ИСТОРИЯ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
Формирование химических знаний в античности. Натурфилософские воззрения на первопричины образования вещества. Атомистическое учение Демокрита – Эпикура. Элементы Аристотеля. Химическое соединение как «миксис» (однородное целое). Влияние Аристотеля на развитие представлений о превращаемости веществ.
Ремесленная химия античности, ее роль в развитии химических знаний. Первое описание свойств металлов, различных химических соединений в энциклопедическом сочинении Кая Плиния-Секунда (Второго) «Естественная история» (Древний Рим, I век н.э.).
Алхимия эпохи средних веков. Возникновение алхимии (Александрийская академия, IIв. н.э.). Арабская алхимия VII-XIIвв. Европейская алхимия XI-XVIIвв., ее полезные достижения. Практическое значение работ европейских химиков-ремесленников в период перехода к Новому времени (XV-XVIIвв.).
Становление химии как науки в XVII-XVIIIвв. Возникновение учения о химических элементах в науке Нового времени. Представления Р.Бойля о химических элементах. Книга Р.Бойля «Химик-скептик» и ее роль в развитии химии.
Первые классификации химических веществ. Представления о химическом сродстве в конце XVII-XVIIIвв.
Появление и развитие аналитической химии. Учебник Г.Бургаве «Элементы химии» (1732г.). Химики-аналитики XVIIIв. (Т.Бергман, К.Шееле и др.) и переход от господства качественных методов познания в химии к количественным.
Пневматическая (газовая) химия. Исследования XVIIIв., приведшие к формированию химии газов. Открытия «связанного воздуха» (углекислого газа), «горючего воздуха» (водорода), «огненного воздуха» (кислорода), «мефитического воздуха» (азота). Вклад в развитие химии газов Г.Кавендиша и Дж.Пристли. Открытие газовых законов.
Проблема горения – одна из самых актуальных проблем химии XVIIIв. Флогистонная теория. Г.Шталь и его последователи (Дж.Блэк, Л.Б. Гитон де Марво и др.), отстаивавшие учение о флогистоне. Создание кислородной теории и крах теории флогистона. Работа А.Лавуазье «Размышления о флогистоне» (1786г.).
Развитие аналитической и неорганической химии в первой половине XIXв. (открытие новых химических элементов, первые попытки найти принципы их классификации).
Создание и утверждение атомно-молекулярного учения. Корпускулярная теория Бойля – Лемери. Атомистика И.Ньютона. Учение М.В.Ломоносова об атомах и молекулах. Атомистические представления Р.Бошковича, Б.Хиггинса и В.Хиггинса. Атомистическая теория Д.Дальтона.
Открытия Ж.Гей-Люссака. Закон объемных отношений. Возражения Дальтона, направленные на отрицание этого закона. Возникновение молекулярной теории Авогадро.
Утверждение атомно-молекулярного учения. Роль Ш.Жерара и О.Лорана в обосновании атомно-молекулярного учения. Реформирование этого учения итальянским ученым-химиком С.Канниццаро. Международный химический конгресс в Карлсруэ (1860г.) и разграничение понятий «атом» и «молекула». Широкое признание закона Авогадро.
Возникновение и развитие органической химии. Стимулирующее влияние растущей текстильной промышленности производства, красящих веществ на исследования в области органических соединений. Первые анализы количественного состава органических веществ конца XVIII – начала XIXвв.
Значение работ Ю.Либиха и Ф.Велера в развитии органической химии. Теория сложных радикалов. Открытие явления металепсии (Ж.Дюма, 30-е гг. XIXв.). Теория многоосновных кислот Грэма – Либиха – Жерара. Изомерия. Учение о гомологии как общей закономерности органических соединений (Я.Шиль, Ш.Жерар, 40-е гг. XIXв.). Возникновение учения о валентности.
Органический синтез в XIXв. Разработка методики получения различных органических веществ. Первый синтез органического соединения Ф.Велером (1828г.). Достижения в области органического синтеза, начиная с 40-х гг. и до конца XIXв.
