Примерное время на чтение статьи: 22 минуты

ПРЕДМЕТ ХИМИИ. ЭТАПЫ ЕЁ РАЗВИТИЯ.

Химия – это естественная наука, изучающая состав, свойства и химические превращения веществ, явления, которые сопровождают эти превращения, а также рассматривает вопросы использования результатов этих превращений. Самое краткое определение предмета химии дал великий русский учёный-химик Д.И. Менделеев в книге «Основы химии». По Менделееву, химия – это учение об элементах и их соединениях. Химия как самостоятельная дисциплина определилась в XVI—XVII веках, после ряда научных открытий, обосновавших механистическую картину мира, развития промышленности, создания фабрик, появления буржуазного общества. Однако из-за того, что химия, в отличие от физики, не могла быть выражена количественно, существовали споры, является ли химия количественной воспроизводимой наукой или это некий иной вид познания. В 1661 году Роберт Бойль создал труд «Химик-скептик», в котором объяснил разность свойств различных веществ тем, что они построены из разных частиц (корпускул), которые и отвечают за свойства вещества. Ван Гельмонт, изучая горение, ввёл понятие газ для вещества, которое образуется при нём, открыл углекислый газ. В 1672 году Бойль открыл, что при обжиге металлов их масса увеличивается, и объяснил это захватом «весомых частиц пламени». М. В. Ломоносов уже в первой известной своей работе «Элементы математической химии» (1741) классифицирует её как науку. По его мнению, химия — наука об изменениях, происходящих в смешанном теле, поскольку оно смешанное.

Период алхимии с древности до XVI в. н. э.

Алхимия складывалась в эпоху эллинизма на основе слияния прикладной химии египтян с греческой натурфилософией, мистикой и астрологией  Алхимия — это  попытка найти способ получения благородных металлов. Алхимики считали, что ртуть и сера разной чистоты, соединяясь в различных пропорциях, дают начало металлам, в том числе и благородным. В реализации алхимического рецепта предполагалось участие священных или мистических сил (частицы Бога или дьявола, надъестественного бытия, в котором проявления человеческого мира теряют свою силу), а средством обращения к этим силам было слово (заклинание, молитва) — необходимая сторона ритуала. Поэтому алхимический рецепт выступал одновременно и как действие, и как священнодействие.

В средневековой алхимии (ее расцвет пришелся на ХIII—XV вв.) выделялись две тенденции. Первая — это мистифицированная ал-химия, ориентированная на химические превращения (в частности, ртути в золото) и в конечном счете на доказательство возможности человеческими усилиями осуществлять космические превращения (давать человеку могущество над духами, воскрешать из мертвого (палингенезия) и искусственно создать одушевленное существо — андроида или гомункула). В русле этой тенденции арабские алхимики сформулировали идею «философского камня» — гипотетического вещества, ускорявшего «созревание» золота в недрах земли; это вещество заодно трактовалось и как эликсир жизни, исцеляющий болезни и дающий бессмертие.

Вторая тенденция была больше ориентирована на конкретную практическую технохимию. В этой области достижения алхимии несомненны. К ним следует отнести: открытие способов получения серной, соляной, азотной кислот, селитры, сплавов ртути с металлами, многих лекарственных веществ, создание химической посуды и др.

Возникновение и развитие научной химии.

Во второй половине XVII в. алхимическая традиция постепенно исчерпывает себя. В течение более чем тысячи лет алхимики исхо-дили из уверенности в неограниченных возможностях превращений веществ, в том, что любое вещество можно превратить в лю-бое другое вещество. И хотя на долгом пути развития алхимии были получены и положительные результаты (описание многих хи-мических превращений, открытие некоторых веществ, конструирование приборов, химической посуды, аппаратов и др.), тем не менее главные цели, которые ставили перед собой алхимики (искусственное получение золота, серебра, «философского камня», гомункула и др.), оказались недостижимыми. Все более укреплялось представление о том, что существует некоторый предел, гра-ница взаимопревращения веществ. Этот предел определяется составом химических веществ. В XVII— XVIII вв. химия постепенно становится наукой о качественных изменениях тел, происходящих в результате изменения их состава (состав —> свойства —> функции). Все это происходит на фоне развития технической химии (металлургия, стеклоделие, производство керамики, бумаги, спиртных напитков). Начиная с XV в. представление о мире химических веществ, соединений быстро расширяется. Были открыты новые металлы (висмут, платина и др.), вещества с замечательными свойствами (например, фосфор). Развитие ремесла и промыш-ленности обусловливает постоянную потребность в определенных химикалиях — селитре, железном купоросе, серной кислоте, соде, что дает импульс к созданию химических производств, а это в свою очередь стимулирует развитие научной химии.

Новому пониманию предмета химического познания способствовало возрождение античного атомизма. Здесь важную роль сыг-рали труды французского мыслителя П. Г а с с е н д и. Гассенди возрождает представление о том, что вечная и бесконечная Вселен-ная состоит из постоянно движущихся атомов (различной формы, размеров, неизменных, неделимых и т.д.) и пустоты, которая яв-ляется условием возможности движения атомов и тел. Причем, если Декарт считал, что материя сама по себе пассивна и движение вносится в нее извне, Богом, то Гассенди считает материю активной. По его мнению, «атомы обладают и энергией, благодаря кото-рой движутся или постоянно стремятся к движению»  Весьма важным в учении Гассенди было формулирование понятия молекулы, что имело конструктивное значение для становления научной химии.

Развитие идей атомизма к химии осуществил Р. Бойль, который считал, что химия должна быть не служанкой ремесла или медици-ны, а самостоятельной наукой. Р. Бойль — инициатор организации Лондонского королевского общества, президентом которого он состоял с 1680 г. до самой смерти (1691). Бойль исходил из представления о том, что качественные характеристики и превращения химических веществ могут быть объяснены с помощью понятия о движении, размерах, форме и расположении атомов. Он был на пути к научно обоснованному определению химического элемента как предела разложения вещества с данными свойствами. Так, он считал, что все разнообразные вещества могут быть разделены на простые вещества (элементы), сложные вещества и смеси, причем сложные вещества являются химически неделимыми и отличаются от смесей простых веществ. Бойль разрабатывает не только теоретические, но и экспериментальные основы химии, обосновывает метод химического эксперимента. C точки зрения Бойля в химическом эксперименте исследователь не может заранее предсказать, как поведут себя вещества в той или иной хими-ческой реакции. Химический эксперимент призван прежде всего заставить природу выдать ее тайны, а не подтверждать те или иные теоретические гипотезы. В трудах Бойля заложены основы аналитической химии (качественный анализ, применение различ-ных индикаторов, например лакмус, для распознавания веществ, и др.), сформулирован фундаментальный физический закон, согласно которому объем газа обратно пропорционален изменению давления, и др.

Революция в химии.

Центральная проблема химии XVIII в. — проблема горения. Вопрос состоял в следующем: что случается с горючими веществами, когда они сгорают в воздухе? Для объяснения процессов горения немецкими химиками И. Бехером и его учеником Г. Э. Шталем была предложена теория флогистона (1697—1703). Флогистон — это некоторая невесомая субстанция, которую содержат все горю-чие тела и которую они утрачивают при горении. Тела, содержащие большое количество флогистона, горят хорошо; тела, которые не загораются, являются дефлогистированными. Эта теория позволяла объяснять многие химические процессы и предсказывать новые химические явления. В течение почти всего XVIII в. она прочно удерживала свои позиции, пока французский химик А. Л. Лавуазье в конце XVIII в. (опираясь на открытия К.В. Шееле сложного состава воздуха и Дж. Пристли кислорода, 1774) не разработал кислородную теорию горения.

Лавуазье показал, что все явления в химии, прежде считавшиеся хаотическими, могут быть систематизированы и сведены в закон сочетания элементов, старых и новых. К уже установленному до него списку элементов (металлы, углерод, сера и фосфор) он доба-вил новые — кислород, который вместе с водородом входит в состав воды, а также и другой компонент воздуха — азот. В соответ-ствии с новой системой химические соединения делились в основном на три категории: кислоты, основания, соли. Лавуазье рацио-нализировал химию и объяснил причину большого разнообразия химических явлений: она заключается в различии химических элементов и их соединений. Лавуазье раз и навсегда покончил со старой алхимической номенклатурой, основанной на случайных ассоциациях — «винное масло», «винный камень», «свинцовый сахар» и др. Он ввел (при активном участии К.Л. Бертолле) новую номенклатуру, которая исходила из того, что каждое химическое вещество должно иметь одно определенное название, характе-ризующее его функции и состав. Например, оксид калия состоит из калия и кислорода, хлорид натрия — из натрия и хлора, сульфид водорода — из водорода и серы, и т.д. Кроме того, Лавуазье поставил вопрос и о количествах, в которых сочетаются различные элементы между собой, и с помощью закона сохранения материи привел химию к представлению о необходимости количествен-ного выражения пропорций, в которых сочетались элементы.

С помощью ряда экспериментов Лавуазье смог также показать, что живой организм действует точно таким же образом, как и огонь, сжигая содержащиеся в пище вещества и высвобождая энергию в виде теплоты.

Лавуазье осуществил научную революцию в химии: он превратил химию из совокупности множества не связанных друг с другом рецептов, подлежавших изучению один за одним, в общую теорию, основываясь на которой можно было не только объяснять все известные явления, но и предсказывать новые.

Победа атомно-молекулярного учения.

Следующий  шаг в развитии научной химии был сделан Дж. Дальтоном, ткачом и школьным учителем из Манчестера. Изучая хими-ческий состав газов, он исследовал весовые количества кислорода, приходящиеся на одно и то же весовое количество вещества (например, азота) в различных по количественному составу окислах, и установил кратность этих количеств. Например, в пяти окислах азота (N₂O, NO, N₂O₃, NO₂ и N₂O₅) количество кислорода относится на одно и то же весовое количество азота как 1 : 2 : 3 : 4 : 5. Так был открыт закон кратных отношений.

Дальтон правильно объяснил этот закон атомным строением вещества и способностью атомов одного вещества соединяться с различным количеством атомов другого вещества. При этом он ввел в химию понятие атомного веса.

В начале XIX в. атомно-молекулярное учение в химии с трудом пробивало себе дорогу. Понадобилось еще полстолетия для его окончательной победы. На этом пути был сформулирован ряд количественных законов (закон постоянных отношений Пруста, закон объемных отношений Гей-Люссака, закон Авогадро, согласно которому при одинаковых условиях одинаковые объемы всех газов содержат одно и то же число молекул), которые получали объяснение с позиций атомно-молекулярных представлений. Окончательную победу атомно-молекулярное учение (и опирающиеся на него способы определения атомных и молекулярных весов) одержало на 1-м Международном конгрессе химиков (1860).

В 1850—1870-е гг. на основе учения о валентности химической связи была разработана теория химического строения (A.M. Бутле-ров, 1861), которая обусловила огромный успех органического синтеза и возникновение новых отраслей химической промышлен-ности (производство красителей, медикаментов, нефтепереработка и др.), а в теоретическом плане открыла путь теории простран-ственного строения органических соединений — стереохимии (Я.Х. Вант-Гофф, 1874). Во второй половине XIX в. складываются фи-зическая химия, химическая кинетика — учение о скоростях химических реакций, теория электролитической диссоциации, хими-ческая термодинамика. Таким образом, в химии XIX в. сложился новый общий теоретический подход — определение свойств хи-мических веществ в зависимости не только от состава, но и от структуры.

Развитие атомно-молекулярного учения привело к идее о сложном строении не только молекулы, но и атома. В начале ХIХ в. эту мысль высказал английский ученый У. Праут на основе результатов измерений, показывавших, что атомные веса элементов кратны атомному весу водорода. Праут предложил гипотезу, согласно которой атомы всех элементов состоят из атомов водорода. Новый толчок для развития идеи о сложном строении атома дало великое открытие Д. И. Менделеевым (1869) периодической системы элементов, которая наталкивала на мысль о том, что атомы не являются неделимыми, что они обладают структурой и их нельзя считать первичными материальными образованиями.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВ.

По составу химические соединения бывают простыми и сложными. Простое вещество- это вещество, образованное путем сочета-ния атомов одного и того же элемента, и является формой существования химических элементов в свободном состоянии.

Химический элемент – это вид атомов, обозначенный определенными символами и имеющий определенную совокупность хими-ческих свойств.

В природе существует явление аллотропии. Аллотропия – это образование одним и тем же химическим элементом различных ве-ществ. Это явление обусловлено различием числа атомов в молекулах вещества или иным типом решетки (например, кислород О ₂; озон О ₃).

В настоящее время известно более 110 химических элементов и около 400 простых веществ.

Все химические элементы делятся на металлы и неметаллы. Данный тип классификации сложился на основе практического опыта. Металлы – это химические элементы, способные отдавать электроны. Неметаллы – это электроотрицательные элементы, способ-ные присоединять электроны. В таблице Менделеева граница металлы –неметаллы условно идет по диагонали бор-астат (металлы расположены слева, а неметаллы –справа). Элементы вблизи диагонали имеют промежуточные свойства (например, полупровод-ники).

Сложные вещества – это вещества, состоящие из комбинаций простых веществ. Сложные вещества подразделяются на неоргани-ческие (300000 видов) и органические, которых еще больше. В свою очередь неорганические вещества бывают пяти классов:

— оксиды (содержат кислород); — гидроксиды (содержат ОН); — кислоты (содержат кислотный остаток, например, SO 4); — амфотерные гидроксиды; — соли (содержат металлы).

Оксиды – это соединения двух элементов, в которых атомы кислорода связаны с атомами другого элемента.

Гидроскиды (щелочи) – это вещества, которые в водном растворе диссоциируют с образование катионом металла, анионов гидроксила и не образуют других анионов.

Амфотерные гидроксиды – это гидроксиды, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов водорода Н+ и анионов ОН-, т.е. проявляют свойства кислот и оснований.

Кислоты – это химические соединения, которые в водном растворе диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотного остатка.

Соли – это химические соединения, которые в воде диссоциируют на катионы металла и анионы кислотного остатка.

Все классы химических соединений неорганического типа находятся в генетической взаимосвязи.

Органическими называют соединения углерода, атомы которого связаны с атомами других элементов, преимущественно мало-полярными связями. В природе эти соединения встречаются исключительно в организмах растений и животных и являются про-дуктами жизнедеятельности или распада этих организмов.

Для органических соединений характерен ряд отличительных признаков и свойств, которые составляют предмет для отдельной области химии – органической химии. В основном эти отличия обусловлены особенностями свойств углерода: — в периодической системе элементов углерод расположен между типичными металлами и неметаллами, проявляет ковалентность, равную 4, и способен соединяться со многими элементами; — его атомы способны соединяться друг с другом, образуя прочные, иногда весьма длинные цепи: линейные, разветвленные, колЬ-цеобразные; связь в цепочках между атомами углерода может быть одинарной, двойной и тройной; — в типичных химических превращениях углеродная структура органической молекулы не нарушается, а в реакции принимают участие периферийные группы, которые носят название функциональных, или атомы, связанные кратными связями; — молекулы органических соединений при одинаковом составе и равных молекулярных массах могут иметь различную структуру и различные свойства. Это явление называют изомерией, оно объясняет существование огромного числа органических соединений; — огромное разнообразие органических соединений состоит из небольшого числа химических элементов: углерода, водорода, кис-лорода, фосфора, серы, галогенов. В отдельных случаях в состав органических соединений могут входить металлы; — для углерода не характерны соединения с ионными связями. Подавляющее большинство органических молекул построены на основе ковалентных связей, поэтому органические вещества являются неэлектролитами и не диссоциируют в растворах. Реакции протекают в молекулярной форме с небольшой скорость; — температура плавления органических соединений лежит в интервале 100-200 С, реже -300-400 С. В присутствии кислорода подавляющее большинство органических соединений полностью сгорает с образованием диоксида углерода и воды. При нагревании без доступа воздуха органические вещества преобразуются в вещества с другими свойствами вследствие структурной перестройки.

В биосфере органические вещества играют важную роль, участвуя во всех процессах растительных и животных организмов. В качестве отдельных групп органических соединений выступают ферменты, гормоны, витамины и т.п.

Теория химического строения органических соединений была предложена в 60-е годы XIX века русским химиком А.М. Бутлеровым. Дополненная современными представлениями о природе химической связи, пространственной структуре молекул, характере вза-имного влияния атомов и молекул, эта теория составляет фундамент органической химии наших дней.

МЕТОДЫ ПОЗНАНИЯ В ХИМИИ.

Химия — практическая наука. Именно поэтому большинство работ по этой научной дисциплине имеют экспериментально-анали-тический характер. Соответственно большинство методов исследования веществ, соединений, реакций и явлений в химии отно-сятся к эмпирическим.

Самые популярные методы исследования делятся на три большие группы:

• общенаучные теоретические методы исследования в химии;
• общенаучные эмпирические методы исследования в химии;
• специальные методы исследования в химии.

Первые две группы методов встречаются в других наук, а специальные, или узкоспециализированные — только в химических ис-следованиях.

Общенаучные теоретические методы исследования в химии

Самыми востребованными теоретическими методами в химии являются:

• Наблюдение — внешнее изучение определённых химических явлений или веществ;
• Описание — дополняет другие методы, с его помощью перечисляют основные признаки веществ и изображают химически проведённые опыты;
• Моделирование – с его помощью создают модели, по которым проверяют выдвинутые гипотезы;
• Абстрагирование — применяют, когда необходимо отбросить несущественные показатели и более подробно исследовать общие закономерности химических веществ и явлений.

Общенаучные эмпирические методы исследования в химии

К методам экспериментальных исследований в химии относят:

• Эксперимент- это всегда активное воздействие на изучаемый материал;
• Измерение – помогает понять, какие показатели измерять и как их сравнивать, чтобы делать правильные выводы;
• Анализ — помогает изучать химические вещества с разных сторон, специально проводить нужные реакции и получать обос-нованные выводы;
• Синтез — помогает получать новые вещества в процессе химических реакций.

Специальные методы исследования в химии

К специальным в химии относятся методы исследования, которые обладают практическим характером. Их применение связано с изучением количественного состава и химических свойств различных соединений. Эти методы можно разделить на три большие группы:

• физические;
• классические;
• физико-химические.

Физические методы исследования — это методы исследования, которые изучают физические параметры химических веществ. Среди наиболее часто встречающихся физических методов можно назвать:

• рефрактометрический метод — измеряет показатели преломления;
• поляриметрический метод — исследует оптическое вращение в химических веществах;
• флуориметрический метод — изучает интенсивность, с которой выделяется излучение.

Классические методы исследования — помогают изучать химические растворы, газы, тела и другие элементы через различные виды реакций. Существует несколько разновидностей данных методических приёмов:

• гравиметрический метод — служит для определения точного веса химических веществ;
• титриметрический, или объёмный метод — измеряет точное количество реагентов;
• газовый метод — позволяет измерять объём газов.

Физико-химические методы исследования — позволяют исследователю наблюдать и фиксировать, какие физические изменения происходят в веществах после того, как произошла химическая реакция. Среди них: резонансные методы; гигиенический метод.

Резонансные методы исследования — помогают изучить структурные и динамические изменения в молекулах, ионах и других эле-ментах в различных химических фазах, например, в конденсированной или газообразной:

• метод ядерного магнитного резонанса — лежит в основе МРТ;
• метод электронного парамагнитного резонанса.

Метод гигиенического исследования относится к физико-химическим методам, его применение связано с очень практическими целями:

• оценить качество определённого вещества, чтобы выявить химические осадки и их предельно допустимые значения для гигиенической безопасности.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ ХИМИИ с МЕДИЦИНОЙ.

В развитии химии в 17—18 вв. основополагающую роль сыграло возрождение традиций атомистики. Р. Бойль (1627—1691), по праву считающийся одним из. основателей научной химии, сформулировал научное определение химического элемента, ввел в химию экспериментальный метод и положил начало качественному анализу. Затем были открыты двуокись углерода (1754), водо-род и углекислый газ (1766), определен химический состав воздуха (1781) и воды (1784). Дж. Пристли (1733—1804) открыл кислород (1774) и первый указал, что зеленые растения «исправляют воздух, испорченный дыханием человека и животных». Экспериментально-теоретические работы А. Лавуазье (1743—1794) и М.В. Ломоносова показали роль кислорода в горении и дыха-нии. Т.о., к концу 18 в. были созданы предпосылки для изучения газообмена, физиологии дыхания и обмена веществ.

В конце 18 в. английские и французские химики во многом способствовали применению открытий в области химии в медицинской практике. Г. Дэви, испытав на себе действие закиси азота (веселящего газа), выделенного в 70-х гг. 18 в. Дж. Пристли, предложил использовать его в хирургии для обезболивания. В 19 в. были обнаружены более эффективные средства для наркоза (эфир, хлороформ), но предложение Г. Дэви проложило путь дальнейшим поискам ингаляционного наркоза.

Многие из ведущих химиков занимались проблемами М. и были одновременно врачами. Напр., К. Бертолле (1748—1822) помимо работ по военной (применение селитры для получения пороха) и технической (беление холста) химии проводил исследования «о природе субстанции животного организма», т.е. в области, получившей позднее наименование «биологическая химия» В этой же области работал Л. Воклен (1763—1829), изучавший химический состав камней в моче и др. Ж. Шапталь исследовал минеральные воды, их химический состав и показания к применению Л. Гитон де Морво усовершенствовал метод обеззараживания, предложил новые обеззараживающие составы. К Бертолле читал лекции по химии врачам в Париже, Ж. Шапталь — в Монпелье. Сближение химии и М. послужило затем основой для организации при лечебных заведениях лабораторий для клинических анализов. В тесной связи с учеными-химиками в годы французской революции работал гигиенист Дж. Галле.

Одновременно продолжало развиваться ятрохимическое направление, близкое к клинической медицине, но допускавшее наряду с рациональным мистическое объяснение процессов жизнедеятельности, особенно в вопросах координации функций организма. Виднейшими представителями ятрохимия были И. Ван-Гельмонт и лейденский физиолог и клиницист Ф. Сильвий (1614—1672). И. Ван-Гельмонт развил учение о ферментах, согласно которому в организме ни одного процесса не происходит без участия фермен-тов: ферменты находятся повсюду — в крови, моче, желчи, желудке, кишечнике. Суть действия ферментов состоит в превращении веществ в организме из одного в другое. Теория И. Ван-Гельмонта, которую с незначительными оговорками принимали все ятро-химики 17—18 вв., носила механистический и дуалистический характер, игнорировала достижения анатомии и физиологии и не могла объяснить существа процессов жизнедеятельности. Вместе с тем, несмотря на умозрительность представлений И. Ван-Гельмонта о ферментах, идея химической регуляции биологических процессов оказалась продуктивной и способствовала возник-новению в 19 в. биохимии. Кроме того, ятрохимикам принадлежит много частных открытий, представляющих интерес для раз-личных разделов клинической медицины.

По представлениям Ф. Сильвиуса , под влиянием теплоты тела и «духов жизни» в результате ферментации образуются конечные продукты кислотного или щелочного характера. Правильное качественное и количественное соотношение кислотных и щелочных продуктов — необходимое условие здоровья. Образование вследствие перегрузки кислыми или щелочными веществами (или появления их «в неподходящем месте») соответствующих «едкостей» обусловливает изменения крови, желчи, лимфы, нарушает общий обмен веществ и приводит к болезни. Все болезни, т.о., подразделяются на кислотные и щелочные. Поэтому в соответствии с принципом «противоположное лечи противоположным», при одном типе болезней следует назначать щелочи, при другом — кислоты. При этом большое значение придавалось поддержанию сил, укреплению общего состояния организма на основе тщательного соблюдения диеты, а также возможности удаления из организма «болезнетворной причины». Учение Ф. Сильвиуса получило широкое распространение среди врачей. Оно сыграло существенную роль в развитии представлений о кислотно-щелоч-ном равновесии, об алкалозе и ацидозе, о необходимости исследования рН крови, реакции мочи и т.п.

Прогресс в области биологии был менее значительным, чем в физике и химии. Были предприняты работы по систематике флоры и фауны, завершившиеся созданием в 1735 г. «Системы природы» К. Линнея (1707—1778).

Несмотря на работы У. Гарвея (1578—1657), обосновавшего принцип «яйцо есть общее первоначало для всех животных», и М. Мальпиги (1628—1694), подтвердившего правильность основных выводов У. Гарвея, в биологии 17—18 вв. господствовала теория преформизма. Преформистские идеи, которые в 18 в. развивали А. Галлер и Ш. Бонне, были подвергнуты обстоятельной критике Ж. Ламетри и К. Вольфом (1733—1794). В своих работах «Теории зарождения» и «Об образовании кишечника у цыпленка» К. Вольф развил учение о новообразовании частей и органов организма из бесструктурной массы, содержащейся в яйце, положил начало учению о зародышевых листках. Однако лишь в 19 в. теория эпигенеза получила широкое признание: в обосновании ее большую роль сыграли работы русских ученых К.М. Бэра (1792—1876) и X.И. Пандера (1794—1865).

В конце 18 в. в биологии началась разработка идей исторического развития органического мира. Некоторые биологи выступили с критикой теории самозарождения и неизменности видов, появились первые работы по сравнительной анатомии. Ж. Бюффон (1707—1788) выдвинул понятие «естественная история» и идеи о единстве организации живых существ, о «непрерывной иерархии от самого низшего растения до самого высокоорганизованного животного», изменяемости форм под влиянием внешних условий. Однако лишь в начале 19 в. Ж. Ламарком (1744—1829) была сформулирована первая целостная эволюционная теория.

Одним из крупнейших достижений естествознания 17 в. стало открытие У. Гарвеем кровообращения. В 1628 г. вышла в свет его знаменитая книга «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» с изложением учения о кровообраще-нии, основные положения которого были им высказаны еще в 1605 г. Единственным недостатком теории У. Гарвея было отсутствие данных о том, как сообщаются артерии с венами; он не знал о существовании капилляров и полагал, что кровь переходит из арте-рий в вены по анастомозам или порам тканей. Этот пробел был вскоре устранен М. Мальпиги, наблюдавшим под микроскопом движение крови по капиллярам. Оценивая открытие кровообращения как основополагающее для развития физиологии.

УЧЁНЫЕ МЕДИКИ-ХИМИКИ.

Дмитрий Менделеев (1834 — 1907) — Разработал периодическую таблицу химических элементов; ученые начали открывать элементы в начале 1700-х годов, не было единого словаря для обозначения различных веществ. К 1863 году было известно 56 элементов, причем каждый год определялся один элемент. В 1869 году химик Дмитрий Менделеев выступил с официальным докладом в Русском химическом обществе, описав элементы на основе их атомного веса и валентности. Уникальность таблицы Менделеева заключалась в том, что он выделил места для элементов, которые еще не были открыты. Он уже предсказал атомные массы и химические характеристики этих недостающих элементов.

Йёнс Якоб Берцелиус (1779-1848) — определил атомный вес элементов и разработал классические аналитические методы; провел новаторские исследования в области электрохимии; создал закон постоянных пропорций, который гласит, что элементы в неор-ганических соединениях связаны между собой в определенных пропорциях по весу. В 1819 году он сообщил атомные веса 45 эле-ментов (в то время было известно только 49 элементов). Ему также приписывают открытие элементов кремния, титана, селена, тория, церия и циркония. Берцелиус начал свою карьеру как врач, но его выдающийся вклад был сделан в области химической связи, электрохимии и стехиометрии. Он разработал передовые методы химического анализа и изучал аллотропию, изомерию и катализ — явления, которые обязаны ему своим названием. Берцелиус был первым химиком, который провел различие между органическими и неорганическими соединениями. Берцелиус ввел в лабораторию аналитической химии фильтровальную бумагу и резиновые трубки.

 Эрнест Резерфорд (1871 — 1937) — обнаружил альфа- и бета-радиоактивности; изобрел прибор (с использованием небольших пучков намагниченной железной проволоки) для обнаружения электромагнитных волн; исследовал поведение ионов в газах, обработан-ных рентгеновскими лучами; изучал изменение подвижность ионов при изменении электрического поля. В 1911 году Резерфорд выдвинул теорию о том, что атомы содержат заряд, сосредоточенный в крошечном ядре. Однако он не мог доказать, является ли этот заряд положительным или отрицательным. Работая с Нильсом Бором в 1921 году, Резерфорд предположил, что атомы содер-жат нейтроны. Эти нейтроны создают притягательную ядерную силу, которая компенсирует отталкивающее действие протонов.

Розалинд Франклин (1920 — 1958) — обнаружила двойную спиральную структуру ДНК; ее вклад в развитие угля и графита был оценен при жизни, а роль в открытии структуры ДНК осталась непризнанной при жизни.

Альфред Нобель (1833 — 1896) — изобрел динамит; изобрел взрывной колпачок (детонатор), который можно было поджечь с помо-щью фитиля; внес заметный вклад в развитие взрывных технологий (таких как гелигнит и баллистит) и различных химических изобретений, включая такие материалы, как искусственный шелк и синтетический каучук. К 1896 году у него было 355 патентов. Когда Альфред умер, он завещал свое состояние (31 225 000 шведских крон) институту Нобелевской премии. Эти деньги должны были быть использованы для присуждения Нобелевских премий по химии, физике, литературе, миру, физиологии или медицине. Премии рассматриваются как продолжение интересов Альфреда Нобеля.

Дороти Ходжкин (1910 — 1994)- занималась развитием метода рентгеновской кристаллографии для определения атомной и моле-кулярной структуры кристаллов; в 1945 году Ходжкин раскрыла структуру пенициллина; в 1948 году Ходжкин изучала витамин В₁₂ и поняла, что его структуру можно определить с помощью метода рентгеновской кристаллографии и к 1955 году она успешно определила сложную структуру витамина В₁₂.

Лайнус Полинг (1901 – 1994) — описал природу химической связи; изучал сложные структуры биологических молекул и описал жизненно важную роль альфа-спирали и бета-слоя во вторичной структуре белков; его подход объединил методы и результаты квантовой химии, молекулярной модели, квантовой химии и рентгеновской кристаллографии.

Мария Склодовская-Кюри (1867-1934) — открыла полоний и радий, выделив радиоактивные изотопы; изобрела технику выделения радия из радиоактивных остатков в достаточных количествах, что позволило ей детально изучить терапевтические свойства этого элемента; во время Первой мировой войны Кюри разработала технологию для мобильных рентгеновских аппаратов, которые можно было использовать для диагностики ранений на фронте.

Александр Алексеевич Иовский (1796—1857) — в 1827 году издал книгу «Химические уравнения с описанием различных способов определять количественное содержание химических веществ», в которой одним из первых использовал химические формулы.

Юлий Карлович Трапп (1814 — 1908) — заложил основы судебной и фармацевтической химии, фармакогнозии и фармации; создал труды по анализу ядов;занимался анализом питьевой воды в Санкт-Петербурге и был причастен к повышению её качества.

Николай Николаевич Зинин (1812 -1880) — получил бензоин конденсацией бензальдегида в присутствии цианистого калия и бензил окислением бензоина азотной кислотой;  в1842 Зинин открыл реакцию восстановления ароматических нитропроизводных в аро-матические амины действием сернистого аммония; синтезировал в 1842 анилин; синтезы Зинина послужили научной основой для создания промышленности синтетических красителей, взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов, душистых веществ и др

Данилевский Александр Яковлевич (1838 – 1923) — впервые осуществил разделение амилазы и трипсина поджелудочной железы, применив разработанный им метод избирательной адсорбции трипсина на частицах коллодия; им была показана коллоидная природа ферментов; экспериментально доказал, что действие сока поджелудочной железы на белки представляет собой реакцию гидролиза, в результате которой белки расщепляются до пептонов; показал обратимость этого процесса и впервые осуществил ферментативный синтез белков из пептонов; разработал метод извлечения основного мышечного белка— миозина, и детально изучил его; исследовал белки печени, почек и мозга; предложил первую научную классификацию белков мозга; в 1888 году он предложил теорию строения белковой молекулы.