ХИМИЯ

ХИМИЯ (средневековой арабское al-kimiya; греческий chymeia и chemeia искусство сплавления металлов) — область естествознания, изучающая строение и свойства химических элементов (атомов), образуемых ими простых и сложных веществ (молекул), превращения веществ (соединений) и законы, лежащие в основе этих явлений. Химические превращения (реакции) обусловлены электронными взаимодействиями элементов и происходят без изменения ядер атомов (см. Химические реакции).

Химия как область знания связана с изучением хим. формы движения материи и ее переходов в другие формы движения, что выражается в многогранности химии и ее разносторонних связях с другими науками, прежде всего с физикой и биологией (см.). Химия вносит большой вклад в учение о развитии природы, в углубление материалистических представлений о мироздании.

Современная химия играет важную роль в жизни человеческого общества, будучи одним из мощных факторов экономического, научно-технического и культурного прогресса. Многообразны связи химии с медициной и здравоохранением.

Химия служит основой таких важнейших разделов биологии и медицины, как биохимия (см.), физиология (см.), фармакология (см.) и др. и некоторых новых дисциплин, например, бионеорганической химии, молекулярной психобиологии. Традиционна роль химии в изыскании лекарственных средств, что исторически связано с ятрохимией (см.). Особенное развитие химия получила в 20 веке в результате успехов органической химии, обеспечивших прогресс анестезиологии (см.), реаниматологии (см.), фармакотерапии (см.) и др. Современная синтетическая химия и биохимическая технология создали огромный арсенал химиотерапевтических средств, антибиотиков, витаминов, гормонов, алкалоидов и различных вспомогательных материалов. Достижения современной хирургии в заметной степени обусловлены успехами химии полимеров, создавшей разнообразные материалы для протезирования, инструментария, медицинских клеев, искусственных кровезаменителей и др. Широко используются, особенно в онкологии, различные меченые соединения (см.), получаемые радиохимическими методами. Успехи аналитической химии (см.) способствовали созданию реагентов и разработке методов анализа и диагностики в клинической биохимии (см.), гистохимии (см.), иммунохимии (см.) и других областях.

Предмет химии составляет огромный круг веществ, явлений и процессов, изучаемых с помощью разнообразных методов, поэтому современная химия представляет собой целый ряд взаимосвязанных научных дисциплин. Традиционно химию разделяют на неорганическую химию (см.), изучающую химические элементы и образуемые ими простые и сложные вещества (кроме соединений углерода), и органическую химию (см.), занимающуюся изучением соединений углерода с другими элементами. Промежуточной между неорганической и органической химией является элементоорганическая химия; биополимерные вещества входят в сферу изучения био-органической химии. Взаимопроникновение химии и других наук привело к развитию целого ряда научных дисциплин, например, физической химии (см.) и химической физики; общие для химии и биологии проблемы изучают биохимия (см.) и молекулярная биология (см.); как пограничные дисциплины между химией и геологией возникли геохимия (см.), а также биогеохимия (см.). В связи с изучением организации вещества на различных структурных уровнях сформировались такие самостоятельные дисциплины, как химия комплексных соединений, химия полимеров, кристаллохимия, коллоидная химия (см.) и др. Большое значение для всех разделов химии имеет аналитическая химия, методы к-рой применяются в самых различных областях, в том числе в биологии и медицине. Как практические приложения химии развились химическая технология со многими ее отраслями, агрохимия и др.

Законы и другие теоретические положения химии формулируются с помощью математики, которая необходима и для целей экспериментальной химии. Основными методическими средствами в химии являются анализ, то есть разложение сложных веществ на более простые (вплоть до элементов), и синтез, или получение сложных веществ из более простых, в том числе и из элементов. Эти методы служат универсальными способами изучения состава, строения и свойств веществ и получения химических соединений. В химии разработано также большое количество экспериментальных методов и вспомогательных приемов для проведения реакций, очистки и характеристики веществ и др. Для изображения хим. соединений, их превращений, структурных и электронных представлений в химии применяются химические формулы и уравнения реакций.

Химические явления использовали для практических целей уже в древности (Египет, Месопотамия, Индия, Китай, Средиземноморье) при изготовлении керамики, выплавке металлов, крашении, приготовлении лекарств и др. В античной Греции зародились первоначальные учения об атомах и элементах-стихиях. В средние века возникла алхимия — мистическое учение, ставившее главной целью превращение неблагородных металлов в золото и серебро с помощью так наз. философского камня. В эпоху Возрождения алхимия приобрела большую практическую направленность (для горного дела, металлургии, стеклоделия и др.) и возникло особое, медицинское ее направление — ятрохимия (см.). Несмотря на заблуждения алхимиков, ими было накоплено немало фактов, способствовавших возникновению научной химии (открытие новых веществ, разработка методов их выделения и очистки).

Во второй половине 17 века Бойль (R. Boyle) показал несостоятельность алхимических представлений и дал первое научное определение химического элемента. Тем самым химия впервые была поднята на уровень науки. В начале 18 века была сформулирована первая, хотя и ошибочная, хим. теория (теория флогистона). Опровержению ее и дальнейшему становлению химии способствовали открытие М. В. Ломоносовым (1748) закона сохранения веса (массы) веществ при химических реакциях, позднее подтвержденного А. Лавуазье, и создание А. Лавуазье кислородной теории. Развитие химии в 19 веке характеризуется созданием ее теоретических основ, прежде всего атомно-молекулярной теории [Дж. Дальтон, Авогадро (A. Avogadro), И. Берцелиус и др.], открытием важнейших законов, накоплением обширного экспериментального материала. Были выдвинуты первые теории о природе химических веществ (электрохимическая, теория радикалов, унитарная, теория типов), сыгравшие определенную роль в развитии неорганической и органической химии. Формированию структурных представлений в химии способствовало введение в 50-х годах 19 века понятия валентности (см.). Теория химического строения, созданная А. М. Бутлеровым (1861), заложила основы современной органической химии. Открытие многих химических элементов привело к острой необходимости их систематизации. Поэтому фундаментальным событием в химии явились открытые Д. И. Менделеевым (1869) периодическая система химических элементов (см.) и периодический закон, ставший основой дальнейшего развития химии. В ходе исследования общих закономерностей химических процессов, по мере развития физики и химии, был установлен ряд новых понятий и законов, послуживших основой для создания физической химии со многими ее разделами, а также коллоидной химии. Успехи биологии и органической химии привели к формированию биохимии. Разработка теоретических основ химических процессов способствовала развитию химической технологии и химической промышленности. Таким образом, к концу 19 века сложились основные разделы химии.

Выдающиеся открытия физики в конце 19 века (явления радиоактивности, рентгеновское излучение, электрон) положили начало новому этапу в развитии химии, привели к принципиально новым представлениям о строении и свойствах материи. Разработанная в начале 20 века теория строения атома (см.) послужила основой для более глубокого теоретического обоснования периодического закона. Дальнейшее развитие химии происходило на основе непрестанно совершенствующихся теоретических концепций о строении атома, связи физических и химических свойств элементов со строением электронных оболочек атомов. Возникли новые представления о природе химических сил, предложены первые электронные теории валентности и химических связей. Появление квантово-механических представлений (см. Квантовая теория) позволило объяснить природу химической связи, продвинуло химическую теорию на новый уровень, приведя к созданию квантовой химии.

Современная химия характеризуется углубленным изучением химических процессов, кинетики и механизмов реакций (см. Кинетика химическая, Химические реакции), проникновением в суть элементарных актов хим. взаимодействия. В настоящее время в химии интенсивно используются математические методы и электронно-вычислительная техника. Неотъемлемой чертой экспериментальной химии стали различные спектральные методы исследования: электронная, инфракрасная и рентгеновская спектроскопия, спектроскопия ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса, гамма-резонансная спектроскопия и др. (см. Спектроскопия). Важную роль в химическом исследовании играют рентгеноструктурный анализ (см.), масс-спектрометрия (см.), электронография, полярография (см.), различные виды хроматографии (см.), изучение реакций с помощью радиоактивных изотопов и многие другие методы.

Для современной химии, имеющей весьма обширный круг объектов изучения, характерна дифференциация основных разделов на ряд во многом самостоятельных областей (например., химия редкоземельных элементов, химия липидов и др.). Наряду с традиционными разделами химии получили большое развитие электрохимия, фотохимия, радиационная химия и др., сформировались новые области химии, напр, плазмохимия, космохимия и др. Велики успехи современной синтетической химии, особенно значительные в области органического синтеза. Важную роль играет современная химия в прикладных исследованиях, необходимых для развития хим. технологии и способствующих химизации народного хозяйства. К основным тенденциям современной химической технологии относятся получение веществ с заданными ценными свойствами, разработка прогрессивных технологических процессов и создание безотходных химических производств с целью сохранения окружающей среды и разумного регулирования происходящих в ней процессов.

