История химии. алхимия в древнем мире

Предалхимический период: до III в.[править | править код]

В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга.

Практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии. Начало её зарождения следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии. В античную эпоху были известны в чистом виде семь металлов: медь, свинец, олово, железо, золото, серебро и ртуть, а в виде сплавов — ещё и мышьяк, цинк и висмут. Помимо металлургии, накопление практических знаний происходило и в других областях, таких как производство керамики и стекла, крашение тканей и дубление кож, изготовление лекарственных средств и косметики. Именно на основе успехов и достижений практической химии древности происходило развитие химических знаний в последующие эпохи.

Попытки теоретического осмысления проблемы происхождения свойств вещества привели к формированию в античной греческой натурфилософии учения об элементах-стихиях. Наибольшее влияние на дальнейшее развитие науки оказали учения Эмпедокла, Платона и Аристотеля. Согласно этим концепциям все вещества образованы сочетанием четырёх первоначал: земли, воды, воздуха и огня. Сами элементы при этом способны к взаимопревращениям, поскольку каждый из них, согласно Аристотелю, представляет собой одно из состояний единой первоматерии — определённое сочетание качеств. Положение о возможности превращения одного элемента в другой стало позднее основой алхимической идеи о возможности взаимных превращений металлов (трансмутации). Практически одновременно с учением об элементах-стихиях в Греции возник и атомизм, основателями которого стали Левкипп и Демокрит.

Вариант №2

Наука прошлого

Химия — наука о веществах, их соединениях и возможных реакциях, пришедшая к нам из античного мира. В те далёкие времена наука именовалась алхимией и приравнивалась к искусству. Это продолжалось до XVI-XVII веков. Именно с того периода химия получила мощный толчок в развитии, который продолжается и по сей день.

Алхимия

Своё начало наука берёт с глубокой древности. Первые упоминания о ней датируются II-IV веком нашей эры. В этот период времени наиболее широко алхимия развивалась в Риме и Египте, но после упадка в Римской империи “пальму первенства” в этом ремесле взяли арабские мудрецы, которые в свою очередь внесли не измеримый вклад в дальнейшее развитие науки. Была заложена теория о возникновении и составе металлов, объяснены все их основные свойства, введены представления о философском камне (с помощью которого можно было превращать металл в золото и исцелять все болезни), выявлен “принцип твёрдости” металлов.

После завоевания турками части Европы алхимия (как арабская, так и европейская) получила плодородную почву для бурного развития. Было создано множество книг и трактатов о изучении и свойствах различных элементов, заложено начало экспериментальной алхимии, изготовлен чёрный порох. Но в скором времени христианская церковь запретила изучение и применение алхимии, связав это с деятельностью ведьм. С этого момента можно наблюдать значительный спад в развитии науки.

Интересный факт: долгое время алхимия не рассматривалась как отдельная наука, Она представляла собой особое направление ритуального искусства.

Химия как наука

Развитие химии принято считать с начала шестнадцатого столетия, с момента появления буржуазного общества. С пониманием общей картины мира многие учёные стали задумываться о его составляющих. Прогресс химии начался с объяснения Робертом Бойльём разности химических элементов и их строения. Неоценимый вклад также внёс Ван Гельмонт своим открытием углекислого газа.

Химия — наука, тесно связанная с биологией и физикой. Она продолжает своё развитие. Практически каждый год выявляются новые элементы, их свойства и воздействие на живой организм.

Факт: в первом экземпляре периодической таблицы Д. Менделеева находилось 66 элементов, расположенных по возрастанию атомной массы.

8 класс, 9 класс Из истории возникновения химии

Изобретатель слова

Сложнее всего, как это ни странно, выяснить, кто первым придумал термин «химия», обозначая им уже привычную нам науку. Это обидно, особенно если вспомнить, что авторские права на термин «физика» принадлежат Аристотелю (хотя, конечно, наставник Александра Македонского и философ называл «физикой» далеко не то, что мы привыкли считать физикой сейчас), термин «биология» ввел Жан-Батист шевалье де Ламарк.

