Великие открытия в химии реферат

Обновлено: 04.07.2024

Файлы: 1 файл

Документ Microsoft Word.docx

Студентка 1 курса, 113 группы

Химия, как ни одна другая наука, приобрела за последние столетия вес и значимость. Использование на практике результатов проведенных исследований глубоко затронуло жизнь людей. С этим связан в наши дни интерес к истории химии, а также к жизни и творчеству великих химиков.

Генеральная Ассамблея ООН объявила 2011 год – Годом химии, это год столетия присуждения Нобелевской премии по химии Марии Склодовской-Кюри.

Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский родился в 1900 г. После окончания Московского университета он работал в Институте экспериментальной биологии, которым руководил Н. Кольцов. Необыкновенная эрудиция, широта научных знаний позволили ученому работать в различных областях биологии. Но основными его исследованиями были работы в области радиационной генетики, молекулярной биологии, радиобиологии. Он изучил влияние радиации на процесс передачи наследственных признаков, рассматривал гены как мишени, находящиеся под действием ионизирующей радиации.

Николай Васильевич Цицин родился в 1898 г. в бедной крестьянской семье в Саратовской губернии. Рано начал работать на фабрике города Саратова. Закончив рабфак, поступил в Саратовский сельскохозяйственный институт. Еще будучи студентом, он увлекся научной работой. Его заинтересовала проблема отдаленной гибридизации. Н. Цицин и его коллеги получили ценные пшенично-пырейные гибриды, которые обладали высокой урожайностью благодаря крупному зерну, не полегали благодаря невысокому стеблю, были устойчивы к поражению головней.

Георгий Дмитриевич Карпеченко родился в 1899 г. Он определил причины бесплодия межвидовых гибридов, а в 1924 г. получил редично-капустный гибрид. Практического значения это растение не имеет, но благодаря этому опыту разработана теоретическая модель получения отдаленных гибридов.

В данном случае это получено благодаря удвоению числа хромосом. Оба вида - и редька, и капуста - имеют 18 хромосом, следовательно, гамета держат 9 хромосом. Гибрид, содержащий 18 хромосом, бесплоден, так как в мейозе хромосомы редьки и капусты не конъюгируют друг с другом. При удвоении числа хромосом, т. е. при получении гибрида с 36 хромосомами, растение стало плодовитым.

Современная химиотерапия располагает огромным арсеналом ЛС, среди которых важнейшее место занимают антибиотики. Впервые открытый в 1928 г. англичанином А. Флемингом антибиотик пенициллин явился родоначальником новых химиотерапевтических средств, эффективных в отношении возбудителей многих заболеваний. Работам А. Флеминга предшествовали исследования русских ученых. А.Г. Полотебнов экспериментально доказал, что очистка от гноя и заживление раны происходят быстрее, если к ней приложить плесень. Антибиотическое действие плесени было подтверждено в 1904 г. ветеринарным врачом М.Г. Тартаковским в опытах с возбудителем куриной чумы.

Исследование и производство антибиотиков привело к созданию целой отрасли науки и промышленности, совершило революцию в области лекарственной терапии многих заболеваний.

Таким образом, проведенные учеными России в конце XIX в. исследования в области химиотерапии и химии природных веществ заложили основы получения новых эффективных ЛС в последующие годы.

Мировые открытия русских учёных в области химии прославили наших соотечественников на века. Великий русский учёный Менделеев сделал самое важное открытие для мира химии — он описал периодический закон химических элементов. Периодическая таблица получила со временем признание во всём мире и сейчас ею пользуются во всех уголках нашей планеты.

Коллективная монография, посвященная памяти выдающегося химика-органика академика Н. Н. Ворожцова. Н. Н. Ворожцов – крупнейший специалист в области органической химии, с его именем тесно связано развитие химической науки и промышленности страны и в особенности Сибири. Основную часть книги составляют очерк научной деятельности и избранные научные труды академика Н. Н. Ворожцова, посвященные важнейшим проблемам химии и технологии ароматических и фторароматических соединений, химии гетероциклических и природных соединений.

Мечников разработал учение о фагоцитозе (защитных факторах организма). Хирург Пирогов впервые применил в полевых условиях наркоз для лечения больного и разработал классические средства оперативного лечения, которыми пользуются и по сей день. А вклад русского ученого Боткина заключался в том, что он впервые в России провёл исследования по экспериментальной терапии и фармакологии.

Александр Михайлович Бутлеров – знаменитый русский ученый. Ему была присвоена ученая степень. Русский ученый активно занимался изучением истории химической науки. Он продолжал изучать биологию, проводил опыты в оранжереях, занимался проблемами садоводства и цветоводства. В 1854 году Бутлеров стал доктором химический и биологических наук, и был назначен исполняющим обязанности профессора химии Казанского университета. В 1863 году Бутлеров, впервые в истории химии, получил третичный бутиловый спирт. Александр Михайлович открыл основные положения теории изомеризации таутомерии. В Петербургском университете организовал лабораторию.

Кислород впервые выделил шведский ученый-фармацевт К. Шееле (1742-1786), заслугой которого также было открытие хлора, глицерина, ряда органических кислот и других веществ.

Вторая половина XVIII в. была периодом бурного развития химии. Большой вклад в прогресс химической науки внесли фармацевты, которыми сделан ряд замечательных открытий, имеющих важное значение как для фармации, так и для химии. Так, французский фармацевт Л. Воклен (1763-1829) открыл новые элементы — хром, бериллий. Фармацевт Б. Куртуа (1777-1836) обнаружил йод в морских водорослях. В 1807 г. французский фармацевт Сеген выделил морфин из опия, а его соотечественники Пельтье и Кавенту впервые получили из растительного сырья стрихнин, бруцин и другие алкалоиды.

Многое сделал для развития фармацевтического анализа аптекарь Мор (1806-1879). Он впервые применил бюретки, пипетки, аптечные весы, которые носят его имя.

Василии Михайлович Севергин - оставил большой след в развитии русской науки, он один из самых выдающихся русских ученых. Его достижения признаны во всем мире. В 1789 году на конференции Академии Наук работа Севергина, посвященная исследованию происхождения базальта, получила высокие оценки и хорошие отзывы в научной среде. Работа Севергина положила конец спорам плутонистов и нептунистов относительно происхождения базальта. Нептунисты считали, что базальт происходит из осадков. Плутонисты утверждали, что базальт имеет вулканическое происхождение. Исследования Севергина показали, что базальт все же относится к вулканическим породам. Как показало время, русский ученый не ошибся.

Андрей Дмитриевич Сахаров – один из самых известных советских общественных деятелей, знаменитый физик. С началом пятидесятых годов, Сахаров совместно с Таммом работали над созданием управляемой термоядерной реакции. Сахарову принадлежит идея магнитной кумуляции для получения сверхсильных магнитных полей. Позже Сахаров озвучил идею лазерного обжатия для получения импульсивной управляемой термоядерной реакции. В конце десятилетия Сахаров начал активно выступать против проведения ядерных испытаний в атмосфере. Так начиналась общественная деятельность. В 1969 году Сахаров, пожертвовал все свои накопления Красному Кресту, на строительство онкологического центра в городе Москве Летом 1975 года Сахарову была присуждена Нобелевская премия мира.

Михаил Тимофеевич Калашников - изобрел автоматическое стрелковое оружие. Сколько лет уже прошло с момента появления автомата Калашникова. А это оружие все еще актуально до сих пор, и стоит на вооружении во многих странах мира. руководил атомными разработками выдающийся физик-ядерщик Курчатов Игорь Васильевич. В тот период не только проводимые работы были строго засекречены, но и имя Игоря Курчатова было изъято из любых источников.

Игорь Васильевич Курчатов - величайший учёный, открывший колоссальные возможности атома. Кто-то считает его гением. Кто-то злодеем.

Сергей Петрович Боткин – русский ученый, медик. Был ученым новатором. Сегодня, многие труды русского ученого являются основными в медицине. Все достижения Боткина невозможно перечислить. Приведу лишь некоторые. Сергей Петрович рассказывал о значение нервной системы в лечение болезней сердца, о роли организма в течение инфекционных болезней, о происхождении желтухи. Боткиным была открыта роль селезенки в системе кровообращения. Боткин предполагал, что в мозге человека существуют несколько центров – потовой, сахарный, тепловой и другие. Сегодня это предположение является аксиомой в медицине.

Определения геохимии и характеристика истории открытий химических элементов по этапам. Теоретическая основа арабской алхимии. Ртутно-серная теория. Развитие химии как науки XVI–XX вв. Зависимость динамики открытий элемента от этапных событий истории.

Рубрика	Химия
Вид	доклад
Язык	русский
Дата добавления	16.05.2016
Размер файла	26,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Дьяков Сергей ГИГ-14

1. Определения геохимии

2. Характеристика истории открытий химических элементов по этапам

3. Вопрос - ответ

1. Определения геохимии

Геохимия - это наука о химическом составе Земли, ее оболочек и различных геологических образований, наука о законах миграции, концентрации и рассеяния химических элементов в различных геологических процессах.

Геохимия -- наука о химическом составе Земли и планет (космохимия), законах распределения и движения элементов и изотопов в различных геологических средах, процессах формирования горных пород, почв и природных вод.

Я выбрал эти определения потому что , как мне кажется они полностью раскрывают суть предмета, а так же дали понятие понятия о там что мы будем изучать во время занятий.

2. Характеристика истории открытий химических элементов по этапам

1 этап. Предалхимический период: до III в. Н.э.

В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга. Происхождение свойств вещества рассматривала античная натурфилософия, практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии. Практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии. Начало её зарождения следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии. В античную эпоху были известны в чистом виде семь металлов: медь, свинец, олово, железо, золото, серебро и ртуть, а в виде сплавов -- ещё и мышьяк, цинк и висмут. Помимо металлургии, накопление практических знаний происходило и в других областях, таких как производство керамики и стекла, крашение тканей и дубление кож, изготовление лекарственных средств и косметики. Именно на основе успехов и достижений практической химии древности происходило развитие химических знаний в последующие эпохи.

2 этап. Алхимический период: III--XVII вв

Ртутно-серная теория составила теоретическую основу алхимии на несколько последующих столетий. В начале X века другой выдающийся алхимик -- Ар-Рази (Разес), -- усовершенствовал теорию, добавив к Ртути и Сере принцип твёрдости (хрупкости), или философскую Соль.

Арабская алхимия, в отличие от александрийской, была вполне рациональна; мистические элементы в ней представляли собой скорее дань традиции. Помимо формирования основной теории алхимии, во время арабского этапа был разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились несомненных практических успехов -- ими выделены сурьма, мышьяк и, по-видимому, фосфор, получены уксусная кислота и разбавленные растворы минеральных кислот. Важной заслугой арабских алхимиков стало создание рациональной фармации, развившей традиции античной медицины.

Научные воззрения арабов проникли в средневековую Европу в XIII веке. Работы арабских алхимиков были переведены на латынь, а затем и на другие европейские языки. Среди крупнейших алхимиков европейского этапа можно отметить Альберта Великого, Роджера Бэкона, Арнальдо де Вилланову, Раймунда Луллия, Василия Валентина. Р. Бэкон определил алхимию следующим образом: «Алхимия есть наука о том, как приготовить некий состав, или эликсир, который, если его прибавить к металлам неблагородным, пре К началу XIV века европейская алхимия добилась первых значительных успехов, сумев превзойти арабов в постижении свойств вещества. В 1270 году итальянский алхимик Бонавентура, в одной попытке получения универсального растворителя получил раствор нашатыря в азотной кислоте (aqua fortis), который оказался способным растворять золото, царя металлов (отсюда и название -- aqua Regis, то есть царская водка). Псевдо-Гебер -- один из самых значительных средневековых европейских алхимиков, работавший в Испании в XIV веке и подписывавший свои сочинения именем Гебера, -- подробно описал концентрированные минеральные кислоты (серную и азотную). Использование этих кислот в алхимической практике привело к существенному росту знаний алхимиков о веществе.

3 этап. Развитие химии как науки XVI - XX в

Для данного периода характерно стремительное развитие науки: были созданы периодическая система элементов, теория химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигли прикладная неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах началась дифференциация химии -- выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

В XVI веке ирландский учёный Бойль освободил химию от алхимии. Он предположил, что все вещества состоят из химических элементов, которые нельзя разложить на более простые части. Можно сказать, что с этого времени химия стала отдельной наукой.

В конце XVII - начале XVIII веков появляется теория немецкого химика Э.Г. Шталя, объясняющая явления горения, окисления и восстановления металлов. Но эта теория была признана ошибочной в середине XVIII века французским физиком Лавуазье, установившим роль кислорода в этих процессах. М.В. Ломоносов открыл закон сохранения массы вещества в химических процессах.

C конца XVIII до середины XIX века был открыт целый ряд стехиометрических законов, устанавливающих количественные соотношения (массовые и объёмные) между реагирующими веществами и продуктами реакции. Закон Авогадро, законы сохранения массы, эквивалентов, постоянства состава, объёмных отношений, кратных отношений - это законы, лежащие в основе стехиометрии. Эти законы позволили создать правила составления химических уравнений и формул. Именно после экспериментального подтверждения этих законов химия сформировалась как наука. Утвердилось атомно-молекулярное представление о строении вещества, подтверждённое теорией строения химических соединений, созданной А.М. Бутлеровым. Д.М. Менделеевым был открыт периодический закон.

После того как в конце XIX века были открыты электрон и радиоактивность, в начале ХХ века была разработана теория гетерополярной (ионной) связи и теория гомеополярной (ковалентной) связи. В 1927 г. Началась разработка квантово-механической теории химической связи. Учение Менделеева о периодичности химических элементов получило своё подтверждение. Стало возможным прогнозировать свойства веществ. Физико-математические методы стали широко использоваться для разнообразных расчётов в области химии. Появились новые физико-химические методы анализа: электронная и колебательная спектрометрия, магнетохимия и т.д.

В ХХ веке благодаря достижениям химической науки стало возможным получение веществ с заданными свойствами: синтетических антибиотиков, синтетических полимеров, пластмасс, всевозможных строительных материалов, тканей и т.п.

Современная химия тесно сотрудничает с другими науками. В результате появились совершенно новые разделы химии: биохимия, геохимия, коллоидная химия, кристаллохимия, электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и др.

Важным направлением современной химии является получение дешёвого топлива, создающего альтернативу основным современным источникам энергии - нефти и газу.

Точные современные приборы и компьютеры значительно упростили исследования и математические расчёты в области химии, повысили их точность, скорость и уменьшили стоимость.

3. Вопрос - ответ

Как зависит динамика открытий элемента от этапных событий истории?

По графику заметно, что элементы открывались не равномерно. Так же на графике отчётливо видно резкие повышения и понижения в зависимости от интервала времени. Но общее число элементов на конец периода всегда возрастает.

Это зависит от того, что с каждым новым этапом времени человек всё больше уделял времени и сил науке, а следовательно возрастал технический прогресс, из-за чего человеку стали доступные новые инновации которые помогали им изучать и находить ещё не исследованные элементы.

Чем объясняется известность некоторых элементов ещё с древности?

В древности были открыты такие элементы как: медь, свинец, олово, железо, золото, серебро и ртуть, а в виде сплавов -- ещё и мышьяк, цинк и висмут. В истории Древнего мира традиционно выделяются

Медный, Бронзовый и Железный века, в которых основным материалом для изготовления орудий труда и оружия являлись соответственно медь, бронза и железо.

Медь впервые получена выплавкой из руд, видимо, примерно за 9000 лет до н. э. Достоверно известно, что в конце VII тысячелетия до н. э. существовала металлургия меди и свинца. В IV тысячелетии до н. э. уже имеет место широкое распространение изделий из меди.

Зависит ли время открытия элемента от его содержания в земле?

Распределение химических элементов в земной коре подчиняется следующим закономерностям:

1. Закону Кларка-Вернадского, который гласит, что все химические элементы есть везде (закон о всеобщем рассеянии);

2. С усложнением строения атомного ядра химических элементов, его утяжелением, кларки элементов уменьшаются (Ферсман);

3. В земной коре преобладают элементы с чётными порядковыми номерами и атомными массами. геохимия химический элемент история

4. Среди соседних элементов у четных всегда кларки выше, чем у нечетных (установили итальянский ученый Оддо и американский Гаркис).

5. Особенно велики кларки элементов, атомная масса которых делится на 4 (O, Mg, Si, Са…), а начиная с Аl, наибольшими кларками обладает каждый 6-й элемент (O, Si, Са, Fe).

Все элементы по величине среднего содержания в земной коре делятся на основные, редкие и рассеянные. Основные элементы (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, калий, натрий, магний, водород, кларк их больше единицы) широко распространены в породах, иногда концентрируются в месторождении. Элементы с низкими кларками (примерно менее 0,01-0,001 %) называются редкими. Например, медь, цинк, молибден, кобальт, ванадий, вольфрам и др. Некоторые из них концентрируются в земной коре. Например, на участках медных, цинковых и свинцовых месторождений медь, цинк, свинец могут быть главными элементами ландшафта. Элементы, которые обладают и низкими кларками и малой способностью к концентрации, рассеяны в земной коре и во всех породах почвах и минералах встречаются в ничтожных количествах. Такие элементы называются редкими рассеянными. Их роль всегда в ландшафте второстепенна (кадмий, радий, скандий, галлий, индий, гафний и др.).

От чего зависит время открытия элементов?

Время открытия элемента на прямую зависит от его содержания в земле, распространения, химических свойств, а главное от потребности человека.

Например возьмём медь: Медь -- один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом -- бронзы для изготовления оружия и т. П.

Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн[2]. Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах -- медистые песчаники и сланцы.

Это значит что в древнее время медь была очень нужна человеку и он без особой трудности смог её достать. Первоначально медь добывали из малахитовой руды, а не из сульфидной, так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди.

Название элемент получил от греч. Чс?мб -- цвет, краска -- из-за разнообразия окраски своих соединений.

Нахождение в природе:

Хром является довольно распространённым элементом (0,02 масс. Долей, %). Основные соединения хрома -- хромистый железняк (хромит) FeO·Cr2O3. Вторым по значимости минералом является крокоит PbCrO4.

В свободном виде -- голубовато-белый металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм. При температуре 39 °C переходит из парамагнитного состояния в антиферромагнитное (точка Нееля). Хром имеет твердость по шкале Мооса 5.[4] Очень чистый хром достаточно хорошо поддаётся механической обработке.

Химические свойства хрома:

Хром при обычных условиях - инертный металл, при нагревании становится довольно активным.

Взаимодействие с неметаллами

При нагревании выше 600°С хром сгорает в кислороде:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3.

С фтором реагирует при 350°С, с хлором - при 300°С, с бромом - при температуре красного каления, образуя галогениды хрома (III):

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

С азотом реагирует при температуре выше 1000°С с образованием нитридов:

или 4Cr + N2 = 2Cr2N.

Сера при температуре выше 300°С образует сульфиды от CrS до Cr5S8, например:

Реагирует с бором, углеродом и кремнием с образованием боридов, карбидов и силицидов:

Cr + 2B = CrB2 (возможно образование Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB4),

2Cr + 3C = Cr2C3 (возможно образование Cr23C6, Cr7B3),

Cr + 2Si = CrSi2 (возможно образование Cr3Si, Cr5Si3, CrSi).

С водородом непосредственно не взаимодействует.

Взаимодействие с водой

В тонкоизмельченном раскаленном состоянии хром реагирует с водой, образуя оксид хрома (III) и водород:

2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов хром находится до водорода, он вытесняет водород из растворов неокисляющих кислот:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2;

Cr + H2SO4 = CrSO4 + H2.

В присутствии кислорода воздуха образуются соли хрома (III):

4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O.

Концентрированная азотная и серная кислоты пассивируют хром. Хром может растворяться в них лишь при сильном нагревании, образуются соли хрома (III) и продукты восстановления кислоты:

2Cr + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;

Cr + 6HNO3 = Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.

Взаимодействие с щелочными реагентами

В водных растворах щелочей хром не растворяется, медленно реагирует с расплавами щелочей с образованием хромитов и выделением водорода:

2Cr + 6KOH = 2KcrO2 + 2K2O + 3H2.

Реагирует с щелочными расплавами окислителей, например хлоратом калия, при этом хром переходит в хромат калия:

Cr + KclO3 + 2KOH = K2CrO4 + KCl + H2O.

Восстановление металлов из оксидов и солей

Хром - активный металл, способен вытеснять металлы из растворов их солей:

2Cr + 3CuCl2 = 2CrCl3 + 3Cu.

1. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. -- М.: Мир, 1983. -- 187 с.

2. Всеобщая история химии. Возникновение и развитие химии с древнейших времен до XVII века / Отв. ред. Ю. И. Соловьев. -- М.: Наука, 1980. -- 399 с.

3. Всеобщая история химии. Становление химии как науки / Отв. ред. Ю. И. Соловьев. -- М.: Наука, 1983. -- 464 с.

4. Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. -- М.: Наука, 1979. -- 269 с.

5. Соловьев Ю. И. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века. -- М.: Просвещение, 1983. -- 368 с.

6. Соловьев Ю. И., Трифонов Д. Н., Шамин А. Н. История химии. Развитие основных направлений современной химии. -- М.: Просвещение, 1984. -- 335 с.

7. Фигуровский Н. А. История химии. -- М.: Просвещение, 1979. -- 311 с.

8. Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX века. -- М.: Наука, 1969. -- 455 с.

9. Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. Развитие классической химии в XIX столетии. -- М.: Наука, 1979. -- 477 с.

10. Штрубе В. Пути развития химии. -- М.: Мир, 1984. -- Т. 1-2.

Подобные документы

Зарождение химии в Древнем Египте. Учение Аристотеля об атомах как идейная основа эпохи алхимии. Развитие химии на Руси. Вклад Ломоносова, Бутлерова и Менделеева в развитие этой науки. Периодический закон химических элементов как стройная научная теория.

презентация [1,8 M], добавлен 04.10.2013

История возникновения и развития древней и средневековой химии. Задачи алхимии, превращение (трансмутация) неблагородных металлов в благородные, поиск "философского камня". История важнейших открытий в химии. Выдающиеся ученые эпохи Средневековья.

презентация [415,6 K], добавлен 22.09.2011

Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева как основа современной химии. Исследования, открытия, изыскания ученого, их влияние на развитие химии и других наук. Периодическая система химических элементов и ее роль.

реферат [38,8 K], добавлен 03.03.2010

Классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра - графическое выражение периодического закона Д.И. Менделеева: история открытия, структура и роль в развитии атомно-молекулярного учения.

презентация [401,4 K], добавлен 26.09.2012

Основные классы неорганических соединений. Распространенность химических элементов. Общие закономерности химии s-элементов I, II и III групп периодической системы Д.И. Менделеева: физические, химические свойства, способы получения, биологическая роль.

