Химия к настоящему времени достигла таких успехов на самых различных направлениях исследования, какие не идут ни в какое сравнение с тем, что было достигнуто в


Скачать 124.16 Kb.
НазваниеХимия к настоящему времени достигла таких успехов на самых различных направлениях исследования, какие не идут ни в какое сравнение с тем, что было достигнуто в
Дата публикации28.03.2013
Размер124.16 Kb.
ТипДокументы
referatdb.ru > Химия > Документы
История предмета химии.
Химия к настоящему времени достигла таких успехов на самых различных направлениях исследования, какие не идут ни в какое сравнение с тем, что было достигнуто в ходе всего предшествующего развития человеческих знаний. Если И. Берцелиус в своих знаменитых «Jahres Berichte» с доста­точной полнотой запечатлевал современные ему химические ис­следования, то в наши дни даже самые оперативные рефератив­ные журналы бессильны отразить бесконечное обилие новой информации. Регулярные, хорошо обученные армии современных исследователей, вооруженные новейшими методами и приборами, пришли на смену относительно изолированным отдельным отря­дам естествоиспытателей прошлого.

Развитие химии при ретроспективной оценке, безусловно, дол­жно пониматься как некий единый, целостный процесс, как по­стоянное нарастание мощности потока знаний. Особенности про­текания этого процесса являются функцией множества причин, правильные учет и оценка которых требуют тщательного историко-научного и методологического анализа. Такой анализ неизбеж­но должен столкнуться с необходимостью периодизации поступа­тельного движения химии. Очевидно, что всякая периодизация в той или иной мере всегда будет условна. Здесь отчетливо высту­пает вся мудрость старинного афоризма, что «бесшовные одежды истории» не допускают произвольного перекраивания.

Поэтому-то и не является праздным вопрос о том, можем ли мы с достаточными основаниями оперировать такими понятиями, признавая за ними определенную самостоятельность, как* напри­мер, «химия XIX столетия» или «химия XX столетия». Ответ на этот вопрос необходим, чтобы оправдать содержание данной книги. Такого рода подразделение лишь в том случае представлялось бы несомненным, если бы на границе столетий происходили такие события в химии, которые поднимали бы существовавшие в ней представления на принципиально иной качественный уровень.

Понятно, что в данном аспекте нецелесообразно говорить о ка­кой-либо специфической разнице и раз питии химии XVI и XVII вв.: решающие события относятся лишь к середине XVII сто­летия, что связано с именем Р. Бойля, положившего начало науч­ной химии. Следующий скачок мы наблюдаем ужо в середине XVIII столетия, когда начал формироваться понятийный аппарат химии, в значительной степени явившийся предтечей современно­го. Далее кульминационным пунктом стала «химическая револю­ция», во многом обязанная трудам А. Лавуазье, Волна новых хи­мических идей, гипотез, теорий и фактов перехлестнула границу XVIII и XIX столетий, и при таком подходе мы не видим никакой принципиальной разницы между уровнями химических знаний в последние годы XVIII и в первые годы XIX в.

Но именно в начале XIX столетия имело место, гласным обра­зом благодаря Д. Дальтону, становление величайшей естественно-научной концепции — атомистической теории, которая вылилась в атомно-молекулярное учение. Именно появление и развитие этого учения составляет определяющую, специфическую черту эволюции химии в прошлом веке. Укрепляясь и трансформируясь, уточняясь и подкрепляясь новыми идеями и фактами, атомно-молекулярное учение образовало прочный фундамент химии XIX в. И в этом плане становится обоснованным понятие «химия XIX столетия».

