Роль химии в формировании научного мировоззрения

Бернулли, Ньютона, Бойля, Ломоносова и других. Но  достаточно  убедительного

естественнонаучного обоснования эти взгляды  не  имели.  Дальтон,  с  именем

которого связано  утверждение  атомного  учения  в  химии,  тоже  говорил  об

атомах и молекулах, но  не  придавал  значения  их  качественному  различию,

считая  молекулы  просто  сложными  атомами,  а  различия  между  ними  лишь

количественными. Развитие химии на базе идей атомизма доставляло  между  тем

все больше и больше фактов, показывающих, что предположение  о  существовании

только одного вида частиц вещества  -  атомов  совершенно  недостаточно  для

объяснения многих химических явлений.

    Первоначально  атомное учение предполагало  существование  только  одного

вида мельчайших частиц - атомов, из которых образуются все тела  окружающего

мира. Но уже в  самом  начале  развития  химии  на  основе  атомного  учения

оказалось,  что  для  строго  количественного  объяснения   многих   свойств

представлений о  «двухступенчатой» (атом - макротело) дискретной  организации

вещества явно недостаточно. Все более  четким  становилось  предположение  о

существовании наряду с атомами еще одного вида частиц вещества -  молекул  -

сложных  микрочастиц,  состоящих   из   двух   или   нескольких   атомов.[8] 

    Четкое  разграничение понятий атома  и молекулы было закреплено  в 1860 г.

на Международном  съезде химиков в Карлсруэ. На  основе  достижений  химии  в

учении о веществе утвердилось, таким образом, представление  о  существовании

двух видов микрочастиц  -  атомов  и  молекул.  Соответственно  сложилось  и

представление о  «трехступенчатой» организации  вещества: атом  -  молекула  -

макротело.  Все  вещества  (жидкие,  твердые,   газообразные   тела)   стали

представлять состоящими из молекул,  которые,  в  свою  очередь,  образованы

путем  химического  соединения  из  неделимых,  неизменных   атомов.   Общие

представления о  веществе поднялись на качественно  новую  ступень.  Учение  о

дискретном строении вещества стало благодаря успехам  химии уже  не  атомным,

а атомно-молекулярным. Это был большой шаг, скачок в  развитии химического  и

вообще естественнонаучного  мышления, в  выработке  и  конкретизации  научной

картины  мира.  Химические  превращения  вещества  стали  трактоваться   как

процессы образования  молекул из атомов, как процессы перестройки молекул.

    Коренная  ломка сложившихся в XIX в. воззрений  на вещество была  вызвана

открытием  электронов,  открытием  сложности  атомов,   их   делимости,   их

превращений (радиоактивность). Атом  в XX в. предстал как сложная  целостная

система из более  мелких  частиц.  Было  раскрыто  и  участие  электронов  в

химических процессах,  в  образовании  химических  связей  между  атомами  в

молекулах.

    Но открытием  более мелких, чем атомы, частиц  вещества  (атомных  ядер,

«элементарных  частиц»),  открытием  сложности  и   делимости   атомов,   их

изменчивости не исчерпываются последние десятилетия  изменения  в  химической

атомистике и  в общих представлениях о дискретном строении вещества.  История

химии  за  столетие  со  времени   оформления   атомно-молекулярной   теории

свидетельствует о том, что молекулы - это  была  лишь  первая  ступенька  на

пути выявления  химией качественного многообразия дискретных форм вещества  и

раскрытия внутреннего  механизма его превращений. В  ходе развития  химических

исследований, вооруженных  идеями атомно-молекулярного учения, еще в  прошлом

веке были открыты  и другие виды химических частиц.[2]

    Уникальным  и принципиально новым  явлением  в  развитии  атомистических

представлений были труды М. В. Ломоносова,  осуществившего  дедуктивный  или

даже  своеобразный  гипотетико-дедуктивный  синтез  этих   представлений   с

учением о химических элементах в рамках  логистики.  Концептуальной  основой

такого синтеза  явились:

 корпускулярные  представления о строении вещества;

 кинетическая  теория теплоты;

 закон сохранения  вещества и движения.

    В суждениях  о химическом  составе  тел,  их  свойствах  и  превращениях

Ломоносов  использовал  корпускулярную  теорию   для   объяснения   фазового

перехода твердых  тел в жидкость и обратно, взаимодействия  разных  жидкостей

при разных температурах и , наконец, Воздействия  теплоты  на  физические  и

химические явления. Решение всех этих задач он осуществлял  с единых  позиций

своей «корпускулярной  философии», сущность которой можно  свести к  следующим

положениям [6]:

     1. все  тела вне зависимости от агрегатного  состояния  имеют  дискретное

        строение, они состоят из «корпускул»,т.  е. молекул, которые  в   свою

        очередь, составлены из «элементов»,  или атомов;

     1. корпускулы  могут быть однородными, или  простыми, когда  они  состоят

        из одних тех же элементов,  и разнородными, или сложными,  когда  они

        представляют собой соединение  разных элементов;

     1. «теплота  не зависит от сосредоточения  постоянной  материи,  а  есть

        некое состояние тела» [9] и  далее - теплота твердого  тела  «состоит

        во внутреннем вращательном движении (частиц) связанной  материи»[9],

        теплота жидкостей  и  газов   обусловлена  как  вращательным,  так  и

        линейным движением их частиц; «корпускулы от большой степени  теплоты

        отделяются друг от друга и  даже рассеиваются».[9]

     1. явление  перехода из одного агрегатного  состояния в другое, так же  и

        растворение, сопровождаются поглощением   или  выделением  теплоты   и

        обусловлены перемещением корпускул;

     1. химические  превращения тел обусловлены  «изменениями, происходящими в

        смешанном теле»[9], т. е. изменением  элементарного состава.

    Рассматривая  историю возникновения развития  понятия молекулы, нельзя не

обратить внимание на то обстоятельство,  что  по  данному  вопросу  в  химии

переплетались  и  боролись  две   точки   зрения.   Первую   можно   назвать

аналитической: она  рассматривала молекулу как элементарную  единицу  состава

тела.  Вторая  признавала  за  молекулой  самостоятельное  существование   в

качестве реальной структурно - кинетической единицы  материи.[10] 
 
 

             3  Периодическая система и  закон   Д. И. Менделеева

                                и его значение 

    Имя  и труды Менделеева  пользуются  мировой славой. Периодический закон,

открытый Менделеевым,  сопутствует  каждому  химику  любой  страны  на  всем

протяжении его  деятельности.  Этот  закон  является  могучим  обобщением  и

орудием  анализа  огромнейшего  арсенала  химических  знаний,   накопленного

человечеством и  сильно обогащающегося с каждым годом.

    Периодический  закон послужил и продолжает  служить  путеводной  звездой

для тысяч новых  исследований и  творческих  исканий  в  области  химических,

физических, геологических, технических и других наук.

    Периодический  закон принадлежит к числу  тех законов  природы,  открытие

которых  влечет  за  собой  многочисленные  и  разнообразные   следствия   и

приложения и  творческое развитие их вширь и вглубь.

    Д. И.  Менделеев обратил внимание на  то,  что у всех элементов,  при всем

их  различии, есть нечто общее; это - их масса, выраженная в  атомном  весе.

Каждый элемент  обладает своим атомным весом;  например,  у  хлора  он  равен

35,5, у натрия - 23,0 и т.д. Значит, заключил Менделеев,  все элементы  можно

сравнивать между  собой  по  их  атомному  весу.   А  так  как  все  элементы

обладали общим  свойством - атомным весом, Менделеев  расположил в один ряд  в

порядке возрастания  атомного веса у  элементов.  Первое  место  занял  самый

легкий элемент - водород, за ним шел немного более  тяжелый  -  литий,  потом

еще более тяжелые  элементы и так до  самых  тяжелых,  которыми  заканчивался

весь  ряд.  Когда  после  этого  Менделеев   посмотрел,  как   расположились

отдельные  элементы  в  общем  ряду,  то  обнаружил  замечательное  явление.

Оказалось, что  элементы с  одинаковыми  химическими  свойствами  повторяются

периодически, через 7 или 17 мест. Так, например,  после  щелочного  металла

лития через 7 элементов  снова  появляется  щелочной  металл  натрий,  а  еще

через 7 элементов - тоже щелочной  металл  калий;  затем  период  становится

длиннее: щелочной металл рубидий стоит на 18-м месте  после  калия,  цезий  -

на 18-м месте  после рубидия. Та же  правильность  обнаружилась  и  у  других

элементов, например, у галоидов: на 8-м месте после  фтора стоит хлор, на  8-

м после хлора - бром,  на  18-м  месте  после  брома  -  йод.  Заметив  это,

Менделеев разделил весь ряд элементов на части  (периоды)  и  поместил  один

период под другим - так, чтобы химически  сходные  элементы  попали  в  один

вертикальный столбец  и стояли  друг  под  другом;  в  результате  получилась

таблица, в которой  элементы располагались в порядке  возрастания их  атомного

веса, причем элементы с одинаковыми свойствами периодически  повторялись  на

одном и том  же месте от начала или от конца  каждого периода.[11]

    Таким  образом, в пределах каждого  периода химический характер  элементов

из резко выраженного  металлического  постепенно  превращается  в  такой  же

резко выраженный неметаллический, а затем скачком, через  недеятельный  газ,

снова возвращается к резко выраженному  металлу,  которым  начинается  новый

период.  Соответственно  этому,  по  мере  роста  атомных  весов,  наивысшая

валентность по кислороду  последовательно увеличивается  в  пределах  каждого

периода: она равна 1 у щелочного металла, 2 - у щелочно-земельного   металла

и т.д. до галоида, у которого она равна 7. После этого  она  внезапно  падает

до нуля у  недеятельного  газа,  который  вообще  неспособен  к  химическому

соединению, а затем  снова начинает расти от 1 до 2, до 3 и т.д. до 7,  после