Довольно часто можно встретить мысль о том, что слово «химия» — редукция слова «алхимия», попавшего в европейские языки из арабского ءايميخ‎ (’al-kīmiyā’). В какой-то степени это верно — европейская алхимия расцвела буйным цветом на почве, подготовленной персидскими и арабскими алхимиками. Однако развитию ближневосточной алхимии предшествовало появление того, что мы называем «александрийской алхимией», которую, наверное, правильнее было бы назвать «ромейской химией»: первые попытки заниматься химией как наукой, а не как ритуалом, предпринимались не только в «научной столице» Византии — Александрии, но и других ее городах . Таким образом, становление химии как науки, а не ритуализированного ремесла начинается на землях Византии, а первыми химиками, о которых имеется хоть какое-то упоминание в источниках того времени, можно считать представителей Александрийской алхимической (или ромейской химической) школы — Зосима Панополитанского и Марию-Пророчицу.

Занимательная химия: 5 книг о запрещенных веществах

О жившем в более позднее время Зосиме Панополитанском известно больше. Этот философ родился в начале 4 века нашей эры в городе Панополис на территории Восточной римской империи . Зосим является автором самого первого руководства по практической химии, дошедшего до нас и в оригинале, и в переводах.

Написанный на греческом языке труд назывался «Хирокмета» (по-гречески — сделанное руками). «Хирокмета» Зосима и более поздние работы еще четырех десятков авторов, датируемые преимущественно V–VI веком нашей эры, в VII–VIII веке были объединены и растиражированы константинопольскими писцами в первую «коллективную монографию» по химии, повлиявшую на развитие алхимии (в VII–VIII — уже алхимии) и на Западе, и на Востоке. Сейчас фрагменты этой рукописи можно увидеть в музеях Парижа и Венеции.

В дошедших до нас трудах Зосима описаны некоторые практические приемы: «фиксация» ртути (вероятно, изготовление ртутных амальгам), имитации золота и серебра. Именно в работах Зосима впервые в письменном виде формулируется идея о философском камне — гипотетическом веществе, способном превращать неблагородные металлы в совершенные — золото и серебро. Зосим описал ряд алхимических приборов, процесс образования ацетата свинца и указал на его сладкий вкус (хотя есть свидетельства, что ацетат свинца применялся в качестве консерванта и подсластителя еще тогда, когда Римская империя не распалась на восточную и западную).

Но самое главное — именно в рукописях, копиях рукописей и переводах рукописей Зосима впервые встречается слово «хема», наиболее вероятно и ставшее впоследствии знакомой всем нам «химией» (сам Зосим употребляет «хема» в понимании «священного тайного искусства»). Зосим считал, что искусство «хема» было передано людям падшими ангелами, которые после изгнания Адама и Евы из Рая сходились с «дщерями человеческими» и, в награду за любовь, раскрывали им приемы «тайного искусства» выплавки металлов, изготовления стекла и т.д.

В другом тексте Зосим упоминает, что пишет «Хирокмету» как руководство для решения задач по «…определению состава вод, движению, росту, соединению и разъединению твердых тел, извлечению духов из твердых тел и заключению духов в твердые тела…», и хотя ни в сохранившихся рукописях на греческом, ни в переводах эти задачи и тайное знание «хема» не связываются между собой, вся дальнейшая логика развития алхимии как «тайного знания» позволяет специалистам по истории науки считать «хему» «химией», а Зосима Панополитанского — автором названия этой науки.

Мария-Пророчица. Начало XVII века

Девятнадцатый век в истории развития химической науки

В начале девятнадцатого века многие ученые стали вновь обращать свои взоры в античные мысли. Так, в начале XIX века Джон Дальтон, исходя из предположений Демокрита, выдвигает свою атомную теорию. Наблюдая за непохожими друг на друга процессами превращения веществ, ученые пришли к заключению, что абсолютно все вещества состоят из мельчайших частичек – атомов и молекул. Впоследствии было открыто, что важнейшей характеристикой этих частиц является масса.

В это же время открываются основные химические законы, которые уточнялись в последующие столетия, трансформировались с учетом новых познаний, но тем не менее не потеряли своего значения в химической науке. Перечислим данные законы:

• постоянства химического состава;
• сохранения массы;
• кратного и объемного отношения.

В один из основных законов физики и химии данного века превращается гипотеза Авогадро, а также сформулированный немного позже газовый закон. Эти два положения открыли способ установления стандартной шкалы атомных масс. Отметим, что данными шкалами пользуются и по сегодняшний день.

Часто задаваемые вопросы

Какие периоды были в истории химии?

Предалхимический (начало цивилизации — IV в. н. э.), алхимический (IV в. н. э. – XVI в.), период объединения химии (XVI – XVIII вв.), период количественных законов (первые 60 лет XIX в.), современный период (60-е гг. XIX в. – настоящее время). Период количественных законов включает подпериоды: ятрохимии, пневматической химии, теории флогистона и антифлогистической системы.

Кем, когда и как была создана первая научная лаборатория в России?

Первая лаборатория в России была создана М. В. Ломоносовым в 1748 году. Лаборатория включала в себя 3 помещения: для чтения лекций, для проведения физико-химических опытов, склад посуды и реагентов.

Особенности развития химии в России в X – XVII вв.

В то время в России химия была практически не развита. Проводили процессы производства железа, растительных красок, дистилляции как метода очистки. Алхимии не было, никаких теоретических представлений тоже не было. Первая лаборатория для производства пороха и проведения испытаний появилась в XVI веке.

Химия в древнем мире

Наука о веществах и их превращениях зародилась в Египте – технически наиболее передовой стране древнего мира.

Египет

Египетские жрецы были первыми химиками. Они владели многими до сих пор неразгаданными химическими секретами. Например, приемами бальзамирования тел умерших фараонов и знати, а также получением некоторых красок. Такие отрасли производства, как гончарное производство, стеклоделие, крашение, парфюмерия, достигли в Египте значительного развития еще задолго до нашей эры. Химия считалась «божественной» наукой, находилась целиком в руках жрецов и тщательно скрывалась ими от всех непосвященных. Однако, некоторые сведения все же проникали за пределы Египта. Известно, что в библиотеке египетского города Александрии, одном из семи чудес света, хранились манускрипты с описанием процессов прокаливания, перегонки, фильтрования и т.п.

Греция

В истории химии древнее греческое государство также играет значительную роль. Греки многому научились у египтян, в тоже время, сами внесли значительный вклад в науку о веществах. Химические знания, непрерывно накапливаемые людьми, постепенно отделялись от религии и переходили в самостоятельную область человеческой деятельности. Одним из первых основоположников восприятия мира через познание был известный философ Аристотель, который предполагал, что все существующие предметы и вещества состоят только из четырёх фундаментальных элементов – воды, огня, земли и воздуха. Каждый из этих элементов характеризует собственное свойство: вода – влажность, земля – холод, огонь – тепло, воздух – сухость. Древнегреческий философ Демокрит предполагал, что вся существующая и окружающая нас материя состоит из мельчайших неделимых частиц Чрезвычайно продвинутыми в сфере науки и изобретательства были и древние китайцы, история Китая знает имена многих выдающихся учёных.

Китай

Одним из самых значительных ранних открытий в Китае можно считать изобретение фарфора. В начале II в. н.э. в Китае была изобретена бумага, которую изготавливали сначала из коры деревьев, пеньки, шелковой ваты и шелковых очесов, остававшихся от производства. Позднее на юге Китая для изготовления лучших сортов бумаги стали употреблять молодые побеги бамбука и тростника. Еще до нашей эры китайцы разработали способы получения сахара. Широкое распространение получили у них и красители, извлекаемые из растений. В Китае успешно развивалась лекарственная химия, были изобретены порох, тушь, лаки. Китайские земледельцы еще до нашей эры начали применять органические удобрения.

Этапы развития химии

Химия – наука о составе, строении и свойствах веществ. Химия изучает процесс превращения этих веществ, а также законы, по которым происходят эти превращения.

Химической деятельностью человек начал заниматься задолго до нашей эры. Это произошло в то время, когда люди научились получать металлы. Потом началось производство керамики, стекла, дубление кож, крашение тканей, создание лекарственных средств, изготовление косметики.

Ещё в 300 г. до нашей эры египтянин Зосима создал энциклопедию, которая состояла из 28 томов. В этих томах были собраны знания по взаимным превращениям веществ за последние 500-600 лет.

Алхимия

Начальным этапом развития химии можно считать появление алхимии. В основе алхимии лежали представления древнегреческих философов Эмпедокла, Платона и Аристотеля об элементах природы и их взаимном превращении.

Считалось, что существуют четыре первоначала: земля, вода, воздух и огонь. И они способны переходить друг в друга, так как каждое из них является одним из состояний единой первоматерии.

А все вещества образуются в результате сочетания этих первоначал.

Алхимики превращали одни вещества в другие. Они полагали, что подобным превращениям могут подвергаться и металлы. Многие учёные были заняты поисками «философского камня», который должен был превращать неблагородные металлы в золото.

И во время этих поисков в своих лабораториях алхимики научились получать щёлочи, многие соли, серную и азотную кислоты, этанол. С помощью этих веществ они могли воздействовать на другие вещества.

В середине XIII века европейские алхимики получили порох.

Следует сказать, что алхимия в Европе была под запретом. Заниматься алхимией запрещали как церковь, так и светские власти. Но, несмотря на это, алхимия была популярна вплоть до начала XVI века.

Развитие химии как науки

В XVI веке ирландский учёный Бойль освободил химию от алхимии. Он предположил, что все вещества состоят из химических элементов, которые нельзя разложить на более простые части. Можно сказать, что с этого времени химия стала отдельной наукой.

В конце XVII – начале XVIII веков появляется теория немецкого химика Э.Г. Шталя, объясняющая явления горения, окисления и восстановления металлов. Но эта теория была признана ошибочной в середине XVIII века французским физиком Лавуазье, установившим роль кислорода в этих процессах. М.В. Ломоносов открыл закон сохранения массы вещества в химических процессах.

C конца XVIII до середины XIX века был открыт целый ряд стехиометрических законов, устанавливающих количественные соотношения (массовые и объёмные) между реагирующими веществами и продуктами реакции. Закон Авогадро, законы сохранения массы, эквивалентов, постоянства состава, объёмных отношений, кратных отношений – это законы, лежащие в основе стехиометрии.

Менделеевым был открыт периодический закон.

После того как в конце XIX века были открыты электрон и радиоактивность, в начале ХХ века была разработана теория гетерополярной (ионной) связи и теория гомеополярной (ковалентной) связи. В 1927 г. началась разработка квантово-механической теории химической связи.

Учение Менделеева о периодичности химических элементов получило своё подтверждение. Стало возможным прогнозировать свойства веществ. Физико-математические методы стали широко использоваться для разнообразных расчётов в области химии.

Появились новые физико-химические методы анализа: электронная и колебательная спектрометрия, магнетохимия и т.д.

https://youtube.com/watch?v=1cYXor5zGmc

В ХХ веке благодаря достижениям химической науки стало возможным получение веществ с заданными свойствами: синтетических антибиотиков, синтетических полимеров, пластмасс, всевозможных строительных материалов, тканей и т.п.

Современная химия тесно сотрудничает с другими науками. В результате появились совершенно новые разделы химии: биохимия, геохимия, коллоидная химия, кристаллохимия, электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и др.

Важным направлением современной химии является получение дешёвого топлива, создающего альтернативу основным современным источникам энергии – нефти и газу.

Точные современные приборы и компьютеры значительно упростили исследования и математические расчёты в области химии, повысили их точность, скорость и уменьшили стоимость.

Первые реакции и парфюмерия

Если под началом химии мы имеем в виду первые химические процессы, то они стартовали где-то через 400 тысяч лет после начала Большого Горячего взрыва, когда условия молодой Вселенной позволили существовать атомам водорода (до этого процессы связывания электронов протонами и процессы ионизации находились в равновесии, и стабильные атомы не могли существовать). Атомы водорода стали вступать в процессы образования химических связей, образуя двухатомные молекулы Н2 и трехатомные ионы Н3+, запустились химические процессы, и, можно сказать, химия началась.

Если мы захотим узнать, когда впервые химия появилась в жизни человека, то на этот вопрос относительно легко дать ответ: тогда, когда человек подружился с огнем. Дружба эта началась с того, что наши далекие предки поняли: питаться пищей, приготовленной на огне, лучше, чем сырой. Для этого они стали заниматься самыми первыми химическими процессами — сперва готовкой пищи на «диких кострах», затем переносом огня в свое жилище и поддерживанием пламени в очаге, ну, а потом — искусством разведения огня. Возможно, что и в те времена были те, кто утверждал, что огонь изгоняет из туши мамонта добрых духов, делая жареную мамонтятину не такой полезной, как сырая, равно как и те, кто говорил о том, что батат, запеченный в углях «органического» лесного пожара вкуснее, чем такой же батат, запеченный в углях костра, зажженного собственноручно человеком, но тогда их судьба была очень печальна, так как во время палеолита фраза «Не нравится — не ешь!» была равнозначна фразе «Умри от голода!».

Роясь в источниках и хрониках, мы можем даже найти кандидата на роль «первого в мире химика», имя которого сохранила история. Кстати, правильнее было бы сказать «имя которой». На месопотамской клинописной табличке, датируемой тринадцатым веком до нашей эры, упоминается некая Таппути Белатекалим, последнее слово — не фамилия и не имя рода, а должность — блюстительница женской половины царского дворца. В свободное от управления женской половиной дворца Таппути занималась химическими экспериментами в области парфюмерии.

Судя по табличке, Таппути, нагревая, выделяла пахнущие экстракты цветов, смешивала разные эссенции, разбавляла полученные смеси водой в различных соотношениях, упорно и многократно повторяя все эти действия, пока результат не начинал ее удовлетворять. Возможно, что рассказывающая про Таппути глиняная табличка является еще и первым документированным описанием того химического процесса, который мы сейчас называем «перегонка» — выделение экстрактов, для которого требуется первоначальное нагревание и последующее охлаждение паров.

Гермест-Трисмегист. Начало XVII века

Зарождение алхимии

Про Великого Александра известно много, в частности то, что у него имелась самая большая библиотека древнего мира. Именно поэтому основной научный центр ко второму тысячелетию до нашей эры формируется в Александрии – есть мнение, что история органической химии началась именно отсюда. Именно в этом городе зарождается удивительная человеческая деятельность – алхимия.

Она является следующим этапом в истории химии как науки. На данной ступени были всецело соединены знания древних греков и теоретические сведения Платона, что, собственно, и отразилось в алхимии. Для алхимиков свойственен был особый интерес к металлам. Для данных веществ даже было разработано собственное структурирование на основе небесных объектов. Так, серебро в визуальном плане изображали как Луну, железо – в форме Марса. Такова была история развития органической химии.

В результате того, что культура античного времени была всецело погружена в религиозное мышление, и у алхимии существовал свой божественный покровитель – Тот. В это время появляются первые произведения, освещающие научные поиски и место человека в мире. История развития химии начинает обогащаться событиями. Отшельник-исследователь Болос родом из полиса Мендеса написал трактат «Физика и мистика», который стал результатом его долгих скитаний и отразил в себе описание известных металлов и драгоценных камней, их свойства и практическую значимость для человека.

Известный многим алхимик Зосим Панополит в своих многочисленных трудах рассматривал искусственные методики получения золота из металлов. Именно с этого момента история происхождения химии стала носить массовый характер. Об алхимии заговорили почти все, ею стали интересоваться различные слои населения, и всех, конечно же, привлекала мысль добычи золота и вечной жизни. История химии, кратко представленная в нашем материале, – это то, что в те времена знали все ученые, которые хотели чего-то добиться.

Разделы химии

Современная химия — настолько обширная область естествознания, что многие её разделы по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные научные дисциплины.

По признаку изучаемых объектов (веществ) химию принято делить на неорганическую и органическую. Объяснением сущности химических явлений и установлением их общих закономерностей на основе физических принципов и экспериментальных данных занимается физическая химия, включающая квантовую химию, электрохимию, химическую термодинамику, химическую кинетику. Самостоятельными разделами являются также аналитическая и коллоидная химия (см. ниже перечень разделов).

Технологические основы современных производств излагает химическая технология — наука об экономичных методах и средствах промышленной химической переработки готовых природных материалов и искусственного получения химических продуктов, не встречающихся в окружающей природе.

Сочетание химии с другими смежными естественными науками представляют собой биохимия, биоорганическая химия, геохимия, радиационная химия, фотохимия и др.

Общенаучные основы химических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

• Агрохимия
• Аналитическая химия занимается изучением веществ с целью получить представление об их химическом составе и структуре, в рамках этой дисциплины ведётся разработка экспериментальных методов химического анализа.
• Биоорганическая химия
• Биохимия изучает химические вещества, их превращения и явления, сопровождающие эти превращения в живых организмах. Тесно связана с органической химией, химией лекарственных средств, нейрохимией, молекулярной биологией и генетикой.
• Вычислительная химия
• Геохимия — наука о химическом составе Земли и планет (космохимия), законах распределения элементов и изотопов, процессах формирования горных пород, почв и природных вод.
• Квантовая химия
• Коллоидная химия
• Компьютерная химия
• Косметическая химия
• Космохимия
• Математическая химия
• Материаловедение
• Металлоорганическая химия
• Нанохимия
• Неорганическая химия изучает свойства и реакции неорганических соединений. Чёткой границы между органической и неорганической химии нет, напротив, существуют дисциплины на стыке этих наук, например, металлоорганическая химия.
• Органическая химия выделяет в качестве предмета изучения вещества, построенные на основе углеродного скелета.
• Нейрохимия своим предметом имеет изучение медиаторов, пептидов, белков, жиров, сахара и нуклеиновых кислот, их взаимодействия и роли, которую они играют в формировании, становлении и изменении нервной системы.
• Нефтехимия
• Общая химия
• Препаративная химия
• Радиохимия
• Супрамолекулярная химия
• Фармацевтика
• Физическая химия изучает физический и фундаментальный базис химических систем и процессов. Важнейшие области исследования включают химическую термодинамику, кинетику, электрохимию, статистическую механику и спектроскопию. Физическая химия имеет много общего с молекулярной физикой. Физическая химия предполагает использование инфинитезимального метода. Физическая химия является отдельной дисциплиной от химической физики.
• Фотохимия
• Химия высокомолекулярных соединений
• Химия одноуглеродных молекул
• Химия полимеров
• Химия почв
• Теоретическая химия своей задачей ставит теоретическое обобщение и обоснование знаний химии через фундаментальные теоретические рассуждения (как правило, в области математики или физики).
• Термохимия
• Токсикологическая химия
• Электрохимия
• Экологическая химия; химия окружающей среды
• Ядерная химия изучает ядерные реакции и химические последствия ядерных реакций.

Предмет и задачи химии

Химия как часть естествознания изучает материю, а предмет химии включает состав вещества, его строение и обусловленные ими свойства. Также химия исследует изменения этих характеристик в процессах превращения веществ – химических реакциях – и устанавливает закономерности таких изменений.

Уровень, на котором сохраняются химические свойства – это молекулы и атомы. Этими структурными единицами химия оперирует при описании процессов в веществе. Опираясь на законы движения материи на атомно-молекулярном уровне, химики решают множество задач. Можно сгруппировать эти задачи по нескольким направлениям:

• получение веществ с заданными свойствами;
• повышение качества выпускаемой продукции и эффективности различных производств;
• разработка технологий, снижающих количество вредных отходов;
• получение востребованных техникой материалов с заданными свойствами (термостойких, сверхпроводящих и других);
• оптимизация методов использования химической энергии, получаемой при сжигании природного топлива.

Но прежде чем прийти к постановке столь высокотехнологичных задач, наука о веществах проделала большой исторический путь.