История на химията, алхимията, ятрохимията

Всичко това се случва на фона на развитието на техническата химия (металургия, производство на стъкло, производство на керамика, хартия, алкохолни напитки) (в произведенията на G. Agricola, I. Glauber, B. Palissi и др.) и откриването на нови химикали. От XV век. разбирането за света на химикалите, съединенията бързо се разширява. Открити са нови метали (бисмут, платина и др.), Вещества със забележителни свойства (например фосфор). Развитието на занаятите и промишлеността води до постоянна нужда от определени химикали - селитра, железен сулфат, сярна киселина, сода, което дава тласък за създаването на химически индустрии, а това от своя страна стимулира развитието на научната химия.

Възраждането на древния атомизъм допринесе за ново разбиране на предмета на химическото познание. Тук важна роля изиграха произведенията на френския мислител П. Гасенди. Той възприема критично декартовото разбиране за материята, теорията на Декарт за вихрите, вярвайки, че бъдещето на естествената наука е свързано с програмата на атомизма. Гасенди възражда идеята, че вечната и безкрайна Вселена се състои от постоянно движещи се атоми (с различни форми, размери, неизменни, неделими и т.н.) и празнота, което е условието за възможността за движение на атоми и тела. Освен това, ако Декарт вярва, че материята сама по себе си е пасивна и движението се въвежда в нея отвън, от Бог, тогава Гасенди смята материята за активна. Според него „атомите също имат енергия, благодарение на която се движат или постоянно се стремят да се движат“ 1. В това Gassendi отива много по-далеч от древните атомисти. Много важно в учението на Гасенди беше формулирането на концепцията за молекула, която имаше конструктивно значение за формирането на научната химия.

Разработването и конкретното приложение на идеите на атомизма върху химията е извършено от Р. Боил, който вярва, че химията не трябва да бъде служител на занаята или медицината, а независима наука. Р. Боил - инициаторът на организацията на Лондонското кралско общество, чийто президент е бил от 1680 г. до смъртта си (1691 г.).

Бойл изхожда от идеята, че качествените характеристики и трансформации на химикалите могат да бъдат обяснени, като се използва концепцията за движението, размера, формата и разположението на атомите. Той беше на път към научно обосновано определение на химичен елемент като граница на разлагане на вещество с тези свойства. И така, той вярва, че всички различни вещества могат да бъдат разделени на прости вещества (елементи), сложни вещества и смеси, а сложните вещества са химически неделими и се различават от смеси от прости вещества.

Бойл развива не само теоретични, но и експериментални основи на химията, обосновава метода на химичния експеримент. При химически експеримент, от гледна точка на Бойл, основното е, че изследователят не може да предскаже предварително как ще се държат веществата в дадена химическа реакция. Химическият експеримент има за цел преди всичко да принуди природата да разкрие своите тайни, а не да потвърди определени теоретични хипотези. Съчиненията на Бойл поставят основите на аналитичната химия (качествен анализ, използване на различни показатели, като лакмус, за разпознаване на вещества и др.), Формулиран е основен физически закон, според който обемът на газа е обратно пропорционален на изменението на налягането и др.

Централният проблем на химията през 18 век. - проблем с горенето.1 Въпросът беше: какво се случва с горими вещества; кога изгарят във въздуха? Теорията на флогистона (1697-1703) е предложена да обясни процесите на горене от германските химици И. Бехер и неговия ученик Г. Е. Щал. Флогистон е определено безтегловно вещество, което съдържат всички горими тела и което те губят при изгаряне. Телата, съдържащи голямо количество флогистон, изгарят добре; телата, които не се запалват, са дефлогистични. Тази теория даде възможност да се обяснят много химични процеси и да се предвидят нови химични явления. През почти целия 18 век. той твърдо заема позицията си до френския химик А.Л. Лавузие в края на 18 век. (разчитайки на откритията на К. В. Шийл за сложния състав на въздуха и Дж. Пристли на кислорода, 1774 г.) не разработи кислородна теория за горенето.

Лавоазие веднъж завинаги сложи край на старата алхимична номенклатура, базирана на произволни асоциации - „винено масло“, „зъбен камък“, „оловна захар“ и др. Той въведе (с активното участие на К. Л. Бертолет) нова номенклатура, която изхождаше от факта, че всеки химикал трябва да има едно конкретно име, което характеризира неговата функция и състав. Например, калиевият оксид е съставен от калий и кислород, натриевият хлорид е направен от натрий и хлор, сероводородът е направен от водород и сяра и т.н. В допълнение, Лавуазие повдига въпроса за количествата, в които различни елементи се комбинират помежду си, и с помощта на закона за запазване на материята води химията до идеята за необходимостта от количествено определяне на пропорциите, в които са били елементите комбинирани.

Чрез поредица от превъзходно замислени и проведени експерименти Лавоазие успя също да покаже, че живият организъм действа по същия начин като огъня, изгаряйки вещества в храната и отделяйки енергия под формата на топлина.

Лавуазие извършва научна революция в химията: той превръща химията от колекция от много несвързани рецепти, подлежащи на изучаване една по една, в обща теория, въз основа на която е възможно не само да се обяснят всички известни явления, но и да се предскаже новите.

Следващата важна стъпка в развитието на научната химия е направена от J. Dalton, тъкач и учителски учител от Манчестър. Изследвайки химическия състав на газовете, той изследва тегловните количества кислород в едно и също тегловно количество на веществото (например азот) в оксиди с различен количествен състав и установява множествеността на тези количества. Така беше открит законът за множество взаимоотношения.

Далтън правилно обясни този закон с атомната структура на веществото и способността на атомите на едно вещество да се комбинират с различен брой атоми на друго вещество. В същото време той въвежда понятието атомно тегло в химията.

Независимо от това, в началото на 19 век. атомно-молекулярната доктрина в химията си проправи път с трудност. Отне още половин век за окончателната му победа. По този път бяха формулирани редица количествени закони (закон на Пруст за постоянните съотношения, закон на Гей-Люсак за обемни отношения, закон на Авогадро, според който при едни и същи условия еднакви обеми на всички газове съдържат еднакъв брой молекули ), които бяха обяснени от позицията на атомно-молекулярни представителства. За експерименталното обосноваване на атомизма и въвеждането му в химията, J.Ya. Берцелиус. Атомно-молекулярната доктрина (и методите за определяне на атомни и молекулни тегла, базирани на нея) спечели окончателната победа на 1-вия Международен конгрес на химиците (1860).

През 1850-1870-те. въз основа на теорията за валентността на химическите връзки е разработена теорията за химическата структура (AMButlerov, 1861), което доведе до огромния успех на органичния синтез и появата на нови отрасли на химическата промишленост (производство на багрила, лекарства, рафиниране на нефт и др.) и в теоретичен план отвори пътя за теорията за пространствената структура на органичните съединения - стереохимията (J.H. Van't Hoff, 1874). През втората половина на XIX век. формира се физична химия, химическа кинетика - теория на скоростите на химичните реакции, теория на електролитната дисоциация, химическа термодинамика. По този начин, в химията от XIX век. разработи се нов общо теоретичен подход - определянето на свойствата на химикалите в зависимост не само от състава, но и от структурата.

Развитието на атомно-молекулярното учение доведе до идеята за сложна структура не само на молекула, но и на атом. В началото на XIX век. Тази идея беше изразена от английския учен W. Prout въз основа на резултатите от измерванията, показващи, че атомните тегла на елементите са кратни на атомното тегло на водорода. Проут предложи хипотеза, че атомите на всички елементи са съставени от водородни атоми. Нов тласък за развитието на идеята за сложната структура на атома даде голямото откритие от Д. И. Менделеев (1869) на периодичната система от елементи, което предполага, че атомите не са неделими, че имат структура и не могат да се считат за първични материални образувания.