Изучение основных разделов химии (общей, неорганической, органической, физической, коллоидной, аналитической) является обязательным элементом системы подготовки специалистов в медицинских средних и высших учебных заведениях.

Библиогр.:История — Биографии великих химиков, под ред. К. Ханнига, пер. с нем., М., 1981; Быков Г. В. PIcto-рия органической химии, М., 1976; Возникновение и развитие химии с древнейших времен до 17-го века, под ред.Ю. И. Соловьева, М., 1983; Д ж у а М История химии, пер. с итал., М., 1975; Кедров Б. М. Энгельс о развитии химии, М., 1979; Соловьев Ю. И., Очерки по истории физической химии, М., 1964; он же, Эволюция основных теоретических проблем химии, М., 1971; Становление химии как науки, под ред. Ю. И. Соловьева, М., 1983; Столетие теории химического строения, под ред. Б. А. Казанского и Г. В. Быкова, М., 1961; Ф и г у р о в с к и й Н. А. Очерк общей истории химии, От древнейших времен до начала 19-го века, М., 1969; о н ж е, Очерк общей теории химии, Развитие классической химии в 19-ом столетии, М., 1979.Учебники, руководства, справочные издания — Гордон А. и Форд Р. Спутник химика, Физико-химические свойства, методики, библиография, пер. с англ., М., 1976; Дикерсон Р. и и др. Основные законы химии, пер. с англ., т. 1 — 2, М., 1982; Кемпбелл Дж. А. Современная общая химия, пер. с англ., М., 1975; Киреев В. А. Курс физической химии, М., 1975; Краткая химическая энциклопедия, под ред. И. JI. Кнунянца, т. 1 — 5, М., 1 961—1967; Крешков А. П. Основы аналитической химии, кн. 1 — 2, М., 1976; Лайт и-н е н Г. А. и Харрис В. Е. Химический анализ, пер. с англ., М., 1979; Мар шелл Э. Биофизическая химия, принципы, техника и приложения, пер. с англ., т. 1 — 2, М., 1981; Менделеев Д. И. Сочинения, т. 13 — 14, Л.— М., 1949; Методы и достижения бионеоргани-ческой химии, под ред. К. МакОлиффа, пер. с англ., М., 1978; Некрасов Б.В. Основы общей химии, т. 1 — 2, М., 1973; Полимеры медицинского назначения, под ред. С. Манабу, пер. с японск., М., 1981; Полинг Л. и Полинг П. Химия, пер. с англ., М., 1978; Применение ЭВМ в химических и биохимических исследованиях, под ред. Ч. Е. Клопфенштейна и Ч. Л. Уилкинса, пер. с англ., т. 1, М., 1976; Рай л с А., Смит К. и Уорд Р. Основы органической химии, пер. с англ., М., 1983; Справочник химика, под ред. Б. П. Никольского, т. 1—6, М.— Л., 1965—1968; Терне й А. Современная органическая химия, пер. с англ., т. 1—2, М., 1981; Уайт А. и др. Основы биохимии, пер. с англ., т. 1 — 3, М., 1981; Химический энциклопедический словарь, под ред. И. Л. Кнунянца, М., 1983; Химия и периодическая таблица, под ред. К. Сайто, пер. с японск., М., 1982; Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам, пер. с англ., М., 1980.Периодические издания — Биооргани-ческая химия, М., с 1975; Доклады Академии наук СССР, М.— Л., с 1933; Журнал аналитической химии, М., с 1946; Журнал Всесоюзного химического общества имени Д. И. Менделеева, М., с 1960 (1956 —1959 — Химическая наука и промышленность); Журнал неорганической химии, М., с 1956; Журнал общей химии, М.— Л., с 1931; Журнал органической химии, Л., с 1956; Журнал физической химии, М., с 1930; Известия Академии наук СССР, Серия химическая, М., с 1936; Реферативный журнал. Химия, М., с 1953; Успехи химии, М., с 1932; Chemical Abstracts, Columbus, с 1907; Chemical Reviews, Washington, с 1924; Chemische Berichte, B., с 1868; Current Contents, Physical, Chemical and Earth Sciences, Philadelphia, с 1961; Journal of the American Chemical Society, Washington, с 1879; Journal of the Chemical Society, L., с 1848; Journal of Organic Chemistry, Washington, с 1936; Liebigs Annalen der Chemie, В., с 1832.

А. И. Точилкин.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание