Хімія – це наука. Як і інші природничі науки вона вивчає певний бік природи та природних явищ. На відміну від інших природничих наук, хімія приділяє пильну увагу речовині. Речовою є, наприклад, вода, метал, сіль, певний білок.

Багато об'єктів, які нас оточують, складаються не з одного, а з багатьох речовин. Наприклад, живий організм складається з води, білків, жирів, вуглеводів та інших речовин. Навіть однорідні на вигляд речовини, можуть являти собою суміші різних речовин (наприклад, розчини).

Наука хімія протягом історії дозволила не лише вивчити будову та властивості речовин, а й отримати нові речовини, яких раніше у природі не було. Це, наприклад, різноманітні пластмаси, органічні речовини.

Хімія як і математика має свою формальну мову. Взаємодії речовин тут прийнято виражати через певний запис хімічних реакцій, а самі речовини записувати як формул.

Хімія дозволяє пояснити багато змін у природі. Головне питання, на яке відповідає хімія, – чому одні речовини перетворюються на інші?

Хімія як наука

Хімія- наука, що вивчає будову речовин та їх перетворення, що супроводжуються зміною складу та (або) будови. Перед сучасною хімією стоять три основні завдання:

• по-перше, основним напрямком розвитку хімії є дослідження будови речовини, розвиток теорії будови та властивостей молекул та матеріалів. Важливим є встановлення зв'язку між будовою та різноманітними властивостями речовин і на цій основі побудова теорій реакційної здатності речовини, кінетики та механізму хімічних реакцій та каталітичних явищ. Здійснення хімічних перетворень у тому чи іншому напрямку визначається складом та будовою молекул, іонів, радикалів, інших короткоживучих утворень. Знання цього дозволяє шукати способи отримання нових продуктів, які мають якісно чи кількісно іншими властивостями, ніж наявні.
• по-друге - здійснення спрямованого синтезу нових речовин із заданими властивостями. Тут також важливо знайти нові реакції і каталізатори для більш ефективного синтезу синтезу вже відомих і мають промислове значення сполук.
• по-третє – аналіз. Це традиційне завдання хімії набуло особливого значення. Воно пов'язано як із збільшенням числа хімічних об'єктів та досліджуваних властивостей, так і з необхідністю визначення та зменшення наслідків впливу людини на природу.

Хімічні властивості речовин визначаються головним чином станом зовнішніх електронних оболонок атомів та молекул, що утворюють речовини; стани ядер та внутрішніх електронів у хімічних процесах майже не змінюються. Об'єктом хімічних досліджень є елементи хімічні та його комбінації, тобто. атоми, прості (одноелементні) та складні (молекули, іони, іон-радикали, карбей, вільні радикали) хімічні сполуки, їх об'єднання (асоціати, кластери, сольвати, клатрати тощо), матеріали та ін.

Сучасна хімія досягла такого рівня розвитку, що існує ціла низка її спеціальних розділів, які є самостійними науками. Залежно від атомарної природи речовини, що вивчається, типів хімічних зв'язків між атомами розрізняють неорганічну, органічну та елементоорганічну хімії. Об'єктом неорганічної хімії є всі хімічні елементи та його сполуки, інші речовини з їхньої основі. Органічна хімія вивчає властивості великого класу сполук, потішених за допомогою хімічних зв'язків вуглецю з вуглецем та іншими органогенними елементами: воднем, азотом, киснем, сіркою, хлором, бромом та йодом. Елементоорганічна хімія знаходиться на стику неорганічної та органічної хімії. Ця «третя» хімія відноситься до сполук, що включають хімічні зв'язки вуглецю з іншими елементами періодичної системи, що не є органогенами. Молекулярна структура, ступінь агрегації (об'єднання) атомів у складі молекул та великих молекул - макромолекул привносять свої характерні риси в хімічну форму руху матерії. Тому є хімія високомолекулярних сполук, кристалохімія, геохімія, біохімія та інші науки. Вони вивчають великі об'єднання атомів та гігантські полімерні утворення різної природи. Усюди центральним питанням для хімії є питання про хімічні властивості. Предметом вивчення є також фізичні, фізико-хімічні та біохімічні властивості речовин. Тому як інтенсивно розробляються власні методи, а й залучаються до вивчення речовин інші науки. Так важливими складовими частинами хімії є фізична хімія та хімічна фізика, що досліджують хімічні об'єкти, процеси та супроводжуючі їх явища за допомогою розрахункового апарату фізики та фізичних експериментальних методів. Сьогодні ці науки об'єднують цілу низку інших: квантова хімія, хімічна термодинаміка (термохімія), хімічна кінетика, електрохімія, фотохімія, хімія високих енергій, комп'ютерна хімія та ін. Тільки перелік фундаментальних наук хімічного напряму вже говорить про виняткову різноманітність прояву хімічної вплив її на наше повсякденне життя. Існує безліч напрямів розвитку прикладної хімії, покликаної вирішувати конкретні завдання практичної діяльності. Хімічна наука досягла такого рівня розвитку, що стала породжувати нові виробництва та технології.

Хімія як система знання

Хімія як система знання про речовини та їх перетворення міститься в запасі фактів - надійно встановлених та перевірених відомостей про хімічні елементи та сполуки, їх реакції та поведінку в природних та штучних, середовищах. Критерії надійності фактів та способи їх систематизації постійно розвиваються. Великі узагальнення, надійно пов'язують великі сукупності фактів, стають науковими законами, формулювання яких відкриває нові етапи хімії (наприклад, закони збереження і енергії, закони Дальтона, періодичний закон Менделєєва). Теорії, використовуючи специфічні поняття, пояснюють та прогнозують факти більш приватної предметної галузі. По суті, досвідчене знання стає фактом лише тоді, коли отримує теоретичне тлумачення. Так, перша хімічна теорія - теорія флогістону, будучи невірною, сприяла становленню хімії, т.к. поєднувала факти у систему і дозволяла формулювати нові питання. Структурна теорія (Бутлеров, Кекуле) впорядкувала та пояснила величезний матеріал органічної хімії та зумовила швидкий розвиток хімічного синтезу та дослідження структури органічних сполук.

Хімія як знання – система дуже динамічна. Еволюційне накопичення знань переривається революціями - глибокою перебудовою системи фактів, теорій та методів, з виникненням нового набору понять чи навіть нового стилю мислення. Так, революцію викликали праці Лавуазьє (матеріалістична теорія окислення, використання кількостей, методів експерименту, розробка хімічної номенклатури), відкриття періодичного закону Менделєєва, створення на початку 20 століття нових аналітичних методів (мікроаналіз, хроматографія). Революцією можна вважати і поява нових областей, що виробляють нове бачення предмета хімії та впливають на її області (наприклад, виникнення фізичної хімії на базі хімічної термодинаміки та хімічної кінетики).

Хімія як навчальна дисципліна

Хімія є загальнотеоретичною дисципліною. Вона покликана дати студентам сучасне наукове уявлення про речовину як один з видів рухомої матерії, про шляхи, механізми та способи перетворення одних речовин на інші. Знання основних хімічних законів, володіння технікою хімічних розрахунків, розуміння можливостей, що надаються хімією за допомогою інших фахівців, що працюють в окремих та вузьких її галузях, значно прискорюють отримання необхідного результату у різних сферах інженерної та наукової діяльності. Хімія знайомить майбутнього спеціаліста з конкретними проявами речовини, дає можливість за допомогою лабораторного експерименту «відчути» речовину, пізнати її нові види та властивості. Особливістю хімії як дисципліни для студентів нехімічних спеціальностей є те, що в невеликому за обсягом курсі необхідно мати відомості практично з усіх галузей хімії, що оформилися як самостійні науки та вивчаються хіміками та хіміками-технологами у спеціальних дисциплінах. Крім того, різноманітність інтересів представників різних спеціальностей часто призводить до створення спеціалізованих курсів хімії. При всіх позитивних сторонах такої орієнтації існує і серйозний її недолік - звужується думка спеціаліста, зменшується свобода його орієнтації у властивостях речовини та методи її отримання та застосування. Тому курс хімії для майбутніх спеціалістів не в галузі хімії та хімічної технології має бути досить широким і, у необхідній мірі, ґрунтовним, щоб дати цілісне уявлення про можливості хімії як науки, як галузі промисловості, як основи для науково-технічного прогресу. Теоретичні основи розуміння різноманітної і складної картини хімічних явищ закладає загальна хімія. Хімія елементів вводить у конкретний світ речовин, утворених хімічними елементами. Сучасному інженеру, який не має спеціальної хімічної підготовки, необхідно розбиратися у властивостях різних видів матеріалів, складів та сполук. Нерідко, тією чи іншою мірою, йому доводиться мати справу з паливами, мастилами, мастилами, миючими засобами, в'яжучими, керамічними, конструкційними, електротехнічними матеріалами, волокнами, тканинами, біологічними об'єктами, мінеральними добривами та багатьом іншим. Інші курси не завжди можуть дати первинне уявлення про це. Необхідно заповнювати цю прогалину. Цей розділ відноситься до частини хімії, що динамічно змінюється, і, звичайно, досить швидко застаріває. Тому своєчасний та ретельний відбір матеріалу тут є вкрай необхідним для регулярного оновлення дисципліни. Усе це й веде до доцільності запровадження у курсі хімії для студентів нехімічних спеціальностей окремого розділу прикладної хімії.

Хімія як соціальна система

Хімія як соціальна система – найбільша частина всього співтовариства вчених. На формування хіміка як типу вченого вплинули особливості об'єкта його науки та способу діяльності (хімічного експерименту). Проблеми математичної формалізації об'єкта (проти фізикою) й те водночас різноманіття чуттєвих проявів (запах, колір, біологічна та інша активність) від початку обмежували панування механіцизму у мисленні хіміка і залишали отже, полі для інтуїції і артистизму. Крім того, хімік завжди застосовував інструмент немеханічної природи - вогонь. З іншого боку, на відміну від стійких, даних природою об'єктів біолога, світ хіміка має невичерпне і швидко наростаюче різноманіття. Непереборна таємничість нового речовина надала світовідчуттю хіміка відповідальність і обережність (як соціальний тип хімік консервативний). Хімічна лабораторія виробила жорсткий механізм «природного відбору», відторгнення самовпевнених та схильних до помилок людей. Це надає своєрідність як стилю мислення, а й духовно-моральної організації хіміка.

Спільнота хіміків складається з людей, які професійно займаються хімією та відносять самих себе до цієї галузі. Приблизно половина їх працює, однак, в інших областях, забезпечуючи їх хімічними знанням. Крім того, до них примикає безліч вчених і технологів - великою мірою хіміків, хоча вже й не відносяться до хіміків (освоєння навичок та умінь хіміка вченими інших областей утруднено через зазначені вище особливості предмета).

Як і будь-яке інше згуртоване співтовариство, хіміки мають свою професійну мову, систему відтворення кадрів, систему комунікацій [журнали, конгреси тощо], свою історію, свої культурні норми та стиль поведінки.

Хімія як галузь промисловості

Сучасний рівень життя людства просто неможливий без продуктів та методів хімії. Вони вирішальною мірою визначають сучасну особу навколишнього нас світу. Продуктів хімії потрібно так багато, що у розвинених країнах існують хімічні галузі промисловості. Хімічна галузь - одне з найважливіших галузей промисловості та нашій країні. Вироблені нею хімічні сполуки, різні композиції та матеріали застосовуються всюди: у машинобудуванні, металургії, сільському господарстві, будівництві, електротехнічній та електронній промисловості, зв'язку, транспорті, космічній техніці, медицині, побуті та ін. Тільки для виготовлення харчових продуктів застосовується близько тисячі різних хімічних сполук, а для практичних потреб промисловістю випускається понад мільйон речовин. Від хімії багато в чому залежить економічний добробут та обороноздатність країни. Тому, щоб не стримувати розвиток інших галузей промисловості, своєчасно надавати їм нові сполуки та матеріали з необхідним набором властивостей, хімічна наука та хімічна промисловість мають розвиватися випереджальними темпами, розширюючи асортимент продуктів, підвищуючи їхню якість та збільшуючи обсяги випуску. У нашій країні існують:

• неорганічні виробництва основної хімії, що випускають кислоти, луги, солі та інші сполуки, добрива;
• нафтохімічні виробництва: отримання палива, масел, розчинників, мономерів органічної хімії (вуглеводнів, спиртів, альдегідів, кислот), різноманітних полімерів та матеріалів на їх основі, синтетичного каучуку, хімічних волокон, препаратів для захисту рослин, кормів та добавок до кормів, товарів побутової хімії;
• Мала хімія, коли обсяги продукції невеликі, але асортимент її дуже широкий. До такої продукції відносяться допоміжні речовини для виробництва полімерних матеріалів (каталізатори, стабілізатори, пластифікатори, антипірени), барвники, лікарські препарати, дезінфікуючі засоби та інші препарати санітарії та гігієни, засоби хімізації сільського господарства – гербіциди, інсектициди, фунгіциди та ін.

Головними напрямками розвитку сучасної хімічної промисловості є: виробництво нових сполук та матеріалів та підвищення ефективності існуючих виробництв. Для цього важливо знайти нові реакції та каталізатори, з'ясувати механізми процесів, що протікають. Це визначає хімічний підхід під час вирішення інженерних завдань підвищення ефективності виробництва. Типовою рисою хімічної промисловості є порівняно невелика кількість працюючих та високі вимоги до їх кваліфікації, причому відносна кількість фахівців-хіміків невелика, а більше представників інших спеціальностей (механіків, теплоенергетиків, спеціалістів з автоматизації виробництва та ін.). Характерні великі розміри енерго- та водоспоживання, високі екологічні вимоги до виробництва. У нехімічних галузях багато технологічних операцій пов'язані з підготовкою та очищенням сировини та матеріалів, забарвленням, склеюванням та іншими хімічними процесами.

Хімія – основа науково-технічного прогресу

Сполуки, склади і матеріали, створювані хімією, грають найважливішу роль підвищення продуктивність праці, зниження енергетичних витрат за виробництво необхідної продукції, освоєння нових технологій і техніки. Прикладів успішного впливу хімії на методи машинобудівної технології, прийоми експлуатації машин та апаратів, розвиток електронної промисловості, космічної техніки та реактивної авіації та багатьох інших напрямів науково-технічного прогресу безліч:

• Використання хімічних та електрохімічних методів обробки металів різко знижує кількість відходів, неминучих при обробці металів різанням. При цьому знімаються обмеження за міцністю та твердістю металів і сплавів, формою деталі, досягаються висока чистота поверхні та точність розмірів деталей.
• такі матеріали як синтетичний графіт (який за високих температур більш міцний, ніж метали), корундова (на основі оксиду алюмінію) та кварцова (на основі діоксиду кремнію) кераміки, синтетичні полімерні матеріали, скла можуть виявляти унікальні властивості.
• закристалізовані скла (ситалі) отримують введенням у розплавлене скло речовин, що сприяють виникненню центрів кристалізації та подальшому зростанню кристалів. Такий сітал як «пірокерам» у дев'ять разів міцніший за прокатане скло, твердіше високовуглецевої сталі, легший за алюміній і за термостійкістю близький до кварцу.
• сучасні мастильні матеріали дозволяють суттєво знизити коефіцієнт тертя та підвищити зносостійкість матеріалів. Застосування мастил і мастил, що містять дисульфід молібдену, збільшує термін експлуатації вузлів та деталей автомобіля в 1,5 рази, окремих частин – до двох разів, а коефіцієнт тертя при цьому вдається знизити більш ніж у 5 разів.
• елементоорганічні речовини - поліорганосилоксани відрізняються гнучкістю та спіралеподібною структурою молекул, що утворюють клубки у міру зниження температури. Таким чином вони зберігають в'язкість, що незначно змінюється, в широкому діапазоні температур. Це дозволяє їх використовувати як гідравлічну рідину в найрізноманітніших умовах.
• захист металів від корозії набув цілеспрямованості дії після створення електрохімічної теорії корозії та дозволяє уникнути значних економічних витрат на відновлення виробів із металів.

В даний час перед хімією спільно з іншими науками, технікою та промисловістю стоїть багато актуальних та складних завдань. Синтез та практичне застосування відповідних високотемпературних і, далі, гарячих надпровідників дозволить суттєво змінити способи зберігання та передачі енергії. Необхідні нові матеріали, серед яких виділяються матеріали на основі металів, полімери, кераміка та композити. Так, проблема створення екологічно чистого двигуна, в основі якого лежить реакція згоряння водню в кисні, полягає у створенні матеріалів або процесів, що перешкоджають проникненню водню через стінки резервуарів-акумуляторів водню. Створення нових хімічних технологій - також важливий напрямок науково-технічного прогресу. Так, стоїть завдання забезпечення новими видами рідкого та газоподібного палива, що отримується під час переробки вугілля, сланців, торфу, деревини. Це можливо з урахуванням нових каталітичних процесів.

Наука - одна з найважливіших галузей людської діяльності на етапі розвитку світової цивілізації. Сьогодні існують сотні різних дисциплін: технічні, суспільні, гуманітарні, природничі науки. Що вони вивчають? Як розвивалося природознавство в історичному аспекті?

Природна наука – це...

Що таке природознавство? Коли воно зародилося та з яких напрямків складається?

Природна наука - це дисципліна, що вивчає природні явища та феномени, які виступають зовнішніми по відношенню до суб'єкта досліджень (людини). Термін "природознавство" у російській походить від слова "природа", що є синонімом до слова "природа".

Фундаментом природознавства вважатимуться математику, і навіть філософію. З них, за великим рахунком, вийшли всі сучасні природничі науки. Спочатку натуралісти намагалися відповісти на всі питання, що стосуються природи та її усіляких проявів. Потім, у міру ускладнення предмета досліджень, природознавство почало дробитися на окремі дисципліни, які згодом ставали все більш відокремленими.

У контексті сучасного часу природнича наука - це комплекс наукових дисциплін про природу, взятих у тому тісному взаємозв'язку.

Історія формування природничих наук

Розвиток природничих наук відбувався поступово. Однак інтерес людини до явищ природи виявився ще в давнину.

Натурфілософія (по суті, наука) активно розвивалася у Стародавній Греції. Античні мислителі, за допомогою примітивних методів досліджень і часом інтуїції, змогли зробити цілу низку наукових відкриттів і важливих припущень. Вже тоді натурфілософи були впевнені, що Земля обертається навколо Сонця, могли пояснити сонячні та місячні затемнення, досить точно виміряли параметри нашої планети.

В епоху Середньовіччя розвиток природознавства помітно сповільнився і був сильною залежністю від церкви. Багато вчених у цей час були гнані за так зване інаковір'я. Всі наукові дослідження та дослідження, по суті, зводилися до тлумачення та обґрунтування священних писань. Проте в епоху Середніх віків суттєво розвивалася логіка та теорія. Слід зазначити, що у цей час центр натурфілософії (безпосереднього вивчення природних явищ) географічно змістився убік арабо-мусульманського регіону.

У Європі бурхливий розвиток природознавства починається (відновлюється) лише XVII-XVIII століттях. Це час масштабного накопичення фактичних знань та емпіричного матеріалу (результатів "польових" спостережень та експериментів). Природні науки 18 століття також ґрунтуються на дослідженнях на результати численних географічних експедицій, плавань, вивчень знову відкритих земель. У XIX столітті знову на перше місце виходить логіка та теоретичне мислення. У цей час вчені активно обробляють усі зібрані факти, висуваючи різні теорії, формулюючи закономірності.

До найвидатніших дослідників природи в історії світової науки слід віднести Фалеса, Ератосфена, Піфагора, Клавдія Птолемея, Архімеда, Галілео Галілея, Рене Декарта, Блеза Паскаля, Нікола Тесла, Михайла Ломоносова і багатьох інших відомих учених.

Проблема класифікації природознавства

До основним природничим наук відносяться: математика (яку також часто називають "королевою наук"), хімія, фізика, біологія. Проблема класифікації природознавства існує вже давно і непокоїть уми не одного десятка вчених та теоретиків.

Найкраще з цією дилемою впорався Фрідріх Енгельс - німецький філософ і вчений, який більш відомий як близький друг Карла Маркса і співавтора його найвідомішої праці під назвою "Капітал". Він зміг виділити два основні принципи (підходи) типології наукових дисциплін: це об'єктивний підхід, а також принцип розвитку.

Найбільш детальну запропонував радянський методолог Боніфатій Кедров. Вона не втратила своєї актуальності і в наші дні.

Перелік природничих наук

Весь комплекс наукових дисциплін прийнято поділяти на три великі групи:

• гуманітарні (або суспільні) науки;
• технічні;
• природні.

Природу вивчають останні. Повний перелік природничих наук представлений нижче:

• астрономія;
• біологія;
• медицина;
• геологія;
• ґрунтознавство;
• фізика;
• природознавство;
• хімія;
• ботаніка;
• зоологія;
• психологія.

Що стосується математики, то вчені не мають єдиної думки, до якої групи наукових дисциплін її варто відносити. Одні вважають її природною наукою, інші – точною. Деякі методологи відносять математику до окремого класу про формальних (або абстрактних) наук.

Хімія

Хімія - це велика область природознавства, основним об'єктом вивчення якої є речовина, її якості та будова. Ця наука розглядає об'єкти на атомно-молекулярному рівні. Вона також вивчає хімічні зв'язки та реакції, що виникають при взаємодії різних структурних частинок речовини.

Вперше теорію у тому, що це природні тіла складаються з дрібніших (не видимих ​​людині) елементів, висунув давньогрецький філософ Демокріт. Він припустив, що кожна речовина включає більш дрібні частинки, подібно до того, як слова складаються з різних літер.

Сучасна хімія - це складна наука, що включає кілька десятків дисциплін. Це неорганічна та органічна хімії, біохімія, геохімія, навіть космохімія.

Фізика

Фізика - одне з найдавніших наук Землі. Відкриті нею закони виступають базисом, фундаментом всієї системи дисциплін природознавства.

Вперше термін "фізика" вжив ще Аристотель. У ті далекі часи вона була майже тотожною філософією. На самостійну науку фізика почала перетворюватися лише у XVI столітті.

Сьогодні під фізикою розуміють науку, що вивчає матерію, її будову та рух, а також загальні закони природи. У її структурі виділяють кілька основних розділів. Це класична механіка, термодинаміка, теорія відносності та деякі інші.

Фізична географія

Розмежування між природничими та гуманітарними науками жирною лінією пройшло по "тілу" колись єдиної географічної науки, розділивши окремі її дисципліни. Так, фізична географія (на відміну економічної та соціальної) опинилася у лоні природознавства.

Ця наука вивчає географічну оболонку Землі в цілому, а також окремі природні компоненти та системи, що входять до її складу. Сучасна фізична географія складається з ряду Серед них:

• ландшафтознавство;
• геоморфологія;
• кліматологія;
• гідрологія;
• океанологія;
• ґрунтознавство та інші.

Природні та гуманітарні науки: єдність та відмінності

Гуманітарні, природничі науки - чи такі вони далекі один від одного, як це може здатися?

Зрозуміло, ці дисципліни відрізняються за об'єктом досліджень. Природні науки вивчають природу, гуманітарні - концентрують свою увагу людині та суспільстві. Гуманітарні дисципліни не можуть змагатися з природними в точності, вони не здатні математично довести свої теорії та підтвердити гіпотези.

З іншого боку, ці науки тісно пов'язані, переплетені одна з одною. Особливо за умов ХХІ століття. Так, математика вже давно впровадилася в літературу та музику, фізика та хімія – у мистецтво, психологія – у соціальну географію та економіку тощо. Крім того, вже давно стало очевидним, що багато важливих відкриттів робляться саме на стику кількох наукових дисциплін, які, на перший погляд, не мають абсолютно нічого спільного.

На закінчення...

Природна наука - це напрямок науки, що вивчає природні явища, процеси і феномени. Таких дисциплін існує безліч: і фізика, математика та біологія, географія та астрономія.

Природні науки, незважаючи на численні відмінності у предметі та методах досліджень, тісно пов'язані з суспільними та гуманітарними дисциплінами. Особливо сильно цей зв'язок проявляється у XXI столітті, коли всі науки зближуються та переплітаються.

Хімія – природнича наука. Хімія у навколишньому світі. Коротка інформація з історії хімії

Хімія належить до природничих наук. Хімія - це наука про речовини, їх властивості та перетворення. Предметом хімії є хімічні елементи та їх сполуки, і навіть закономірності, якими протікають хімічні реакції. Сучасна хімія дуже різноманітна як у об'єктах, і за методами їх дослідження, тому з її розділів є самостійними науками. Зараз основними розділами хімії вважаються неорганічна хімія, органічна хімія та фізична хімія. Водночас значні розділи хімії виникли на кордоні з іншими науками. Так, взаємодія хімії та фізики дало, крім фізичної хімії, хімічної фізики. Одним із передових напрямків хімії є біохімія – наука, що вивчає хімічні основи життя. Майже кожне наукове дослідження потребує використання фізичних методів для встановлення структури речовини та математичних методів для аналізу результатів.

Хімія відіграє у науково-технічному прогресі. Вона знайшла застосування у всіх галузях науки, техніки та виробництва. Хімія забезпечує переробку корисних копалин на цінні продукти. Хімія значно впливає на продуктивність сільськогосподарського виробництва. Не менш значна роль хімії у виробництві пластмас, фарб, будівельних матеріалів, синтетичних тканин, синтетичних миючих засобів, парфумерно-парфумерних засобів, фармацевтичних препаратів. Вивчення хімії допомагає людині не лише підвищувати загальну ерудицію, а й пізнавати себе та навколишній світ.

Термін "хімія" вперше з'явився у трактаті єгипетського грека Зосимуса у 400 роках нашої ери, у якому Зосімус каже, що "хімії" людей навчили демони, які зійшли на землю з небес. Назва "хімія" походить від слова "Хемі" або "Хумана", яким давні єгиптяни називали свою країну, а також нільський чорнозем.

Першими вченими-хіміками були єгипетські жерці. У третьому столітті до нашої ери вже було зібрано та описано значний експериментальний матеріал. У відомій Олександрійській бібліотеці налічувалося близько семи сотень рукописних книг, що зберігалося багато робіт з хімії. Грецький філософ Демокріт, який жив у п'ятому столітті до нашої ери, вперше висловив думку, що всі тіла складаються з маленьких невидимих ​​неподільних частинок твердої матерії, що рухаються. Він назвав ці частки "атомами". З третього століття нашої ери в історії хімії розпочався період алхімії, метою якої були пошуки шляхів перетворення неблагородних металів на шляхетні (срібло та золото) за допомогою філософського каменю. На Русі алхімія не мала поширення, хоча трактати алхіміків були відомі. На початку шостого століття алхіміки стали застосовувати свої знання для потреб виробництва та лікування. У період сімнадцятому-вісімнадцятому столітті у хімічних дослідженнях почали використовувати експериментальні методи.

Першою теорією наукової хімії була теорія флогістону (невагома речовина, що виділяється з речовини при горінні речовин), запропонована Г. Шталь у вісімнадцятому столітті. Ця теорія виявилася помилковою, хоч і проіснувала майже століття. Французький хімік А. Лавуазьє та російський хімік М. В. Ломоносов застосували точні виміри щодо хімічних реакцій, спростували теорію флогістону і сформулювали закон збереження маси. З 1789 до 1860 продовжувався період кількісних хімічних законів (атомно-молекулярного вчення). Сучасний етап розвитку хімічної науки, що розпочався у ХХ столітті, триває і до наших днів. Будь-які успіхи практичної хімії тепер ґрунтуються на досягненнях фундаментальної науки.

Хімія - Наука про перетворення речовин, пов'язаних зі зміною електронного оточення атомних ядер. У цьому визначенні необхідно додатково уточнити терміни «речовина» та «наука».

Відповідно до Хімічної енциклопедії:

Речовина - вид матерії, яка має масу спокою. Складається з елементарних частинок: електронів, протонів, нейтронів, мезонів та ін. Хімія вивчає головним чином речовину, організовану в атоми, молекули, іони та радикали. Такі речовини прийнято поділяти на прості та складні (хімічні сполуки). Прості речовини утворені атомами одного хімічного. елемента і тому є формою існування у вільному стані, наприклад, сірка, залізо, озон, алмаз. Складні речовини утворені різними елементами і можуть мати постійний склад.

У трактуванні терміна "наука" існує безліч розбіжностей. Тут цілком прикладемо висловлювання Рене Декарта (1596-1650): «Визначте значення слів, і ви позбавите людство від половини його помилок». Наукоюприйнято називати сферу людської діяльності, функцією якої є вироблення та теоретична схематизація об'єктивних знань про реальність; галузь культури, яка існувала не за всіх часів і не у всіх народів. Канадський філософ Вільям Хетчер визначає сучасну науку, як «спосіб пізнання реального світу, що включає в себе як реальність, що відчувається органами почуттів людини, так і реальність невидиму, спосіб пізнання, заснований на побудові моделей цієї реальності, що перевіряються». Таке визначення близьке до розуміння науки академіком В. І. Вернадським, англійським математиком А. Уайтхедом, іншими відомими вченими.

У наукових моделях світу зазвичай виділяються три рівні, які у конкретній дисципліні можуть бути представлені у різному співвідношенні:

* емпіричний матеріал (експериментальні дані);

* ідеалізовані образи (фізичні моделі);

*математичний опис (формули та рівняння).

Наочно-модельний розгляд світу неминуче веде до приблизності будь-якої моделі. А.Ейнштейн (1879-1955) говорив «Поки математичні закони описують дійсність, вони невизначені, а коли вони перестають бути невизначеними, вони втрачають зв'язок із дійсністю».

Хімія належить до природничих наук, що вивчають навколишній світ з усім багатством його форм і різноманіттям явищ, що відбуваються в ньому. Специфіку природничо знання можна визначити трьома ознаками: істинність, інтерсуб'єктивність і системність. Істинність наукових істин визначається принципом достатньої основи: будь-яка істинна думка має бути обґрунтована іншими думками, істинність яких доведена. Інтерсуб'єктивність означає, що кожен дослідник повинен отримувати однакові результати при вивченні того самого об'єкта в одних і тих же умовах. Системність наукового знання має на увазі його сувору індуктивно-дедуктивну структуру.

Хімія - це наука про перетворення речовин. Вона вивчає склад та будову речовин, залежність властивостей речовин від їх складу та будови, умови та шляхи перетворення одних речовин на інші. Хімічні зміни завжди пов'язані із змінами фізичними. Тому хімія тісно пов'язана із фізикою. Хімія пов'язана з біологією, оскільки біологічні процеси супроводжуються безперервними хімічними перетвореннями.

Удосконалення методів дослідження, насамперед експериментальної техніки, призвело до поділу науки на дедалі вужчі напрями. Через війну кількість і «якість», тобто. надійність інформації зросла. Однак неможливість для однієї людини мати повні знання навіть для суміжних наукових областей породила нові проблеми. Як у військовій стратегії найслабші місця оборони і наступу опиняються на стиках фронтів, у науці найменш розробленими залишаються області, що не піддаються однозначній класифікації. Серед інших причин можна відзначити і складність з отриманням відповідного кваліфікаційного ступеня (наукового ступеня) для вчених, які працюють у галузях «стику наук». Але там робляться і основні відкриття сучасності.

У сучасному житті, особливо у виробничій діяльності, хімія грає винятково важливу роль. Немає майже жодної галузі виробництва, не пов'язаної із застосуванням хімії. Природа дає лише вихідне сировину – дерево, руду, нафту та інших. Піддаючи природні матеріали хімічної переробці, отримують різні речовини, необхідні сільського господарства, промислового виробництва, медицини, побуту – добрива, метали, пластичні маси, лаки, фарби, лікарські речовини , мило і т.д. Для переробки природної сировини необхідно знати закони перетворення речовин, а це знання дає хімія. Розвиток хімічної промисловості – одне з найважливіших умов технічного прогресу.

Хімічні системи

Об'єкт вивчення у хімії – хімічна система . Хімічна система – це сукупність речовин, що у взаємодії і подумки чи фактично відокремлено від довкілля. Прикладами системи можуть бути різні об'єкти.

Найпростішим носієм хімічних властивостей служить атом - система, що складається з ядра і електронів, що рухаються навколо нього. Через війну хімічної взаємодії атомів утворюються молекули (радикали, іони, атомні кристали) –системы, що з кількох ядер, у полі яких рухаються електрони. Макросистеми складаються із сукупності великої кількості молекул – розчини різних солей, суміш газів над поверхнею каталізатора у хімічній реакції тощо.

Залежно від характеру взаємодії системи з навколишнім середовищем розрізняють відкриті, закриті та ізольовані системи. Відкритою системою називається система, здатна обмінюватися з навколишнім середовищем енергією та масою. Наприклад, при змішуванні у відкритій посудині соди з розчином соляної кислоти протікає реакція:

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O.

Маса цієї системи зменшується (випаровується вуглекислий газ і частково пари води), частина теплоти, що виділилася, витрачається на нагрівання навколишнього повітря.

Закритою називається система, яка може обмінюватися з навколишнім середовищем лише енергією. Розглянута вище система, що у закритому посудині, буде прикладом закритої системи. В цьому випадку обмін масою неможливий і маса системи залишається постійною, але теплота реакції через стінки пробірки передається довкіллю.

Ізольована Системою називається система постійного обсягу, в якій не відбувається обміну з навколишнім середовищем ні масою, ні енергією. Поняття ізольованої системи абстрактним, т.к. практично абсолютно ізольованої системи немає.

Окрема частина системи, обмежена від інших хоча б однією поверхнею розділу, називається фазою . Наприклад, система, що складається з води, льоду та пари, включає три фази та дві поверхні розділу (рис. 1.1). Фаза може бути механічно відокремлена з інших фаз системи.

Рис.1.1 - Багатофазна система.

Не завжди фаза протягом усього однакові фізичні властивості і однорідний хімічний склад. Прикладом може бути атмосфера грунту. У нижніх шарах атмосфера концентрація газів вище, вище і температура повітря, у верхніх шарах відбувається розрідження повітря і зниження температури. Тобто. однорідність хімічного складу та фізичних властивостей протягом усієї фази в даному випадку не дотримується. Також фаза може бути перервною, наприклад, шматочки льоду, що плавають на поверхні води, туман, дим, піна – двофазні системи, у яких одна фаза є перервною.

Система, що складається з речовин, що знаходяться в одній фазі, називається гомогенної . Система, що складається з речовин у різних фазах і має хоча б одну межу розділу, називається гетерогенної .

Речовини, у тому числі складається хімічна система – компоненти. Компонент може бути виділений із системи та існувати поза нею. Наприклад, відомо, що з розчиненні хлориду натрію у питній воді він розпадається на іони Na ​​+ і Cl – , проте ці іони що неспроможні вважатися компонентами системи – розчину солі у питній воді, т.к. вони не можуть бути виділені з даного розчину та існувати окремо. Компонентами будуть вода та хлорид натрію.

Стан системи визначається її параметрами. Параметри можуть бути задані як на молекулярному рівні (координати, кількість руху кожної молекули, валентні кути тощо), так і на макрорівні (наприклад, тиск, температура).

Будова атома.

Подібна інформація.