تاريخ تطور الكيمياء في اليونان. تاريخ موجز للكيمياء: الوصف والأصل والتطوير

يعود تاريخ الكيمياء (علم المواد التي يتكون منها العالم المادي) إلى الكيمياء القديمة. لكن الخيمياء، المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالسحر والشعوذة، لم تكن علمًا بالمعنى الحقيقي للكلمة. تكمن بداية تاريخ تطور الكيمياء في عمليات الانتاجتجهيز وتحضير الأدوية. بفضل التجارب المستمرة، أصبحت الكيمياء علمًا حقيقيًا.

دراسة التفاعلات الكيميائية

في عام 1756، قام الباحث الاسكتلندي جوزيف بلاك (1728-1799) باكتشاف مهم في مجال التفاعلات الكيميائية (التغيرات التي تؤدي إلى تكوين مواد جديدة). اكتشف بلاك أنه عند تسخين كربونات المغنيسيوم، ينخفض وزنها. ووجد أن هذا كان بسبب إطلاق الغاز عند تسخينه. أطلق بلاك على هذا الغاز اسم "الهواء المحصور". نحن نعرفه كما ثاني أكسيد الكربون.

غاز جديد

ولد جوزيف بريستلي (1733-1804) في يوركشاير (إنجلترا). أراد أن يصبح كاهناً، لكنه أصبح مهتماً بالبحث العلمي. جلبت له أعماله شهرة واسعة، لكن الاضطهاد السياسي أجبره على الهجرة إلى الولايات المتحدة عام 1791. حقق بريستلي أهم اكتشافاته في عام 1774. فقد لاحظ أنه عند تسخين أكسيد الزئبق، ينطلق غاز. إذا أحضرت شمعة إليها، فإن اللهب يشتعل أكثر إشراقا. في تلك الأيام، اعتقد العلماء أنه عندما تحترق المواد، فإنها تفقد مادة خاصة - اللاهوب مادة كيميائية(من "اللهب" اليوناني). أطلق بريستلي على الغاز الذي اكتشفه اسم "الهواء الخالي من الفلوجيستيات". كان يعتقد أنه عند تسخينه يفقد الفلوجستون. في الواقع، اكتشف بريستلي الغاز الذي نسميه الأكسجين.

مؤسس الكيمياء الحديثة

ولد أنطوان لافوازييه (1743-1794) في باريس. درس القانون، لكنه أصبح مهتمًا بالعلم بعد ذلك وعمل في تحصيل الضرائب من أجل الحصول على أموال للبحث العلمي. أثار جباة الضرائب غضبًا خاصًا بين القادة، وشارك لافوازييه مصير العديد من الفرنسيين الذين أُعدموا خلال عهد الإرهاب.

الأكسجين

أجرى لافوازييه عددًا من التجارب لدراسة عملية الاحتراق. قام بتسخين المواد المختلفة في الهواء، ووزنها بعناية قبل التسخين وبعده. اتضح أن بعض المواد تصبح أثقل بعد التسخين. واقترح لافوازييه أن يمتصوا شيئاً من الهواء، وأثبت أن هذا "الشيء" هو نفس الغاز الذي اكتشفه بريستلي. أطلق لافوازييه على الغاز اسم الأكسجين. قدم اكتشاف لافوازييه تفسيرًا علميًا لملاحظات العديد من العلماء وسمح برفض نظرية اللاهوب، التي ظلت قائمة لمدة قرن من الزمان. ولا يزال تعريفه للاحتراق على أنه تفاعل المادة مع الأكسجين مستخدمًا حتى اليوم. كان لافوازييه أول من أثبت أن الأكسجين ضروري لجميع أنواع الاحتراق، وكذلك لتنفس الحيوانات والنباتات. ساعدت أعماله في التخلي عن العديد من الآراء التي عفا عليها الزمن والتي يعود تاريخها إلى الكيمياء.

اللبنات

في عام 1789، نشر لافوازييه طرق تسمية العناصر الكيميائية، بناءً على أعمال روبرت بويل. وفيه، أوجز النظرية (المواد التي لا يمكن أن تتحلل بشكل أكبر) باعتبارها اللبنات الأساسية للكيمياء. حدد لافوازييه 33 عنصرًا، وقام بترتيبها لإظهار كيفية تفاعلها مع بعضها البعض. كما احتوى الكتاب على نظام جديد لتسمية العناصر بناءً على أسمائها التركيب الكيميائي. في السابق، كان للعديد من العناصر أسماء مربكة أطلقها عليها الكيميائيون.

النظرية الذرية الحديثة

ولد جون دالتون (1766-1844) في قرية صغيرة في شمال إنجلترا وكرس حياته كلها للعلم. مكنت أفكاره من اختراق جوهر العملية الكيميائية الأساسية - تكوين المركبات. وفي عام 1808، نشر كتاب “نظام جديد للفلسفة الكيميائية” والذي يحتوي على نقطتين مهمتين. ويقول أحدهم: إن كل شيء هو نتيجة الجمع أو القسمة. ومن المهم أيضا أن نذكر أن الذرات عناصر مختلفةلها أوزان مختلفة.

العلاقة بين العناصر

ولد ديمتري مندليف (1834-1907) ونشأ في سيبيريا، روسيا. كان الأصغر بين 14 طفلاً في العائلة. تخرج مندليف ببراعة من جامعة سانت بطرسبرغ وسرعان ما أصبح أستاذًا للكيمياء هناك. درس العلاقة بين العناصر المختلفة. في تلك الأيام، كان عدد قليل جدًا من الناس يفهمون مدى قرب بعض العناصر من بعضها البعض، كما هو موضح في وزنها الذري. الوزن الذري لعنصر ما هو وزن ذرة واحدة منه مقارنة بوزن الذرة. نشر مندليف كتابه الجدول الدوري للعناصر عام 1869. يقوم بتجميع العناصر في "عائلات" حسب أوزانها الذرية.

الأخف هو الهيدروجين، والأثقل هو الرصاص. يوضح الجدول الدوري كيفية ارتباط العناصر ببعضها البعض. في جدوله، قدم الدوري أيضًا خلايا حرة تتوافق مع العناصر الموجودة بالفعل، ولكن لم يتم اكتشافها بعد. وكان على حق. وبعد 4 سنوات، تم اكتشاف أول عنصر من هذا القبيل - الغاليوم. في المجموع، تمت إضافة أكثر من 100 عنصر إلى الجدول بالفعل.

مقدمة

المراحل الرئيسية لتطور الكيمياء

ظهور وتطور الكيمياء العلمية

خاتمة

فهرس

مقدمة

الكيمياء هو العلم الذي يدرس تركيب المواد وبنيتها وخصائصها، وكذلك تحولات هذه المواد والقوانين التي تخضع لها هذه التحولات. القرن الذي نعيش فيه يسمى "عصر الكيمياء". هذا يرجع إلى حقيقة أنه في السنوات الاخيرةوقد وصل تطور هذه الصناعة إلى ذروته مقارنة بالفترات السابقة.

ترتبط الكيمياء الحديثة ارتباطًا وثيقًا بجميع قطاعات الاقتصاد الوطني. لا يمكن لأي علم تقريبًا الاستغناء عن إنجازات الكيمياء. إنه يتغلغل بشكل متزايد في جميع المجالات العلمية والعلمية النشاط الاقتصادي. وإذا نظرنا إلى العلاقة بين الكيمياء والعلوم الأخرى، يمكننا التمييز بين العلوم المتوسطة (الانتقالية): الكيمياء الفيزيائية، والكيمياء الجيولوجية، والكيمياء الحيوية وغيرها الكثير. إن صناعات الطب والعطور والمعادن والوقود ليست سوى جزء صغير من الصناعات التي لا يمكن أن توجد ببساطة دون تطور الكيمياء.

يوجد حاليًا مجالان رئيسيان للكيمياء: العضوية وغير العضوية. تدرس الكيمياء العضوية مركبات الكربون مع عناصر أخرى (تستخدم هذه المعرفة على نطاق واسع في صناعة الوقود، وفي إنتاج البوليمرات والبلاستيك). تدرس الكيمياء غير العضوية المركبات الأخرى.

بدأ تطور الكيمياء قبل وقت طويل من بداية عصرنا. في هذا العمل، سننظر بالتفصيل في مراحل تكوين الكيمياء كعلم.

المراحل الرئيسية لتطور الكيمياء

عند دراسة تاريخ تطور الكيمياء، هناك نهجان متكاملان: التسلسل الزمني والموضوعي.

مع النهج الزمني، ينقسم تاريخ الكيمياء عادة إلى عدة فترات. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن فترة تاريخ الكيمياء، كونها مشروطة ونسبية تماما، لها معنى تعليمي إلى حد ما.

في الوقت نفسه، في المراحل اللاحقة من تطور العلوم، بسبب تمايزها، فإن الانحرافات عن الترتيب الزمني للعرض أمر لا مفر منه، لأنه من الضروري النظر بشكل منفصل في تطوير كل قسم من الأقسام الرئيسية للعلوم.

كقاعدة عامة، يحدد معظم مؤرخي الكيمياء المراحل الرئيسية التالية لتطورها:

فترة ما قبل الكيمياء: حتى القرن الثالث. إعلان

في فترة ما قبل الكيمياء، تطورت الجوانب النظرية والعملية للمعرفة حول المادة بشكل مستقل نسبيًا عن بعضها البعض. يعتبر أصل خصائص المادة في الفلسفة الطبيعية القديمة؛ فالعمليات العملية مع المادة هي من اختصاص الكيمياء الحرفية.

الفترة الخيميائية: القرن الثالث - السادس عشر.

وتنقسم الفترة الخيميائية بدورها إلى ثلاث فترات فرعية: الكيمياء الإسكندرية والعربية والكيمياء الأوروبية.

كانت الفترة الخيميائية هي فترة البحث عن حجر الفلاسفة الذي كان يعتبر ضروريًا لتحويل المعادن.

خلال هذه الفترة، حدث ظهور الكيمياء التجريبية وتراكم المعرفة حول المادة؛ ترتبط النظرية الخيميائية، المبنية على أفكار فلسفية قديمة حول العناصر، ارتباطًا وثيقًا بعلم التنجيم والتصوف. إلى جانب "صناعة الذهب" الكيميائية والتقنية، تتميز الفترة الكيميائية أيضًا بالخلق نظام فريد من نوعهالفلسفة الصوفية.

فترة التكوين (التوحيد): السابع عشر - الثامن عشر قرون.

خلال فترة تشكيل الكيمياء كعلم، حدث ترشيدها الكامل. تتحرر الكيمياء من وجهات النظر الفلسفية والكيميائية الطبيعية حول العناصر باعتبارها حاملات لصفات معينة. جنبا إلى جنب مع التوسع في المعرفة العملية حول المادة، بدأ تطوير رؤية موحدة للعمليات الكيميائية واستخدام الطريقة التجريبية بالكامل. الثورة الكيميائية التي أنهت هذه الفترة أعطت الكيمياء أخيرًا مظهر علم مستقل يشارك في الدراسة التجريبية لتكوين الأجسام.

فترة القوانين الكمية (النظرية الذرية الجزيئية): 1789 - 1860.

فترة القوانين الكمية، التي تميزت باكتشاف القوانين الكمية الرئيسية للكيمياء - قوانين قياس العناصر الكيميائية، وتشكيل النظرية الذرية الجزيئية، أكملت أخيرًا تحويل الكيمياء إلى علم دقيق يعتمد ليس فقط على الملاحظة، ولكن أيضًا على القياس. .

فترة الكيمياء الكلاسيكية: 1860 - أواخر التاسع عشرالخامس.

تتميز فترة الكيمياء الكلاسيكية بالتطور السريع للعلوم: تم إنشاء النظام الدوري للعناصر، ونظرية التكافؤ والتركيب الكيميائي للجزيئات، والكيمياء المجسمة، والديناميكا الحرارية الكيميائية والحركية الكيميائية؛ الكيمياء غير العضوية التطبيقية و التوليف العضوي. فيما يتعلق بالحجم المتزايد للمعرفة حول المادة وخصائصها، يبدأ تمايز الكيمياء - فصل فروعها الفردية، واكتساب ميزات العلوم المستقلة.

الفترة الحديثة: من بداية القرن العشرين حتى الوقت الحاضر

في بداية القرن العشرين، حدثت ثورة في الفيزياء: تم استبدال نظام المعرفة حول المادة المبني على ميكانيكا نيوتن بنظرية الكم والنظرية النسبية. أدى إنشاء قابلية تقسيم الذرة وإنشاء ميكانيكا الكم إلى إدخال محتوى جديد في المفاهيم الأساسية للكيمياء. أتاح التقدم في الفيزياء في بداية القرن العشرين فهم أسباب دورية خصائص العناصر ومركباتها، وشرح طبيعة قوى التكافؤ، وإنشاء نظريات الروابط الكيميائية بين الذرات. لقد أتاح ظهور أساليب البحث الفيزيائي الجديدة بشكل أساسي للكيميائيين فرصًا غير مسبوقة لدراسة تكوين المادة وبنيتها وتفاعليتها. كل هذا أدى معًا، من بين إنجازات أخرى، إلى النجاحات الرائعة للكيمياء البيولوجية في النصف الثاني من القرن العشرين - إنشاء بنية البروتينات والحمض النووي، ومعرفة آليات عمل خلايا الكائن الحي.

ظهور وتطور الكيمياء العلمية.

). فترة ما قبل الكيمياء: حتى القرن الثالث. إعلان

الكيمياء علم تركيب المواد وتحولاتها يبدأ باكتشاف الإنسان لقدرة النار على التغير المواد الطبيعية. من الواضح أن الناس عرفوا كيفية صهر النحاس والبرونز وحرق منتجات الطين وصناعة الزجاج منذ عام 4000 قبل الميلاد. بحلول القرن السابع قبل الميلاد. أصبحت مصر وبلاد ما بين النهرين مراكز لإنتاج الأصباغ؛ كما تم الحصول على الذهب والفضة والمعادن الأخرى في شكلها النقي. من حوالي 1500 إلى 350 قبل الميلاد. تم استخدام التقطير لإنتاج الأصباغ، وتم صهر المعادن من الخامات عن طريق خلطها بالفحم ونفخ الهواء من خلال الخليط المحترق.

الفلسفة الطبيعية القديمة.

يمكن ملاحظة ما يلي باعتباره السمات الرئيسية للفلسفة الطبيعية:

المضاربة. كل مفهوم فلسفي طبيعي قديم هو تجريد (رائع في بعض الأحيان)، خالي من أي أسس تجريبية. يتم دائمًا استخدام بيانات المعنى فقط كتوضيح للاستدلالات.

الاستنباط (الاستدلال من العام إلى الخاص). يدعي كل مفهوم فلسفي طبيعي قديم أنه تفسير عالمي لبنية الكون؛ خصائص المادة تتبع منطقيا من خصائص الكون.

اختيار المادة الأولية (المادة) كموضوع للدراسة.

خذ بعين الاعتبار الفلسفة الطبيعية اليونانية. اخترقت هذه الأفكار الأسطورية اليونان من خلال طاليس ميليتس، الذي رفع كل تنوع الظواهر والأشياء إلى عنصر واحد - الماء. ومع ذلك، لم يكن الفلاسفة اليونانيون مهتمين بطرق الحصول على المواد واستخدامها العملي، ولكن بشكل أساسي بجوهر العمليات التي تحدث في العالم. وهكذا، جادل الفيلسوف اليوناني القديم أناكسيمين بأن المبدأ الأساسي للكون هو الهواء: عندما يتخلخل، يتحول الهواء إلى نار، وعندما يتكاثف، يصبح ماء، ثم أرضًا، وأخيراً حجرًا. حاول هيراقليطس الأفسسي تفسير الظواهر الطبيعية من خلال افتراض النار كعنصر أساسي.

أربعة عناصر أساسية. وقد تم دمج هذه الأفكار في الفلسفة الطبيعية لإمبيدوكليس من أجريجينتوم، مبتكر نظرية المبادئ الأربعة للكون. وفي إصدارات مختلفة سيطرت نظريته على أذهان الناس لأكثر من ألفي عام. وفقا لإمبيدوكليس، يتم تشكيل جميع الأشياء المادية من خلال مزيج من العناصر الأبدية وغير المتغيرة - الماء والهواء والأرض والنار - تحت تأثير قوى الحب والكراهية الكونية. تم قبول نظرية العناصر لإمبيدوكليس وتطويرها أولاً من قبل أفلاطون، الذي حدد أن قوى الخير والشر غير المادية يمكنها تحويل هذه العناصر إلى بعضها البعض، ثم من قبل أرسطو.

وفقًا لأرسطو، فإن العناصر الأولية ليست مواد مادية، ولكنها حاملة لصفات معينة - الحرارة والبرودة والجفاف والرطوبة. وقد تحول هذا الرأي إلى فكرة جالينوس عن "العصائر" الأربعة وهيمنت على العلم حتى القرن السابع عشر.

الى الاخرين امر هامالتي شغلت فلاسفة الطبيعة اليونانيين كانت مسألة قابلية المادة للتجزئة. مؤسسو المفهوم، الذي حصل فيما بعد على اسم "الذري"، هم ليوكيبوس، وطالبه ديموقريطس وأبيقور.

وفقًا لتعاليمهم، لا يوجد سوى الفراغ والذرات - عناصر مادية غير قابلة للتجزئة، أبدية، غير قابلة للتدمير، لا يمكن اختراقها، تختلف في الشكل، وموقع الفراغ والحجم؛ ومن "دواماتها" تتشكل جميع الأجسام.

ظلت النظرية الذرية غير شعبية لمدة ألفي عام بعد ديموقريطس، لكنها لم تختف تمامًا. وكان أحد أتباعه الشاعر اليوناني القديم تيتوس لوكريتيوس كاروس<#"justify">أزيموف ف.م. قصة قصيرةكيمياء. تنمية الأفكار والمفاهيم في الكيمياء. - م: مير، 2006.

ليفتشينكوف إس. نبذة مختصرة عن تاريخ الكيمياء، 2008

رابينوفيتش ف. الخيمياء كظاهرة لثقافة العصور الوسطى. م، 2006.

سولوفييف يو. تاريخ الكيمياء. تطور الكيمياء منذ العصور القديمة حتى نهاية القرن التاسع عشر. - م: التربية، 2005.

تريفونوف د.ن.، شامين أ.ن. تاريخ الكيمياء. تطوير الاتجاهات الرئيسية للكيمياء الحديثة. - م: التربية، 2004.

فيجوروفسكي ن. تاريخ الكيمياء. - م: التربية، 2000.

التدريس

هل تحتاج إلى مساعدة في دراسة موضوع ما؟

سيقوم المتخصصون لدينا بتقديم المشورة أو تقديم خدمات التدريس حول الموضوعات التي تهمك.
تقديم طلبكمع الإشارة إلى الموضوع الآن للتعرف على إمكانية الحصول على استشارة.

مقدمة

منذ زمن سحيق، واجه الإنسان الظواهر المختلفةالطبيعة، تتراكم المعلومات عنها وعن الأشياء المحيطة بها، وتستخدمها بشكل متزايد لمصلحتها الخاصة. لاحظ رجل أنه تحت تأثير النار تختفي بعض المواد (والحياة نفسها)، والبعض الآخر يتغير خصائصه.

على سبيل المثال، يكتسب الطين الخام المخبوز قوة. وطبق الإنسان ذلك في ممارسته، وولد الفخار. لقد تعلموا صهر المعادن من الخامات، ومن خلال صهر المعادن تعلموا الحصول على سبائك مختلفة؛ هكذا ظهرت المعادن.

وباستخدام ملاحظاته ومعرفته، تعلم الإنسان أن يخلق، وبالخلق تعلم. ولدت العلوم وتطورت بالتوازي مع الحرف والصناعات.

كانت تحولات المواد تحت تأثير النار هي أولى التفاعلات الكيميائية التي يقوم بها الإنسان.

المراحل الرئيسية لتطور الكيمياء

عند دراسة تاريخ تطور الكيمياء، هناك نهجان متكاملان: التسلسل الزمني والموضوعي.

كقاعدة عامة، يحدد معظم مؤرخي الكيمياء المراحل الرئيسية التالية لتطورها:

1. فترة ما قبل الكيمياء: حتى القرن الثالث. إعلان

2. الفترة الخيميائية: القرن الثالث - السادس عشر.

وتنقسم الفترة الخيميائية بدورها إلى ثلاث فترات فرعية:

الإسكندرية،

عربي

الخيمياء الأوروبية.

كانت الفترة الخيميائية هي فترة البحث عن حجر الفلاسفة الذي كان يعتبر ضروريًا لتحويل المعادن.

خلال هذه الفترة، حدث ظهور الكيمياء التجريبية وتراكم المعرفة حول المادة؛ ترتبط النظرية الخيميائية، المبنية على أفكار فلسفية قديمة حول العناصر، ارتباطًا وثيقًا بعلم التنجيم والتصوف. إلى جانب "صناعة الذهب" الكيميائية والتقنية، تتميز الفترة الخيميائية أيضًا بإنشاء نظام فريد من الفلسفة الصوفية.

3. فترة التكوين (التوحيد): السابع عشر - الثامن عشر قرون.

4. فترة القوانين الكمية (النظرية الذرية الجزيئية): 1789 - 1860.

5. فترة الكيمياء الكلاسيكية: 1860 – نهاية القرن التاسع عشر.

تتميز فترة الكيمياء الكلاسيكية بالتطور السريع للعلوم: تم إنشاء النظام الدوري للعناصر، ونظرية التكافؤ والتركيب الكيميائي للجزيئات، والكيمياء المجسمة، والديناميكا الحرارية الكيميائية والحركية الكيميائية؛ تحقق الكيمياء غير العضوية التطبيقية والتوليف العضوي نجاحًا باهرًا. فيما يتعلق بالحجم المتزايد للمعرفة حول المادة وخصائصها، يبدأ تمايز الكيمياء - فصل فروعها الفردية، واكتساب ميزات العلوم المستقلة.

مقدمة

يعتمد النهج الهادف لتاريخ الكيمياء على دراسة كيفية تغير الأسس النظرية للعلم مع مرور الوقت. بسبب التغيرات في النظريات طوال وجود الكيمياء، تغير تعريفها باستمرار. نشأت الكيمياء على أنها "فن تحويل المعادن الأساسية إلى معادن نبيلة"؛ وقد عرفها مندلييف عام 1882 بأنها "دراسة العناصر ومركباتها". التعريف من الكتاب المدرسي الحديث بدوره يختلف بشكل كبير عن تعريف مندليف: "الكيمياء هي علم المواد وتكوينها وبنيتها وخصائصها وتحولاتها المتبادلة وقوانين هذه التحولات". عظيموف أ. تاريخ موجز للكيمياء. تنمية الأفكار والمفاهيم في الكيمياء. - م: مير، 1983.

تجدر الإشارة إلى أن دراسة بنية العلم لا تفعل الكثير لتكوين فكرة عن طرق تطور الكيمياء ككل: يعتمد التقسيم المقبول عمومًا للكيمياء إلى أقسام على عدد من المبادئ المختلفة. يتم تقسيم الكيمياء إلى عضوية وغير عضوية حسب اختلاف موضوعاتها.

يتم اختيار الكيمياء الفيزيائية على أساس قربها من الفيزياء؛ ويتم تمييز الكيمياء التحليلية بناءً على طريقة البحث المستخدمة. بشكل عام، يعد تقسيم الكيمياء المقبول عمومًا إلى أقسام بمثابة تكريم للتقاليد التاريخية إلى حد كبير؛ ويتقاطع كل قسم مع الأقسام الأخرى بدرجة أو بأخرى.

إن المهمة الرئيسية لمقاربة ذات معنى لتاريخ الكيمياء هي، على حد تعبير دي. لذا فإن الهدف الثابت والمشترك للمعرفة الكيميائية في جميع الفترات التاريخية هو هدف الكيمياء. إن هدف العلم ليس نظريته فحسب، بل جوهره التاريخي أيضًا.

هدف الكيمياء في جميع مراحل تطورها هو الحصول على مادة ذات خصائص معينة. يتضمن هذا الهدف، الذي يُطلق عليه أحيانًا المشكلة الأساسية للكيمياء، مشكلتين رئيسيتين - العملية والنظرية، والتي لا يمكن حلها بشكل منفصل عن بعضها البعض. لا يمكن الحصول على مادة ذات خصائص معينة دون تحديد طرق التحكم في خصائص المادة، أو، بالمثل، دون فهم أسباب أصل وشروط خصائص المادة. وهكذا فإن الكيمياء هي هدف ووسيلة، ونظرية وممارسة.

وهكذا، وفي إطار المنهج الموضوعي، يمكن اعتبار تاريخ الكيمياء بمثابة تاريخ ظهور وتطور الأنظمة المفاهيمية، والتي يعتبر كل منها بشكل أساسي طريق جديدحل المشكلة الرئيسية للكيمياء. عظيموف أ. تاريخ موجز للكيمياء. تنمية الأفكار والمفاهيم في الكيمياء. - م: مير، 1983.

المراحل الرئيسية لتطور الكيمياء

عند دراسة تاريخ تطور الكيمياء، هناك نهجان متكاملان: التسلسل الزمني والموضوعي.

كقاعدة عامة، يحدد معظم مؤرخي الكيمياء المراحل الرئيسية التالية لتطورها: Solovyov Yu.I. تاريخ الكيمياء. تطور الكيمياء منذ العصور القديمة حتى نهاية القرن التاسع عشر. - م: التربية، 1983.

1. فترة ما قبل الكيمياء: حتى القرن الثالث. إعلان

2. الفترة الخيميائية: القرن الثالث - السادس عشر.

تنقسم الفترة الخيميائية بدورها إلى ثلاث فترات فرعية: Solovyev Yu.I. تاريخ الكيمياء. تطور الكيمياء منذ العصور القديمة حتى نهاية القرن التاسع عشر. - م: التربية، 1983.

· الإسكندرية،

· عربي

· الكيمياء الأوروبية.

كانت الفترة الخيميائية هي فترة البحث عن حجر الفلاسفة الذي كان يعتبر ضروريًا لتحويل المعادن.

خلال هذه الفترة، حدث ظهور الكيمياء التجريبية وتراكم المعرفة حول المادة؛ ترتبط النظرية الخيميائية، المبنية على أفكار فلسفية قديمة حول العناصر، ارتباطًا وثيقًا بعلم التنجيم والتصوف. إلى جانب "صناعة الذهب" الكيميائية والتقنية، تتميز الفترة الخيميائية أيضًا بإنشاء نظام فريد من الفلسفة الصوفية.

3. فترة التكوين (التوحيد): السابع عشر - الثامن عشر قرون.

4. فترة القوانين الكمية (النظرية الذرية الجزيئية): 1789 - 1860.

5. فترة الكيمياء الكلاسيكية: 1860 – نهاية القرن التاسع عشر.

تتميز فترة الكيمياء الكلاسيكية بالتطور السريع للعلوم: تم إنشاء النظام الدوري للعناصر، ونظرية التكافؤ والتركيب الكيميائي للجزيئات، والكيمياء المجسمة، والديناميكا الحرارية الكيميائية والحركية الكيميائية؛ تحقق الكيمياء غير العضوية التطبيقية والتوليف العضوي نجاحًا باهرًا. فيما يتعلق بالحجم المتزايد للمعرفة حول المادة وخصائصها، يبدأ تمايز الكيمياء - فصل فروعها الفردية، واكتساب ميزات العلوم المستقلة.

الكيمياء هو العلم الذي يدرس تركيب المواد وبنيتها وخصائصها، وكذلك تحولات هذه المواد والقوانين التي تخضع لها هذه التحولات. يُطلق على القرن الحادي والعشرين اسم "قرن الكيمياء". ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه في السنوات الأخيرة وصل تطور هذه الصناعة إلى ذروته مقارنة بالفترات السابقة.

ترتبط الكيمياء الحديثة ارتباطًا وثيقًا بجميع قطاعات الاقتصاد الوطني. لا يمكن لأي علم تقريبًا الاستغناء عن إنجازات الكيمياء. إنه يتغلغل بشكل متزايد في جميع مجالات النشاط العلمي والاقتصادي. وإذا نظرنا إلى العلاقة بين الكيمياء والعلوم الأخرى، يمكننا التمييز بين العلوم المتوسطة (الانتقالية): الكيمياء الفيزيائية، والكيمياء الجيولوجية، والكيمياء الحيوية وغيرها الكثير. إن صناعات الطب والعطور والمعادن والوقود ليست سوى جزء صغير من الصناعات التي لا يمكن أن توجد ببساطة دون تطور الكيمياء.

تعرض هذه الورقة المراحل الرئيسية في تطور الكيمياء كعلم.

استخدم الإنسان العمليات الكيميائية التي أدت إلى تكوين مواد جديدة في عصور ما قبل التاريخ. يمكننا القول أن الإنسان برز عن عالم الحيوان عندما أجرى أول تفاعل كيميائي، حيث أشعل النار، ثم بدأ في استخدامها في الطهي، وفي إنتاج الفخار، وفي معالجة المعادن.

في العصور القديمة، عرفت سبعة معادن في شكلها النقي: النحاس والرصاص والقصدير والحديد والذهب والفضة والزئبق، وفي شكل سبائك - أيضًا الزرنيخ والزنك والبزموت. بالإضافة إلى علم المعادن، حدث تراكم المعرفة العملية في مجالات أخرى، مثل إنتاج السيراميك والزجاج، وصباغة الأقمشة، ودباغة الجلود، وصناعة الأدويةومستحضرات التجميل.

أدت محاولات الفهم النظري لمشكلة أصل خصائص المادة إلى تشكيل عقيدة العناصر الأولية في الفلسفة الطبيعية اليونانية القديمة. كان التأثير الأكبر على مواصلة تطوير العلوم من خلال تعاليم إمبيدوكليس وأفلاطون وأرسطو. ووفقا لهذه المفاهيم، تتشكل جميع المواد من مزيج من أربعة مبادئ: الأرض والماء والهواء والنار. العناصر نفسها قادرة على التحولات المتبادلة، لأن كل واحد منهم، وفقا لأرسطو، يمثل إحدى حالات المادة الأولية الوحيدة - مزيج معين من الصفات. أصبح مفهوم إمكانية تحويل عنصر إلى آخر فيما بعد أساس الفكرة الكيميائية المتمثلة في إمكانية التحولات المتبادلة للمعادن (التحويل). في وقت واحد تقريبًا مع عقيدة العناصر الأولية، نشأت الذرية في اليونان، وكان مؤسسوها ليوكيبوس وديموقريطوس.

حاول فلاسفة اليونان القدماء فهم وتفسير الظواهر الطبيعية. وهكذا، طرح أرسطو الموقف القائل بأن المواد، عند دمجها، تفقد صفاتها الفردية، والمادة الجديدة ليست خليطًا، بل<тело>، تمتلك صفات جديدة وفريدة من نوعها.

حوالي 300 م. قام زوسيما المصري بتجميع موسوعة مكونة من 28 مجلدًا غطت كل المعرفة بالكيمياء كفن التحولات المتبادلة للمواد التي تم جمعها خلالقبل 500-600 سنة، وكان شائعًا حتى القرن السادس عشر. كان هذا بمثابة بداية تطور ظاهرة ثقافية مثل الكيمياء، اساس نظرىوالتي كانت آراء أرسطو حول عناصر الطبيعة وتحولها المتبادل (التحويل). عند إجراء تحويل بعض المواد إلى مواد أخرى، لم ير الكيميائيون أي عقبات أمام تنفيذ أي تحويلات، بما في ذلك بعض المعادن إلى أخرى، ولا سيما إلى الذهب. طور الكيميائيون طريقة عمل تجريبية تختبر الفرضية. قاموا ببناء المختبرات الأولى - المباني المخصصة للبحث العلمي. البحث عن<философского камня>1 اكتشف الكيميائيون مجموعة كاملة من المواد: الإيثانول والعديد من الأملاح والقلويات، والأهم من ذلك، الأحماض المعدنية القوية - الكبريتيك والنيتريك، والتي وسعت بشكل كبير إمكانيات التأثير الكيميائي على المادة.

ومن بين أكبر الكيميائيين على المسرح الأوروبي ألبرتوس ماغنوس، وروجر بيكون، وأرنالدو دي فيلانوفا، وريموند لول، وباسل فالنتينوس. عرّف ر. بيكون الكيمياء على النحو التالي: “الخيمياء هي علم كيفية تحضير تركيبة معينة، أو إكسير، والتي إذا أضيفت إلى المعادن الأساسية، ستحولها إلى معادن كاملة”.

في أوروبا، تم إدخال عناصر الأساطير المسيحية في الأساطير ورمزية الكيمياء (مكافأة بيتروس، نيكولاس فلاميل)؛ بشكل عام، تبين أن العناصر الصوفية أكثر سمة من سمات الكيمياء الأوروبية منها في الكيمياء العربية. أدى التصوف والطبيعة المنغلقة للكيمياء الأوروبية إلى ظهور عدد كبير من المحتالين الكيميائيين. وقد سبق أن وضع دانتي أليغييري في الكوميديا الإلهية في الدائرة الثامنة من الجحيم أولئك الذين "صنعوا المعادن بالكيمياء". من السمات المميزة للكيمياء الأوروبية موقعها الغامض في المجتمع. منعت السلطات الكنسية والعلمانية مرارا وتكرارا ممارسة الكيمياء؛ في الوقت نفسه، ازدهرت الخيمياء في الأديرة وفي البلاط الملكي.

بحلول بداية القرن الرابع عشر، حققت الكيمياء الأوروبية أولى نجاحاتها المهمة، حيث تمكنت من التفوق على العرب في فهم خصائص المادة. في عام 1270، حصل الكيميائي الإيطالي بونافينتورا، في إحدى محاولاته للحصول على مذيب عالمي، على محلول الأمونيا في حمض النيتريك (أكوا فورتيس)، والذي تبين أنه قادر على إذابة الذهب، ملك المعادن (وبالتالي الاسم - أكوا ريجيس، أي أكوا ريجيا). جابر الزائف، أحد أهم الكيميائيين الأوروبيين في العصور الوسطى، والذي عمل في إسبانيا في القرن الرابع عشر ووقع أعماله باسم جابر، وصف بالتفصيل الأحماض المعدنية المركزة (الكبريتية والنيتريك). أدى استخدام هذه الأحماض في الممارسة الكيميائية إلى زيادة كبيرة في معرفة الكيميائيين بالمادة.

في منتصف القرن الثالث عشر، بدأ إنتاج البارود في أوروبا؛ يبدو أنه تم وصفه لأول مرة (في موعد لا يتجاوز 1249) من قبل ر. بيكون (يمكن اعتبار الراهب ب. شوارتز الذي يتم ذكره كثيرًا مؤسس تجارة البارود في ألمانيا). مظهر الأسلحة الناريةأصبح حافزًا قويًا لتطوير الكيمياء وتشابكها الوثيق مع الكيمياء الحرفية.

يمتد تكوين الكيمياء نفسه إلى ثلاثة قرون - من القرن السادس عشر إلى القرن الثامن عشر. يتم استبدال التجريب الأعمى بدراسة قوانين تحويل المواد لاستخدامها العملي. أول الصناعات الكيميائية كانت الكيمياء، والتي تأسست في بداية القرن السادس عشر. السويسري تي باراسيلسوس. علماء الكيمياء الحيوية (في المصطلحات الحديثة) يعتقد أن الأمراض تنشأ بسبب انتهاك تدفق العمليات الكيميائية في الجسم ونقص (أو زيادة) بعض المواد فيه، واقترح طرق العلاج المناسبة. خلال نفس الفترة، تطورت الكيمياء التقنية.

يرتبط اسم العالم الأيرلندي ر. بويل بالتحرير الكامل للكيمياء من الكيمياء والكيمياء العلاجية. ألقى قطعة<ал>في المصطلح نفسه، تم إدخال تعريف العنصر الكيميائي كأحد مكونات المادة التي لا يمكن تحللها إلى أجزاء أبسط في الثقافة الإنسانية؛ تحليل كيميائي، كيمياء الغازات.

في مطلع القرنين السابع عشر والثامن عشر. ظهرت أول نظرية كيميائية عامة - نظرية الفلوجستون (من الفلوجستون اليوناني - قابل للاشتعال، قابل للاشتعال)، التي طورها الكيميائي والطبيب الألماني إي.جي. ستال واستنادا إلى الموقف القائل بأنه كلما زاد عدد الفلوجستون الذي يحتوي عليه جسم معين، كلما كان أكثر قدرة على الاحتراق. نظرية ستال، التي تم إنشاؤها لشرح ظاهرة الاحتراق والأكسدة واختزال المعادن، يمكن أن تصبح الأساس لتفسير معظم الظواهر الكيميائية التي لوحظت في ذلك الوقت.

في منتصف القرن الثامن عشر. بدأت نظرية الفلوجستون موضع تساؤل. م.ف. صاغ لومونوسوف قانون حفظ كتلة المادة في العمليات الكيميائية وأثبته تجريبيًا. كما طرح فكرة أنه عند تسخينه، يتحد المعدن، كما قال، مع جزيئات الهواء. اكتشف الكيميائي الفرنسي أ. لافوازييه، الذي يدرس احتراق المعادن وتحميصها، دور الأكسجين في هذه الظواهر، وبالتالي تدمير نظرية الفلوجستون. كما أنه أوضح مفاهيم العنصر الكيميائي، وهو مادة بسيطة ومعقدة. بشكل مستقل عن لومونوسوف، أسس تجريبيًا قانون حفظ الكتلة في التفاعلات الكيميائية وأقنع معاصريه الكيميائيين به.

في نهاية السابع عشر - منتصف التاسع عشرالخامس. تم اكتشاف قوانين الكيمياء الكيميائية المتعلقة بالعلاقات الكمية بين كتل المواد التي تدخل في التفاعل الكيميائي، مما أعطى الكيمياء طابعًا عقلانيًا وساهم في وضع أساس تجريبي للفرضية الذرية الجزيئية، كما مكّن من صياغة القواعد للتجميع الصيغ الكيميائيةوالمعادلات. تعتبر قوانين قياس العناصر المتكافئة الرئيسية هي قوانين أفوجادرو بشأن التناسب بين كثافات الغازات أو الأبخرة والكتل الجزيئية والنسب الحجمية لـ Zh.L. جاي-لوساك، نسب متعددة من ج. دالتون، ما يعادلها من IV. ريختر و دبليو.إتش. ولاستون وآخرون تم وضع كل هذه القوانين تجريبيا.

الاستخدام القياسات الكميةأدى تحسين التجارب الكيميائية إلى الموافقة النهائية على المفاهيم الذرية والجزيئية لبنية المادة. تأسست هذه الأفكار في ستينيات القرن التاسع عشر، عندما أ.م. ابتكر بتليروف نظرية بنية المركبات الكيميائية، موضحًا أنه ليس التركيب فحسب، بل البنية أيضًا هي التي تحدد خصائص المواد، وD.I. اكتشف مندليف القانون الدوري.

أصبح اكتشاف الإلكترون بواسطة J. J. Thomson (1897) والنشاط الإشعاعي بواسطة A. Becquerel (1896) دليلاً على انشطار الذرة، والتي بدأت مناقشة إمكانية حدوثها بعد أن طرح W. Prout فرضية البروتيل (1815). بالفعل في بداية القرن العشرين، ظهرت النماذج الأولى للتركيب الذري: "كب كيك" (دبليو طومسون، 1902 وج. ج. طومسون، 1904)، كوكبي (ج. ب. بيرين، 1901 وإتش. ناجاوكا، 1903)، "ديناميكي" (ف. لينارد، 1904). في عام 1911، اقترح إي. رذرفورد، بناءً على تجارب حول تشتت جسيمات ألفا، نموذجًا نوويًا، والذي أصبح الأساس لإنشاء نموذج كلاسيكي لبنية الذرة (ن. بور، 1913 وأ. سومرفيلد) ، 1916). وبناءً عليه، وضع ن. بور عام 1921 أسس النظرية الرسمية للنظام الدوري، والتي أوضحت دورية خصائص العناصر من خلال التكرار الدوري لبنية المستوى الإلكتروني الخارجي للذرة.

بعد اكتشاف قابلية تقسيم الذرة وتحديد طبيعة الإلكترون كمكون لها، نشأت متطلبات حقيقية لتطوير نظريات الروابط الكيميائية. الأول كان مفهوم التكافؤ الكهربي لـ R. Abegg (1904)، المبني على فكرة ألفة الذرات للإلكترونات. نموذج بور-سومرفيلد، والأفكار حول إلكترونات التكافؤ (آي. ستارك، 1915) وفكرة الاستقرار الخاص لقذائف ثنائية وثمانية إلكترونات من ذرات الغاز النبيل شكلت أساس النظريات الكلاسيكية للترابط الكيميائي. طور V. Kossel (1916) نظرية الترابط غير المتجانس (الأيوني)، وطور J.N Lewis (1916) وI. Langmuir (1919) نظرية الترابط المثلي القطب (التساهمي).

في أواخر العشرينات - أوائل الثلاثينيات من القرن العشرين، تم تشكيل أفكار جديدة بشكل أساسي - ميكانيكية الكم - حول بنية الذرة وطبيعة الروابط الكيميائية.

واستناداً إلى فكرة الفيزيائي الفرنسي ل. دي برولي حول وجود الخصائص الموجية في جزيئات المواد، اشتق الفيزيائي النمساوي إي. شرودنغر في عام 1926 المعادلة الأساسية لما يسمى. ميكانيكا الموجة، التي تحتوي على الدالة الموجية وتسمح بتحديد الحالات المحتملة للنظام الكمي وتغيرها مع الزمن. وفي نفس العام، طور عالم فيزياء ألماني آخر، دبليو هايزنبرغ، نسخته الخاصة من نظرية الكم للذرة في شكل ميكانيكا المصفوفة.

أدى النهج الميكانيكي الكمي لبنية الذرة إلى خلق أفكار جديدة بشكل أساسي حول طبيعة الروابط الكيميائية. بالفعل في عام 1927، بدأ V. G. Heitler و F. London في تطوير نظرية ميكانيكية الكم للترابط الكيميائي وأجروا حسابًا تقريبيًا لجزيء الهيدروجين. أدى توسيع طريقة هيتلر-لندن لتشمل الجزيئات متعددة الذرات إلى إنشاء طريقة رابطة التكافؤ، التي تم إنشاؤها في 1928-1931. إل بولينج وجي سي سلاتر. الفكرة الرئيسية لهذه الطريقة هي افتراض أن المدارات الذرية تحتفظ بفردية معينة أثناء تكوين الجزيء. في عام 1928، اقترح بولينج نظرية الرنين وفكرة تهجين المدارات الذرية، وفي عام 1932 - مفهوم كمي جديد للسالبية الكهربية.

في عام 1929، وضع كل من F. Hund وR. S. Mulliken وJ. E. Lennard-Jones الأساس للطريقة المدارية الجزيئية، استنادًا إلى فكرة الفقدان الكامل لفردية الذرات المتحدة لتكوين جزيء. كما أنشأ هوند التصنيف الحديث للروابط الكيميائية. في عام 1931 توصل إلى استنتاج مفاده أن هناك نوعين رئيسيين من الروابط الكيميائية - رابطة بسيطة، أو رابطة σ، ورابطة π. قام E. Hückel بتوسيع طريقة MO لتشمل المركبات العضوية، حيث قام في عام 1931 بصياغة قاعدة الثبات العطري، والتي تحدد ما إذا كانت المادة تنتمي إلى السلسلة العطرية

الفوليرين C60 هو شكل متآصل للكربون، تم اكتشافه في عام 1985. وبفضل ميكانيكا الكم، بحلول الثلاثينيات من القرن العشرين، تم توضيح طريقة تكوين الروابط بين الذرات إلى حد كبير؛ بالإضافة إلى ذلك، في إطار النهج الميكانيكي الكمي، تلقت عقيدة مندليف حول الدورية تفسيرًا فيزيائيًا صحيحًا. أدى إنشاء أساس نظري موثوق به إلى زيادة كبيرة في القدرة على التنبؤ بخصائص المادة. من سمات الكيمياء في القرن العشرين الاستخدام الواسع النطاق للأجهزة الفيزيائية والرياضية وطرق الحساب المختلفة.

كانت الثورة الحقيقية في الكيمياء هي ظهور عدد كبير من الأساليب التحليلية الجديدة في القرن العشرين، وخاصة الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية (تحليل حيود الأشعة السينية، التحليل الطيفي الإلكتروني والاهتزازي، الكيمياء المغناطيسية وقياس الطيف الكتلي، التحليل الطيفي EPR والرنين المغناطيسي النووي، التحليل اللوني، إلخ). .). وقد أتاحت هذه الأساليب فرصًا جديدة لدراسة تركيب المادة وبنيتها وتفاعليتها.

ومن السمات المميزة للكيمياء الحديثة تفاعلها الوثيق مع العلوم الطبيعية الأخرى، ونتيجة لذلك ظهرت الكيمياء الحيوية والجيوكيمياء وغيرها من الأقسام عند تقاطع العلوم. بالتزامن مع عملية التكامل هذه، استمرت عملية تمايز الكيمياء نفسها بشكل مكثف. على الرغم من أن الحدود بين فروع الكيمياء اعتباطية تمامًا، والكيمياء الغروية والتنسيقية، والكيمياء البلورية، والكيمياء الكهربائية، إلا أن كيمياء المركبات الجزيئية وبعض الأقسام الأخرى اكتسبت سمات العلوم المستقلة.

كانت النتيجة الحتمية لتحسين النظرية الكيميائية في القرن العشرين هي النجاحات الجديدة في الكيمياء العملية - التوليف التحفيزي للأمونيا، وإنتاج المضادات الحيوية الاصطناعية، والمواد البوليمرية، وما إلى ذلك. وكانت نجاحات الكيميائيين في الحصول على مواد ذات خصائص مرغوبة، من بين أدت الإنجازات الأخرى للعلوم التطبيقية، بحلول نهاية القرن العشرين، إلى تغييرات أساسية في حياة البشرية.

شهد النصف الثاني من القرن العشرين مرحلة جديدة في تطور الكيمياء. التطور السريع للرياضيات والإلكترونيات وظهور الكيميائيين الدقيقين في ترسانتهم أدوات القياسوقد أتاحت أجهزة الكمبيوتر إمكانية إجراء عمليات حسابية كانت في السابق صعبة للغاية، بل ومستحيلة في بعض الأحيان. إن نمذجة العمليات الكيميائية ومعالجة كميات كبيرة من البيانات وحساب هياكل المواد المعقدة قد سمحت للعلماء بتوسيع أهمية الكيمياء بشكل كبير. إن خفض تكلفة الأبحاث والتجارب، فضلاً عن زيادة دقتها، جعل من الممكن تطبيقها على الصناعات الأقل كثافة في المعرفة. بدأ تطوير الكيمياء التجارية.

اليوم، تقوم الآلاف من المختبرات الكيميائية بإجراء أبحاث لمجموعة واسعة من قطاعات الاقتصاد الوطني، وتطوير الكيمياء التجارية. صناعة العطور، وإنتاج مجموعة واسعة من المواد البوليمرية، والبلاستيك، مواد بناءمع معلمات معينة والعديد من مجالات تطبيق الكيمياء الأخرى هي المستهلكين الرئيسيين لهذا البحث.

تطوير الكيمياء هو أيضا استراتيجي. الاتجاه المهم هو الحصول على وقود بديل رخيص الثمن. ليس سرا أن احتياطيات النفط والغاز، المصدرين الرئيسيين للطاقة اليوم، تتناقص يوما بعد يوم. لذلك فإن الكيمياء هي التي توكل إليها مشكلة طاقة المستقبل.

يشمل التطوير الإضافي للكيمياء، من بين أمور أخرى، تطوير نظائرها الصديقة للبيئة للتكنولوجيات المستخدمة اليوم والتي تؤثر سلبًا على البيئة.

1) ب. مفاهيم P. بونداريف العلوم الطبيعية الحديثة درس تعليميلطلاب الجامعة. - م: ألفا-م، 2003. - 464 ص.

2) ظهور الكيمياء وتطورها منذ العصور القديمة وحتى القرن الثامن عشر. التاريخ العام للكيمياء. م: العلم. 1989

3)http://www.chemport.ru/chemistry.shtml

4)http://ru.wikipedia.org/wiki/

وفقا للكيميائيين،<философский камень>- حجر معجزة يستطيع تحويل جميع المعادن إلى ذهب ويشفي جميع الأمراض.