^ О ПРАВОМЕРНОСТИ ПОНЯТИЯ «ХИМИЯ XX в.»
В первое десятилетие XX в. ускоренное развитие химии в зна­чительной степени шло по инерции, будучи обусловлено теми важнейшими достижениями, которые относятся к последней тре­ти XIX в, (теория строения органических соединений, учение о периодичности, теория электролитической диссоциации, учение о растворах, химическая термодинамика, кинетические представле­ния, стереохимия, координационная теория). Но важнейшее об­стоятельство состоит в том, что на рубеже веков произошли вели­чайшие события в смежной науке — физике, оказавшие огромное влияние на развитие всего естествознания. Мы имеем в виду прежде всего два события: открытие явления радиоактивности и открытие электрона. Следствием этих событии оказался опреде­ленный пересмотр сложившейся физической картины мира, и в частности создание и разработка модели атома,— фактор, кото­рого был лишен XIX в. и отсутствие которого тормозило развитие теоретического аппарата химии.

Хотя электронные представления стали успешно внедряться в химию уже в первые годы нашего столетия, их подлинная роль и значение отчетливо выявились лишь в 20—30-х годах, после создания квантовой, а затем квантовомеханической модели атома. Подобное положение дает нам возможность подойти к оценке обо­снованности самостоятельного понятия «химия XX в.».

Нам представляется, что фундаментом химии XX в. является учение о строении атома со многими вытекающими из этого учения следствиями. Именно это учение позволило создать теорию периодической системы элементов, поднять на новый уровень теорию строения органических соединений, разработать и развить современные представления о химической связи и реакционной способности элементов и: соединений.

Учение о строении атома — это тот основной момент, который позволяет нам выделить самостоятельное понятие «химия XX в.». Следовательно, под таким углом, зрения проведение исследования, посвященного развитию химии, в текущем столетии, выглядит вполне правомерным.
^ ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ ХИМИИ XX в.
Химия принадлежит к той категории наук, которые своими практическими успехами в особенно высокой степени способство­вали повышению благосостояния человечества, причем наиболее заметным рост удельного веса химии оказался в нашем столетии.

Не менее ощутимой явилась и роль химических исследований в познании окружающего нас материального мира. Здесь мы кон­статируем открытие большого числа соединений (главным обра­зом органических), которые существуют в природе и могут быть, следовательно, извлечены из природного сырья, и не менее вну­шительный синтез простых и сложных соединений, которых нет в природе. Многие из них уже нашли свое практическое исполь­зование, другие — а их пока преобладающее большинство — ждут своей очереди, и мы пока не знаем, в какой сфере они проявят себя; могут быть любые неожиданности.

Мы должны сказать далее о разнообразных химических про­цессах, начиная от фотосинтеза, протекающего в клетках расте­ний, до удивительных цепных реакций, открытых менее полувека назад. Разработка различных методов изучения химических про­цессов привела к тесному слиянию химии с физикой и матема­тикой.

Классическое, приводимое во всех учебниках определение хи­мии гласит, что она является наукой, изучающей вещества — простые и сложные — и их превращения. Оно было верным 100 лет назад и будет справедливым во все времена. Но, определив химию подобным образом, мы ничего не можем сказать о специ­фике ее развития на общем фоне эволюции естественнонаучных представлений. А практическая значимость химии, ее возможно­сти являются непосредственной функцией именно специфичности ее развития на определенном этапе.

XIX в. характеризовался четким разграничением химии на ор­ганическую и неорганическую. Несомненное преобладание цер­вой лишь в очень небольшой степени стало сглаживаться в конце столетия. Четкая грань эта была связана главным образом с несравненно большой легкостью получения из природных источни­ком органических соединении по сравнению с неорганическими, о большим развитием теоретического аппарата органической химии. Многие важнейшие теоретические обобще­ния о химии родились благодаря изучению именно «органическо­го» материала. В XIX в. органическая химия была органической, так сказать, в наиболее чистом виде: в сферу ее объектов входили соединения углерода с другими элементами-органогенами — во­дородом, кислородом и азотом, в меньшей степени — с галогена­ми, фосфором и серой. Дефиниция органической химии представ­лялась очевидной, хотя едва ли можно было дать какое-либо всеобъемлющее определение, но и ныне предложить его затрудни­тельно; всегда найдутся исключения, не подпадающие под общее правило.

Неорганическая, «минеральная» химия, из недр которой, соб­ственно говоря, и вышла химия как наука, находилась на втором плане. Многие химические элементы, особенно те, которые мы на­зываем ныне переходными металлами, мало распространены в природе; получение их соединений часто требовало высоких тем­ператур и соответствующей аппаратуры. Исследования, далеко, не всегда приводили к практическим результатам, особенно к эффек­тивным, а потому и интерес к неорганической химии долгое вре­мя оставался умеренным. Хотя именно в лоне неорганической .химии появилось такое великое обобщение, как менделеевское учение о периодичности, но прагматическая роль его на первых порах была малозаметной.

На стыке, столетий более или менее одновременно определи­лись и стали стремительно развиваться новые химические направ­ления, которым суждено было существенно сблизить между собой органическую и неорганическую химии,—это металлоорганическая (элементоорганическая) химия и химия координационных соединений. Ныне можно назвать тысячи соединений, которые нельзя однозначно причислить к областям органической или не­органической химии. Отсюда вытекает одна из характерных черт химии XX в.—размывание четких границ между основными раз­делами химии. Взаимодействие химии с другими естественными науками привело к взаимному обогащению новыми идеями, ме­тодами, объектами исследования. В процессе своего взаимодей­ствия с другими науками химия ставила такие проблемы, реше­ние которых в рамках только «чистой» химии вряд ли было бы возможно. Ярким примером тому могут служить физическая ор­ганическая химия, применение электрохимии в органическом син­тезе как особого метода с высокой селективностью.

Доля физико-химических исследований непрерывно возрастает в общем потоке химической информации XX в. Если деление хи­мии на органическую и неорганическую фактически основано на объектах исследования, то для физической химии, вообще говоря, нет разницы, имеет ли она дело с органическими или неорганическими соединениями, ее методы более или менее одинаково пригодны для изучения и тех и других. Поэтому физическую хи­мию можно было бы охарактеризовать как некую совокупность способов исследования состава, строения и свойств химических соединений, которые (способы) опираются на определенные представления, законы и закономерности физики. Следовательно, физическую химию правомерно понимать как «гибридную» науку, но в какой мере она «физична», а в какой «химична»—на этот вопрос нельзя дать однозначного ответа. Здесь многое зависит от конкретных объектов, целей и направлений исследований. По­жалуй, в проблеме классификации наук удовлетворительная оцен­ка сущности физической химии, как и химической физики, явля­ется одной из самых сложных задач.

Развитие исследований на стыке химии и физики породило большое число специфических работ, которые в итоге сформиро­вались в самостоятельные научные дисциплины. Достаточно назвать, например, термохимию, электрохимию, радиохимию, химию поверхностных явлений, физико-химико растворов, химию высоких давлений и температур и т. д. Наконец, такие обширные (можно сказать, всюду проникающие) области исследования, как учение о катализе и учение о кинетике, являются классическими приме­рами физико-химического содружества.

«Расщепление» химии шло и по иному руслу, где определяю­щим фактором являлись объекты исследования. На этом направ­лении возникли дисциплины, изучающие: 1) отдельные совокуп­ности химических элементов (химия легких элементов, редкозе­мельных элементов, радиоактивных элементов, благородных газов, переходных металлов); 2) отдельные элементы (например, химия фтора, фосфора и кремния); 3) отдельные классы соединений (химия гидридов, перекисных соединений, полупроводниковых ве­ществ в неорганической химии; природных соединений, аромати­ческих соединений, алициклических соединений, нефтехимиче­ский синтез в органической химии); 4) химия особых групп соединений, куда относится элементоорганическая и координаци­онная химия.

Разумеется, мы перечислили далеко не все химические дисци­плины, а лишь некоторые из них.

Таким образом, вторая характерная черта химии XX в. заклю­чается в дифференциации химии на отдельные дисциплины, осно­ванной на методах и объектах исследования. «Организм» химии-XX столетия, являясь более целостным, чем в XIX в., стал гораз­до более организованным, с четко обозначенными функциями от­дельных его «частей». Как мы видели, подобная дифференциация: но многом оказалась результатом обратного процесса — процесса интеграции наук, в данном случае химии и физики.