История открытия химических элементов и изучение их соединений занимает важнейшее место в истории химии. Действительно, открытие новых элементов на каждом историческом этапе тесно связано с успехами и достижениями теоретической и экспериментальной химии и особенно с появлением новых методов исследования. С другой стороны, состояние и развитие химических знаний в те или иные исторические эпохи определялись, помимо потребностей производства и самой науки, кругом используемых веществ и составляющих их элементов.

Содержание

Введение.
Основные этапы открытий химических элементов.
Принципы наименования химических элементов.
Краткая история открытия некоторых основных химических элементов.
Азот
Водород
Кислород
Углерод
Заключение.
Список используемой литературы.

Работа состоит из 1 файл

Открытие химических элементов.doc

Введение.
Основные этапы открытий химических элементов.
Принципы наименования химических элементов.
Краткая история открытия некоторых основных химических элементов.

Азот

Водород
Кислород
Углерод

Заключение.

Список используемой литературы.

Развитие химии во второй половине XIX в. проходило под знаменем атомно-молекулярного учения. Огромную, ни с чем не сравнимую роль в истории открытия новых элементов сыграл периодический закон Д. И. Менделеева, ставший путеводной звездой при поисках и исследованиях новых элементов.

Основные этапы открытий химических элементов.

Рассматривая в хронологическом порядке историю открытия всех известных в настоящее время элементов, можно заметить, что подавляющее большинство их открыто за последние 200 лет. На протяжении нескольких предшествующих тысячелетий развития химии были известны лишь немногие элементарные вещества. Да и то до конца XVIII в., до возникновения антифлогистической химии, их считали не элементами, а сложными веществами.

Таким образом, исторически правильно основные этапы открытия элементов наметить лишь на фоне общего процесса развития химии (и вообще науки и техники) и прежде всего в тесной связи с появлением и внедрением в практику новых методов исследования.

Под открытием элемента следует понимать не только получение (выделение) в свободном состоянии простого тела, но и установление существование его в каких-либо соединениях химическим или физическим путем. Естественно, что это определение применимо лишь к открытию элементов начиная со второй половины XVIII в. Оно не может быть распространено на более ранние этапы, когда соединения, содержащие ещё неизвестные элементы, не могли быть изучены с точки зрения их состава. Например, древнеегипетские ремесленники хорошо знали и широко пользовались многими соединениями – содой, поваренной солью, квасцами и т. д., не подозревая наличия в составе этих соединений тех или иных элементов. Поэтому нельзя говорить об открытии алюминия в древности, несмотря на знакомство древних с алюминиевыми квасцами.

С этой точки зрения возможно наметить следующие хронологические этапы открытия элементов:

Принципы наименования химических элементов.

В наши дни все элементы носят международные латинизированные названия. Правда, существуют традиционные названия некоторых, обычно известных с глубокой древности элементов, применяемые в отдельных странах. Происхождение этих названий весьма различно. Некоторые из них тесно связаны с историей, в частности со способом открытия того или иного элемента. Иногда же в названиях нашли отражение первые впечатления автора открытия о важнейших свойствах нового элемента или даже его чувства – патриотические, сугубо личные, честолюбивые и т. п.

Большая часть названий элементов предложена авторами открытий – учеными разных стран – немедленно же после установления факта существования нового элемента и первоначального изучения его свойств. Многие из таких первоначальных названий, не удержавшиеся до наших дней, некоторое время фигурировали в литературе. Затем их изменяли оп той или иной причине: с целью унификации, по желанию отдельных ученых (например, Берцелиуса), а в последние десятилетия – по решению Международной комиссии по атомным весам. В результате этого известно много названий элементов – отвергнутых и устаревших, но отражающих в себе историю открытия и изучения свойств элементов.

Большая часть интернациональных латинизированных названий элементов происходит от древнегреческих, латинских и скандинавских слов. Остальные названия имеют основой немецкие, английские, французские, русские, датские, итальянские, финские и испанские корни. Несколько названий – смешанного происхождения и, наконец, шесть названий взяты из древних языков (помимо латинского и греческого).

Итак, переходим к общему обзору названий элементов по группам и соответственно времени их открытия.

Укажем здесь на некоторые общие тенденции в названиях металлов в древности. Прежде всего можно отчетливо проследить связь названий с небесными и космическими явлениями. Хорошо известно, например, что все семь металлов древности у александрийских, арабских и западноевропейских алхимиков назывались по именам планет. Золото с древнейших времен называли солнцем, серебро – луной. Названия других металлов время от времени изменялись, как это видно из следующей таблицы:

Ориген (II в.)		Олимпиодор (VI в.)		Стефанос Александрийский (VII в.)
Свинец	Сатурн	Свинец	Сатурн	Свинец	Сатурн
Олово	Венера	Олово	Меркурий	Олово	Юпитер
Бронза	Юпитер	Электрон	Юпитер	Ртуть	Меркурий
Железо	Меркурий	Железо	Марс	Железо	Марс
Медь	Марс	Медь	Венера	Медь	Венера
Серебро	Луна	Серебро	Луна	Серебро	Луна
Золото	Солнце	Золото	Солнце	Золото	Солнце

Эти названия, как и соответствующие им символические обозначения, восходят в глубокой древности. Партингтон показал, что названия Солнце, Луна, Венера употреблялись вавилонянами ещё в 1600-1400 гг. до н. э. У алхимиков Западной Европы сложилась уже прочная традиция называть и обозначать металлы по планетам. Золото (Солнце) имело символ , серебро (Луна) – , железо (Марс) – , медь (Венера) – , ртуть (Меркурий) – ,олово (Юпитер) – ,свинец (Сатурн) – . Кроме того, существовали обозначения серы – , сурьмы (антимония) – и др.

Другой тенденцией следует считать создание названий по функциональному признаку, т. е. по главной функции, которая выполняется изделиями из соответствующего металла. Такая взаимосвязь хорошо прослеживается на примере славянского названия железа. Весьма вероятно, что названия олова и свинца у славян произведены по функциональному признаку.

В названиях элементов, открытых или выделенных в метеллургических процессах в алхимический и иатрохимический периоды, явно проявляется влияние, с одной стороны, специального языка горняков и металлургов того периода (висмут, платина или серебрец, никель, кобальт), а с другой – открытий новых элементов давно известных соединениях или веществ со свойствами, подобными свойствам вновь открываемых элементов (мышьяк, сурьма, цинк, фосфор). Таким образом, в обоих случаях новые названия отражают влияние языка ремесленников и технологов-металлургов, что связано с довольно быстрым развитием горной и металлургической техники в том периоде.

1. Введение (проблема, гипотеза, цель, задачи) ………………………………. 3стр.

2.1. Открытие кислорода………………………………………………. 5стр.

2.2. Теория атомистики Дальтона……………………………………….6стр.

2.3. Эпоха великих открытий……………………………………………8стр.

2.4. Периодический закон и таблица Менделеева……………………..9стр.

2.5. Световые автографы атомов………………………………………10стр.

2.8. Открытие пластмасс………………………………………………12стр.

Проблема: учащиеся не знают великих ученых совершивших открытия в современной на сегодняшней день науке химии, не видят причинно-следственных связей в открытиях, а значит, плохо понимают сами открытия, и их практическую пользу.

Цель: изучить великие открытия в области химии, провести в школьной лаборатории опыты, лежащие в основе открытий.

Гипотеза: Возможно в условиях школьной лаборатории повторить опыты великих химиков, пройти по следам их открытий.

1. Проанализировать литературные источники по химии в области открытий;

2. Получить вещества, которые получили великие химики в школьной лаборатории;

3. Рассмотреть значение открытий для жизни человека;

4. Сделать вывод своего исследования;

5. Довести результаты своего исследования до учащихся моей школы;

Область исследования: химия

Предмет исследования: величайшие открытия в области химии

Практическая значимость: расширение знаний учащихся в области величайших открытий в химии от гипотезы о строении атома до открытия фуллеренов.

Методы исследования: Историко-хронологический; сопоставительный и теоретический; синтез и анализ; наблюдение, опрос.

Древне-греческие философы считали, что есть всего четыре элемента: земля, воздух, огонь и вода. Леонардо Да- Винчи одним из первых предположил, что воздух не элемент, а возможно состоит из двух разных газов. Это оставалось загадкой до открытия кислорода.
2.1. Открытие кислорода.

Выделившиеся вещество, он называет кислородом. Поэтому можно сказать, что Пристли открыл кислород, а Лавуазье изобрел его[10]. Благодаря экспериментам Пристли и сформированным понятиям Лавуазье сложилась законченная полная схема, на которой строилась вся научная работа XIX и XX века, фармацевтика, биотехнология, сотовые телефоны, пластмассы.

В начале XIX века школьный учитель Джон Дальтон проводит опыты, и устанавливает, что кислород, водород, углерод соединяются между собой в определённых постоянных пропорциях. Исходя, из своих вычислений Дальтон предположил, что элементы состоят из мельчайших частичек материи с определенным весом. Он называет эти частицы атомами. Основываясь на законе кратных отношений, открытом в 1803 г., и законе постоянства состава, Дальтон разрабатывает атомно-молекулярную теорию, изложенную в вышедшем в 1808 г. труде "Новая система химической философии".

Основные положения теории состояли в следующем:

1. Все вещества состоят из большого числа атомов (простых или сложных).

2. Атомы одного вещества полностью тождественны. Простые атомы абсолютно неизменны и неделимы.

3. Атомы различных элементов способны соединяться между собой в определённых соотношениях.

4. Важнейшим свойством атомов является атомный вес.

Уже в 1803 г. в лабораторном журнале Дальтона появилась первая таблица относительных атомных весов некоторых элементов и соединений.

Дальтон придал своим символам одновременно и количественное значение: они обозначали не только определенный элемент, но и атом с определенным весом[11]. .

Таблица Дальтона стала первым шагом на долгом пути, который предстояло пройти химии для того, чтобы величины атомных масс приняли привычные для нас значения. Разрешение проблемы определения атомных весов, потребовавшее усилий многих выдающихся учёных, заняло более пятидесяти лет! И даже после того, как проблема была в основном решена, точное определение атомным масс оставалось настолько важной задачей, что в 1914г. американский учёный Теодор Ричардс был удостоен Нобелевской премии за уточнение атомных масс некоторых элементов. Великим открытием Дальтона является то, что он назвал весом мельчайших частиц. Позже он их переименовал в атомные веса, так мы называем их и сейчас. Атомистическая теория Дальтона помогла не одному поколению ученых раскрыть новые великие тайны мира атомов и молекул. В след за Дальтоном проводя серию экспериментов французский химик Гей-Люссак заметил, что смешивая равные объемы разных газов от их реакции выделяется объем в 2 раза больше чем положено. Как это объяснить. Ответ дал в 1811г. итальянский химик Амедео Авогадро. Он открыл факт того, что атомы элементов объединяются в молекулы.

То, что молекулы состоят из атомов, стало прорывом из эры темноты и неопределенности к систематическому созданию новых веществ.

Принцип построения бензольного кольца сделал возможным объяснение структур многих соединений углерода. Благодаря этим открытиям в химической промышленности был осуществлен синтез многих ценных продуктов: синтетических красителей, многочисленных лекарственных и взрывчатых веществ.

Самая яркая личность среди всех исследователей - это русский ученый Д.И.Менделеев. В 1869г. р асположив 63 известных в то время элемента в порядке возрастания их атомных масс, Д.И. Менделеев обнаружил фундаментальный закон природы, который теперь известен как Периодический закон: Свойства элементов периодически изменяются в соответствии с их атомным весом. Менделеев создает периодическую таблицу элементов и предсказывает существование элементов, которые еще не были обнаружены. Три из этих элементов открыто в течение его жизни: галлий, скандий и германий, что лишний раз подтвердило правильность Периодического закона и Периодической системы элементов. Менделеев открыл Периодический закон, ничего не зная о строении атома. После того, как было доказано ядерное строение атома и равенство порядкового номера элемента заряду ядра его атома, Периодический закон получил новую формулировку: "Свойства элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра". Заряд ядра атома определяет число электронов. Электроны определенным образом заселяют атомные орбитали, причем строение внешней электронной оболочки периодически повторяется, что выражается в периодическом изменении химических свойств элементов и их соединений.

С открытием Периодического закона химия перестала быть описательной наукой — она получила инструмент научного предвидения. Этот закон и его графическое отображение — таблица Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева — выполнили все три важнейшие функции теоретического знания: обобщающую, объясняющую и прогностическую. На их основе ученые:
• систематизировали и обобщили все сведения о химических элементах и образуемых ими веществах;
• дали объяснения различным видам периодической зависимости, объяснив их на основе строения атомов элементов;
• предсказали, описали свойства еще не открытых химических элементов и образованных ими веществ, а также указали пути их открытия [6] .

Открытия химиков помогли развиваться ещё одной науке - физике.

В 1859 г. Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен разработали метод спектрального анализа. Они установили, что цвет указывает на составляющие вещество элементы. Например, натрий придаёт пламени оттенки желтого цвета, медь зеленого, стронций красного. Наблюдая за экспериментами, Кирхгоф вспомнил, что призма разлагает цвет на цвета радуги. Из призмы и деталей телескопа Кирхгоф и Бунзен собрали первый спектроскоп и с помощью него открыли цезий, рубидий. Установили наличие натрия на солнце на расстоянии 150 млн. км. У ученых появился инструмент для изучения химии небес. Сегодня плоды этого открытия помогают нам осваивать космос, используется при изучении атмосфер планет, в поисках признаков воды и жизни.

Это открытие дало возможность физикам, прежде всего, по-новому поставить вопрос об изучении электрических, магнитных и оптических свойств вещества. За это открытие Томсон в 1906 г. получил Нобелевскую премию по физике . Через несколько лет в 1911 г. ученик Томсона А. Резерфорд создает планетарную модель атома.

В 1869 г. Джон Уэсли Хьятт получил целлулоид, который используется в качестве замены дорогих природных материалов, такими как слоновая кость, янтарь, рога и черепаховый панцирь. Позже, в 1908 г. английский исследователь Бакеланд нашел способ производства фенопластов, обладающих способностью при нагревании переходить в неплавкое и нерастворимое состояние. Пластмассы были названы по имени их изобретателя бакелитами. И облик XX столетия бесповоротно изменился. Фенопласты стали быстро завоевывать себе обширные области применения и долгое время занимали ведущее место среди пластмасс. Изделия из них отличались теплостойкостью, водостойкостью, очень большой механической прочностью и хорошими изоляционными свойствами. Их широко применяли для изготовления штепселей, розеток, патронов и других предметов электрической аппаратуры, а также в химической промышленности. Позже на основе фенольных смол стали получать такие широко используемые в машиностроении пластмассы, как гетинакс, текстолит и другие. В 1937г. был разработан способ промышленного получения полиэтилена, что, конечно, существенно изменило жизнь всего человечества. Этот легкий в изготовлении и очень прочный материал использовался во всех сферах производства, начиная от бытовой техники, заканчивая космонавтикой. На сегодняшний день продукты из пластмассы есть в каждой семье, и каждый человек ежедневно ими пользуется.

И последнее сенсационное открытие, которое оказало сильное влияние на всю мировую науку.

Группа англо-американских учёных, Гарольд Крото, Роберт Кёрл и Ричард Смолли, в 1985г. открыли фуллерены - новые молекулы, состоящие из одних атомов углерода и получили в 1996 г. Нобелевскую премию по химии. Необычность этого открытия состояла, во- первых, в том, что оно было связано с углеродом. А его многочисленные соединения были всесторонне изучены, так что в области углерода никто никаких открытий не ожидал. Во-вторых, строение новых углеродных соединений оказалось крайне необычным, что сильно потрясло химическое сообщество. Дело в том, что атом углерода в своих соединениях образует длинные углеродные цепи или плоские циклические структуры, а вот, молекула фуллерена С 60 имеет сферическое(!) строение, форму усечённого икосаэдра, вершинах которого находятся атомы углерода. В-третьих, открытие фуллеренов внесло мощную струю в новое направление технологии, называемое нанотехнологией. Нанотехнология – это научное направление, которое изучает свойства и закономерности поведения частиц, имеющих хотя бы в одном измерении менее 1 нанометра. Из-за малого размера (0,7нм) и уникальных свойств фуллерены стали визитной карточкой нанотехнологий. Технологи и инженеры спешат заставить фуллерены работать на благо общества. Их уникальное строение вызвали большой интерес у биологов, фармацевтов и медиков. В 1991г. японский ученый Суимо Иджима открыл новые наночастицы, тесно связанные с фуллеренами. Они получили название углеродные нанотрубки [5]. Открытые недавно фуллерены и углеродные нанотрубки обладают свойствами, которые позволят человечеству на их основе создать новые

Чтобы приблизится к открытиям, почувствовать их сложность и значимость кроме теории я должна была попытаться на практике повторить опыты, пройти по следам великих открытий. Сначала я получила кислород. Это было просто. Только вместо оксида ртути, с которым работал Пристли, я взяла перманганат калия.

Опыт№1. Получение кислорода методом вытеснения воздуха.

Цель: получить и доказать наличие кислорода.

Техника выполнения. Перманганат калия (КMnO 4 ) поместила в сухую пробирку. У отверстия пробирки положила комочек ваты. Газоотводную трубку опустила в стакан, не касаясь дна, на расстоянии 2–3 мм. Подогрела вещество в пробирке.

