Что такое химия? Химия является высокоупорядоченной - постоянно развивающейся системой знаний о веществах, имеющей определенное социальное назначение и свое место в ряду других наук.

Под системой химии подразумевается объединение всех химических знаний в концептуальные системы, которые находятся между собой в отношениях иерархии, т.к. каждая концептуальная система - это определенный уровень знаний.

Особое место в этом уровне знаний занимает неорганическая химия. Большая часть знаний, на которых базируется неорганическая химия, получена довольно давно, но во второй половине прошлого века она вдруг оказалась в тени фантастических достижений органической химии и химии живых систем. Практически у всех создалось ощущение, что неорганическая химия — в глубоком застое. Этому в немалой степени способствовали и университетские профессора, излагавшие предмет почти в неизменном виде на протяжении десятилетий. Между тем ситуация в последние годы существенно переменилась. Интенсивное развитие электроники, фотоники, сенсорики и спинтроники потребовало новых материалов со специальными свойствами, что привело к ренессансу неорганической химии.

Неорганическая химия гораздо сложнее органической химии. Последняя — это фактически химия одного элемента, а у неорганики их в арсенале почти сто. Именно это даёт простор для создания самых разных материалов с разными свойствами.

В Периодической системе элементов уже почти исчезли „застойные“ зоны, практически все элементы активно применяются в новых материалах. Пример тому — использование самых молодых(по времени открытия) химических элементов, таких, как рений, технеций и франций, не говоря уже о плутонии, америции и других актинидах.

Переход от химических элементов к материалам исключительно сложен, здесь не помогают даже методы комбинаторной химии, поскольку возможно множество сочетаний различных химических элементов. Например, только для элементов, имеющих стабильные изотопы, таких сочетанийбольше 7×1023. Это число увеличится на много порядков, если учесть, что большинство современных материалов создают, используя метастабильные состояния веществ. Дело в том, что 99,9% неорганических материалов находятся в неравновесном состоянии, то есть с ними что-топроисходит во времени (например, металл окисляется). Этот процесс превращения может быть очень медленным, поэтому кажется, что материал стабилен и неизменен. Чем отличается стабильное состояние от метастабильного? Если зафиксировать все параметры, которые характеризуют состояние системы, то только одно-единственное будет термодинамически стабильным, а множество других — метастабильными. Таких метастабильных состояний бесконечно много даже для одного вещества, имеющего фиксированный состав, а свойства у этих состояний разные.

В этой ситуации метод случайного перебора композиций не может быть эффективным — надо с умом использовать закономерности неорганической химии. К сожалению, несмотря на славные традиции её развития в России, в последние 10–20 лет фронт отечественных исследований значительно сузился из-за крайне ограниченных экспериментальных возможностей многих научных групп(нет современных электронных микроскопов, синхротронных источников излучения,сквид-магнетометров, ЯМР-спектрометров высокого разрешения и т. д.).. Это тем более печально, что в прошлом российские учёные внесли существенный вклад в развитие неорганической химии, — достаточно вспомнить Д.И. Менделеева, И.С. Курнакова, Л.А. Чугаева, И.И. Черняева, а также А.В. Новосёлову, И.В. Тананаева, В.И. Спицина.

Неорганическая химия, наука о химических элементах и образуемых ими простых и сложных веществах, за исключением органических соединений.

Понятие "неорганическая химия" (минеральная химия) появилось первоначально для обозначения веществ минерального происхождения.

Основные задачи современной Неорганической химии: изучение строения, свойств и химических реакций простых веществ и соединений, взаимосвязи строения со свойствами и реакционной способностью веществ, разработка методов синтеза и глубокой очистки веществ, общих методов получения неорганических материалов.

Важнейшие разделы неорганической химии - теоретическая, синтетическая и прикладная неорганическая химия. По изучаемым объектам ее подразделяют на химию отдельных элементов, химию групп элементов в составе периодической системы (химия щелочных металлов, щелочноземельных элементов, галогенов, халькогенов и др.), химию определенных соединений тех или иных элементов (химия силикатов. пероксидных соединений и др.), химию элементов, объединенных в группы по исторически сложившимся признакам (например, химия редких элементов), химию близких по свойствам и применению веществ (химия тугоплавких веществ, интерметаллидов, полупроводников, энергонасыщенных соединений, благородных металлов, неорганических полимеров и др.). Самостоятельный раздел неорганической химии - координационная химия, или химия координационных соединений. Нередко обособляют химию переходных элементов.

Границы между неорганической химией и другими химическими науками часто условны или неопределенны. Одни и те же вещества или реакции могут быть объектами исследования различных химических дисциплин.

Как и многие другие химические науки, неорганическая химия неразрывно связана с физической химией, которая может считаться теоретической и методологической основой современной химии, с аналитической химией - одним из главных инструментов химии.

Неорганическая химия отчасти пересекается с органической химией, особенно с химией металлоорганических соединений, бионеорганической химией и др.

Теоретические представления неорганической химии используют в геохимии, космохимии, химии твердого тела, химии высоких энергий, радиохимии, ядерной химии, в некоторых разделах биохимии и агрохимии.

Прикладная часть неорганической химии связана с химической технологией, металлургией, галургией, электроникой, с добычей полезных ископаемых, производством керамики, строительных, конструкционных, а также оптических и других неорганических материалов, с обеспечением работы энергетических установок (например, АЭС), с сельским хозяйством, с обезвреживанием промышленных отходов, охраной природы и др.

I.2. История развития неорганической химии.