Процесс интеграции в целом весьма характерен для науки XX в. Для химии партнерами явились биология, геология, космо­гония, что привело к возникновению таких обширных областей исследования, как биохимия, геохимия, космохимия, которые, вообще говоря, в своем становлении и развитии связаны с использованием арсенала понятий и представлений химии применитель­но к специфическим объектам биологии, геологии, космогонии, однако немаловажной (а в случае космохимии и определяющей) здесь является и роль физики. Такова третья характерная черта современной химии — четко выраженная тенденция к ее «гибри­дизации» с другими науками, что приводит к обособлению самых разнообразных направлений исследования. История показывает, что именно на стыках наук рождаются наиболее важные от­крытия.

Ретроспективный взгляд на прошлое химии показывает, что ее становление как науки произошло в основном благодаря двум важнейшим факторам: 1) осознанию собственно предмета химии, что было связано с первоначальным уяснением ее некоторых ос­новных понятий, в первую очередь элемента и соединения; 2) по­явлению аналитических методов исследования, не выходивших еще за рамки препаративной химии, которые способствовали изу­чению состава сложных веществ и открытию новых элементов, увеличивая количество объектов исследования. Вообще говоря, химия утверждала себя и развивалась по мере того, как совер­шенствовался ее понятийный аппарат, и химический анализ ока­зался совершенно необходимым инструментом развития. Можно, пожалуй, сказать, что именно анализ (в широком смысле) стал решающим стимулом эволюции научной химии.

Стремительный рост химии в XX в. обязан именно совершен­ствованию старых, и появлению огромного числа новых методов анализа: химических, физико-химических и чисто физических. Б этом заключается четвертая характерная черта химии XX в. Так, 40—50-е годы XX в. отмечены интенсивным поиском и вне­дрением новых физических методов исследования. В эти годы получили широкое применение ультрафиолетовая и инфракрас­ная спектрофотомерия, масс-спектрометрия, были разработаны ра­диоспектроскопические методы, без которых не может теперь обойтись ни одна крупная лаборатория: методы электронного па­рамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонан­са (ЯМР).

Новые методы позволили расширить область исследования пространственного строения соединений, в том числе важнейших объектов биоорганический химии. Большое применение в химиче­ских и биологических исследованиях нашел метод меченых ато­мов. После открытия дейтерия (1931) оказалось возможным ис­пользовать стабильные изотопы водорода в качестве меченых атомов для изучения строения ряда веществ и выяснения закономер­ностей и механизма многих важных химических и биологических процессов.

Рентгеноструктурный метод позволил установить структурные единицы, из которых построены силикаты, выявить роль катионов и расшифровать многие сложные структуры силикатов. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено (1958) строе­ние витамина В12, алкалоидов (морфии, стрихнин, резерпин). Это позволило осуществить синтетическое получение в промышленном масштабе кофеина, эфедрина, новокаина, акрихина и других цен­ных препаратов.

Пятая характерная черта состоит в создании глубоких теоре­тических основ химии, что, прежде всего, связано с разработкой теории строения атома, сначала квантовой, затем квантовомеханической. Это способствовало физическому объяснению причин методичности и становлению современной теории периодической системы элементов, развитию представлений о химической связи квантовомеханического уровня, появлению возможностей количе­ственной характеристики протекания различных химических процессов и влияния на их протекание в нужном направлении. Современный теоретический фундамент химии в большой степени стимулирует ее практические возможности.

Прогностическая задача химии ныне заключается в предска­зании условий синтеза веществ с заранее заданными свойствами и определении их важнейших химических и физических парамет­ров. Подобная тенденция выступает все более и более отчетливо. Поэтому мы можем говорить о шестой характерной черте химии XX в.: постановка и попытки решения проблемы получения ве­ществ и материалов с необходимым для тех или иных целей ком­плексом заданных свойств.

Таковы важнейшие особенности химии XX .столетия, внутрен­ние причины, которые способствовали удивительному по своему темпу развитию этой науки за последние три четверти века.

Но правомерно рассмотреть еще причины, которые были свя­заны с внешними обстоятельствами, обусловившими бурную эво­люцию не только химии, но и науки в целом.

Научно-техническая революция, начавшаяся.в 60—70-х годах прошлого века, ярко проявила свои запросы на стыке столетий. Уже в то время стало очевидным, что решение важных практи­ческих задач невозможно без широкого использования достиже­ний науки. Отсюда вытекало повышение интереса к науке со стороны государства и как следствие стимулирование ее разви­тия и создание новых, институтов и лабораторий, улучшение под­готовки научных кадров, рост ассигнований на научные исследо­вания и т. д. В конце XIX в. материальное обеспечение науки в среднем было наиболее высоким, чем когда бы то ни было ранее, а авторитет ученых заметно возрос.

Совершенствование различных производственных процессов нуждалось в научном объяснении условий и особенностей их осу­ществления. Помощь науки оказалась совершенно необходимо и заключалась не только в обосновании достигнутого, но и а по­стоянном расширении исследований, проникновении в новые, об­ласти и объекты познания.

В начале XX в. резко повысилась роль «информационного фактора». Рост числа научных и реферативных периодических из­даний, монографий, научно-популярных выпусков и т. д. способ­ствовал быстрому обмену информацией между учеными разных стран и популяризации достижений науки. Съезды и конферен­ции по отдельным вопросам науки становились частыми собы­тиями.

Следует еще добавить, что прогресс химии в XX в. был непо­средственно подготовлен фундаментальными открытиями и иссле­дованиями, которые связаны с именами величайших ученых, активно работавших в последней четверти XIX в.,— Д. И, Мен­делеева н А. М. Бутлерова (Россия), А. Вернера (Швейцария), С. Аррениуса (Швеция), Я. Вант-Гоффа (Голландия), М. Вертло, А. Ле Шателье, А. Муассана, В. Гриньяра, П. и М. Кюри (Фран­ция), А. Кекуле, А. Байера, В. Оствальда, В. Нернста, Э. Фишера, Ф. Габера (Германия), Ю. Томсена (Дания), В. Рамзая (Англия), Дж. Гиббса (США) и многих других ученых, чьи имена навсе­гда вошли в историю человечества.

Похожие рефераты:

Что было, то было
Шамгон Шаймарданович интересовался в основном искусством, из искусств в на­ибольшей степени театром (даже отучился в театральной...
Белорусский государственный университет Химический факультет микро- и нано-технологии
«Химия» по направлению 1-31 05 01-01 «Научно-производственная деятельность», и рекомендуется для прочтения в 8-м семестре после изучения...
Эмпирико-аналитический отчет социологического исследования: «Удовлетворенность ппс вузом»
Года в кэу было проведено социологическое исследование «Удовлетворенность ппс вузом». Методом сбора информации выступало анкетирование....
Исследование прочности клееных конструкций используемых в столярно-строительной промышленности
Разбухания при увлажнении в различных направлениях. В тангенциальном 0,28, в радиальном 0,17, т е превышает в 2 раза. Чтобы уменьшить...
Семинар особенности трансфертного ценообразования
Тем не менее, у налогоплательщиков с этим понятием связан ряд достаточно важных вопросов, таких как: «Что такое трансфертное ценообразование?»,...
Урок по русскому языку Тема: «Слова, которые обозначают признаки...
...
Влияние алкоголя на организм подростка”
Изучение употребления алкоголя среди молодежи в Росси во многом опирается на опыт подобных исследований за границей, которые в конце...
Так, продолжение Ямеля. Значит, что касается антифа, я могу сказать...
Ямеле, и то, что про них было написано, причем немецкой газетой, что они какие-то там борцы-антифашисты и так далее, а в разговоре...
Часто привлекала исследователей, здесь стоит отметить неоднородность...
Причиной этому было то, что тут сохранилось гораздо большее количество письменных источников, по сравнению с теми странами, где письменные...
Роль белорусского фольклора в патриотическом воспитании дошкольников
Это огромный пласт духовной культуры белорусов, который складывался коллективными усилиями многих поколений на протяжении многих...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза