انقلاب شیمیایی تاریخچه شیمی ریشه های شیمی مدرن

کار لاووازیه شاید همان انقلابی را در شیمی ایجاد کرد که دو قرن و نیم قبل از کشف کوپرنیک در نجوم بود. همانطور که لاووازیه نشان داد، موادی که قبلاً عناصر در نظر گرفته می شدند، ترکیباتی هستند که به نوبه خود از "عناصر" پیچیده تشکیل شده اند. اکتشافات و دیدگاه های لاووازیه نه تنها بر توسعه نظریه شیمیایی، بلکه بر کل سیستم دانش شیمیایی تأثیر زیادی گذاشت. آن‌ها اساس دانش و زبان شیمی را چنان دگرگون کردند که نسل‌های بعدی شیمی‌دانان، در اصل، حتی نمی‌توانستند اصطلاحاتی را که قبل از لاووازیه استفاده می‌شد، درک کنند. بر این اساس، متعاقباً اعتقاد بر این بود که شیمی «واقعی» تا زمان اکتشافات لاووازیه قابل بحث نیست. تداوم تحقیقات شیمیایی فراموش شد. فقط مورخان شیمی شروع به بازسازی الگوهای واقعی موجود در توسعه شیمی کردند. در همان زمان، مشخص شد که "انقلاب شیمیایی" لاووازیه بدون وجود سطح معینی از دانش شیمیایی در برابر او غیرممکن بود.

لاووازیه با ایجاد سیستم جدیدی که مهمترین دستاوردهای شیمی در قرون گذشته را در بر می گرفت، تاج توسعه دانش شیمی را نشان داد. اما این سیستم به شکل قابل توجهی گسترش یافته و اصلاح شده، اساس شیمی علمی شد.

اول از همه، Lavoisier مفاهیم منسوخ شده عنصر را با مفاهیم جدید جایگزین کرد. پیشرفت در شیمی تجربی و عملی در زمان لاووازیه امکان کنار گذاشتن عناصر فرضی ارسطو و کیمیاگران را فراهم کرده بود. پس از کار لاووازیه، عنصری را ماده ای نامیدند که با هیچ وسیله شیمیایی نمی توان بیشتر تجزیه کرد. این تعریف نباید خیلی سختگیرانه باشد. از این گذشته ، لاووازیه هنوز نمی توانست بداند که با کمک روش ها و روش های خاص بعداً می توان موادی را که در آن زمان "تفکیک ناپذیر" بودند جدا کرد. تعریف عنصر پیشنهاد شده توسط لاووازیه مترقی بود: به شیمیدانان معیارهای روشنی می داد، اما محدودیت های سختی برای استفاده از روش های مختلف برای مطالعه عناصر اعمال نمی کرد. برای توسعه شیمی، تعریف لاووازیه بسیار پربار بود. تلاش برای تجزیه مواد با تمام ابزارهای موجود را تحریک کرد. اینگونه بود که بیشتر عناصر شیمیایی در نیمه اول قرن نوزدهم کشف شد.

با تغییر مفهوم سنگ بنا - عنصر شیمیایی - سیستم شیمیایی جدید همچنین به اصطلاحات جدیدی نیاز داشت که در آن نام مواد ساده تر و قابل درک تر باشد. علاوه بر این، نام های قبلی موجود از مواد مختلف، بدون منعکس کننده ماهیت شیمیایی آنها، بسیار پیچیده و دشوار بود که به سرعت فراموش شدند. در سال 1787، لاووازیه نتایج کار کمیسیون ویژه ای را که برای ایجاد یک نامگذاری شیمیایی جدید رهبری می کرد، به آکادمی علوم در پاریس اعلام کرد. اعضای کمیسیون - شیمیدانان برجسته فرانسه - Guiton de Morveau، Berthollet و Fourcroix نامهای جدیدی به عناصر شیمیایی دادند و پیشنهاد کردند نام اجسام پیچیده را با در نظر گرفتن نام عناصر موجود در ترکیب آنها بنویسند. از آن زمان به بعد، عناصری به نام موادی شناخته می شوند که با تجزیه و تحلیل شیمیایی نمی توان آنها را به قطعاتی تقسیم کرد، به عنوان مثال، فلزات، فسفر، گوگرد، اکسیژن و هیدروژن. تمام مواد متشکل از دو یا چند عنصر ترکیب در نظر گرفته شدند.

نام عناصر به گونه ای انتخاب شد که ویژگی های واکنش یک ماده را منعکس کند. بنابراین، عنصری که جان پریستلیطبق نامگذاری جدید، "هوای دفلوژیستیک"، Scheele - "هوای آتشین" و Lavoisier - "هوای حیاتی" نامیده می شود، زیرا این گاز، پس از احتراق، بسیاری از مواد را به "اسید" تبدیل می کند. "هوای قابل احتراق" را هیدروژن می نامیدند زیرا هنگامی که در اکسیژن می سوخت، آب تشکیل می شد. "هوای خفه کننده" طبق تصمیم کمیسیون شروع به نامیدن نیتروژن ("ماده خفه کننده") کرد زیرا این گاز احتراق و تنفس را "خفه می کند".

اسیدها نام خود را از عناصری که از آنها تشکیل شده اند می گیرند. بنابراین، یکی از اسیدها، که شامل گوگرد بود، اکنون نه "روغن ویتریول"، بلکه اسید سولفوریک نامیده می شود. کمیسیون تصمیم گرفت اسیدهای حاوی فسفر را اسید فسفریک نامیده شود. اسید حاوی کربن - اسید کربنیک.

اصطلاحات جدید مترقی بود زیرا نام ترکیبات ترکیب آنها را منعکس می کرد. این امر با در نظر گرفتن آخرین داده های تحقیقات تجربی، سیستماتیک کردن مواد را بسیار تسهیل کرد.

لاووازیه انقلابی انقلابی در شیمی به وجود آورد. اما همه شیمیدانان قرن 18 قادر به درک این موضوع نبودند. جان پریستلیشیل و کاوندیش که خود سهم مهمی در تهیه این «کودتای انقلابی» داشتند، همچنان از طرفداران نظریه فلوژیستون باقی ماندند. آنها سعی کردند اکتشافات خود را در پرتو نظریه های منسوخ توضیح دهند. فقط لاووازیه توانست این پدیده ها را از موقعیت های کاملاً متفاوت در نظر بگیرد. برخی شیمیدانان مانند گرن سعی کردند این دو سیستم را به یکدیگر پیوند دهند. با این حال، پس از حدود دو دهه، نظریه اکسیژن لاووازیه به طور کلی پذیرفته شد. در آغاز قرن نوزدهم. یافتن شیمیدانانی که از "زبان" و مفاهیم نظریه فلوژیستون در کار خود استفاده کنند دشوار بود.

استفاده گسترده از مفاد نظریه جدید، مفاهیم و اصطلاحات جدید نشان دهنده آنها، توضیح و درک شیمیدانان از نتایج مطالعات تجربی ونزل و ریشتر (که در زمان سلطنت تئوری فلوژیستون انجام شد) را تسهیل کرد.

تقریباً در همان زمان، مشکل مهم دیگری در شیمی حل شد: نشان داده شد که چگونه و در چه روابط کمی عناصر با یکدیگر ترکیب می شوند. پروست قانون ثبات ترکیب مواد را کشف کرد: عناصر شیمیایی در نسبت های وزنی معینی (ثابت) با یکدیگر ترکیب می شوند. در همان زمان، جان دالتون قانون نسبت های چندگانه را کشف کرد: نسبت وزن دو عنصر که ترکیبات متفاوتی را تشکیل می دهند (مثلاً C و O باعث CO یا CO 2 می شوند) به شکل اعداد صحیح ساده 1: 1، 1 هستند. : 2، 1: 3 و غیره. دالتون در آغاز قرن نوزدهم با استفاده گسترده از نتایج حاصل از این قانون در عمل. یک نظریه اتمی جدید (اتمیسم شیمیایی) ساخت و ژاکوب برزلیوس کمی بعد وزن های اتمی نسبی [ جرم اتمی ] را تعیین کرد و نام هایی را برای عناصر و ترکیبات آنها پیشنهاد کرد که تقریباً تا به امروز کاملاً حفظ شده اند. بدین ترتیب مهمترین اصول شیمی کلاسیک ایجاد شد.

در نتیجه، در آغاز قرن نوزدهم. جایگاه شیمی در میان سایر حوزه های دانش و فعالیت تولیدی نیز تغییر کرده است. شیمی به یک رشته علمی کاملاً مستقل تبدیل شد که نقش مهمی را در انقلاب صنعتی قرن‌های 19 تا 20 ایفا کرد.

روش لاووازیه تئوری احتراق اکسیژن بازاندیشی در مفهوم عنصر تغییرات جهانی در دیدگاه‌ها درباره پدیده‌های شیمیایی که حاصل کار دانشمند فرانسوی A.L. لاووازیه به طور سنتی انقلاب شیمیایی نامیده می شود. 1. جایگزینی نظریه فلوژیستون با مفهوم اکسیژن احتراق. 2. تجدید نظر در سیستم پذیرفته شده ترکیب مواد شیمیایی. 3. بازاندیشی در مفهوم عنصر شیمیایی. 4. شکل گیری ایده هایی در مورد وابستگی خواص مواد به ترکیب کیفی و کمی آنها. A. Lavoisier تحقیقات خود را بر اساس یک رویکرد فیزیکوشیمیایی استوار کرد که با استفاده مداوم از روش های تجربی و مفاهیم نظری فیزیک آن زمان متمایز شد. نقش اصلی در بین دیدگاه های نظری فیزیک در آن زمان توسط دکترین نیروی گرانش نیوتن ایفا می شد. اندازه گیری این گرانش وزن بدن است، با توجه به موقعیت I. نیوتن در مورد تناسب وزن به جرم، می توان با روش های فیزیکی (توزین) تعیین کرد. پیامد این دیدگاه ها درک وزن به عنوان ضروری ترین خاصیت ذرات مادی بود. Antoine Laurent Lavoisier 1743-1794 A. Lavoisier شروع به استفاده سیستماتیک از توزین دقیق برای تعیین مقدار مواد در واکنش های شیمیایی کرد. بر خلاف بسیاری از پیشینیان خود، A. Lavoisier تمام مواد درگیر در فرآیند شیمیایی (از جمله مواد گازی) را بر اساس اصل کلی حفظ وزن کل مواد متقابل وزن کرد. یعنی روش کمی او مبتنی بر اصل بقای ماده - یک موقعیت اساسی علم طبیعی کلاسیک است که در دوران باستان بیان می شد. A. Lavoisier نه تنها وزن، بلکه سایر خصوصیات فیزیکی مواد اولیه و محصولات واکنش (چگالی، دما و غیره) را تعیین می کند. اندازه گیری پارامترهای کمی در آینده این امکان را فراهم می کند که مکانیسم دقیق تحولات شیمیایی که قبلاً به صورت کیفی مورد مطالعه قرار گرفته بود، روشن شود. او مقدار وزنی جیوه را در یک قفسه قرار داد که گردن خمیده بلند آن با زنگی که روی جیوه مایع واژگون شده بود ارتباط برقرار می کرد. قبل از آزمایش، نه تنها حجم هوای بالای جیوه در مخزن و زنگ اندازه گیری شد، بلکه وزن کل دستگاه نیز تعیین شد. پس از آن ظرف به مدت 12 روز حرارت داده شد تا تقریباً به نقطه جوش جیوه برسد. به تدریج، سطح جیوه در مخزن با فلس های قرمز پوشیده شد. هنگامی که تعداد این تکه ها (اکسید جیوه) از افزایش یافت، آزمایش متوقف شد. پس از خنک شدن دستگاه، شمارش دقیقی از میزان محصولات تشکیل شده انجام شد. کشف شد که: وزن کل کل دستگاه تغییر نکرد، حجم هوا کاهش یافت، وزن هوای گرفته شده به همان اندازه که وزن جیوه افزایش یافت (به دلیل تشکیل اکسید) کاهش یافت. دریافت اکسیژن از اکسید جیوه (retort a) به روش پریستلی. جیوه در ظرف کروی b جمع می شود و اکسیژن از لوله خروجی گاز c به سیلندر d می گذرد و در بالای جیوه مایع جمع می شود. برای تکمیل تصویر، فقط لازم بود اکسید جیوه حاصل جمع آوری شود، مطابق روش پریستلی تجزیه شود و میزان اکسیژن به دست آمده اندازه گیری شود. همانطور که انتظار می رفت، بازتولید چنین آزمایشی به لاووازیه همان مقدار اکسیژن (در حد خطای احتمالی) را داد که از هوا توسط جیوه جذب می شد. A. Lavoisier بشقاب حاوی فسفر را روی پایه چوب پنبه ای که در آب شناور بود قرار داد، فسفر را با سیم داغ آتش زد و به سرعت روی آن را با زنگ شیشه ای پوشاند. دود غلیظ سفید فضای داخل را پر کرده بود. به زودی فسفر خاموش شد و آب شروع به بالا آمدن کرد و زنگ را پر کرد. پس از مدتی، آب بالا آمدن متوقف شد. - به نظر می رسد من فسفر کافی مصرف نکردم. تمام هوا نمی توانست با آن ارتباط برقرار کند. باید آزمایش را تکرار کنیم. اما آزمایش دوم با دو برابر مقدار فسفر نتیجه مشابهی داشت: آب به همان سطح افزایش یافت. حتی آزمایشی که برای دهمین بار انجام شد نیز همین نتیجه را نشان داد. - فسفر تنها با یک پنجم هوا ترکیب می شود. آیا هوا واقعاً مخلوط پیچیده ای است؟ لاووازیه همچنین احتراق گوگرد را مورد مطالعه قرار داد. هنگام سوزاندن، فقط با یک پنجم هوا ترکیب می شود. پس از این، دانشمند شروع به مطالعه در مورد سوزاندن فلزات کرد. هنگامی که دستگاه های مورد استفاده توسط Lavoisier در معرض کلسیناسیون طولانی مدت قرار گرفتند، فلزات به خاکستر فلز تبدیل شدند، اما هنگامی که با زغال سنگ مخلوط شدند و در دمای بالا گرم شدند، خاکستر دوباره به فلز تبدیل شد. با این حال، این فرآیند گازی را آزاد کرد که شیمیدانان آن را «هوای اتصال» (دی اکسید کربن) نامیدند. لاووازیه به خوبی درک می کرد که احتراق با گازها مرتبط است، اما هنوز نتوانست نتیجه قطعی بگیرد. بنابراین نیاز به مطالعه گازها بوجود آمد. "هوای مقید" چیست؟ آیا در سنگ آهک وجود دارد؟ وقتی سنگ آهک گرم می شود و به آهک زنده تبدیل می شود چگونه تولید می شود؟ جیوه فلزی و اکسید جیوه(II) مس فلزی و اکسید مس(II) آیا احتراق همیشه شامل هوا می شود؟ اگر چنین است، کدام ماده در این مورد پیچیده تر است - خاکستر فلز یا فلز؟ A. Lavoisier واضح بود که هوا از دو قسمت تشکیل شده است - یکی از آنها از احتراق پشتیبانی می کند (در صورت کلسینه شدن با فلزات ترکیب می شود)، دیگری از احتراق پشتیبانی نمی کند و موجودات زنده در آن می میرند. در طی احتراق، بدن این بخش فعال هوا را جذب می کند که او آن را "هوای خوب" نامید. این همچنین این واقعیت را توضیح می دهد که محصول حاصل از محصول اصلی سنگین تر است. این دانشمند به این نتیجه رسید که احتراق فرآیند تجزیه نیست، بلکه در ارتباط با بخشی از هوا است. علاوه بر این، این بخش از هوا عملکرد مکانیکی یک حلال فلوژیستون را ایفا نمی کند، اما در شیمی فرآیند احتراق شرکت می کند و باعث ایجاد ترکیبات جدید می شود. مشاهده تجزیه اکسید جیوه در یک توالت در آغاز سال 1775، A. Lavoisier مدیر دفتر باروت و نیترات شد. در این راستا، او شروع به تحقیق در مورد مواد مورد استفاده در ساخت باروت کرد. Lavoisier ثابت کرد که نمک نمک و اسید نیتریک حاوی "هوای خوب" هستند. گوگرد و فسفر در هنگام احتراق با این نوع هوا ترکیب می شوند و مواد حاصل از آن خاصیت اسیدی دارند. - شاید همه اسیدها حاوی این گاز باشند؟ - او این سوال را بیش از یک بار از خود پرسید. لاووازیه گاز جدید را اکسیژن نامید. اصول اولیه تئوری احتراق اکسیژن در سال 1777 تدوین شد. 1. بر اساس این نظریه، احتراق فقط در حضور اکسیژن می تواند رخ دهد و نور و آتش آزاد می شود. 2. وزن ماده سوخته دقیقاً با مقدار هوای جذب شده افزایش می یابد. 3. هنگامی که فلزات می سوزند، آهک های فلزی در نتیجه ترکیب با اکسیژن تشکیل می شوند. 4. هنگام شلیک مواد غیر فلزی - اسیدها (آنهیدریدهای اسیدی در آن زمان به این ترتیب نامیده می شدند). A. Lavoisier نشان داد که دی اکسید کربن در طی احتراق زغال سنگ تشکیل می شود و همچنین در طی احتراق بسیاری از اجسام طبیعی (آلی) آزاد می شود. این به A. Lavoisier این فرصت را داد تا روشی مناسب برای تعیین ترکیب کیفی و کمی مواد آلی پیشنهاد کند. تعیین ترکیب دی اکسید کربن به A. Lavoisier اجازه داد تا درک درستی از شیمی تنفس (جذب اکسیژن و آزاد شدن دی اکسید کربن) را ترسیم کند، که تشابه نزدیک آن با فرآیندهای احتراق قبلاً بارها ذکر شده است (کارهای J. Mayow, G. Boerhaave, J. Priestley و غیره) دستگاه شیمیایی برای آزمایش گازها. برگرفته از کتاب A.L. Lavoisier "مبانی شیمی آنتی فلوژیستون". ویرایش 1792 سنگ آهن قرمز (هماتیت) Fe2Oz مطالعه روش های تشکیل و خواص دی اکسید کربن به A. Lavoisier اجازه داد تا نظریه اکسیژن احتراق را گسترش دهد و بسیاری از فرآیندهای شیمیایی را از نقطه نظر اکسیداسیون - احیا مواد توضیح دهد. یعنی از مطالعه فرآیندهای احتراق، دانشمند به مطالعه واکنش های اکسیداسیون به طور کلی رفت. به عنوان مثال، A. Lavoisier واکنش ها را مطالعه کرد: 2Fe2O3 + 3C = 3CO2 + 4Fe 2Fe + 3H2O = Fe2O3 + 3H2 زغال سنگ و با این حال او پاسخی برای یک سؤال پیدا نکرد. این مربوط به احتراق "هوای قابل اشتعال" است که با حل کردن فلزات در اسید بدست می آید و به راحتی می سوزد. طبق تئوری جدید، محصولات باید سنگین‌تر باشند؛ به گفته لاووازیه، گرفتن کامل آنها ممکن نبود و وزن همیشه کمتر بود. اینجا مشکل دیگری هم وجود داشت. بر اساس تئوری اسیدها، هوای قابل اشتعال (هیدروژن) پس از ترکیب با اکسیژن باید: تشکیل اسید بدهد، اما به دست آوردن آن ممکن نبود. لاووازیه تصمیم گرفت این مشکل پیچیده را با فیزیکدان و شیمیدان چارلز بلاگدن، که از انگلستان آمده بود، در میان بگذارد، و او به تفصیل در مورد آزمایشات ناموفق خود صحبت کرد. - دوست من هنری کاوندیش ثابت کرد که اگر هوای معمولی را با "هوای قابل اشتعال" در یک ظرف دربسته مخلوط کنید و مخلوط را آتش بزنید، قطرات کوچکی روی دیواره ظرف تشکیل می شود - محصول احتراق "هوای قابل اشتعال". کاوندیش تشخیص داد که اینها قطرات آب هستند. - یک کشف شگفت انگیز این بدان معنی است که آب یک عنصر نیست، بلکه یک ماده پیچیده است. من می خواهم بلافاصله این آزمایش ها را تکرار کنم و خودم ببینم. دستگاه G. Cavendish برای تولید و جمع آوری هیدروژن A. Lavoisier آزمایشی را در مورد سنتز آب از هوای قابل احتراق و اکسیژن پس از آزمایش های مشابه توسط G. Cavendish و J. Watt انجام داد (همزمان با A. Lavoisier آزمایش های مشابهی توسط G. مونژ)، اما بر خلاف این دانشمندان، A. Lavoisier این سنتز را از دیدگاه نظریه اکسیژن تفسیر کرد و نشان داد که "هوای قابل احتراق" (که او برای نامگذاری "هیدروژن" پیشنهاد کرد) و اکسیژن عناصر هستند و آب از آنهاست. ترکیب. (در طی آزمایشی برای تعیین ترکیب آب با احتراق مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن با جرقه الکتریکی) در نتیجه آزمایش ها، A. Lavoisier به این نتیجه رسید که قانون بقای وزن مواد یک قانون جهانی است. قانون تئوری اکسیداسیون نیز کلی است و هیچ استثنایی وجود ندارد. آب، اسیدها و اکسیدهای فلزی مواد پیچیده هستند، در حالی که فلزات، گوگرد و فسفر مواد ساده هستند. این به طور کامل دیدگاه ها را در مورد کل سیستم ترکیبات ترکیبات شیمیایی تغییر داد. فلوژیستون وجود ندارد و هوا مخلوطی از گازها است. A. Lavoisier این افکار را برای دانشگاهیان بیان کرد و آنها آزمایشات خود را به آنها نشان داد. با این حال، اکثر آنها نمی خواستند کار لاووازیه را به رسمیت بشناسند؛ او متهم شد که ایده های خود را از مطالعات پریستلی و کاوندیش به عاریت گرفته است. دانشگاهیان بارها اعلام کرده اند که آزمایش های مشابهی را در مورد تجزیه آب با اشاره به گاسپارد مونگ می دانند. اولویت لاووازیه تشخیص داده نشد. دانشمندان به جای پیوستن به تحقیقات، در مورد اینکه چه کسی این پدیده را کشف کرده است، بحث کردند. لاووازیه که در دنیای علمی حمایتی پیدا نکرد، همچنان به کار خود ادامه داد. اکنون او با فیزیکدان و ریاضیدان مشهور پیر سیمون لاپلاس همکاری می کند. آنها موفق به ساخت دستگاه خاصی شدند که با آن می توان گرمای آزاد شده در نتیجه احتراق مواد را اندازه گیری کرد. به اصطلاح کالری سنج یخ بود. محققان همچنین مطالعه دقیقی در مورد گرمایی که موجودات زنده منتشر می کنند انجام دادند. آنها با اندازه گیری میزان دی اکسید کربن بازدمی و گرمای تولید شده توسط بدن، ثابت کردند که غذا به روش خاصی در بدن «سوخته» می شود. گرمای تولید شده توسط این احتراق باعث حفظ دمای طبیعی بدن می شود. کالری‌سنج یخ Lavoisier-Laplace در قرن هجدهم امکان اندازه‌گیری ظرفیت گرمایی بسیاری از جامدات و مایعات و همچنین گرمای احتراق سوخت‌های مختلف و گرمای آزاد شده توسط موجودات زنده را فراهم کرد. به عنوان مثال، حرارتی که توسط یک حیوان (یا شیء دیگر) در محفظه داخلی منتشر می شود، صرف ذوب یخ در "جلف یخ" داخلی می شود. خارجی برای ثابت نگه داشتن دمای قسمت داخلی خدمت می کرد. گرمای آزاد شده با وزن کردن آب مذابی که در ظرف جاری می شد اندازه گیری می شد. لاپلاس به درستی نظرات لاووازیه متقاعد شد و اولین کسی بود که نظریه او را پذیرفت. در سال 1785، کلود لوئیس برتوله، که در آن زمان بسیار مشهور شد، از نظریه لاووازیه حمایت کرد. کمی بعد، لاووازیه توسط برجسته ترین شیمیدانان آنتوان فورکروا و گیتون دو موروو حمایت شد. Laplace Pierre-Simon 1749 -1827 ریاضیدان، مکانیک، فیزیکدان و ستاره شناس فرانسوی Fourcroix Antoine-Francois (1755-1809) شیمیدان و سیاستمدار فرانسوی از نظر روش شناختی، یک نتیجه مهم از انقلاب در شیمی که توسط آثار A.L. لاووازیه، تغییری در محتوای مفهوم "عنصر شیمیایی" رخ داد. عناصر نه به عنوان محصولی از تجزیه آن که از قبل در یک جسم وجود داشت، بلکه به عنوان حد نهایی که اصولاً مواد را می توان تا آن حد تجزیه کرد، نگریست. عناصر به عنوان قطعاتی از ترکیب مادی، تعیین شده از نظر تحلیلی، غیرقابل تجزیه به شکل‌گیری‌های کیفی جدید و حفظ در فرآیند هر گونه تبدیل شیمیایی اجسام پیچیده ای که آنها تشکیل می‌دهند، در نظر گرفته می‌شوند. به لطف استفاده از روش تحلیل وزن، در آثار A. Lavoisier، ایده هایی در مورد مجموعه محدودی از عناصر و ناهمگونی کیفی آنها شکل گرفت. این منجر به رویکردی برای توضیح تنوع مواد شیمیایی به عنوان یک نتیجه از ترکیب عناصر کمی و کیفی متنوع شد. فرض بر این بود که هر ماده کیفی تعریف شده همیشه دارای یک ترکیب کمی دقیق و منحصر به فرد است. ترکیبات با ترکیب متغیر (برتولیدها) و پدیده ایزومر در آن زمان شناخته شده نبود. دستگاه A. Lavoisier برای تجزیه و تحلیل عنصری مواد آلی در قرن 18، شیمیدانان به مسئله اسیدیته کمتر از مسئله احتراق علاقه نشان دادند، زیرا هر دوی این مشکلات با دو جهت اصلی تحقیقات تحلیلی آن زمان مطابقت داشتند. تجزیه "خشک" - با کمک آتش، و "راه مرطوب" - با استفاده از اسید). قبل از انتشار آثار A. Lavoisier، اعتقاد بر این بود که همه اسیدها در ترکیب خود دارای یک اسید اولیه منفرد هستند که به کل ترکیب کیفیت اسیدی می دهد. A. Lavoisier، بر اساس آزمایشات بر روی تجزیه اسیدهای سولفوریک، فسفریک و نیتریک (در مفاهیم مدرن - SO3، P2O5، N2O5)، خاصیت اسیدیته را با حضور اکسیژن در این ترکیبات مرتبط کرد (از این رو نام اکسیژن - اکسیژن - اسید مولد، اصل اسیدی). به گفته A. Lavoisier، اسیدها با یکدیگر متفاوت هستند زیرا با اکسیژن، یک رادیکال اسیدی مرتبط هستند. اکسیژن عنصر ضروری اسیدها در نظر گرفته می شد و برای مدتی حتی اسید موریک (هیدروکلریک) به عنوان ترکیبی از رادیکال موریک با اکسیژن و کلر اکسید اسید موریک در نظر گرفته می شد. Guiton De Morveau Louis Bernard (1737-1816) شیمیدان و سیاستمدار فرانسوی گیتون دو مورو اولین بار با لاووازیه ملاقات کرد نه در مورد تئوری احتراق: "من نمی دانم چقدر به شما علاقه مند هستید، اما هرج و مرج کامل در نام ترکیبات شیمیایی وجود دارد. . - من کاملا با تو موافق هستم. - بخش شیمی دایره المعارف روش شناسی در حال حاضر برای چاپ آماده می شود. و از آنجایی که با استفاده از نام هایی که هنوز وجود دارند، نمی توان به همه سؤالات پاسخ جامع داد، من شروع به تدوین یک نامگذاری جدید از ترکیبات شیمیایی کردم. البته به کمک شیمیدانان برجسته نیاز دارم. - بر اساس تئوری احتراق و نقش اکسیژن در این فرآیند، می توانم چند فرض مطرح کنم. بیایید خاکستر فلز را بگیریم - ترکیبی از فلز با اکسیژن. بیایید ترکیب عناصر را با اکسیدهای اکسیژن بنامیم. سپس خاکستر روی اکسید روی، خاکستر آهن اکسید آهن و غیره خواهد بود. "هوای مقید" چیست؟ من قبلاً ثابت کرده ام که این ترکیبی از کربن و اکسیژن است. بنابراین باید آن را مونوکسید کربن نامید. در سال 1787، Guiton de Morveau "روش نامگذاری شیمیایی" را منتشر کرد، که در ایجاد آن Lavoisier، Fourcroix و Berthollet شرکت داشتند. جدول بدنه های ساده Lavoisier A.L. Lavoisier تغییر زبان شیمیایی نتیجه تغییرات جهانی در شیمی بود و هدف از آن دادن نامی به هر ماده بود که ترکیب و ویژگی های شیمیایی آن را مشخص کند (تا این مرحله، یک ماده می توانست نام های زیادی داشته باشد، که اغلب توسط شانس. فرصت). در نامگذاری جدید، هر ماده از نظر خصوصیات کلی (مثلاً اسید) و خاص (مثلاً اسید سولفوریک، نیتریک، فسفریک) در نظر گرفته شد. خواص ویژه بر اساس داده های ترکیب عنصری تعیین شد. نامگذاری تا حد زیادی تبادل اطلاعات شیمیایی را تسهیل کرد؛ اصول اولیه آن به طور کلی تا به امروز حفظ شده است. لاووازیه در آن زمان بر روی یکی از بزرگترین خلاقیت های خود کار می کرد - یک کتاب درسی شیمی که نیاز به تدوین آن مدت ها به پایان رسیده بود. لازم بود پدیده های موجود در طبیعت به شیوه ای جدید تبیین شوند و مبانی نظریه های مدرن به وضوح بیان شوند. دستاوردهای جدید در شیمی در کتاب های درسی قدیمی کریستوفل گلاسر و نیکلاس لمری منعکس نشد. در پایان سال 1788 کتاب درسی آماده شد. اعتبار زیادی برای تهیه نسخه خطی متعلق به مادام لاووازیه بود که بخش سوم کتاب درسی را هنرمندانه طراحی کرد. صفحه عنوان کتاب درسی A. Lavoisier قسمت اول کتاب درسی A. Lavoisier شامل ارائه نظریه احتراق اکسیژن، شرح آزمایشات در مورد تشکیل و تجزیه گازها، احتراق مواد ساده، تشکیل اسیدها، توضیحات ترکیب جو و آب و نامگذاری جدید. بخش دوم شامل "جدول اجسام ساده" بود که عملا اولین طبقه بندی عناصر شیمیایی بود (در مجموع 33 عنصر ارائه شد). جدول حاوی عناصر واقعی و برخی ترکیبات (به عنوان مثال، اکسیدهای فلزات قلیایی) بود که در آن زمان قابل تجزیه نبودند (اما، همانطور که A. Lavoisier اشاره کرد، می‌توانستند متعاقباً تجزیه شوند). در جدول، دو اصل به عنوان عناصر ظاهر می شود - کالری و هیدروژن، که وزن ندارند، اما ظاهر آنها دائماً با فرآیندهای شیمیایی همراه است. انتساب گرما و نور به عناصر نتیجه گسترش نظریه کالری در فیزیک آن زمان بود. در این نظریه گرما را نوعی جو در نظر می گرفتند که ذرات همه اجسام را احاطه کرده و دلیل دفع ذرات از یکدیگر است. لاووازیه مایل بود پدیده جذب گرما را در واکنش های شیمیایی و همچنین در هنگام انتقال مواد از حالت جامد به مایع و از حالت مایع به گاز به عنوان نتیجه ترکیب کالری با ماده توضیح دهد. او معتقد بود که حالت جامد، مایع و گاز یک ماده به مقدار گرمای موجود در آن بستگی دارد، برخلاف تصورات قبلی در مورد گازهایی که در مایعات، مایعات "غیر تبخیر" و جامدات دائمی مطلقاً غیر قابل تراکم هستند. لاووازیه نوشت که در حالت جامد، نیروهای جاذبه بین ذرات تشکیل دهنده بدن از نیروهای دافعه فراتر می رود، در حالت مایع تراز می شوند و در حالت گازی، تحت تأثیر کالری، نیروهای دافعه غالب می شوند. بر نیروهای جاذبه ایده توانایی همه مواد کلان مادی برای وجود در حالات مختلف تجمع، جنبه مهم دیگری از انقلاب شیمیایی شد. اثبات تجربی قانون بقای عناصر در واکنش‌های شیمیایی و قانون بقای جرم مواد به A. Lavoisier اجازه داد تا ترکیب معادلات شیمیایی را معرفی کند. توازن مواد تبدیلات شیمیایی A. Lavoisier می نویسد: «لازم است وجود یک برابری یا معادله بین اصول (عناصر) بدن های مورد مطالعه و آنهایی که از طریق تجزیه و تحلیل از آنها به دست می آید، فرض کنیم. واکنش های کاغذ (a) و مس (b) با اکسیژن لازم به ذکر است که مدت ها قبل از کار A. Lavoisier، دیدگاه های اولیه در مورد ساختار ماده توسط دانشمند روسی M.V. لومونوسوف او در کتاب "عناصر شیمی ریاضی" نوشت که تمام اجسام از اجسام تشکیل شده اند که به نوبه خود حاوی تعداد معینی عنصر هستند. اجسام همگن هستند اگر از تعداد یکسانی از عناصر مشابه تشکیل شده باشند که به یک روش به یکدیگر متصل شده اند. اجسام ناهمگن هستند اگر عناصر آنها یکسان نباشند و به روش های مختلف یا به تعداد متفاوت به هم مرتبط باشند. تنوع بی نهایت اجسام به این بستگی دارد. اجسام زمانی که از اجسام همگن تشکیل شده باشند ساده هستند و زمانی که از چند جسم غیر مشابه تشکیل شده باشند مخلوط می شوند. خواص اجسام تصادفی نیستند، آنها به خواص اجسام سازنده آنها بستگی دارند. بیایید اول را در نظر بگیریم - گرما. چه چیزی را نشان می دهد؟ مایع بی وزنی که می تواند از جسمی به جسم دیگر جریان یابد؟ خیر گالیله همچنین معتقد بود که اجسام در حال حرکت هستند. به نظر من این اولین و اصلی ترین خاصیت کورپوسل هاست. اما حرکت گرما ایجاد می کند. همه می دانند که وقتی چرخ می چرخد، محور آن گرم می شود. اجسام بدن حرکت می کنند، حول محور خود می چرخند، به یکدیگر ساییده می شوند و گرما ایجاد می کنند... میخائیل واسیلیویچ در نامه ای به اویلر نظرات خود را در مورد دگرگونی ها در طبیعت بیان می کند: «تمام تغییراتی که در طبیعت رخ می دهد به این ترتیب رخ می دهد. که اگر چیزی به چیزی اضافه شود از چیز دیگری سلب می شود. بنابراین، هر چقدر ماده به یک بدن اضافه شود، همان مقدار از بدن دیگر تلف می شود، چند ساعت به خواب می گذرانم، همان مقداری را که از بیداری حذف می کنم، و غیره. به قواعد حرکت: جسمی که با فشار خود، دیگری را به حرکت برمی انگیزد، به همان اندازه که از حرکت خود با دیگری ارتباط برقرار می کند، با آن حرکت می کند...» - افکاری که هیچ کس قبل از لومونوسوف بیان نکرده بود. چرا بویل پس از گرم کردن رگ ها را باز کرد؟ در چنین حالتی، ممکن است چیزی از رگ ها تبخیر شود و وزن آنها تغییر کند. تکرار آزمایش ها ضروری است، اما تمام مشاهدات و اندازه گیری ها را در یک ظرف بسته انجام دهید. هوا در آن وجود دارد. لومونوسوف ظرف مخصوصی آماده کرد، براده های سرب را در آن ریخت، سپس با دم آتش را باد کرد و گردن ظرف را گرم کرد تا شیشه نرم شود. با استفاده از گیره شیشه را مهر و موم کرد و بلافاصله ظرف را روی آتش گذاشت. اکنون او کاملاً مطمئن بود که هیچ چیزی به کشتی نمی رسد و چیزی از آن فرار نمی کند. دم برای آخرین بار متورم شد و حالا شعله های آبی در توده ای از زغال سنگ داغ ناپدید شدند. لومونوسوف با دقت ظرف را روی میز گذاشت و شروع به آماده کردن ظرف بعدی کرد. این آزمایش باید بارها تکرار می شد و نه تنها سرب، بلکه سایر فلزات نیز کلسینه می شد: آهن، مس... لومونوسوف ظروف سرد شده را وزن کرد، آنها را روی ذغال سنگ در کوره ای بزرگ قرار داد و شروع به شعله ور کردن آتش کرد. در ابتدا دم به آرامی کار می کرد، اما به تدریج جریان هوا شدت گرفت و با آن شعله های آبی رنگ ظاهر شد. دیواره های ظرف قرمز شد و براده های سرب ذوب شدند. قطره های درخشان نقره ای-سفید به سرعت با یک پوشش زرد مایل به خاکستری پوشانده شدند. براده های مس قرمز به پودر قهوه ای سیاه تبدیل شد. براده های آهن سیاه شد. نمی دانم که آیا "کالری" وارد رگ ها شده است؟ با فلزات ترکیب شد؟ اگر چنین است، پس وزن کشتی باید افزایش یابد. اما ترازو نشان داد که وزن تمام رگ ها بدون تغییر باقی مانده است! بازدید کاترین دوم از آزمایشگاه لومونوسوف در مورد خاکستر فلزی چطور؟ باید وزن آن را با وزن فلز مقایسه کنیم. روز بعد محقق آزمایشات را تکرار کرد. او براده های فلزی را قبل از مهر و موم کردن ظرف وزن کرد. پس از تکلیس دوباره ظروف را وزن کرد و سپس آنها را باز کرد و خاکستر فلزی حاصل را وزن کرد. خاکستر از فلزی که قبلا گرفته شده بود سنگین تر بود! - این آزمایشات نظر رابرت بویل را رد می کند. فلزات با "کالری" ترکیب نمی شوند: از این گذشته ، وزن کشتی تغییر نمی کند. این غیر قابل انکار است. و با این حال خاکستر سنگین تر است. - لومونوسوف دوباره فکر کرد. با این حال، مقدار معینی هوا در ظرف وجود داشت... شاید فلزات با ذرات هوا ترکیب شوند؟ از آنجایی که خاکستر فلزی در ظرف سنگین تر شده است، به این معنی است که وزن هوای ظرف به همان میزان کاهش یافته است. بدون تامین هوای خارجی، وزن فلز بدون تغییر باقی می ماند! لومونوسوف با زندگی در عصری که شیمی به‌تازگی به‌عنوان یک علم در حال ظهور بود، علی‌رغم ایده‌های نادرست نظریه فلوژیستون، توانست به چنین کلی‌هایی دست یابد که هنوز اساس علم فیزیکی و شیمی امروزی را تشکیل می‌دهند. او اولین کسی بود که قانون بقای ماده و انرژی را تدوین کرد، اولین کسی بود که مسیری را که بسیاری از دانشمندان طی کردند را نشان داد.

از زمانی که بشریت در این سیاره ظاهر شد، سبک زندگی نسبتاً آرام و پایداری را در پیش گرفته است، غذاهایی مشابه مصرف می‌کند، از منابع مشابه آب می‌کشد و همان هوا را تنفس می‌کند. تا همین اواخر، تعادل شکننده ای بین ما و بقیه طبیعت وجود داشت و با هر نوع تغییر محیطی یا آب و هوایی، به لطف سیر بی وقفه تکامل، توازن قوا دوباره برابر می شد.

به دلیل وجود توانایی های ذهنی و مقدار معینی از استقامت در بدن ما، انسان ها به عنوان یک گونه زیستی، توانایی مداخله در طبیعت و تغییر محیط را پیدا کرده اند. ایجاد ابزار، کشف آتش، اهلی کردن حیوانات، پرورش گیاهان وحشی، شکل گیری اولین سکونتگاه ها - همه اینها اولین قدم ها در مسیر پیشرفت و تمدن بود.

این برای مردم مهم بود، اما همه اینها تلاش های ضعیفی بود، زیرا یک فرد نمی توانست آسیب بزرگی به بار آورد، زیرا جمعیت کوچک مردم هنوز کاملاً به نیروهای طبیعت وابسته بودند و از کوچکترین هوس های خود می لرزیدند. با گذشت زمان، تمرکز فزاینده مردم، تهاجمات آنها نه تنها پایدارتر، بلکه مداومتر شد، ماهیت این تهاجمات حتی هدفمندتر شد. این منجر به این واقعیت شد که در پایان، در نیمه دوم قرن گذشته، توانایی مردم برای تسریع فرآیندها چنان تغییر کرد که "سرعت توسعه خودمان" شروع به تهدید ما کرد.

زاییده فکر برادران واچوفسکی به ذهن خطور می کند - ماتریکس، جایی که از قضا، ماشین هایی که توسط مردم ساخته شده بودند شروع به استفاده از خود مردم به عنوان سوخت بیولوژیکی کردند. واقعیت کنونی افکاری را به ذهن متبادر می‌کند که در فیلم پرفروش فوق‌الذکر بسیار رنگارنگ به تصویر کشیده شده‌اند: مردم مدت‌هاست که در اختراع مکانیسم‌ها، ماشین‌ها و مواد بسیار پیچیده هستند و همه اینها را با تمایل به "بهبود" زندگی خود، یعنی متمدن شدن توجیه می‌کنند.

برای وضوح بیشتر، اجازه دهید به تاریخچه "اختراعات" شیمیایی بپردازیم و همانطور که قبلاً گفته شد، به نیمه دوم قرن گذشته در اعداد نگاه کنیم. نمودار به وضوح افزایش تعداد اختراعات مواد شیمیایی را در نیمه دوم قرن بیستم نشان می دهد. همانطور که می بینید، در دهه 50 قرن گذشته یک رونق واقعی در صنایع شیمیایی آغاز شد و تا سال 1975 آمار 1،000،000 مواد شیمیایی مصنوعی را ثبت کرد. "موفقیت" بیشتر شیمیدانان در کشورهای مختلف با افزودن حدود 1000 ماده شیمیایی جدید در سال مشخص شد. در پایان هزاره گذشته، بشریت "در حال استفاده" بود، یعنی. بیش از 60000 ماده شیمیایی تولید شده به صورت مصنوعی در حال استفاده گسترده بود.

بیشترین تعداد "اختراعات" از این نوع مربوط به ضعیف ترین حلقه ها در زنجیره حمایت از زندگی بشریت است، یعنی:

تولید مواد پرکاربرد

پارچه ها
عایق ها
پوشش ها

تولید و مصرف پرمصرف ترین محصولات

مکمل های غذایی
مواد مورد استفاده در پردازش و ذخیره سازی
مواد مورد استفاده در داروها

استفاده از منابع و رسانه های انرژی مشترک و در دسترس

زمین
هوا

این چرخه از مواد شیمیایی که ما ایجاد کرده‌ایم بخشی از زندگی ماست. و ما، مانند هر گونه ای، باید از آن استفاده کنیم، با آن سازگار شویم، یا حداقل از همه، از آن اجتناب کنیم تا زنده بمانیم. این مفهوم را می توان درک کرد که ما واقعیت مشارکت خود، بله، مشارکت در این روند مستمر را بپذیریم - از یک طرف ما تولیدکننده هستیم و از طرف دیگر محصول این چرخه هستیم. بنابراین، هر چرخشی در رشد خود یا دانش ما متوجه خودمان می شود.

در برخی مواقع، آزمایش‌های ما به نفع ما بود، مانند پنی‌سیلین، که جان بیش از یک میلیون نفر را در جنگ‌ها و زمان صلح نجات داد. و همچنین مواردی وجود دارند که حتی خود کاشفان آنها دوست دارند آنها را فراموش کنند - مناسب است یکی از قدرتمندترین سلاح های کشتار جمعی، گاز سارین (که توسط شیمیدانان آلمانی که در تلاش برای تولید بیشتر آفت کش ها بر اثر تصادف سرنوشت ساز کشف شد را به خاطر بیاوریم. موثر، درست در آستانه جنگ جهانی دوم). ماهیت اکتشافات سوم برای ما و همچنین خود ما روشن نیست، زیرا آنها به سادگی خودمان را تغییر می دهند: احتمالاً نیازی به ذکر نمونه هایی از تأثیر مواد مخدر بر بدن انسان نیست. اگرچه در طلوع داروسازی در دنیای قدیم و سپس در سایر نقاط جهان، آنها به عنوان داروهای مورد نیاز مردم معرفی شدند.

به نظر می رسد که اگر ماده ای با توجه به منافع مردم اختراع شده است، پس چرا برخی حقایق ظاهر می شود که ما حتی به وجود آنها مشکوک نبودیم؟ در عمل، همه چیز بسیار ساده است - خطر مواد مصنوعی دقیقاً در این واقعیت نهفته است که ما هیچ چیز با دقت قابل اعتمادی در مورد تأثیر آنها بر آنچه در سراسر وجود کنترل نشده خود با آنها در تماس هستند نمی دانیم.

این را می توان با یک مثال ابتدایی نشان داد: ما مدتهاست که به نظر ما همه چیز را در مورد اکسیژن می دانیم. اکسیژن برای بدن ما بسیار حیاتی است، اما اکسیژن خالص می تواند ما را بکشد. از آنجایی که اکسیژن بدون ناخالصی در طبیعت یافت نمی شود، ما نمی توانیم آن را به این شکل مصرف کنیم. همانطور که می بینید، ما دقیقاً همانطور که طبیعت به ما آموخته است در زنجیره های زندگی شرکت می کنیم. و هر انحرافی (و در اینجا ما سعی کردیم ماده مورد نیاز خود را بهبود بخشیم) کشنده است. در اینجا فقط یک نتیجه وجود دارد: چیزی که می‌توانیم در مورد هر ماده کاملاً مطمئن باشیم این است که نمی‌دانیم تا چه زمانی ممکن است اثرات مضر بالقوه آن ظاهر نشود.

یکی از ویژگی‌های اساسی انقلاب که امروزه نیز با افزایش هشدار مشاهده می‌کنیم، ممنوعیت ناگفته آزادی اطلاعات در مورد محصولات اختراع شده، مواد تشکیل دهنده، ترکیبات و برچسب‌گذاری آنهاست. اگرچه کشورهای بیشتری برای ارائه اطلاعات در مورد ترکیب غذا، دارو، پوشاک و غیره الزامات اجباری را معرفی می کنند، هنوز در زندگی روزمره تقریباً غیرممکن است که تعیین کنید مثلاً پودر لباسشویی، رنگ، محصول پلاستیکی و غیره شما چیست. شامل هر چیزی است! تحریک آمیزترین چیز در این زمینه پنهان کردن افرادی است که مستقیماً در ایجاد این رژیم مخفیانه دخالت دارند.

بیش از حد مواد شیمیایی غیر ضروری در حال حاضر آنقدر آشکار شده است که هیچ کس در مورد اختراع یک ماده جدید، پلیمر یا جایگزین هیجان زده نمی شود. تایید اصلی این امر تمایل روزافزون مردم به محصولات سازگار با محیط زیست است. می توان در مورد مسیری که همه مردم برای جلوگیری از «پیروزی انقلاب شیمیایی» باید طی کنند، گفت: «راه جهنم با نیت خیر هموار شده است».

روندهای اخیر در پیشرفت های علمی نشان دهنده تغییر بیشتر به سمت زیست شناسی، ژنتیک و همه چیزهای سبز است. به احتمال زیاد، مردم چشمان خود را به روی امکانات بی‌پایان طبیعت فراتر از شیمی و انرژی هسته‌ای باز خواهند کرد و به این نتیجه خواهند رسید که اگر عرضه چیزی تجدیدپذیر نباشد، احتمالاً هیچ فایده‌ای برای طولانی‌مدت وجود ندارد. برنامه های مدت برای این عنصر محدود

فیلم «ماتریکس» به ذهنم خطور می کند

نمودار رشد تعداد مواد شیمیایی را در طول سال های قرن گذشته نشان می دهد

بیشترین تعداد "اختراعات" از این نوع مربوط به ضعیف ترین حلقه ها در زنجیره حمایت از زندگی بشریت است، یعنی:

تولید مواد پرکاربرد

* عایق ها

*پوشش ها

تولید و مصرف پرمصرف ترین محصولات

* مکمل های غذایی

* مواد مورد استفاده در پردازش و ذخیره سازی

*مواد مورد استفاده در داروها

استفاده از منابع و رسانه های انرژی مشترک و در دسترس

* هوا

طیف گسترده ای از مواد شیمیایی بخشی از زندگی ما شده اند.

اگر این مطالب را دوست داشتید، پس ما مجموعه ای از بهترین مطالب سایت خود را با توجه به خوانندگان خود به شما پیشنهاد می کنیم. شما می توانید مجموعه ای از مطالب برتر در مورد فرد جدید، اقتصاد جدید، چشم انداز آینده و آموزش را در جایی که برای شما راحت تر است بیابید.

شیمی دوران باستان.

شیمی، علم ترکیب مواد و تبدیل آنها، با کشف توانایی آتش در تغییر مواد طبیعی توسط انسان آغاز می شود. ظاهراً مردم از 4000 سال قبل از میلاد مسیح، ذوب مس و برنز، سوزاندن محصولات سفالی و ساخت شیشه را می دانستند. تا قرن هفتم. قبل از میلاد مسیح. مصر و بین النهرین به مراکز تولید رنگ تبدیل شدند. طلا، نقره و سایر فلزات نیز به شکل خالص در آنجا به دست می‌آمدند. از حدود 1500 تا 350 قبل از میلاد. از تقطیر برای تولید رنگ استفاده می شد و فلزات از سنگ معدن با مخلوط کردن آنها با زغال چوب و دمیدن هوا در مخلوط سوخته ذوب می شدند. به روشهای تبدیل مواد طبیعی معنایی عرفانی داده شد.

فلسفه طبیعی یونان

این ایده های اساطیری از طریق تالس از میلتوس به یونان نفوذ کرد که همه تنوع پدیده ها و چیزها را به یک عنصر واحد - آب - رساند. با این حال، فیلسوفان یونانی علاقه مند به روش های به دست آوردن مواد و استفاده عملی از آنها نبودند، بلکه عمدتاً به ذات فرآیندهای رخ داده در جهان علاقه داشتند. بنابراین، فیلسوف یونان باستان آناکسیمنس استدلال کرد که اصل اساسی جهان هوا است: وقتی کمیاب می شود، هوا به آتش تبدیل می شود و با غلیظ شدن به آب، سپس خاک و در نهایت سنگ تبدیل می شود. هراکلیتوس افسوسی سعی کرد پدیده های طبیعی را با فرض آتش به عنوان عنصر اولیه توضیح دهد.

چهار عنصر اصلی

این ایده ها در فلسفه طبیعی امپدوکلس از آگریژنتوم، خالق نظریه چهار اصل جهان، ترکیب شد. در نسخه های مختلف، نظریه او بیش از دو هزار سال بر ذهن مردم تسلط داشت. از نظر امپدوکلس، همه اشیای مادی از ترکیب عناصر ابدی و تغییر ناپذیر - آب، هوا، خاک و آتش - تحت تأثیر نیروهای کیهانی عشق (جاذبه) و نفرت (دفعه) تشکیل می شوند. نظریه عناصر امپدوکلس ابتدا توسط افلاطون پذیرفته و توسعه یافت، او تصریح کرد که نیروهای غیر مادی خیر و شر می توانند این عناصر را به یکدیگر تبدیل کنند و سپس توسط ارسطو.

به گفته ارسطو، عناصر عنصری مواد مادی نیستند، بلکه حامل کیفیت های خاصی هستند - گرما، سرما، خشکی و رطوبت. این دیدگاه به ایده جالینوس از چهار "آب میوه" تبدیل شد و تا قرن هفدهم بر علم حاکم بود. پرسش مهم دیگری که فیلسوفان طبیعی یونان را به خود مشغول کرده بود، مسئله تقسیم پذیری ماده بود. بنیانگذاران این مفهوم، که بعدها نام "اتمیستی" را دریافت کرد، لوکیپوس، شاگرد او دموکریتوس و اپیکور بودند. طبق آموزه آنها، فقط پوچی و اتم وجود دارد - عناصر مادی غیرقابل تقسیم، ابدی، تخریب ناپذیر، غیرقابل نفوذ، متفاوت در شکل، موقعیت در پوچی و اندازه. از "گرداب" آنها همه اجسام تشکیل می شوند. نظریه اتمی برای دو هزار سال پس از دموکریتوس نامطلوب باقی ماند، اما به طور کامل ناپدید نشد. یکی از طرفداران آن شاعر یونان باستان تیتوس لوکرتیوس کاروس بود که دیدگاه های دموکریتوس و اپیکور را در این شعر بیان کرد. درباره ماهیت چیزها (De Rerum Natura).

کیمیاگری

کیمیاگری هنر بهبود ماده از طریق تبدیل فلزات به طلا و بهبود انسان با ایجاد اکسیر حیات است. تلاش برای رسیدن به جذاب ترین هدف برای آنها - ایجاد ثروت بی حساب - کیمیاگران بسیاری از مشکلات عملی را حل کردند، بسیاری از فرآیندهای جدید را کشف کردند، واکنش های مختلفی را مشاهده کردند و به شکل گیری علم جدید - شیمی کمک کردند.

دوره هلنیستی.

مصر مهد کیمیا بود. مصریان در شیمی کاربردی درخشان بودند، که با این حال، به عنوان یک رشته مستقل دانش مجزا نبود، بلکه بخشی از "هنر مخفی مقدس" کشیشان بود. کیمیاگری به عنوان یک رشته دانش جداگانه در اواخر قرن دوم و سوم ظاهر شد. آگهی پس از مرگ اسکندر مقدونی، امپراتوری او فروپاشید، اما نفوذ یونانیان به سرزمین های وسیعی از خاور نزدیک و میانه گسترش یافت. کیمیاگری در سالهای 100 تا 300 پس از میلاد به شکوفایی سریع رسید. در اسکندریه

حدود 300 بعد از میلاد زوسیمای مصری یک دایره المعارف نوشت - 28 کتاب که تمام دانش کیمیاگری را در طول 5-6 قرن گذشته پوشش می دهد، به ویژه اطلاعاتی در مورد تبدیل (تغییر) مواد.

کیمیاگری در جهان عرب

پس از فتح مصر در قرن هفتم، اعراب فرهنگ یونانی- شرقی را پذیرفتند که قرن ها توسط مکتب اسکندریه حفظ شده بود. خلفا با تقلید از فرمانروایان قدیم به حمایت از علوم پرداختند و در قرون هفتم تا نهم. اولین شیمیدان ها ظاهر شدند

با استعدادترین و مشهورترین کیمیاگر عرب جابر بن حیان (اواخر قرن هشتم) بود که بعدها در اروپا به نام گبر معروف شد. جابر معتقد بود که گوگرد و جیوه دو اصل متضاد هستند که هفت فلز دیگر از آنها به وجود می آیند. طلا سخت ترین شکل گیری است: برای این شما به ماده خاصی نیاز دارید که یونانیان آن را xerion - "خشک" نامیدند و اعراب به al-iksir تغییر یافتند (اینگونه کلمه "اکسیر" ظاهر شد). اکسیر قرار بود خواص شگفت انگیز دیگری نیز داشته باشد: درمان همه بیماری ها و دادن جاودانگی. کیمیاگر عرب دیگر به نام الرازی (حدود 865–925) (در اروپا به نام رازس) نیز طبابت می کرد. بدین ترتیب وی روش تهیه گچ و نحوه بانداژ محل شکستگی را تشریح کرد. اما مشهورترین پزشک بخاری ابن سینا معروف به ابن سینا بود. نوشته‌های او برای قرن‌ها به عنوان راهنمای پزشکان عمل کرد.

کیمیاگری در اروپای غربی

دیدگاه های علمی اعراب در قرن دوازدهم به اروپای قرون وسطی نفوذ کرد. از طریق شمال آفریقا، سیسیل و اسپانیا. آثار کیمیاگران عرب به لاتین و سپس به سایر زبان های اروپایی ترجمه شد. در ابتدا، کیمیاگری در اروپا بر کارهای بزرگانی چون جابر تکیه داشت، اما سه قرن بعد دوباره به آموزه‌های ارسطو، به ویژه به آثار فیلسوف آلمانی و الهی‌دان دومینیکن، که بعدها اسقف و استاد شد، علاقه‌مند شد. در دانشگاه پاریس، آلبرتوس مگنوس و شاگردش توماس آکویناس. آلبرتوس مگنوس که از سازگاری علوم یونانی و عربی با آموزه های مسیحی متقاعد شده بود، معرفی آنها را به دوره های تحصیلی مکتبی ترویج کرد. در سال 1250، فلسفه ارسطو به تدریس در دانشگاه پاریس وارد شد. فیلسوف و طبیعت شناس انگلیسی، راهب فرانسیسکن، راجر بیکن، که بسیاری از اکتشافات بعدی را پیش بینی می کرد، نیز به مسائل کیمیاگری علاقه مند بود. او خواص نمک نمک و بسیاری از مواد دیگر را مطالعه کرد و روشی برای ساخت باروت سیاه یافت. دیگر کیمیاگران اروپایی عبارتند از آرنالدو دا ویلانوا (1235-1313)، ریموند لول (1235-1313)، و باسیل والنتینوس (راهب آلمانی قرن 15-16).

دستاوردهای کیمیاگری

توسعه صنایع دستی و تجارت، ظهور شهرها در اروپای غربی در قرون 12-13. همراه با توسعه علم و ظهور صنعت. دستور العمل های کیمیاگر در فرآیندهای تکنولوژیکی مانند فرآوری فلزات استفاده می شد. در این سالها جستجوی سیستماتیک برای یافتن و شناسایی مواد جدید آغاز شد. دستور العمل هایی برای تولید الکل و بهبود فرآیند تقطیر در حال ظهور است. مهمترین دستاورد کشف اسیدهای قوی - سولفوریک و نیتریک بود. اکنون شیمیدانان اروپایی قادر به انجام بسیاری از واکنش های جدید و به دست آوردن موادی مانند نمک های اسید نیتریک، ویتریول، آلوم، نمک های اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک بودند. خدمات کیمیاگران، که اغلب پزشکان ماهری بودند، توسط عالی ترین اشراف استفاده می شد. همچنین اعتقاد بر این بود که کیمیاگران راز تبدیل فلزات معمولی به طلا را دارند.

تا پایان قرن چهاردهم. علاقه کیمیاگران به تبدیل برخی مواد به مواد دیگر جای خود را به علاقه به تولید مس، برنج، سرکه، روغن زیتون و داروهای مختلف داد. در قرن 15-16. تجربه کیمیاگران به طور فزاینده ای در معدن و پزشکی مورد استفاده قرار گرفت.

آغاز شیمی مدرن

پایان قرون وسطی با عقب نشینی تدریجی از غیبت، کاهش علاقه به کیمیاگری و گسترش دیدگاه مکانیکی از ساختار طبیعت مشخص شد.

ایاتروشیمی.

پاراسلسوس (1493-1541) نظرات کاملاً متفاوتی در مورد اهداف کیمیاگری داشت. فیلیپ فون هوهنهایم، پزشک سوئیسی، تحت این نام که توسط خودش انتخاب شد ("برتر از سلسوس") وارد تاریخ شد. پاراسلسوس، مانند ابن سینا، معتقد بود که وظیفه اصلی کیمیاگری جستجوی راه های به دست آوردن طلا نیست، بلکه تولید دارو است. او از سنت کیمیاگری این آموزه را وام گرفت که سه بخش اصلی ماده وجود دارد - جیوه، گوگرد، نمک، که با خواص فرار، اشتعال پذیری و سختی مطابقت دارد. این سه عنصر اساس جهان کلان (کیهان) را تشکیل می دهند و با جهان صغیر (انسان) که توسط روح، روح و بدن تشکیل شده است، مرتبط هستند. پاراسلسوس با حرکت به سمت تعیین علل بیماری ها استدلال کرد که تب و طاعون از گوگرد اضافی در بدن رخ می دهد، با جیوه زیاد فلج رخ می دهد و غیره. اصلي كه همه اياترو شيميدانان به آن پايبند بودند اين بود كه پزشكي يك موضوع شيمي است و همه چيز به توانايي پزشك در جدا كردن اصول خالص از مواد ناخالص بستگي دارد. در این طرح، تمام عملکردهای بدن به فرآیندهای شیمیایی کاهش یافت و وظیفه کیمیاگر یافتن و تهیه مواد شیمیایی برای اهداف پزشکی بود.

نمایندگان اصلی جهت ایاتروشیمیایی یان هلمونت (1577-1644)، یک پزشک در حرفه بودند. فرانسیس سیلویوس (1614-1672)، که به عنوان یک پزشک از شهرت زیادی برخوردار بود و اصول «معنوی» را از آموزش ایاتروشیمی حذف کرد. آندریاس لیباویوس (حدود ۱۵۵۰–۱۶۱۶)، پزشک اهل روتنبورگ. تحقیقات آنها کمک زیادی به شکل گیری شیمی به عنوان یک علم مستقل کرد.

فلسفه مکانیکی.

با کاهش تأثیر شیمی ایاتروشیمی، فیلسوفان طبیعی دوباره به آموزه های گذشتگان در مورد طبیعت روی آوردند. در قرن هفدهم به ظهور رسید. دیدگاه های اتمیستی (جسمی) پدیدار شد. یکی از برجسته ترین دانشمندان - نویسندگان نظریه جسمی - فیلسوف و ریاضیدان رنه دکارت بود که در سال 1637 در این مقاله نظرات خود را بیان کرد. استدلال در مورد روش. دکارت معتقد بود که تمام اجسام «از ذرات کوچک متعددی با اشکال و اندازه‌های مختلف تشکیل شده‌اند که به قدری با یکدیگر تناسب ندارند که هیچ شکافی در اطراف آنها وجود ندارد. این شکاف ها خالی نیستند، بلکه با مواد نادر پر شده اند.» دکارت «ذرات کوچک» خود را اتم نمی دانست، یعنی. غیر قابل تقسیم او بر نقطه نظر تقسیم پذیری نامتناهی ماده ایستاد و وجود پوچی را انکار کرد. یکی از برجسته ترین مخالفان دکارت، فیزیکدان و فیلسوف فرانسوی پیر گاسندی بود. اتمیسم گاسندی اساساً بازگویی آموزه های اپیکور بود، با این حال، بر خلاف دومی، گاسندی خلقت اتم ها توسط خدا را تشخیص داد. او معتقد بود که خداوند تعداد معینی از اتم های غیرقابل تقسیم و غیرقابل نفوذ را آفریده است که همه اجسام از آنها تشکیل شده اند. باید بین اتم ها خلاء مطلق وجود داشته باشد. در توسعه شیمی در قرن هفدهم. نقش ویژه ای متعلق به دانشمند ایرلندی رابرت بویل است. بویل اظهارات فیلسوفان باستانی را که معتقد بودند عناصر جهان را می توان به صورت نظری تثبیت کرد، نپذیرفت. این در عنوان کتاب او منعکس شده است شیمیدان شکاک. او که از حامیان رویکرد تجربی برای تعیین عناصر شیمیایی (که در نهایت پذیرفته شد) بود، از وجود عناصر واقعی خبر نداشت، اگرچه تقریباً یکی از آنها - فسفر - را خودش کشف کرد. بویل معمولاً با معرفی اصطلاح "تحلیل" در شیمی اعتبار دارد. او در آزمایش های خود بر روی آنالیز کیفی از شاخص های مختلفی استفاده کرد و مفهوم میل ترکیبی شیمیایی را مطرح کرد. بویل بر اساس کارهای گالیله گالیله اوانجلیستا توریچلی و همچنین اتو گوریکه که "نیمکره های ماگدبورگ" را در سال 1654 نشان داد، پمپ هوایی را که طراحی کرد و آزمایش هایی را برای تعیین خاصیت ارتجاعی هوا با استفاده از یک لوله U شکل توصیف کرد. در نتیجه این آزمایش ها، قانون شناخته شده تناسب معکوس بین حجم و فشار هوا فرموله شد. در سال 1668، بویل عضو فعال انجمن سلطنتی لندن شد و در سال 1680 به عنوان رئیس آن انتخاب شد.

شیمی فنی.

پیشرفت‌ها و اکتشافات علمی نتوانستند بر شیمی فنی تأثیر بگذارند، عناصری که در قرن‌های 15 تا 17 یافت می‌شوند. در اواسط قرن پانزدهم. فناوری دمنده فورج توسعه داده شد. نیازهای صنعت نظامی کار را برای بهبود فناوری تولید باروت تحریک کرد. در طول قرن شانزدهم. تولید طلا دو برابر شد و تولید نقره 9 برابر شد. آثار اساسی در مورد تولید فلزات و مواد مختلف مورد استفاده در ساخت و ساز، شیشه سازی، رنگرزی پارچه، نگهداری مواد غذایی و دباغی چرم منتشر می شود. با گسترش مصرف مشروبات الکلی، روش های تقطیر بهبود یافته و دستگاه های تقطیر جدید طراحی می شود. آزمایشگاه های تولیدی متعدد، عمدتاً متالورژی، ظاهر شد. از فن‌آوران شیمیایی آن زمان می‌توان به Vannoccio Biringuccio (1480–1539) اشاره کرد که اثر کلاسیک او در باره مواد آتش نشانیدر سال 1540 در ونیز چاپ شد و حاوی 10 کتاب بود که به معادن، آزمایش مواد معدنی، تهیه فلزات، تقطیر، هنر جنگ و آتش بازی می پرداخت. رساله معروف دیگر درباره معدن و متالورژی، توسط گئورگ آگریکولا (1494–1555) نوشته شده است. همچنین باید به یوهان گلابر (1604-1670)، شیمیدان هلندی که نمک گلوبر را ایجاد کرد، اشاره کرد.

قرن هجدهم

شیمی به عنوان یک رشته علمی

از سال 1670 تا 1800، شیمی در برنامه‌های درسی دانشگاه‌های پیشرو، همراه با فلسفه طبیعی و پزشکی، جایگاه رسمی دریافت کرد. در سال 1675 کتاب درسی نیکلاس لمری (1645-1715) ظاهر شد. درس شیمیکه محبوبیت زیادی پیدا کرد، 13 نسخه فرانسوی آن منتشر شد و علاوه بر آن به لاتین و بسیاری از زبان های اروپایی دیگر ترجمه شد. در قرن 18 انجمن های علمی شیمی و تعداد زیادی مؤسسه علمی در اروپا ایجاد می شوند. تحقیقاتی که آنها انجام می دهند ارتباط تنگاتنگی با نیازهای اجتماعی و اقتصادی جامعه دارد. شیمیدانان تمرین کننده ظاهر شدند که به ساخت ابزار و تولید مواد برای صنعت مشغول بودند.

نظریه فلوژیستون

در آثار شیمیدانان نیمه دوم قرن هفدهم. توجه زیادی به تفاسیر فرآیند احتراق شد. به گفته یونانیان باستان، هر چیزی که می تواند بسوزد حاوی عنصر آتش است که در شرایط مناسب آزاد می شود. در سال 1669، شیمیدان آلمانی یوهان یواخیم بچر تلاش کرد تا توضیحی منطقی از قابلیت اشتعال ارائه دهد. او پیشنهاد کرد که جامدات از سه نوع "زمین" تشکیل شده است و یکی از انواع آن را "زمین چرب" به عنوان "اصل اشتعال پذیری" در نظر گرفت.

پیرو بچر، شیمیدان و پزشک آلمانی، گئورگ ارنست استال، مفهوم "زمین چربی" را به دکترین تعمیم یافته فلوژیستون - "آغاز اشتعال پذیری" تبدیل کرد. از نظر استال، فلوژیستون ماده خاصی است که در تمام مواد قابل احتراق موجود است و در طی احتراق آزاد می شود. استال استدلال می کرد که زنگ زدن فلزات شبیه سوزاندن چوب است. فلزات حاوی فلوژیستون هستند، اما زنگ (فلز) دیگر حاوی فلوژیستون نیست. این همچنین توضیح قابل قبولی برای فرآیند تبدیل سنگ معدن به فلز ارائه می دهد: سنگ معدنی که محتوای فلوژیستون در آن ناچیز است، روی زغال سنگ غنی از فلوژیستون گرم می شود و دومی به سنگ معدن تبدیل می شود. زغال سنگ به خاکستر تبدیل می شود و سنگ معدن به فلز غنی از فلوژیستون تبدیل می شود. در سال 1780، نظریه فلوژیستون تقریباً در همه جا توسط شیمیدانان پذیرفته شد، اگرچه به یک سؤال بسیار مهم پاسخ نداد: چرا آهن هنگام زنگ زدن سنگین تر می شود، اگرچه فلوژیستون از آن تبخیر می شود؟ شیمیدانان قرن 18. این تناقض چندان مهم به نظر نمی رسید. نکته اصلی، به نظر آنها، توضیح دلایل تغییر ظاهر مواد بود.

در قرن 18 بسیاری از شیمیدانان بودند که فعالیت های علمی آنها در طرح های معمول برای در نظر گرفتن مراحل و جهت گیری های توسعه علم نمی گنجد و در میان آنها جایگاه ویژه ای به دانشمند، شاعر و قهرمان روسی دانشنامه نویس، میخائیل واسیلیویچ لومونوسوف (1711-1711) تعلق دارد. 1765). لومونوسوف با اکتشافات خود تقریباً تمام زمینه های دانش را غنی کرد و بسیاری از ایده های او بیش از صد سال از علم آن زمان جلوتر بود. در سال 1756، لومونوسوف آزمایش های معروفی را در مورد سوزاندن فلزات در یک ظرف بسته انجام داد که شواهد غیرقابل انکاری از حفظ ماده در طی واکنش های شیمیایی و نقش هوا در فرآیندهای احتراق ارائه کرد: حتی قبل از لاووازیه، او افزایش وزن مشاهده شده در هنگام سوزاندن فلزات را توضیح داد. با ترکیب آنها با هوا. بر خلاف ایده های رایج در مورد کالری، او استدلال کرد که پدیده های حرارتی ناشی از حرکت مکانیکی ذرات ماده است. او خاصیت ارتجاعی گازها را با حرکت ذرات توضیح داد. لومونوسوف بین مفاهیم "جسم" (مولکول) و "عنصر" (اتم) تمایز قائل شد که فقط در اواسط قرن نوزدهم به رسمیت شناخته شد. لومونوسوف اصل بقای ماده و حرکت را فرموله کرد، فلوژیستون را از فهرست عوامل شیمیایی حذف کرد، پایه های شیمی فیزیک را پی ریزی کرد و در سال 1748 یک آزمایشگاه شیمیایی در آکادمی علوم سن پترزبورگ ایجاد کرد که در آن نه تنها کار علمی انجام شد. انجام می شود، بلکه کلاس های عملی برای دانش آموزان نیز برگزار می شود. او تحقیقات گسترده ای در زمینه های دانش مرتبط با شیمی - فیزیک، زمین شناسی و غیره انجام داد.

شیمی پنوماتیک.

کاستی های نظریه فلوژیستون به وضوح در طول توسعه به اصطلاح ظاهر شد. شیمی پنوماتیک بزرگترین نماینده این روند، آر. اکنون شیمیدانان ابزاری حیاتی برای جداسازی، شناسایی و مطالعه «هواهای» مختلف دارند. یک قدم مهم، اختراع "حمام پنوماتیک" توسط شیمیدان انگلیسی استفان هیلز (1677-1761) در اوایل قرن 18 بود. - وسیله ای برای به دام انداختن گازهای آزاد شده هنگامی که یک ماده در ظرف آب گرم می شود و وارونه در حمام آب فرو می رود. بعدها، هیلز و هنری کاوندیش وجود گازهای خاصی ("هوا") را ثابت کردند که در خواص آنها با هوای معمولی متفاوت است. در سال 1766، کاوندیش به طور سیستماتیک گازی را که در اثر واکنش اسیدها با فلزات خاصی که بعداً هیدروژن نامیده شد، ایجاد شد، مورد مطالعه قرار داد. جوزف بلک شیمیدان اسکاتلندی سهم بزرگی در مطالعه گازها داشت.او شروع به مطالعه گازهای آزاد شده در اثر واکنش اسیدها با قلیاها کرد. بلک کشف کرد که ماده معدنی کربنات کلسیم با حرارت دادن تجزیه می شود و گاز آزاد می شود و آهک (اکسید کلسیم) تشکیل می شود. گاز آزاد شده (دی اکسید کربن - سیاه آن را "هوای محدود" می نامد) می تواند با آهک دوباره ترکیب شود تا کربنات کلسیم تشکیل دهد. از جمله این کشف، جدایی ناپذیری پیوندهای بین مواد جامد و گاز را ثابت کرد.

انقلاب شیمیایی

جوزف پریستلی، یک کشیش پروتستان که علاقه زیادی به شیمی داشت، در جداسازی گازها و مطالعه خواص آنها به موفقیت بزرگی دست یافت. در نزدیکی لیدز (انگلستان)، جایی که او خدمت می کرد، یک کارخانه آبجوسازی وجود داشت که می توان از آن مقادیر زیادی "هوای محدود" (اکنون می دانیم که دی اکسید کربن بود) برای آزمایش به دست آورد. پریستلی کشف کرد که گازها می توانند در آب حل شوند و سعی کرد آنها را نه روی آب، بلکه روی جیوه جمع آوری کند. بنابراین او توانست اکسید نیتریک، آمونیاک، کلرید هیدروژن، دی اکسید گوگرد را جمع آوری و مطالعه کند (البته این نام های امروزی آنهاست). در سال 1774، پریستلی مهمترین اکتشاف خود را انجام داد: او گازی را جدا کرد که در آن مواد به شدت می سوزند. او که از طرفداران نظریه فلوژیستون بود، این گاز را «هوای دفلوژیستیک» نامید. گازی که توسط پریستلی کشف شد، به نظر می‌رسید که نقطه مقابل "هوای فلوژیستیک" (نیتروژن) باشد که در سال 1772 توسط شیمیدان انگلیسی دانیل رادرفورد (1749-1819) جدا شد. در "هوای phlogisticated" موش ها مردند، اما در هوای "dephlogisticated" آنها بسیار فعال بودند. (لازم به ذکر است که خواص گاز جدا شده توسط پریستلی توسط شیمیدان سوئدی کارل ویلهلم شیله در سال 1771 شرح داده شد، اما پیام او، به دلیل سهل انگاری ناشر، تنها در سال 1777 به چاپ رسید.) بزرگ فرانسوی شیمیدان Antoine Laurent Lavoisier بلافاصله اهمیت کشف پریستلی را درک کرد. در سال 1775، او مقاله ای را تهیه کرد که در آن استدلال کرد که هوا یک ماده ساده نیست، بلکه مخلوطی از دو گاز است، یکی از آنها "هوای پاک شده" پریستلی است که با اجسام در حال سوختن یا زنگ زدگی ترکیب می شود، از سنگ معدن به زغال سنگ می رسد و برای زندگی لازم است لاووازیه به او زنگ زد اکسیژن، اکسیژن، یعنی "اسید زا" ضربه دوم به نظریه عناصر عنصری پس از آن وارد شد که مشخص شد آب نیز یک ماده ساده نیست، بلکه محصول ترکیبی از دو گاز است: اکسیژن و هیدروژن. همه این اکتشافات و تئوری ها، با حذف «عناصر» اسرارآمیز، منجر به عقلانی شدن شیمی شد. فقط آن دسته از موادی که می توان آنها را وزن کرد و یا مقدار آنها را به روش دیگری اندازه گیری کرد، به میدان آمده اند. در طول دهه 80 قرن 18. لاووازیه با همکاری دیگر شیمیدانان فرانسوی Antoine François de Fourcroy (1755-1809)، Guiton de Morveau (1737-1816) و Claude Louis Berthollet، یک سیستم منطقی از نامگذاری شیمیایی ایجاد کرد. بیش از 30 ماده ساده را توصیف کرد که نشان دهنده خواص آنهاست. این کار روش نامگذاری شیمیایی، در سال 1787 منتشر شد.

انقلابی در دیدگاه های نظری شیمیدانان که در پایان قرن هجدهم رخ داد. در نتیجه انباشت سریع مواد آزمایشی تحت تسلط نظریه فلوژیستون (البته مستقل از آن)، معمولاً به آن "انقلاب شیمیایی" می گویند.

قرن نوزدهم

ترکیب مواد و طبقه بندی آنها.

موفقیت های لاووازیه نشان داد که استفاده از روش های کمی می تواند در تعیین ترکیب شیمیایی مواد و روشن کردن قوانین ارتباط آنها کمک کند.

نظریه اتمی.

تولد شیمی فیزیک.

تا پایان قرن نوزدهم. اولین آثار ظاهر شد که در آن خواص فیزیکی مواد مختلف (نقاط جوش و ذوب، حلالیت، وزن مولکولی) به طور سیستماتیک مورد مطالعه قرار گرفت. چنین تحقیقاتی توسط Gay-Lussac و Van't Hoff آغاز شد که نشان دادند حلالیت نمک ها به دما و فشار بستگی دارد. در سال 1867، شیمیدان نروژی پیتر واگ (1833-1900) و کاتو ماکسیمیلیان گولدبرگ (1836-1902) قانون عمل جرم را فرموله کردند که بر اساس آن، سرعت واکنش ها به غلظت واکنش دهنده ها بستگی دارد. دستگاه ریاضی که آنها استفاده کردند، یافتن کمیت بسیار مهمی را که هر واکنش شیمیایی را مشخص می کند - ثابت سرعت - ممکن کرد.

ترمودینامیک شیمیایی

در همین حال، شیمیدانان به مسئله اصلی شیمی فیزیک - تأثیر گرما بر واکنش های شیمیایی - روی آوردند. تا اواسط قرن 19. فیزیکدانان ویلیام تامسون (لرد کلوین)، لودویگ بولتزمن و جیمز ماکسول دیدگاه های جدیدی در مورد ماهیت گرما ایجاد کردند. آنها با رد نظریه کالریستی لاووازیه، گرما را به عنوان نتیجه حرکت نشان دادند. ایده های آنها توسط رودولف کلازیوس توسعه داده شد. او یک نظریه جنبشی ایجاد کرد که براساس آن می توان مقادیری مانند حجم، فشار، دما، ویسکوزیته و سرعت واکنش را بر اساس ایده حرکت پیوسته مولکول ها و برخورد آنها در نظر گرفت. همزمان با تامسون (1850)، کلاسیوس اولین فرمول قانون دوم ترمودینامیک را ارائه کرد و مفاهیم آنتروپی (1865)، گاز ایده آل و مسیر آزاد متوسط مولکول ها را معرفی کرد.

رویکرد ترمودینامیکی واکنش‌های شیمیایی توسط آگوست فریدریش گورستمن (1929-1842) در آثارش مورد استفاده قرار گرفت، که بر اساس ایده‌های کلازیوس، تلاش کرد تفکیک نمک‌ها در محلول را توضیح دهد. در سال های 1874-1878، شیمیدان آمریکایی، جوزیا ویلارد گیبس، مطالعه سیستماتیک ترمودینامیک واکنش های شیمیایی را انجام داد. او مفهوم انرژی آزاد و پتانسیل شیمیایی را معرفی کرد، ماهیت قانون عمل جرم را توضیح داد و اصول ترمودینامیکی را در مطالعه تعادل بین فازهای مختلف در دماها، فشارها و غلظت‌های مختلف به کار برد (قانون فاز). کار گیبس پایه و اساس ترمودینامیک شیمیایی مدرن را گذاشت. شیمیدان سوئدی سوانت آگوست آرنیوس نظریه تفکیک یونی را ایجاد کرد که بسیاری از پدیده های الکتروشیمیایی را توضیح می دهد و مفهوم انرژی فعال سازی را معرفی کرد. او همچنین یک روش الکتروشیمیایی برای اندازه گیری وزن مولکولی املاح ابداع کرد.

دانشمند بزرگی که به لطف او شیمی فیزیک به عنوان یک حوزه دانش مستقل شناخته شد، شیمیدان آلمانی ویلهلم استوالد بود که مفاهیم گیبس را در مطالعه کاتالیزور به کار برد. در سال 1886 اولین کتاب درسی شیمی فیزیک را نوشت و در سال 1887 مجله شیمی فیزیک (Zeitschrift für physikalische Chemie) را (همراه با Van't Hoff) تأسیس کرد.

قرن بیستم

نظریه ساختاری جدید

با توسعه تئوری های فیزیکی در مورد ساختار اتم ها و مولکول ها، مفاهیم قدیمی مانند میل ترکیبی شیمیایی و دگرگونی مورد بازاندیشی قرار گرفتند. ایده های جدیدی در مورد ساختار ماده پدیدار شد.

مدل اتم.

در سال 1896، آنتوان هانری بکرل (1852-1908) پدیده رادیواکتیویته را کشف کرد و انتشار خود به خود ذرات زیر اتمی از نمک های اورانیوم را کشف کرد و دو سال بعد، همسران پیر کوری و ماری اسکلودوسکا-کوری دو عنصر رادیواکتیو پولون و رادیوم را جدا کردند: . در سال های بعد، کشف شد که مواد رادیواکتیو سه نوع تشعشع از خود ساطع می کنند: آ-ذرات، ب-ذرات و g-اشعه ها همراه با کشف فردریک سودی، که نشان داد در طی واپاشی رادیواکتیو، تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر رخ می دهد، همه اینها معنای جدیدی به آنچه کهن ها تغییر شکل می دادند، داد.

در سال 1897 جوزف جان تامسون الکترونی را کشف کرد که بار آن در سال 1909 توسط رابرت میلیکان با دقت بالایی اندازه گیری شد. در سال 1911، ارنست رادرفورد، بر اساس مفهوم الکترون تامسون، مدلی از اتم را پیشنهاد کرد: در مرکز اتم یک هسته با بار مثبت وجود دارد و الکترون های دارای بار منفی به دور آن می چرخند. در سال 1913، نیلز بور، با استفاده از اصول مکانیک کوانتومی، نشان داد که الکترون ها را می توان نه در هیچ مداری، بلکه در مدارهای کاملاً تعریف شده قرار داد. مدل کوانتومی سیاره‌ای رادرفورد-بور از اتم، دانشمندان را وادار کرد تا رویکرد جدیدی برای توضیح ساختار و خواص ترکیبات شیمیایی داشته باشند. فیزیکدان آلمانی والتر کوسل (1888-1956) پیشنهاد کرد که خواص شیمیایی یک اتم با تعداد الکترون های موجود در لایه بیرونی آن تعیین می شود و تشکیل پیوندهای شیمیایی عمدتاً توسط نیروهای برهمکنش الکترواستاتیکی تعیین می شود. دانشمندان آمریکایی گیلبرت نیوتن لوئیس و ایروینگ لانگمویر نظریه الکترونیکی پیوند شیمیایی را فرموله کردند. مطابق با این ایده ها، مولکول های نمک های معدنی توسط برهمکنش های الکترواستاتیکی بین یون های تشکیل دهنده آنها، که در حین انتقال الکترون ها از یک عنصر به عنصر دیگر (پیوند یونی) و مولکول های ترکیبات آلی - به دلیل اشتراک الکترون ها تشکیل می شوند، تثبیت می شوند. (پیوند کووالانسی). این ایده ها زیربنای مفاهیم مدرن پیوند شیمیایی است.

روش های جدید تحقیق.

تمام ایده های جدید در مورد ساختار ماده تنها می تواند در نتیجه پیشرفت در قرن بیستم شکل بگیرد. تکنیک های تجربی و ظهور روش های جدید تحقیق. کشف اشعه ایکس در سال 1895 توسط ویلهلم کنراد رونتگن به عنوان مبنایی برای ایجاد متعاقب روش کریستالوگرافی اشعه ایکس بود که امکان تعیین ساختار مولکول ها را از الگوی پراش اشعه ایکس بر روی کریستال ها فراهم می کرد. با استفاده از این روش، ساختار ترکیبات آلی پیچیده رمزگشایی شد - انسولین، اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA)، هموگلوبین و غیره. با ایجاد نظریه اتمی، روش های طیف سنجی جدید قدرتمندی ظاهر شد که اطلاعاتی در مورد ساختار اتم ها و مولکول ها ارائه می دهد. فرآیندهای بیولوژیکی مختلف، و همچنین مکانیسم واکنش‌های شیمیایی، با استفاده از ردیاب‌های رادیوایزوتوپ مورد مطالعه قرار می‌گیرند. روش های پرتودرمانی نیز به طور گسترده ای در پزشکی استفاده می شود.

بیوشیمی.

این رشته علمی که به بررسی خواص شیمیایی مواد بیولوژیکی می پردازد، ابتدا یکی از شاخه های شیمی آلی بود. این منطقه در دهه آخر قرن نوزدهم به یک منطقه مستقل تبدیل شد. در نتیجه مطالعات خواص شیمیایی مواد با منشاء گیاهی و حیوانی. یکی از اولین بیوشیمی دانان دانشمند آلمانی امیل فیشر بود. او موادی مانند کافئین، فنوباربیتال، گلوکز و بسیاری از هیدروکربن‌ها را سنتز کرد و کمک زیادی به علم آنزیم‌ها - کاتالیزورهای پروتئینی، اولین بار در سال 1878 جدا شد. شکل‌گیری بیوشیمی به عنوان یک علم با ایجاد روش‌های تحلیلی جدید تسهیل شد . در سال 1923، شیمیدان سوئدی، تئودور سودبرگ، یک دستگاه اولتراسانتریفیوژ طراحی کرد و یک روش ته نشینی را برای تعیین وزن مولکولی درشت مولکول ها، عمدتاً پروتئین ها، توسعه داد. دستیار Svedberg، Arne Tiselius (1902-1971) در همان سال روش الکتروفورز را ایجاد کرد، روشی پیشرفته تر برای جداسازی مولکول های غول پیکر بر اساس تفاوت در سرعت مهاجرت مولکول های باردار در میدان الکتریکی. در آغاز قرن بیستم. شیمیدان روسی میخائیل سمنوویچ تسوت (1872-1919) روشی را برای جداسازی رنگدانه های گیاهی با عبور مخلوط آنها از طریق لوله ای پر از جاذب توصیف کرد. این روش کروماتوگرافی نام داشت. در سال 1944، شیمیدانان انگلیسی آرچر مارتین و ریچارد سینگ نسخه جدیدی از روش را پیشنهاد کردند: آنها لوله را با جاذب با کاغذ صافی جایگزین کردند. به این ترتیب کروماتوگرافی کاغذی ظاهر شد - یکی از رایج ترین روش های تحلیلی در شیمی، زیست شناسی و پزشکی، که با کمک آن در اواخر دهه 1940 و اوایل دهه 1950 امکان تجزیه و تحلیل مخلوط اسیدهای آمینه حاصل از تجزیه پروتئین های مختلف وجود داشت. تعیین ترکیب پروتئین ها در نتیجه تحقیقات پر زحمت، ترتیب اسیدهای آمینه در مولکول انسولین ایجاد شد (فردریک سانگر) و تا سال 1964 این پروتئین سنتز شد. امروزه بسیاری از هورمون ها، داروها و ویتامین ها با استفاده از روش های سنتز بیوشیمیایی به دست می آیند.

شیمی صنعتی.

احتمالاً مهمترین مرحله در توسعه شیمی مدرن، ایجاد در قرن 19 بود. مراکز تحقیقاتی مختلفی علاوه بر تحقیقات بنیادی، کاربردی نیز به فعالیت می پردازند. در آغاز قرن بیستم. تعدادی از شرکت های صنعتی اولین آزمایشگاه های تحقیقاتی صنعتی را ایجاد کردند. در ایالات متحده آمریکا، آزمایشگاه شیمیایی DuPont در سال 1903 و آزمایشگاه Bell در سال 1925 تاسیس شد. پس از کشف و سنتز پنی سیلین در دهه 1940 و سپس سایر آنتی بیوتیک ها، شرکت های دارویی بزرگی به وجود آمدند که توسط شیمیدانان حرفه ای کار می کردند. کار در زمینه شیمی ترکیبات ماکرومولکولی از اهمیت عملی زیادی برخوردار بود. یکی از بنیانگذاران آن شیمیدان آلمانی هرمان استودینگر (1881-1965) بود که نظریه ساختار پلیمرها را توسعه داد. جستجوهای فشرده برای روش‌های تولید پلیمرهای خطی در سال 1953 منجر به سنتز پلی اتیلن (کارل زیگلر) و سپس پلیمرهای دیگر با خواص مطلوب شد. امروزه تولید پلیمر بزرگترین شاخه صنایع شیمیایی است.

همه پیشرفت های شیمی برای انسان مفید نبوده است. در قرن 19 در تولید رنگ، صابون و منسوجات از اسید کلریدریک و گوگرد استفاده می شد که خطرات زیادی برای محیط زیست به همراه داشت. در قرن بیستم تولید بسیاری از مواد آلی و معدنی به دلیل بازیافت مواد مصرف شده و همچنین از طریق پردازش ضایعات شیمیایی که سلامت انسان و محیط زیست را به خطر می اندازند افزایش یافته است.

ادبیات:

فیگوروفسکی N.A. انشا در مورد تاریخ عمومی شیمی. م.، 1969
جوا ام. تاریخچه شیمی. م.، 1975
عظیموف آ. تاریخچه مختصر شیمی. م.، 1983