крім металургії, накопичення практичних знань відбувалося і в інших областях, таких як виробництво кераміки та скла, фарбування тканин та дублення шкір, виготовлення лікарських засобів та косметики. Саме на основі успіхів та досягнень практичної хімії давнини відбувався розвиток хімічних знань у наступні епохи.

Спроби теоретичного осмислення проблеми походження властивостей речовини призвели до формування в античній грецькій натурфілософії вчення про елементи-стихії (вода, дерево, вогонь, земля та метал). Найбільшого впливу подальший розвиток науки надали вчення Емпедокла, Платона і Аристотеля. Згідно з цими концепціями всі речовини утворені поєднанням чотирьох першооснов: землі, води, повітря та вогню. Самі елементи при цьому здатні до взаємоперетворень, оскільки кожен з них, згідно з Аристотелем, є одним із станів єдиної першатерії - певне поєднання якостей. Положення про можливість перетворення одного елемента на інший стало пізніше основою алхімічної ідеї про можливість взаємних перетворень металів (трансмутації). Практично одночасно з вченням про елементи-вірші в Греції виник і атомізм, засновниками якого стали Левкіпп і Демокріт.

2. Алхімічний період: ІІІ-ХVІІ ст.

Алхімічний період - це час пошуків філософського каменю, який вважався за необхідне здійснення трансмутації металів. Алхімічна теорія, заснована на античних уявленнях про чотири елементи, була тісно переплетена з астрологією та містикою. Поряд із хіміко-технічним «златоробством» ця епоха примітна також і створенням унікальної системи містичної філософії. Алхімічний період, у свою чергу, поділяється на три підперіоди: олександрійську (греко-єгипетську), арабську та європейську алхімію.

2.1 Олександрійська алхімія

В Олександрії відбулося поєднання теорії (натурфілософії Платона і Аристотеля) і практичних знань про речовини, їх властивості та перетворення; з цього з'єднання народилася нова наука - хімія.

Саме слово «хімія» зазвичай вважається тим, що походить від стародавньої назви Єгипту - Кем або Хем; Спочатку слово, мабуть, мало означати щось на кшталт «єгипетського мистецтва». Іноді термін виробляють від грецького χυμος – сік або χυμενσιζ – лиття. Основними об'єктами вивчення олександрійської хімії були метали. В олександрійський період сформувалася традиційна металопланетна символіка алхімії, в якій кожному із семи відомих тоді металів зіставлялася відповідна планета: срібло – Місяць, ртуті – Меркурій, міді – Венера, золоту – Сонце, залізу – Марс, олову – Юпітер, свинцю – Сапіт. Небесним покровителем хімії Олександрії став єгипетський бог Тот чи його грецький аналог Гермес.

Серед значних представників греко-єгипетської алхімії, ім'я яких сягнуло наших днів, можна відзначити Болоса Демокрітоса, Зосима Панополіта, Олімпіодора. Написана Болосом книга «Фізика і містика» (близько 200 років до н. е.) складається з чотирьох частин, присвячених золоту, сріблу, дорогоцінному камінню та пурпуру. Болос вперше висловив ідею трансмутації металів - перетворення одного металу на інший (передусім неблагородних металів на золото), що стала основним завданням всього алхімічного періоду. Зосим у своїй енциклопедії (III ст.) визначив khemeia як мистецтво роблення золота та срібла, описав «тетрасомату» – стадії процесу приготування штучного золота; особливо він вказував на заборону розголошення таємниць цього мистецтва.

Від олександрійського періоду залишилося також і безліч герметичних текстів, які були спробою філософсько-містичного пояснення перетворень речовин, серед яких знаменита «Смарагдова скрижаль» Гермеса Трисмегіста.

2.2 Арабська алхімія

Теоретичною основою арабської алхімії, як і раніше, було вчення Аристотеля. Однак розвиток алхімічної практики зажадав створення нової теорії, що базується на хімічних властивостях речовин. Джабір ібн Хайян (Гебер) наприкінці VIII століття розробив ртутно-сірчану теорію походження металів, згідно з якою метали утворені двома принципами: Ртуттю (принцип металевості) та Сірою (принцип горючості). Для утворення золота - досконалого металу, крім Ртуті та Сірки необхідна наявність деякої субстанції, яку Джабір називав еліксиром (al-iksir, від грецького ξεριον, тобто «сухий»). Проблема трансмутації, таким чином, у рамках ртутно-сірчаної теорії звелася завдання виділення еліксиру, інакше званого філософським каменем (Lapis Philosophorum). Еліксир, як вважалося, мав мати ще багато магічних властивостей - зцілювати всі хвороби, і, можливо, давати безсмертя.

Ртутно-сірчана теорія становила теоретичну основу алхімії кілька наступних століть. На початку X століття інший видатний алхімік - Ар-Разі (Разес), - удосконалив теорію, додавши до Ртуті та Сірки принцип твердості (крихкості), або філософську Сіль.

Арабська алхімія, на відміну олександрійської, була цілком раціональна; містичні елементи в ній являли собою скоріше данину традиції. Крім формування основної теорії алхімії, під час арабського етапу було розроблено понятійний апарат, лабораторну техніку та методику експерименту. Арабські алхіміки досягли безперечних практичних успіхів - ними виділено сурму, миш'як і, мабуть, фосфор, отримано оцтову кислоту і розбавлені розчини мінеральних кислот. Важливою заслугою арабських алхіміків стало створення раціональної фармації, що розвинула традицію античної медицини.

2.3 Європейська алхімія

Наукові погляди арабів проникли у середньовічну Європу XIII столітті. Роботи арабських алхіміків були перекладені латиною, а потім і іншими європейськими мовами.

Серед найбільших алхіміків європейського етапу можна назвати Альберта Великого, Роджера Бекона, Арнальдо де Вілланова, Раймунда Лулія, Василя Валентина. Р. Бекон визначив алхімію наступним чином: «Алхімія є наука про те, як приготувати якийсь склад, або еліксир, який, якщо його додати до неблагородних металів, перетворить їх на досконалі метали».

У Європі в міфологію та символіку алхімії було впроваджено елементи християнської міфології (Петрус Бонус, Микола Фламель); загалом для європейської алхімії містичні елементи виявилися значно характернішими, ніж для арабської. Містицизм та закритість європейської алхімії породили значну кількість шахраїв від алхімії; вже Данте Аліг'єрі у «Божественній комедії» помістив у восьме коло Ада тих, хто «алхімією підробляв метали». Характерною рисою європейської алхімії стало її двозначне становище у суспільстві. Як церковна, так і світська влада неодноразово забороняла заняття алхімією; водночас алхімія процвітала й у монастирях, і за королівських дворах.

На початку XIV століття європейська алхімія досягла перших значних успіхів, зумівши перевершити арабів у осягненні властивостей речовини. У 1270 році італійський алхімік Бонавентура, в одній із спроб отримання універсального розчинника, отримав розчин нашатирю в азотній кислоті (aqua fortis), який виявився здатним розчиняти золото, царя металів (звідси і назва - aqua Regis, тобто царська горілка). Псевдо-Гебер - один із найзначніших середньовічних європейських алхіміків, який працював в Іспанії в XIV столітті і підписував свої твори ім'ям Гебера, - докладно описав концентровані мінеральні кислоти (сірчану та азотну). Використання цих кислот в алхімічній практиці призвело до істотного зростання знань алхіміків про речовину.

У середині XIII століття у Європі почався вироблення пороху; першим його (не пізніше 1249 р.) описав Р. Бекон (часто згадуваного ченця Б. Шварца можна вважати основоположником порохової справи в Німеччині). Поява вогнепальної зброї стала сильним стимулом для розвитку алхімії та її тісного переплетення з ремісничою хімією.

2.4 Технічна хімія та ятрохімія

Починаючи з епохи Відродження, у зв'язку з розвитком виробництва дедалі більшого значення в алхімії став набувати виробничий і взагалі практичний напрямок: металургія, виготовлення кераміки, скла та фарб. У першій половині XVI століття в алхімії виділилися раціональні течії: технічна хімія, початок якої поклали роботи В. Бірінгуччо, Г. Агріколи та Б. Паліссі, та ятрохімія, засновником якої став Парацельс.

Бірінгуччо та Агрікола бачили завдання алхімії у пошуках способів удосконалення хімічної технології; у своїх працях вони прагнули максимально чіткого, повного і достовірного опису досвідчених даних і технологічних процесів.

Парацельс стверджував, що завдання алхімії – виготовлення ліків; при цьому медицина Парацельса ґрунтувалася на ртутно-сірчаній теорії. Він вважав, що у здоровому організмі три принципи - Ртуть, Сірка та Сіль, - перебувають у рівновазі; хвороба становить порушення рівноваги між принципами. Для його відновлення Парацельс ввів у практику лікарські препарати мінерального походження – сполуки миш'яку, сурми, свинцю, ртуті тощо – на додаток до традиційних рослинних препаратів.

Хімія давнини.

Хімія, наука про склад речовин та їх перетворення, починається з відкриття людиною здатності вогню змінювати природні матеріали. Очевидно, люди вміли виплавляти мідь та бронзу, обпалювати глиняні вироби, отримувати скло ще за 4000 років до н. До 7 ст. до н.е. Єгипет та Месопотамія стали центрами виробництва барвників; там же отримували у чистому вигляді золото, срібло та інші метали. Приблизно з 1500 до 350 до н. для виробництва барвників використовували перегонку, а метали виплавляли з руд, змішуючи їх з деревним вугіллям і продуючи через повітря, що горить суміш. Самим процедурам перетворення природних матеріалівнадавали містичного змісту.

Грецька натурфілософія.

Ці міфологічні ідеї проникли в Грецію через Фалеса Мілетського, який зводив все розмаїття явищ і речей єдиної першостихії – воді. Однак грецьких філософів цікавили не способи одержання речовин та їх практичне використання, а головним чином суть процесів, що відбуваються у світі. Так, давньогрецький філософ Анаксимен стверджував, що першооснова Всесвіту – повітря: при розрідженні повітря перетворюється на вогонь, а зі згущення стає водою, потім землею і, нарешті, каменем. Геракліт Ефеський намагався пояснити явища природи, постулюючи як першоелемент вогонь.

Чотири першоелементи.

Ці уявлення були об'єднані в натурфілософії Емпедокла з Агрігента - творця теорії чотирьох початків світобудови. У різних варіантахйого теорія панувала над умами людей понад два тисячоліття. Згідно з Емпедоклом, всі матеріальні об'єкти утворюються при поєднанні вічних і незмінних елементів-стихій – води, повітря, землі та вогню – під дією космічних сил кохання (тяжіння) та ненависті (відштовхування). Теорію елементів Емпедокла прийняли і розвинули спочатку Платон, який уточнив, що нематеріальні сили добра і зла можуть перетворювати ці елементи один на інший, а потім Арістотель.

Згідно з Аристотелем, елементи-стихії – це не матеріальні субстанції, а носії певних якостей – тепла, холоду, сухості та вологості. Цей погляд трансформувався на ідею чотирьох «соків» Галена і панував у науці до 17 в. Іншим важливим питанням, що займало грецьких натурфілософів, було питання ділимості матерії. Родоначальниками концепції, що згодом отримала назву «атомістичної», були Левкіпп, його учень Демокріт та Епікур. Згідно з їхнім вченням, існують лише порожнеча і атоми – неподільні матеріальні елементи, вічні, неруйнівні, непроникні, що відрізняються формою, положенням у порожнечі та величиною; з їхнього «вихору» утворюються всі тіла. Атомістична теорія залишалася непопулярною протягом двох тисячоліть після Демокріту, але зникла повністю. Одним із її прихильників став давньогрецький поет Тіт Лукрецій Кар, який виклав погляди Демокріта та Епікура у поемі. Про природу речей (De Rerum Natura).

Алхімія.

Алхімія – мистецтво вдосконалення речовини через перетворення металів на золото та вдосконалення людини шляхом створення еліксиру життя. Прагнучи до досягнення найпривабливішої для них мети – створення незліченних багатств, – алхіміки вирішили багато практичних завдань, відкрили безліч нових процесів, спостерігали різноманітні реакції, сприяючи становленню нової науки- Хімії.

Елліністичний період.

Колискою алхімії був Єгипет. Єгиптяни блискуче володіли прикладною хімією, яка, проте, була виділено в самостійну галузь знання, а входила у «священне таємне мистецтво» жерців. Як окрема галузь знання алхімія виникла межі 2 і 3 в. н.е. Після смерті Олександра Македонського його імперія розпалася, але вплив греків поширювалося на великі території Близького та Середнього Сходу. Особливо бурхливого розквіту алхімія досягла 100–300 н.е. в Олександрія.

Приблизно 300 н.е. єгиптянин Зосима написав енциклопедію – 28 книг, що охоплювали всі знання з алхімії за попередні 5–6 ст., зокрема відомості про взаємоперетворення (трансмутації) речовин.

Алхімія в арабському світі.

Завоювавши Єгипет в 7 ст, араби засвоїли греко-східну культуру, що зберігалася протягом століть олександрійською школою. Наслідуючи древніх володарів, халіфи почали заступатися наук, і в 7–9 ст. з'явилися перші хіміки.

Найталановитішим і найславетнішим арабським алхіміком був Джабір ібн Хайян (кінець 8 ст), який пізніше став відомим у Європі під ім'ям Гебер. Джабір вважав, що сірка та ртуть є двома протилежними початками, з яких утворюються сім інших металів; Найважче утворюється золото: для цього потрібна особлива речовина, яку греки називали xerion - "сухою", а араби змінили на al-iksir (так з'явилося слово "еліксир"). Еліксир мав мати й інші чудові властивості: виліковувати від усіх хвороб і давати безсмертя. Інший арабський алхімік, ар-Разі (бл. 865-925) (у Європі відомий під ім'ям Разес) займався також медициною. Так, він описав методику приготування гіпсу та способу накладання пов'язки на місце перелому. Однак найзнаменитішим лікарем був бухарець Ібн Сіна, відомий також під ім'ям Авіценна. Його твори служили керівництвом для лікарів багато століть.

Алхімія у Західній Європі.

Наукові погляди арабів проникли у середньовічну Європу 12 в. через Північну Африку, Сицилію та Іспанію. Роботи арабських алхіміків були перекладені латиною, а потім і іншими європейськими мовами. Спочатку алхімія в Європі спиралася на роботи таких корифеїв, як Джабір, але через три століття знову виявився інтерес до вчення Аристотеля, особливо у працях німецького філософаі теолога-домініканця, який згодом став єпископом і професором Паризького університету, Альберта Великого та його учня Хоми Аквінського. Переконаний у сумісності грецької та арабської науки з християнською доктриною, Альберт Великий сприяв запровадженню їх у схоластичні курси навчання. У 1250 р. філософія Аристотеля була введена в курс викладання в Паризькому університеті. Алхімічними проблемами цікавився і англійський філософ і натураліст, монах-францисканець Роджер Бекон, який передбачив багато пізніших відкриття; він вивчав властивості селітри та багатьох інших речовин, знайшов спосіб виготовлення чорного пороху. Серед інших європейських алхіміків слід згадати Арнальдо да Вілланова (1235–1313), Раймонда Лулія (1235–1313), Василя Валентина (німецького ченця 15–16 ст.).

Досягнення алхімії.

