Химияның тарихы
Химия — заттарды, олардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін және бір-біріне айналу заңдылықтарын зерттейтін жаратылыстану ғылымы. Бұл ғылым химиялық элементтерді (атомдарды), жай және күрделі заттарды, химиялық өзгерістерді, сондай-ақ өзгерістерге әсер ететін жағдайларды және реакция барысында байқалатын құбылыстарды қарастырады.
Нені ажыратады?
Химиялық жеке заттар бір-бірінен химиялық құрамы мен қасиеттері арқылы ажыратылады.
Физикалық қасиеттер
- Түсі, тығыздығы
- Балқу және қайнау температуралары
- Жылу мен электр өткізгіштігі
Химиялық қасиеттер
Заттың басқа заттармен әрекеттесуі және белгілі бір өнімдерге айналу қабілеті оның химиялық қасиеттерін сипаттайды.
Заттар, элементтер және қосылыстар
Заттар құрамына қарай жай және күрделі болып бөлінеді. Олардың құрамын химиялық таңбалар арқылы формуламен өрнектейді; осылай сипатталатын күрделі заттар химиялық қосылыстар деп аталады.
Химиялық элементтер табиғатта шашыраңқы түрде таралған. Әрбір химиялық элемент — атомдардың белгілі бір түрі, ал химиялық қосылыс — молекулалардың белгілі бір түрі.
Химиялық реакция деген не?
Материя қозғалысының химиялық өзгеру процесі химиялық реакциялар деп аталады. Реакцияға атомдар мен молекулалар қатысып, нәтижесінде жаңа заттар түзіледі.
Реакция кезінде атомдардың сыртқы электрон қабаттарындағы электрон тығыздығы өзгереді, ал ядро мен ішкі қабаттар өзгеріссіз қалады.
Негізгі ой
Химиялық өзгерістердің өзегі — атомдардың қайта «жинақталуы»: байланыстар үзіліп, жаңалары түзіледі, бірақ атом ядролары сақталады.
Химияның негізгі бағыттары
Органикалық химия
Негізінен көміртек атомдарына негізделген заттардың құрылысы, құрамы, химиялық қасиеттері, қолданылуы және табиғатта таралуын зерттейді.
Бейорганикалық (анорганикалық) химия
Көміртекке жатпайтын барлық қалған элементтер түзетін қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін, сондай-ақ олардың өзара әрекеттесу заңдылықтарын қарастырады.
Басқа ғылымдармен байланысы
Химия физика және басқа да жаратылыстану ғылымдарымен тығыз байланысты. Осы байланыстардан бірқатар аралық салалар қалыптасты: химия мен биология түйіскен жерде — биохимия, химия мен геологияның тоғысында — геохимия, сондай-ақ космохимия және гидрохимия.
Өнеркәсіп пен ғылыми зерттеулерде заттардың құрамын анықтауға арналған талдау әдістері үшін аналитикалық химия ерекше маңызды орын алады. Химиялық мәліметтердің бір бөлігі адамзатқа ерте заманнан белгілі болған.
Салалары
Химияның тарихы
Химияның ғылым ретінде қалыптасуына алғашқы қадам жасап, алхимия қағидаларына қарсы шыққан ғалымдардың бірі — ағылшын зерттеушісі Р. Бойль. Ол химиялық элементке алғашқы дұрыс анықтамалардың бірін беріп, тәжірибе арқылы анализ бен синтездің мәнін нақтылады.
Ұзақ уақыт бойы химия кәсіп пен шеберлік ретінде қабылданып, металлургияда, шыны және бояу өндірісінде, дәрі жасауда кең қолданылды. Орта ғасырлардағы даму кезеңі алхимия дәуірі ретінде белгілі: алхимиктер «философия тасын» табу арқылы металдарды алтынға айналдыруға болады деп санады. Соның өзінде олардың еңбектері көптеген маңызды заттарды (қышқылдар, тұздар, сілтілер және т.б.) алу тәсілдерінің дамуына ықпал етті.
Сандық химияға көшу
1756 жылы М.В. Ломоносов, кейін А. Лавуазье реакцияға қатысқан заттардың массаның сақталу заңын негіздеп, химияны сапалық сипаттаудан өлшемдік, сандық талдауға жақындатты.
Химияның нағыз ғылым ретінде қарқынды дамуы XIX ғасырдан басталды. Бұл кезеңде Дж. Дальтон атомдық салмақ ұғымын дамытып, құрам тұрақтылығы мен еселік қатынастар сияқты заңдардың мәні айқындала түсті. А. Авогадро және С. Канниццаро еңбектері атом-молекулалық ілімнің қалыптасуына негіз болды, ал М. Фарадей электролиз заңдарын ашты.
Орыс ғалымы Д.И. Менделеев жасаған элементтердің периодтық жүйесі химия ғылымын жүйелеп, салалардың өзара байланысын көрсетті. Қазіргі химияның дамуы периодтық заңмен тығыз байланысты.
XIX ғасырдың 70-жылдарынан басталған кезең жиі органикалық химия дәуірі деп аталады. 1857 жылы Ф.А. Кекуле көміртектің төрт валентті екенін көрсетіп, көміртекті тізбектердің түзілу мүмкіндігін түсіндіру арқылы органикалық заттарды жүйелеуге жол ашты. Сол кезеңде органикалық химияның дамуына ықпал еткен бірқатар теориялар (унитарлық, типтер, радикалдар теориялары) ұсынылды.
Химияның маңызы
Химия қоғамдағы практикалық мәселелерді шешуде, табиғат дамуын материалдық тұрғыдан түсіндіруде, сондай-ақ жаңа заттар, дәрі-дәрмек, энергия мен отынның жаңа көздері сияқты адамзатқа қажетті өнімдерді алуда ерекше рөл атқарады.
Қазақстанда химия ғылымы мен химия өнеркәсібі 1930–1990 жылдары қарқынды дамыды. Бұл уақытта химия зерттеу әдістері кеңейіп, өндірістік маңызы жоғары ғылымға айналды.
Кванттық механика заңдарының ашылуы атомдар мен молекулалардағы электрондарды сипаттап, химиялық әрекеттесудің табиғатын тереңірек түсіндіруге мүмкіндік берді. Қазіргі таңда рентгенқұрылымдық талдау, спектроскопия сияқты физикалық әдістер кең қолданылады; реакциялардың кинетикасы және аралық өнімдер де белсенді зерттеледі.
Химияның міндеті
- Заттарды тиімді қолдану үшін олардың қасиеттерін анықтау.
- Қоғам сұранысына сай жаңа химиялық заттарды алу.
- Табиғи қорларды ұтымды пайдалану және қоршаған ортаны қорғау.