Вечно молодая – неорганическая химия
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
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.