Система хімії та її розвиток

Існує безліч визначень хімії. Хімія – наука про хімічні елементи та їх з’єднаннях, наука про речовини та їх перетворення, наука про процеси якісного перетворення речовин і т. Д. Жодне з цих визначень не дає повної відповіді на питання: що таке хімія? Пояснюється це тим, що хімія є не просто сумою знань про речовини, але високо впорядкованої, постійно розвивається системою знань.
Можна відштовхнутися від самого поняття «хімія». Згідно з однією з версій, це назва походить від єгипетського слова «хемі», що означає «Єгипет», а також «чорний». Історики науки переводять цей термін як «єгипетське мистецтво». Таким чином, хімія – мистецтво виробляти необхідні речовини, в т. Ч. І мистецтво перетворювати звичайні метали в золото і срібло та їх сплави.
Всі хімічні знання починаючи з алхімії об’єднуються в систему завдяки певним критеріям. Насамперед хімія, як ніяка інша наука, є одночасно і наукою, і виробництвом. Хімічні заводи Д. І. Менделєєв розглядав як «лабораторію великих розмірів», тому всі хімічні знання, що здобуваються за багато століть і представлені у формі теорій, законів, методів, технологічних прописів і т. Д., Об’єднує одна-єдина, нев’януча, головна завдання хімії – завдання отримання речовин з необхідними властивостями. Але це виробнича задача, і шлях до неї йде через рішення теоретичної задачі генезису (походження) речовини. Отже, підставою хімії виступає двоєдина проблема – отримання речовин із заданими властивостями і виявлення способів управління властивостями речовини.
Вся історія хімії є закономірним процесом зміни способу вирішення її основної проблеми. Найважливішою особливістю цієї проблеми є те, що вона має всього лише чотири способи рішення, або властивості речовини залежать від чотирьох чинників:
1) від елементного і молекулярного складу;
2) від структури його молекул;
3) від термодинамічних і кінетичних умов, в яких речовина знаходиться в процесі хімічної реакції;
4) від висоти хімічної організації речовини [10].
Перший спосіб вирішення проблеми пов’язаний з ім’ям англійського вченого Р. Бойля (1627-1691), а також з твердженням експериментального підходу до вивчення природи. Дослідження Р. Бойля показали, що якості і властивості тіл не мають абсолютного характеру і залежать від того, з яких матеріальних елементів ці тіла складені. Висновок цей з’явився принципово новим, тому що:
1) він відкинув панували уявлення про елементи-якості, про те, що властивості визначаються властивостями-стихіями;
2) він затвердив нове уявлення про хімічні елементи як простих, далі нерозкладних тілах, з яких складені всі змішані тіла, т. Е. Хімічні сполуки;
3) на основі визнання матеріальності елементів він вперше встановив спільність розрізнених раніше навчань атомізму Демокріта і елементарізма Аристотеля; цієї спільністю стала ідея про те, що найменшою часткою простого тіла є що складається з атомів молекула. Спосіб вирішення основної проблеми хімії став виражатися за допомогою схеми: склад → властивості. Цей спосіб поклав початок вченню про склад речовини, яке стало першим рівнем наукових хімічних знань: з роботи Р. Бойля і до першої половини XIX ст. вчення про склад речовин являло собою всю тодішню хімію. Тому Д. І. Менделєєв і назвав хімію свого часу «наукою про хімічні елементи і з’єднаннях».
У XIX ст. в хімічному виробництві стала переважати переробка величезних мас речовин рослинного і тваринного походження, якісне різноманітність яких приголомшливо велика. Пояснення надзвичайно широкої різноманітності органічних сполук при настільки бідному їх елементному складі були знайдені в явищах, які отримали назву «ізомерія» і «полімерія». Стало ясно, що властивості речовин, а отже, і їх якісну різноманітність обумовлюються не тільки їх складом, але ще й структурою їх молекул. Так було покладено початок другому рівню розвитку хімічних знань, який отримав назву «структурна хімія». На цьому рівні хімія перетворювалася з науки аналітичної в науку головним чином синтетичну. На цьому рівні розвитку хімії виникла технологія органічних речовин. Під впливом нових вимог виробництва виник третій спосіб вирішення проблеми генези властивостей. Хімія стає наукою вже не тільки і не стільки про речовини як закінчених предметах, але наукою про процеси і механізмах зміни речовин. З’явилися технологія нафтохімічних виробництв, виробництво штучних волокон, каучуків, етилового спирту. Все це стало можливим через зміну властивостей речовини в результаті впливу температури, тиску, каталізаторів та інших факторів, що впливають на напрямок і швидкість хімічних процесів.
Четвертий спосіб вирішення основної проблеми хімії пов’язаний з розвитком хімічних знань, зі становленням еволюційної хімії. В основі цього методу лежить принцип використання в процесах отримання цільових продуктів таких умов, які призводять до вдосконалення каталізаторів хімічних реакцій, т. Е. До самоорганізації хімічних систем – це своєрідна біологізація хімії. По суті мова йде про використання хімічної досвіду живої природи. Хімічний реактор на рівні еволюційної хімії постає як якусь подобу живої системи, для якої характерні саморозвиток і певні риси поведінки. Таким чином, у розвитку хімії відбувається не зміна, а строго закономірне послідовне поява концептуальних систем: вчення про властивість – структурна хімія – вчення про хімічні процеси – еволюційна хімія.

Посилання на основну публікацію