Что такое химия?

Химия История

Слово «химия» вызывает представление о чём-то таинственном. Вероятно, потому, что не существует подходящего слова, которое что-либо подсказало о сущности этой науки. Для других наук дело обстоит значительно проще. Возьмём, к примеру слово «география», которое обозначает описание земли, «минералогия» — науку о минералах, «зоология» — науку о животных и т.д. В этих случаях уже один перевод иностранного термина на родной язык подсказывает многое относительно содержания соответствующей науки. А химия?

Химия представляет собой науку о веществах и их превращениях; это определение является кратким и однозначным, но оно не является переводом самого слова «химия».

Слово «химия»

Невозможно дать точного перевода или хотя бы точного истолкования происхождения слова «химия». Подобно тому как начало происхождения химии восходит до неведомых времён и является для нас неизвестным, так и происхождение слова «химия» является для нас совершенно тёмным».

Однако должны же существовать какие-нибудь определения, объясняющие происхождение этого слова? Наиболее вероятным является и поэтому часто приводится следующее объяснение:

Когда арабы унаследовали сведения, доставшиеся им от египетских жрецов, они переняли также и их химическую тайную науку. «Хеми» — на коптском языке означает «чёрный», «чернокнижный», «тайный».

Это слово для окружавших народов, населявших пустыню, совпадало с обозначением самого Египта, ибо чёрная, плодородная земля долины Нила сильно отличалась от жёлтой почвы пустыни. Таким образом, химия стала для арабов наукой чёрной земли. Арабы снабдили это слово ещё своей арабской приставкой «ал», и так образовалось слово алхимия. которое мы встречаем ещё на протяжении средних веков и которое затем перешло в слово «химия». Однако, может быть, представление о чем то «чёрном» относилось не только к цвету почвы, но также и к самому зерну этой науки — тёмному и таинственному в те времена.

Это толкование является наиболее вероятным.

По мнению других, слово «химия» следует производить от греческого глагола «хео» — выливаю. Это представление указывает на металлургию, которая была одной из первых по времени отраслей химии.

Плавка металла
Плавка металла, фреска, ок. 3000 до н.э., Древний Египет

Может быть, в этом слове находит своё отражение еврейское слово «хам», однако мы не будем слишком углубляться в эти филологические изыскания. Одно не подлежит сомнению: из слова «химия» мы, может быть, и сумеем почерпнуть некоторые сведения о месте происхождения и о возникновении этой науки, но никогда не получим представления о том, что, собственно говоря, из себя представляет химия, чем она занимается.

Чем химия отличается от физики?

Однако раз мы уже начали беседовать о химии и о её задачах, то, может быть, для нас будет весьма полезно установить взаимозависимость химии с другими отраслями естествознания и определить между ними и химией пограничные черты и переходы.

Химия представляет собой науку о веществах и их превращениях. Особенно следует в этом плане остановиться на выяснении слова «вещество», которое мы применили в нашем определении сущности химии, ибо «превращения» являются лишь средством для получения разных веществ. Но если начать исследовать энергетические условия какого-нибудь химического процесса, изучением тех сил, которые проявляют своё действие между телами природы, то мы уже попадём в область физики.

Пример 1

Представьте себе кусок железа, например железный гвоздь. Химия ставит перед собой задачу установить свойства вещества, из которого состоит этот кусочек железа, и её особенно живо занимает вопрос, что случится, если железо придёт во взаимодействие с другими веществами.

Если внести этот гвоздь в соляную кислоту, то оба вещества — железо и кислота — будут взаимодействовать друг с другом. При этом будет выделяться бесцветный газ, и компактный кусок железа исчезнет: он перейдет в раствор. Если путём нагревания выпарить образовавшуюся жидкость, то в сосуде останется бурое вещество, которое будет проявлять совершенно новые свойства, ничего общего не имеющие со свойствами первоначального железа.

Пример 2

Приведём другой пример и подумаем о хорошо знакомом всем и весьма нежелательном ржавлении железа. При этом на железо оказывают действие воздух (точнее — кислород воздуха) и вода, а продуктом реакции является ржавчина, новое вещество, не имеющее никакого сходства с первоначальным железом.

Все перечисленные случаи относятся к явлениям, связанным с изменениями самого вещества, и, следовательно, принадлежат к области химических процессов.

Если, наоборот, действовать на железо силами, которые изменят его форму, или намагнитят его, если исследовать его вес, который является результатом действия силы тяжести, если подвести к нему тепло, так что оно из твёрдого состояния перейдёт в жидкое и даже в газообразное? Все эти исследования будут относиться к области физики, ибо во всех этих случаях вещество железа не будет претерпевать изменения.

Однако один вывод напрашивается:

Резкого разграничения между химией и физикой установить не удаётся.

Так, например, при каждой химической реакции наступают изменения количества энергии, даже в случае ржавления железа, при котором хотя и незаметно, но всё же выделяется теплота. С другой стороны, нередко действие какой-нибудь силы на какое-нибудь тело сопровождается изменением свойства самого вещества, из которого это тело состоит. Между химией и физикой существует так много подобных точек соприкосновения, что это обстоятельство нашло своё отражение в образовании особой научной дисциплины. Эту промежуточную дисциплину химики называют физической химией, а некоторые физики предпочитают говорить о химической физике.

Физическая химия имеет предметом своего изучения главным образом изменения энергии при химических реакциях и посвящает свои усилия также изучению структуры вещества, хотя эти задачи представляют лишь главнейшие области, разрабатываемые этой дисциплиной.

Между другими науками и химией также существуют подобные же взаимоотношения, хотя они, может быть, и не выражены так чётко, как это было видно на приведенном вами примере химии и физики:

Между биологией и химией дело обстоит совершенно так же. Не подлежит никакому сомнению, что, во-первых, каждый живой организм состоит из веществ и, во-вторых, что каждый жизненный процесс связан с превращением веществ. И в этом случае имеются переходные дисциплины, например биохимия и физиологическая химия. Сельское хозяйство и химия связаны друг с другом наукой агрохимией, геология и химия геохимией и т.п.

Различие между органической и неорганической химией

По мере того, как расширялись химические знания, сделалось необходимым и внутри самой химии провести пограничную черту между отдельными областями её работы. В первую очередь различают три большие отрасли химической науки:

— неорганическую химию;

— органическую химию;

— физическую химию.

Названия неорганическая и органическая химии сложились исторически. До 1827 года все вещества разделяли на такие, происхождение которых приписывалось живым организмам, и на такие, которые встречаются в неорганической природе. Изучение первых оставалось прерогативой органической химии, а изучение вторых составляло задачу неорганической химии.

Даже после того как Фридриху Вёлеру удалось в 1827 году получить из неорганического вещества — цианата аммония — без всякого участия «жизненной силы» какого-нибудь организма органическое вещество — мочевину и тем самым устранить существовавшую до того резкую границу, разделявшую органические вещества от неорганических, разделение и обозначения обеих частей химии всё же сохранились.

Фридрих Вёлер
Один из основоположников органической химии, немец Фридрих Вёлер

Гораздо целесообразнее обозначать органическую химию, как химию соединений углерода, ибо все так называемые «органические» вещества содержат элемент углерод. Такое подразделение на первый взгляд может показаться слишком произвольным. Однако это не так. Органическая химия в некоторых пределах подчинена своим собственным законам, так что вполне целесообразно и оправдано будет проведение различия между соединениями углерода и соединениями, не содержащими углерод.

Помимо этого, химию подразделяют ещё и на более узкие специальные области. Так, мы можем назвать фотохимию, химию комплексных соединений, электрохимию, термохимию, коллоидную химию, кристаллохимию, химию красителей и многие другие.

По другому принципу химию подразделяют ещё на общую, или теоретическую, химию и на прикладную, или техническую, химию. В общей химии главное внимание обращено на изучение закономерностей независимо от их практического применения. Наоборот, прикладная химия имеет своей задачей использование химических реакций или результатов исследований для практических целей и разработку способов внедрения их в практику.

Но какая же область имеет большее значение — общая химия или прикладная химия?

Что является более важным для железнодорожника, рельсы или локомотив? И то и другое одинаково важно, одно без другого не имеет цены, и то и другое восполняет друг друга и должно рассматриваться только во взаимодействии друг с другом. В то время как работы в области прикладной химии служат для непосредственного удовлетворения потребностей человека, теоретическая химия создаёт необходимые предпосылки для успеха прикладной химии.

Каждая разрешенная задача может когда-нибудь впоследствии послужить существенным подспорьем для успеха какого-нибудь технического процесса. Примеров этому имеется достаточно. Чрезвычайно важный в настоящее время синтез аммиака основан на выводах чисто теоретических исследований относительно равновесия между азотом, водородом и аммиаком.

Когда было положено начало исследований по вопросам атомной физики, эти исследования были предприняты по чисто теоретическим соображениям, и никто в то время и не думал о том, чтобы применить эти исследования к использованию атомной энергии для приведения в движение машин. С другой стороны, из этого вовсе не следует, что необходимо исключительно поддерживать те исследования, которые совершенно не связаны с действительностью. Разумный синтез теории и практики и здесь окажется, как и всегда, наилучшим направлением науки.

Литература:

З. Шпаусус. Путешествие в мир химии. М.: Государственное учебно-педагогическое издание министерства просвещения РСФСР, 1959

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Поделиться с друзьями
Русская DARPA

Добавить комментарий