-
Что является фундаментальной основой мира? Химия (вернее, алхимия) зарождалась в лоне философии с центральным вопросом о первоначале (архэ). Проблема качественных превращений (например, руды в металл) упиралась в вопрос: является ли изменение свойств следствием изменения сущности вещества? Это была проблема тождества и изменения.
-
Алхимия с ее поисками философского камня, эликсира жизни и трансмутации неблагородных металлов в золото.
Каковы пределы власти человека над природой? Алхимия подняла глубокие философские и этические вопросы о цели научного познания (обогащение vs познание), о соотношении духовного и материального (мистические символы и реальные эксперименты), а также о границах преобразования материи. Это была проблема телеологии (целеполагания) в науке. -
Эмпедокл, Аристотель, Демокрит. Идея четырех стихий (огонь, вода, воздух, земля) или атомов. -
Термин для которой в 1667 году ввёл немецкий врач и химик Иоганн Бехер. За процесс горения отвечает невесомый флюид, который улетучивался из материала при его сгорании.
Позже теория флогистона была опровергнута, так как не было обнаружено никакого флогистона, а горение и ржавление были связаны с процессом окисления. -
Как теория влияет на интерпретацию эксперимента? Эмпирические данные интерпретируются через призму господствующей теории, даже если она ошибочна.
-
Основой теории была идея о наличии во всех горючих веществах общего компонента — флогистона (от греческого «флогистос» — «воспламеняющийся»). Флогистон понимался как особый вид очень тонкой материи, который нужно было выделить и изучить экспериментально. -
Открытие кислорода, формулировка закона сохранения массы, создание научной номенклатуры.
Что делает химию точной наукой? Лавуазье ввел количественные методы и строгий эксперимент как критерий истины. Возникла проблема операционализма: определение химического элемента. Химия стала наукой не о «сущностях», а о законах изменения веществ, которые можно точно измерить. -
Карл Шееле
Получил кислород в 1771 году путём нагревания селитр (солей азотной кислоты). Назвал газ «огненным воздухом».
Джозеф Пристли
Выделил кислород 1 августа 1774 года путём термического разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде. Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы.
В 1777 году Лавуазье показал, что кислород — отдельный элемент. Учёный провёл точные эксперименты и количественно описал свойства кислорода. -
В этом труде учёный обобщил все достижения химии того времени и изложил основы разработанной им системы знаний на основе новейших открытий. -
Джон Дальтон сформулировал закон кратных отношений в рамках своей атомно-молекулярной теории.
Формулировка закона: «Если два элемента образуют друг с другом более одного химического соединения, то массы одного из этих элементов, приходящиеся на одну и ту же массу другого элемента, относятся друг к другу как небольшие целые числа» -
Успехи химии были следствием принятия атомарной гипотезы, хотя прямо доказать существование атомов было невозможно. Это породило напряженность между реализмом (атомы реальны) и инструментализмом (атомы — полезный инструмент для предсказаний) — одна из центральных проблем философии науки.
-
Цель конгресса — устранить существовавшие разноречия в толковании понятий «атом», «молекула», «эквивалент», которые затрудняли использование публикуемой информации и преподавание химии.
Результатом конгресса стало утверждение атомно-молекулярного учения. Были определены понятия атомного веса, а также молекулы и атома. -
Сводима ли химия к физике? Оказалось, что законы химии (валентность, реакционная способность) имеют фундаментальное объяснение в квантовой физике. Это породило дискуссию о редукционизме: является ли химия автономной наукой или всего лишь прикладным разделом физики? Проблема автономии химического знания и его несводимых к физике концепций (например, «ароматичность») актуальна до сих пор.
-
1925 год — первая формулировка квантовой механики, представленная в статье В. Гейзенберга.
1926 год — Э. Шрёдингер, исходя из представлений Л. де Бройля о волнах материи, предложил волновую механику.
Июль 1926 года — М. Борн представил вероятностную интерпретацию волновой функции Шрёдингера.
В 1927 году В. Гейзенберг открыл соотношение неопределённостей, а Н. Бор сформулировал принцип дополнительности. -
Американский химик Лайнус Полинг опубликовал статью «Природа химической связи» в журнале Journal of the American Chemical Society.
В этой работе учёный представил теорию резонанса в химии, согласно которой все физические и химические свойства молекул описываются не одной возможной структурной формулой, а сочетанием (резонансом) всех альтернативных структур.
Теория Полинга помогла соединить классическую органическую химию с новым для того времени направлением науки — квантовой физикой. -
Синтез новых, не существующих в природе материалов (пластмассы, сверхпроводники, фуллерены), комбинаторная химия, нанохимия.
Является ли химия наукой о сущем или о возможном? Химия превратилась из науки, описывающей существующие вещества, в науку, конструирующую новую реальность. Это подняло вопросы о творчестве и дизайне в науке, о предсказании свойств еще не созданных соединений и об этической ответственности за созданные материалы (например, пластиковое загрязнение). -
Синтез ферроцена — первый представитель ряда металлоценовых соединений. Учёные Т. Кили и П. Посон синтезировали ферроцен реакцией хлорида железа (III) и циклопентадиенилмагнийбромида.
Значение открытия:
Стимулировало развитие металлоорганической химии, привело к синтезу множества новых веществ.
Установило новый тип связи переходных металлов с атомами углерода. -
Развитие супрамолекулярной химии (1970–80-е) связано с работами Жан-Мари Лена — французского химика, создателя нового направления в естествознании — супрамолекулярной химии.
Значение исследований Лена:
Синтез молекул, которые способны избирательно реагировать с другими молекулами, подобно тому, как ферменты связываются с другими природными молекулами.
Создание синтетических аналогов природных веществ, осуществляющих перенос ионов щелочных металлов через клеточную мембрану (ионофоров). -
Группа исследователей, в которую входили Роберт Кёрл, Гарольд Крото и Ричард Смолли, обнаружила ранее неизвестный класс углеродных соединений с ажурной полой структурой.
Учёные исследовали масс-спектры паров графита, полученных при лазерном облучении твёрдого образца, и обнаружили пики с максимальной амплитудой, соответствующие кластерам, состоящим из 60 и 70 атомов углерода.
Новый класс соединений получил название фуллеренов, в честь инженера и архитектора Ричарда Фуллера. -
Химия на стыке с биологией (биохимия, супрамолекулярная химия), наукой о материалах, IT (вычислительная химия, машинное обучение для дизайна молекул).
Что есть объект изучения химии в современном мире? Границы химии размываются. Изучаются все более сложные системы (клетка, каталитический комплекс, «умные» материалы), поведение которых нелегко вывести из свойств отдельных молекул. Это ставит проблему методологии: нужны ли химии собственные, нередуктивные методы для описания сложных систем?