XIX ВЕК В ХИМИИ

Наука » Химия
В физике XIX век ознаменовался раз­работкой молекулярно-кинетической теории. Закономерности преобразо­вания энергии из одного вида в дру­гой объяснялись с использованием понятия молекулы. Химии для описа­ния состава соединений и химиче­ских реакций также был необходим конкретный материальный объект. Таким объектом стал атом. В первые годы XIX столетия английский учё­ный Джон Дальтон (1766—1844) сформулировал основные принципы химической атомистики. Как заметил немецкий философ Фридрих Энгельс, «новая эпоха в химии начинается с атомистики (следовательно, не Лаву­азье, а Дальтон — отец современной химии), а в физике, соответственно этому, — с молекулярной теории».

В чём состояли принципы Дальто­на? Во-первых, он принял, что атомы одного и того же вещества тождест­венны; во-вторых, показал, что раз­ные атомы способны соединяться между собой в различных соотноше­ниях; в-третьих, подчеркнул абсо­лютную неделимость «простых» ато­мов (молекулы Дальтон называл «сложными атомами»). Наконец, в 1803—1804 гг. Дальтон ввёл фунда­ментальное понятие атомного веса — фактически первый количественный параметр, характеризующий атом. Зная атомные веса элементов, можно устанавливать меру химических пре­вращений и химических соотноше­ний веществ, составлять количествен­ные уравнения реакций.

Вокруг понятия атомного веса и происходила впоследствии стреми­тельная кристаллизация атомно-молекулярного учения. Важными вехами на этом пути были газовые законы, установленные французом Жозефом Гей-Люссаком (1802, 1808 гг.) и итальянцем Амедео Авогадро (1811 г.); закон теплоёмкости, сфор­мулированный французскими учё­ными Пьером Дюлонгом и Алекси Пти (1819 г.); открытие явления изо­морфизма немецким химиком Эйльхардом Мичерлихом (1819 г.). Отме­тим также гипотезу, выдвинутую в 1815—1816 гг. английским врачом Уильямом Праутом, согласно которой все химические элементы образо­вались из «первичной материи» — атомов водорода с атомным весом, равным 1. В развитии атомно-молекулярного учения (да и химии в целом) велика была роль шведского химика Якоба Берцелиуса.

XIX ВЕК В ХИМИИ


Джон Дальтон.


Постулаты нового учения уста­навливались в ходе продолжительных дискуссий. Теория Берцелиуса по­служила опорой самых разнообраз­ных исследований, которые в конеч­ном итоге привели к становлению классической химии. Характерно, что первый в истории Международный химический конгресс в Карлсруэ (Германия, I860 г.) был посвящён именно проблемам атомно-молекулярной теории.

На протяжении XIX в. продолжа­лось формирование неорганической, аналитической, органической и дискуссий. Теория Берцелиуса по­служила опорой самых разнообраз­ных исследований, которые в конеч­ном итоге привели к становлению классической химии. Характерно, что первый в истории Международный химический конгресс в Карлсруэ (Германия, I860 г.) был посвящён именно проблемам атомно-молекулярной теории.

На протяжении XIX в. продолжа­лось формирование неорганической, аналитической, органической и физической химии как самостоя­тельных разделов этой науки. Дости­жения неорганической химии со­стояли в открытии, главным образом с помощью химического анализа, большого числа новых элементов и получении многих неорганических соединений. За первую половину XIX в. было открыто 25 элементов. В 1859 г. немецкие учёные Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф создали ме­тод оптического спектрального ана­лиза, который позволил определять элементы по характерным линиям в их спектрах. Так обнаружили цезий, рубидий, таллий и индий. К концу 60-х гг. известных элементов насчи­тывалось 63, причём свойства мно­гих удалось изучить достаточно пол­но. Это обстоятельство послужило одной из предпосылок открытия Дмитрием Ивановичем Менделеевым периодического закона (1869 г.) и разработки им периодической систе­мы химических элементов.

В аналитической химии качест­венные и количественные методы стали приводиться в определённую систему. Немецкий химик Карл Фрезениус разработал схему анализа ка­тионов (1841 г.) и разделил металлы на шесть аналитических групп (ионы каждой группы имеют характерные особенности в реакциях с сероводо­родом). В 1862 г. он основал первый журнал, посвящённый исключитель­но аналитической химии.

В фундамент органической химии лёг анализ многочисленных веществ животного и растительного проис­хождения. Их изучение показывало, что состоят они из ограниченного числа одних и тех же элементов: угле­рода, водорода, кислорода, азота и не­которых других. Название «органиче­ская химия» ввёл Берцелиус в 1806 г. По его мнению, искусственно могут быть получены только неорганиче­ские вещества, тогда как органические создаются в животных и раститель­ных организмах под действием неко­ей «жизненной силы». Эти ложные представления тормозили развитие органической химии. Но вот в 1828 г. немецкий химик Фридрих Вёлер впервые искусственно получил при-

родное органическое вещество моче­вину из неорганической соли — цианата аммония. Это событие открыло дорогу к синтезу различных органи­ческих соединений.

К середине XIX в. органическая химия заняла господствующее поло­жение в химических исследованиях За короткий срок удалось синтезиро­вать и обнаружить в природных объ­ектах множество веществ, относящих­ся к различным классам органических соединений. Такое изобилие потре­бовало теоретических обобщений В 40—50-х гг. появилось немало тео­рий для объяснения химической природы и строения органических веществ. Была разработана удовлетво­рительная классификация органиче­ских соединений.

В 1849 г. английский химик Эду­ард Франкленд получил первые металлоорганические соединения (диметил- и диэтилцинк), а в 1852 г. ввёл сам термин «металлоорганические соединения». Он же заложил началь­ные представления о валентности химических элементов. В 1858 г. не­мецкий химик Август Кекуле развил теорию валентности применительно к органическим соединениям и пока­зал, что углерод четырёхвалентен; в 1865 г. он предложил циклическую структурную формулу бензола. Алек­сандр Михайлович Бутлеров разрабо­тал теорию химического строения органических соединений (1861 г.). Она объясняла феномен многообра­зия органических веществ. Вскоре теория была дополнена представле­нием о взаимном влиянии атомов в молекулах. В 1874 г. одновременно Якоб Вант-Гофф в Голландии и Ашиль Ле Бель во Франции заложи­ли основы стереохимии — учения о пространственном строении молекул, К концу XIX столетия органическая химия представляла собой наиболее мощную и разветвлённую область химической науки.

Формирование физической хи­мии проходило своеобразно. Она складывалась в ходе становления и развития отдельных дисциплин, в первую очередь электрохимии, тер­мохимии и фотохимии. Электрохимия своими успехами во многом обя­зана работам английского физика Майкла Фарадея, сформулировавшего законы электролиза (1833—1834 гг.). Для термохимии основополагающи­ми стали труды российского химика Германа Ивановича Гесса, датчанина Юлиуса Томсена, француза Марселе-

на Бертло. К началу 90-х гг. высоко­го уровня достигло учение о раство­рах, благодаря исследованиям Вант-Гоффа в Голландии, Вильгельма Оствальда в Германии, Франсуа Рауля во Франции. Исключительно важным событием стала разработка швед­ским химиком Сванте Аррениусом теории электролитической диссо­циации (1887 г.).

Условия протекания и особенно­сти механизмов химических реакций стали получать теоретическое обос­нование. Этому способствовали пред­ставление о химических равновеси­ях, успехи химической кинетики и учения о катализе. В 18б4—1867 гг. норвежские учёные Като Гульдберг и Петер Вааге ввели понятие химиче­ского равновесия и математически выразили закон действующих масс — зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих ве­ществ. Дальнейшие достижения хи­мической кинетики связаны с имена­ми Бертло, Вант-Гоффа, Аррениуса, Оствальда.

Ещё одна дисциплина — химиче­ская термодинамика — сформирова­лась главным образом благодаря аме­риканскому учёному Джозайе Гиббсу. Своеобразным итогом консолида­ции отдельных физико-химических дисциплин в самостоятельную об­ласть химии стало учреждение в Гер­мании «Журнала физической химии» (1887 г.).

Обрела своё лицо коллоидная хи­мия. Её основные понятия разработал англичанин Томас Грэм.

XIX ВЕК В ХИМИИ


Статья Д. И. Менделеева в газете «Санкт-Петербургские ведомости» от 2 ноября 1860 г., посвящённая Международному конгрессу химиков в Карлсруэ.


XIX ВЕК В ХИМИИ


Дагеротип солнечного спектра. 1842 г.


XIX ВЕК В ХИМИИ


«Журнал физической химии» 1890 г.


Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.