Провела реакцию, которую можно записать химическим уравнением.

2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

В стакан опустила тлеющую лучину, она вспыхнула.

Это доказывает наличие кислорода.

Вывод: получила кислород и доказала наличие его в стакане.

Среди сложных опытов удачными были получение анилина, сахаристого вещества, жира, пластмасс.

Опыт№2. Получение анилина.

Цель: получить и доказать наличие анилина

Гипотеза. Возможно получить анилин из нитробензола способом Зинина.

Техника выполнения. Так, как в школьной лаборатории отсутствовал нитробензол, необходимо было его получить из бензола. В лабораторных условиях нитробензол получила нитрованием бензола смесью H 2 SO 4 и HNO 3 в соотношении 1:1 при 55—60 °C (45 мин).

А потом в пробирку с нитробензолом добавила сульфид аммония. Прошла реакция [2].

С 6 H 5 NO 2 + 3(NH 4 ) 2 S = C 6 H 5 NH 2 + 6NH 3 + 3S + 2H 2 O.

Должен был получится анилин, коричневая жидкость со своеобразным запахом. Но по окончании опыта жидкость не образовалась.

Вывод: получить анилин способом Зинина в школьной лаборатории не возможно.

Тогда, я решила получить его по способу Фришце.

Гипотеза. Возможно получить анилин способом Фришце.

Техника выполнения. В пробирку поместила 10мл индиго, добавила 10мл концентрированного раствора гидроксида калия [3].

Полученный раствор нагрела.

Выделилась коричневая жидкость со своеобразным запахом.

Несколько капель жидкости смешала с 10 мл воды, добавила хлорной извести [2].

Интенсивное сине- фиолетовое окрашивание объясняется образованием красителя.

Вывод: получила анилин способом Фришце в школьной лаборатории и доказала его наличие в пробирке.

Опыт№3. Получение сахаристого вещества

Цель: получить сахаристое вещество методом Бутлерова, доказать его наличие.

Гипотеза. Возможно получить сахаристое вещество методом Бутлерова в школьной лаборатории.

Техника выполнения. Действуя на формальдегид Ca(OH) 2 , получила густой сироп.

Получила положительный результат.

Опыт№4 Получение жира

Цель: получить жир, доказать его наличие.

Гипотеза. Возможно получить жироподобное вещество методом Бертло в школьной лаборатории.

Техника выполнения. Нагревала смесь глицерина и стеариновой кислоты в запаянной стеклянной трубке. После вскрытия обнаружила воду и жироподобное вещество.

Вывод: получила жироподобное вещество методом Бертло в школьной лаборатории.

Опыт№5 Получение пластмассы (бакелита)

Цель: получить бакелит

Гипотеза. Возможно получить бакелит в школьной лаборатории. Техника выполнения. Для получения бакелита я взяла: фенола - 50 мл,
формалина – 30 мл, нашатырного спирта – 5 мл.

Все составные части помещаю в пробирку. Процесс веду при нагревании, в закрытом сосуде.

По мере нагревания вязкость маслянистого слоя увеличивается, после чего вещество заливаю в формы где образуется конечный продукт [4]. 21

Вывод: получила смолистое вещество.

Опыт№6 Получение пластмассы (пенопласта)

Цель: получить пенопласт.

Гипотеза: Возможно получить пенопласт в школьной лаборатории.

Техника выполнения. В пробирке растворила 3 г мочевины в концентрированном формалине.

В другой пробирке смешала 0,5 мл шампуня с 2 каплями соляной кислоты, добавила раствор из первой пробирки и взболтала полученную смесь до образования обильной пены.

Затем нагрела пробирку на слабом пламени.

При этом пена затвердеет. Подождала 10 минут, снова слегка нагрела пробирку, дала ей остыть. Получила густое белое вещество, которое затвердевает в пробирке [2].

Вывод: получила пенопласт в школьной лаборатории.

Опыт№7 Получение пластмассы (мочевиноформальдегидной смолы)

Цель: получить мочевиноформальдегидную смолу.

Гипотеза: Возможно получить мочевиноформальдегидную смолу в школьной лаборатории.

Техника выполнения. Заполнила стакан на одну треть насыщенным раствором мочевины в формалине, добавила 2 капли соляной кислоты и нагрела смесь на малом огне до кипения.

Далее она кипит самопроизвольно, в конечном счете мутнеет и быстро загустевает. Выдержала 20 минут в кипящей водяной бане.

При этом мочевиноформальдегидная смола отверждается и превращается в твердую массу белого цвета [2].

Вывод: получила мочевиноформальдегидную смолу в школьной лаборатории.

Опыт№8 Световые автографы

Цель: провести пирохимические реакции.

Гипотеза: Возможно провести реакции окрашивания пламени в школьной лаборатории как Бунзен и Киргоф.

Техника выполнения. предварительно нихромовую проволочку тщательно очищаю. Смачиваю её НСl (1:1), вношу в пламя горелки и прокаливаю до исчезновения окраски. После этого смачиваю раствором NaCl и вношу в пламя горелки.

Появляется интенсивная, долго неисчезающая желтая окраска.

Проволочка смоченная раствором BaCl 2 окрашивает пламя в зеленый цвет, а раствором LiCl карминово - красный [7].

В своей работе я теоретически проследила путь великих открытий от гипотезы о строении атома до открытия фуллеренов. На практике повторила опыты, прошла по следам великих открытий. Я получила кислород, анилин способом Фришце , сахаристое вещество методом Бутлерова , жир методом Бертло , пластмассы. Провела пирохимические реакции. Не смогла получить мочевину, уксусную кислоту. Наверное, в школьных лабораторных условиях это пока сложно.

Значит, своей цели я достигла. На уроках химии ребята будут обязательно интересоваться человеком, который смог сделать великое открытие, знать ученого в лицо, пытаться вслушаться в его идеи и разделить с ним радость открытия, несущего пользу людям.

Читайте также: