Historia de la química: 1. Tiempos antiguos 2. Moderno 3. Moderno 4. futuro.
Período de germinación
Desde la antigüedad hasta el año 1500 a.C., los humanos aprendieron a usar arcilla para hacer cerámica, usar minerales para quemar metales y uso Los cereales se utilizaban para hacer vino y el fuego para teñir telas como la seda y el lino. Estos son los primeros procesos químicos que se inspiraron directamente en la experiencia práctica y aún no han formado conocimiento químico después de un largo período de exploración. Son solo la etapa embrionaria de la química. En la antigüedad, los humanos primitivos descubrieron y utilizaron el fuego para sobrevivir y luchar contra diversos desastres de la naturaleza. Los humanos primitivos comenzaron a utilizar el fuego, pasando de la barbarie a la civilización. Al mismo tiempo, comenzaron a utilizar métodos químicos para comprender y transformar las sustancias naturales. La combustión es un fenómeno químico. El descubrimiento y utilización del fuego mejoraron las condiciones de vida humanas y los hicieron inteligentes y poderosos. )
Después de dominar el fuego, los humanos comenzaron a comer alimentos cocinados; luego, gradualmente, descubrieron algunos cambios materiales. Por ejemplo, quemar carbón sobre esmeralda, malaquita y otros minerales de cobre producirá cobre rojo. En China, la sociedad del bronce comenzó a transformarse durante el Período de Primavera y Otoño y el Período de los Reinos Combatientes. Los cambios sociales provocados por la ganadería de hierro promovieron el desarrollo de la química. [3]
De esta manera, en el proceso de comprensión y utilización gradual de estos cambios materiales, los humanos han creado productos de valor de uso para los humanos. Los seres humanos aprendieron gradualmente a hacer cerámica y a fundir; más tarde aprendieron a elaborar vino, teñir, etc. Estos productos, que se procesan y transforman a partir de materiales naturales, se han convertido en símbolos de la civilización antigua. A partir de estas prácticas de producción surgieron antiguos conocimientos químicos.
Período del Elixir
Desde aproximadamente el 1500 a.C. hasta el 1650 d.C., la química estuvo dominada por la alquimia y la alquimia. Para obtener el elixir de la inmortalidad o el oro que simboliza la riqueza, los alquimistas y alquimistas comenzaron los primeros experimentos químicos, y luego aparecieron uno tras otro libros que registraban y resumían la alquimia. Aunque todos los alquimistas y alquimistas fracasaron, en el proceso de refinar el elixir de la vida y explorar el método de "convertir piedra en oro", se dieron cuenta de la transformación mutua de sustancias a través de métodos artificiales y acumularon muchas sustancias. bajo las cuales ocurren los cambios químicos han acumulado una rica experiencia práctica para el desarrollo de la química.
La palabra "química" que apareció en aquella época significa "alquimia". Pero con el declive de la alquimia y la alquimia, la gente ve cada vez más su lado absurdo. De hecho, los métodos químicos se han utilizado adecuadamente en la medicina y la metalurgia. El desarrollo de la farmacología y la metalurgia en el país y en el extranjero ha preparado abundantes materiales para que la química se convierta en una ciencia. Al mismo tiempo, se clasificaron y estudiaron más a fondo las propiedades de diversas sustancias, especialmente las propiedades de las reacciones mutuas. Estos sentaron las bases para el surgimiento de la química moderna, y muchos instrumentos y métodos se han mejorado y todavía se utilizan en los experimentos químicos actuales. Un alquimista inventó la pólvora en sus experimentos, descubrió algunos elementos, hizo algunas aleaciones y elaboró y purificó muchos compuestos. Estos resultados todavía se utilizan hoy en día.
El Período del Flogisto
Este período, de 1650 a 1775, fue el período de gestación de la química moderna. Con la acumulación de experiencia en la industria metalúrgica y los laboratorios, la gente ha resumido el conocimiento perceptivo y realizado investigaciones teóricas sobre los cambios químicos, haciendo de la química una rama de las ciencias naturales. El químico británico Boyle señaló el concepto científico de elementos químicos, marcando el inicio de esta etapa. La química fue entonces liberada de la alquimia por el flogisto. La teoría del flogisto sostiene que los combustibles pueden arder porque contienen flogisto, y el proceso de combustión es el proceso en el que los combustibles liberan flogisto. Aunque esta teoría es errónea, unifica una gran cantidad de hechos químicos bajo un solo concepto y explica muchos fenómenos químicos.
Durante los más de 100 años en los que prevaleció la teoría del flogisto, los químicos llevaron a cabo una gran cantidad de experimentos para explicar diversos fenómenos, descubrieron la existencia de varios gases y acumularon más conocimientos nuevos sobre la transformación de la materia. En particular, la teoría del flogisto cree que las reacciones químicas son el proceso de transferir una sustancia a otra y que las sustancias se conservan en las reacciones químicas, sentando las bases del pensamiento químico moderno. Este período no sólo preparó el desarrollo de la química moderna en la práctica científica, sino también en la ideología, y se convirtió en el período de gestación de la química moderna.
Desde principios del siglo XVI, la producción industrial europea ha florecido, promoviendo el establecimiento y desarrollo de la química medicinal y la química metalúrgica. Dar vida a la alquimia y aplicaciones prácticas, y luego prestar más atención al estudio de las sustancias y los cambios químicos en sí. Después de que se estableció el concepto científico de elementos, a través de investigaciones experimentales precisas sobre los fenómenos de combustión, se establecieron la teoría científica de la oxidación y la ley de conservación de la masa, y luego se establecieron la ley de proporciones constantes, la ley de proporciones múltiples y la ley de cantidades combinadas. establecido, sentando las bases para un mayor desarrollo científico de la química.
Período de Desarrollo
Este período, de 1775 a 1900, fue el período de desarrollo de la química moderna. Alrededor de 1775, