Химия представляет собой одну из основных областей естествознания. Эта наука занимается изучением веществ, их состава, строения и характеристик. Также эту сферу знаний интересуют превращения, которые приводят к изменению состава, – химические реакции. Данная наука напрямую взаимосвязана с физикой и биологией. Несмотря на ее широкое распространение, далеко не каждый знает, кто конкретно придумал химию.
Когда появились химические реакции
Начало химических процессов датируется периодом спустя 400 тысяч лет с момента Большого Взрыва. Именно тогда условия образованной Вселенной обеспечили появление атомов водорода. До того момента связывание электронов посредством протонов и ионизации находилось в балансе. Потому стабильных атомов не было.
Атомы водорода начали участвовать в формировании химических связей. Как следствие, стали возникать молекулы с двумя атомами Н2 и ионы с тремя атомами Н3+. Таким образом, произошел запуск химических процессов. Именно тогда и появилась химия.
Первое знакомство человека с химией
Человек создал химическую науку много лет назад. Знакомство с такими процессами началось с применения огня.
Огонь – первый освоенный химический процесс
Возникновение химии датируется периодом, когда человек познакомился с огнем. Вначале древние люди поняли, что употреблять термически обработанную пищу лучше, чем сырую. Для этого они начали заниматься химическими процессами – приготовлением еды на кострах, перемещением очага в свое жилище. Впоследствии людей стало интересовать искусство разводить огонь.
Позже люди научились использовать огонь для получения меди и бронзы. Они обжигали глиняные изделия и изготавливали стекло. Эти достижения появились еще за 4000 лет до нашей эры.
В 7 веке до нашей эры Месопотамия и Египет превратились в центры производства красителей. Там же изготавливали серебро, золото и прочие металлы. Приблизительно с 1500 до 350 года до нашей эры для изготовления красителей применяли перегонку, а металлы получали из руд. Для этого их смешивали с древесным углем и продували воздух через горящий состав. При этом сами манипуляции по трансформации природных материалов наделяли мистическим смыслом.
Вклад Таппути Белатекалим
В истории даже осталось имя первого химика. Если верить табличке, которая была найдена в Месопотамии и датируется тринадцатым веком до нашей эры, химией первой начала заниматься Таппути Белатекалим. Она занимала пост блюстительницы женщин царского двора. В свободное время Таппути проводила химические опыты в сфере парфюмерии.
Из таблички стало известно, что женщина выделяла цветочные экстракты путем нагревания, соединяла эссенции и добавлять в составы разное количество воды. Таппути многократно повторяла эти действия, пока не получала удовлетворительные результаты.
Вероятно, табличка с информацией о деятельности Таппути считается также и первым доказательством существования химического процесса, который сегодня называется перегонкой. Он заключается в выделении экстрактов путем нагревания и дальнейшего охлаждения паров.
Как зародился термин «Химия»
Несмотря на то, что наука появилась еще в древности, сам термин «химия» возник несколько позже. При этом происхождение этого слова доподлинно неизвестно. Существует мнение, что оно представляет собой производное от слова «алхимия», которое попало в Европу от арабов. В некоторой степени это соответствует действительности. Европейская алхимия стала развиваться благодаря стараниям арабских и персидских ученых.
Тем не менее, развитие алхимии на Ближнем Востоке было связано с так называемой александрийской наукой. Причем ученые занимались химией не только в столице, но и в других византийских городах. Таким образом формирование химии как науки началось в Византии. При этом первыми учеными в этой области считаются Зосим Панополитанский и Мария-Пророчица.
Зосим Панополитанский появился на свет в начале четвертого века нашей эры. Именно он считается автором первого труда в сфере практической химии, которое дошло до наших дней в оригинале и переведено на другие языки.
Работа Зосима была написана на греческом языке и получила название «Хирокмета». В трудах Зосима, которые сохранились до настоящего времени, описывается ряд практических приемов в области химии – фиксация ртути, создание имитаций серебра и золота.
Также тут присутствует идея о философском камне – особом веществе, которое помогает трансформировать простые металлы в благородные. Также Зосим описывал в своих работах целый ряд алхимических устройств. Он приводит процесс формирования ацетата свинца и отмечает, что вещество обладает сладким вкусом.
Но самым главным считается то, что именно в рукописях Зосима используется термин «хема». Вполне вероятно, именно из него появилось понятие «химия». Сам ученый трактовал это слово как «священное тайное искусство». Исследователь был уверен, что это искусство люди получили от падших ангелов. После того как Адам и Ева были изгнаны из Рая, ангелы сходились с людьми и в качестве награды за любовь рассказывали им о способах изготовления стекла, получения металлов и других возможностях.
Мария-Пророчица – изобретательница алхимии
Из работ Зосима ясно видно, что ученый не считает себя первым носителем «тайного знания». Он много раз упоминает Гермеса Трисмегиста – покровителя мудрости и алхимиков. Также ученый цитирует слова Марии-Пророчицы. Помимо этого, она упоминается и в других источниках. Это подтверждает реальное существование этой исторической персоны, которая повлияла на развитие химии.
Точные даты жизни этой женщины неизвестны. Вполне вероятно, что она работала на 20-30 лет раньше Зосимы. При этом происхождение ученой неизвестно. Предположительно, она была гречанкой или греко-египтянкой.
При этом большинство историков уверены, что Мария была еврейкой. Алхимик Олимпиодор, живший в четвертом веке нашей эры, опубликовал известный отрывок, который подтверждает именно такое происхождение Марии. Некоторые по ошибке отождествляли Марию-Пророчицу с Мириам-пророчицей или Марией Магдалиной.
В работе Зосим упоминает 3 важных алхимических устройства, которые были изготовлены Марией-Пророчицей. С некоторыми усовершенствованиями эти изделия дошли до настоящего времени и активно применяются в химии.
Первое изобретение называется «баня Марии». Оно изготавливалось в виде двойного контейнера с ножками, которые позволяли ставить конструкцию на огонь. Наружный контейнер наполняли водой, а внутренний – материалом, который требовалось нагреть.
Второе устройство называлось «керотакис». Оно предназначалось для нагревания веществ и для сбора паров. По сути, он представлял собой контейнер, в который не было доступа воздуха. При этом его верх закрывался медным листом. Правильно подогнанная конструкция позволяла держать пары нагреваемых веществ внутри. В 1879 году немецкий ученый усовершенствовал это изделие, в результате чего появилось устройство для экстракции.
Третьим устройством, придуманным Марией, был «трибикос». Он представлял собой своеобразный перегонный аппарат с тремя отводами. Конструкция применялась для очищения жидких веществ путем перегонки. Зосим отмечал, что ученая описывала и самый подходящий материал для отводов. Она рекомендовала использовать для этих целей медь или бронзу. К тому женщина отмечала необходимость запечатывать соединения между емкостью и отводами. Для этого требовалось применять мучную пасту.
При помощи созданных аппаратов и знаний о разной температуре кипения жидкостей Мария научилась разделять жидкости на отдельные вещества. Это стало важным этапом на пути к изготовлению эссенций и крепких спиртных напитков и повлияло на последующее развитие химии.
Дальнейшее развитие науки
В шестнадцатом веке ирландский исследователь Бойль освободил химию от влияния алхимии. Именно этот исследователь выдвинул предположение, что в структуру всех веществ входят химические элементы, которые невозможно разложить на более простые фрагменты. Именно с этого момента химия превратилась в отдельную науку.
Период с конца семнадцатого по начало восемнадцатого веков ознаменовался появлением теории немецкого химика Шталя. Она объясняла явления горения, окисления и восстановления металлов. Однако в середине восемнадцатого века эта теория была признана ошибочной. Именно тогда французский физик Лавуазье установил влияние кислорода на эти процессы. При этом Ломоносову удалось открыть закон сохранения массы вещества в химических процессах.
С конца восемнадцатого до середины девятнадцатого века химия претерпела значительные изменения. Именно тогда удалось открыть ряд стехиометрических законов, которые устанавливали количественные соотношения между реагирующими веществами и продуктами реакций. Базой стехиометрии стали законы сохранения массы, объемных отношений, эквивалентов, постоянства составов. Все эти теории дали возможность сформулировать правила составления формул и уравнений в химии. После подтверждения таких законов экспериментальным путем удалось сформировать химию как науку.
Тот же период ознаменовался утверждением атомно-молекулярных представлений относительно структуры вещества. Важную роль в этом сыграла теория строения химических соединений. Ее автором стал Бутлеров. В то же время Менделеев открыл свой знаменитый периодический закон, который значительно повлиял на последующее развитие химии.
Конец девятнадцатого века достижения в сфере химии ознаменовались открытием электрона и радиоактивности. Это позволило доказать делимость атома. Возможность этого стала обсуждаться после того, как Праут выдвинул гипотезу о протиле.
Уже в первой половине двадцатого века стали появляться первые модели строения атома – планетарная, «кексовая и другие. В 1911 году Резерфорд предложил ядерную модель, которая стала базой для создания классического варианта строения атома. Базируясь на этих достижениях, Бор в 1921 году сформулировал основы теории периодической системы, что отразилось на развитии химии.
После того как открыли делимость атома и установили природу электрона, появились предпосылки для формулирования теории химической связи. Первым концепцию электровалентности выдвинул Абегг. Впоследствии появилось еще много различных вариантов, которые оказали значительное влияние на последующее развитие химии.
В период с конца двадцатых по начало тридцатых годов прошлого века удалось сформировать новые квантово-механические представления о структуре атома и природе химической связи. В 1926 году австрийский ученый Шредингер создал ключевое уравнение волновой механики, которое повлияло на развитие химии. Благодаря появлению квантово-механического подхода к структуре атома удалось создать множество новых теорий, которые объясняли связи между ними.
Настоящим переворотом в химии того периода стало возникновение в двадцатом веке множества аналитических методов – прежде всего, физических и физико-химических. Среди них стоит выделить рентгеноструктурный анализ, магнетохимию, спектроскопию, хроматографию. Эти способы предоставили новые возможности для анализа состава, строения и реакционных способностей веществ.
Особенности современной химии
Характерной особенностью сегодняшней химии является ее тесная взаимосвязь с остальными естественными науками. Следствием этого стало создание новых научных дисциплин – биохимии, геохимии и других.
Помимо интеграции, активно протекали процессы дифференциации в структуре самой химии. Несмотря на то, что границы между разными разделами носят весьма условный характер, стали появляться дисциплины с чертами самостоятельных наук. В качестве примера стоит привести электрохимию, химию высокомолекулярных соединений, кристаллохимию. Также весьма перспективными направлениями считаются координационная и коллоидная химия.
Важным результатом улучшения химической теории двадцатого века стали новые достижения в области практической химии. Следствием этого стало получение антибактериальных препаратов синтетическим путем, каталитический синтез аммиака, создание полимеров. Успехи ученых в сфере получения веществ с нужными характеристиками к концу двадцатого века привели к значительным трансформациям в жизни людей.
Значительное влияние на развитие химии оказали современные приборы и создание компьютерных технологий. Они позволили сделать исследования и математические расчеты в этой сфере значительно проще и точнее. К тому же удалось повысить их скорость и уменьшить стоимость.
Химия появилась еще в древние времена. Однако в те времена описывались самые простые химические законы и теории. По мере становления химии как науки стали выявлять все новые и новые закономерности. Это привело к появлению множества веществ и устройств, которые оказали большое влияние на жизнь людей.
Сообщение появились сначала на .
Комментарии (0)