Химия – наука о составе, строении и свойствах веществ. Химия изучает процесс превращения этих веществ, а также законы, по которым происходят эти превращения.
Химической деятельностью человек начал заниматься задолго до нашей эры. Свой первый химический опыт провёл человек в то время, когда получил огонь. Так как процесс горения — это не что иное, как химическая реакция взаимодействия вещества с кислородом, в результате чего выделяется энергия. в дальнейшем человечество научилось получать металлы, производить керамические изделия, стекла, дубление кож, крашение тканей, создание лекарственных средств, изготовление косметики и многое другое…
Ещё в 300 г. до нашей эры египтянин Зосима создал энциклопедию, которая состояла из 28 томов. В этих томах были собраны знания по взаимным превращениям веществ за последние 500-600 лет.
Алхимический этап.
Начальным этапом развития химии можно считать появление алхимии. В основе алхимии лежали представления древнегреческих философов Эмпедокла, Платона и Аристотеля об элементах природы и их взаимном превращении. Считалось, что существуют четыре первоначала: земля, вода, воздух и огонь.
Алхимия складывается в эпоху поздней античности (II—VI века н. э.) в александрийской культурной традиции и представляет собой форму ритуального герметического искусства. В большой степени алхимия базируется на учении о 4 первоэлементах Аристотеля.
Основными объектами изучения александрийской химии (термин «алхимия» появится позже у арабов) являлись металлы. В александрийский период сформировалась традиционная металлопланетная символика алхимии, в которой каждому из семи известных тогда металлов сопоставлялось известное тогда небесное светило:
Серебро — Луна,
Ртуть — Меркурий,
Медь — Венера,
Золото — Солнце,
Железо — Марс,
Олово — Юпитер,
Свинец — Сатурн.
После падения Римской империи центр алхимических исследований перемещается на Арабский Восток, и арабские учёные становятся главными исследователями и хранителями античных трудов.
В конце VIII века персидский алхимик Джабир ибн Хайян развил теорию Аристотеля о первоначальных свойствах веществ (тепле, холоде, сухости, влажности), добавив ещё два: свойство горючести и «металличности». Он предположил, что внутреннюю сущность каждого металла всегда раскрывают два из шести свойств.
Например, свинец — холодный и сухой, золото — теплое и влажное. Горючесть он ассоциировал с серой, а «металличность» с ртутью, «идеальным металлом».
Согласно учению Джабира, сухие испарения, конденсируясь в земле, дают серу, мокрые — ртуть. Сера и ртуть, соединяясь затем в различных отношениях, и образуют семь металлов: железо, олово, свинец, медь, ртуть, серебро и золото. Золото как совершенный металл образуется, только если вполне чистые сера и ртуть взяты в наиболее благоприятных соотношениях. Таким образом, он заложил основы ртутносерной теории. Эти принципы объясняли все характерные физические свойства металлов (ковкость, горючесть и пр.) и обосновывали возможность трансмутации.
Джабир ибн Хайян также ввел представление о философском камне, как о некой субстанции, которая может изменить соотношение ртути и серы в любом металле и превратить его в золото и одновременно исцелять все болезни и давать бессмертие, развил учение о нумерологии, связав арабские буквы с названиями веществ.
Другой персидский учёный Ар-Рази в конце IX века усовершенствовал теорию о первоначальных элементах, добавив ещё одно свойство металлов, «принцип твёрдости», которую он ассоциировал с солью.
Арабские алхимики внесли существенный вклад в развитие естественно-научных исследований, например, создав дистилляционный аппарат.
Научный этап развития химии.
В XVI веке ирландский учёный Бойль освободил химию от алхимии. Он предположил, что все вещества состоят из химических элементов, которые нельзя разложить на более простые части. Можно сказать, что с этого времени химия стала отдельной наукой.
В конце XVII – начале XVIII веков появляется теория немецкого химика Э.Г. Шталя, объясняющая явления горения, окисления и восстановления металлов. Но эта теория была признана ошибочной в середине XVIII века французским физиком Лавуазье, установившим роль кислорода в этих процессах. М.В. Ломоносов открыл закон сохранения массы вещества в химических процессах.
C конца XVIII до середины XIX века был открыт целый ряд стехиометрических законов, устанавливающих количественные соотношения (массовые и объёмные) между реагирующими веществами и продуктами реакции. Закон Авогадро, законы сохранения массы, эквивалентов, постоянства состава, объёмных отношений, кратных отношений – это законы, лежащие в основе стехиометрии. Эти законы позволили создать правила составления химических уравнений и формул. Именно после экспериментального подтверждения этих законов химия сформировалась как наука.
Утвердилось атомно-молекулярное представление о строении вещества, подтверждённое теорией строения химических соединений, созданной А.М. Бутлеровым.
В 1869 году Д.М. Менделеевым был открыт периодический закон.
После того как в конце XIX века были открыты электрон и радиоактивность, в начале ХХ века была разработана теория гетерополярной (ионной) связи и теория гомеополярной (ковалентной) связи. В 1927 г. началась разработка квантовомеханической теории химической связи. Учение Менделеева о периодичности химических элементов получило своё подтверждение. Стало возможным прогнозировать свойства веществ. Физико-математические методы стали широко использоваться для разнообразных расчётов в области химии. Появились новые физико-химические методы анализа: электронная и колебательная спектрометрия, спектральный анализ и т.д.
В ХХ веке благодаря достижениям химической науки стало возможным получение веществ с заданными свойствами: синтетических антибиотиков, синтетических полимеров, пластмасс, всевозможных строительных материалов, тканей и т.п.
Современная химия тесно сотрудничает с другими науками. В результате появились совершенно новые разделы химии: биохимия, геохимия, коллоидная химия, кристаллохимия, электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и др.
Важным направлением современной химии является получение дешёвого топлива, создающего альтернативу основным современным источникам энергии – нефти и газу.
Точные современные приборы и компьютеры значительно упростили исследования и математические расчёты в области химии, повысили их точность, скорость и уменьшили стоимость.