Периодический закон химических элементов. История открытия периодического закона Д.И.Менделеевым. Исправление атомных масс. Предсказание свойств неизвестных элементов и последующие открытия этих элементов. Споры о приоритете в решении вопроса о систематизации элементов. Л.Мейер и Д.И.Менделеев. Итог полемики о приоритете и утверждение приоритета Д.И.Менделеева. Периодический закон и гипотеза В.Праута.
Возникновение и развитие физической химии. Зарождение физической химии в конце XVIII – первой половине XIXвв. Более тесное сближение между физикой и химией, наметившееся с 50-х гг. XIXв.
Учение о растворах в XVIIIв. и в начале XIXв. Химическая теория растворов Д.И.Менделеева. Осмотическая теория Вант-Гоффа. Теория электролитической диссоциации Аррениуса, борьба за признание этой теории. В.А.Кистяковский: идея объединения химической теории растворов Менделеева с теорией электролитической диссоциации Аррениуса. Теория гидратации ионов, ее дальнейшее развитие И.А.Каблуковым, К.Джонсом и др.
Исследования неводных растворов в 80-х – 90-х гг. XIXв.
Возникновение термохимии. Первоначальные термохимические наблюдения в XVIIIв. Термохимические исследования Г.И.Гесса (1830-1850гг.). Термохимия второй половины XIXв.: работы М.Бертло и Ю.Томсена. Термодинамическая теория термохимических процессов (Я.Вант-Гофф, 80-е гг. XIXв.). Возможности термохимии в обеспечении прогресса химической науки.
Равновесные химические процессы. Закон действующих масс. Молекулярно-кинетическая теория химического равновесия. Молекулярно-кинетическое истолкование химических процессов в трудах А.М.Бутлерова, А.Кекуле, Н.Н.Бекетова, Л.Мейера и др. исследователей. Развитие теории динамического химического равновесия Д.И.Менделеевым.
Открытие основных законов равновесия в однокомпонентных и многокомпонентных системах. Книга Д.В.Гиббса «Равновесия в гетерогенных системах» и ее значение для физической химии. Обоснование принципа подвижного химического равновесия (Д.Гиббс, Я.Вант-Гофф, А.Ле-Шателье). Создание учения о химических равновесиях – одно из наиболее важных достижений физической химии XIXв.
Химическая кинетика. «Переход от статической к динамической точке зрения» в работе А.Вильямсона «Соображения по динамике химии на примере теории этерификации» (1851г.). Дальнейшее развитие представлений А.Вильямсона в работах Л.Пфаундлера (1867), А.Горстмана (1869), К.Гульдберга и П.Вааге (1879г.). Изучение структурно-кинетических закономерностей. Исследования Н.А.Меншуткина и Я.Вант-Гоффа (70-е – 80-е гг. XIXв.). Изучение влияния среды и промежуточных продуктов на ход химической реакции. Значение работ отечественных ученых (Н.А.Меншуткина, В.А.Кистяковского, А.Н.Баха) для развития химической кинетики.
Учение о катализе. Первые работы начала XIXв. Первые обощения в области каталитических явлений (Э.Митчерлих, 30-е гг. XIXв.). Представления Я.Берцелиуса о катализе. Теория катализа Ю.Либиха. Возникновение физико-химической теории катализа: исследование Д.П.Коновалова (80-е гг. XIXв.). Роль В.Оствальда в развитии учения о катализе. Новый этап в развитии учения о катализе (связанный с объединением исследований по катализу с учением о скоростях и механизме химических реакций), начавшийся в конце 90-х гг. XIXв.
Электрохимия. Создание контактной теории электродвижущих сил. Работы М.Фарадея, приведшие к введению им понятия «электролит». Начало практического использования электролиза, открытие Б.Якоби гальванопластики. Создание С.Аррениусом теории электролитической диссоциации. Работы П.Дебая и количественное истолкование термодинамических свойств растворов электролитов. Введение Г. Льюисом понятия активности растворенного вещества. Создание Я.Гейровским полярографического метода исследования механизма электродных процессов. Электрохимическая кинетика и проблемы современной теории коррозии металлов в работах западных и отечественных электрохимиков.
Возникновение и развитие химических технологий.
Древняя металлургия золота, серебра, свинца и сурьмы, меди и ее сплавов. Металлургия железа. Керамика и стекло. Минеральные пигменты и органические красители. Технологии выпаривания, экстракции и крашения. Производство соли и поташа. Производство папирусной бумаги. Едкое кали, нашатырь, мыло.
Химические производства раннего Средневековья (сахар, спирт, листовое стекло, живопись по стеклу). Химическая технология позднего европейского Средневековья (выплавка железа через передельный чугун, изготовление пороха, получение сильных кислот, выщелачивание селитры, купоросы и квасцы, цветные эмали и стекла).
Химическая технология эпохи европейского Возрождения (промышленное мыловарение, получение эфирных масел, усовершенствование металлургии меди).
Химическая технология и промышленность начала Нового времени. Потребности стеклоделия, мыловарения, текстильной промышленности и производство соды по Леблану. Производство серной кислоты для сульфирования индиго. Беление хлором и производство «белильной извести». Производство кокса для металлургии, газа для освещения и накопление каменноугольной смолы.
Химическая технология и промышленность Х1Х века. Проблемы использования каменноугольной смолы, исследования ее состава и возможности применения. Потребности в красителях для тканей и синтез ализарина и фуксина. Развитие промышленности органических красителей. Потребность во взрывчатых веществах, создание динамитов и бездымных порохов. Создание производства целлулоида. Развитие строительства и развертывание производства цементов. Появление двигателей внутреннего сгорания и вызванная этим проблема моторного топлива и смазочных масел.
Химическая технология и промышленность ХХ века. Потребность во взрывчатых веществах и промышленный синтез аммиака. Увеличение плотности населения, распространение эпидемических заболеваний и развитие фармацевтической промышленности. Развитие электротехники, потребность в электроизоляции и развитие фенолформальдегидных полимерных материалов, полиорганосилоксанов и термостойких полимеров. Коррозия металлов и поиск химических средств и методов борьбы с ней. Недостаток природных материалов, синтез каучука и полимеризационных пластмасс. Развитие товарного сельского хозяйства: и потребность в минеральных удобрениях, и проблема борьбы с сельскохозяйственными вредителями.
Прямая связь химической науки и промышленности. Развитие химической науки, опережающее запросы практики.
Взаимодействие химии с другими науками
в их историческом развитии
Химия и философия. «Предхимия» в рамках синкретической преднауки Древнего мира. Взаимосвязь этики, геометрии и превращения элементов у Платона. Химический аспект философии Аристотеля.
Развитие органической химии и метаморфозы витализма. Химический состав Вселенной и представления о ее целостности.
Химия и математика. Количественные меры в химии. Химическая метрология. Кристаллохимия и теория групп. Математический аппарат в физико-химических расчетах. Место и роль математики в квантовой химии. Химия и теория графов. Проблемы макрокинетики и математического моделирования химических процессов и аппаратов. Математическое планирование и математическая оценка химического эксперимента. Математика и молекулярный дизайн.
Химия и физика. Физическое измерение в химии. Физическая химия Х1Х в. Химическое состояние, химическое превращение и физический сигнал. «Физикализация» химии в ХХ в. Физические явления и физические воздействия как факторы возникновения химических направлений и дисциплин. Радиохимия как фактор развития физики. Физические теории строения материи и интерпретация химической связи. Физическое объяснение химических явлений и проблема сведения химии к физике, физико-математическая интерпретация периодического закона и ее неполнота.
Химия и биология. Развитие представлений о химической сущности базовых биологических процессов. Исследования брожения и других биохимических процессов. Химия и учение о ферментотивных процессах.
Изучение и постижение молекулярной природы наследственности. Химическая структура и биологическая активность. Молекулярная биология и проблема сведения биологических процессов к химическим. Проблема функционирования живого как центральная проблема науки.
Химия и науки о Земле. Геохимия как история распределения химических элементов и их соединений в оболочках Земли. Минералогия как химия земной коры. Биогеохимия В. И. Вернадского. Возникновение геокристаллохимии. Происхождение нефти.
Химия и общество. Химия и криминалистика. Химическая экология. Развитие цивилизации, химические загрязнения и проблема «самоубийственных» химических технологий. Социальные проблемы, общественные отношения и химический анализ.
Рекомендуемая литература
Всеобщая история химии. Возникновение и развитие химии с древнейших времен до ХVII в. Отв. Ред. Ю. И. Соловьев. – М.: Наука, 1980.
Всеобщая история химии. Становление химии как науки. Отв. Ред. Ю. И. Соловьев. – М.: Наука, 1983.
Всеобщая история химии. История учения о химическом процессе. Отв. Ред. Ю. И. Соловьев. – М.: Наука, 1981.
Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времен до конца XIXв. – М.: Просвещение, 1983.
Джуа М. История химии (перев. с итальянского). Под ред.проф.С.А.Погодина. – М.: Мир, 1975.
Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии (перев. с англ.) Под ред. д-ра хим.наук А.Н.Шамина. – М.:Мир, 1983.
Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. – М.: Ч. 1. 1969. Ч. 2. 1979.
Кузнецов В. И. Диалектика развития химии. От истории к теории развития химии. – М.: Наука, 1973.
Кузнецов В.И. Эволюция представлений об основных законах химии. – М.: Наука, 1967.
Кедров Б.М. Три аспекта атомистики. – – М.: Наука, 1969.
Кедров Б.М. Мировая наука и Менделеев. К истории сотрудничества физиков и химиков России (СССР), Великобритании и США. – М.: Наука, 1983.
Дмитриев И. С. Периодический закон Д. И. Менделеева. История открытия. – СПб.: 2001.
Семишин В.И. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. – М.: «Химия», 1972.
Фигуровский Н.А. Открытие химических элементов и происхождение их названий. – М.: «Наука», 1970.
Трифонов Д. Н. О количественной интерпретации периодичности. – М.: 1971.
Быков Г. В. История классической теории химического строения. – М.: 1960.
Сабадвари Ф., Робинсон А. История аналитической химии. – М.: Мир, 1984.
Шептунова З. И. Химическое соединение и химический индивид… (Очерк развития представлений). – М.: 1972.
Фаерштейн М. Г. История учения о молекуле в химии (до 1860 г.). – М.: 1961.
Садуль Ж. Сокровище алхимиков (перев. с франц.). – М.: КРОН-ПРЕСС, 2000.
Законы земли. – М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2001 (Глава 3).
Темы рефератов
Химические знания в Древнем мире.
Химия в арабско-мусульманском мире VII–ХII вв.
Средневековая европейская алхимия (ХI–ХVII вв.).
Практическая химия эпохи европейского Средневековья и Возрождения (ХI–ХVI вв.).
Становление химии как науки Нового времени (ХVII–ХVIII вв.).
«Кислородная революция» в химии (конец ХVIII в.).
Возникновение химической атомистики (конец ХVIII – начало ХIХ вв.).
Рождение первой научной гипотезы химической связи (начало ХIХ в.).
Становление аналитической химии как особого направления (конец ХVIII – середина ХIХ вв.).
Становление органической химии (первая половина ХIХ в.).
Рождение классической теории химического строения (середина – вторая половина ХIХ в.).
Открытие периодического закона (вторая половина ХIХ в.).
Развитие неорганической химии во второй половине ХIХ века.
Основные направления развития органической химии во второй половине ХIХ века.
Формирование теории химических равновесий во второй половине ХIХ века.
Основные направления развития физической химии в XIX веке.
Создание основ электрохимии в XIX-ХХ столетиях.
Химические технологии древности.
Химические производства эпохи средневековья.
Химические технологии XVII-XVIIIвв.
Химическая промышленность XIXв.
Химические технологии ХХ века.
Взаимодействие химии с другими науками в их историческом развитии.
|
