Становление химии как науки

 

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

"Российская  академия государственной  службы

при Президенте Российской Федерации" 
 
 
 

КАФЕДРА

управления  социальными и

экологическими  системами 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ: 

Становление химии как науки 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва - 2011г. 

ПЛАН  РЕФЕРАТА 

 I.    Введение                                                                                                 3

II.  Основная  часть                                                                                        5

 1. Основные этапы развития химии                                                           5

 2. Становление химии как науки                                                                8

III.  Заключение                                                                                            15

IV.  Перечень используемой литературы                                                  17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I. Введение

       К естественным наукам, которые изучают материальный мир, относится химия. Материальные объекты, составляющие предмет изучения химии – это химические элементы и их разнообразные соединения. Изначально основными проблемами химии были получение веществ с полезными свойствами, позднее – объяснение причин происхождения и обусловленности различных свойств веществ.

       Слово «химия» (chemeia), вероятно, связано с очень древними понятиями, обозначающими наливание, настаивание. Слово «химеия» греки производили от «хюмос» - сок, «хюма» - литье, поток, а «химевсис» - смешивание. Древнекитайское «ким» означало золото. Химия в вольном переводе с китайского означает «наука об изменениях». Древнеегипетское chemi – «чернозем», название Египта. Название «химия», обозначающее искусство превращать неблагородные металлы в золото и серебро, встречается в указе римского императора Диоклетиана (296 г.н.э.). Термин «химия» в более современном произношении – «химейа» - впервые употребил греческий философ и естествоиспытатель Зосима Панополитанский во второй половине IV в. Этим термином он обозначил процессы настаивания.

       Во  все исторические эпохи человек  стремился осуществить превращение веществ. Химия как наука о веществах и их превращениях сформировалось приблизительно к концу XVIII века. Но истоки химического искусства находятся в глубокой древности, когда люди в ходе повседневной практической деятельности имели возможность наблюдать и использовать для своих целей различные химические процессы. Древняя «химия» представляла собой некоторую совокупность сведений практического характера. Первоначальное накопление химических знаний осуществлялось в области ремесленной прикладной химии. В первую очередь эти сведения касались процессов выплавки и обработки металлов. Еще в древности возникли ремесла, в основе которых лежали химические процессы: выплавка металлов, получение стекла, керамики, красителей, лекарств, ядов, освоение бальзамирования и т.д.

       Первыми металлами, которые использовались человечеством, были медь, свинец, золото и серебро. В древности широко использовался также сплав золота с серебром (егип. – азем, греч. –  электрон).

       Основной  задачей содержательного подхода  к истории химии является, говоря словами Д. И. Менделеева, выделение "неизменного и общего в изменяемом и частном". Таким неизменным и общим для химических знаний всех исторических периодов является цель химии. Именно цель науки – не только теоретический, но и исторический её стержень.

       Целью химии на всех этапах её развития является получение вещества с заданными  свойствами. Эта цель, иногда именуемая  основной проблемой химии, включает в себя две важнейших задачи –  практическую и теоретическую, которые  не могут быть решены отдельно друг от друга. Получение вещества с заданными свойствами не может быть осуществлено без выявления способов управления свойствами вещества, или, что то же самое, без понимания причин происхождения и обусловленности свойств вещества. Таким образом, химия есть одновременно и цель и средство, и теория и практика

       Таким образом, в рамках содержательного  подхода история химии может  быть рассмотрена как история  возникновения и развития концептуальных систем, каждая из которых представляет собой принципиально новый способ решения основной задачи химии.  
 
 
 

II.  Основная  часть 

       1. Основные этапы  развития химии

         При изучении истории развития  химии возможны два взаимно  дополняющих подхода: хронологический  и содержательный.

       При хронологическом подходе историю химии принято подразделять на несколько периодов. Следует учитывать, что периодизация истории химии, будучи достаточно условной и относительной, имеет скорее дидактический смысл.

       При этом на поздних этапах развития науки  в связи с её дифференциацией неизбежны отступления от хронологического порядка изложения, поскольку приходится отдельно рассматривать развитие каждого из основных разделов науки.

       Как правило, большинство историков  химии выделяют следующие основные этапы её развития:

       Предалхимический период: до III в. н.э.

       В предалхимическом периоде теоретический  и практический аспекты знаний о  веществе развиваются относительно независимо друг от друга. Происхождение  свойств вещества рассматривает  античная натурфилософия, практические операции с веществом являются прерогативой ремесленной химии.

       Алхимический  период: III – XVI вв.

       Алхимический  период, в свою очередь, разделяется на три подпериода:

       ·        александрийскую,

       ·        арабскую

       ·        европейскую алхимию.

       Алхимический  период – это время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов.

       В этом периоде происходит зарождение экспериментальной химии и накопление запаса знаний о веществе; алхимическая теория, основанная на античных философских представлениях об элементах, тесно связана с астрологией и мистикой. Наряду с химико-техническим "златоделием" алхимический период примечателен также и созданием уникальной системы мистической философии.

       Период  становления (объединения): XVII – XVIII вв.

       В период становления химии как  науки происходит её полная рационализация. Химия освобождается от натурфилософских и алхимических взглядов на элементы как на носители определённых качеств. Наряду с расширением практических знаний о веществе начинает вырабатываться единый взгляд на химические процессы и в полной мере использоваться экспериментальный метод. Завершающая этот период химическая революция окончательно придаёт химии вид самостоятельной науки, занимающейся экспериментальным изучением состава тел.

       Период  количественных законов (атомно-молекулярной теории): 1789 – 1860 гг.

       Период  количественных законов, ознаменовавшийся открытием главных количественных закономерностей химии – стехиометрических  законов, и формированием атомно-молекулярной теории, окончательно завершает превращение химии в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении.

       Период  классической химии: 1860 г. – конец XIX в.

       Период  классической химии характеризуется  стремительным развитием науки: создаётся периодическая система элементов, теория валентности и химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигают прикладная неорганическая химия и органический синтез.  В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах начинается дифференциация химии – выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

       Период  развития современной  химии.

       Научная дисциплина - биохимия, была одним из разделов органической химии. В самостоятельную область она выделилась в последнее десятилетие XIX в. в результате исследований химических свойств веществ растительного и животного происхождения.

       Квантовая химия. Для того, чтобы объяснить  устойчивость атома, Нильс Бор соединил в своей модели классические и квантовые представления о движении электрона. Развитие квантовой теории привело к изменению классических представлений о структуре материи, движении, причинности, пространстве, времени и т.д., что способствовало коренному преобразованию картины мира.

       В конце 20-х – начале 30-х годов XX века на основе квантовой теории формируются  принципиально новые представления  о строении атома и природе  химической связи.

         Вероятно, наиболее важным этапом  в развитии современной химии  было создание различных исследовательских центров, занимавшихся, помимо фундаментальных, также прикладными исследованиями.

       В начале 20 в. ряд промышленных корпораций создали первые промышленные исследовательские  лаборатории. В США была основана химическая лаборатория «Дюпон», лаборатория фирмы «Белл». После открытия и синтеза в 1940-х годах пенициллина, а затем и других антибиотиков появились крупные фармацевтические фирмы, в которых работали профессиональные химики. Большое прикладное значение имели работы в области химии высокомолекулярных соединений.

       Одним из ее основоположников был немецкий химик Герман Штаудингер, разработавший  теорию строения полимеров. Интенсивные  поиски способов получения линейных полимеров привели в 1953 к синтезу  полиэтилена, а затем других полимеров  с заданными свойствами. Сегодня производство полимеров – крупнейшая отрасль химической промышленности.

       Не  все достижения химии оказались  благом для человека. При производстве красок, мыла, текстиля использовали соляную  кислоту и серу, представлявшие большую  опасность для окружающей среды. В XXI в. производство многих органических и неорганических материалов увеличилось за счет вторичной переработки использованных веществ, а также за счет переработки химических отходов, которые представляют опасность для здоровья человека и окружающей среды.  

       2. Становление химии как науки

       Химия древности. Химия, наука о составе  веществ и их превращениях, начинается с открытия человеком способности  огня изменять природные материалы. По-видимому, люди умели 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. 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. Самим процедурам превращения природных материалов придавали мистический смысл.