Die Bildung der chemischen Wissenschaft ist kurz. Historischer Rückblick auf die wichtigsten Etappen in der Entwicklung der Chemie. Die moderne Entwicklungsstufe der Chemie

Chemie ist die Wissenschaft vom Aufbau, der Struktur und den Eigenschaften von Stoffen. Die Chemie untersucht den Umwandlungsprozess dieser Substanzen sowie die Gesetze, nach denen diese Umwandlungen ablaufen.

Der Mensch begann lange vor unserer Zeitrechnung mit chemischen Aktivitäten. Dies geschah zu einer Zeit, als die Menschen lernten, wie man Metalle gewinnt. Dann begann die Produktion von Keramik, Glas, das Gerben von Leder, das Färben von Stoffen, die Herstellung von Medikamenten und die Herstellung von Kosmetika.

Bereits 300 v. Chr. erstellte der Ägypter Zosima eine Enzyklopädie, die aus 28 Bänden bestand. Diese Bände sammelten Erkenntnisse über die gegenseitigen Umwandlungen von Stoffen in den letzten 500-600 Jahren.

Alchimie

Die Entstehung der Alchemie kann als Anfangsstadium der Entwicklung der Chemie angesehen werden. Die Alchemie basierte auf den Ideen der antiken griechischen Philosophen Empedokles, Platon und Aristoteles über die Elemente der Natur und ihre gegenseitige Verwandlung. Es wurde angenommen, dass es vier Prinzipien gibt: Erde, Wasser, Luft und Feuer. Und sie können ineinander übergehen, da jeder von ihnen einer der Zustände einer einzigen primären Materie ist. Und alle Substanzen werden als Ergebnis einer Kombination dieser ursprünglichen Prinzipien gebildet.

Alchemisten wandelten eine Substanz in eine andere um. Sie glaubten, dass auch Metalle ähnliche Umwandlungen erfahren könnten. Viele Wissenschaftler waren damit beschäftigt, nach dem „Stein der Weisen“ zu suchen, der unedle Metalle in Gold verwandeln sollte. Und während dieser Suche in ihren Labors lernten Alchemisten, wie man Alkalien, viele Salze, Schwefel- und Salpetersäure und Ethanol erhält. Mit Hilfe dieser Stoffe könnten sie auf andere Stoffe einwirken. Mitte des 13. Jahrhunderts erhielten europäische Alchemisten Schießpulver.

Es sollte gesagt werden, dass die Alchemie in Europa verboten wurde. Sowohl die Kirche als auch die weltlichen Behörden verboten die Ausübung der Alchemie. Trotzdem war die Alchemie bis Anfang des 16. Jahrhunderts beliebt.

Die Entwicklung der Chemie als Wissenschaft

Im 16. Jahrhundert befreite der irische Wissenschaftler Boyle die Chemie von der Alchemie. Er schlug vor, dass alle Substanzen aus chemischen Elementen bestehen, die nicht in einfachere Teile zerlegt werden können. Wir können sagen, dass die Chemie seit dieser Zeit eine eigene Wissenschaft geworden ist.

Ende des 17. – Anfang des 18. Jahrhunderts wurde die Theorie des deutschen Chemikers E.G. Stahl, der die Phänomene der Verbrennung, Oxidation und Reduktion von Metallen erklärt. Diese Theorie wurde jedoch Mitte des 18. Jahrhunderts von dem französischen Physiker Lavoisier als falsch erkannt, der die Rolle des Sauerstoffs in diesen Prozessen feststellte. MV Lomonosov entdeckte das Gesetz der Erhaltung der Masse der Materie in chemischen Prozessen.

Ende des 18. Jahrhunderts bis Mitte des 19. Jahrhunderts wurde eine ganze Reihe von stöchiometrischen Gesetzmäßigkeiten entdeckt, die quantitative Beziehungen (Masse und Volumen) zwischen Edukten und Reaktionsprodukten herstellten. Das Gesetz von Avogadro, die Gesetze der Massenerhaltung, der Äquivalente, der Konstanz der Zusammensetzung, der Volumenverhältnisse, der multiplen Verhältnisse sind die Gesetze, die der Stöchiometrie zugrunde liegen. Diese Gesetze ermöglichten es, Regeln für die Erstellung chemischer Gleichungen und Formeln aufzustellen. Nach der experimentellen Bestätigung dieser Gesetze wurde die Chemie als Wissenschaft geformt. Das atomare und molekulare Konzept der Struktur der Materie, bestätigt durch die Theorie der Struktur chemischer Verbindungen, die von A.M. Butlerow. DM. Mendelejew entdeckte das periodische Gesetz.

Nach der Entdeckung des Elektrons und der Radioaktivität Ende des 19. Jahrhunderts wurden Anfang des 20. Jahrhunderts die Theorie der heteropolaren (ionischen) Bindung und die Theorie der homöopolaren (kovalenten) Bindung entwickelt. 1927 begann die Entwicklung der quantenmechanischen Theorie der chemischen Bindung. Mendelejews Lehre von der Periodizität chemischer Elemente wurde bestätigt. Es wurde möglich, die Eigenschaften von Stoffen vorherzusagen. Physikalische und mathematische Methoden wurden für verschiedene Berechnungen auf dem Gebiet der Chemie weit verbreitet. Neue physikalisch-chemische Analysemethoden sind aufgetaucht: elektronische und Schwingungsspektrometrie, Magnetochemie usw.

Im zwanzigsten Jahrhundert wurde es dank der Errungenschaften der chemischen Wissenschaft möglich, Substanzen mit gewünschten Eigenschaften zu erhalten: synthetische Antibiotika, synthetische Polymere, Kunststoffe, verschiedene Baumaterialien, Stoffe usw.

Die moderne Chemie kooperiert eng mit anderen Wissenschaften. Dadurch entstanden völlig neue Zweige der Chemie: Biochemie, Geochemie, Kolloidchemie, Kristallchemie, Elektrochemie, Chemie makromolekularer Verbindungen usw.

Eine wichtige Richtung der modernen Chemie ist die Herstellung von billigem Kraftstoff, der eine Alternative zu den wichtigsten modernen Energiequellen - Öl und Gas - schafft.

Präzise moderne Instrumente und Computer haben Forschung und mathematische Berechnungen auf dem Gebiet der Chemie stark vereinfacht, ihre Genauigkeit und Geschwindigkeit erhöht und die Kosten gesenkt.

abstrakt

Zum Thema: „Entwicklungsgeschichte Anorganische Chemie»

Abstrakter Plan:

1. Voraussetzungen für die Entstehung der Chemie als Wissenschaft.

Die Chemie als Wissenschaft entstand in Antikes Ägypten und wurde hauptsächlich als angewandte Wissenschaft verwendet: um beliebige Substanzen und Produkte mit neuen Eigenschaften zu erhalten, die einem breiten Kreis von Menschen noch unbekannt waren. Die Priester des alten Ägypten nutzten ihr Wissen über Chemie, um künstlichen Schmuck zu erhalten, Menschen einzubalsamieren und auch, um ihre Macht zu demonstrieren, indem sie eine Art chemisches Experiment in der Öffentlichkeit zeigten. Darüber hinaus begannen zahlreiche Experimente, andere Substanzen in Gold zu verwandeln, die Suche nach dem sogenannten "Stein der Weisen", der dazu in der Lage war.

2. Entwicklungsstufen der anorganischen Chemie.

Im alten Ägypten besaßen die Priester brillantangewandte Chemiesonderte es jedoch als eigenständiges Wissensgebiet aus. Chemie gehörte im alten Ägypten zur „heiligen Geheimkunst“ der Priester. Die Verarbeitung und Fälschung von Edelsteinen, das Einbalsamieren von Leichen und andere im Allgemeinen völlig nicht mysteriöse Operationen wurden von Gebeten und Zaubersprüchen begleitet. Die Ägypter betrachteten den vogelköpfigen Gott Osiris als Schutzpatron der Chemie. Das Wissen der Ägypter in angewandter Chemie traf die Griechen, und die Griechen übernahmen ihr spezifisches Wissen und nahmen viel Mystik an.

Der erste bedeutende Vertreter der griechisch-ägyptischen Chemie, dessen Name uns überliefert ist, war Bolos von Mende (um 200 v. Chr.), eine Stadt im Nildelta. In seinen Schriften verwendete Bolos den Namen Demokrit und wird daher als „Bolos-Demokrit“ oder manchmal „Pseudo-Demokrit“ bezeichnet. Bolos widmete sich einer der wichtigsten Aufgaben der Chemie - der Umwandlung eines Metalls in ein anderes und insbesondere der Umwandlung von Blei oder Eisen in Gold ( Transmutation).

Entsprechend Theorien über die vier Elemente, verschiedene Substanzen auf der Erde unterscheiden sich nur in der Art der Kombination von Elementen. Diese Hypothese könnte unabhängig von atomistischen Ansichten akzeptiert werden, da sich Elemente sowohl als Atome als auch als homogene Substanzen mischen können. Tatsächlich war die Annahme, dass die Elemente selbst austauschbar sind, nicht unbegründet. Man könnte durchaus annehmen, dass Wasser beim Verdunsten zu Luft wird, die wiederum bei Regen zu Wasser wird. Holz verwandelt sich beim Erhitzen in Feuer und Rauch (eine Art Luft) usw.

Warum sollte man in diesem Fall die Möglichkeit einer Änderung nicht zulassen? Vielleicht hängt alles von der Wahl der Methode ab? Ein rötlicher Stein lässt sich mit einigen Tricks in Grauguss verwandeln. Zur Zeit von Achilles, dem mutigsten der antiken griechischen Helden, waren diese Techniken jedoch unbekannt, und Achilles war gezwungen, Troja in bronzener Rüstung zu belagern. Warum ist es unmöglich, mit anderen Methoden, die zur Zeit Alexanders des Großen nicht bekannt waren, Graueisen in Gelbgold zu verwandeln?

Bolos gab in seinen Werken detaillierte Beschreibungen von Methoden zur Gewinnung von Gold, aber dies war kein Betrug. Sie können beispielsweise Kupfer mit metallischem Zink legieren und erhalten Messing - eine Legierung gelbe Farbe, also die Farbe von Gold. Es ist sehr wahrscheinlich, dass für die antiken Entdecker die Herstellung von goldfarbenem Metall die Herstellung von Gold selbst bedeutete.

Im 7. Jahrhundert Araber traten auf der Weltbühne auf. Bis dahin lebten sie isoliert in den Wüsten der Arabischen Halbinsel, aber ab der zweiten Hälfte des ersten Jahrtausends traten sie unter dem Banner einer neuen Religion - des Islam - einen Siegeszug an und eroberten große Gebiete Westasiens und Nordafrikas . Im Jahr 641 n. Chr e. Sie fielen in Ägypten ein und besetzten bald das ganze Land, und einige Jahre später ereilte Persien dasselbe Schicksal. Ein riesiges arabisches Reich entstand. Die arabischen Kalifen ahmten die alten Herrscher nach und begannen in den VIII-IX Jahrhunderten, die Wissenschaften zu bevormunden. die ersten arabischen Chemiker erschienen. Die Araber verwandelten das Wort "Chemie" in "Al-Chemie". Die Europäer entlehnten dieses Wort später von den Arabern, und infolgedessen tauchten die Begriffe "Alchemie" und "Alchemist" in europäischen Sprachen auf. Der Begriff "Alchemie" wird heute verwendet, wenn über den Zeitraum der Geschichte der Chemie gesprochen wird, der sich über etwa zweitausend Jahre erstreckt, von 300 bis 1600.

Zum ersten Mal begegneten die Araber der Chemie auf eher ungewöhnliche Weise. Im Jahr 670 wurden die Schiffe der arabischen Flotte, die Konstantinopel (die größte und mächtigste Stadt der christlichen Welt) belagerten, durch "griechisches Feuer" verbrannt - eine chemische Mischung, die beim Verbrennen eine starke Flamme bildet, die nicht mit Wasser gelöscht werden kann. Der Legende nach wurde diese Mischung von dem Chemiker Kallinikos hergestellt, der vor den Arabern aus seiner Heimat Ägypten (oder vielleicht Syrien) floh.

Seiten der europäischen Chemiegeschichte der Zeit zwischen 300 und 1100. eigentlich leer. Nach 650 wurde die Entwicklung der griechisch-ägyptischen Alchemie vollständig von den Arabern kontrolliert, und dies dauerte fünf Jahrhunderte. Spuren dieser Zeit sind in einer Reihe von chemischen Begriffen mit arabischen Wurzeln erhalten: Alambik (Destillierkolben), Alkali (Alkali), Alkohol (Alkohol), Glasflasche (geflochtene Flasche), Naphta (Ligroin), Zirkon (Zirkonium) usw.

Der talentierteste und berühmteste arabische Alchemist war Jabir ibn Hayyan (721-815), der später in Europa unter dem Namen Geber bekannt wurde. Er lebte auf dem Höhepunkt des arabischen Reiches (unter Haroun al-Rashid, gefeiert in „Tausend und eine Nacht“). Zahlreiche Werke von Jabir sind in einer ziemlich verständlichen Sprache geschrieben. (Viele der ihm zugeschriebenen Bücher wurden jedoch möglicherweise später von anderen Alchemisten geschrieben.) Jabir beschrieb Ammoniak und zeigte, wie man weißes Blei herstellt. Er destillierte Essig, um Essigsäure zu gewinnen, die stärkste damals bekannte Säure. Es gelang ihm, eine schwache Lösung von Salpetersäure zu erhalten.

Jabir untersuchte die Möglichkeit der Metalltransmutation, und diese Studien von ihm hatten einen starken Einfluss auf nachfolgende Generationen von Alchemisten. Jabir glaubte, dass Quecksilber ein besonderes Metall sei, da es aufgrund seiner flüssigen Form nur sehr wenige Verunreinigungen enthielt. Schwefel hat die gleichen ungewöhnlichen Eigenschaften: Er kann sich entzünden (und außerdem ist er gelb wie Gold). Jabir glaubte, dass alle anderen sieben Metalle aus einer Mischung von Quecksilber und Schwefel gebildet werden, die in den Eingeweiden der Erde „reift“. Gold, das vollkommenste Metall, ist am schwierigsten zu formen. Um Gold zu gewinnen, ist es daher notwendig, eine Substanz zu finden, die das „Reifen“ von Gold beschleunigt. In alten Legenden wurde gesagt, dass diese Substanz ein trockenes Pulver ist. Die Griechen nannten es xerion oder „trocken“, die Araber änderten es in al-iksir, und schließlich tauchte das Wort Elixier in europäischen Sprachen auf. In Europa wurde diese erstaunliche Substanz Stein der Weisen genannt. (Denken Sie daran, dass vor 1800 alle „Wissenschaftler“ „Philosophen“ genannt wurden.) Dem Elixier wurden andere wundersame Eigenschaften nachgesagt: alle Krankheiten zu heilen und vor allem Unsterblichkeit zu verleihen. Und in den folgenden Jahrhunderten gingen Alchemisten zwei parallele Wege: Einige suchten nach Gold, andere - das Lebenselixier, das Unsterblichkeit verlieh.

Ein anderer arabischer Alchemist Ar-Razi (865-925), der in Europa unter dem Namen Rhazes bekannt wurde, beschäftigte sich mit Medizin und Alchemie. Er gewann fast den gleichen Ruhm wie Jabir. Ar-Razi beschrieb die Methode zur Herstellung von Gips und die Methode zum Anlegen einer Gipsbandage, um einen gebrochenen Knochen zu fixieren. Er studierte und beschrieb das metallische Antimon. Jabir betrachtete Schwefel als das Prinzip der Brennbarkeit, Quecksilber als das Prinzip der Metallizität, Ar-Razi fügte diesen beiden Prinzipien ein drittes hinzu – das Prinzip der Härte oder des Salzes. Flüchtiges Quecksilber und brennbarer Schwefel bildeten nur in Gegenwart einer dritten Komponente, Salz, Feststoffe.

Ar-Razi interessierte sich mehr für Medizin als Jabir, aber der berühmteste Arzt war Ibn-Sina (ca. 980-1037) aus Buchara, viel besser bekannt unter dem lateinischen Namen Avicenna. Seine Schriften dienten den Ärzten viele Jahrhunderte lang als die wichtigsten Ratgeber. Avicenna war der einzige Alchemist, der nicht an die Möglichkeit glaubte, Gold aus anderen Metallen zu gewinnen. Avicenna war der letzte große Gelehrte der arabischen Welt; Es war Zeit für den Niedergang. Die verheerenden Überfälle der mongolischen Horden beschleunigten diesen Prozess. Das Zentrum des wissenschaftlichen Denkens verlagerte sich erneut nach Europa. 1096 begann der erste Kreuzzug; Christen begannen, die Länder zu erobern, die sie von Muslimen erobert hatten. 1099 eroberten die Christen Jerusalem. Fast zwei Jahrhunderte lang existierte an der Küste Syriens ein christlicher Staat. Es gab eine gewisse Vermischung der Kulturen, und eine Handvoll Christen, die nach Europa zurückkehrten, machten die Europäer mit den Errungenschaften der arabischen Wissenschaft bekannt. Gleichzeitig eroberten die Christen nach und nach Spanien zurück, das zu Beginn des 8. Jahrhunderts von den Arabern erobert worden war. Während dieser Kriege erfuhr das christliche Europa von der brillanten maurischen Zivilisation. Die Europäer erfuhren, dass die Araber die Besitzer von Buchschätzen waren: die Werke griechischer Gelehrter, die sie übersetzten, wie Aristoteles, und die Schriften ihrer eigenen Gelehrten, wie Avicenna. Trotz des Widerstands der Araber, die solche wertvollen Werke nicht an ihren Erzfeind weitergeben wollten, begannen Versuche, diese Werke ins Lateinische zu übersetzen. Der französische Wissenschaftler Herbert (ca. 940-1003), der 999 Papst Sylvester II. wurde, trug auf jede erdenkliche Weise zu diesem Unternehmen bei. Der englische Gelehrte Robert von Chester gehörte zu denen, die erstmals (ca. 1144) arabische Werke über Alchemie ins Lateinische übersetzten. Er fand viele Anhänger. Der beste Übersetzer war der Italiener Gerhard von Cremona (ca. 1114-1187). Er verbrachte den größten Teil seines Lebens in der spanischen Stadt Toledo, die 1085 von den Christen zurückerobert wurde, und übersetzte 92 Abhandlungen aus dem Arabischen. Ab 1200 konnten europäische Wissenschaftler, nachdem sie sich intensiv mit dem Erbe der Alchemisten der Vergangenheit vertraut gemacht hatten, versuchen, auf dem dornigen Pfad der Erkenntnis wieder voranzukommen. Der erste prominente europäische Alchemist war Albert von Bolsted (um 1193-1280), besser bekannt als Albertus Magnus (Albert der Große). Er studierte sorgfältig die Werke von Aristoteles, und es war ihm zu verdanken, dass die Philosophie von Aristoteles eine besondere Bedeutung für Wissenschaftler des späten Mittelalters und des beginnenden Neuen Zeitalters erlangte. Albert der Große charakterisiert Arsen bei der Beschreibung seiner alchemistischen Experimente so genau, dass ihm manchmal die Entdeckung dieser Substanz zugeschrieben wird, obwohl Arsen zumindest in Verunreinigungen den Alchemisten vor ihm bekannt war. Ein Zeitgenosse von Albertus Magnus war der englische Gelehrte Roger Bacon (1214-1292), der heute vor allem für seine klar zum Ausdruck gebrachte Überzeugung bekannt ist, dass der Schlüssel zum Fortschritt der Wissenschaft experimentelles Arbeiten und die Anwendung mathematischer Methoden darauf sind. Er hatte Recht, aber die Welt war noch nicht bereit dafür. Bacon versuchte, eine universelle Enzyklopädie des Wissens zu schreiben, und gab in seinen Schriften die erste Beschreibung von Schießpulver. Manchmal wird er als Erfinder des Schießpulvers bezeichnet, aber das stimmt nicht: Der wahre Erfinder blieb unbekannt. Mit der Erfindung des Schießpulvers waren mittelalterliche Burgen keine uneinnehmbaren Festungen mehr, und ein Fußkrieger wurde gefährlicher als ein gepanzerter Reiter.

Die Werke mittelalterlicher Alchemisten – des spanischen Arztes Arnald von Villanova (ca. 1240-1311) und Raymond Lull (1235-1313), Zeitgenossen von Bacon, sind vom mystischen Geist der Alchemie durchdrungen (obwohl es zweifelhaft ist, dass sie es tatsächlich waren Autoren dieser Werke). Diese Arbeiten sind hauptsächlich der Transmutation gewidmet. Es wurde angenommen, dass Lully sogar Gold für den verlorenen König von England, Edward II., produzierte. Der Name des prominentesten mittelalterlichen Alchemisten bleibt unbekannt; Er signierte seine Werke mit dem Namen von Jabir, einem arabischen Alchemisten, der sechs Jahrhunderte vor ihm lebte. Dieser „Pseudo-Jabir“ war vermutlich ein Spanier und lebte im 14. Jahrhundert. Pseudo-Jabir war der erste, der es beschrieb Schwefelsäure- einer der meisten wichtige Verbindungen heutige Chemie (nach Wasser, Luft, Kohle und Öl). Er beschrieb auch, wie starke Salpetersäure gebildet wird. Schwefelsäure und starke Salpetersäure wurden aus Mineralien gewonnen, während alle bisher bekannten Säuren wie Essigsäure aus Stoffen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs gewonnen wurden.

Die Entdeckung starker Mineralsäuren war die wichtigste Errungenschaft der Chemie seit der erfolgreichen Gewinnung von Eisen aus Erzen vor etwa 3.000 Jahren. Mit starken Mineralsäuren konnten europäische Chemiker viele neue Reaktionen durchführen und Substanzen auflösen, die die alten Griechen und Araber für unlöslich hielten (bei Griechen und Arabern war Essigsäure die stärkste Säure).

Mineralsäuren haben der Menschheit viel mehr gegeben, als Gold hätte geben können, wenn man gelernt hätte, es durch Transmutation zu gewinnen. Wenn Gold aufhörte, ein seltenes Metall zu sein, würde es sofort an Wert verlieren. Der Wert von Mineralsäuren ist umso höher, je günstiger und zugänglicher sie sind. Aber leider ist dies die menschliche Natur - die Entdeckung von Mineralsäuren beeindruckte nicht und die Suche nach Gold ging weiter.

Die Zeit verging, und die Alchemie begann nach einem vielversprechenden Anfang zum dritten Mal zu degenerieren (zum ersten Mal bei den Griechen, zum zweiten Mal bei den Arabern). Die Suche nach Gold ist zur Arbeit vieler Betrüger geworden, obwohl große Wissenschaftler sogar im aufgeklärten 17. Jahrhundert. (zum Beispiel Boyle und Newton) konnten der Versuchung nicht widerstehen, auf diesem Gebiet erfolgreich zu sein.

Und wieder wurde, wie schon unter Diokletian, das Studium der Alchemie verboten. Das Verbot hatte zwei Ziele: Es war unmöglich, die Entwertung von Gold zuzulassen (plötzlich gelingt die Transmutation!) Und es war notwendig, Betrug zu bekämpfen. Im Jahr 1317 verfluchte Papst Johannes XXII. die Alchemie, und ehrliche Alchemisten, die gezwungen waren, zu verbergen, was sie taten, wurden noch kryptischer, obwohl der Alchemiebetrug nach wie vor florierte. In Europa tobte jedoch bereits der Wind der Veränderung. Das Oströmische (oder Byzantinische) Reich überlebte letzten Tage. 1204 wurde die Hauptstadt des Reiches, Konstantinopel, von den Kreuzfahrern barbarisch geplündert und die meisten bis dahin erhaltenen Denkmäler der griechischen Kultur vollständig zerstört. 1261 gaben die Griechen die Stadt zurück, doch von ihrer einstigen Pracht ist keine Spur mehr erhalten. In den nächsten zwei Jahrhunderten näherten sich die Truppen der türkischen Eroberer unaufhaltsam der Stadt, und 1453 fiel Konstantinopel und wurde für immer türkisch. Auf der Flucht vor der Invasion der Türken flohen griechische Wissenschaftler nach Europa, und das Wissen, die Traditionen der antiken griechischen Wissenschaft, die sie mitbrachten, hatten eine starke stimulierende Wirkung. In Europa begann eine Zeit akribischer Forschung und wichtiger Entdeckungen.

Im XIII Jahrhundert. Der Magnetkompass wurde erfunden und die Navigation begann sich zu entwickeln. Zunächst wurde die Küste Afrikas untersucht und 1497 eine Reise um diesen Kontinent unternommen. Europa begann, direkt mit Indien und anderen Ländern der Region Handel zu treiben, ohne auf die Vermittlung muslimischer Länder zurückzugreifen. Noch beeindruckender waren die Reisen von Christoph Kolumbus (1492-1504), dank denen (obwohl Kolumbus selbst dies nie zugegeben hat) die andere Hälfte der Welt entdeckt wurde. Die Europäer haben so viel gelernt, was den großen griechischen Philosophen nicht bekannt war, dass man das Gefühl hatte, die Griechen seien doch gewöhnliche Menschen, die wie alle Menschen Fehler machen könnten, und daher sei es nicht nötig, alle ihre Aussagen zu nehmen auf Glauben. Die Europäer bewiesen ihre Überlegenheit in der Navigation, also könnte man versuchen, sie auch in anderen Wissenschaften zu übertreffen.

Im selben „Zeitalter der Entdeckungen“ erfand der deutsche Erfinder Johannes Gutenberg (ca. 1397-1468) die erste Druckmaschine mit beweglichen Lettern und sammelte, die jedes Buch in Text drucken konnte. Erstmals in der Geschichte wurde es möglich, Bücher günstig und in ausreichender Menge herzustellen. Eines der ersten, das veröffentlicht wurde, war das Gedicht von Lucretius, dank dessen die atomistische Lehre in Europa weite Verbreitung fand. Mit der Erfindung des Buchdrucks verschwanden unpopuläre Ansichten nicht, nur weil sich niemand die Mühe machen wollte, solche Bücher zu kopieren.

1543 wurden zwei Bücher veröffentlicht, deren Autoren für damalige Zeiten sehr kühne Ansichten äußerten. Der Autor eines dieser Bücher war der polnische Astronom Nicolaus Copernicus (1473-1543), der argumentierte, dass das Zentrum des Universums nicht die Erde ist, wie die alten Astronomen glaubten, sondern die Sonne. Der Autor eines anderen Buches, der flämische Anatom Andrei Vesalius (1514-1564), beschrieb die menschliche Anatomie mit beispielloser Genauigkeit. Die Arbeit von Vesalius, basierend auf persönlichen Beobachtungen, widerlegte viele Ideen, die auf antike griechische Quellen zurückgingen.

Dieser gleichzeitige Sturz der griechischen Astronomie und Medizin (obwohl griechische Ideen an einigen Orten noch ein Jahrhundert oder länger dominierten) markierte den Beginn von wissenschaftliche Revolution, die sehr langsam in die Welt der Alchemie eindrang und sich hauptsächlich in der Mineralogie und Medizin manifestierte.

Ein völlig anderes Verständnis der Probleme der Chemie wurde in den Werken zweier Zeitgenossen von Ärzten skizziert - des Deutschen Georg Bauer (1494-1555) und des Schweizers Theophrast Bombast von Hohenheim (1493-1541). Bauer, besser bekannt unter dem Namen Agricola (lateinisch „Bauer“), interessierte sich für die Mineralogie und ihre mögliche Verbindung zur Medizin. Versuche, einen solchen Zusammenhang zu entdecken (wie auch die Kombination eines Arztes und eines Mineralogen), sind im Allgemeinen charakteristisch für die Chemie dieser Zeit und der folgenden zweieinhalb Jahrhunderte. In seinem 1556 erschienenen Buch „Über Metallurgie“ („De Re Metallica“) systematisierte Agricola sein praktisches Wissen, das er sich bei zeitgenössischen Bergleuten angeeignet hatte. Dieses in einfacher Sprache geschriebene Buch mit wunderschönen Illustrationen von Bergbaugeräten wurde sofort populär und gilt als Klassiker unserer Zeit. Dies ist das bedeutendste Werk zur chemischen Verfahrenstechnik, das vor 1700 erschienen ist; Seit ihrer Veröffentlichung ist die Mineralogie als Wissenschaft anerkannt. (Das wertvollste Buch über Metallurgie und allgemeine angewandte Chemie vor Agricola galt als das Werk des Mönchs Theophilus, höchstwahrscheinlich eines Griechen, der um das 10. Jahrhundert lebte.)

Von Hohenheim ging unter dem von ihm selbst gewählten Namen Paracelsus in die Geschichte ein, das heißt „über Celsus“. Celsus ist ein antiker römischer Wissenschaftler, der über Medizin schrieb. Seine Schriften, kurz vor dem Druck, stellten sich (dank Paracelsus) als Thema exzessiver und unvernünftiger Anbetung heraus. Paracelsus glaubte wie Avicenna, dass die Hauptaufgabe der Alchemie nicht die Suche nach Wegen zur Gewinnung von Gold sei, sondern die Herstellung von Arzneimitteln. Vor Paracelsus wurden Kräuterpräparate als solche verwendet, aber Paracelsus glaubte fest an die Wirksamkeit von Arzneimitteln aus Mineralien. Trotz seiner negative Einstellung Für die Idee der Transmutation war Paracelsus ein Alchemist der alten Schule. Er akzeptierte die altgriechische Lehre der vier Elemente-Elemente und die Lehre der Araber über die drei Elemente-Prinzipien (Quecksilber, Schwefel und Salz), suchte nach dem Lebenselixier (und behauptete sogar, es gefunden zu haben). Paracelsus war sich sicher, metallisches Zink entdeckt zu haben, und manchmal wird ihm tatsächlich die Ehre dieser Entdeckung zugeschrieben, obwohl Zink in der Zusammensetzung des Erzes und in einer Legierung mit Kupfer (Messing) schon in der Antike bekannt war. Die Schriften von Paracelsus sorgten noch ein halbes Jahrhundert nach seinem Tod für Kontroversen. Die Anhänger von Paracelsus verstärkten den mystischen Gehalt der Ansichten ihres Lehrers und reduzierten einige von ihnen auf Aberglauben, und dies zu einer Zeit, als Alchemisten begannen, nach Konkretheit und Rationalismus zu streben!

Der deutsche Arzt Alchemist Andrej Liebau (ca. 1540-1616), bekannt unter dem latinisierten Namen Libavia, veröffentlichte 1597 „Alchemie“ – das erste Chemie-Lehrbuch der Geschichte. Libavy beschrieb als Erster die Herstellung von Salzsäure, Zinntetrachlorid, Ammoniumsulfat und „Königswasser“ (aquaregia) – einer Mischung aus Salpeter- und Salzsäure, die ihren Namen wegen ihrer Fähigkeit erhielt, Gold aufzulösen. Libavy glaubte, dass Mineralstoffe durch die Form der Kristalle identifiziert werden können, die nach dem Verdampfen der Lösung erhalten werden. Dennoch war er sich sicher, dass die Umwandlung von Metallen in Gold möglich sei und die Entdeckung einer Methode zur Goldherstellung die Krönung der chemischen Wissenschaft sein würde, obwohl er sich mit Paracelsus darin einig war, dass die Hauptaufgabe der Alchemie darin bestand, der Medizin zu dienen. In seiner Arbeit, die in einer klaren, klaren Sprache geschrieben ist, griff Libavy die vagen Theorien, die er "paracelsisch" nannte, heftig an. 1604 veröffentlichte der deutsche Verleger Johann Tölde ein Buch eines gewissen mittelalterlichen Mönchs, Vasily Valentin (höchstwahrscheinlich war es das Pseudonym von Tölde selbst), mit dem Titel Antimony's Triumphal Chariot, das weithin bekannt wurde. Der prominenteste Vertreter der neuen Richtung in der Chemie war der deutsche Chemiker Johann Rudolf Glauber (1604-1668). Als ausgebildeter Arzt beschäftigte er sich mit der Entwicklung und Verbesserung von Methoden zur Gewinnung verschiedener Chemikalien. Glauber entwickelte ein Verfahren zur Herstellung von Salzsäure durch Umsetzung von Schwefelsäure mit Kochsalz. Glauber hat den nach der Destillation von Säuren (Natriumsulfat) erhaltenen Rückstand sorgfältig untersucht und festgestellt, dass diese Substanz eine stark abführende Wirkung hat. Er nannte diese Substanz „erstaunliches Salz“ (sal mirabile) und betrachtete sie als Allheilmittel, fast als Lebenselixier. Glaubers Zeitgenossen nannten dieses Salz Glaubers, und dieser Name hat sich bis heute erhalten. Glauber nahm die Herstellung dieses Salzes und einer Reihe anderer seiner Meinung nach wertvollen Arzneimittel auf und erzielte auf diesem Gebiet Erfolge. Glaubers Leben war weniger ereignisreich als das Leben seiner Zeitgenossen, die nach Wegen suchten, an Gold zu kommen, aber es war erfolgreicher. Selbst diejenigen, die für wissenschaftliche Argumente taub waren, konnten nicht anders, als sich vom wirklichen Leben beeinflussen zu lassen. Die sich entwickelnde Wissenschaft der Mineralien und Medizin erwies sich als so verlockend und profitabel, dass es keinen Sinn machte, Zeit mit endlosen erfolglosen Versuchen zu verschwenden, Gold zu bekommen. Tatsächlich im siebzehnten Jahrhundert Die Bedeutung der Alchemie nahm stetig ab und im 18. Jahrhundert. sie wurde allmählich zu dem, was wir heute Chemie nennen.

1. Der Beitrag russischer Wissenschaftler zur Entwicklung der anorganischen Chemie.

Die Ursprünge der einheimischen chemischen Wissenschaft reichen bis ins 18. Jahrhundert zurück, als die St. Petersburger Akademie der Wissenschaften gegründet wurde. Nach dem Plan von Peter I. sollte die Akademie zwei Hauptaufgaben erfüllen: „Wissenschaften zu produzieren und zu betreiben“ und „diese unter den Menschen zu verbreiten“. Dazu war es zunächst notwendig, Kader russischer Wissenschaftler in verschiedenen Wissensgebieten auszubilden und ausländische Wissenschaftler für das Studium der natürlichen Ressourcen Russlands zu gewinnen.

Seit den ersten Jahren des Bestehens der Akademie der Wissenschaften waren alle mit ihr verbunden. wissenschaftliche Errungenschaften in Russland. So bekannte Wissenschaftler wie Johann und Daniel Bernoulli, L. Euler, S.P. Krasheninnikov, P.S. Pallas, I.I. Lepekhin, N.Ya. Ozeretskovsky, Ya.D. Zakharov und andere.

Das Chemiestudium an der Akademie der Wissenschaften begann 1731 mit der Wahl von Johann Georg Gmelin (1709-1755) zum Akademiker. Gmelin besitzt die erste chemische Forschung, die in den "Proceedings of the St. Petersburg Academy of Sciences" veröffentlicht wurde, den Artikel "Über die Gewichtszunahme bestimmter Körper beim Brennen".

Während des 18. Jahrhunderts. Johann Gottlob Lehmann (1719–1767), Erik Gustav (Kirill Gustavovich) Laxman (1737–1796), Tobias Johann (Tovy Yegorovich) Lovitz (1757–1804), Vasily Mikhailovich Severgin (1765–1826), Appolos Appolosovich Musin-Puschkin (1760–1805) und andere Die wichtigsten Errungenschaften dieses Jahrhunderts auf dem Gebiet der Chemie sind mit dem Namen Michail Wassiljewitsch Lomonossow (1711-1765) verbunden. Obwohl Lomonosov aufgrund der außergewöhnlich vielfältigen Natur seiner kreativen (Mathematik, Physik, Chemie, Geowissenschaften, Astronomie) und pädagogischen Aktivitäten zu Recht als enzyklopädischer Wissenschaftler bezeichnet wird, galt sein Hauptaugenmerk der Entwicklung von Physik und Chemie. Die Haupttätigkeit eines Wissenschaftlers auf dem Gebiet der Chemie ist der Wunsch, letztere als eine Wissenschaft zu begründen, die auf einer Allianz mit Mathematik, Mechanik und Physik basiert. Zu den grundlegenden Errungenschaften von Lomonosov gehören: Er machte (1756) auf die grundlegende Bedeutung des Erhaltungssatzes der Masse der Materie bei chemischen Reaktionen aufmerksam; skizzierte (1741-1750) die Grundlagen seiner erst ein Jahrhundert später entwickelten Korpuskular- (atomar-molekularen) Lehre; stellte (1744-1748) die kinetische Theorie der Wärme vor; begründeten (1747-1752) die Notwendigkeit der Einbeziehung der Physik zur Erklärung chemischer Phänomene und schlugen den Namen "physikalische Chemie" für den theoretischen Teil der Chemie und "technische Chemie" für den praktischen Teil vor. Lomonosov war der erste, der den "Kurs der wahren physikalischen Chemie" an der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften las. 1748 wurde auf Initiative eines Wissenschaftlers das erste chemische Labor in Russland gebaut, das für wissenschaftliche und pädagogische Zwecke bestimmt war. Für dieses Labor entwickelte er ein breit angelegtes Forschungsprogramm, dessen zentraler Punkt die Untersuchung jener Phänomene war, die in einem Mischkörper bei chemischer Wechselwirkung auftreten. Im Zeitraum 1748-1757. Die Arbeiten des Wissenschaftlers waren hauptsächlich der Lösung theoretischer und experimenteller Probleme der Chemie gewidmet. Durch Experimente zum Brennen von Metallen in verschlossenen Gefäßen zeigte er (1756), dass sich ihr Gewicht nach dem Erhitzen nicht ändert und dass R. Boyles Meinung über die Zugabe von thermischer Materie zu Metallen falsch ist; untersucht flüssig, gasförmig u fester Zustand Körper; ziemlich genau die Ausdehnungskoeffizienten von Gasen bestimmt; untersuchten die Löslichkeit von Salzen bei verschiedenen Temperaturen; untersuchte die Wirkung von elektrischem Strom auf Salzlösungen, stellte die Tatsache einer Temperaturabnahme während der Auflösung von Salzen und eine Abnahme des Gefrierpunkts einer Lösung im Vergleich zu einem reinen Lösungsmittel fest; stellten den Unterschied zwischen dem Prozess des Auflösens von Metallen in Säure, begleitet von chemischen Veränderungen, und dem Prozess des Auflösens von Salzen in Wasser fest, der ohne chemische Veränderungen in den gelösten Stoffen abläuft. Lomonosov besitzt eine große Anzahl von praktischer Forschung. Er war der Schöpfer vieler chemischer Industrien (anorganische Pigmente, Glasuren, Glas, Porzellan); entwickelte die Technologie und Formulierung von farbigem Glas, mit dem er Mosaikbilder schuf; Porzellan erfunden. Er befasste sich mit der Analyse von Erzen, Salzen und anderen Produkten; beschrieben die Verfahren zur Gewinnung von Eisensulfat, Kupfer aus Kupfersulfat, Schwefel aus Schwefelerzen, Alaun, Schwefel-, Salpeter- und Salzsäure. Lomonosovs Werk "Die ersten Grundlagen der Metallurgie oder des Bergbaus" (1763), in dem er die Eigenschaften verschiedener Metalle betrachtete, ihre Klassifizierung angab und Methoden zu ihrer Gewinnung beschrieb, legte nicht nur die ersten Blöcke in den Grundlagen der russischen chemischen Sprache, sondern legte auch den Grundstein für die systematische Arbeit nachfolgender Wissenschaftlergenerationen zur Erforschung und Erschließung der natürlichen Ressourcen Russlands. Traditionen M.V. Lomonosov, verbunden mit dem Studium von Erzen und Mineralien in Russland, wurden in der zweiten Hälfte des 18. und frühen 19. Jahrhunderts fortgesetzt, als zahlreiche angewandte chemische Studien durchgeführt wurden. Von besonderer Bedeutung war in dieser Zeit die Bildungstätigkeit russischer Chemiker. ICH G. Leman, der nach M.V. Lomonosov, der die Abteilung für Chemie der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften leitete und die Leitung des chemischen Labors übernahm, untersuchte das sibirische Bleierz Krokoit, beschrieb russische Mineralien, die Wolfram und Chrom enthielten, veröffentlichte (1772) Handbücher über Mineralogie und Analysekunst, die ins Russische übersetzt wurden . Z.B. Laxman studierte die Bodenschätze des Altai und Ostsibiriens. Als unerbittlicher Gegner des Abbrennens von Waldgebieten zur Anhäufung von Asche, die zur Gewinnung von Kali, dem Hauptrohstoff für die Glasherstellung, erforderlich war, entwickelte Laxman ein neues kaliumfreies Verfahren zur Herstellung von Glas auf der Basis von natürlichem Glaubersalz (Natriumsulfat-Decahydrat). ). Er schlug auch (1769) ein Verfahren zur Gewinnung von Tafelsalz aus der Sole von Salzseen durch Einfrieren und Verdampfen vor; entwickelte die Technologie von Salpeter, Soda und Alaun. Während des gesamten 18. Jahrhunderts Die Entwicklung des chemischen Wissens wurde von der Führung der Akademie der Wissenschaften wirksam unterstützt, sei es durch ihren ersten Präsidenten L.L. Blumentrost (1725-1733) oder die erste Regisseurin E.R. Dashkov (1783-1796). In der Zeit des späten 18. und frühen 19. Jahrhunderts leisteten die Akademiker V.M. Severgin und T. E. Lowitz. V.M. Severgin seit 1793 Akademiker (Professor) der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften. 1805-1826 in Anerkennung seiner hohen wissenschaftlichen Verdienste wurde er sechsmal in Folge zum Mitglied des Akademievorstands gewählt. Severgins wissenschaftliche Hauptwerke sind der allgemeinen und anorganischen Chemie gewidmet. Er entwickelte die chemische Richtung in der Mineralogie und betrachtete das Studium der Zusammensetzung und Struktur von Mineralien als Hauptaufgabe dieser Wissenschaft; formulierte erstmals das Konzept der Paragenese („Nachbarschaft von Mineralien“); stand an den Ursprüngen der kolorimetrischen Analyse; schlugen (1795) eine Methode zur quantitativen Bestimmung vor, die auf einem Vergleich der Farbintensität von Lösungen basiert. Severgin war der Autor der ersten russischen Handbücher über Chemie und chemische Technologie, Assay Art, or a Guide to the Chemical Testing of Metal Ores and Other Fossils (1801), A Method for Testing Mineral Waters (1800), Instructions on the Best Ways um Salpeter in Russland zu extrahieren, vorzubereiten und zu reinigen…“ (1812). Er übersetzte auch aus dem Französischen und überarbeitete das Chemical Dictionary (Bd. 14, 1810-1813), war Gründer und Herausgeber (seit 1804) des Technological Journal. DIESE. Lovitz entdeckte (1785) das Phänomen der Kohlenstoffadsorption in einem flüssigen Medium und schlug auf dieser Grundlage Verfahren zur Reinigung von Wasser, Alkohol und Pharmazeutika vor; leistete einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung von Salzlösungen und Kristallchemie; entwickelten Methoden zur Gewinnung von Eisessig, kristalliner Glucose, wasserfreiem Diethylether und Alkohol sowie zur Abtrennung von Barium-, Strontium- und Calciumsalzen. Ende des 18. Jahrhunderts. Die ersten Arbeiten in Russland auf dem Gebiet der Chemie und Technologie von Platin und Chrom erschienen. Ehrenmitglied der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften A.A. Musin-Puschkin erhielt eine Reihe von "dreifachen" Komplexsalzen von Platin - Magnesium-, Barium- und Natriumchlorplatinaten, Platinamalgam, und entwickelte ein Verfahren zur Gewinnung von formbarem Platin durch Kalzinieren seines Amalgams. Er war der erste, der ein Sol aus metallischem Quecksilber erhielt und beschrieb, entdeckte Chromalaun und untersuchte Legierungen von Platin mit Kupfer und Silber.

Wenn das 18. Jahrhundert als die Geburtsstunde der russischen chemischen Wissenschaft bezeichnet werden kann, dann das 19. Jahrhundert. ist in zwei Perioden unterteilt: die erste Hälfte - die Bildung der heimischen Chemie, die zweite Hälfte - die Etablierung russischer Wissenschaftler in der Berufswelt. Gleichzeitig sind die herausragenden Entdeckungen von D.I. Mendelejew und A.M. Butlerov wurde eine logische Folge der enormen Aktivität russischer Wissenschaftler, die auf die Popularisierung chemischer und chemisch-technologischer Kenntnisse abzielten, auf die Entwicklung der heimischen Industrie, die sie seit Anfang des Jahrhunderts betrieben. Petersburger Akademie der Wissenschaften, in der im 18. Jahrhundert. fast die gesamte russische Chemie konzentriert wurde, verlor auch im nächsten Jahrhundert nicht an Bedeutung. 1803 wurde ihre neue Charta verabschiedet, in der sie als wichtigste wissenschaftliche Institution des Landes definiert wurde und zu ihren Aufgaben die Verbesserung der Wissenschaften, der Bildung sowie die Verbesserung der Manufakturen, des Handwerks und der Fabriken gehörte. 18101830. Russische Chemiker haben großartige Arbeit geleistet, indem sie pädagogische und methodische Grundlagen für den Chemieunterricht geschaffen und nationale Handbücher über Chemie geschrieben haben. Also, im Jahr 1808 A.I. Scherer (1772-1825), Professor der St. Petersburger Medizinischen und Chirurgischen Akademie, des Pädagogischen Hauptinstituts und des Bergbaukadettenkorps und seit 1815 Akademiker der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, veröffentlichte das erste russische Lehrbuch "Leitfaden für den Chemieunterricht". (in zwei Teilen). In The Forewarning schrieb er von seinem Wunsch, dass der Chemieunterricht vor allem "praktisch und gründlich" sei. 1813-1817 ein fünfbändiger enzyklopädischer Leitfaden „Allgemeine Chemie für Schüler und Studenten“ wurde vom Professor für Chemie der Universität Kharkov F.I. Gizeh (1784-1821). Diese einzigartige Ausgabe führte den russischen Leser zum ersten Mal in die neuesten Theorien und Entdeckungen der Chemie ein: die Ideen von K. Berthollet über die chemische Affinität, die Gesetze von Proust, die Gesetze von Richter, die elektrochemischen Ideen von G. Davy und J. Berzelius usw. Das erste Buch, das die neuesten Errungenschaften der Wissenschaft ziemlich vollständig widerspiegelte und die Fakten und Theorien der Chemie in kompakter und zugänglicher Form darstellte, wurde das Lehrbuch von G.I. Hess „The Foundation of Pure Chemistry“ (1831), die bis zur Veröffentlichung von „Fundamentals of Chemistry“ von D.I. Mendeleev (1869) wurde von russischen Bildungseinrichtungen als wichtigster Leitfaden für Chemie übernommen. Der Name Herman Ivanovich Hess (1802-1850) ist nicht nur dank seines berühmten Lehrbuchs in die Geschichte der Welt- und der heimischen Chemie eingegangen. Zunächst einmal ist er als Gründer der ersten russischen wissenschaftlichen Schule für anorganische Chemiker bekannt, einer der Begründer der Thermochemie. In seinen thermochemischen Studien hat G.I. Hess viel früher als Kh.P. Thomsen und P.E. Berthelot vertrat (1840) die Position, wonach die Größe der thermischen Wirkung einer Reaktion als Maß für die chemische Affinität dienen kann. Er entdeckte (1840) das Grundgesetz der Thermochemie, das Gesetz der Konstanz der Wärmemenge, bewies (1842) die Regel der Thermoneutralität.

Zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts repräsentiert eine besondere Periode in der Geschichte der Hauswirtschaft, einschließlich der Chemie. Eine Epoche in der Geschichte der Weltwissenschaft war die Entdeckung des Periodengesetzes der chemischen Elemente im Jahr 1869 durch Dmitri Iwanowitsch Mendelejew (1834-1907) und die Entwicklung in den Jahren 1861-1870. BIN. Butlerov (1828-1886) Theorie chemische Struktur Substanzen.

Die Antwort auf die Frage nach den Unterschieden in den chemischen Eigenschaften organischer Verbindungen gab A.M. Butlerov in seiner Theorie der chemischen Struktur. Er zeigte, dass die Reaktivität von Molekülen von den Energien chemischer Bindungen zwischen Atomen abhängt, die sich durch die gegenseitige Beeinflussung von Atomen und Atomgruppen in einem einzigen Molekülsystem ändern. Das Wesen der chemischen Struktur von Molekülen liegt also nach seiner Theorie in der energetischen Nichtäquivalenz verschiedener chemischer Bindungen, gleichbedeutend mit CH oder im allgemeinen Fall AB.

Auf der Grundlage der Theorie der chemischen Struktur führten Vertreter der Butlerov-Schule die Synthese von olefinischen und paraffinischen Kohlenwasserstoffen der Zusammensetzung C5C10 durch, der Grundlage der Kohlenwasserstoffchemie, die später zur Grundlage für die Entwicklung der wichtigsten Petrochemie wurde Lieferant von Vergaser- und Dieselkraftstoffen und Schmiermitteln für den Auto- und Flugzeugmotorenbau. Recherche von A.M. Butlerov über die Polymerisation von Olefinen mit niedrigem Molekulargewicht und über die Synthese von Kohlenwasserstoffen bildeten die von ihm durchgeführten Isostrukturen zur experimentellen Bestätigung seiner Theorie die wissenschaftliche Grundlage für die Synthese von Komponenten hochwertiger Flugkraftstoffe. Auch für die Synthese von Additiven zur Verbesserung der Viskositätseigenschaften von Schmierölen ist die Verdichtung olefinischer Kohlenwasserstoffe nach Butlerov wichtig geworden. Einen nicht minder bedeutenden Beitrag zur Wissenschaft der Erdölchemie leistete A.M. Butlerova, V.V. Markovnikov, der mehr als 20 Jahre seiner wissenschaftlichen Tätigkeit dem Studium der Zusammensetzung des kaukasischen Öls widmete. Das Studium der Öle während der Zeit der intensiven Erschließung der kaukasischen Felder im letzten Viertel des 19. Jahrhunderts konzentrierte sich hauptsächlich an der Moskauer Universität in den Labors von N.D. Zelinsky und V.V. Markownikow. Besonderes Augenmerk auf V.V. Markovnikov konzentrierte sich auf die Trennung von naphthenischen Kohlenwasserstoffen aus Öl durch mehrfache fraktionierte Destillation davon und die Untersuchung der Eigenschaften der extrahierten Kohlenwasserstoffe. Chemische Methoden zur Identifizierung von Erdölkohlenwasserstoffen, die der Wissenschaftler entwickelt hat, haben in allen Labors der Welt Anwendung gefunden. Diese Reaktionen werden verwendet, um viele organische Verbindungen zu synthetisieren.

1. Die Rolle der Chemie in der modernen Welt.

In einer Atmosphäre der „Chemiphobie“ muss man sich der Unmöglichkeit des sozialen Fortschritts ohne die Entwicklung der Chemie und die Anwendung ihrer Errungenschaften zur Lösung der Probleme der Energie, der Ökologie, der Landesverteidigung, des Gesundheitswesens, der industriellen Entwicklung und der Landwirtschaft bewusst sein.

Es genügt zu sagen, dass wir 92 % der Energie, die derzeit von der Gesellschaft verbraucht wird, durch die Durchführung chemischer Prozesse erhalten. Und wenn moderne Energie Umweltprobleme verursacht, dann ist nicht die Chemie schuld, sondern die analphabetische oder skrupellose Verwendung der Produkte ihrer Tätigkeit (chemische Prozesse, Produkte, Materialien).

Es darf nicht vergessen werden, dass Chemie nicht nur aus DDT, Entlaubungsmitteln, Nitraten und Dioxinen besteht. Aber auch Zucker und Salz, Luft und Validol, Milch und Magnesium, Polyethylen und Penicillin. Alles, was wir benutzen, tragen, darin leben, uns bewegen, womit wir spielen, wird durch kontrollierte chemische Reaktionen hergestellt.

Der Beruf des Chemikers ist die Erfindung von Reaktionen, die die uns umgebenden Substanzen in solche verwandeln, die der Befriedigung unserer Bedürfnisse dienen.

Wir brauchen ein wirksames Heilmittel für die Parkinson-Krankheit. Chemiker synthetisieren Carbidofa, eine Verbindung, die in der Natur nicht vorkommt, aber eine hohe therapeutische Aktivität hat.

Millionen von Autos verschmutzen die Atmosphäre. Dieses Problem wird teilweise dazu beigetragen, den Autokatalysator von Abgasen zu lösen.

Jetzt gibt es mehr als 8 Millionen synthetisierte Verbindungen. Die Chemie spielt eine Rolle bei der Lösung der Probleme der Versorgung der Menschen mit Nahrung, Kleidung und Wohnraum, neuen Energiequellen, bei der Schaffung erneuerbarer Ersatzstoffe für erschöpfende oder seltene Materialien, bei der Stärkung der menschlichen Gesundheit, bei der Überwachung und dem Schutz der Umwelt.

Da alle Lebensvorgänge durch chem. Veränderungen liefert das Wissen um chemische Reaktionen die notwendige Grundlage, um die Essenz des Lebens zu verstehen. Damit trägt die Chemie zur Lösung von Problemen von universeller philosophischer Bedeutung bei.

Die Tragödie in Bhopal (Indien) zeigt deutlich die zwei Seiten der Chemie. Tausende wurden durch giftige Substanzen vergiftet, die in der Lebensmittelproduktion verwendet wurden, und retteten jedes Jahr Millionen von Menschen vor dem Hungertod.

Liste der verwendeten Unterrichtsmethoden Materialien.

1. Bill Staymann. "Ein vollständiger Leitfaden zu schädlichen, nützlichen und neutralen Stoffen, die in Lebensmitteln, Kosmetika und Arzneimitteln enthalten sind", "Eksmo - press", 2003.
2. Bobyrev V.G., Kuzmin N.M. Physikalische und chemische Forschungsmethoden. Wolgograd: Höhere Schule des Innenministeriums, 1979.
3. Gabrielyan OS Chemie. Klasse 8: Lehrbuch. M.: Drofa, 2011.
4. Gabrielyan O.S., Lysova G.G. Lernprogramm für Abschlussklassen der Allgemeinbildung Bildungsinstitutionen. Moskau, 2000.
5. Glinka N.L. Allgemeine Chemie: Lehrbuch für Gymnasien / Ed. V.A. Rabinowitsch. L.: Chemie, 1983.
6. Dorohova E.N., Prokhorova G.V. Analytische Chemie. Physikalisch-chemische Analysemethoden: Lehrbuch. Moskau: Höhere Schule, 1991.
7. Zaitsev A. N. Über sichere Lebensmittelzusatzstoffe und „ominöse“ Symbole „E“ Zeitschrift „Ökologie und Leben“, Nr. 4, 1999.
8. Kukuschkin N. N. Chemie um uns herum M.: Gymnasium, 1992.
9. Mashkovsky, MD Arzneimittel: in 2 Bänden / M.D. Mashkovsky - 14. Aufl., überarbeitet. und zusätzlich - M.: Neue Welle, 2004. - T. 1.
10. Wissenschaftliche und methodische Zeitschrift "Chemie" in der Schule, "Center Himpres" (für 2001-2003).
11. Pichugina G.V. "Chemie wiederholen mit Beispielen aus dem Alltag" - Moskau: "Arkti", 2000.
12. Tretjakow Yu.D. und andere.Chemistry and Modernity: A Teacher's Guide. M.: Bildung, 1985.
13. Tschernobelskaja G.M. "Methoden des Chemieunterrichts in der High School", Moskau "Vlados", 2000.
14. Yudin A.M., V.N. Suchkow. "Chemie für dich". M.: Chemie, 2001
15. Shulgin G. B. "Chemie für alle", Moskau, "Wissen", 1987.
16. Enzyklopädie für Kinder. Chemie. M.: Avanta+, 2005.
17. www. Öko. nw de/lib/data/07/3/030307. htm - Nahrungsergänzungsmittel.
18. „Enzyklopädie des Studenten. Exakte Wissenschaften." herausgegeben von P. Koshel. Olma-Press, 2004.

Beruf ___ Datum ___/___/_____ Klasse _____

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Chemie ist die Wissenschaft der Natur. Chemie in der Umwelt. Kurze Nachrichten aus der Entwicklungsgeschichte der Chemie.

Drehungen . Es untersucht die Zusammensetzung und Struktur von Substanzen, die Bedingungen und Methoden der Umwandlung einiger Substanzen in andere sowie die Phänomene, die diese Umwandlungen begleiten.

Gegenstand der Studie Chemie sind chemische Elemente, chemische Reaktionen verschiedener Verbindungen

die Gesetze, die diese Transformationen steuern, sowie die Prozesse und Phänomene, die diese Transformationen begleiten. Die Umwandlung von Stoffen mit einer Änderung der Zusammensetzung von Molekülen wird genanntchemische Reaktionen .

HauptsächlichAufgaben der Chemie :

das Studium von Stoffen und ihren Eigenschaften;

Erhalten von Substanzen mit zuvor bekannten Eigenschaften;

Erforschung und Nutzung der Energie chemischer Reaktionen und der sie begleitenden Phänomene;

Entwicklung und Intensivierung der chemischen Industrie;

Entwicklung umweltfreundlicher und abfallfreier Technologien.

Die Chemie ist eine der 6 Wissenschaften, die eng mit der menschlichen Tätigkeit verbunden sind (Abb. 1). Es stammt aus der Antike. In dieser Zeit begannen die Naturvölker, ihre Ressourcen und ihr Wissen zu nutzen. Daher gilt die Chemie als eine der ältesten Disziplinen (Abb. 2 a, b, c). Heutzutage wird das Wissen der Chemie in der Medizin, in der Lebensmittelindustrie, in der Landwirtschaft usw. sehr häufig verwendet. Es gibt keine einzige Branche, in der die Chemie nicht an der Entwicklung teilnimmt oder ihren Beitrag leistet.

Chemie als Wissenschaft ist in solche Abschnitte unterteilt: allgemein, anorganisch, organisch, physikalisch und analytisch.

Abbildung 1. Die Beziehung der Chemie zu anderen Wissenschaften

a

Abbildung 2. Chemie in der Antike

in

Abbildung 3. Chemischer Sprengkopf

Aber Chemie hilft einer Person nicht immer. Wenn Sie ihr Wissen nicht richtig einsetzen, kann sie ihm Schaden zufügen und ihn sogar töten. Auf den ersten Blick stellt diese kleine Bombe (Abb. 3) keine besonders zerstörerische Kraft dar. Tatsächlich - das ist wahr, die Kraft dieser Bombe liegt in dem, was passiert, nachdem sie explodiert ist: schmerzhafter Tod, schmerzhafte Verbrennungen, Verstümmelung. Seien Sie daher vorsichtig, wenn Sie das Wissen der Chemie anwenden, und wissen Sie, dass ein Chemiker wie ein Arzt auch einige ethische Grundsätze und Verpflichtungen hat, die im Text des hippokratischen Eids angegeben sind:

Alle Wissenschaftler haben mehrere Stufen in der Entstehung der Chemie als Wissenschaft identifiziert.

І . Alchemistische Periode ( IV - XVI in.)

Ziel: die Suche nach dem Stein der Weisen, um Metall in Gold zu verwandeln, die Synthese des Elixiers der Jugend.

Schwach entwickelte Produktion.

Verschiedene Substanzen entdeckt

Viele praktische Erfahrungen im Umgang mit Stoffen gesammelt

ІІ . Phlogiston-Theorieperiode ( XVII in. )

„... alle Substanzen enthalten Phlogiston in ihrer Zusammensetzung, diesund bei Verbrennungsreaktionen verwittert "

1774 Die Forschung von A. Lavoisier bewies, dass Sauerstoff ein wesentlicher Bestandteil der Luft ist. Daher gehen Stoffe während der Verbrennung und Oxidation eine zusammengesetzte Reaktion ein.

Positiv: 1. Es wird eine wissenschaftliche Erklärung der Verbrennungs- und Oxidationsprozesse gegeben.

2. Die Phlogiston-Theorie hat sich als falsch erwiesen

Entstehung der atommolekularen Theorie (M. Lomonossow, J. Dalton)

Positiv: die Entwicklung der chemischen Wissenschaft wird auf eine wissenschaftliche Grundlage gestellt.

Die Rolle der Chemie in der Gesellschaft

Lebensmittel.

Baumaterial.

Lacke, Klebstoffe, Farben, Keramik.

Seife, SMZ.

Produktion:

Salben, Antibiotika, Antiseptika, Sulfonamide

Vitamine

Produktion:

Gusseisen, Stahl, schwarze und NE-Werkstoffe.

Ultrareine, superharte, hitzebeständige Materialien.

Landwirtschaft

Chemie im Leben der Gesellschaft

Kosmetik und Parfümerie

Produktion:

Mineraldünger.

Pflanzenschutzmittel.

Futtermittelzusatzstoffe.

Produktion:

Substanzen mit Geruch.

Haartönungen.

Cremes für die Haut.

Puder, Lippenstift, Make-up.

Aerosole.

Umweltschutz

Chemie und Staatsschutz

Chemie und Gesundheit

Produktion:

Kationenaustauscher und Anionenaustauscher für die Wasserreinigung.

Substanzen zur Neutralisierung von Pestiziden.

Substanzen zur Deaktivierung radioaktiver Isotope.

Produktion:

Sprengstoffe

chemische Waffen

Produktion:

Schmerzmittel, Desinfektionsmittel, Anästhetika

Seren, Blutersatz

Prothesen, künstliche Knochen, Gelenke

Lesen Sie die Geschichte und beantworten Sie die Frage: "Warum ist Chemie wichtig für die Gesellschaft?".

Ich möchte Chemiker werden! - so beantwortete der Gymnasiast Justus Liebig (geb. 1803) die Frage des Direktors des Darmstädter Gymnasiums nach der Berufswahl. Dies löste das Gelächter der anwesenden Lehrer und Schüler aus. Tatsache ist, dass zu Beginn des letzten Jahrhunderts in Deutschland und in den meisten anderen Ländern ein solcher Beruf nicht ernst genommen wurde. Die Chemie galt als angewandter Teil der Naturwissenschaften, und obwohl theoretische Ideen über Substanzen entwickelt wurden, wurde dem Experiment oft nicht die gebührende Bedeutung beigemessen. Doch Liebig beschäftigte sich schon während des Gymnasiums mit experimenteller Chemie. Die Leidenschaft für chemische Experimente half ihm bei seiner weiteren Forschungsarbeit. Bereits im Alter von 21 Jahren wurde Liebig Professor in Gießen und organisierte eine einzigartige Chemieschule, die junge Anhänger dieser Wissenschaft aus verschiedenen Ländern anzog. Es diente als Prototyp moderner sonderpädagogischer Einrichtungen. Die Innovation des Unterrichts bestand in der Tat darin, dass die Schüler den Experimenten viel Aufmerksamkeit schenkten. Nur dank Liebig verlagerte sich der Schwerpunkt des Chemiekurses vom Klassenzimmer ins Labor.

Heutzutage bringt der Wunsch, Chemiker zu werden, niemanden zum Lachen, im Gegenteil, die chemische Industrie braucht ständig Menschen, die umfangreiches Wissen und experimentelle Fähigkeiten mit der Liebe zur Chemie verbinden.

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Grosse E. Weissman H. Chemie für Neugierige. Grundlagen der Chemie und unterhaltsame Experimente. 2. Russe Ed. - L.: Chemie, 1985 - Leinzig, 1974.

CHEMIE GESCHICHTE
Der Artikel zeichnet die Entwicklung der Chemie von ihren Anfängen nach, von der Zeit, als ein Mensch lernte, Feuer zu gewinnen und zu pflegen und damit Metalle aus Erzen zu schmelzen, über die Antike und das Mittelalter bis in unsere Zeit - die Zeit der Triumph der chemischen Wissenschaft und Technologie.
URSPRÜNGE DER CHEMIE
Chemie der Antike. Die Chemie, die Wissenschaft von der Zusammensetzung von Stoffen und ihren Umwandlungen, beginnt mit der Entdeckung der Fähigkeit des Feuers, natürliche Materialien zu verändern, durch den Menschen. Anscheinend wussten die Menschen bereits 4000 v. Chr., wie man Kupfer und Bronze verhüttet, Tonprodukte brennt und Glas gewinnt. Bis zum 7. Jh. BC. Ägypten und Mesopotamien wurden zu Zentren der Farbstoffproduktion; An derselben Stelle wurden Gold, Silber und andere Metalle in ihrer reinen Form gewonnen. Von etwa 1500 bis 350 v Destillation wurde verwendet, um Farbstoffe herzustellen, und Metalle wurden aus Erzen geschmolzen, indem sie mit Holzkohle gemischt und Luft durch die brennende Mischung geblasen wurden. Schon die Verfahren zur Umwandlung natürlicher Materialien erhielten eine mystische Bedeutung.
Griechische Naturphilosophie. Diese mythologischen Ideen drangen durch Thales von Milet (ca. 625 - ca. 547 v. Chr.) nach Griechenland ein, der die ganze Vielfalt der Phänomene und Dinge zu einem einzigen Element zusammenfasste - dem Wasser. Die griechischen Philosophen interessierten sich jedoch nicht für die Methoden zur Gewinnung von Substanzen und deren praktische Verwendung, sondern hauptsächlich für das Wesen der Prozesse, die in der Welt stattfinden. So argumentierte der antike griechische Philosoph Anaximenes (585-525 v. Chr.), dass das Grundprinzip des Universums Luft ist: Wenn sie verdünnt wird, verwandelt sich Luft in Feuer, und wenn sie dicker wird, wird sie zu Wasser, dann zu Erde und schließlich zu Stein. Heraklit von Ephesus (spätes 6. bis frühes 5. Jahrhundert v. Chr.) versuchte, Naturphänomene zu erklären, indem er das Feuer als erstes Element postulierte.
Vier Hauptelemente. Diese Ideen wurden in der Naturphilosophie von Empedokles aus Agrigent (490-430 v. Chr.) - dem Schöpfer der Theorie der vier Prinzipien des Universums - kombiniert. In verschiedenen Versionen beherrschte seine Theorie die Köpfe der Menschen für mehr als zwei Jahrtausende. Laut Empedokles werden alle materiellen Objekte durch die Kombination der ewigen und unveränderlichen Elemente - Elemente - Wasser, Luft, Erde und Feuer - unter dem Einfluss der kosmischen Kräfte der Liebe (Anziehung) und des Hasses (Abstoßung) gebildet. Die Theorie der Elemente des Empedokles wurde zuerst von Plato (427-347 v. Chr.) akzeptiert und entwickelt, der feststellte, dass die immateriellen Kräfte von Gut und Böse diese Elemente ineinander verwandeln können, und dann von Aristoteles (384-322 v. Chr.). Laut Aristoteles sind Elemente-Elemente keine materiellen Substanzen, sondern Träger bestimmter Eigenschaften - Wärme, Kälte, Trockenheit und Feuchtigkeit. Diese Ansicht wurde in die Idee der vier „Säfte“ von Galen (129-200 n. Chr.) umgewandelt und beherrschte die Wissenschaft bis ins 17. Jahrhundert. Eine weitere wichtige Frage, die die griechischen Naturphilosophen beschäftigte, war die Frage nach der Teilbarkeit der Materie. Die Begründer des später „atomistisch“ genannten Konzepts waren Leukippos (ca. 500–440 v. Chr.), sein Schüler Demokrit (ca. 470–360 v. Chr.) und Epikur (ca. 342–270 v. Chr.). Nach ihrer Lehre existieren nur Leere und Atome - unteilbare materielle Elemente, ewig, unzerstörbar, undurchdringlich, unterschiedlich in Form, Position in der Leere und Größe; alle Körper werden aus ihrem "Wirbelwind" geformt. Die atomistische Theorie blieb zwei Jahrtausende nach Demokrit unbeliebt, verschwand aber nicht vollständig. Einer ihrer Anhänger war der altgriechische Dichter Titus Lucretius Car (95-55 v. Chr.), der die Ansichten von Demokrit und Epikur in dem Gedicht Über die Natur der Dinge (De Rerum Natura) darlegte.
Alchimie. Alchemie ist die Kunst der Verbesserung der Materie durch die Umwandlung von Metallen in Gold und die Verbesserung des Menschen durch die Schaffung des Lebenselixiers. In dem Bemühen, das für sie attraktivste Ziel zu erreichen - die Schaffung von unschätzbarem Reichtum - lösten Alchemisten viele praktische Probleme, entdeckten viele neue Prozesse, beobachteten verschiedene Reaktionen und trugen zur Bildung einer neuen Wissenschaft bei - der Chemie.

Hellenistische Zeit.Ägypten war die Wiege der Alchemie. Die Ägypter beherrschten bravourös die angewandte Chemie, die jedoch nicht als eigenständiges Wissensgebiet herausgegriffen, sondern in die „heilige Geheimkunst“ der Priester aufgenommen wurde. Als eigenes Wissensgebiet entstand um die Wende vom 2. zum 3. Jahrhundert die Alchemie. ANZEIGE Nach dem Tod Alexanders des Großen (323 v. Chr.) brach sein Reich zusammen, aber der Einfluss der Griechen breitete sich über die weiten Gebiete des Nahen und Mittleren Ostens aus. Die Alchemie erreichte zwischen 100 und 300 n. Chr. eine besonders schnelle Blüte. in Alexandrien. Um 300 n. Chr Der Ägypter Zosima schrieb eine Enzyklopädie - 28 Bücher, die das gesamte Wissen der Alchemie der letzten 5-6 Jahrhunderte abdecken, insbesondere Informationen über die gegenseitigen Umwandlungen (Transmutationen) von Substanzen.
Alchemie in der arabischen Welt. Nach der Eroberung Ägyptens im 7. Jahrhundert assimilierten die Araber die griechisch-orientalische Kultur, die jahrhundertelang von der alexandrinischen Schule bewahrt wurde. Die Kalifen ahmten die alten Herrscher nach und begannen im 7.-9. Jahrhundert, die Wissenschaften zu bevormunden. die ersten Chemiker erschienen. Der talentierteste und berühmteste arabische Alchemist war Jabir ibn Hayyan (spätes 8. Jahrhundert), der später in Europa unter dem Namen Geber bekannt wurde. Jabir glaubte, dass Schwefel und Quecksilber zwei entgegengesetzte Prinzipien sind, aus denen sieben andere Metalle gebildet werden; Gold ist am schwierigsten zu formen: Dazu ist eine spezielle Substanz erforderlich, die die Griechen Xerion - "trocken" - nannten, und die Araber änderten es in al-iksir (so entstand das Wort "Elixier"). Dem Elixier wurden weitere wundersame Eigenschaften nachgesagt: alle Krankheiten zu heilen und Unsterblichkeit zu verleihen. Ein anderer arabischer Alchemist, ar-Razi (ca. 865-925) (in Europa als Razes bekannt) praktizierte ebenfalls Medizin. So beschrieb er die Methode zur Herstellung von Gips und die Methode zum Anbringen eines Verbandes an der Frakturstelle. Der berühmteste Arzt war jedoch der Bukharan Ibn Sina (ca. 980-1037), auch bekannt als Avicenna. Seine Schriften dienten Ärzten viele Jahrhunderte lang als Leitfaden.
Alchemie in Westeuropa. Die wissenschaftlichen Ansichten der Araber drangen im 12. Jahrhundert in das mittelalterliche Europa ein. durch Nordafrika, Sizilien und Spanien. Die Werke arabischer Alchemisten wurden ins Lateinische und dann in andere europäische Sprachen übersetzt. Anfangs stützte sich die Alchemie in Europa auf die Arbeit von Koryphäen wie Jabir, aber drei Jahrhunderte später gab es ein erneutes Interesse an den Lehren von Aristoteles, insbesondere an den Schriften des deutschen Philosophen und dominikanischen Theologen, der später Bischof und Professor wurde an der Universität Paris Albert der Große (ca. 1200–1280) und sein Schüler Thomas von Aquin. Überzeugt von der Vereinbarkeit der griechischen und arabischen Wissenschaft mit der christlichen Lehre, ermutigte Albertus Magnus ihre Einführung in die schulischen Lehrpläne. 1250 wurde die Philosophie des Aristoteles in den Lehrplan der Universität Paris aufgenommen. Auch der englische Philosoph und Naturforscher, Franziskanermönch Roger Bacon (1214-1294), der viele spätere Entdeckungen vorwegnahm, interessierte sich für alchemistische Probleme; Er studierte die Eigenschaften von Salpeter und vielen anderen Substanzen und fand einen Weg, Schwarzpulver herzustellen. Andere europäische Alchemisten sind Arnaldo da Villanova (1235-1313), Raymond Lull (1235-1313), Basil Valentine (deutscher Mönch aus dem 15.-16. Jahrhundert).
Errungenschaften der Alchemie. Die Entwicklung von Handwerk und Handel, der Aufstieg der Städte in Westeuropa im 12.-13. Jahrhundert. begleitet von der Entwicklung der Wissenschaft und dem Aufkommen der Industrie. Die Rezepte der Alchemisten wurden in technologischen Prozessen wie der Metallbearbeitung verwendet. In diesen Jahren begann die systematische Suche nach Methoden zur Gewinnung und Identifizierung neuer Substanzen. Es gibt Rezepte für die Herstellung von Alkohol und Verbesserungen im Prozess seiner Destillation. Die wichtigste Errungenschaft war die Entdeckung starker Säuren - Schwefelsäure, Salpetersäure. Jetzt konnten europäische Chemiker viele neue Reaktionen durchführen und Substanzen wie Salze der Salpetersäure, Vitriol, Alaun, Salze der Schwefel- und Salzsäure gewinnen. Die Dienste von Alchemisten, die oft geschickte Ärzte waren, wurden vom höchsten Adel in Anspruch genommen. Es wurde auch geglaubt, dass Alchemisten das Geheimnis besaßen, gewöhnliche Metalle in Gold umzuwandeln.

IM "LABOR" DES ALCHEMISTEN

Ende des 14. Jahrhunderts Das Interesse der Alchemisten an der Umwandlung einiger Substanzen in andere wich einem Interesse an der Herstellung von Kupfer, Messing, Essig, Olivenöl und verschiedenen Medikamenten. In den 15-16 Jahrhunderten. Die Erfahrung der Alchemisten wurde zunehmend im Bergbau und in der Medizin genutzt.
DER URSPRUNG DER MODERNEN CHEMIE
Das Ende des Mittelalters war geprägt von einer allmählichen Abkehr vom Okkulten, einem Rückgang des Interesses an der Alchemie und der Verbreitung einer mechanistischen Sicht auf den Aufbau der Natur.
Iatrochemie. Völlig andere Ansichten über die Ziele der Alchemie vertrat Paracelsus (1493-1541). Unter einem solchen von ihm gewählten Namen („über Celsus“) ging der Schweizer Arzt Philipp von Hohenheim in die Geschichte ein. Paracelsus glaubte wie Avicenna, dass die Hauptaufgabe der Alchemie nicht die Suche nach Wegen zur Gewinnung von Gold sei, sondern die Herstellung von Arzneimitteln. Er entlehnte der alchemistischen Tradition die Lehre, dass es drei Hauptbestandteile der Materie gibt - Quecksilber, Schwefel, Salz, die den Eigenschaften Flüchtigkeit, Brennbarkeit und Härte entsprechen. Diese drei Elemente bilden die Grundlage des Makrokosmos (Universum) und sind mit dem Mikrokosmos (Mensch) verbunden, der aus Geist, Seele und Körper besteht. In Bezug auf die Definition der Ursachen von Krankheiten argumentierte Paracelsus, dass Fieber und Pest von einem Überschuss an Schwefel im Körper herrühren, Lähmungen bei einem Überschuss an Quecksilber auftreten und so weiter. Der Grundsatz, an dem sich alle Iatrochemiker hielten, war, dass Medizin eine Frage der Chemie ist und alles von der Fähigkeit des Arztes abhängt, reine Prinzipien von unreinen Substanzen zu trennen. Nach diesem Schema wurden alle Körperfunktionen auf chemische Prozesse reduziert, und die Aufgabe des Alchemisten bestand darin, Chemikalien für medizinische Zwecke zu finden und herzustellen. Die Hauptvertreter der iatrochemischen Richtung waren Jan Helmont (1577-1644), Arzt von Beruf; Francis Silvius (1614-1672), der als Arzt großen Ruhm genoss und „spirituelle“ Prinzipien aus der iatrochemischen Lehre eliminierte; Andreas Libavius ​​​​(ca. 1550-1616), Arzt aus Rothenburg Ihre Forschung trug wesentlich zur Entstehung der Chemie als eigenständige Wissenschaft bei.
Mechanische Philosophie. Mit dem abnehmenden Einfluss der Iatrochemie wandten sich die Naturphilosophen wieder den Lehren der Alten über die Natur zu. Vordergrund im 17. Jahrhundert. atomistische (korpuskuläre) Ansichten kamen heraus. Einer der prominentesten Wissenschaftler – Autoren der Korpuskulartheorie – war der Philosoph und Mathematiker Rene Descartes (1596-1650). Seine Ansichten skizzierte er 1637 in seinem Diskurs über die Methode. Descartes glaubte, dass alle Körper „aus zahlreichen kleinen Partikeln unterschiedlicher Form und Größe bestehen, … die nicht so eng aneinander angrenzen, dass es keine Lücken um sie herum gibt; diese Lücken sind nicht leer, sondern gefüllt mit … verdünnt Angelegenheit." Descartes betrachtete seine "kleinen Teilchen" nicht als Atome; unteilbar; er vertrat den Standpunkt der unendlichen Teilbarkeit der Materie und leugnete die Existenz von Leerheit. Einer der prominentesten Gegner von Descartes war der französische Physiker und Philosoph Pierre Gassendi (1592-1655). Atomism Gassendi war im Wesentlichen eine Nacherzählung der Lehren von Epicurus, jedoch erkannte Gassendi im Gegensatz zu letzterem die Erschaffung von Atomen durch Gott; er glaubte, dass Gott eine bestimmte Anzahl von unteilbaren und undurchdringlichen Atomen geschaffen hat, aus denen alle Körper bestehen; Zwischen den Atomen muss ein absoluter Hohlraum sein. Zur Entwicklung der Chemie im 17. Jahrhundert. eine besondere Rolle kommt dem irischen Wissenschaftler Robert Boyle (1627-1691) zu. Boyle akzeptierte die Aussagen der antiken Philosophen nicht, die glaubten, dass die Elemente des Universums spekulativ festgestellt werden können; Dies spiegelt sich im Titel seines Buches The Skeptical Chemist wider. Als Befürworter des experimentellen Ansatzes zur Definition chemischer Elemente (der schließlich übernommen wurde) wusste er nichts von der Existenz echter Elemente, obwohl eines von ihnen - Phosphor - sich beinahe selbst entdeckt hätte. Boyle wird normalerweise die Einführung des Begriffs „Analyse“ in die Chemie zugeschrieben. In seinen Experimenten zur qualitativen Analyse verwendete er verschiedene Indikatoren und führte das Konzept der chemischen Affinität ein. Basierend auf den Werken von Galileo Galilei (1564–1642) und Evangelista Torricelli (1608–1647) sowie Otto Guericke (1602–1686), der 1654 „Magdeburger Halbkugeln“ demonstrierte, beschrieb Boyle die von ihm entworfene und experimentierte Luftpumpe zur Bestimmung der Luftelastizität am U-Rohr. Als Ergebnis dieser Experimente wurde das bekannte Gesetz über die umgekehrte Proportionalität von Luftvolumen und Luftdruck formuliert. 1668 wurde Boyle aktives Mitglied der neu gegründeten Royal Society of London und 1680 zu ihrem Präsidenten gewählt.
Technische Chemie. Wissenschaftliche Fortschritte und Entdeckungen mussten die technische Chemie beeinflussen, deren Elemente im 15. bis 17. Jahrhundert zu finden sind. In der Mitte des 15. Jahrhunderts Gebläsetechnik entwickelt. Die Bedürfnisse der Militärindustrie stimulierten die Arbeit zur Verbesserung der Technologie der Schießpulverproduktion. Während des 16. Jahrhunderts die Goldproduktion verdoppelte sich und die Silberproduktion verneunfachte sich. Es gibt grundlegende Arbeiten zur Herstellung von Metallen und verschiedenen Materialien, die im Bauwesen, in der Glasherstellung, zum Färben von Stoffen, zur Konservierung von Lebensmitteln und zur Lederverarbeitung verwendet werden. Mit der Ausweitung des Konsums alkoholischer Getränke werden Destillationsverfahren verbessert und neue Destillationsapparate entwickelt. Es entstehen zahlreiche Produktionslabors, vor allem metallurgische. Unter den chemischen Technologen jener Zeit können wir Vannoccio Biringuccio (1480-1539) erwähnen, dessen klassisches Werk Über die Pyrotechnik 1540 in Venedig veröffentlicht wurde und 10 Bücher enthielt, die sich mit Minen, der Prüfung von Mineralien, der Aufbereitung von Metallen, der Destillation und der Militärkunst befassten und Feuerwerk. Eine andere berühmte Abhandlung, On Mining and Metallurgy, wurde von George Agricola (1494-1555) geschrieben. Erwähnenswert ist auch Johann Glauber (1604-1670), ein niederländischer Chemiker, Erfinder des Glaubersalzes.
XVIII JAHRHUNDERT
Chemie als naturwissenschaftliche Disziplin. Von 1670 bis 1800 erhielt die Chemie neben Naturphilosophie und Medizin einen offiziellen Stellenwert in den Lehrplänen führender Universitäten. 1675 erschien das Lehrbuch A Course in Chemistry von Nicolas Lemery (1645-1715), das immense Popularität erlangte, 13 seiner französischen Ausgaben wurden veröffentlicht und außerdem ins Lateinische und viele andere europäische Sprachen übersetzt. Im 18. Jahrhundert Wissenschaftliche chemische Gesellschaften werden in Europa und einer großen Anzahl von gegründet wissenschaftliche Institute; Ihre Forschung ist eng mit den sozialen und wirtschaftlichen Bedürfnissen der Gesellschaft verbunden. Es treten praktizierende Chemiker auf, die sich mit der Herstellung von Geräten und der Aufbereitung von Stoffen für die Industrie beschäftigen.
Phlogiston-Theorie. In den Schriften der Chemiker der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts. Viel Aufmerksamkeit wurde der Interpretation des Verbrennungsprozesses geschenkt. Nach den Vorstellungen der alten Griechen enthält alles, was brennbar ist, das Element Feuer, das unter entsprechenden Bedingungen freigesetzt wird. 1669 versuchte der deutsche Chemiker Johann Joachim Becher (1635-1682), die Brennbarkeit zu rationalisieren. Er schlug vor, dass Festkörper aus drei Arten von „Erde“ bestehen, und er nahm eine der Arten, die er „fette Erde“ nannte, für das „Prinzip der Brennbarkeit“. Ein Anhänger von Becher, der deutsche Chemiker und Arzt Georg Ernst Stahl (1659-1734), verwandelte den Begriff der „fetten Erde“ in eine verallgemeinerte Lehre von Phlogiston – „dem Beginn der Brennbarkeit“. Phlogiston ist laut Stahl ein bestimmter Stoff, der in allen brennbaren Stoffen enthalten ist und bei der Verbrennung freigesetzt wird. Stahl argumentierte, dass das Rosten von Metallen der Verbrennung von Holz ähnelt. Metalle enthalten Phlogiston, aber Rost (Schlacke) enthält kein Phlogiston mehr. Dies gab eine akzeptable Erklärung für den Prozess der Umwandlung von Erzen in Metalle: Erz, dessen Gehalt an Phlogiston vernachlässigbar ist, wird auf phlogistonreicher Holzkohle erhitzt, und letzteres wird zu Erz. Kohle wird zu Asche und Erz zu einem phlogistonreichen Metall. Bis 1780 wurde die Phlogiston-Theorie von Chemikern fast allgemein akzeptiert, obwohl sie eine sehr wichtige Frage nicht beantwortete: Warum wird Eisen schwerer, wenn es rostet, obwohl Phlogiston ihm entkommt? Chemiker des 18. Jahrhunderts. dieser Widerspruch schien nicht so wichtig zu sein; Die Hauptsache war ihrer Meinung nach, die Gründe für die Veränderung des Aussehens von Substanzen zu erklären. Im 18. Jahrhundert Viele Chemiker arbeiteten, deren wissenschaftliche Tätigkeit nicht in die üblichen Schemata zur Betrachtung der Stadien und Richtungen der Entwicklung der Wissenschaft passt, und unter ihnen nimmt der russische Wissenschaftler-Enzyklopädist, Dichter, Verfechter der Bildung Michail Wassiljewitsch Lomonossow (1711 -1765). Mit seinen Entdeckungen bereicherte Lomonosov fast alle Wissensgebiete, und viele seiner Ideen waren der damaligen Wissenschaft mehr als hundert Jahre voraus. 1756 führte Lomonosov die berühmten Experimente zum Brennen von Metallen in einem geschlossenen Gefäß durch, die unbestreitbare Beweise für die Erhaltung der Materie bei chemischen Reaktionen und die Rolle der Luft bei Verbrennungsprozessen lieferten: Noch vor Lavoisier erklärte er die beobachtete Gewichtszunahme beim Brennen von Metallen durch Verbindung mit Luft. Im Gegensatz zu den vorherrschenden Vorstellungen über Wärmeenergie argumentierte er, dass thermische Phänomene auf der mechanischen Bewegung von materiellen Teilchen beruhen. Er erklärte die Elastizität von Gasen durch die Bewegung von Teilchen. Lomonossow unterschied zwischen den Begriffen „Korpuskel“ (Molekül) und „Element“ (Atom), was erst Mitte des 19. Jahrhunderts allgemein anerkannt wurde. Lomonosov formulierte das Prinzip der Erhaltung von Materie und Bewegung, schloss Phlogiston aus der Reihe chemischer Mittel aus, legte den Grundstein für die physikalische Chemie und schuf 1748 ein chemisches Labor an der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, in dem nicht nur wissenschaftliche Arbeiten durchgeführt wurden durchgeführt, sondern auch Praktika für Studenten. Er führte umfangreiche Forschungen in Wissensgebieten neben der Chemie durch - Physik, Geologie usw.
Pneumatische Chemie. Die Mängel der Phlogiston-Theorie zeigten sich am deutlichsten bei der Entwicklung der sogenannten. Pneumatische Chemie. Größter Vertreter dieser Richtung war R. Boyle: Er entdeckte nicht nur das Gasgesetz, das heute seinen Namen trägt, sondern konstruierte auch Apparate zum Sammeln von Luft. Chemiker haben das wichtigste Werkzeug erhalten, um verschiedene "Lüfte" zu isolieren, zu identifizieren und zu untersuchen. Ein wichtiger Schritt war die Erfindung des „pneumatischen Bades“ durch den englischen Chemiker Stephen Hales (1677-1761) im frühen 18. Jahrhundert. - eine Vorrichtung zum Auffangen von Gasen, die beim Erhitzen einer Substanz freigesetzt werden, in ein Gefäß mit Wasser, das kopfüber in ein Wasserbad abgesenkt wird. Später stellten Hales und Henry Cavendish (1731-1810) die Existenz bestimmter Gase ("Lufte") fest, die sich in ihren Eigenschaften von gewöhnlicher Luft unterscheiden. 1766 untersuchte Cavendish systematisch das Gas, das bei der Wechselwirkung von Säuren mit bestimmten Metallen entsteht, später Wasserstoff genannt. Einen großen Beitrag zur Erforschung von Gasen leistete der schottische Chemiker Joseph Black (1728-1799). Er beschäftigte sich mit der Untersuchung von Gasen, die durch die Einwirkung von Säuren auf Alkalien freigesetzt werden. Black fand heraus, dass sich das Mineral Calciumcarbonat beim Erhitzen unter Gasentwicklung zersetzt und Kalk (Calciumoxid) bildet. Das freigesetzte Gas (Kohlendioxid – Schwarz nannte es „gebundene Luft“) konnte mit Kalk zu Kalziumkarbonat rekombiniert werden. Diese Entdeckung belegt unter anderem die Untrennbarkeit von Bindungen zwischen festen und gasförmigen Stoffen.
Chemische Revolution. Joseph Priestley (1733-1804), ein protestantischer Priester, der sich leidenschaftlich für Chemie interessierte, erzielte große Erfolge bei der Isolierung von Gasen und der Untersuchung ihrer Eigenschaften. In der Nähe von Leeds (England), wo er diente, gab es eine Brauerei, aus der es möglich war, "gebundene Luft" (jetzt wissen wir, dass es sich um Kohlendioxid handelte) in großen Mengen für Experimente zu gewinnen. Priestley entdeckte, dass sich Gase in Wasser lösen können und versuchte, sie nicht über Wasser, sondern über Quecksilber zu sammeln. So gelang es ihm, Stickstoffmonoxid, Ammoniak, Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid (natürlich sind dies ihre modernen Namen) zu sammeln und zu untersuchen. 1774 machte Priestley seine wichtigste Entdeckung: Er isolierte ein Gas, in dem Stoffe besonders hell brannten. Als Anhänger der Phlogiston-Theorie nannte er dieses Gas "dephlogistische Luft". Das von Priestley entdeckte Gas schien das Gegenteil von "phlogistischer Luft" (Stickstoff) zu sein, die 1772 vom englischen Chemiker Daniel Rutherford (1749-1819) isoliert wurde. In „phlogistischer Luft“ starben die Mäuse, während sie in „dephlogistischer“ sehr aktiv waren. (Es sei darauf hingewiesen, dass die Eigenschaften des von Priestley isolierten Gases bereits 1771 vom schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) beschrieben wurden, aber seine Botschaft aufgrund der Nachlässigkeit des Herausgebers nur in gedruckter Form erschien 1777.) Der große französische Chemiker Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) erkannte sofort die Bedeutung von Priestleys Entdeckung. 1775 bereitete er einen Artikel vor, in dem er argumentierte, dass Luft keine einfache Substanz ist, sondern ein Gemisch aus zwei Gasen, eines davon ist Priestleys „dephlogisticated air“, das sich mit brennenden oder rostenden Gegenständen verbindet, von Erzen zu Holzkohle übergeht und ist lebensnotwendig. Lavoisier nannte es Sauerstoff, Sauerstoff, d.h. „Hersteller von Säuren“. Der zweite Schlag gegen die Theorie der elementaren Elemente erfolgte, nachdem klar wurde, dass auch Wasser keine einfache Substanz ist, sondern ein Produkt aus der Verbindung zweier Gase: Sauerstoff und Wasserstoff. All diese Entdeckungen und Theorien führten nach Beseitigung der mysteriösen „Elemente“ zur Rationalisierung der Chemie. Es haben sich nur solche Stoffe durchgesetzt, die man wiegen oder deren Menge auf andere Weise gemessen werden kann. In den 80er Jahren des 18. Jahrhunderts. Lavoisier entwickelte in Zusammenarbeit mit anderen französischen Chemikern – Antoine Francois de Fourcroix (1755–1809), Guiton de Morveau (1737–1816) und Claude Louis Berthollet (1748–1822) – ein logisches System der chemischen Nomenklatur; mehr als 30 einfache Substanzen wurden darin beschrieben und ihre Eigenschaften angegeben. Diese Arbeit, Method of Chemical Nomenclature, wurde 1787 veröffentlicht. Die Revolution in den theoretischen Ansichten der Chemiker, die Ende des 18. Jahrhunderts stattfand. als Ergebnis der raschen Anhäufung von experimentellem Material unter der Dominanz der Phlogiston-Theorie (wenn auch unabhängig von ihr), wird gewöhnlich als "chemische Revolution" bezeichnet.
NEUNZEHNTES JAHRHUNDERT
Zusammensetzung von Stoffen und ihre Einstufung. Lavoisiers Erfolge zeigten, dass der Einsatz quantitativer Methoden helfen kann, die chemische Zusammensetzung von Stoffen zu bestimmen und die Gesetzmäßigkeiten ihrer Assoziation aufzuklären.
Atomtheorie. Der englische Chemiker John Dalton (1766-1844) ging wie die antiken Atomisten von der Vorstellung der korpuskulären Struktur der Materie aus, akzeptierte jedoch, ausgehend von der Vorstellung der chemischen Elemente von Lavoisier, dass "Atome" (diesen Begriff behielt Dalton als eine Hommage an Demokrit) eines bestimmten Elements sind identisch und zeichnen sich neben anderen Eigenschaften dadurch aus, dass sie ein bestimmtes Gewicht haben, das er atomar nennt. Dalton entdeckte, dass sich zwei Elemente in unterschiedlichen Verhältnissen miteinander verbinden können und jede neue Kombination von Elementen eine neue Verbindung ergibt. 1803 wurden diese Ergebnisse in Form des Gesetzes der multiplen Verhältnisse verallgemeinert. 1808 wurde Daltons Werk The New System of Chemical Philosophy veröffentlicht, in dem er seine Atomtheorie detailliert darlegte. Im selben Jahr veröffentlichte der französische Chemiker Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) die Annahme, dass die Volumina von Gasen, die miteinander reagieren, als einfache Vielfache zueinander in Beziehung stehen (Gesetz der Volumenverhältnisse). Leider sah Dalton in den Schlussfolgerungen von Gay-Lussac nichts anderes als ein Hindernis für die Entwicklung seiner Theorie, obwohl diese Schlussfolgerungen für die Bestimmung der relativen Atomgewichte sehr fruchtbar sein könnten.
chemische Affinität. Während des gesamten 17. Jahrhunderts Chemiker, die von "Affinität" sprachen - der Neigung von Atomen, Verbindungen einzugehen - folgten den Ideen von Becher und Stahl, die alle Substanzen nach ihrer Fähigkeit, mit bestimmten Säuren zu reagieren, klassifizierten. Die Erforschung der Affinität und Zusammensetzung verschiedener Stoffarten nahm zu Beginn des 19. Jahrhunderts einen anderen Verlauf. mit der Entdeckung einer neuen Analysemethode. 1807 leitete der englische Chemiker Humphry Davy (1778-1829) elektrischen Strom aus einer Batterie von 250 Metallplatten durch geschmolzenes Kali (Kaliumkarbonat) und erhielt kleine Kugeln des Metalls, später Kalium genannt, und isolierte dann Natrium aus Soda in der gleichen Weise. Davy schlug vor, dass die chemische Affinität auf die Elektrifizierung von Atomen bei Kontakt zurückzuführen ist. Der schwedische Chemiker Jens Jakob Berzelius (1779-1848) verfeinerte und entwickelte die Idee des Atoms und der elektrischen Affinität und schlug das erste Konzept vor chemische Wechselwirkung- Elektrochemische Theorie. Berzelius glaubte, dass, da sich Salze in Lösung unter Einwirkung eines elektrischen Stroms in negative und positive Komponenten zersetzen, alle Verbindungen aus positiven und negativen Teilen bestehen müssen - Radikale (die dualistische Theorie von Berzelius). Sauerstoff ist das elektronegativste Element, und diejenigen Elemente, die mit ihm Verbindungen mit den Eigenschaften von Basen bilden, sind elektropositiv, und diejenigen, die Substanzen mit sauren Eigenschaften bilden, sind elektronegativ. Dementsprechend erhielt Berzelius eine Skala von Elementen, deren erstes Glied Sauerstoff war, gefolgt von Schwefel, Stickstoff, Phosphor usw. mit dem Übergang durch Wasserstoff zu Natrium, Kalium und anderen Metallen. In den 1840er Jahren wurde jedoch klar, dass die elektrochemische Theorie die Existenz einfacher zweiatomiger Moleküle (wie O2 und H2) oder den Ersatz von Wasserstoff (positive Affinität) durch Chlor (negative Affinität) nicht erklären konnte.
Klassifizierung nach Atomgewicht. Von der Zeit Daltons bis 1860 gab es in der Chemie keine genaue Definition des Atomgewichts. Das vom englischen Chemiker William Wollaston (1766-1828) vorgeschlagene System der „Äquivalentgewichte“ stützte sich auf Verhältnisse, in denen Elemente kombiniert werden konnten und jeder Chemiker seine eigene Liste von Atomgewichten erstellen konnte. Es gab keinen Ausgangspunkt für die Schaffung eines Systems von Elementen und keine Einigung darüber, wie die Zusammensetzung von Verbindungen ausgedrückt werden sollte. 1860 erweckte der italienische Chemiker Stanislao Cannizzaro (1826-1910) auf dem ersten Internationalen Chemischen Kongress in Karlsruhe (Deutschland) die vergessene Hypothese seines Landsmannes Amedeo Avogadro (1776-1856) wieder zum Leben, der auf der Grundlage der Entdeckung von Das Gesetz der volumetrischen Verhältnisse von Gay-Lussac legte nahe, dass gleiche Volumina von Gasen die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten. Cannizzaro argumentierte, dass man mit Hilfe von Avogadros Hypothese zwischen den Begriffen "Atomgewicht" und "Molekulargewicht" für gasförmige Elemente unterscheiden und die Frage der Atomgewichte im Allgemeinen klären könne. 1869 veröffentlichte der große russische Chemiker Dmitri Ivanovich Mendeleev, der auf dem Kongress in Karlsruhe anwesend war und Cannizzaros Bericht hörte, sein Periodensystem. Er ordnete alle bekannten Elemente nach der Zunahme ihres Atomgewichts und teilte sie entsprechend einem Wertigkeitswechsel in Perioden und Gruppen ein. Leerstellen wurden in der Tabelle für noch nicht entdeckte Gegenstände gelassen; Mendelejew gab einigen von ihnen sogar Namen (Ekabor, Ekaaluminium und Ekasilicium; die Vorsilbe „eka“ bedeutet „ein und derselbe“). Die bemerkenswerte Genauigkeit des Periodengesetzes wurde durch die Entdeckung von Gallium im Jahr 1875 demonstriert, dessen Eigenschaften mit Ekaaluminium, Scandium (Ecabor) im Jahr 1879 und Germanium (Eca-Silizium) im Jahr 1886 identisch sind.
Organische Chemie. Während des gesamten 18. Jahrhunderts Bei der Frage der chemischen Beziehungen zwischen Organismen und Substanzen ließen sich die Wissenschaftler von der Doktrin des Vitalismus leiten - einer Doktrin, die das Leben als ein besonderes Phänomen betrachtet, das nicht den Gesetzen des Universums unterliegt, sondern dem Einfluss des Besonderen Vitalität. Diese Ansicht wurde von vielen Wissenschaftlern des 19. Jahrhunderts übernommen, obwohl ihre Grundlagen bereits 1777 erschüttert wurden, als Lavoisier vorschlug, dass die Atmung ein der Verbrennung analoger Prozess sei. Die ersten experimentellen Beweise für die Einheit der anorganischen und organischen Welt wurden zu Beginn des 19. Jahrhunderts erhalten. 1828 gewann der deutsche Chemiker Friedrich Wöhler (1800-1882) durch Erhitzen von Ammoniumcyanat (diese Verbindung galt uneingeschränkt als anorganische Substanz) Harnstoff, ein Abfallprodukt von Mensch und Tier. 1845 synthetisierte Adolf Kolbe (1818-1884), ein Schüler von Wöhler, Essigsäure aus den Ausgangselementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. In den 1850er Jahren begann der französische Chemiker Pierre Berthelot (1827-1907) systematisch mit der Synthese organischer Verbindungen und erhielt Methyl- und Ethylalkohole, Methan, Benzol und Acetylen. Eine systematische Untersuchung natürlicher organischer Verbindungen hat gezeigt, dass sie alle ein oder mehrere Kohlenstoffatome und sehr viele Wasserstoffatome enthalten. Als Ergebnis all dieser Studien definierte der deutsche Chemiker Friedrich August Kekule (1829-1896) 1867 die organische Chemie als die Chemie der Kohlenstoffverbindungen. Der neue Ansatz zur organischen Analytik wurde von dem deutschen Chemiker Justus Liebig (1803-1873) – dem Schöpfer des berühmten Forschungs- und Lehrlaboratoriums an der Universität Gießen – zusammengefasst. 1837 verfeinerte Liebig zusammen mit dem französischen Chemiker Jean Baptiste Dumas (1800-1884) das Konzept eines Radikals als einer bestimmten, unveränderten Gruppe von Atomen, die Bestandteil vieler organischer Verbindungen ist (ein Beispiel ist das Methylradikal CH3). Es wurde deutlich, dass die Struktur großer Moleküle nur durch die Bestimmung der Struktur einer bestimmten Anzahl von Radikalen bestimmt werden kann.
Typentheorie. Die Entdeckung und Isolierung einer großen Anzahl komplexer kohlenstoffhaltiger Verbindungen warf die Frage nach der Zusammensetzung ihrer Moleküle scharf auf und führte zu der Notwendigkeit einer Überarbeitung bestehendes System Einstufung. In den 1840er Jahren erkannten Chemiker, dass die dualistischen Ideen von Berzelius nur für anorganische Salze gelten. 1853 wurde ein Versuch unternommen, alle organischen Verbindungen nach Typen zu klassifizieren. Eine verallgemeinerte „Typentheorie“ wurde von dem französischen Chemiker Charles Frédéric Gérard (1816-1856) vorgeschlagen, der glaubte, dass die Kombination verschiedener Atomgruppen nicht durch die elektrische Ladung dieser Gruppen, sondern durch ihre spezifischen chemischen Eigenschaften bestimmt wird. Gerard identifizierte vier Haupttypen von Atomgruppen, aus denen sich seiner Meinung nach alle Verbindungen, sowohl organische als auch anorganische, zusammensetzen.
Strukturchemie. 1857 schlug Kekule ausgehend von der Valenztheorie (unter Valenz wurde die Anzahl der Wasserstoffatome verstanden, die sich mit einem Atom eines bestimmten Elements verbinden) vor, dass Kohlenstoff vierwertig ist und sich daher mit vier anderen Atomen verbinden kann und lange Ketten bildet - gerade oder verzweigt. Daher wurden organische Moleküle nicht mehr als Kombinationen von Radikalen dargestellt, sondern als Strukturformeln - Atome und Bindungen zwischen ihnen. In den 1860er Jahren legten die Arbeiten von Kekule und dem russischen Chemiker Alexander Mikhailovich Butlerov (1828-1886) den Grundstein für die Strukturchemie, die es ermöglicht, die Eigenschaften von Substanzen anhand der Anordnung von Atomen in ihren Molekülen zu erklären. 1874 erweiterten der dänische Chemiker Jacob van't Hoff (1852-1911) und der französische Chemiker Joseph Achille Le Bel (1847-1930) diese Idee auf die Anordnung von Atomen im Raum. Sie glaubten, dass Moleküle keine flachen, sondern dreidimensionale Strukturen sind. Dieses Konzept ermöglichte es, viele bekannte Phänomene zu erklären, zum Beispiel die räumliche Isomerie, die Existenz von Molekülen gleicher Zusammensetzung, aber mit verschiedene Eigenschaften. Die Daten von Louis Pasteur (1822-1895) über die Isomere der Weinsäure passen sehr gut dazu. Bis Ende des 19. Jahrhunderts Die Ideen der Strukturchemie wurden durch Daten gestützt, die durch spektroskopische Methoden erhalten wurden. Diese Methoden ermöglichten es, Informationen über die Struktur von Molekülen anhand ihrer Absorptionsspektren zu erhalten. Um 1900 wurde das Konzept einer dreidimensionalen Organisation von Molekülen – sowohl komplexer organischer als auch anorganischer – von fast allen Wissenschaftlern akzeptiert.
Chemische Technologie. Fortschritte in der organischen Chemie beflügelten die rasante Entwicklung der chemischen Industrie, vor allem in Deutschland. Zur Herstellung von Schwefelsäure wurde eine Technologie entwickelt, auf deren Grundlage Sprengstoffe, Farbstoffe und Soda gewonnen wurden, die für die Herstellung von Bleichmitteln und Seifen erforderlich sind. Eine sehr wichtige Rolle in der Entwicklung der chemischen Technologie spielte die Arbeit von Liebig und einer ganzen Galaxie seiner Studenten. Als Ergebnis ihrer Aktivitäten wurden chemische Düngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt und Unternehmen für ihre Produktion gegründet. Die rasante Entwicklung der deutschen Farbenindustrie war mit den Arbeiten von Adolf von Bayer (1835–1917) über Indigo und andere Farbstoffe verbunden, die industrielle Synthese von Ammoniak unter Hochdruck mit den Arbeiten von Fritz Haber (1868–1934).
Die Geburt der physikalischen Chemie. Bis Ende des 19. Jahrhunderts erste Arbeiten erschienen, in denen die physikalischen Eigenschaften verschiedener Substanzen (Siede- und Schmelzpunkt, Löslichkeit, Molekulargewicht) systematisch untersucht wurden. Solche Studien wurden von Gay-Lussac und van't Hoff initiiert, die zeigten, dass die Löslichkeit von Salzen von Temperatur und Druck abhängt. 1867 formulierten die norwegischen Chemiker Peter Waage (1833-1900) und Kato Maximilian Guldberg (1836-1902) das Massenwirkungsgesetz, wonach die Reaktionsgeschwindigkeit von den Konzentrationen der Reaktanden abhängt. Der mathematische Apparat, den sie verwendeten, ermöglichte es, eine sehr wichtige Größe zu finden, die jede chemische Reaktion charakterisiert – die Geschwindigkeitskonstante.
Chemische Thermodynamik. Unterdessen wandten sich Chemiker der zentralen Frage der physikalischen Chemie zu – der Wirkung von Wärme auf chemische Reaktionen. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts. Die Physiker William Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907), Ludwig Boltzmann (1844-1906) und James Maxwell (1831-1879) entwickelten neue Ansichten über die Natur der Wärme. Sie lehnten Lavoisiers Kalorientheorie ab und stellten Wärme als Ergebnis von Bewegung dar. Ihre Ideen wurden von Rudolf Clausius (1822-1888) entwickelt. Er entwickelte die kinetische Theorie, nach der Größen wie Volumen, Druck, Temperatur, Viskosität und Reaktionsgeschwindigkeit auf der Grundlage der Idee der kontinuierlichen Bewegung von Molekülen und ihrer Kollisionen berücksichtigt werden können. Gleichzeitig mit Thomson (1850) gab Clasius die erste Formulierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik, führte die Konzepte der Entropie (1865), eines idealen Gases und der freien Bahn von Molekülen ein. Die thermodynamische Herangehensweise an chemische Reaktionen wurde in seinen Werken von August Friedrich Gorstmann (1842-1929) angewandt, der ausgehend von den Ideen von Clausius versuchte, die Dissoziation von Salzen in Lösung zu erklären. 1874–1878 unternahm der amerikanische Chemiker Josiah Willard Gibbs (1839–1903). systematisches Lernen Thermodynamik chemischer Reaktionen. Er führte das Konzept der freien Energie und des chemischen Potentials ein, erklärte das Wesen des Massenwirkungsgesetzes und wandte thermodynamische Prinzipien an, um das Gleichgewicht zwischen verschiedenen Phasen bei verschiedenen Temperaturen, Drücken und Konzentrationen zu untersuchen (die Phasenregel). Gibbs Arbeit legte den Grundstein für die moderne chemische Thermodynamik. Der schwedische Chemiker Svante August Arrhenius (1859-1927) schuf die Theorie der Ionendissoziation, die viele elektrochemische Phänomene erklärt, und führte das Konzept der Aktivierungsenergie ein. Er entwickelte auch eine elektrochemische Methode zur Messung des Molekulargewichts von gelösten Stoffen. Ein prominenter Wissenschaftler, dank dem die physikalische Chemie als eigenständiges Wissensgebiet anerkannt wurde, war der deutsche Chemiker Wilhelm Ostwald (1853-1932), der die Konzepte von Gibbs auf das Studium der Katalyse anwandte. 1886 verfasste er das erste Lehrbuch der physikalischen Chemie und gründete 1887 (zusammen mit van't Hoff) die Zeitschrift für physikalische Chemie.
DAS ZWANZIGSTE JAHRHUNDERT
Neue Strukturtheorie. Mit der Entwicklung physikalischer Theorien über die Struktur von Atomen und Molekülen wurden alte Konzepte wie chemische Affinität und Transmutation neu überdacht. Neue Ideen über die Struktur der Materie entstanden.
Modell des Atoms. 1896 entdeckte Antoine Henri Becquerel (1852-1908) das Phänomen der Radioaktivität, indem er die spontane Emission subatomarer Teilchen durch Uransalze entdeckte, und zwei Jahre später entdeckten die Eheleute Pierre Curie (1859-1906) und Marie Sklodowska-Curie (1867- 1934) isolierte zwei radioaktive Elemente: Polonium und Radium. In den Folgejahren wurde festgestellt, dass radioaktive Stoffe drei Arten von Strahlung aussenden: a-Teilchen, b-Teilchen und g-Strahlen. Zusammen mit der Entdeckung von Frederick Soddy (1877-1956), die zeigte, dass während des radioaktiven Zerfalls einige Substanzen in andere umgewandelt werden, gab all dies dem, was die Alten Transmutation nannten, eine neue Bedeutung. 1897 entdeckte Joseph John Thomson (1856-1940) das Elektron, dessen Ladung 1909 von Robert Milliken (1868-1953) mit hoher Genauigkeit gemessen wurde. 1911 schlug Ernst Rutherford (1871-1937) auf der Grundlage von Thomsons elektronischem Konzept ein Atommodell vor: Im Zentrum des Atoms befindet sich ein positiv geladener Kern, um den sich negativ geladene Elektronen drehen. 1913 zeigte Niels Bohr (1885-1962) anhand der Prinzipien der Quantenmechanik, dass sich Elektronen nicht auf irgendwelchen, sondern auf genau definierten Bahnen befinden können. Das planetare Quantenmodell des Atoms von Rutherford-Bohr zwang Wissenschaftler zu einem neuen Ansatz zur Erklärung der Struktur und Eigenschaften chemischer Verbindungen. Der deutsche Physiker Walter Kossel (1888-1956) schlug vor, dass die chemischen Eigenschaften eines Atoms durch die Anzahl der Elektronen in seiner äußeren Hülle bestimmt werden und die Bildung chemischer Bindungen hauptsächlich durch die Kräfte der elektrostatischen Wechselwirkung bestimmt wird. Die amerikanischen Wissenschaftler Gilbert Newton Lewis (1875-1946) und Irving Langmuir (1881-1957) formulierten die elektronische Theorie der chemischen Bindung. In Übereinstimmung mit diesen Ideen werden die Moleküle anorganischer Salze durch elektrostatische Wechselwirkungen zwischen ihren konstituierenden Ionen stabilisiert, die beim Übergang von Elektronen von einem Element zum anderen gebildet werden (ionische Bindung), und die Moleküle organischer Verbindungen werden aufgrund der stabilisiert Vergesellschaftung von Elektronen (kovalente Bindung). Diese Ideen liegen modernen Vorstellungen über die chemische Bindung zugrunde.
Neue Forschungsmethoden. Alle neuen Vorstellungen über den Aufbau der Materie konnten erst durch die Entwicklung im 20. Jahrhundert entstehen. experimentelle Technik und die Entstehung neuer Forschungsmethoden. Die Entdeckung der Röntgenstrahlen durch Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) im Jahr 1895 diente als Grundlage für die spätere Entwicklung der Methode der Röntgenkristallographie, die es ermöglicht, die Struktur von Molekülen aus dem Röntgenbeugungsmuster zu bestimmen auf Kristallen. Mit Hilfe dieser Methode wurde die Struktur komplexer organischer Verbindungen entschlüsselt - Insulin, Desoxyribonukleinsäure (DNA), Hämoglobin usw. Mit der Entstehung der Atomtheorie tauchten neue leistungsfähige spektroskopische Methoden auf, die Informationen über die Struktur von Atomen liefern und Moleküle. Unter Verwendung von Radioisotopenmarkierungen werden verschiedene biologische Prozesse sowie der Mechanismus chemischer Reaktionen untersucht; Auch in der Medizin sind Bestrahlungsmethoden weit verbreitet.
Biochemie. Diese wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Erforschung der chemischen Eigenschaften biologischer Substanzen befasst, war zunächst ein Zweig der organischen Chemie. Es entstand im letzten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts als eigenständige Region. als Ergebnis der Erforschung der chemischen Eigenschaften von Stoffen pflanzlichen und tierischen Ursprungs. Einer der ersten Biochemiker war der deutsche Wissenschaftler Emil Fischer (1852-1919). Er synthetisierte Substanzen wie Koffein, Phenobarbital, Glucose und viele Kohlenwasserstoffe und leistete einen großen Beitrag zur Wissenschaft der Enzyme - Proteinkatalysatoren, die erstmals 1878 isoliert wurden. Die Entwicklung neuer Analysemethoden trug zur Bildung der Biochemie als Wissenschaft bei. 1923 entwarf der schwedische Chemiker Theodor Svedberg (1884-1971) eine Ultrazentrifuge und entwickelte ein Sedimentationsverfahren zur Bestimmung des Molekulargewichts von Makromolekülen, hauptsächlich Proteinen. Svedbergs Assistent Arne Tiselius (1902-1971) schuf im selben Jahr die Methode der Elektrophorese, eine fortschrittlichere Methode zur Trennung von Riesenmolekülen, die auf dem Unterschied in der Wanderungsgeschwindigkeit geladener Moleküle in einem elektrischen Feld basiert. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts Der russische Chemiker Mikhail Semenovich Tsvet (1872-1919) beschrieb eine Methode zur Trennung von Pflanzenpigmenten, indem man ihre Mischung durch ein mit einem Adsorptionsmittel gefülltes Rohr leitete. Die Methode wurde Chromatographie genannt. 1944 schlugen die englischen Chemiker Archer Martin (geb. 1910) und Richard Sing (geb. 1914) eine neue Version der Methode vor: Sie ersetzten das Adsorptionsröhrchen durch Filterpapier. So entstand die Papierchromatographie - eine der gängigsten Analysemethoden in Chemie, Biologie und Medizin, mit deren Hilfe Ende der 1940er und Anfang der 1950er Jahre Mischungen von Aminosäuren analysiert werden konnten, die beim Abbau verschiedener Proteine ​​​​und entstanden bestimmen die Zusammensetzung von Proteinen. Als Ergebnis sorgfältiger Forschung wurde die Reihenfolge der Aminosäuren im Insulinmolekül festgelegt (Frederick Sanger, 1953), und bis 1964 war dieses Protein synthetisiert worden. Heutzutage werden viele Hormone, Medikamente und Vitamine durch biochemische Synthesemethoden gewonnen.

Die Chemie, als eine der Wissenschaften, die sich mit Naturphänomenen befasst, hat ihren Ursprung im alten Ägypten vor unserer Zeitrechnung, einem der damals technisch fortschrittlichsten Länder. Die ersten Informationen über chemische Umwandlungen erhielten die Menschen durch verschiedene Handwerke, beim Färben von Stoffen, Schmelzen von Metall und Herstellen von Glas. Dann tauchten bestimmte Techniken und Rezepte auf, aber die Chemie war noch keine Wissenschaft. Schon damals brauchte die Menschheit die Chemie hauptsächlich, um aus der Natur alle für das menschliche Leben notwendigen Materialien zu gewinnen - Metalle, Keramik, Kalk, Zement, Glas, Farbstoffe, Medikamente, Edelmetalle usw. Seit der Antike besteht die Hauptaufgabe der Chemie darin, Substanzen mit den erforderlichen Eigenschaften zu erhalten.

Im alten Ägypten galt die Chemie als göttliche Wissenschaft und ihre Geheimnisse wurden von den Priestern sorgfältig gehütet. Trotzdem sickerten einige Informationen aus dem Land und gelangten über Byzanz nach Europa.

Im VIII. Jahrhundert verbreitete sich diese Wissenschaft in den von den Arabern eroberten europäischen Ländern unter dem Namen "Alchemie". Es sei darauf hingewiesen, dass die Alchemie in der Entwicklungsgeschichte der Chemie als Wissenschaft eine ganze Ära prägt. Die Hauptaufgabe der Alchemisten war es, den "Stein der Weisen" zu finden, der angeblich jedes Metall in Gold verwandelte. Trotz der umfangreichen Erkenntnisse, die durch Experimente gewonnen wurden, hinkten die theoretischen Ansichten der Alchemisten um mehrere Jahrhunderte hinterher. Da sie jedoch verschiedene Experimente durchführten, gelang es ihnen, mehrere wichtige praktische Erfindungen zu machen. Es wurden Öfen, Retorten, Kolben und Geräte zur Destillation von Flüssigkeiten verwendet. Alchemisten stellten die wichtigsten Säuren, Salze und Oxide her, beschrieben die Methoden der Zersetzung von Erzen und Mineralien. Als Theorie nutzten die Alchemisten die Lehren des Aristoteles (384-322 v. Chr.) über die vier Naturprinzipien (Kälte, Hitze, Trockenheit und Feuchtigkeit) und die vier Elemente (Erde, Feuer, Luft und Wasser) und fügten ihnen nachträglich die Löslichkeit hinzu (Salz), Brennbarkeit (Schwefel) und Metallizität (Quecksilber).

Zu Beginn des 16. Jahrhunderts beginnt in der Alchemie eine neue Ära. Sein Ursprung und seine Entwicklung hängen mit den Lehren von Paracelsus (1493-1541) und Agricola (1494-1555) zusammen. Paracelsus argumentierte, dass die Hauptaufgabe der Chemie die Herstellung von Medikamenten sei, nicht Gold und Silber. Paracelsus hatte großen Erfolg, indem er vorschlug, bestimmte Krankheiten mit einfachen anorganischen Verbindungen anstelle von organischen Extrakten zu behandeln. Dies veranlasste viele Ärzte, sich seiner Schule anzuschließen und sich für Chemie zu interessieren, was einen starken Impuls für ihre Entwicklung darstellte. Agricola studierte auch Bergbau und Metallurgie. Sein Werk „On Metals“ war über 200 Jahre lang ein Lehrbuch des Bergbaus.

Im 17. Jahrhundert genügte die Theorie der Alchemie nicht mehr den Anforderungen der Praxis. 1661 sprach sich Boyle gegen die in der Chemie vorherrschenden Ideen aus und unterzog die Theorie der Alchemisten schärfster Kritik. Er identifizierte zunächst den zentralen Gegenstand der chemischen Forschung: Er versuchte, ein chemisches Element zu definieren. Boyle glaubte, dass ein Element die Grenze der Zersetzung einer Substanz in ihre Bestandteile ist. Die Forscher zerlegten Naturstoffe in ihre Bestandteile, machten viele wichtige Beobachtungen, entdeckten neue Elemente und Verbindungen. Der Chemiker begann zu untersuchen, was woraus besteht.

1700 entwickelte Stahl die Phlogiston-Theorie, wonach alle brenn- und oxidierbaren Körper den Stoff Phlogiston enthalten. Während der Verbrennung oder Oxidation verlässt Phlogiston den Körper, was die Essenz dieser Prozesse ist. Während der fast hundertjährigen Vorherrschaft der Phlogiston-Theorie wurden viele Gase entdeckt, verschiedene Metalle, Oxide und Salze untersucht. Die Widersprüchlichkeit dieser Theorie behinderte jedoch die Weiterentwicklung der Chemie.

In den Jahren 1772-1777 bewies Lavoisier als Ergebnis seiner Experimente, dass der Verbrennungsprozess eine Reaktion der Kombination von Sauerstoff in der Luft und einer brennenden Substanz ist. Damit war die Phlogiston-Theorie widerlegt.

Im 18. Jahrhundert begann sich die Chemie als exakte Wissenschaft zu entwickeln. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts Der Engländer J. Dalton führte das Konzept des Atomgewichts ein. Jedes chemische Element erhielt seine wichtigste Eigenschaft. Die Atommolekulartheorie wurde zur Grundlage der Theoretischen Chemie. Dank dieser Lehre entdeckte D. I. Mendeleev das nach ihm benannte Periodengesetz und stellte das Periodensystem der Elemente zusammen. Im 19. Jahrhundert Zwei Hauptzweige der Chemie waren klar definiert: Organisch und Anorganisch. Am Ende des Jahrhunderts nahm die physikalische Chemie als eigenständiger Zweig Gestalt an. Die Ergebnisse der chemischen Forschung wurden zunehmend in der Praxis genutzt, was zur Entwicklung der chemischen Technologie geführt hat.