Розвиток ремесел та торгівлі, піднесення міст у Західній Європі 12–13 ст. супроводжувалися розвитком науки та появою промисловості. Рецепти алхіміків використовувалися в таких технологічних процесахяк обробка металів. У роки починаються систематичні пошуки способів отримання та ідентифікації нових речовин. З'являються рецепти виробництва спирту та удосконалення процесу його перегонки. Найважливішим досягненням було відкриття сильних кислот – сірчаної, азотної. Тепер європейські хіміки змогли здійснити багато нових реакцій та отримати такі речовини, як солі азотної кислоти, купорос, галун, солі сірчаної та соляної кислот. Послугами алхіміків, які нерідко були вправними лікарями, користувалася найвища знать. Вважалося також, що алхіміки володіють таємницею трансмутації традиційних металів у золото.

До кінця 14 ст. інтерес алхіміків до перетворення одних речовин на інші поступився місцем інтересу до виробництва міді, латуні, оцту, оливкової оліїта різних ліків. У 15-16 ст. досвід алхіміків все частіше використовувався у гірничій справі та медицині.

ЗАРОДЖЕННЯ СУЧАСНОЇ ХІМІЇ

Кінець середньовіччя відзначений поступовим відходом від окультизму, спадом інтересу до алхімії та поширенням механістичного погляду на будову природи.

Ятрохімія.

Цілком інших поглядів на цілі алхімії дотримувався Парацельс (1493-1541). Під таким вибраним ним самим ім'ям («переважаючий Цельса») увійшов до історії швейцарський лікар Філіп фон Гогенгейм. Парацельс, як і Авіценна, вважав, що основне завдання алхімії – не пошук способів отримання золота, а виготовлення лікарських засобів. Він запозичив з алхімічної традиції вчення про те, що існують три основні частини матерії – ртуть, сірка, сіль, яким відповідають властивості летючості, горючості та твердості. Ці три елементи становлять основу макрокосму (Всесвіту) і пов'язані з мікрокосмом (людиною), освіченим духом, душею та тілом. Переходячи до визначення причин хвороб, Парацельс стверджував, що лихоманка та чума походять від надлишку в організмі сірки, при надлишку ртуті настає параліч тощо. Принцип, якого дотримувалися всі ятрохіміки, полягав у тому, що медицина є справа хімії, і все залежить від здатності лікаря виділяти чисті початки з нечистих субстанцій. У рамках цієї схеми всі функції організму зводилися до хімічних процесів, і завдання алхіміка полягала у знаходженні та приготуванні хімічних речовин для медичних потреб.

Основними представниками ятрохімічного спрямування були Ян Гельмонт (1577-1644), за фахом лікар; Франциск Сільвій (1614-1672), який користувався як медик великою славоюі усунув із ятрохімічного вчення «духовні» початку; Андреас Лібавій (бл. 1550-1616), лікар з Ротенбурга. Їхні дослідження багато в чому сприяли формуванню хімії як самостійної науки.

Механістична філософія.

Зі зменшенням впливу ятрохімії натурфілософи знову звернулися до вчень древніх про природу. На перший план у 17 ст. вийшли атомістичні (корпускулярні) погляди. Одним з найвизначніших учених – авторів корпускулярної теорії – був філософ і математик Рене Декарт. Свої погляди він виклав у 1637 р. у творі Міркування про метод. Декарт вважав, що всі тіла «складаються з численних дрібних частинок різної форми і розмірів, які не настільки точно прилягають один до одного, щоб навколо них не залишалося проміжків; ці проміжки не порожні, а заповнені... розрідженою матерією». Свої «маленькі частинки» Декарт вважав атомами, тобто. неподільні; він стояв на точці зору нескінченної подільності матерії та заперечував існування порожнечі. Одним із найвизначніших противників Декарта був французький фізик і філософ П'єр Гассенді. Атомістика Гассенді була по суті переказом вчення Епікура, проте, на відміну від останнього, Гассенді визнавав створення атомів Богом; він вважав, що Бог створив певну кількість неподільних і непроникних атомів, з яких складаються всі тіла; між атомами має бути абсолютна порожнеча. У розвитку хімії 17 в. Особлива роль належить ірландському вченому Роберту Бойлю. Бойль не приймав твердження стародавніх філософів, які вважали, що елементи світобудови можна встановити умоглядно; це і знайшло відображення у назві його книги Хімік-скептик. Будучи прихильником експериментального підходу до визначення хімічних елементів (який у кінцевому підсумку і було прийнято), не знав існування реальних елементів, хоча одне з них – фосфор – мало відкрив сам. Зазвичай Бойлю приписують заслугу запровадження хімію терміна «аналіз». У своїх дослідах щодо якісного аналізу він застосовував різні індикатори, запровадив поняття хімічної спорідненості. Грунтуючись на працях Галілео Галілея Еванджеліста Торрічеллі, а також Отто Геріке, який демонстрував у 1654 «магдебурзькі півкулі», Бойль описав сконструйований ним повітряний насос і досліди щодо визначення пружності повітря за допомогою U-подібної трубки. В результаті цих дослідів було сформульовано відомий закон про зворотну пропорційність обсягу та тиску повітря. У 1668 Бойль став діяльним членом щойно організованого Лондонського королівського товариства, а 1680 був обраний його президентом.

Технічна хімія.

Наукові успіхи та відкриття не могли не вплинути на технічну хімію, елементи якої можна знайти у 15–17 ст. У середині 15 в. була розроблена технологія повітродувних горнів. Потреби військової промисловості стимулювали роботи з удосконалення технології виробництва пороху. Протягом 16 ст. подвоїлося виробництво золота і дев'ять разів зросло виробництво срібла. Виходять фундаментальні праці з виробництва металів та різних матеріалів, що використовуються у будівництві, при виготовленні скла, фарбуванні тканин, для збереження харчових продуктів, вироблення шкір. З розширенням споживання спиртних напоїв удосконалюються методи перегонки, конструюються нові перегінні апарати. З'являються численні виробничі лабораторії, насамперед металургійні. Серед хіміків-технологів того часу можна згадати Ванноччо Бірінгуччо (1480–1539), чия класична праця Про піротехніцібув надрукований у Венеції в 1540 і містив 10 книг, в яких йшлося про рудники, випробування мінералів, приготування металів, перегонку, військове мистецтво і феєрверки. Інший відомий трактат, Про гірничу справу та металургію, був написаний Георгом Агріколою (1494-1555). Слід згадати також про Йоганна Глаубера (1604–1670), голландського хіміка, творця глауберової солі.

ВІСІМНАДЦЯТЕ СТОЛІТТЯ

Хімія як наукова дисципліна.

З 1670 по 1800 р. хімія отримала офіційний статус у навчальних планах провідних університетів поряд з натурфілософією та медициною. У 1675 з'явився підручник Ніколя Лемері (1645-1715) Курс хімії, що завоював величезну популярність, у світ вийшло 13 його французьких видань, а крім того, він був перекладений латинською та багато інших європейських мов. У 18 в. в Європі створюються наукові хімічні товариства та велика кількістьнаукових інституцій; проведені в них дослідження тісно пов'язані з соціальними та економічними потребамитовариства. З'являються хіміки-практики, що займаються виготовленням приладів та отриманням речовин для промисловості.

Теорія флогістону.

У творах хіміків другої половини 17 в. велика увага приділялася тлумаченням процесу горіння. За уявленнями древніх греків, усе, що здатне горіти, містить у собі елемент вогню, який вивільняється за умов. У 1669 р. німецький хімік Йоганн Йоахім Бехер спробував дати раціоналістичне пояснення горючості. Він припустив, що тверді речовини складаються із трьох видів «землі», і один із видів, названий ним «жирною землею», прийняв за «принцип горючості».

Послідовник Бехера німецький хімік та лікар Георг Ернст Шталь трансформував концепцію «жирної землі» в узагальнену доктрину флогістону – «початку горючості». Згідно з Шталем, флогістон - це якась субстанція, що міститься у всіх горючих речовинах і вивільняється при горінні. Шталь стверджував, що іржавіння металів подібне до горіння дерева. Метали містять флогістон, а іржа (окаліну) вже не містить флогістон. Це давало прийнятне пояснення та процесу перетворення руд на метали: руда, вміст флогістону в якій незначно, нагрівається на деревному вугіллі, багатому флогістоном, і останній переходить у руду. Вугілля ж перетворюється на золу, а руда – на метал, багатий на флогістон. До 1780 р. теорія флогістону була прийнята хіміками майже повсюдно, хоча і не відповідала на дуже важливе питання: чому залізо при іржавінні стає важчим, хоча флогістон з нього випаровується? Хімікам 18 ст. це протиріччя не здавалося настільки важливим; головне, на їхню думку, було пояснити причини зміни зовнішнього виглядуречовин.

У 18 в. працювало багато хіміків, чия наукова діяльність не вкладається у звичайні схеми розгляду етапів та напрямів розвитку науки, і серед них особливе місце належить російському вченому-енциклопедисту, поетові, поборнику освіти Михайлу Васильовичу Ломоносову (1711-1765). Своїми відкриттями Ломоносов збагатив майже всі галузі знання, і багато його ідей більш ніж на сто років випередили науку того часу. У 1756 Ломоносов провів знамениті досліди з випалювання металів у закритій посудині, які дали незаперечний доказ збереження речовини при хімічних реакціях і ролі повітря в процесах горіння: збільшення ваги при випалюванні металів, що спостерігалося, ще до Лавуазьє він пояснював з'єднанням їх з повітрям. На противагу панівним уявленням про теплороді він стверджував, що теплові явища обумовлені механічним рухом матеріальних частинок. Гнучкість газів він пояснював рухом частинок. Ломоносов розмежовував поняття «корпускула» (молекула) та «елемент» (атом), що набуло загального визнання лише в середині 19 ст. Ломоносов сформулював принцип збереження матерії та руху, виключив флогістон з числа хімічних агентів, заклав основи фізичної хімії, створив при Петербурзькій АН у 1748 р. хімічну лабораторію, в якій проводилися не тільки наукові роботи, але і практичні заняттястудентів. Великі дослідження проводив він у суміжних з хімією галузях знання – фізики, геології та ін.

Пневматична хімія.

Недоліки теорії флогістона найяскравіше виявилися в період розвитку т.зв. пневматичної хімії. Найбільшим представником цього напряму був Р. Бойль: він не лише відкрив газовий закон, що носить тепер його ім'я, але й сконструював апарати для збирання повітря. Хіміки отримали найважливіший засіб виділення, ідентифікації та вивчення різних «повітрях». Важливим кроком був винахід англійським хіміком Стівеном Хейлзом (1677-1761) "пневматичної ванни" на початку 18 ст. – приладу для уловлювання газів, що виділяються при нагріванні речовини, у посудину з водою, опущену вгору дном у ванну з водою. Пізніше Хейлз і Генрі Кавендиш встановили існування деяких газів («повітрях»), які за своїми властивостями від простого повітря. У 1766 році Кавендіш систематично досліджував газ, що утворюється при взаємодії кислот з деякими металами, пізніше названий воднем. Великий внесок у вивчення газів зробив шотландський хімік Джозеф Блек. Він зайнявся дослідженням газів, що виділяються при дії кислот на лугу. Блек встановив, що мінерал карбонат кальцію при нагріванні розкладається з виділенням газу та утворює вапно (оксид кальцію). Виділився газ ( вуглекислий газ- Блек назвав його "пов'язаним повітрям") можна було знову з'єднати з вапном і отримати карбонат кальцію. Серед іншого, це відкриття встановлювало нерозривність зв'язків між твердими та газоподібними речовинами.

Хімічна революція.

Великих успіхів у виділенні газів та вивченні їх властивостей досяг Джозеф Прістлі – протестантський священик, котрий захоплено займався хімією. Поблизу Лідса (Англія), де він служив, знаходився броварня, звідки можна було отримувати у великих кількостях «пов'язане повітря» (тепер ми знаємо, що це був діоксид вуглецю) для проведення дослідів. Прістлі виявив, що гази можуть розчинятися у воді, і спробував збирати їх над водою, а над ртуттю. Так він зумів зібрати та вивчити оксид азоту, аміак, хлороводень, діоксид сірки (звичайно, це їх сучасні назви). У 1774 Прістлі зробив найважливіше своє відкриття: він виділив газ, в якому речовини горіли особливо яскраво. Будучи прихильником теорії флогістону, він назвав цей газ "дефлогістованим повітрям". Газ, відкритий Прістлі, здавався антиподом «флогістованого повітря» (азоту), виділеного в 1772 англійським хіміком Даніелом Резерфордом (1749-1819). У «флогістованому повітрі» миші вмирали, а в «дефлогістованому» були дуже активними. (Слід зазначити, що властивості газу, виділеного Прістлі, ще в 1771 описав шведський хімік Карл Вільгельм Шееле, але його повідомлення з недбалості видавця з'явилося в друку лише в 1777.) Великий французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє відразу ж оцінив значення відкриття Прістлі. У 1775 він підготував статтю, де стверджував, що повітря не проста речовина, а суміш двох газів, один з них – «дефлогістоване повітря» Прістлі, який з'єднується з палаючими або іржавіючими предметами, переходить із руд у деревне вугілля і є необхідним для життя. Лавуазьє назвав його oxygen, кисень, тобто. "кислотоутворюючий" Другий удар по теорії елементів-стихій було завдано після того, як з'ясувалося, що вода – це теж не проста речовина, а продукт з'єднання двох газів: кисню та водню. Всі ці відкриття та теорії, покінчивши з таємничими «стихіями», спричинили раціоналізацію хімії. На перший план вийшли ті речовини, які можна зважити або кількість яких можна виміряти якимось іншим способом. Протягом 80-х 18 в. Лавуазьє у співпраці з іншими французькими хіміками – Антуаном Франсуа де Фуркруа (1755–1809), Гітоном де Морво (1737–1816) та Клодом Луї Бертолле – розробив логічну систему хімічної номенклатури; в ній було описано понад 30 простих речовин із зазначенням їх властивостей. Ця праця, Метод хімічної номенклатури, був опублікований в 1787 році.

Переворот у теоретичних поглядах хіміків, що стався наприкінці 18 ст. в результаті швидкого накопичення експериментального матеріалу в умовах панування теорії флогістона (хоча і незалежно від неї) зазвичай називають «хімічною революцією».

ДЕВ'ЯТНАДЦЯТЕ СТОЛІТТЯ

Склад речовин та його класифікація.

Успіхи Лавуазьє показали, що застосування кількісних методів може допомогти у визначенні хімічного складуречовин та з'ясування законів їх об'єднання.

Атомна теорія.

Народження фізичної хімії.

До кінця 19 ст. з'явилися перші роботи, у яких систематично вивчалися Фізичні властивостірізних речовин (температури кипіння та плавлення, розчинність, молекулярна вага). Початок таких досліджень поклали Гей-Люссак і Вант-Гофф, які показали, що розчинність солей залежить від температури та тиску. У 1867 норвезькі хіміки Петер Вааге (1833–1900) та Като Максиміліан Гульдберг (1836–1902) сформулювали закон чинних мас, згідно з яким швидкість реакцій залежить від концентрацій реагентів. Використаний ними математичний апарат дозволив знайти дуже важливу величину, що характеризує будь-яку хімічну реакцію – константу швидкості.

Хімічна термодинаміка.

Тим часом хіміки звернулися до центрального питання фізичної хімії – вплив теплоти на хімічні реакції. На середину 19 в. Фізики Вільям Томсон (лорд Кельвін), Людвіг Больцман та Джеймс Максвелл виробили нові погляди на природу теплоти. Відкидаючи калористичну теорію Лавуазьє, вони представляли теплоту як наслідок руху. Їхні ідеї розвинув Рудольф Клаузіус. Він розробив кінетичну теорію, згідно з якою такі величини, як обсяг, тиск, температура, в'язкість і швидкість реакцій, можна розглядати виходячи з уявлення про безперервний рух молекул та їх зіткнення. Одночасно з Томсоном (1850) Клазіус дав перше формулювання другого початку термодинаміки, запровадив поняття ентропії (1865), ідеального газу, довжини вільного пробігу молекул.

Термодинамічний підхід до хімічних реакцій застосував у своїх роботах Август Фрідріх Горстман (1842–1929), котрий на основі ідей Клаузіуса спробував пояснити дисоціацію солей у розчині. У 1874–1878 американський хімік Джозайя Уіллард Гіббс розпочав систематичне вивчення термодинаміки хімічних реакцій. Він ввів поняття вільної енергії та хімічного потенціалу, пояснивши суть закону діючих мас, застосував термодинамічні принципи щодо рівноваги між різними фазами при різних температурі, тиску та концентрації (правило фаз). Роботи Гіббса створили фундамент сучасної хімічної термодинаміки. Шведський хімік Сванте Август Арреніус створив теорію іонної дисоціації, яка пояснювала багато електрохімічних явищ, і ввів поняття енергії активації. Він також розробив електрохімічний метод виміру молекулярної масирозчинених речовин.

Великим вченим, завдяки якому фізична хімія була визнана самостійною областю знань, був німецький хімік Вільгельм Оствальд, який застосував концепції Гіббса щодо каталізу. У 1886 році він написав перший підручник з фізичної хімії, а в 1887 році заснував (разом з Вант-Гоффом) журнал «Фізична хімія» (Zeitschrift für physikalische Chemie).

ДВАДЦЯТЕ СТОЛІТТЯ

Нова структурна теорія.

З розвитком фізичних теорій про будову атомів і молекул було переосмислено такі старі поняття, як хімічна спорідненість та трансмутація. Виникли нові уявлення про будову матерії.

Модель атома.

У 1896 Антуан Анрі Беккерель (1852-1908) відкрив явище радіоактивності, виявивши спонтанне випромінювання солями урану субатомних частинок, а через два роки подружжя П'єр Кюрі і Марія Склодовська-Кюрі виділили два радіоактивні елементи: полоній і радий. У наступні роки було встановлено, що радіоактивні речовини випускають три види випромінювання: a-частки, b-частки та g-Промені. Разом з відкриттям Фредеріка Содді, що показало, що при радіоактивному розпаді відбувається перетворення одних речовин на інші, все це надало нового сенсу тому, що древні називали трансмутацією.

У 1897 році Джозеф Джон Томсон відкрив електрон, заряд якого з високою точністю виміряв в 1909 Роберт Міллікен. У 1911 р. Ернст Резерфорд, виходячи з електронної концепції Томсона, запропонував модель атома: у центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, а навколо нього обертаються негативно заряджені електрони. У 1913 Нільс Бор , використовуючи принципи квантової механіки, показав, що електрони можуть бути не на будь-яких, а на строго певних орбітах. Планетарна квантова модель атома Резерфорда – Бора змусила вчених по-новому підійти до пояснення будови та властивостей хімічних сполук. Німецький фізик Вальтер Коссель (1888-1956) припустив, що хімічні властивості атома визначаються числом електронів на його зовнішній оболонці, а утворення хімічних зв'язків обумовлюється переважно силами електростатичної взаємодії. Американські вчені Гілберт Ньютон Льюїс та Ірвінг Ленгмюр сформулювали електронну теорію хімічного зв'язку. Відповідно до цих уявлень молекули неорганічних солей стабілізуються електростатичними взаємодіями між складовими їх іонами, які утворюються при переході електронів від одного елемента до іншого (іонний зв'язок), а молекули органічних сполук – за рахунок усуспільнення електронів (ковалентний зв'язок). Ці ідеї лежать в основі сучасних уявлень про хімічний зв'язок.

Нові методи дослідження.

Всі нові уявлення про будову речовини могли формуватися лише внаслідок розвитку у 20 ст. експериментальної техніки та появи нових методів дослідження. Відкриття в 1895 Вільгельм Конрад Рентгеном Х-променів послужило основою для створення згодом методу рентгенівської кристалографії, що дозволяє визначати структуру молекул по картині дифракції рентгенівських променів на кристалах. За допомогою цього методу було розшифровано структуру складних органічних сполук – інсуліну, дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), гемоглобіну та ін. Зі створенням атомної теорії з'явилися нові потужні спектроскопічні методи, що дають інформацію про будову атомів та молекул. Різні біологічні процеси, і навіть механізм хімічних реакцій досліджуються з допомогою радіоізотопних міток; Широке застосування радіаційні методи знаходять і в медицині.

Біохімія.

Ця наукова дисципліна, що займається вивченням хімічних властивостейБіологічні речовини спочатку були одним з розділів органічної хімії. У самостійну область вона виділилася останнє десятиліття 19 в. в результаті досліджень хімічних властивостей речовин рослинного та тваринного походження. Одним із перших біохіміків був німецький вчений Еміль Фішер. Він синтезував такі речовини, як кофеїн, фенобарбітал, глюкоза, багато вуглеводнів, зробив великий внесок у науку про ферменти – білкові каталізатори, вперше виділені в 1878. Формуванню біохімії як науки сприяло створення нових аналітичних методів. У 1923 році шведський хімік Теодор Сведберг сконструював ультрацентрифугу і розробив седиментаційний метод визначення молекулярної маси макромолекул, головним чином білків. Помічник Сведберга Арне Тизелиус (1902–1971) у тому року створив метод електрофорезу – найдосконаліший метод поділу гігантських молекул, заснований на відмінності у швидкості міграції заряджених молекул в електричному полі. На початку 20 ст. Російський хімік Михайло Семенович Колір (1872-1919) описав метод поділу рослинних пігментів при проходженні їх суміші через трубку, заповнену адсорбентом. Метод було названо хроматографією. У 1944 англійські хіміки Арчер Мартін та Річард Сінг запропонували новий варіант методу: вони замінили трубку з адсорбентом на фільтрувальний папір. Так з'явилася паперова хроматографія – один із найпоширеніших у хімії, біології та медицині аналітичних методів, за допомогою якого наприкінці 1940-х – на початку 1950-х років вдалося проаналізувати суміші амінокислот, що виходять при розщепленні різних білків, та визначити склад білків. В результаті ретельних досліджень було встановлено порядок розташування амінокислот у молекулі інсуліну (Фредерік Сенгер), а до 1964 року цей білок вдалося синтезувати. Зараз методами біохімічного синтезу отримують багато гормонів, лікарські засоби, вітаміни.

Промислова хімія.

Ймовірно, найважливішим етапом у розвитку сучасної хімії було створення 19 в. різних дослідницьких центрів, які займалися, крім фундаментальних, а також прикладними дослідженнями. На початку 20 ст. низку промислових корпорацій створили перші промислові дослідницькі лабораторії. У 1903 була заснована хімічна лабораторія «Дюпон», а 1925 – лабораторія фірми «Белл». Після відкриття та синтезу у 1940-х роках пеніциліну, а потім та інших антибіотиків з'явилися великі фармацевтичні фірми, в яких працювали професійні хіміки. Велике прикладне значення мали роботи у галузі хімії високомолекулярних сполук. Одним із її основоположників був німецький хімік Герман Штаудінгер (1881–1965), який розробив теорію будови полімерів. Інтенсивні пошуки способів отримання лінійних полімерів привели в 1953 до синтезу поліетилену (Карл Циглер,), а потім інших полімерів із заданими властивостями. Сьогодні виробництво полімерів – найбільша галузь хімічної промисловості.

Не всі здобутки хімії виявилися благом для людини. У 19 ст. при виробництві фарб, мила, текстилю використовували соляну кислоту та сірку, що становили велику небезпеку для довкілля. У 20 ст. виробництво багатьох органічних та неорганічних матеріалів збільшилося за рахунок вторинної переробки використаних речовин, а також за рахунок переробки хімічних відходів, що становлять небезпеку для здоров'я людини та навколишнього середовища.

Література:

Фігуровський Н.А. Нарис загальної історії хімії. М., 1969
Джуа М. Історія хімії. М., 1975
Азімов А. коротка історіяхімії. М., 1983

Наука про речовини та їх перетворення зародилася в Єгипті – технічно найбільш передовій країні стародавнього світу.

Єгипет

Єгипетські жерці були першими хіміками.Вони володіли багатьма нерозгаданими хімічними секретами. Наприклад, прийомами бальзамування тіл померлих фараонів та знаті, а також отриманням деяких фарб. Такі галузі виробництва, як гончарне виробництво, склоробство, фарбування, парфумерія досягли в Єгипті значного розвитку ще задовго до нашої ери. Хімія вважалася «божественною» наукою, перебувала цілком у руках жерців і ретельно ховалася ними від усіх непосвячених.

Однак, деякі відомості все ж таки проникали за межі Єгипту. Відомо, що у бібліотеці єгипетського міста Олександрії, одному із семи чудес світу, зберігалися манускрипти з описом процесів прожарювання, перегонки, фільтрування тощо.

В історії хімії давня грецька держава також відіграє значну роль.Греки багато чому навчилися у єгиптян, водночас самі зробили значний внесок у науку про речовини. Хімічні знання, що безперервно накопичуються людьми, поступово відокремлювалися від релігії і переходили в самостійну галузь людської діяльності. Одним із перших основоположників сприйняття світу через пізнання був відомий філософАристотель, який припускав, що всі існуючі предмети та речовини складаються лише з чотирьох фундаментальних елементів – води, вогню, землі та повітря. Кожен із цих елементів характеризує власну властивість: вода – вологість, земля – холод, вогонь – тепло, повітря – сухість. Давньогрецький філософ Демокріт припускав, що вся існуюча і навколишня матерія складається з найдрібніших неподільних частинок Надзвичайно просунутими у сфері науки та винахідництва були і давні китайці, історія Китаю знає імена багатьох видатних вчених.

Китай

Одним із найзначніших ранніх відкриттів у Китаї можна вважати винахід порцеляни. На початку ІІ. н.е. у Китаї було винайдено папір, який виготовляли спочатку з кори дерев, пеньки, шовкової вати та шовкових очесів, що залишалися від виробництва. Пізніше на півдні Китаю кращих сортівпапери стали вживати молоді пагони бамбука та очерету. Ще до нашої ери китайці розробили способи одержання цукру. Широкого поширення набули у них і барвники, що витягуються з рослин. У Китаї успішно розвивалася лікарська хімія, було винайдено порох, туш, лаки. Китайські землероби ще до нашої ери почали використовувати органічні добрива.

Хімія в середні віки

Протягом тисячоліть відбувалося нагромадження хімічних знань людини.Приблизно у VII ст. н.е. араби перейняли надбання та прийоми роботи єгипетських жерців та збагатили людство новими знаннями. Араби додали до слова хемі приставку, і лідерство у вивченні речовин, яке стало називатися алхімією, перейшло до арабів. Слід зазначити, що на Русі алхімія поширення не мала, хоча праці алхіміків були відомі, і навіть перекладалися церковнослов'янською мовою. Алхімія – це середньовічне мистецтво отримання та переробки різних речовин для практичних потреб На відміну від давньогрецьких філософів, які лише спостерігали світ, а пояснення будували на припущеннях та роздумах, алхіміки діяли, експериментували, роблячи несподівані відкриття та вдосконалюючи методику експерименту. Алхіміки вважали, що метали - це речовини, що складаються з трьох основних елементів:

• солі- Як символу твердості та здатності до розчинності;
• сірки- як речовини, здатної нагріватися та горіти при високих температурах;
• ртуті– як речовини, здатної до випаровування та блискучого.

У зв'язку з цим передбачалося, що, наприклад, золото, що було дорогоцінним металом, теж має такі самі елементи, а значить і отримати його можна з будь-якого металу! Вважалося, що отримання золота з іншого металу пов'язані з дією філософського каменю, які безуспішно і намагалися знайти алхіміки.

Крім того, вони вірили, що якщо випити еліксир, приготований із філософського каменю, то набудеш вічну молодість! Але ні філософського каменю, ні золота з інших металів алхімікам знайти й здобути не вдалося.

Проте їх діяльність дала позитивні результати: від них нам дістався великий досвід роботи з багатьма речовинами, винайдені прилади та обладнання, ними були відкриті деякі хімічні елементи та вивчені їх властивості. В історії алхімії варто назвати деякі визначні імена. Так, німецький алхімік Хенніг Бранд, вперше отримав фосфор, ймовірно 1669 року. Одержимий пошуками філософського каменю та золота, він вважав, що всі речовини, пофарбовані в золотистий колір, містять частинки золота. Для експериментів Бранд користувався сечею. При її випаровуванні алхімік і отримав білу речовину, схожу на віск, що самозаймилася на повітрі – це був фосфор.

Французький алхімік Ніколас Фламель- Особа дуже загадкова. За деякими даними вважається, що саме цьому алхіміку все ж таки вдалося отримати філософський камінь і еліксир життя. Відомості про цю людину уривчасті, вважається, що після отримання філософського каменю алхімік втік. Сьогодні відомо, що найстаріша будівля в Парижі, збудована ще 1407 року, була колись будинком Ніколаса Фламеля.

XV століття– період історії хімії, ознаменований застосуванням алхімії виготовлення різних медичних препаратів. Завдяки розвитку точних наук, розвиток хімії все більше набував наукового характеру. Алхімія поступово перетворювалася на хімію. Хімія поступово відокремлювалася від філософії і вже, як наука, будувалася на узагальненнях та аналізі окремих явищ, що спостерігаються.

Парацельс (лат. Paracelsus, справжнє ім'я Філіп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, 1493-1541)– знаменитий швейцарський алхімік, лікар, філософ, дослідник природи, натурфілософ епохи Відродження, один із засновників ятрохімії. Парацельс був великим реформатором медичної науки та практики, він піддав критичному перегляду ідеї стародавньої медицини, сприяв впровадженню хімічних препаратів у медицину. Вважається одним із засновників сучасної науки.

Можна вважати, що Парацельс помер від систематичного отруєння ртуттю.Він вважав, що колись усі метали були ртуттю, і провів сотні дослідів, щоб із ртуті здобути золото. Наприкінці життя він визнав невдачу, сказавши: «З насіння цибулі виросте цибуля, а не троянда, горіх чи салат». За однією з легенд, Парацельсвідкрив секрет вічної молодості і не помер, а мешкає серед нас. Могила Парацельсана цвинтарі святого Себастьяна у Зальцбурзі стала місцем паломництва. Існує переказ, що у 1831 р. зупинилося просування епідемії холери. Вважають, що розповіді про Парацельса лягли в основу легенди про доктора Фауста. Поступово рівень розвитку хімії дозволив створювати співтовариства, які мали науковий підхід до явищ, що вивчалися, могли передавати і продовжувати накопичувати знання. То були перші академії. Так, в 1560 така академія утворилася в Неаполі.

Через 100 років подібна академія з'явилася у Лондоні.В другій половині XVII століттяірландським ученим Робертом Бойлем зроблено спробу пояснення деяких хімічних перетворень виходячи з застосування поняття «атом». Роботи Бойля мали велике значеннядля становлення хімії як науки

У книзі "Хімік-скептик" він сформулював основне завдання хімії- Дослідження складу різних фізичних тіл, пошук нових хімічних елементів. У книзі містилася обґрунтована критика вчення про три засади (сірку, ртуті, солі) та чотири стихії. Трактат було видано анонімно, але ім'я автора незабаром стало широко відоме. Ця книга стала важливим кроком на шляху перетворення алхімії на самостійну науку – хімію.

Становлення сучасної хімії

Першим етапом існування хімії як самостійної науки вважатимуться відкриття закону збереження маси (друга половина XVIII століття). Цей закон був уперше сформульований французьким хіміком Антуаном Лораном Лавуазьє (1743-1794),який у процесі своєї наукової діяльності поклав основи дослідження речовини вже з наукового погляду. Автор кисневої теорії горіння, один із авторів нової хімічної номенклатури, він запропонував перший перелік хімічних елементів та написав перший підручник «Елементарний курс хімії».

Першою (хоч і потім відкинутою) теорією наукової хімії була запропонована Георгом Шталем теорія флогістону (XVIII ст.). Флогістонна теорія була головною умовою та рушійною силою розвитку вчення про елементи. Вона сприяла повному визволенню хімії від алхімії. Саме під час майже столітнього панування флогістонної теорії завершилося розпочате Бойлем перетворення алхімії на хімію. Наприкінці XVIII в. у хімії було накопичено великий обсяг експериментальних даних, які необхідно було систематизувати у межах єдиної теорії. Творцями такої теорії стали французький хімік Антуан Лоран Лавуазьєта російський вчений Михайло Васильович Ломоносов. Вони застосовували точні виміри щодо хімічних реакцій. Це дозволило спростувати теорію флогістону, виявити суть процесів горіння та дихання, сформулювати закон збереження маси.

Блискучі успіхи кількісних методів дослідження речовин призвели до фундаментальних змін у хімії. Англійський хімік Джон Дальтон (1766–1844)експериментально підтвердив атомістичну теорію. Період кількісних законів (атомно-молекулярної теорії) продовжувався з 1789 по 1860 рік.

З першої половиниХІХ ст. хімія розпочала свій стрімкий та тріумфальний розвиток. Зі збільшенням обсягузнань про речовини та їх властивості виділилися її окремі області. Безсумнівно, найзначнішим відкриттям хімії стало відкриття найважливішого закону природи – Періодичного Закону. Періодичний Закон було відкрито у лютому 1869 року російським хіміком Дмитром Івановичем Менделєєвим.

Сьогодні Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва висить на стіні будь-якого кабінету хімії у всьому світі! Саме Періодичний Закон об'єднав хімічні знання у струнку та логічну систему. Д.І. Менделєєв передбачив існування елементів, які тоді були ще відкриті. Передбачені Менделєєвим елементи невдовзі було відкрито, що було підтвердженням великого відкриття!

На етапі розвитку природничих наук (з XX в.)з'явилися нові фізичні методи дослідження. Це надало хімікам небачені раніше можливості для вивчення речовин. У нинішньому, ХХІ столітті, тріумфальна хода хімії продовжується.Її найвища мета – задовольняти потреби кожної людини та всього суспільства.

Підсумок статті:

• Батьківщиною хімії вважається давній Єгипет
• У стародавньому світі істотний внесок у розвиток хімії зробили Єгипет, Китай, Греція
• До ІІІ ст. н.е. тривав доалхімічний етап розвитку хімії. Теоретичні та практичні знання про речовини розвивалися відносно незалежно один від одного. Протягом алхімічного періоду (III – XVI ст.) зародилася експериментальна хімія, накопичилися знання про речовини
• Алхімія – середньовічне мистецтво, основною метою якого було отримання філософського каменю
• З XVII ст. почалося становлення хімії як науки. Сучасний етап розвитку хімії бере початок у XX ст. і триває до наших днів
• Сьогоднішні успіхи прикладної хімії ґрунтуються на досягненнях хімічної науки. Тому фундаментальні дослідження– «знання заради знань» – особливо цінні для людства

Значення хімії історія людства вкрай велике. На сьогоднішній день ця наукова дисципліна має безліч об'єктів і прийомів дослідження, завдяки яким можлива навколишня дійсність. Досягнення в галузі хімії дозволяють отримувати високоміцні матеріали та розробляти нові ліки, які можуть урятувати тисячі життів, вести дослідницьку діяльність у суміжних науках.

Зараз відомо понад півтора десятка мільйонів сполук, кожне з яких здатне вступати до численної кількості реакційних взаємодій. Однак такою різноманітністю хімічних речовин та відомостей про них людство мало не завжди. Хімія на сьогоднішньому етапі свого розвитку - це наслідок раніше здобутих і ретельно структурованих знань.

Протягом усієї історії хімії до неї ставилися дуже специфічно. Одні вважали цю науку допомогою людству вийти новий ступінь свого розвитку, інші - лише магічними силами. За неї у середньовіччі спалювали на багаттях. Історія виникнення хімії буде розглянута докладніше. Виділимо ключові історичні моменти, які б подальшому розвитку даної науки.

Становлення хімії в античному полісі

Існує безліч теорій, які свідчать, що історія розвитку хімії почалася межі нашої ери. Сталося це при розвитку умінь та можливості отримувати сплави. Як результат, відзначають появу незабаром перших фармацевтичних засобівстворення кераміки.

Однак чітко побачити відправну точку в історії виникнення хімії можна, опинившись у давньогрецькій державі. Саме тут Софісти у п'ятому столітті нашої ери досліджують нову позицію людина-космос, завдяки чому приходять до дивовижного висновку, що для перетворення навколишнього світу людині потрібні підручні засоби. У цей же час з'являється атомистична картина світу Демокріта, який проповідував людям, що всі об'єкти, що нас оточують, складаються з дрібних частинок. Згодом ці частки отримають назву атоми.

Безумовно, в рамках античного світу така заява була схожа на фантастичну ідею, таким чином, всерйоз Демокріта мало хто сприймав. Однак на рубежі нового часу до його теорії поверталися не раз багато діячів історичної наукияк до основної точки в історії виникнення хімії.

Зародження алхімії

Про Великого Олександра відомо багато, зокрема те, що він мав найбільшу бібліотеку стародавнього світу. Саме тому основний науковий центр до другого тисячоліття до н.е. формується в Олександрії - є думка, що історія органічної хімії почалася саме звідси. Саме в цьому місті зароджується дивовижна людська діяльність – алхімія.

Вона є наступним етапом історія хімії як науки. На цьому щаблі були пов'язані знання стародавніх греків і теоретичні відомості Платона, що, власне, і відбилося в алхімії. Для алхіміків властивим був особливий інтерес до металів. Для цих речовин було розроблено власне структурування з урахуванням небесних об'єктів. Так, срібло у візуальному плані зображували як Місяць, залізо – у формі Марса. Такою була історія розвитку органічної хімії.

Внаслідок того, що культура античного часу була повністю занурена в релігійне мислення, і в алхімії існував свій божественний покровитель - Той. У цей час з'являються перші твори, які висвітлюють наукові пошуки та місце людини у світі. Історія розвитку хімії починає збагачуватися подіями. Пустельник-дослідник Болос родом з поліса Мендеса написав трактат «Фізика і містика», який став результатом його довгих поневірянь і відобразив у собі опис відомих металів і дорогоцінного каміння, їх властивості та практичну значущість для людини.

Відомий багатьом алхімік Зосим Панополит у численних працях розглядав штучні методики отримання золота з металів. Саме з цього моменту історія походження хімії стала мати масовий характер. Про алхімію заговорили майже всі, нею стали цікавитися різні верстви населення, і всіх, звичайно ж, приваблювала думка видобутку золота та вічного життя. Історія хімії, коротко представлена ​​в нашому матеріалі, - це те, що в ті часи знали всі вчені, які хотіли чогось досягти.

Відкриття амальгаму

Далі за багатьох в алхімії пройшли єгипетські дослідники, які не просто фіксували різні метали, А й шукали руди, у тому числі ті виходили, тобто проводили досліди, як описували, а й досліджували реальність. Саме в Єгипті було відкрито практичну школу видобутку амальгаму. Він був сплав між ртуттю і металами. Незабаром серед алхіміків стався особливий сплеск, викликаний досягненнями єгипетських дослідників. Історія розвитку хімії, стисло розглянута нами, була знову переписана. Стали вважати, що елемент, що виробляється єгиптянами, - ні що інше, як первинна речовина, склад нашого світу. Приблизно в цей час відбувалися нові відкриття в золотій течії. Було встановлено, що за допомогою свинцю та селітри можна зробити золото ще красивішим та яскравішим.

Хімічні відкриття Сходу

На наступному етапі свого розвитку накопичений грецькою школою досвід перетворюється на арабський світ. Тут настає справжнісінький золотий розквіт, коли безліч мусульманських дослідників активно входить у науковий процес. Вчені змогли досягти низки нововведень: фосфор, сурма, дуже багато було отримано в лікувальній справі, розроблялися нові види ліків та зілля.

До алхімічного трактування, яке дозволяє перетворювати будь-який метал на золото, у цій частині світу зробили свої зауваження. З'явилася ідея про те, що будь-яку речовину можна перетворити на цей дорогоцінний метал. А зробити це можна, знайшовши особливий філософський камінь. Таке твердження теж оживило інтерес населення до цієї дисципліни, багато хто почав намагатися вивчити хоча б коротко історію хімії.

Наприкінці IX століття арабський дослідник Джабір ібн Хайян висунув ртутно-сірчану теорію. Ця теорія переглядала попередні погляди на природу походження металів і викликала певний фурор в алхімічних колах як арабської, а й європейських шкіл.

Розвиток хімії в середні віки

До представленої ери християнський світще мало знав про ті течії та прогресивні ідеї, які зароджувалися на Сході. Проте релігійні хрестові походиу якомусь сенсі допомогли доторкнутися до двох таких різним світамта здійснити культурну асиміляцію. На рубежі XII-XIII століть європейська наука приймає він лідируючі позиції. Наразі триває активне дослідження хімічних речовин. Історія предмета "хімія" у середньовічний період пов'язана з такими особами, як Роджер Бекон, Альберт Великий та Раймонд Луллій.

Середньовіччя – апогей релігійного мислення. Все життя людини було просякнуте вірою, такий відбиток не міг не накластися на хімічну науку. Примітний той факт, що відкривати нові речовини, дізнаватися про їхні можливості, розглядати способи застосування сталі в храмах і монастирях. Так, одним із перших вагомих відкриттів, відомих і досі, став нашатирний спирт. Як і в будь-якому попередньому столітті, суспільство мало хвилювала ця наукова галузь, поки не було відкрито в середині XIII століття порох. Відкриття його надають Роджеру Бекону. Ця речовина справила свого роду революцію у свідомості людини, а згодом і у військовій галузі.

Шістнадцяте століття практично повністю було присвячене пошукам нових елементів, які можна було б використовувати у медицині. На даний час формується безліч ідей про панацеї, речовини, які здатні продовжити життя людини.

Розвиток хімії у новий час

Характерна загальна риса нового часу - звільнення від теологічного мислення. У зв'язку із цим формується цілий спектр наукових дисциплін. Саме в цей час можна говорити про історію хімії як науки. Унікальною особистістю в цей час був Роберт Бойль, який поставив перед собою небувале завдання - розшукати якнайбільше хімічних елементів і речовин, вивчити їх властивості та структурувати отримані відомості.

Ще однією культовою особистістю був Антуан Лавуазьє, який до кінця XVIII століття демонструє суспільству свою теорію кисневого горіння. Це новий рівень у розвитку хімічної галузі. Коротка історія розвитку хімії, описана в його головній науковій праці «Елементарний курс фізики», була написана живою, простою та доступною для всіх людей мовою.

Відштовхуючись від закону збереження маси, Антуан створює таблицю хімічних елементів. На основі цієї структури змінюються уявлення про природу хімічної речовини. Усвідомлення структури сполук дуже значуще, оскільки все життя Землі пов'язані з їх виникненням і перетворенням. У цей час відбувається розподіл хімічної науки на два основних розділи - органічну і неорганічну хімію, тобто хімію живої і неживої природи. Історія органічної хімії виділяється, формується окремо. Таким чином, новий час демонструє вже цілком наукову хімію, яка ґрунтується на емпіричних принципах та лабораторних дослідах.

Дев'ятнадцяте століття історія розвитку хімічної науки

На початку дев'ятнадцятого століття багато вчених почали знову звертати свої погляди на античні думки. Так, у початку XIXстоліття Джон Дальтон, з припущень Демокріта, висуває свою атомну теорію. Спостерігаючи за несхожими один на одного процесами перетворення речовин, вчені прийшли до висновку, що всі речовини складаються з найдрібніших частинок - атомів і молекул. Згодом було відкрито, що найважливішою характеристикою цих часток маса.

У цей час відкриваються основні хімічні закони, які уточнювалися у наступні століття, трансформувалися з урахуванням нових знань, проте не втратили свого значення у хімічної науці. Перерахуємо ці закони:

• сталості хімічного складу;
• збереження маси;
• кратного та об'ємного відношення.

В один із основних законів фізики та хімії цього століття перетворюється гіпотеза Авогадро, а також сформульований трохи пізніше газовий закон. Ці положення відкрили спосіб встановлення стандартної шкали атомних мас. Зазначимо, що цими шкалами користуються і сьогодні.

Хімія в середині XIX ст.

До середини дев'ятнадцятого століття вченими було відкрито понад п'ятдесят хімічних елементів, вираховано їх атомні маси, вивчені властивості та способи з'єднання з іншими речовинами Все це стало наслідком відкриття головного хімічного закону – періодичного закону Д. І. Менделєєва. Нововведення цього вченого полягали в тому, що закономірність зміни властивостей хімічних елементів зі збільшенням обсягу маси атомів була виявлена ​​до появи якогось пояснення цього феномена.

На сьогоднішній день відкриття Менделєєва не втратили своєї значущості. Відкриття нових хімічних елементів та проведення сучасних досліджень лише більше зміцнили основні позиції вченого. Періодична таблиця хімічних елементів, створена основі цього закону, - головний путівник у вивченні якості будь-якого хімічного елемента.

Хімія на початку XX ст.

На початку ХХ століття на хімічній арені відбувається справжня революція. У цей час було сформовано основні положення квантової механіки та визначено будову атома. Ці відкриття з'явилися фундаментальною ланкою у розумінні сенсу періодичного закону та будови речовини загалом. Характерною рисоюцього часу є ідея про тісну взаємодію наук фізики та хімії. Адже відмінності між цими природничими науками виявляються лише у межах досліджуваних явищ.

Сучасний етап розвитку хімії

На сьогоднішній день знання про хімічні елементи та їх структуру допомагають пояснити та спрогнозувати властивості молекул та натуральних речовин, що являють собою сукупність великої кількостірухомих частинок. Технічний рівеньдозволяє вивчати різні перетворення молекул. В останні роки з'явилася можливість за допомогою комп'ютерного моделювання на підставі розрахунків квантової механіки визначати структуру хімічної сполуки речовини, механізми сполуки та способи руху частинок, які важко піддаються експериментальному фіксуванню.

Необхідно згадати про те, що сьогодні Головна мета, яка стоїть перед хімічною наукою, - це дослідження процесу: пройде дана хімічна реакція чи ні, а якщо минеться, то який буде результат і які оптимальні умови, щоб коефіцієнт корисної діїпроведеної реакції був якнайбільше, а швидкість процесу прийнятною? Вивчення швидкості протікання реакції дуже важливі як виявлення оптимальних умов здійснення реакції, так у тому, щоб заздалегідь, до проведення реакції, приблизно знати результат.

То навіщо ж потрібна хімія? На сьогоднішній день без базових знань даної наукової дисципліни не обійтися. Знання загальних принципівта хімічних законів необхідні вченому, що працює в будь-якій галузі хімічного знання, чи це вивчення процесів, що здійснюються в надрах Землі, виробництво полімерних матеріалів чи організм людини.