Открытие неорганической химии

  ФГОУ ВПО «Уральская  государственная академия ветеринарной  медицины» 
 
 
 

                                                                                        Кафедра: 
 

                                                                Реферат

 На тему: «История и основные этапы развития неорганической химии как                        науки» 
 
 
 

                                                                                  Выполнил: Студент 103«б» группы

                                                                                  Есенков В.А.              

                                                                                  Проверила: 
 

                                                                  Троицк 2011.

   Введение:

1. Предпосылки возникновения химии как науки……………………………….1
2. Этапы развития неорганической химии…………………………………………...2
3. Вклад русских ученых в развитие неорганической химии…………….…3
4. Роль химии в современном мире………………………………………………….…..7

   Заключение:

Библиографический список литературы……………………………………………….11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                      Предпосылки возникновения химии как науки. 

        наука о химических элементах и образуемых ими простых и сложных веществах (кроме соединений углерода, составляющих, за немногими исключениями, предмет органической химии. Н. х. — важнейшая область химии — науки о превращениях вещества, сопровождающихся изменениями его состава, свойств и (или) строения. Н. х. теснейшим образом связана, помимо органической химии, с др. разделами химии — аналитической химией ,коллоидной химией, кристаллохимией, физической химией, термодинамикой химической, электрохимией, радиохимией, химической физикой; на стыке неорганической и органической химии лежит химия металлоорганических соединений  и элементоорганических соединений. Н. х. ближайшим образом соприкасается с геолого-минералогическими науками, особенно с геохимией и минералогией, а также с техническими науками — химической технологией (её неорганической частью), металлургией — и агрохимией. В Н. х. постоянно применяются теоретические представления и экспериментальные методы физики.

         Историческая справка. История  Н. х., особенно до середины 19 в., тесно переплетается с общей историей химических знаний. Важнейшие достижения химии конца 18 — начала 19 вв. (создание кислородной теории горения, химической атомистики, открытие основных стехиометрических законов) явились результатами изучения неорганических веществ.

         Уже в глубокой древности были  известны металлы, которые либо  встречаются в природе в самородном  состоянии (Au, Ag, Cu, Hg), либо легко получаются (Cu, Sn, Pb) нагреванием их окисленных руд с углем, а также некоторые неметаллы (углерод в виде угля и алмаза, S, возможно As). За 3—2 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии, Китае и др. странах умели получать железо из руд, изготовлять изделия из стекла. 
 

                          Этапы развития неорганической химии.

Стремление  превратить неблагородные, «несовершенные»  металлы в благородные, «совершенные» (Au и Ag) явилось причиной возникновения алхимии (См. Алхимия), господствовавшей в 4—16 вв. н. э. Алхимики создали аппаратуру для химических операций (выпаривания, кристаллизации, фильтрования, перегонки, возгонки), которые и в наше время служат для разделения и очистки веществ; впервые получили некоторые простые вещества (As, Sb, Р), соляную, серную и азотную кислоты, многие соли (купоросы, квасцы, нашатырь) и др. неорганические вещества. В 16 в. металлургия, керамика, стеклоделие и др. производства, близко соприкасающиеся с Н. х., получили довольно широкое развитие, что видно из трудов В. Бирингуччо (1540) и Г. Агриколы (См. Агрикола) (1556). В 1530-х гг. А. Т. Парацельс, которому были на опыте известны целебные свойства препаратов Au, Hg, Sb, Pb, Zn, положил начало ятрохимии (См. Ятрохимия) — применению химии в медицине. В 17 в. укоренилось деление веществ, изучаемых химией, на минеральные, растительные и животные (указанное в 10 в. арабским учёным ар-Рази), т. е. наметилось расчленение химии на неорганическую и органическую. В 1661 Р. Бойль опроверг учения о четырёх стихиях и трёх началах, из которых якобы состоят все тела, и определил химические элементы как вещества, не могущие быть разложенными на другие. В конце 17 в. Г. Шталь, развивая представления И. Бехера, высказал гипотезу, согласно которой при обжигании и горении тела теряют начало горючести — Флогистон. Эта гипотеза господствовала вплоть до конца 18 в. 

             Вклад русских ученых в развитие неорганической химии. 

         В дальнейшем становлению Н.  х. как науки послужили работы  М. В. Ломоносова и А. Лавуазье. Ломоносов сформулировал закон сохранения вещества и движения (1748), определил химию как науку об изменениях, происходящих в сложных веществах, приложил атомистические представления к объяснению химических явлений, предложил (1752) деление веществ на органические и неорганические, показал, что увеличение веса металлов при обжигании происходит за счёт присоединения некоторой части воздуха (1756), Лавуазье опроверг гипотезу флогистона, показал роль кислорода в процессах обжигания и горения, конкретизировал понятие химического элемента, создал первую рациональную номенклатуру химическую (См. Номенклатура химическая) (1787). В начале 19 в. Дж. Дальтон ввёл в химию атомизм, открыл Кратных отношений закон и дал первую таблицу атомных весов химических элементов. Тогда же были открыты Гей-Люссака законы (1805—08), Постоянства состава закон (Ж. Пруст, 1808) и Авогадро закон (1811). В 1-й половине 19 в. И. Берцелиус окончательно утвердил атомизм в химии. В середине 19 в. были сформулированы и разграничены понятия атома, молекулы и эквивалента (Ш. Жерар, С. Канниццаро). К тому времени было известно свыше 60 химических элементов. Проблему их рациональной классификации разрешило открытие в 1869 периодического закона Менделеева (См. Периодический закон Менделеева) и построение периодической системы элементов (См. Периодическая система элементов) Менделеева. На основе своих открытий Д. И. Менделеев исправил атомные веса многих элементов и предсказал атомные веса и свойства ещё неизвестных тогда элементов — Ga, Ge, Sc и др. После их открытия периодический закон получил всеобщее признание и стал прочной научной основой химии.

         В конце 19 — начале 20 вв. особое  внимание химиков-неоргаников привлекли  две малоизведанные области —  металлические Сплавы и Комплексные  соединения. Исследование полированной  и протравленной поверхности  стали при помощи микроскопа, начатое в 1831 П. П. Аносовым, было продолжено Г. К. Сорби (1863), Д. К. Черновым (1868), немецким учёным А. Мартенсом (с 1878). Оно было усовершенствовано, а также существенно дополнено методом термического анализа (См. Термический анализ) (А. Ле Шателье, Ф. Осмондом — в 1887, английским учёным У. Робертс-Остоном — в 1899). В дальнейшем крупнейшие работы по исследованию сплавов с применением новой методики были выполнены Н. С. Курнаковым (с 1899), А. А. Байковым (с 1900) и их научными школами. Обширные исследования сплавов были проведены в Германии Г. Тамманом (с 1903) и его учениками. Теоретическую основу учения о сплавах дало правило фаз Дж. У. Гиббса. Систематические исследования комплексных соединений, предпринятые в 1860-х гг. К. Бломстрандом и датским учёным С. Йёргенсеном, были в 1890-гг. развиты А. Вернером, создавшим координационную теорию, и Н. С. Курнаковым. Особенно широко работы в этой области были поставлены в России и СССР Л. А. Чугаевым и его школой.

         На рубеже 19 и 20 вв. в истории  Н. х. произошло крупное событие  — были открыты Инертные газы: Ar (Дж. Рэлей, У. Рамзай, 1894), Не (У. Рамзай, 1895), Kr, Ne, Xe (английские учёные У. Рамзай и М. Траверс, 1898), Rn (немецкий учёный Ф. Дорн, 1900), которые Д. И. Менделеев по предложению У. Рамзая включил в особую (нулевую) группу своей периодической системы элементов (впоследствии были включены в 8-ю группу). Ещё более значительным было открытие самопроизвольной радиоактивности урана (А. Беккерель, 1896) и тория (М. Склодовская-Кюри и независимо немецкий учёный Г. Шмидт, 1898), за которым последовало открытие радиоактивных элементов Po и Ra (М. Склодовская-Кюри, П. Кюри, 1898). Эти открытия привели к обнаружению существования изотопов (См. Изотопы), к созданию радиохимии (См. Радиохимия) и теории строения атома (Э. Резерфорд, 1911, Н. Бор, 1913, и др.; см. Атомная физика).

Успехи ядерной  физики позволили синтезировать  трансурановые элементы, имеющие  атомные номера от 93 по 105 (см. Актиноиды, Элементы химические, Ядерная химия). Работы по синтезу трансурановых  элементов открыли новую эпоху  в истории Н. х. Исследования в  этой области ведутся в СССР, США, Франции, ФРГ и некоторых др. странах.

         Методы исследования. В Н. х.  применяются два основных приёма  исследования: препаративный метод и метод физико-химического анализа. Препаративный метод практиковался с древнейших времён. Его основу составляют проведение реакций между исходными веществами и разделение образующихся продуктов посредством перегонки, возгонки, кристаллизации, фильтрования и др. операций. Особенно распространён препаративный метод в химии комплексных соединений. Метод физико-химического анализа в основном создан Н. С. Курнаковым, его учениками и последователями. Сущность метода заключается в измерении различных физических свойств (температур начала и конца кристаллизации, а также электропроводности, твёрдости и др.) систем из 2, 3 или многих компонентов. Полученные данные изображают в виде диаграмм состав-свойство. Их геометрический анализ позволяет судить о составе и природе образующихся в системе продуктов, не выделяя и не анализируя их. Физико-химический анализ указывает пути синтеза веществ, даёт научную основу процессов переработки руд, получения солей, металлов, сплавов и др. важных технических материалов. Физико-химический анализ признан во всём мире ведущим методом Н. х.

