Знакомство с химией. Исторический экскурс

За последние 300 лет достижения науки невероятно изменили мир. Стремительно увеличивается объем знаний, а вместе с ним меняется и качество нашей жизни. Мы не задумываемся о том, что именно знание — главное сокровище человечества.

Мы живем в мире веществ. Они окружают нас повсюду. Из них состоят звезды и планеты, моря и горы, растения и животные. Из разнообразных веществ построен и наш организм. Мы дышим кислородом воздуха, пьем воду, принимаем пищу. С веществами происходят постоянные изменения — одни вещества образуются, а другие расходуются.

Наше пространство наполняет материя, которая состоит из вещества и поля. Поля изучают в курсе физики, а вещество изучает химия.

Зарождение химии

Химия — это наука о веществах, их свойствах и превращениях.

Первое упоминание химии появилось еще 3 тыс. лет до нашей эры. Этот подтверждают клинописные таблички, обнаруженные во время раскопок древних городов Египта и Малой Азии. Название той науки сформировалось от слова «khemia» — «черная страна», «страна с черной землей». Такое название имел Древний Египет, в котором зародилось священное искусство химии.

Современный термин дисциплины пошел от позднелатинского «chimia». В русском языке он появился во времена Петра I.

Наиболее выдающимися химиками Древнего мира были египтяне. Многие секреты нераскрытые до сих пор. Современные химики имеют в своем распоряжении сотни тысяч естественных и искусственных веществ, но сделать с их помощью мумию точно так, как этого добивались во времена фараонов, нынешние специалисты не могут.

В Древнем Египте уже умели выплавлять железо, свинец, медь, олово, золото и серебро. Было налажено производство стекла, керамики и духов. Египетские химики научились получать замечательные краски синего, зеленого, голубого и других оттенков. Их использовали для рисунков и отделки различных предметов. Даже сейчас спустя 4 тыс. лет эти краски сохранили свою яркость и прочность, а клей, которым склеивать листы папируса, не утратил своих качеств. Современные ученые пока не изобрели вещества с подобными свойствами.

В V веке до нашей эры в Древней Греции формируется атомистическая картина мира Демокрита, который был уверен ,что все окружающие нас объекты состоят из мельчайших частиц. В последствие, эти частицы получили название атомы.

Атомы бесчисленны, так как пустота бесконечна. Атомы являются первоначалом всего сущего.

Алхимия

Во II веке до нашей эры центром науки стала Александрия, ставшая родиной алхимии. Эта дисциплина является симбиозом теоретических мыслей Платона и практических навыков эллинов. Исследователь того времени Болос из Мендоса издал трактат «Физика и мистика», в котором дал описание металлам и драгоценным камням. Другой алхимик Зосим Панополит посвятил себя изучению искусственных методов получения золота.

История формирования науки химии берет начало именно с поиска этого благородного металла. Алхимики стремились получить золото при помощи опытов или магии. Однако в 296 г. император Римской империи Диоклетиан издал эдикт, наказывающий уничтожить все книги, содержащие знания о получении золота и серебра.

После краха Римской империи центром археологических исследований стал арабский Восток, а местные ученые — главными исследователями и хранителями античных трудов. Их деятельность способствовала открытию множество новых веществ. Большая часть уникальных знаний использовалась для разработки лекарств и снадобий в медицине и фармации.

В 815 г. арабский алхимик Джабир ибн Хайян сформировала ртутно-серную теорию, которая объясняла происхождение металлов. Ее принципы стали основополагающими для алхимии не арабской и европейской школы.

Он также ввел представление о философском камне как о некоей субстанции, которая способна изменить соотношение ртути и серы в любом металле, превратить его в золото, и одновременно исцелять все болезни и давать бессмертие. Центром арабской алхимии стал Багдад, а затем академия в Кордове.

Об открытиях мусульман христианские ученые узнали во времена крестовых походов. В Европу, алхимия проникла после изучения античных трудов монахом Альбертом Великим и его последователем Фомой Аквинским. Изучение данной дисциплины происходило в монастырях. Серьезным достижением монахов стало открытие нашатыря теологом Бонавентура.

Открытия алхимиков слабо волновали общество, пока Роджер Бэкон не описал порох в 1249 г. Со временем это вещество произвело революцию на полях сражений и в амуниции армии.

Известно, что папа Иоанн 22 был увлечен алхимии. Однако именно он издал в 1317 г. буллу против алхимиков. Католическая церковь наложила проклятие на занятия этой науки. Ее запретили во Франции, Венеции, Англии и Италии. Количество ученых подвергшихся гонениям и смерти несчетно.

В XVI веке алхимия трансформировалась в медицинскую дисциплину. Труды Парацельса открыли множество лекарств. В XVII веке состоялась первая научная революция, результатом которой стало новое естествознание, основанное на экспериментальных данных. Важным этапом является возрождение учения атомизма французским мыслителем Пьером Гассенди, который дал ему философское обоснование.

Дальнейшее формирование науки

Пионером становления химии стал английский ученый Роберт Бойль. Целью его работы было нахождение как можно большего количества химических элементов, а также изучение их состава и свойств. Знаменитым его последователем стал Михаил Васильевич Ломоносов — великий русский ученый, энциклопедист.

Ломоносов стал создателем первой в России химической лаборатории. В 1751 г. ученый произнес знаменитое «Слово о пользе химии», чем определил место химии среди других наук. Ломоносов доказал важность химии для развития науки и техники, обратил внимание на значение химии для развития общества в целом. В 1748 г. русский ученый сформулировал «закон сохранения материи».

Параллельно с российским ученым над этой проблемой работал французский химик Лавуазье, который в своих трудах ссылался на его работы. Также Ломоносов соединил науку и искусство. Изучая свойства стекла, он увлекся изготовлением мозаичных полотен. Одной из его работ является знаменитая Полтавская баталия.

В 1777 г. французский ученый Антуан Лавуазье создал кислородную теорию горения, которая стала основой для создания новой научной номенклатуры. История химии, описанная в его учебнике «Элементарный курс химии», стала прорывом. Лавуазье создал таблицу простейших элементов, опираясь на закон сохранения массы.

Также изменились представления и понятия о природе веществ. Химия стала самостоятельной рациональной наукой, основывающейся исключительно на экспериментах и реальных доказательствах.

Учение о веществе Лавуазье получило свое завершение в работе русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева, открывшего в 1869 году фундаментальный закон мироздания — закон периодичности. Значительный вклад в развитие химии внес и Александр Михайлович Бутлеров, создавший теорию строения органических соединений, которая позволила привести в систему знания об огромном количестве органических соединениях.

ХХ век стал революционный для развития химии. В этот период сформировались основные положения квантовой механики и изучено строение атома. Сегодня знания о химических элементах и их структуре помогают объяснить и спрогнозировать свойства молекул и веществ, являющихся совокупностью большого числа движущихся частиц.

В последнее время появилась возможность с помощью компьютерного моделирования определять структуру химического соединения вещества, механизмы соединения и способы движения частиц.