Химия как естественная наука
Природа – это все, что нас окружает. Все, на чем остановится ваш взгляд, является или творением природы, или его создал человек. Человек всегда изучал окружающий мир, он размышлял над природными явлениями, сравнивал свойства предметов, которые наблюдал, искал их применение в своей жизни – человек приобретал знания о природе. За многие столетия накопилось немало знаний о природе, поэтому возникла необходимость их разграничить. Так образовались отдельные науки: ботаника, зоология, физика, астрономия, география, химия. Каждая наука решает круг задач. Все вместе они позволяют узнать природу. Биология изучает растительный, животный мир и человека. Что же изучает химия? Химия – одна из естественных наук. Она изучает вещества, закономерности их превращения и применения.
Историю развития химических знаний можно условно разделить на следующие периоды: химия древнего мира, период алхимии и становление химии как науки.
Химия древнего мира
Пожалуй, первым превращением веществ, наблюдавшим наши предки, было горение. Сначала люди боялись огня, но потом начали использовать его для приготовления пищи и обогрева. Возникновению химии, как и других наук, способствовали практические потребности. С давних времен люди осуществляли многочисленные превращения одних веществ в другие: виноградный сок в вино, вино – в уксус. Знали о существовании таких металлов как золото, серебро, олово, железо; умели выплавлять медь и бронзу, обжигать глиняные изделия, получали керамическую посуду, кирпич и стекло, готовить красители и косметические средства. Накапливались результаты наблюдений, разрабатывались и применялись разные методы, приемы и рецепты на практике, начали возникать химические ремесла.
В процессе изучения химии приходится проводить немало опытов, для чего используют специальное оборудование и посуду.
В химии применяется специальная посуда из тонкостенного и толстостенного стекла. Изделия из тонкостенного стекла устойчивы к изменению температур, в них производят химические операции, требующие нагревания. Химическую посуду из толстостенного стекла нагревать нельзя. По назначению стеклянная посуда бывает общего назначения (рис. 1), специального назначения (рис. 5) и мерной (рис. 7). Посуда общего назначения используется для выполнения большинства работ.
Изучая естествознание, вы называли веществом то, из чего состоит тело. Оглянемся вокруг. Мы сами и все, что есть вокруг нас, живая и неодушевленная природа, состоит из веществ. В настоящее время известно более 20 миллионов разных веществ, но список их постоянно дополняется. Много веществ существует в природе, например, торф, газ, вода, кислород, мел, известняк. Еще больше веществ, например, керамика, стекло, бензин, пластмассы, создают искусственно. Вспомним из курса естествознания, в чем заключается разница между веществом и телом.
Человека окружает множество веществ, некоторые из них называют чистыми. Чистое вещество почти не содержит примесей других веществ. Да, в чистой воде содержатся только молекулы воды. Чистая медь является веществом, образованным только атомами элемента Купрума.
Мнение о том, что все тела состоят из мельчайших, невидимых, вечно движущихся частиц – атомов, выразил древнегреческий философ Демокрит 2500 лет назад. Однако доказать это экспериментально он не мог. Учение об атомах и молекулах разработал в середине XVIII века русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов.
От древних мыслителей в химию перешло помимо слова «атом» слово «элемент», что означает «составная часть». Философы старой Греции считали, что все вещества построены из четырех частей, взятых в разных пропорциях. Это земля, воздух, огонь и вода. В XVII веке английский ученый Роберт Бойль опроверг учение о четырех элементах. В древности люди были знакомы с 11 химическими элементами. Начиная с XVII века количество известных элементов быстро растет. В настоящее время их известно 112. В течение 1998-2000 годов ученые добыли элементы с порядковыми номерами 114, 116, 118.
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
В химии, как и в каждой науке, систематизация фактического материала существенно помогает его исследованию. Можно сказать, что современная химия начинает свою подлинную историю с открытием периодического закона химических элементов, принадлежащего великому русскому учёному Д. И. Менделееву. Этот закон и его графическое отображение – периодическая система частей – база исследования химических частей.
Все богатство окружающего мира вызвано тем, что отдельные атомы способны связываться друг с другом и образовывать простые вещества и входить в состав сложных веществ. Как из небольшого количества букв образуется множество слов, так из небольшого количества атомов образуются миллионы различных веществ. Атомы в обычных условиях не могут долго существовать в одиночку (за исключением элементов инертных газов). Они сочетаются с такими же или иными атомами и образуют множество разнообразных веществ. Все разнообразие веществ определяется тем, в каком соотношении и каким образом атомы соединяются друг с другом.
Сложных веществ существует в природе и создано человеком больше, чем простых веществ. Вода (Н2О) – сложное вещество, так как состоит из атомов двух видов, его можно разложить на простые вещества – водород (Н2) и кислород (О2). При полном горении простого вещества уголь образуется углекислый газ (СО2), а при неполном горении – угарный газ (СО).
Останні коментарі