         Для современной Н. х. характерен необычайно обширный круг новых методов исследования строения и свойств веществ и материалов. С середины 20 в. основное внимание уделяется изучению атомного и молекулярного строения неорганических соединений прямым определением их структуры (т. е. взаимного расположения атомов в молекуле). Оно производится методами кристаллохимии, спектроскопии (См. Спектроскопия), рентгеновского структурного анализа (См. Рентгеновский структурный анализ), ядерного магнитного резонанса (См. Ядерный магнитный резонанс), ядерного квадрупольного резонанса (См. Ядерный квадрупольный резонанс), гамма-спектроскопии (См. Гамма-спектроскопия), электронного парамагнитного резонанса (См. Электронный парамагнитный резонанс) и др. Большое значение имеет определение важных для техники свойств и особенностей (механические, магнитные, электрические и оптические свойства, жаропрочность, жаростойкость, отношение к радиоактивному облучению и др.). Н. х. превратилась в такую науку о неорганических материалах, которая основывается преимущественно на данных о строении веществ на атомном и молекулярном уровнях.

         Успехи неорганической химии.  Открытие трансурановых элементов, эффективное разделение (посредством хроматографии (См. Хроматография), экстрагирования и др.) редкоземельных и иных трудно разделимых элементов (например, платиновых металлов) на индивидуально-чистые, экономичное получение редких элементов и материалов из них с особыми свойствами или заданным комплексом свойств привели к качественным изменениям в Н. х. Необходимо также отметить прогресс в технологии получения высокочистых элементов и соединений; получение из них и применение монокристаллов с определёнными свойствами (например, пьезоэлектриков, диэлектриков (См. Диэлектрики), полупроводников (См. Полупроводники), сверхпроводников (См. Сверхпроводники), кристаллов для Лазеров и др.) составило специальную ветвь промышленности. Особенно быстро развивается химия редких элементов. В 60-е годы возникла химия инертных газов, которые ранее считались неспособными к химическому взаимодействию; получены многие соединения Kr, Xe и Rn с фтором, окислы Xe и др.

         В современной Н. х. очень  большое внимание уделяется изучению  химической связи (См. Химическая связь) — важнейшей характеристике любого химического соединения. С помощью физической аппаратуры удаётся как бы «видеть» химическую связь. Методы кристаллографии (См. Кристаллография), порой весьма трудоёмкие, заменяются скоростными методами (с применением, например, автоматических дифрактометров в сочетании с ЭВМ). Это позволяет для неорганических соединений быстро определять межатомные расстояния (и оценить электронную плотность), на основании чего можно составить более полное представление о строении молекул и рассчитать их свойства. Ещё более подробные сведения о химической связи можно получить с помощью рентгеноэлектронной спектроскопии. Разработка новых физических методов и интерпретация получаемых результатов требуют совместной работы химиков-неоргаников, физиков и математиков. На основе представлений и методов квантовой механики всё более успешно рассматриваются проблемы строения и реакционной способности химических соединений и вопросы химической связи. 
 

   Роль химии в современном мире.

         Неорганические вещества и материалы  используются в различных рабочих  условиях, при интенсивном воздействии  среды (газов, жидкостей), механических  нагрузок и др. факторов. Поэтому  важное значение имеет изучение кинетики неорганических реакций, в частности при разработке новых технологий и материалов.

         Практические применения. Н. х.  даёт новые виды горючего для  авиации и космических ракет,  вещества, препятствующие обледенению  самолётов, а также посадочных  полос на аэродромах. Она создаёт  новые твёрдые и сверхтвёрдые  материалы для абразивных и  режущих инструментов. Так, использование  в них компактного кубического  Бора нитрида (боразона) позволяет  обрабатывать очень твёрдые сплавы  при таких высоких температурах  и скоростях, при которых алмазные  резцы сгорают. Получены новые составы флюсов для сварки металлов; новые комплексные соединения, применяемые в технологии, сельском хозяйстве и медицине; новые строительные материалы, в том числе значительно облегчённые (например, на основе или с участием фосфатов), новые полупроводниковые и лазерные материалы, жаропрочные металлические сплавы, новые минеральные удобрения и многое другое. Н. х. удовлетворяет самые разнообразные запросы практики, весьма бурно развивается и принадлежит к важнейшим основам научно-технического прогресса.

         Научные учреждения, общественные  организации, периодические издания.  До 1917 исследования по Н. х.  велись в России лишь в лабораториях  АН и вузов (горного, политехнического  и электротехнического институтов  в Петербурге, университетов в  Петербурге, Москве, Казани, Киеве, Одессе). В 1918 начали свою деятельность  основанные при АН в Петрограде  институт физико-химического анализа  (основатель Н. С. Курнаков) и институт по изучению платины и др. благородных металлов (основатель Л. А. Чугаев). В 1934 оба эти института и Лаборатория общей химии АН СССР объединены в институт общей и неорганической химии АН СССР (в 1944 ему присвоено имя Н. С. Курнакова). О др. институтах см. Химические институты научно-исследовательские (См. Химические институты). Проблемы Н. х. рассматриваются на конгрессах Международного союза теоретической и прикладной химии (См. Международный союз теоретической и прикладной химии), который имеет секцию Н. х., и на съездах национальных химических обществ, в том числе Химического общества (См. Химическое общество) имени Д. И. Менделеева.