Специфика химии, ее место в естествознании

Введение

Тема данной работы «Специфика химии, ее место в естествознании».

Актуальность данной темы заключается в том, что формирование современного естествознания - это процесс очень сложный и многоплановый, включающий рассмотрение систем наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, в развитии этих наук в различные исторические эпохи. Одной из важнейших таких систем естествознания, на мой взгляд, является химическая наука. Современная химия развивается стремительными темпами, плодотворно сотрудничая с физикой, математикой, биологией и другими науками.

Истоки химических знаний лежат в глубокой древности. В  их основе - потребность человека получить необходимые вещества, объяснить  взаимодействие веществ для своей  жизнедеятельности.

Химия очень тесно связана  с производством материальных ценностей  и является больше практической наукой. Современные достижения химии в  ее практической деятельности вносят большой вклад в общее миропонимание, в развитие естественнонаучных знаний, существенно отражаются на состоянии  взаимодействия общества с природой. Добавляемые химией и химической производственной практикой знания о природе, о вещах и превращениях веществ, являются основой для формирования мировоззрения человека, развития общих  представлений о мире, о природе  человека, его деятельности.

Еще с древних времен и  вплоть до наших дней в развитии научной, в том числе и химической мысли, почти по всем направлениям можно  констатировать позитивный и безостановочный  прогресс. Научные знания продолжают постоянно углубляться и совершенствоваться.

Для формирования у современного человека естественнонаучного способа  мышления, целостного мировоззрения  необходимы и знания основных положений  химии, как одной из важнейших  наук, ее исторического развития и  современного понимания роли химии  для жизни и деятельности человека.

Роль вещества и знаний о веществе, природа химических знаний, пути и средства их формирования в  историческом развитии - вот то, с  чего в можно начать изучение влияния  химии на формирование и развитие современного естествознания.

Цель написания данной работы – определить специфику химии и ее место в естествознании. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- охарактеризовать специфику химии,

- определить понятие и  признаки химии как науки,

- определить место химии в естествознании.

При написании данной работы были использованы труды следующих  авторов: Бабаназарова О.В.; Горохов В.Г.; Рузавин, Г.И.; Хорошавина С.Г..

Использованы следующие методы: изучение, анализ, обобщение.

Данная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Химия как наука. Краткая историческая справка. Проблемы и перспективы современной химии

Согласно общепринятому  определению, химия – это наука о веществах и их превращениях, или, как вариант, наука о химических элементах и их соединениях¹.

В этих определениях подразумевается  структурный уровень изучения вещества и, так сказать, «разделение полномочий»  между физикой и химией. Физика изучает строение атома и мир  элементарных частиц (атомный и нуклонный  уровень микромира), с одной стороны, и проявление физических свойств  веществ, пребывающих в разных агрегатных состояниях, – с другой (классические механика и электродинамика, теплофизика как изучение явлений макромира). Химия же рассматривает процессы «сборки» молекул из атомов, традиционно называемые «химическими реакциями», а также проявление химических свойств веществ, то есть способность веществ вступать в химические реакции определенного вида. Таким образом, структурный уровень вещества, изучаемый в химии, оказывается помещенным между двумя «физическими» уровнями структуры вещества, а «химические» явления происходят на границе микромира и макромира.

Химия – полноправный представитель  семейства точных естественных наук, то есть химическое научное знание сформировано из теорий, законов и  закономерностей, формулировки которых  исключают множественное толкование и которые многократно подтверждены и проверены на практике. И, как  для любой естественной науки, для  химии имеют большое значение проверяемость, достоверность и  воспроизводимость результатов, доказательность  знания, соответствие научных теорий и наблюдаемых фактов.

Химия – рациональная наука, даже гипотезы в химии имеют чисто  рациональный характер. Современная  химия счастливо избежала того «налета» иррациональности, который присутствует в физике, биологии, астрономии, особенно когда обсуждаются вопросы происхождения Вселенной, вещества и жизни. Традиционно также слаба связь химии и философии (в течение последних 250–300 лет после исключения алхимических представлений из химии). И в дискуссиях между ортодоксальными «материалистами» и «идеалистами» химики всегда остаются в стороне, а оппоненты прибегают к разным аспектам химического знания для доказательства своих, порой противоположных по сущности, доводов.

И хотя современная химия  имеет очень мало общего с алхимией средних веков, забавно, что свое название «химия» получила именно от алхимии. Название же «алхимия» исходит, предположительно, от слова «Кеми»; страна Кеми (или Кемь) – одно из старинных названий современного Египта, откуда, согласно средневековым легендам, были родом первые алхимики.

Химия развивалась и развивается  традиционно в двух направлениях – как фундаментальная наука (создание и изучение теоретических  основ химического знания) и как  наука прикладная (решение практических задач применения различных химических соединений). И если в XVIII–XIX вв. второе направление развивалось более интенсивно, обслуживая промышленную революцию, а теоретическое направление вынуждено было «догонять» в попытке объяснить и систематизировать быстро растущий объем химических знаний, то все изменилось на рубеже XIX–XX вв. и особенно в начале XX в. Великие открытия в физике микромира, приведшие к смене парадигмы естествознания, предопределили развитие теоретической неорганической и органической химии в свете квантовых представлений. Таким образом был усовершенствован механизм объяснения химического строения и структуры вещества, и в дальнейшем оба направления химической науки развивались уже в тесном взаимодействии, решая основную проблему современной химии – получение (синтез) вещества с заданными свойствами. Важным этапом решения этой задачи является решение проблемы управления свойствами вещества. Химия как наука не только о химическом составе и структуре вещества, но и о химических процессах, развивается в рамках парадигмы современного естествознания – квантово-релятивистской механики. В частности, существует фундаментальная химическая наука – квантово-органическая химия, которая изучает механизмы органических реакций с позиции квантовых представлений.

Однако наряду с квантовой  химией сосуществует и классическая химия, например химия анализа состава  вещества и химия промышленного  синтеза известных продуктов, где  для выполнения рутинных процедур не обязательно прибегать к квантовым  представлениям.

Происхождение термина «химия»  не выяснено до сих пор, хотя по этому  вопросу существует несколько версий. Согласно одной из них, это название произошло от египетского слова  «хеми», что означало Египет, а также  «черный». Жрецы Древнего Египта были выдающимися мастерами химических ремесел, а химию постепенно стали  называть «египетской наукой».

Историки науки переводят  этот термин также как «египетское  искусство». Таким образом, в этой версии слово химия означает искусство  производить необходимые вещества, в том числе и искусство, превращать с помощью философского камня обыкновенные металлы в золото и серебро или их сплавы.

За двести лет до нашей  эры в городе Александрии Египетской уже существовала Академия наук, где «священному искусству химии» было отведено особое здание, храм Сераписа - храм жизни, смерти и исцеления.

Однако в настоящее  время более популярно другое объяснение. Слово «химия» произошло  от греческого термина «химос», который  можно перевести как «сок растений». Поэтому «химия» означает «искусство получения соков», но сок, о котором  идет речь, может быть и расплавленным  металлом. Поэтому химия может  означать и «искусство металлургии».

Много позднее, в начале I века нашей эры арабы-химики ввели вместо названия «химия» другое – «алхимия». Полагают, что это слово ближе к понятию «благородная химия».

Рассмотрим основные периоды  развития химической науки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Период зарождения научной химии

          Этот период продолжался в течение XVI-XVIII веков.

Возникновение и развитие периода связано с учениями Парацельса (1493-1541 гг.) и Агриколы (1494-1555 гг.). Парацельс  утверждал, что основной задачей  химии является изготовление лекарств, а не золота и серебра. Парацельс  имел большой успех, предложив лечить некоторые болезни, используя простые  неорганические соединения вместо органических экстрактов. Агрикола же изучал горное дело и металлургию. Его труд "О  металлах" более 200 лет являлся  учебником по горному делу.

       Период зарождения научной химии охватывает три столетия: с XVI по XIX вв. Условиями становления химии как науки были:

          - обновление европейской культуры;

- потребность в новых  видах промышленного производства;

- открытие Нового света; 

- расширение торговых  отношений. 

Отделившись от старой алхимии, химия приобрела большую свободу  исследования и утвердилась как  единая независимая наука.

В XVI в. на смену алхимии  пришло новое направление, которое  занималось приготовлением лекарств. Это направление получило название ятрохимии. Основателем ятрохимии  был швейцарский ученый Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, известный  в науке под именем Парацельс.

Ятрохимия выражала стремление соединить медицину с химией, переоценивая при этом роль химических превращений  в организме и приписывая определенным химическим соединениям способность  устранять в организме нарушения  равновесия. Парацельс свято верил, что если человеческое тело состоит  из особых веществ, то происходящие в  них изменения должны вызывать болезни, которые могут быть излечены лишь путем применения лекарств, восстанавливающих  нормальное химическое равновесие. До Парацельса в качестве лекарств использовались преимущественно растительные препараты, но он полагался только на эффективность лекарственных средств, изготовленных из минералов, и поэтому стремился создавать лекарства такого типа.

В сохранении здоровья человека Парацельс придавал большое значение химии, так как исходил из наблюдения, что медицина покоится на четырех  опорах, а именно на философии, астрологии, химии и добродетели. Химия должна развиваться в согласии с медициной, потому что этот союз приведет к  прогрессу обеих наук.

Ятрохимия принесла значительную пользу химии, так как способствовала освобождению ее от влияния алхимии  и существенно расширила знания о жизненно важных соединениях, оказав тем самым благотворное влияние  и на фармацию. Но одновременно ятрохимия  была и помехой для развития химии, потому что сужала поле ее исследований. По этой причине в XVII и XVIII вв. целый  ряд исследователей отказались от принципов  ятрохимии и избрали иной путь своих исследований, внедряя химию  в жизнь и ставя ее на службу человеку.

Именно эти исследователи  своими открытиями способствовали созданию первых научных химических теорий.

В XVII веке теория алхимии  уже не отвечала требованиям практики. В 1661 г. Бойль выступил против господствующих в химии представлений и подверг  жесточайшей критике теорию алхимиков. Он впервые определил центральный  объект исследования химии - химический элемент. Бойль считал, что элемент - это предел разложения вещества на составные части. Разлагая природные  вещества на их составные, исследователи  сделали много важных наблюдений, открыли новые элементы и соединения. Химик стали изучать, что из чего состоит².

В XVII столетии, в век бурного  развития механики, в связи с изобретением паровой машины, возник интерес химии  к процессу горения. Итогом этих исследований стала теория флогистона, основоположником которой был немецкий химик и  врач Георг Шталь.

      Теория Флогистона Шталь ввел понятие «флогистона» (от греч. «флогистос» - горючий, воспламеняющийся). Термин «флогистон» получил большое распространение благодаря работам самого Шталя и потому, что его теория объединила многочисленные сведения о горении и обжигании.

Теория флогистона основана на убеждении, что все горючие  вещества богаты особым горючим веществом - флогистоном и чем больше флогистона содержит данное тело, тем более  оно способно к горению. То, что  остается после завершения процесса горения, флогистона не содержит и потому гореть не может. Шталь утверждает, что расплавление металлов подобно  горению дерева. Металлы, по его мнению, тоже содержат флогистон, но, теряя  его, превращаются в известь, ржавчину или окалину. Однако если к этим остаткам опять добавить флогистон, то вновь  можно получить металлы. При нагревании этих веществ с углем металл «возрождается».