1 часть. Назовите хронологические рамки и кратко охарактеризуйте основные периоды истории химии от древности до конца XVI в

На этом этапе развивались различные ремесла, например обработка металлов. Мыслителями древности разрабатываются ряд философских концепций.

Основной принцип алхимии заключается в способности принципов-элементов осуществлять любые трансмутации.

Трансмутация – одно из понятий алхимии, обозначающее взаимопревращение веществ, в основном, металлов. Наибольшее внимание алхимики уделяли попыткам получения золота ("самого совершенного" металла) из источников, не содержащих его (часто из "неблагородных" металлов). Подавляющее большинство алхимиков шло двумя параллельными путями: одни пытались найти "философский камень" и получить золото, другие – добыть эликсир жизни («панацея»), дававший бессмертие.

Алхимики предлагали считать все вещества состоящими из трех элементов-принципов (в различных комбинациях): «серы», «ртути» (качественные особенности мужского и женского начал) и «соли» (движение).

Наиболее известными учеными этой эпохи являются Роджер Бэкон и Джабир ибн Хайян.

Джабир ибн Хайян (латинизированное имя Гебер) (ок. 721 – ок. 815) – персидский алхимик. Джабир развил теорию Аристотеля о первоначальных свойствах вещества, добавив ещё два: свойство горючести и «металличности». Горючесть он ассоциировал с серой, а «металличность» с ртутью, «идеальным металлом». Джабир предположил, что внутреннюю сущность каждого металла всегда раскрывают два из шести свойств. Согласно учению Джабира, сухие испарения, конденсируясь в земле, дают серу, мокрые — ртуть. Сера и ртуть, соединясь затем в различных отношениях, и образуют семь металлов: железо, олово, свинец, медь, ртуть, серебро и золото. Золото образуется, только если вполне чистые сера и ртуть взяты в наиболее благоприятных соотношениях. 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.

Роджер Бэкон (ок. 1214 – ок. 1292) – алхимик и философ, монах английского ордена францисканцев. Он изучал свойства селитры и многих других веществ, установил состав и нашёл способ изготовления чёрного пороха. В своих исследованиях Бэкон заметил, что горение вещества в закрытых сосудах (без доступа воздуха) быстро прекращается, но не сделал из этого определенных выводов.

Особенности развития химии в России:

-сильное развитие получила обработка металлов;

-создавались лечебные средства-«водки»;

-изготовлялись краски (чернило, киноварь).

Основная идея в этом периоде - объединить химию с медициной.

Наиболее известный представитель ятрохимии - Теофраст Парацельс (1493-1541). Он учил, что живые организмы состоят из тех же ртути, серы, солей и ряда других веществ, которые образуют все прочие тела природы. Когда человек здоров, эти вещества находятся в равновесии друг с другом. Болезнь означает преобладание или, наоборот, недостаток одного из них. Парацельс одним из первых начал применять в лечении химические средства. Также он внес немалый вклад в изучение соединений мышьяка и сурьмы и разработал способ получения концентрированной уксусной кислоты путем перегонки виноградного и древесного уксуса.
Иоганн Глаубер (1604 – 1668) – немецкий химик и врач. Некоторое время был лекарем при королевском дворе в Гиссене. Позднее Глаубер разработал метод получения соляной кислоты воздействием серной кислоты на поваренную соль. Он установил, что остаток, полученный после отгонки кислот (сульфат натрия), обладает сильным слабительным действием. Глаубер одним из первых применил стекло для изготовления химической посуды.
2. Химия в XVII в.

В этот период химия только начинает формироваться как наука. Основные особенности развития химии:

-вхождение в научную практику эксперимента;

-развитие «элементаризма»;

-возрождение атомистики.

Наиболее известный ученый-химик этого периода - Роберт Бойль (1629-1691), сторонник корпускулярной теории. Он доказал, что воздух легко сжимается и, применив точное измерение, установил обратную зависимость изменения объема воздуха от давления (закон Бойля - Мариотта). Это был несомненный довод в пользу корпускулярной теории, т. к. объяснялся только "дискретным" строением воздуха (частицы, разделенные пустым пространством). Бойль определил главным объектом химического поиска "элемент" и добивался экспериментального подхода к определению элементов.

Основная идея теории флогистона заключается в том, что горение – это удаление из вещества горючей субстанции - флогистона.Флогистон содержится во всех веществах, способных гореть с выделением пламени или превращаться при обжигании в землистые вещества ("окалины" или "извести"). Чем больше флогистона содержит вещество, тем больше оно способно к горению. Положительным в теории флогистона было то, что она рассматривала с общих позиций такие процессы, как горение, медленное окисление (например, ржавление) и дыхание.

Эту теорию развивал Георг Шталь (1659-1734), немецкий химик и врач, долгое время проработавший в качестве профессора медицины в Иене и Галле. Идеи Шталя изложены им в трудах "Бехеров пример", "Основания догматической и экспериментальной химии" и других. Шталю принадлежат также работы по горному делу и металлургии. Скорее всего, именно эти производственные познания Шталя во многом способствовали разработке теории флогистона.
Особенности развития химии в России:

-развитие «химических» ремесел;

-учение Аристотеля было малоизвестно, его переводы практически не имели распространения;

-отсутствовал период алхимии.

-кислородная теория горения;

-было введено понятие элемента;

-сохранение массы в реакциях.

Наиболее известный ученый этого периода – Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794). На свои средства он создал хорошо оборудованную химическую лабораторию. Лавуазье ввел в химическую практику строгие количественные методы, в особенности метод точного взвешивания, благодаря которому пришел к выводу о сохранении массы веществ в процессах горения. Установил способность кислорода соединяться с фосфором и серой при горении и с металлами при обжиге. Лавуазье доказал сложный состав воздуха. К 1780 г. он создал основы кислородной теории, правильно объяснив процессы горения и окисления. Позже Лавуазье показал, что вода есть соединение кислорода и водорода ("горючего воздуха").

3. Назовите хронологические рамки и кратко окарактеризуйте основные периоды истории химии, приходящиеся на XIX-XX вв. Укажите особености развития химии в России в этот временной отрезок.

1. Период количественных законов (первые 60 лет XIX в.)

Основателем химической атомистики был Джон Дальтон (1766-1844), английский химик и физик. Он установил закон кратных отношений, ввел понятие «атомный вес», первым определил атомные веса ряда элементов. Дальтон также открыл газовые законы, названные его именем.

Понятие о молекуле было введено итальянским физиком и химиком Амедео Авогадро (1776-1856). В 1811 г. он открыл закон Авогадро. Создал метод определения молекулярных масс. Авогадро установил количественный атомный состав молекул многих веществ (например, водорода, кислорода или воды). Результаты работ Авогадро по молекулярной теории были признаны лишь после его смерти.

В 1860-х гг. было завершено формирование атомно-молекулярного учения, разграничены понятия "атом", "молекула", "эквивалент", появилось представление о валентности.

В этот период возникли и получили развитие следующие идеи:

-идея валентности;

-структурная теория;

-периодический закон и периодическая система химических элементов;

-теория растворов;

-координационная теория;

-химическая термодинамика.

В результате исследований в начале XX века появилось представление о строении атома. В XX в. развивалась современная химия.
Основные особенности развития химии в России в этот период:

- к концу XIX столетия химическая наука в России по уровню развития догнала европейскую химию;

- научные разработки начинают применяться в промышленности, однако этот процесс идет медленно;

- велись работы по созданию русской химической номенклатуры;

- в ХХ столетии научные исследования сосредоточены в государственных учреждениях (университетах, институтах).
2 часть.
1. Химия в России в X-XVIII вв.: основные химические процессы и техника. Научные достижения М.В. Ломоносова в химии.

Основные особенности развития химии в России в X-XVIII вв.:

-существовали «химические» ремесела;

-учение Аристотеля малоизвестно;

-отсутствовал период алхимии;

-сильное развитие получила обработка металлов;

-создавались лечебные средства-«водки»;

-изготовлялись краски (чернило, киноварь).

В 1724 г была открыта Академия наук в Санкт-Петербурге.

Значительный вклад в развитие химии внесли труды Михаила Васильевича Ломоносова (1711—1765). В 1748 г. В Санкт-Петербурге Ломоносов открыл первую в России химическую лабораторию. В работах М.В. Ломоносова рассмотрены следующие вопросы:

-о корпускулах (однако, Ломоносов не создал атомно-молекулярное учение);

-о сохранении массы (но он не первым сформулировал это утверждение и не создал закона сохранения массы);

-об опыте Бойля по обжигу металлов (подобные заключения были сделаны в то же время другими химиками);

-о природе теплоты (Ломоносов отрицал существования частицы теплоты (теплорода) и считал теплоту результатом внутреннего движения материи).

Первая научная химическая лаборатория была открыта в 1748 г. в Санкт-Петербурге. Ее создатель - М.В. Ломоносов. Он же разработал проект лаборатории и подавал прошения об ее строительстве. Лаборатория находилась в отдельном здании и состояла из трех основных комнат - небольшие для взвешивания и хранения посуды и большая комната, в которой располагались различные печи, проводились опыты и чтение лекций. Основными задачами лаборатории были:

-синтез новых веществ;

-чтение лекций;

-изготовление смальты;

-опыты по обжигу металлов в закрытых сосудах.

В 1840-х гг. в России стали появляться первые химические школы, в их числе Казанская. Ее основателем был Николай Николаевич Зинин (1812 – 1880). Он нашел способ синтеза анилина восстановлением ароматических нитросоединений, который дал возможность синтезировать анилиновые красители. Зинин разработал метод получения ароматических кетонов, изучал нитроглицерин и показал возможность его применения в качестве взрывчатого вещества. Вначале Зинин был физиком, затем с 1835 г. начал преподавать химию в Казанском университете, ввел здесь лабораторные занятия. В 1847 г. был приглашен в С.-Петербург, профессором химии в Медико-хирургической академии. Здесь его учеником являлся известный химик-органик А.П.Бородин.

Санкт-Петербургская химическая школа основана Александром Абрамовичем Воскресенским (1809-1880). Он установил состав хинной кислоты, хинона, теобромина и ряда других соединений. Добыв образцы русских каменных углей, он исследовал их состав и свойства в сравнении с иностранными образцами. Некоторое время Воскресенский работал в раборатории Либиха, где выполнил ряд работ. Вскоре после возвращения в Россию его научная деятельность практически закончилась, Воскресенский занялся преподаванием.

Наиболее известным представителем Санкт-Петербургской химической школы является Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907). Самым известным достижением Д.И. Менделеева считается формулирование периодического закона и создание периодической системы химических элементов. Также Д. И. Менделеев исследовал явления изоморфизма, а также зависимость свойств элементов от величины их атомных объёмов. Открыл «температуру абсолютного кипения жидкостей», или критическую температуру. Менделеев сконструировал году пикнометр — прибор для определения плотности жидкости. Он создал гидратную теорию растворов и развил идеи о существовании соединений переменного состава. Исследуя газы, Менделеев нашёл общее уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона — Менделеева). Менделеев предложил принцип дробной перегонки при переработке нефти. Совместно с И. М. Чельцовым Менделеев принимал участие в разработке бездымного пороха. В 1905 и 1906 гг. Д.И. Менделеев выдвигался на Нобелевскую премию, но не получил ее.

7. М.В. Ломоносов, А.М. Бутлеров, Д.И. Менделеев. вклад в химию: легенды и реальность.

Существует ряд заблуждений, касающихся результатов деятельности М.В. Ломоносова. В работах случаются следующие утверждения:

-о корпускулах;

-о сохранении массы;

-об опыте Бойля по обжигу металлов;

-о природе теплоты.

Исходя из этих тезисов, делаются неверные выводы о том, что Ломоносов создал атомно-молекулярное учение, первым сформулировал закон сохранения массы и т.д.
О жизни и научных трудах Дмитрия Ивановича Менделеева ходят множество легенд.
Легенда 1. Д.И. Менделеев предпринимал несколько попыток поступить в Университет и каждый раз заваливал химию.

Реальность. Он вообще не сдавал вступительные экзамены в университет, т.к. по существующим правилам не мог поступать ни в Московский, ни в Петербургский университеты (т.к. жил и учился в Тобольске, который относился к Казанскому учебному округу). Кроме того, вступительные экзамены по химии в университетах не проводились, т.к. химию начинали изучать лишь в университете.

Реальность. В диссертации Менделеев исследовал растворы спирт-вода с удельным весом спирта от 50 до 100 % и не уделял особого внимания растворам с содержанием спирта ниже 33% по весу. Он показал, что максимум контракции (сжатия раствора) наблюдается при 46 % по весу. Эти исследования Менделеева были важны для обоснования гидратной теории растворов.

Реальность. Последние исследования показывают, что периодическая таблица и закон создавались в течение нескольких лет. Не существует достоверных свидетельств о снах Д.И.Менделеева.

Реальность. К тому времени способы получения пироксилина были давно известны. Образец бездымного пироксилинового пороха Менделеев получил официально, с разрешения французских властей.

1. Развитие предметной области. Научные исследования. Формирование научных школ

2. Развитие терминологии

3. Институциональное выделение преподавания химии

4. Химическая периодика

5. Научные общества, научные форумы

6. История химии
1. Развитие предметной области. Научные исследования. Формирование научных школ

В 1840-х гг. в России начали появляться первые химические школы.

25 января 1755 г. был основан Московский университет, в начале XIX в. в России было открыто еще несколько университетов: Дерптский, Вильнюсский (1802-1803), Казанский (1804), Харьковский (1805), Петербургский (1819), Киевский(1835). В развитии предметной области можно выделить следующие важные моменты: открытие университетов; появление русской профессуры, русских учебников по химии, химических лабораторий; постепенное перемещение научных исследований в университеты.
2. Развитие терминологии

В начале XIX в. начинает развиваться химическая терминология. В.М.Севергин, перевод труда Ж.Л.Каде: «Словарь химический, содержащий в себе теорию и практику химии», а также книга Севергина: «Руководство к удобнейшему разумению книг иностранных, заключающее в себе химические словари». Над созданием русской химической терминологии также работали Г.И.Гесс (работа Г.И.Гесса и соавт.: «Краткий обзор химического именословия», 1836), Д.И.Менделеев (1860-е гг., номенклатура неорганических соединений). В 1912 г. при Русском физико-химическом обществе была создана Комиссия по номенклатуре, которая взяла за основу номенклатуру, предложенную Гессом и разработанную Д.И.Менделеевым.

С 1804 г. по университетскому уставу на физмат факультетах учреждалась основная кафедра химии; позднее появились кафедры технической химии (химической технологии), агрохимии. В начале ХХ в. начали появляться самостоятельные химические факультеты (в Московском университете – в 1929 г.).

С 1819 г. в России начала складываться система аттестации научных и преподавательских кадров. В 1819 г. – закон «О производстве в ученые степени» (кандидат наук, магистр наук, доктор наук). В 1835 г. университетский устав закрепил соответствие ученых степеней преподавательским должностям (профессоре и доценты).

В системе преподавания можно выделить два основных этапа: в XIXв. преобладает курсовая система преподавания; в 1906-1920 гг. вводится предметная система преподавания; с 1920 г. при советской власти вновь вернулись к курсовой системе.

Учебники по химии: в начале XIX в. использовались в основном переводные учебники, с 1820-х гг. начали появляться оригинальные учебные пособия (А.Иовский, Г.Гесс и др.), с середины столетия появляются учебники по отдельным областям химии (органической, аналитической и т.д.). Подробнее см. вопрос № 9.
4. Химическая периодика

Подробнее см. вопрос № 9.

Важным элементом формирования химии как научной дисциплины и области профессиональной деятельности является объединение химического сообщества в специальные организации – научные общества, а также необходимость обмена информацией и профессионального общения посредством научных форумов – съездов, конференций, конгрессов. Подробнее см. вопрос № 10.

Свидетельством формирования научной дисциплины является также внимание к ее истории. Первые историко-научные монографии в России начали появляться в 1870-х гг. (напр., Ф.И.Савченков, "История химии"), на рубеже XIX-ХХ вв. история химии начинает преподаваться как отдельная дисциплина в университетах, появляются дипломные работы историко-научной тематики, первые конференции.

В 1770-1801 гг. появились первые переводные пособия по химии.

Первые учебники по химии на русском языке появились в начале XIX в.

Список учебников по общей химии:

«Всеобщая химия для ученых и учащихся», Ф.И. Гизе (1813-1817)

«Начальные основания химии, собранные сообразно новейшим открытиям», А.А. Иовский (1822)

«Основания чистой химии» Г.И. Гесс (1831) В ней описаны 54 элемента и их соединения, химическое сродство и кратные отношения, описания опытов, общие сведения об органических веществах.

«Основы химии», Д.И. Менделеев (1869) В книге рассмотрены периодических закон, атомно-молекулярное учение, теория растворов
Учебники по химической технологии:

Появляются в середине XIX в.

«Промышленная химия» И.И.Витт (1842-1849)

«Курс химической технологии» П.А. Ильенков (1851)

«Органическая химия» Д.И. Менделеев (1861)

«Введение к полному изучению органической химии», А.М. Бутлеров (1864)
Учебник по органической и физиологической химии:

«Учебник по органической химии», Алексеева.

«Аналитическая химия», Н.А. Меншуткин (1871)

«Курс физической химии», И.К. Бекетов (1865)

«Основные начала физической химии», И.А. Каблуков (1902)
Химическая периодика:

«Новый магазин естественной истории, физики, химии и сведений экономических», 1820-1829 гг.

«Вестник естественных наук и медицины», 1828-1832 гг.

«Горный журнал», с 1825 г.

«Химический журнал», 1859-1861гг.

«Журнал русского химического общества», с 1869 г.

Общество регулярно собиралось на заседания, где заслушивались доклады о новейших исследованиях, проводившихся в российских лабораториях, издавало журнал (ЖРФХО), учреждало и вручало премии.

-малая и большая бутлеровские премии;

-малая и большая менделеевские премии;

-премия им. Л.Н. Шишкова;

-премия им. Зинина и Воскресенского и др.

Наиболее выдающимися членами РХО были Д.И. Менделеев, Н.Н. Зинин и А.М. Бутлеров, А.П.Бородин, А.А.Воскресенский, Л.Н.Шишков и др.