ИСТОРИЯ ХИМИИ

УЧЕНИК 9-В КЛАССАГОРЛОВСКОГО УВК 22КРАПИВЦОВ ДЕНИС

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:

…Чем больше знакомишься с наукой, тем больше любишь ее. Н.Г.Чернышевский

Романюк О.А.

История химии  изучает и описывает сложный процесс накопления специфических знаний, относящихся к изучению свойств и превращений веществ, связывает явления и процессы, относящиеся к развитию химии, с историей человеческого общества.

1. Предалхимический период: до III в 2. Алхимический период: III—XVII в.в. 2.1 Александрийская алхимия 2.2 Арабская алхимия 2.3 Европейская алхимия 2.4 Техническая химия и ятрохимия 3. Период становления (объединения): XVII

—XVIII в.в. 3.1 Теория флогистона 3.2 Химическая революция 4. Период количественных законов: конец

XVIII — середина XIX в. 5. Химия во второй половине XIX в. 5.1 Периодическая система элементов 5.2 Структурная химия 5.3 Физическая химия 6. Современный период: с начала XX в.

Периоды в истории химии:

Химия древности.

В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга.

Практическая деятельность людей (выплавка металлов,

изготовление стекла и керамики, изготовление и крашение тканей, получение различных продуктов

питания и т. д.)

Первоначальные сведения о химических явлениях и

процессах

«ремесленная химия».

•Люди научились выплавлять медь и бронзу, обжигать глиняные изделия, получать стекло еще за 4000 лет до н.э.

• К 7 в. до н.э. Египет и Месопотамия стали центрами производства красителей; там же получали в чистом виде золото, серебро и другие металлы.

Фото реконструированной древней медеплавильной печи

Химия, наука о составе веществ и их превращениях, начинается с открытия человеком способности огня изменять природные материалы.

В античную эпоху были известны в чистом виде семь металлов: медь, свинец, олово, железо, золото, серебро и ртуть, а в виде сплавов — ещё и мышьяк, цинк и висмут.

• Примерно с 1500 до 350 до н.э. для производства красителей использовали перегонку, а металлы выплавляли из руд, смешивая их с древесным углем и продувая через горящую смесь воздух.

«Квадрат противоположностей» — графическое отображение взаимосвязи между элементами

Попытки теоретического осмысления проблемы происхождения свойств вещества привели к формированию в античной греческой натурфилософии - учения об элементах-стихиях.

Наибольшее влияние на дальнейшее развитие науки оказали учения Эмпедокла, Платона и Аристотеля

Согласно этим концепциям все вещества образованы сочетанием четырёх первоначал:

• земли,• воды,• воздуха,• огня.

Аристотель

(384 – 322 до н.э.)

Положение о возможности превращения одного элемента в другой стало позднее основой алхимической идеи о возможности взаимных превращений металлов (трансмутации).

Практически одновременно с учением об элементах-стихиях в Греции возник и атомизм, основателями которого стали Левкипп и Демокрит.

Согласно их учению, существуют только пустота и атомы – неделимые материальные элементы, вечные, неразрушимые, непроницаемые, различающиеся формой, положением в пустоте и величиной; из их «вихря» образуются все тела.

Демокрит

АлхимияАлхимия – искусство совершенствования вещества через превращение металлов в золото и совершенствования человека путем создания эликсира жизни.

Как отдельная область знания алхимия появилась на рубеже 2 и 3 в. н.э.

Крылатый и бескрылый драконы – аллегория Ртути и Серы

Особенно бурного расцвета алхимия достигла в 100–300 н.э. в Александрии.

В александрийский период сформировалась традиционная металлопланетная символика алхимии, в которой каждому из семи известных тогда металлов сопоставлялась соответствующая планета:

Небесным покровителем химии в Александрии стал египетский бог Тот или его греческий аналог Гермес.

– серебро, Луна – огонь (элемент)

– ртуть, Меркурий   философская Ртуть

– воздух (элемент)

– медь, Венера – вода (элемент)

– золото, Солнце – земля (элемент)

– железо, Марс   – сера, философская Сера

– олово, Юпитер – соль, философская Соль

– свинец, Сатурн  

– эликсир (философский камень)

  – Великое делание (трансмутация)

– завершение Великого делания

Основными объектами изучения александрийской химии являлись металлы.

•Открытие явления амальгамирования металлов. Амальгама золота стала применяться для позолоты.

•Усовершенствование способа извлечения золота и серебра из руд, для чего широко применялась ртуть, получаемая из киновари или каломели.

•Разработка способа очистки золота купелированием — нагреванием руды со свинцом и селитрой

Алхимические символы:

К числу несомненных практических достижений греко-египетских алхимиков следует отнести :

Алхимия в арабском мире

Джабир ибн Хайян (Гебер) в конце VIII века разработал ртутно-серную теорию происхождения металлов, согласно которой металлы образованы двумя принципами: Ртутью (принцип металличности) и Серой (принцип горючести).

Во время арабского этапа был разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились несомненных практических успехов — ими выделены сурьма, мышьяк и фосфор, получены уксусная кислота и разбавленные растворы минеральных кислот.

Джабир ибн Хайян (Geber)ок. 721г. – ок. 815г.

АЛХИМИЧЕСКИЙ СИМВОЛ МЫШЬЯКА

Европейская алхимия

В середине XIII века в Европе началась выделка пороха:

•Первым его (не позже 1249г.) описал Р. Бэкон.

•Монаха Б.Шварца можно считать основоположником порохового дела в Германии.

В Европе в мифологию и символику алхимии были внедрены элементы христианской мифологии; в целом для европейской алхимии мистические элементы оказались значительно более характерны, нежели для арабской.

В 1270г. итальянский алхимик Бонавентура получил раствор нашатыря в азотной кислоте (aqua fortis), который оказался способным растворять золото, царя металлов (отсюда и название — aqua Regis, то есть царская водка).

Итальянский алхимик кардинал Джованни Фаданци, известный под именем Бонавентура

Работы :•В. Бирингуччо- «О пиротехнике» (напечатан в Венеции в 1540 г.и содержал 10 книг о рудниках, испытании минералов, приготовлении металлов, перегонке, военном искусстве и фейерверках);• Г. Агриколы – «О горном деле и металлургии».

Техническая химия - практическое направление химии: металлургия, изготовление керамики, стекла и красок.

ГЕОРГ АГРИКОЛА

Бирингуччо и Агрикола видели задачу алхимии в поисках способов совершенствования химической технологии

Иоганн Глаубер (1604г.–1670г.), голландский химик - создатель глауберовой соли.

Ятрохимия — область знаний, которая ставила целью изготовление различных лекарств для лечения людей. Задача алхимика заключалась в нахождении и приготовлении химических веществ для медицинских нужд. Основатель

ятрохимии - Парацельс (1493–1541) – он же швейцарский врач Филипп фон Гогенгейм

Химия - как научная дисциплина

( XVII—XVIII в.в.)

В 1675г. появился учебник Николя Лемери (1645–1715) «Курс химии», завоевавший огромную популярность, в свет вышло 13 его французских изданий, а кроме того, он был переведен на латинский и многие другие европейские языки.ЛЕМЕРИ (Lemery),

Николя 1645 г. – 1715 г.

Основной движущей силой развития учения об элементах в первой половине XVIII века стала Теория флогистона, предложенная немецким химиком Г. Э. Шталем.

ШТАЛЬ ГЕОРГ ЭРНСТ (1659–1734)

Обложка книги Г. Шталя (1715 г.)

Согласно Шталю, флогистон – это некая субстанция, содержащаяся во всех горючих веществах и высвобождающаяся при горении

К 1780 теория флогистона была принята химиками почти повсеместно

М.В. ЛОМОНОСОВ (1711—1765)

Великий русский ученый-энциклопедист, первый русский академик.

Основными достижениями Ломоносова в области химии были:

• материалистическое истолкование химических явлений,

•широкое введение физических методов и представлений,

•создание корпускулярной теории,• общая формулировка закона сохранения

массы веществ и движения.

Пневматическая химия. Недостатки теории флогистона наиболее ясно выявились в период развития пневматической химии. Крупнейшим представителем этого направления был Р.Бойль: он не только открыл газовый закон, носящий теперь его имя, но и сконструировал аппараты для собирания воздуха.

БЛЭК Джозеф 1728 г. – 1799 г.

Шотландский химик Джозеф Блэк исследовал газы, выделяющиеся при действии кислот на щелочи. Выделил углекислый газ. Установил неразрывность связей между твердыми и газообразными веществами

БОЙЛЬ (Boyle), Роберт1627 г. – 1691 г.

ПРИСТЛИ (Priestley), Джозеф1733 г. – 1804 г.

В 1774г. Д. Пристли сделал самое важное свое открытие: он выделил газ, в котором вещества горели особенно ярко.

Великий французский химик Антуан Лоран Лавуазье сразу же оценил значение открытия Пристли. В 1775 г. он подготовил статью, где утверждал, что воздух не простое вещество, а смесь двух газов, один из них – «дефлогистированный воздух» Пристли.

Второй удар по теории элементов-стихий был нанесен после того, как выяснилось, что вода – это тоже не простое вещество, а продукт соединения двух газов: кислорода и водорода.

В 1789г. А. Л. Лавуазье издал свой знаменитый учебник «Элементарный курс химии», основанный на кислородной теории горения и новой химической номенклатуре.

Антуан-Лоран Лавуазье (1743-1794)

Переворот в теоретических взглядах химиков, который произошел в конце 18 в. в результате быстрого накопления экспериментального материала обычно называют

«химической революцией».

Важнейшей составляющей первой химической революции стала атомистика Дж. Дальтона.

В самом начале XIX в. он четко сформулировал основы атомистического учения:

•тождественность атомов одного и того же вещества;

•способность различных атомов соединяться в различных соотношениях;

• абсолютную неделимость атомов. • ввел фундаментально важное

понятие атомного веса, т. е. практически первый измеримый количественный параметр, характеризующий атом.

Джон Дальтон (1766-1844)

Период количественных законов

К началу 1890-х гг. сформировалась та совокупность химических знаний, которая составила так называемую классическую химию.

Она подразделялась на 4 фундаментальных раздела:

• неорганическую,• органическую, • физическую, • аналитическую .

К краеугольным камням классической химии относились:

• учение о периодичности;• учение о строении органических соединений; • учение о координационных соединениях;• учение о валентности;• учение о химическом процессе (включающее проблемы кинетики и катализа); • учение о растворах (вместе с теорией электролитической диссоциации).

•Закон эквивалентов (И. В. Рихтер, 1791—1798г.г.) •Закон постоянства состава (Ж. Л. Пруст, 1799—1806г.г.) •Закон кратных отношений (Дж. Дальтон, 1803г.) •Закон объёмных отношений, или закон соединения газов (Ж. Л. Гей-Люссак, 1808г.) •Закон Авогадро (А. Авогадро, 1811г.) •Закон удельных теплоёмкостей (П. Л. Дюлонг и А. Т. Пти, 1819г.) •Закон изоморфизма (Э. Мичерлих, 1819г.) •Законы электролиза (М.Фарадей,1830г.г.) •Закон постоянства количества теплоты (Г.Гесс, 1840г.) •Закон атомов (С. Канниццаро, 1858г.)

Химия во второй половине XIX в.

Стремительное развитие науки: были созданы

• периодическая система элементов,

•теория химического строения молекул,

• стереохимия, •химическая термодинамика • химическая кинетика;

Одной из важнейших задач химии второй половины XIX века стала систематизация химических элементов.

В 1869г. Д. И. Менделеев опубликовал первый вариант своей Периодической таблицы и сформулировал Периодический закон химических элементов.

Структурная химия

Модели органических молекул (А. В. Гофман, 1865г.)

После открытия явления изомерии (Ю. Либих и Ф. Вёлер, 1824г.), стало очевидным, что свойства вещества определяются не только его составом, но и порядком соединения атомов и их пространственным расположением.

Важным этапом развития структурной химии стало создание стереохимии, описывающей пространственное строение молекул.

В 1857г. Ф. А. Кекуле, исходя из теории валентности (под валентностью понималось число атомов водорода, вступающих в соединение с одним атомом данного элемента), предположил, что углерод четырехвалентен и потому может соединяться с четырьмя другими атомами, образуя длинные цепи – прямые или разветвленные.

В 1853г. была предпринята попытка классифицировать все органические соединения по типам. Обобщенная «теория типов» была предложена французским химиком Ш.- Ф. Жераром. Он выделил четыре основных типа атомных групп, из которых, по его мнению, и состоят все соединения – как органические, так и неорганические.

Теория химического строения молекул А. М. Бутлерова

Теория валентности (Ф. А. Кекуле

фон Штрадониц,

1857г.),

Теория типов Жерара-Лорана

«Введение в истинную физическую химию». Рукопись . В. Ломоносова. 1752г.

К концу 19 в. появились первые работы, в которых систематически изучались физические свойства различных веществ (температуры кипения и плавления, растворимость, молекулярный вес).

Физическая химия

Начало таким исследованиям положили Гей-Люссак и Вант-Гофф, показавшие, что растворимость солей зависит от температуры и давления.

В 1867г. норвежские химики Петер Вааге Като и Максимилиан Гульдберг сформулировали закон действующих масс, согласно которому скорость реакций зависит от концентраций реагентов.

Крупным ученым, благодаря которому физическая химия была признана самостоятельной областью знаний, был немецкий химик Вильгельм Оствальд.

В 1886г. он написал первый учебник по физической химии, а в 1887г. основал (вместе с Вант-Гоффом) журнал «Физическая химия» (Zeitschrift für physikalische Chemie).

Вильгельм Фридрих Оствальд (1853г.- 1932 г.)

Основные особенности новейшей химии

1.Новая структурная теория.(Модель атома- «кексовая» (У. Томсон, 1902г. и Дж. Дж. Томсон, 1904г.), «планетарная»(Ж. Б. Перрен, 1901г. и Х. Нагаока, 1903г.), «динамидическая» (Ф. Ленард, 1904). В 1911г. Э.Резерфорд, основываясь на опытах по рассеиванию α-частиц, предложил ядерную модель, ставшую основой для создания классической модели строения атома (Н. Бор, 1913г. и А. Зоммерфельд, 1916г.).

2.Новые методы исследования – рентгеновская кристаллография, спектроскопические методы, радиоизотопные метки и др.

3. Взаимодействие с другими естественными науками. (Биохимия, геохимия , биогеохимия, космохимия и др.)

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Фуллерен С60 — аллотропная форма углерода, открытая в 1985 г.

4.Промышленная химия. ( Решение задач получения веществ с заранее заданными свойствами , создание различных исследовательских центров, занимавшихся, помимо фундаментальных, также прикладными исследованиями, промышленные исследовательские лаборатории и т.п.)

5.Дифференциация (дробление) химии на отдельные самостоятельные химические дисциплины . (Коллоидная и координационная химия, кристаллохимия и электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и некоторые другие разделы приобрели черты самостоятельных наук).

Химия - наука нашего времени. Наука, без которой немыслима современная цивилизация. Наука, которая кормит, поит, одевает, обувает, строит, добывает полезные ископаемые, позволяет покорять космос и опускаться на дно океана, создавать новые материалы и т.д.

В содружестве с другими науками она помогает все глубже постигать тайны мироздания.

Наука ,которая начиная с древних времен не стоит на месте, а постоянно развивается. Наука, у которой еще много нового и неизведанного впереди- ведь цивилизация развиваясь, развивает и науку химию, и ,наоборот развитие химии способствует развитию человеческого общества.

«...Умейте задавать вопросы природе, стремитесь понять ее».

Академик Н. Д. Зелинский

Выводы:

Литература•Азимов А. Краткая

история химии. Развитие идей и представлений в химии. — М.: Мир, 1983

•Всеобщая история химии. Становление химии как науки. — М.: Наука, 1983.

•Всеобщая история химии. История учения о химическом процессе. — М.: Наука,1981.

•Всеобщая история химии. История классической органической химии. — М.: Наука, 1992. 444 с.