История неорганической химии тесно связана с общей историей химии, а вместе с ней - с историей естествознания и историей человеческой цивилизации. Составные разделы истории неорганической химии - история открытия химических элементов, история формирования основных понятий о веществе, история открытия и развития законов химии, в частности периодического закона Менделеева.

Все основные периоды развития общей химии (древнейший, алхимии, ятрохимии, возникновения технической химии, классичесской химии, современный) - это и периоды развития неорганической химии в ее современном понимании.

В течение древнейшего периода (до нач. 13 в.) стали известны углерод, сера, железо, олово, свинец, медь, ртуть,серебро и золото. С 7 в. в Китае производился фарфор. В алхимический период (до нач. 16 в.) были охарактеризованы многие минералы, открыты мышьяк, сурьма, висмут, цинк, изучены некоторые сплавы (в частности, отдельные амальгамы), соли, нескольких кислот и щелочей. Возник пробирный анализ. В Европе с сер. 13 в. стала применяться, а в 15 в. и производиться селитра.

В начале 16 в. возникло направление в алхимии и медицине - ятрохимия (от греч. iatros-врач и химия; химиатрия, иатрохимия), отводившее основную роль в возникновении болезней нарушениям химических процессов в организме человека и ставившее задачу отыскания и приготовления химических средств их лечения. Основатель ятрохимии - Парацельс - ввел в медицинскую практику препараты ртути, серебра, золота и других металлов. Ятрохимия утратила свое значение в нач. 18 в.

В период возникновения технической химии (17 в. - 1-я половина 18 в.) установлено существование фосфора, кобальта, платины и никеля. Были созданы производства азотной, соляной и серной кислот, различных солей (поваренная соль, квасцы, бура, нашатырь, сульфат цинка), минеральных красителей, керамики.

Начало 18 в. связано с распространением теории флогистона - некоего вещества, якобы выделяемого при горении. Эта ошибочная теория оказала положительное влияние на развитие химии, впервые позволив рассматривать различные химические процессы с одной общей точки зрения.

Во 2-й половине 18 в. химико-аналитическими методами были открыты барий, марганец, молибден и другие металлы,теллур, с помощью электричества была разложена вода, обнаружены первые газообразные простые вещества - водород, азот, хлор и кислород.

М.В.Ломоносов и А.Лавуазье сформулировали закон сохранения массы при химических реакциях. Лавуазье показал несостоятельность теории флогистона, дал определение химического элемента (вещество, которое не может быть разложено химическими способами), предложил впервые перечень известных тогда химических элементов. Принципы химической номенклатуры этого периода в основном сохранились до нашего времени.

turboreferat.ru

История развития неорганической химии

Неорганическая химия (неорганическая химия), наука о хим. элементах и образуемых ими простых и сложных веществах, за исключением органических соединений.

Понятие "неорганическая химия" (минер. химия) появилось первоначально для обозначения веществ (веществ) минерального происхождения.

Основные задачи современной неорганической химии: изучение строения, свойств и химических реакций простых веществ и соединений, взаимосвязи строения со свойствами и реакционной способностью веществ, разработка методов синтеза и глубокой очистки веществ, общих методов получения неорганических материалов.

По изучаемым объектам неорганическую химию подразделяют на химию отдельных элементов, химию групп элементов в составе периодичной системы (химия щелочных металлов, щелочноземельных элементов, галогенов, халькогенов и др.), химию определенных соединений тех или иных элементов (химия силикатов, пероксидных соединений и др.), химию элементов, объединенных в группы по исторически сложившимся признакам (напр., химия редких элементов),химию близких по свойствам и применению веществ (химия тугоплавких веществ, интерметаллидов, полупроводников, энергонасыщенных соединений, благородных металлов, неорганических полимеров и др.). Нередко обособляют химию переходных элементов.

Как и многие другие химические науки, неорганическая химия неразрывно связана с физ. химией, которая может считаться теоретической и методологической основой современной химии, с аналитической химией – одним из главных инструментов химии.

Неорганическая химия отчасти пересекается с орг. химией, особенно с химией металлоорганических соединении, бионеорганической химией и др.

Прикладная часть неорганической химии связана с хим. технологией, металлургией, галургией, электроникой, с добычей полезных ископаемых, производством керамики, строительных, конструкционных и др. неорганических материалов, с обеспечением работы энергетических установок (например, АЭС), с сельским хозяйством, с обезвреживанием промышленных отходов, охраной природы и др.

История неорганической химии тесно связана с общей историей химии, а вместе с ней – с историей естествознания и историей человеческой цивилизации.

Этапными для развития неорганической химии явились работы И. Берцелиуса, который в 1814 опубликовал таблицу атомных масс. А. Авогадро и Ж. Гей-Люссак открыли газовые законы, П. Дюлонг и А. Пти нашли правило, связывающее теплоемкость с числом атомов в соединении, Г.И. Гесс – закон постоянства количества теплоты. Возникла атомно-молекулярная теория.

В 1807 Г. Дэви электрохимически разложил гидроксиды натрия и калия и ввел в практику новый метод выделения простых веществ; в 1834 М. Фарадей опубликовал основные законы электрохимии.

2-я половина – конец XIX в. ознаменовались обособлением физ. химии. К. Гульдберг и П. Вааге сформулировали закон действующих масс. Работы С. Аррениуса, Я. Вант-Гоффа, В. Оствальда положили начало теории растворов.

В этот же период зародилось учение о валентности (Ф. Кекуле, Ш. Вюрц и др.), стали известными новые хим. элементы (бор, литий, кадмий, селен, кремний, бром, алюминий, йод, торий, ванадий, лантан, эрбий, тербий, диспрозий, рутений, ниобий), с помощью введенного в практику спектрального анализа было доказано существование цезия, рубидия, таллия и индия. Было проведено определение и уточнение атомных масс многих химических элементов.

К концу 1860-х гг. стало известно 63 химических элемента и большое число разнообразных хим. соединений, однако научная классификация элементов отсутствовала. Основой для систематики явился периодический закон Менделеева, с помощью которого были исправлены атомные массы многих элементов и предсказаны свойства неизвестных в то время веществ. Последние открытия Галлия (П.Э. Лекок де Буабодран, 1875), Скандия (Л. Нильсон, 1879), Германия (К.А. Винклер, 1886), Лантаноидов, благородных газов (У. Рамзай, 1894-98), первых радиоактивных элементов – полония и радия (М. Склодовская, П. Кюри, 1898) блестяще подтвердили периодический закон. При получении астата, актиноидов, курчатовия, нильсбория и элементов с атомными номерами 106 и выше этот закон был использован на практике. Приоритет Менделеева в открытии периодического закона, некоторое время оспаривавшийся Л. Мейером, был закреплен в названии одного из искусственных элементов (менделевия).

Теория строения атома (Э. Резерфорд, 1911; Н. Бор, 1913), введение понятия атомного номера (Г. Мозли, 1914) позволили дать периодическому закону физическое обоснование.

Теоретическая неорганическая химия

Этот раздел неорганической химии рассматривает вопросы хим. связи в неорганических веществах, структуры веществ, их свойства и реакционная способность. Основными в неорганической химии являются периодический закон, закон постоянства состава веществ и др. Однако ключевой проблемой сейчас является природа хим. связи. В неорганических веществах встречаются все виды хим. связи – ковалентная, ионная и металлическая. Теория хим. связи, в частности, рассматривает вопросы природы связи, ее энергии, длины, полярности. Наибольшее распространение получили методы молекулярных орбиталей, наряду с которыми используют метод валентных связей, теорию кристаллического поля и др. Для неорганической химии особенно актуально приложение методов молекулярных орбиталей к твердым телам.

Большое значение придается спектрам в электромагнитном диапазоне (для определения структуры веществ) и магнитным свойствам веществ (в целях создания магнитных материалов). Теоретическая неорганическая химия активно использует методы хим. термодинамики и хим. кинетики.

Теоретическая неорганическая химия изучает также закономерности образования дефектов кристаллической решетки, влияние дефектов на свойства веществ, исследует кинетику твердофазных процессов.

Некоторые вопросы, являются одновременно и проблемами физики и физ. химии. Например, квантово-химическое описание электронной конфигурации атомов и ионов, проблемы происхождения хим. элементов и их превращений в космосе, создание теории высокотемпературной сверхпроводимости и др.

Прикладная химия

Еще в 18 в. установилась тесная связь между неорганической химией и ремеслами – основой зарождавшейся промышленности. Позднее неорганическая химия стала научной базой многих производств, определяющих уровень промышленного развития отдельных стран и всего человечества.

Прикладной частью неорганической химии традиционно считается технология неорганических веществ. Она связана с крупномасштабными производствами серной, соляной, фосфорной, азотной кислот, соды, аммиака, хлора, фтора, фосфора, а также солей натрия, калия, магния и др., диоксида углерода, водорода, различных минеральных удобрений и мн. других веществ Большая часть этих продуктов потребляется другими химическими производствами и металлургией.

Прикладная неорганическая химия играет существенную роль в развитии важнейших отраслей народного хозяйства. Так, в машиностроении и строительстве широко используют материалы, получаемые из минерального сырья хим. методами. Это, например, металлы и сплавы, минеральные красители, твердые сплавы для режущего инструмента.

biofile.ru

Реферат по химии "Неорганическая химия"

Если XVIII столетие можно назвать периодом зарождения российской химической науки, то XIX в. делится на два периода: первая половина – становление отечественной химии, вторая половина – утверждение российских ученых в профессиональном мировом сообществе. При этом выдающиеся открытия Д.И. Менделеева и А.М. Бутлерова стали логическим следствием той огромной деятельности русских ученых, направленной на популяризацию химических и химико-технологических знаний, на развитие отечественной промышленности, которая велась ими с начала века. Петербургская академия наук, в которой в XVIII в. была сосредоточена практически вся российская химия, не потеряла своего значения и в последующее столетие. В 1803 г. был принят ее новый устав, в котором она определялась как главное ученое учреждение страны, а в ее задачи входило усовершенствование наук, просвещение, а также усовершенствование мануфактур, ремесел и фабрик. В 1810–1830 гг. русскими химиками была проделана огромная работа по созданию учебно-методических основ преподавания химии, написанию отечественных руководств по химии. Так, в 1808 г. А.И. Шерер (1772–1825), профессор Петербургской медико-хирургической академии, Главного педагогического института и Горного кадетского корпуса, а с 1815 г. – академик Петербургской академии наук издал первый русский учебник – «Руководство к преподаванию химии» (в двух частях). В «Предуведомлении» он писал о своем стремлении прежде всего к тому, чтобы преподавание химии было «практическим и основательным». В 1813–1817 гг. было издано пятитомное энциклопедическое руководство «Всеобщая химия для учащих и учащихся» профессора химии Харьковского университета Ф.И. Гизе (1784–1821). Это уникальное издание впервые ознакомило русского читателя с новейшими теориями и открытиями в химии: представлениями К. Бертолле о химическом сродстве, законами Пруста, Рихтера, электрохимическими представлениями Г. Дэви и Я. Берцелиуса и др. Первой книгой, достаточно полно отражавшей последние достижения науки и излагавшей факты и теории химии в компактной и доступной форме, стал учебник Г.И. Гесса «Основание чистой химии» (1831), который вплоть до выхода в свет «Основ химии» Д.И. Менделеева (1869) был принят в учебных заведениях России в качестве основного руководства по химии. В историю мировой и отечественной химии имя Германа Ивановича Гесса (1802–1850) вошло не только благодаря его знаменитому учебнику. В первую очередь он известен как создатель первой в России научной школы химиков-неоргаников, один из основоположников термохимии. В своих термохимических исследованиях Г.И. Гесс значительно раньше Х.П. Томсена и П.Э. Бертло выдвинул (1840) положение, согласно которому величины тепловых эффектов реакции могут служить мерой химического сродства. Открыл (1840) основной закон термохимии – закон постоянства количества тепла, доказал (1842) правило термонейтральности.

Вторая половина XIX в. представляет собой особый период в истории отечественной науки, в том числе и химии. Эпохой в истории мировой науки стали открытие в 1869 г. Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834–1907) Периодического закона химических элементов и разработка в 1861–1870 гг. А.М. Бутлеровым (1828–1886) теории химического строения веществ.

Ответ на вопрос о различии химических свойств органических соединений дал А.М. Бутлеров в своей теории химического строения. Он показал, что реакционная способность молекул зависит от величин энергии химических связей между атомами, которые изменяются в результате взаимного влияния атомов и атомных групп в единой системе молекулы. Таким образом, в соответствии с его теорией сущность химического строения молекул заключается в энергетической неэквивалентности разных химических связей, одинаково обозначаемых как С–Н, или в общем случае А–В.

На основе теории химического строения представителями школы Бутлерова был осуществлен синтез олефиновых и парафиновых углеводородов состава C5–C10 – основы химии углеводородов, которая стала впоследствии базой для развития нефтехимии, являющейся основным поставщиков карбюраторных и дизельных топлив и смазочных материалов для авто- и авиамоторостроения. Исследования А.М. Бутлерова по полимеризации низкомолекулярных олефинов и по синтезу углеводородов изостроения, выполненные им с целью экспериментального подтверждения своей теории, составили научную основу синтеза компонентов высококачественных авиационных топлив. Уплотнение олефиновых углеводородов по Бутлерову приобрело важное значение также для синтеза присадок, улучшающих вязкостные свойства смазочных масел. Не меньший вклад в науку о химии нефти внёс ученик А.М. Бутлерова, В.В. Марковников, посвятивший более 20 лет своей научной деятельности исследованию состава кавказской нефти. Исследование нефтей в период интенсивной разработки кавказских месторождений в последней четверти XIX столетия было сосредоточено главным образом в Московском университете в лабораториях Н.Д. Зелинского и В.В. Марковникова. Особое внимание В.В. Марковников уделял выделению нафтеновых углеводородов из нефти путём многократной дробной разгонки её и изучению свойств выделенных углеводородов. Химические методы идентификации нефтяных углеводородов, разработанные учёным, нашли применение во всех лабораториях мира. По этим же реакциям осуществляется синтез многих органических соединений.

Роль химии в современном мире.

В атмосфере «хемифобии» надо полностью сознавать невозможность социального прогресса без развития химии и применения ее достижений для решения проблем энергетики, экологии, национальной обороны, здравоохранения, развития промышленности, сельского хозяйства.

Достаточно сказать, что 92% энергии, потребляемой сейчас обществом, мы получаем, осуществляя химические процессы. И если современная энергетика создает экологические проблемы, то виновата в этом не химия, а неграмотное или недобросовестное использование продуктов ее деятельности (хим. процессы, продукты, материалы).

Надо помнить, что химия – это не только ДДТ, дефолианты, нитраты и диоксины. Но и сахар и соль, воздух и валидол, молоко и магний, полиэтилен и пенициллин. Все чем мы пользуемся, что носим, в чем живем, передвигаемся, чем играем, производится посредством управляемых химических реакций.

Занятие химика – изобретение реакций, превращающих окружающие нас вещества в те, что служат удовлетворению наших нужд.

Нам необходимо иметь эффективное средство против болезни Паркинсона. Химики синтезируют карбидофу – соединение, отсутствующее в природе, но обладающее высокой терапевтической активностью.

Миллионы автомашин загрязняют атмосферу. Эту задачу отчасти помогает решить автомобильный каталитический конвертор выхлопных газов.

Сейчас насчитывается более 8 миллионов синтезированных соединений. Химия играет роль в решении проблем обеспечения людей продовольствием, одеждой и жильем, новых источников энергии, в создании возобновляемых заменителей истощающихся или редких материалов, в укреплении здоровья человека, в контроле за состоянием среды обитания и ее защите.

Поскольку все жизненные процессы вызываются хим. изменениями, знания о химических реакциях обеспечивают необходимый фундамент для постижения сущности жизни. Таким образом, химия вносит вклад в решение проблем универсальной философской значимости.

Трагедия в Бхопале (Индия) ярко показывает две стороны химии. Тысячи отравленных токсичными веществами, применяемыми для производства продуктов питания, ежегодно спасавших миллионы людей от голодной смерти.

Список используемых учебно-методических материалов.

Билл Стеймен. «Полный справочник вредных, полезных и нейтральных веществ, которые содержатся в пище, косметике, лекарствах», «Эксмо - пресс», 2003.
Бобырев В.Г., Кузьмин Н.М. Физические и химические методы исследования. ‑ Волгоград: ВСШ МВД, 1979.
Габриэлян О.С. Химия. 8 класс: учебник. – М.: Дрофа, 2011.
Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Учебное пособие для выпускных классов общеобразовательных учебных заведений. – Москва, 2000.
Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для ВУЗов / Под ред. В.А. Рабиновича. ‑ Л.: Химия, 1983.
Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа: Учебное пособие. ‑ М.: Высшая школа, 1991.
Зайцев А.Н. О безопасных пищевых добавках и «зловещих» символах «Е» журнал «Экология и жизнь», № 4, 1999.
Кукушкин Н.Н. Химия вокруг нас – М.: Высшая школа, 1992.
Машковский, М.Д. Лекарственные средства: в 2 т. / М.Д. Машковский - 14-е изд., перераб. и доп. - М.: Новая волна, 2004. - Т. 1.
Научно-методический журнал «Химия» в школе, «Центр Химпрес» (за 2001-2003 гг.).
Пичугина Г.В. «Повторяем химию на примерах из повседневной жизни» - Москва: «Аркти», 2000.
Третьяков Ю.Д. и др. Химия и современность: Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1985.
Чернобельская Г.М. «Методика обучения химии в средней школе», Москва «Владос», 2000.
Юдин А.М., В.Н. Сучков. «Химия для Вас». – М.: Химия, 2001
Шульгин Г.Б. «Химия для всех», Москва, «Знание», 1987.
Энциклопедия для детей. Химия. – М.: Аванта +, 2005.
www.eco.nw.ru/lib/data/07/3/030307.htm - пищевые добавки.
«Энциклопедия школьника. Точные науки.» под редакцией П. Кошеля. Олма-Пресс, 2004 год.

studfiles.net

История развития химии

Химия

Когда вспоминаешь историю развития неорганической химии, невольно приходит на ум древнеегипетский миф о Фениксе, птице, обладавшей способностью при наступлении старости сгорать и вновь возрождаться из пепла… Трудно назвать дату зарождения химии — науки о веществе и его превращениях. Расшифровка таблиц с клинообразными надписями, найденных при раскопках древних городов Месопотамии, позволяет сделать вывод, что еще за три тысячи лет до нашей эры люди уже умели добывать из руд свинец, медь, серебро, следовательно, использовали свои сведения о химических превращениях веществ для практических целей. В Древнем Египте химия считалась священной наукой. Задолго до нашей эры там производились красители, стекло, глазурь, металлы. Примерно к этому же периоду относится развитие химии в Китае и Индии. В книгах индийского ученого Каутилайа (III век до нашей эры) и китайского ученого Вей Поянга (II век до нашей эры) описаны различные химические соединения и способы их получения.

В средневековой Европе первый период развития химии был связан с поисками «философского камня», способного превратить любой металл в золото. Бесплодные попытки алхимиков, слабо связанные с жизнью, не много дали для развития химии в этот период. Отрыв науки от повседневных задач всегда сказывается отрицательно прежде всего на самой науке.

Но уже в начале XVI века все большее развитие получают те направления химии, которые непосредственно связаны с запросами жизни. Большое влияние на формирование этих плодотворных направлений сыграли труды Парацельса, учившего, что роль химии состоит не в поисках философского камня, а в изготовлении лекарств, и основополагающие работы Агриколы в области металлургии, пробирного анализа и горного дела.

С этого периода непрерывно возрастает связь химии с практикой; ученые накапливают все новые и новые полезные сведения. И, естественно, появляется потребность систематизировать эти сведения на основе каких-то общих представлений. Попытка систематизации окислительно-восстановительных процессов, очень важных для металлургии, была сделана в конце XVII века Шталем в его известной флогистонной теории. Сегодня ее нелепость очевидна даже школьнику, но, тем не менее, флогистонная теория просуществовала свыше сотни лет и вначале, без сомнения, сыграла положительную роль: она позволила объединить и каким-то образом объяснить почти все накопленные к тому времени данные. Именно в период господства этой теории были открыты многие газы, установлены новые сведения о поведении металлов, окислов, солей.

Однако постепенно накапливались факты, доказывающие несостоятельность принятой теории и закладывающие основы новых представлений. Эти факты блестяще обобщили М. В. Ломоносов, А. Л. Лавуазье и ряд других крупных ученых XVIII века. Именно тогда положено начало химии как точной науки: был сформулирован закон сохранения веса, закон постоянства состава химических соединений, закон кратных отношений, понятие об атомном и молекулярном весе.

С тех пор создавалось и умирало много различных теорий и представлений, но основные законы, возникшие в середине XVIII и начале XIX столетий и превратившие химию в количественную науку, остаются незыблемыми. Они позволили величайшему русскому ученому Д. И. Менделееву предложить новую всеобъемлющую классификацию — периодическую систему химических элементов, которая и в настоящее время является фундаментом неорганической химии.

В XIX веке было положено также начало бурному развитию органической химии. Этому способствовало прежде всего ниспровержение господствующей до этого периода виталистической теории, не допускавшей даже возможности синтеза веществ животного и растительного происхождения. Вначале Велер, синтезировавший мочевину, затем Бертло и Бутлеров, получившие искусственным путем первый — жиры, второй — углеводы, блестяще показали возможности синтетического направления в органической химии.

Важным фактором, способствовавшим развитию теоретической органической химии, явилось создание А. М. Бутлеровым теории химического строения (1861 год). Широкое привлечение внимания химиков к этому направлению привело к поразительным успехам, как в научном отношении, так и в вопросах использования достижений органической химии для народного хозяйства. Появились и продолжают появляться новые области промышленности органического синтеза: синтетические красители, моющие вещества, пластмассы, волокна, каучуки, ионообменные смолы, лекарственные вещества, витамины, гормоны, антибиотики. Уже давно от копирования природных веществ химики перешли к созданию новых, не существующих в природе веществ с ценными свойствами. Открыты целые классы таких соединений, как, например, фторопласты, силиконы.

Эти успехи послужили причиной того, что основное внимание химиков в период с конца XIX века и до самого последнего времени было привлечено к проблемам органической химии. Неорганическая химия в известном смысле отошла на задний план. Создалось такое положение, при котором изучением одного элемента — углерода — стало заниматься больше химиков и институтов, чем изучением всех остальных элементов, из которых состоит наш мир.

Конечно, было бы неправильно утверждать, что недостаточно развивались все направления неорганической химии. В частности, были достигнуты значительные успехи в некоторых областях химии комплексных соединений, химии хлоридов и фторидов, химии редких элементов. Именно этим можно объяснить тот факт, что когда перед неорганической химией встали новые, весьма сложные задачи в связи с необходимостью обеспечить развитие атомной энергетики и полупроводниковой техники, эти задачи были успешно решены. Но в целом положение в неорганике оставляет желать много лучшего. Для того, чтобы неорганическая химия и в дальнейшем не оказалась узким местом, надо значительно расширить фронт научных исследований, помочь развитию новых направлений неорганической химии.

Автор: Н. Н. Семенов.

P. S. О чем еще думают британские ученные: о том, что с помощью неорганической химии мы имеем множество изобретений, даже таких тривиальных, как воздушные шары. Хотя почему тривиальных, ведь все дети их очень любят и часто говорят, подари мне букет из воздушных шаров….

www.poznavayka.org

Открытие неорганической химии

ФГОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины»

Кафедра:

Реферат

На тему: «История и основные этапы развития неорганической химии как науки»

Выполнил: Студент 103«б» группы

Есенков В.А.

Проверила:

Троицк 2011.

Введение:

Предпосылки возникновения химии как науки……………………………….1
Этапы развития неорганической химии…………………………………………...2
Вклад русских ученых в развитие неорганической химии…………….…3
Роль химии в современном мире………………………………………………….…..7

Заключение:

Библиографический список литературы……………………………………………….11

Предпосылки возникновения химии как науки.

наука о химических элементах и образуемых ими простых и сложных веществах (кроме соединений углерода, составляющих, за немногими исключениями, предмет органической химии. Н. х. — важнейшая область химии — науки о превращениях вещества, сопровождающихся изменениями его состава, свойств и (или) строения. Н. х. теснейшим образом связана, помимо органической химии, с др. разделами химии — аналитической химией ,коллоидной химией, кристаллохимией, физической химией, термодинамикой химической, электрохимией, радиохимией, химической физикой; на стыке неорганической и органической химии лежит химия металлоорганических соединений и элементоорганических соединений. Н. х. ближайшим образом соприкасается с геолого-минералогическими науками, особенно с геохимией и минералогией, а также с техническими науками — химической технологией (её неорганической частью), металлургией — и агрохимией. В Н. х. постоянно применяются теоретические представления и экспериментальные методы физики.

Историческая справка. История Н. х., особенно до середины 19 в., тесно переплетается с общей историей химических знаний. Важнейшие достижения химии конца 18 — начала 19 вв. (создание кислородной теории горения, химической атомистики, открытие основных стехиометрических законов) явились результатами изучения неорганических веществ.

Уже в глубокой древности были известны металлы, которые либо встречаются в природе в самородном состоянии (Au, Ag, Cu, Hg), либо легко получаются (Cu, Sn, Pb) нагреванием их окисленных руд с углем, а также некоторые неметаллы (углерод в виде угля и алмаза, S, возможно As). За 3—2 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии, Китае и др. странах умели получать железо из руд, изготовлять изделия из стекла.

Этапы развития неорганической химии.

Стремление превратить неблагородные, «несовершенные» металлы в благородные, «совершенные» (Au и Ag) явилось причиной возникновения алхимии (См. Алхимия), господствовавшей в 4—16 вв. н. э. Алхимики создали аппаратуру для химических операций (выпаривания, кристаллизации, фильтрования, перегонки, возгонки), которые и в наше время служат для разделения и очистки веществ; впервые получили некоторые простые вещества (As, Sb, Р), соляную, серную и азотную кислоты, многие соли (купоросы, квасцы, нашатырь) и др. неорганические вещества. В 16 в. металлургия, керамика, стеклоделие и др. производства, близко соприкасающиеся с Н. х., получили довольно широкое развитие, что видно из трудов В. Бирингуччо (1540) и Г. Агриколы (См. Агрикола) (1556). В 1530-х гг. А. Т. Парацельс, которому были на опыте известны целебные свойства препаратов Au, Hg, Sb, Pb, Zn, положил начало ятрохимии (См. Ятрохимия) — применению химии в медицине. В 17 в. укоренилось деление веществ, изучаемых химией, на минеральные, растительные и животные (указанное в 10 в. арабским учёным ар-Рази), т. е. наметилось расчленение химии на неорганическую и органическую. В 1661 Р. Бойль опроверг учения о четырёх стихиях и трёх началах, из которых якобы состоят все тела, и определил химические элементы как вещества, не могущие быть разложенными на другие. В конце 17 в. Г. Шталь, развивая представления И. Бехера, высказал гипотезу, согласно которой при обжигании и горении тела теряют начало горючести — Флогистон. Эта гипотеза господствовала вплоть до конца 18 в.

Вклад русских ученых в развитие неорганической химии.

В дальнейшем становлению Н. х. как науки послужили работы М. В. Ломоносова и А. Лавуазье. Ломоносов сформулировал закон сохранения вещества и движения (1748), определил химию как науку об изменениях, происходящих в сложных веществах, приложил атомистические представления к объяснению химических явлений, предложил (1752) деление веществ на органические и неорганические, показал, что увеличение веса металлов при обжигании происходит за счёт присоединения некоторой части воздуха (1756), Лавуазье опроверг гипотезу флогистона, показал роль кислорода в процессах обжигания и горения, конкретизировал понятие химического элемента, создал первую рациональную номенклатуру химическую (См. Номенклатура химическая) (1787). В начале 19 в. Дж. Дальтон ввёл в химию атомизм, открыл Кратных отношений закон и дал первую таблицу атомных весов химических элементов. Тогда же были открыты Гей-Люссака законы (1805—08), Постоянства состава закон (Ж. Пруст, 1808) и Авогадро закон (1811). В 1-й половине 19 в. И. Берцелиус окончательно утвердил атомизм в химии. В середине 19 в. были сформулированы и разграничены понятия атома, молекулы и эквивалента (Ш. Жерар, С. Канниццаро). К тому времени было известно свыше 60 химических элементов. Проблему их рациональной классификации разрешило открытие в 1869 периодического закона Менделеева (См. Периодический закон Менделеева) и построение периодической системы элементов (См. Периодическая система элементов) Менделеева. На основе своих открытий Д. И. Менделеев исправил атомные веса многих элементов и предсказал атомные веса и свойства ещё неизвестных тогда элементов — Ga, Ge, Sc и др. После их открытия периодический закон получил всеобщее признание и стал прочной научной основой химии.

В конце 19 — начале 20 вв. особое внимание химиков-неоргаников привлекли две малоизведанные области — металлические Сплавы и Комплексные соединения. Исследование полированной и протравленной поверхности стали при помощи микроскопа, начатое в 1831 П. П. Аносовым, было продолжено Г. К. Сорби (1863), Д. К. Черновым (1868), немецким учёным А. Мартенсом (с 1878). Оно было усовершенствовано, а также существенно дополнено методом термического анализа (См. Термический анализ) (А. Ле Шателье, Ф. Осмондом — в 1887, английским учёным У. Робертс-Остоном — в 1899). В дальнейшем крупнейшие работы по исследованию сплавов с применением новой методики были выполнены Н. С. Курнаковым (с 1899), А. А. Байковым (с 1900) и их научными школами. Обширные исследования сплавов были проведены в Германии Г. Тамманом (с 1903) и его учениками. Теоретическую основу учения о сплавах дало правило фаз Дж. У. Гиббса. Систематические исследования комплексных соединений, предпринятые в 1860-х гг. К. Бломстрандом и датским учёным С. Йёргенсеном, были в 1890-гг. развиты А. Вернером, создавшим координационную теорию, и Н. С. Курнаковым. Особенно широко работы в этой области были поставлены в России и СССР Л. А. Чугаевым и его школой.

На рубеже 19 и 20 вв. в истории Н. х. произошло крупное событие — были открыты Инертные газы: Ar (Дж. Рэлей, У. Рамзай, 1894), Не (У. Рамзай, 1895), Kr, Ne, Xe (английские учёные У. Рамзай и М. Траверс, 1898), Rn (немецкий учёный Ф. Дорн, 1900), которые Д. И. Менделеев по предложению У. Рамзая включил в особую (нулевую) группу своей периодической системы элементов (впоследствии были включены в 8-ю группу). Ещё более значительным было открытие самопроизвольной радиоактивности урана (А. Беккерель, 1896) и тория (М. Склодовская-Кюри и независимо немецкий учёный Г. Шмидт, 1898), за которым последовало открытие радиоактивных элементов Po и Ra (М. Склодовская-Кюри, П. Кюри, 1898). Эти открытия привели к обнаружению существования изотопов (См. Изотопы), к созданию радиохимии (См. Радиохимия) и теории строения атома (Э. Резерфорд, 1911, Н. Бор, 1913, и др.; см. Атомная физика).

Успехи ядерной физики позволили синтезировать трансурановые элементы, имеющие атомные номера от 93 по 105 (см. Актиноиды, Элементы химические, Ядерная химия). Работы по синтезу трансурановых элементов открыли новую эпоху в истории Н. х. Исследования в этой области ведутся в СССР, США, Франции, ФРГ и некоторых др. странах.

Методы исследования. В Н. х. применяются два основных приёма исследования: препаративный метод и метод физико-химического анализа. Препаративный метод практиковался с древнейших времён. Его основу составляют проведение реакций между исходными веществами и разделение образующихся продуктов посредством перегонки, возгонки, кристаллизации, фильтрования и др. операций. Особенно распространён препаративный метод в химии комплексных соединений. Метод физико-химического анализа в основном создан Н. С. Курнаковым, его учениками и последователями. Сущность метода заключается в измерении различных физических свойств (температур начала и конца кристаллизации, а также электропроводности, твёрдости и др.) систем из 2, 3 или многих компонентов. Полученные данные изображают в виде диаграмм состав-свойство. Их геометрический анализ позволяет судить о составе и природе образующихся в системе продуктов, не выделяя и не анализируя их. Физико-химический анализ указывает пути синтеза веществ, даёт научную основу процессов переработки руд, получения солей, металлов, сплавов и др. важных технических материалов. Физико-химический анализ признан во всём мире ведущим методом Н. х.

Для современной Н. х. характерен необычайно обширный круг новых методов исследования строения и свойств веществ и материалов. С середины 20 в. основное внимание уделяется изучению атомного и молекулярного строения неорганических соединений прямым определением их структуры (т. е. взаимного расположения атомов в молекуле). Оно производится методами кристаллохимии, спектроскопии (См. Спектроскопия), рентгеновского структурного анализа (См. Рентгеновский структурный анализ), ядерного магнитного резонанса (См. Ядерный магнитный резонанс), ядерного квадрупольного резонанса (См. Ядерный квадрупольный резонанс), гамма-спектроскопии (См. Гамма-спектроскопия), электронного парамагнитного резонанса (См. Электронный парамагнитный резонанс) и др. Большое значение имеет определение важных для техники свойств и особенностей (механические, магнитные, электрические и оптические свойства, жаропрочность, жаростойкость, отношение к радиоактивному облучению и др.). Н. х. превратилась в такую науку о неорганических материалах, которая основывается преимущественно на данных о строении веществ на атомном и молекулярном уровнях.

Успехи неорганической химии. Открытие трансурановых элементов, эффективное разделение (посредством хроматографии (См. Хроматография), экстрагирования и др.) редкоземельных и иных трудно разделимых элементов (например, платиновых металлов) на индивидуально-чистые, экономичное получение редких элементов и материалов из них с особыми свойствами или заданным комплексом свойств привели к качественным изменениям в Н. х. Необходимо также отметить прогресс в технологии получения высокочистых элементов и соединений; получение из них и применение монокристаллов с определёнными свойствами (например, пьезоэлектриков, диэлектриков (См. Диэлектрики), полупроводников (См. Полупроводники), сверхпроводников (См. Сверхпроводники), кристаллов для Лазеров и др.) составило специальную ветвь промышленности. Особенно быстро развивается химия редких элементов. В 60-е годы возникла химия инертных газов, которые ранее считались неспособными к химическому взаимодействию; получены многие соединения Kr, Xe и Rn с фтором, окислы Xe и др.

В современной Н. х. очень большое внимание уделяется изучению химической связи (См. Химическая связь) — важнейшей характеристике любого химического соединения. С помощью физической аппаратуры удаётся как бы «видеть» химическую связь. Методы кристаллографии (См. Кристаллография), порой весьма трудоёмкие, заменяются скоростными методами (с применением, например, автоматических дифрактометров в сочетании с ЭВМ). Это позволяет для неорганических соединений быстро определять межатомные расстояния (и оценить электронную плотность), на основании чего можно составить более полное представление о строении молекул и рассчитать их свойства. Ещё более подробные сведения о химической связи можно получить с помощью рентгеноэлектронной спектроскопии. Разработка новых физических методов и интерпретация получаемых результатов требуют совместной работы химиков-неоргаников, физиков и математиков. На основе представлений и методов квантовой механики всё более успешно рассматриваются проблемы строения и реакционной способности химических соединений и вопросы химической связи.

Неорганические вещества и материалы используются в различных рабочих условиях, при интенсивном воздействии среды (газов, жидкостей), механических нагрузок и др. факторов. Поэтому важное значение имеет изучение кинетики неорганических реакций, в частности при разработке новых технологий и материалов.

Практические применения. Н. х. даёт новые виды горючего для авиации и космических ракет, вещества, препятствующие обледенению самолётов, а также посадочных полос на аэродромах. Она создаёт новые твёрдые и сверхтвёрдые материалы для абразивных и режущих инструментов. Так, использование в них компактного кубического Бора нитрида (боразона) позволяет обрабатывать очень твёрдые сплавы при таких высоких температурах и скоростях, при которых алмазные резцы сгорают. Получены новые составы флюсов для сварки металлов; новые комплексные соединения, применяемые в технологии, сельском хозяйстве и медицине; новые строительные материалы, в том числе значительно облегчённые (например, на основе или с участием фосфатов), новые полупроводниковые и лазерные материалы, жаропрочные металлические сплавы, новые минеральные удобрения и многое другое. Н. х. удовлетворяет самые разнообразные запросы практики, весьма бурно развивается и принадлежит к важнейшим основам научно-технического прогресса.

Научные учреждения, общественные организации, периодические издания. До 1917 исследования по Н. х. велись в России лишь в лабораториях АН и вузов (горного, политехнического и электротехнического институтов в Петербурге, университетов в Петербурге, Москве, Казани, Киеве, Одессе). В 1918 начали свою деятельность основанные при АН в Петрограде институт физико-химического анализа (основатель Н. С. Курнаков) и институт по изучению платины и др. благородных металлов (основатель Л. А. Чугаев). В 1934 оба эти института и Лаборатория общей химии АН СССР объединены в институт общей и неорганической химии АН СССР (в 1944 ему присвоено имя Н. С. Курнакова). О др. институтах см. Химические институты научно-исследовательские (См. Химические институты). Проблемы Н. х. рассматриваются на конгрессах Международного союза теоретической и прикладной химии (См. Международный союз теоретической и прикладной химии), который имеет секцию Н. х., и на съездах национальных химических обществ, в том числе Химического общества (См. Химическое общество) имени Д. И. Менделеева.

stud24.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..