Химическая интегрированная теория. Период становления научной химии. Период зарождения научной химии

• Название: Период зарождения научной химии
• Анкор: Химическая интегрированная теория
• Дата: 15.10.2019
• Размер: 30.08 Kb.
• Имя файла: Период становления научной химии.docx
• Тип: Реферат; #90310

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Юго-Западный государственный университет»

(ЮЗГУ)

Кафедра нано-технологий, общей и прикладной физики
Дисциплина: «Концепция современного естествознания»

Реферат на тему:

«Период зарождения научной химии»


Выполнил: студент

Группы ТД-71

Смыченко Р.А.

Проверила:

доцент кафедры НТО и ПФ

к.ф.-м.н. Рослякова Л.И.


Курск 2019

Содержание

Введение 2

1 Период зарождения научной химии 2

2 Химические элементы древности 5

3 Революция в химии 7

Заключение 9

В прошлом веке специально подчёркивалось, что «химия занимается не телами, а веществами»(Д. И. Менделеев), то теперь мы являемся свидетелями того, как объектом всё более пристального внимания учёных-химиков становятся именно реальные макротела- те самые смеси, растворы, сплавы, газы, с которыми они непосредственно имеют дело в лаборатории и на производстве. По словам К. Маркса, прогресс химии «не только умножает число полезных веществ, но и число полезных применений уже известных веществ». 9

Введение

С незапамятных времён человек, сталкиваясь с различными явлениями природы, накапливая сведения о них и об окружающих его предметах, всё чаще использовал их себе на благо. Человек заметил, что под действием огня одни вещества (и сам жизнь) исчезают, а другие изменяют свои свойства. Например, обожжёная сырая глина приобретает прочность. Человек применил это в своей практике, и родилось гончарное дело. Из руд научились выплавлять металлы, а сплавляя металлы-получать различные сплавы;так появилась металлургия.

Используя свои наблюдения и знания, человек научился создавать, и, создавая, познавал. Науки рождались и развивались параллельно с ремёслами и производствами.

Превращения веществ под действием огня были первыми химическими реакциями, осуществлёнными человеком. По образному выражению советского историка Н. А. Фигуровского, костёр был своеобразной химической лабораторией.

1 Период зарождения научной химии

Как было уже отмечено, этот период охватывает три столетия, на протяжении которых отмечаются попытки придать химии единое теоретическое содержание, как это следует из трудов Парацельса, Шталя, Лавуазье.

Каждая наука, как и каждая истина, есть продукт своего времени. Для того, чтобы они могли появиться, необходимы соответствующие условия и обстоятельства. Для становления химии как науки такими условиями стало обновление европейской культуры, потребность в новых видах промышленного производства, открытие Америки и расширение торговых отношений, а также многие другие факторы прогресса, которые сначала проявили себя в Италии, а затем во всей Западной Европе. Эти изменения повернули научные исследования на новые пути. Химия также испытала на себе влияние новых условий жизни и, отделившись от старой алхимии, приобрела довольно большую свободу исследования. В результате этой свободы химия сделала первые шаги как самостоятельная наука, сформировала современный взгляд на цели и задачи химических исследований, утвердилась как единая и независимая наука.

В XVI веке в европейских странах алхимия утратила то свое назначение, которое она имела в предшествующие века. На смену алхимии пришло совершенно новое понимание задач химии. Ее назначение состояло не в получении золота, а в приготовлении лекарств. Это направление в химической науке получило название ятрохимии.

Основателем ятрохимии стал швейцарец Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, который вошел в историю науки под выбранным им самим именем Парацельс, то есть «превосходящий Цельса» (Цельс был древнеримским ученым, писавшим труды по медицине). Ятрохимия выражала стремление соединить медицину с химией, переоценивая при этом роль химических превращений в организме и приписывая определенным химическим соединениям способность устранять в организме нарушения равновесия. Парацельс свято верил, что если человеческое тело состоит из особых веществ, то происходящие в них изменения должны вызывать болезни, которые могут быть излечены лишь путем применения лекарств, восстанавливающих нормальное химическое равновесие. До Парацельса в качестве лекарств использовались преимущественно растительные препараты, но он полагался только на эффективность лекарственных средств, изготовленных из минералов, и поэтому стремился создавать лекарства такого типа.

В своих химических изысканиях Парацельс заимствовал из алхимической традиции учение о трех основных составных частях материи - ртути, сере и соли, которым соответствуют основные свойства материи: летучесть, горючесть и твердость. Эти три элемента составляют основу макрокосма (вселенной), но относятся и микрокосму (человеку), состоящему из духа, души и тела. Определяя причины болезней, Парацельс утверждал, что лихорадка и чума происходят от избытка в организме серы, при избытке ртути наступают параличи, а избыток соли может вызвать расстройство желудка и водянку. Точно также и причины многих других болезней он приписывал избытку или недостатку этих трех основных элементов.

В сохранении здоровья человека Парацельс придавал большое значение химии, так как исходил из наблюдения, что медицина покоится на четырех опорах, а именно на философии, астрологии, химии и добродетели. Химия должна развиваться в согласии с медициной, потому что этот союз приведет к прогрессу обеих наук.

Ятрохимия принесла значительную пользу химии, так как способствовала освобождению ее от влияния алхимии и существенно расширила знания о жизненно важных соединениях, оказав тем самым благотворное влияние и на фармацию. Но одновременно ятрохимия была и помехой для развития химии, потому что сужала поле ее исследований. По этой причине в XVII и XVIII вв. целый ряд исследователей отказались от принципов ятрохимии и избрали иной путь своих исследований, внедряя химию в жизнь и ставя ее на службу человеку.

2 Химические элементы древности

Некоторые металлы-золото, свинец, медь, железо-были известны людям ещё при первобытно-общинном строе. Вначале эти металлы шли на изготовление украшений, и только позднее, примерно в конце каменного века (4-5 тыс. лет до н. э. ), из металлов стали делать орудия труда и оружие. Постепенно из различных ремёсел стали возникать производства. Так уже во времена рабовладельческого строя (4 тыс. лет до н. э. -Vв. н. э. ) cуществовали металлургия, крашение, изготовлялась керамика и т. д. С развитием этих производств значительно обоготились знания о веществах, их свойствах и превращениях.

Уже за несколько тысяч лет до нашей эры в Древнем Египте умели выплавлять и использовать золото, медь, серебро, олово, свинец и ртуть. В стране священного Нила развивалось производство керамики и глазурей, стекла и фаянса. Использовали древние египтяне и различные краски: минеральные (охра, сурик, белила) и органические (индиго, пурпур, ализарин). Недаром знаменитый французский химик Мю Бертло считал, что само название науки химия произошло от древнеегипетского слова хемы: так называли людей, населяющих “чёрные земли” (Египет), где были развиты ремёсла. Однако гречекий алхимик Зосима(III-IVвв. н. э. ) объяснил происхождения этого слова иначе:он считал химией искусство делть серебро и золото (химиа-искусство плаки металлов). Изестны и другие толкования. До сих пор у учёных нет единого мнения на этот счёт.

Химические ремёсла были развиты в 4-2 тысячелетии до н. э. И в странах Междуречья на Ближнем Востоке (долины рек Тигра и Евфрата). В те времена народы, населывшие Междуречье, знали металлы (из свинца, например, отливали статуэтки, культовые фигурки), широко использовали минеральные и органические красители, умели изготовлять глазури, фаянс и т. д.

Учёные-философы Древней Греции (VII-Vвв. до н. э. ) пытались объяснить, каким образом осуществляются различные превращения, из чего и как произошли все вещества. Так возникло учение о началах, стихиях(от стехейя-основа), илиэлементах(от латинского elementum-первооснова, первоначало), как их стали называть позже.

Фалес Милетский считал, что мир - это единое целое, а всё , что происходит в природе, есть результат уплотнения илиразряжения единой первоматерии, единого первоночала - воды. Анаксимен Милетский признавал первичной материей воздух, при охолждении и сгущении которого образуется вода, а из неё затем при последующем уплотнении и охолождении возникает земля. Философ Ксенофан учил, что первичными началами являются вода и земля; материя не уничтожается и не возникает, мир существует вечно.

В 544-483 гг. до н. э. В городе Эфесе жил знаменитый философ Гераклит, который считал, что все «телам» природы присуще вечное движение. Естественно, что первоматерией при этом он признавал самое подвижное и зменчивое начало - огонь. Мир, по мнению Гераклита, не создан ни богами, ни людьми, «был, есть и будет вечно живым огнём», который закономерно воспламеняется и так же закономерно угасает.

Другой древнегреческий философ, Эмпедокл, наблюдая горение дерева, отмечал, что сначала образуется дым (воздух затем пламя (огонь) и в конце концов остаётся зола (земля). Если около пламени будет находится холодная поверхность, то на ней осаждаются пары воды. Таким образом, горение есть разложение горящего вещества на четыре элемента: воздух, огонь, воду и землю. На основании такого вывода Эмпедокл первый создал учение о четырёх началах («корнях») природы: «Сначала выслушай, что четыре корн всего), существующего – Огонь, и Вода, и Земля, и безграничная высь Эфира. . . Из них всё, что было, и всё то, что будет». Эти «начала» вечны и неизмены.

Анаксагор из города Клазомена в Малой Азии первым высказал предположение, что все вещества состоят из бесчисленного количества первичных начал материи - «семян вещей». Материи свойственны противоположные качества : свет и тьма, теплота и холод, сухость и влажность. Только совокупность этих качеств, взятая в различных соотношениях, обуславливает образования таких начал, как земля и эфир.

Здесь необходимо отметить, что тогда же, наряду с учением о «стихиях», развивались и другии представления о строении материи-атомистические. Ярчайшей фигурой древней Греции и всего античного мира был Аристотель (384-322 гг. до н. э. ). Он как и Эпмпедокл, признавал, что в мире существуют четыреосновных «начала» - «стихии» (они же «элементы», иногда «принципы» или «первичная материя»). Под стихиями Аристотель понимал «пределные части», на которые разлагаются все тела. Эти части не делятся дальше и отличаются друг от друга «по виду». К стихиям он относил воду, землю, огонь и воздух; каждая из стихий бала носителем двух свойств из четырёх – влажности и сухости, тепла и холода: воздух тёплый и влажный, огонь сухой и тёплый, земля сухая и холодная, вода холодная и влажная.

Помимо этих четырёх элементов Аристотель ввёл пятый, который назвал «сущность». В средние века алхимики стали именовать этот элемент «квинтэссенцией»(от латинского quintaessentia- пятая сущность), «философским камнем», «элексиром жизни», «великим магистерием», «красной тинктурой», «универсалом», «медикаментом». Таинственному пятому элументу приписывали свверхъестественные свойства.

Учения Аристотеля о взаимном превращении элементов и о пятой сущности легло впоследствии в основу представлений о трансмутации, в том числе и о получении золота из неблагородных металлов. И первыми стали применять учение аристотеля алхимики.

3 Революция в химии

Центральная проблема химии XVIIIв. – проблема горения. Вопрос состоял в следующим:что случается с горючими веществами, когда они сгорают воздухе? Для объяснения процессов горения И. Бехером и его учеником Г. Э. Шталем была предложена теория флогистона. Флогистон – это некоторая невесомая субстанция, которую содержат все горючие телаи которую они утрачивают при горении. Тела, содержащие большое количество флогистона, горят хорошо; тела, которые не загораются, являются дефлогистированными. Эта теория позволяла объяснить многие химические процессы и предсказывать новые химические явления. В течении почти всего XVIIIв. она прочно удерживала свои позиции, пока Лавуазье в конце XVIIIв. не разработал кислородную теорию горения.

