-
В этот период в разных странах зародились представления о четырёх элементах: земле, воде, воздухе и огне, которые, по представлениям философов, способны к взаимопревращениям.
В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга.
Практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии. -
Медь впервые получена выплавкой из руд, видимо, примерно за 9000 лет до н.э. Достоверно известно, что в конце VII тысячелетия до н.э. существовала металлургия меди и свинца. В IV тысячелетии до н.э. уже имело место широкое распространение изделий из меди. -
Приблизительно 3000 годом до н.э. датируются первые изделия из оловянной бронзы, сплава меди и олова, значительно более твёрдого, чем медь. Несколько раньше (примерно с V тысячелетия до н.э.) широко распространились изделия из мышьяковистой бронзы – сплава меди с мышьяком. Бронзовый век в истории длился около двух тысяч лет; именно в бронзовом веке зародились крупнейшие цивилизации древности. -
В III тысячелетии до н.э. были известны также и способы получения из руд золота и серебра. -
Помимо металлургии, накопление практических знаний происходило и в других областях химической технологии. Уже в III-м тысячелетии до н.э. помимо известной с древнейших времён терракоты (обожжённой глины) получили широкое распространение изделия из майолики, покрытой слоем обливной глазури, окрашенной оксидами свинца, железа, меди, кобальта.
-
Первые изделия из железа неметеоритного происхождения были изготовлены примерно за 2000 лет до н.э. Примерно с середины II тысячелетия до н.э. изделия из железа получили широкое распространение в Малой Азии, несколько позднее – в Греции и Египте.
Для получения железа необходимо применение дутья – продувания воздуха через горящий древесный уголь, а также использование добавок – флюсов, облегчающих отделение примесей в виде шлаков. -
Попытки теоретического осмысления проблемы происхождения свойств вещества привели к формированию в античной греческой натурфилософии учения об элементах-стихиях. -
Алхимический период – это время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов. Алхимическая теория, основанная на античных представлениях о четырёх элементах, была тесно переплетена с астрологией и мистикой. Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпериода: александрийскую (греко-египетскую), арабскую и европейскую алхимию.
-
В александрийский период сформировалась традиционная металлопланетная символика алхимии, в которой каждому из семи известных тогда металлов сопоставлялась соответствующая планета: Ag – Луна, Hg – Меркурий, Cu – Венера, Au – Солнце, Fe – Марс, Sn – Юпитер, Pb – Сатурн. -
Арабская алхимия основана на химических свойствах веществ и поиске мистического эликсира бессмертия.
Во время арабского этапа был разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились практических успехов – ими выделены сурьма, мышьяк и, по-видимому, фосфор, получены уксусная кислота и разбавленные растворы минеральных кислот. Важной заслугой арабских алхимиков стало создание рациональной фармации, развившей традиции античной медицины. -
К числу несомненных практических достижений греко-египетских алхимиков следует отнести открытие явления амальгамирования металлов (описано Диоскоридом, I век н.э.). Амальгама золота стала применяться для позолоты. Александрийскими учёными был усовершенствован способ извлечения золота и серебра из руд, для чего широко применялась ртуть, получаемая из киновари или каломели. -
Арабская алхимия основана на химических свойствах веществ. 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). Для образования золота – совершенного металла, помимо Ртути и Серы необходимо наличие некоторой субстанции называемой эликсиром или философским камнем, который может исцелять все болезни, и, возможно, давать бессмертие. -
К началу XIV века европейская алхимия добилась первых значительных успехов, сумев превзойти арабов в постижении свойств вещества. В 1270 году Бонавентура при попытке получения универсального растворителя получил раствор нашатыря в азотной кислоте, который оказался способным растворять золото. -
В сочинениях Псевдо-Гебера приводится множество сведений из области практической алхимии. Он описывает аппаратуру для дистилляции, сублимации, фильтрации, коагуляции и других, а также способы отделения золота от серебра и серебра от свинца. Псевдо-Гебер описал сильные минеральные кислоты, в частности, азотную кислоту, которую впоследствии стали называть «крепкой водкой», и серную кислоту. Им описана также и «царская водка», которую он получал перегонкой селитры, купороса, квасцов и нашатыря. -
Начиная с эпохи Возрождения, в связи c развитием производства всё большее значение в алхимии стало приобретать производственное и вообще практическое направление: металлургия, изготовление керамики, стекла и красок. В первой половине XVI века в алхимии выделились рациональные течения: техническая химия, начало которой положили работы В. Бирингуччо, Г. Агриколы и Б. Палисси, и ятрохимия, основателем которой стал Парацельс. -
Гелиоцентрическая система мира (гелиоцентризм) была создана польским астрономом Николаем Коперником в XVI веке. Учёный разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании пифагорейского принципа равномерных круговых движений. Результаты своих трудов Коперник обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 году. -
Вторая половина XVII века ознаменовалась первой научной революцией, результатом которой стало новое естествознание, целиком основанное на экспериментальных данных.
Химическая революция окончательно придала химии вид самостоятельной науки, занимающейся экспериментальным изучением состава тел; она завершила период становления химии, ознаменовала собой полную рационализацию химии, окончательный отказ от алхимических представлений о природе вещества и его свойств. -
Основной движущей силой развития учения об элементах в первой половине XVIII века стала теория флогистона, предложенная Г. Э. Шталем и И. И. Бехером. Она объясняла горючесть тел наличием в них некоего материального начала горючести – флогистона, и рассматривала горение как разложение. -
Процесс превращения химии в науку завершился открытиями А. Л. Лавуазье. С создания им кислородной теории горения (1777 год) начался переломный этап в развитии химии, названный «химической революцией». Отказ от теории флогистона потребовал пересмотра всех основных принципов и понятий химии, изменения терминологии и номенклатуры веществ. -
Главным итогом развития химии в период количественных законов стало её превращение в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении.
-
Закон эквивалентов, сформулированный Иеремией Вениамином Рихтером, гласит: вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам.
Рихтер открыл этот закон в результате проведённых им в 1791–1798 годах опытов по изучению количеств вещества в реакциях нейтрализации и обмена.
Формулировка: «Если одно и то же количество какой-либо кислоты нейтрализуется различными количествами двух оснований, то эти количества эквивалентны и нейтрализуются одинаковым количеством любой другой кислоты». -
Закон кратных отношений – один из стехиометрических законов химии, сформулированный в 1803 году Джоном Дальтоном.
Суть закона: если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то весовые количества (массы) одного элемента, приходящиеся на одно и то же весовое количество (единицу массы) другого элемента, относятся как целые числа, обычно небольшие. -
Закон постоянства состава - один из основных законов химии, сформулированный французским химиком Жозефом Луи Прустом в 1808 году.
Суть закона: любое определённое химически чистое соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же химических элементов, причём отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами. -
В 1808 году Ж. Л. Гей-Люссак, измеряя объёмы газов, вступающих и образующихся в ходе реакции, установил, что при одинаковых условиях объёмы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объёму образующихся газообразных продуктов как простые целые числа.
Закон объёмных отношений (закон Ж. Гей-Люссака) гласит, что объёмы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объёмам образующихся продуктов реакции как небольшие целые числа. При неизменных давлении и температуре. -
В 1808 г. Джон Дальтон разработал атомную теорию (атомно-молекулярную теорию).
1. Вещества состоят из очень маленьких частиц, называемых атомами.
2. Все атомы одного и того же элемента имеют одинаковый размер, массу и др. свойства. Атомы разных элементов отличаются по свойствам.
3. Атомы нельзя создать, уничтожить или разделить.
4. Атомы разных элементов соединяются между собой в простых соотношениях и образуют химические соединения.
5. В химических реакциях атомы могут соединяться между собой. -
Закон Авогадро был сформулирован в 1811 году Амедео Авогадро, профессором физики в Турине.
Закон Авогадро гласит, что в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же количество молекул. -
Огромный вклад в развитие химической атомистики внёс Й. Я. Берцелиус, определивший атомные массы многих элементов. Он же в 1811-1818 разработал электрохимическую теорию сродства, объяснявшую соединение атомов на основе представления о полярности атомов и электроотрицательности. В 1814 году Берцелиус ввёл систему символов химических элементов, где каждый элемент обозначался одной или двумя буквами латинского алфавита; символы Берцелиуса большей частью совпадают с современными. -
Законы электролиза, установленные Майклом Фарадеем в 1833–1834 годах, отражают общий закон сохранения вещества в условиях протекания электрохимической реакции.
1 закон: количество вещества, прореагировавшего на электроде при пропускании постоянного электрического тока, пропорционально количеству пропущенного электричества.
2 закон: для разных электродных процессов при одинаковом количестве пропущенного электричества массы прореагировавших веществ пропорциональны их химическим эквивалентам. -
Для данного периода характерно стремительное развитие науки: были созданы периодическая система элементов, теория химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигли прикладная неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах началась дифференциация химии – выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.
-
Одной из важнейших задач химии второй половины XIX века стала систематизация химических элементов. В 1869 году Д. И. Менделеев опубликовал первый вариант своей Периодической таблицы и сформулировал Периодический закон химических элементов. -
1897 год - открытие электрона Э. Вихертом и Дж. Дж. Томсоном -
Современный период химии — этап развития науки, который охватывает с начала XX века по настоящее время. В этот период произошли изменения в теориях, методах исследования, развитии отраслей химии и применении химических знаний в обществе.
Подлинным переворотом в химии стало появление в XX веке большого числа новых аналитических методов: рентгеноструктурный анализ, электронная и колебательная спектроскопия, магнетохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия ЭПР и ЯМР, хроматография и т. п. -
Уже в начале XX века появились первые модели строения атома: «кексовая» (Дж. Дж. Томсон, 1904), планетарная (Х. Нагаока, 1903 год). В 1911 Э. Резерфорд, основываясь на опытах по рассеиванию α-частиц, предложил ядерную модель, ставшую основой для создания классической модели строения атома. -
В конце 20-х – начале 30-х годов XX века сформировались принципиально новые – квантово-механические – представления о строении атома и природе химической связи.
Э. Шрёдингер в 1926 году вывел основное уравнение т. н. волновой механики, содержащее волновую функцию и позволяющее определить возможные состояния квантовой системы и их изменение во времени. -
В 1928 году Полинг предложил теорию резонанса и идею гибридизации атомных орбиталей, в 1932 году – новое количественное понятие электроотрицательности. -
Фридрих Хунд предложил также современную классификацию химических связей; в 1931 г. он пришёл к выводу о существовании двух основных типов химических связей – простой, или σ-связи, и π-связи. -
В 1931 году немецкий физик Эрих Хюккель распространил метод МО на органические соединения, сформулировав правило ароматической стабильности (4n+2), устанавливающее принадлежность вещества к ароматическому ряду.