Разрабатывая теорию горения, Лавуазье отмечал, что при горении «постоянно наблюдается четыре явления»: выделяются свет и тепло; горение осуществляется только в «чистом воздухе» (кислороде); все вещества увеличиваются на столько, на сколько уменьшается вес воздуха; при горении неметаллов образуются кислоты (кислотные оксиды), при обжиге металлов - металлические извести (оксиды металлов). Лавуазье использовал опыт Шееле, Пристли, благодаря чему ему удалось ясно и доступно объяснить процесс горения. Было доказано, что «флогистон Шталя – воображаемое вещество», а «явления горения и обжига объясняются гораздо проще и легче без флогистона, чем с его помощью», как писал Лавуазье.

Проводя различные опыты с азотной, серной и фосфорной кислотами, Лавуазье пришёл к выводу, что «кислоты отличаются одна от другой лишь основанием, соединнёный с воздухом». Другими словами, «чистый воздух» обусловливает кислые свойства этих вещесвт, а поэтому учёный назвал его кислородом(оксигениум, от оксюс- кислый игеннао- рождаю). После того как был установлен состав воды, Лавуазье окончательно убедился в исключительной роли кислорода.

В «начальном курсе химии»(1789)Лавуазье, опираясь на новые теории и применяя разработанную им (соместно с другимиучёными) номенклатуру, систематизировал накопленные к тому времени химические знани; в нём он излагает кислородную теорию горения.

Вначале даётся описание различных агрегатных состояний веществ. В твёрдом веществе молекулы удерживаются друг около друга силами притяжения, которые больше сил отталкивания. В жидкости молекулы находятся на таком расстоянии друг от друга, когда силы притяжения и отталкивания равны, а атмосферное давление препятствует превращению жидкости в газ. В газообразном же состоянии преобладают силы отталкивания.

Лавуазье даёт определение элемента и приводит таблицу и классификацию простых веществ. Он отмечает, что представление о трёх или четырёх элементах, из которых якобы состоят все тела природы, перешедшего к нам от греческих философов». Под элементами Лавуазье понимал вещества, которые не разлагаются «никаким образом». Все простые вещества были им разделены на четыре группы : 1. ) вещества, относящиеся к трём царствам природы (минералы, растения, животные)- свет, телород, кислород, азот, водород; 2. ) неметаллические вещества, окисляющиеся и дающие кислоты, - сера, фосфор, углерод, радикалы муриевый (хлор), плавиковый (фтор), и борной (бор); 3. ) металлические вещества, окисляющиеся и дающие кислоты, - сурьма, серебро, мышьяк, висмут, кобальт, медь, железо, марганец, ртуть, молибден, никель, золото, платина, свинец, вольфрам, цинк; 4. ) солеобразующие землистые вещества : известь, магнезия. Барит глинозём, кремнезём.

Таким образом, Лаваузье осуществил научную революцию в химии: он превратил химию из совокупности множества не связанных друг с другом рецептов, подлежавших изучению один за одним, в общую теорию, основываясь на которой можно было не только объяснить все известные явления, но и предсказывать новые.

Заключение

В прошлом веке специально подчёркивалось, что «химия занимается не телами, а веществами»(Д. И. Менделеев), то теперь мы являемся свидетелями того, как объектом всё более пристального внимания учёных-химиков становятся именно реальные макротела- те самые смеси, растворы, сплавы, газы, с которыми они непосредственно имеют дело в лаборатории и на производстве. По словам К. Маркса, прогресс химии «не только умножает число полезных веществ, но и число полезных применений уже известных веществ».

Список использованных источников
1. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. - М.: Высшая школа, 1991. - 656 с

2. Всеобщая история химии. История классической органической химии / Отв. ред. Н.К. Кочетков, Ю.И. Соловьев. - М.: Наука, 1992. - 444 с.

3. Левченков С.И. Краткий очерк истории химии: учеб. пособ. [Электронный ресурс] Режим доступа:www//http: chimfak.rsu.ru(дата обращения 19 ноября 2015)

4. Миттова И.Я., Самойлов А.М. История химии с древнейших времен до конца XX века: учебное пособие в 2-х томах. - Долгопрудный: ИД "Интеллект", 2009. - 416 с.

5. История химии. [Электронный ресурс] Режим доступа:www//http: wikipedia.org (дата обращения 20 ноября 2015)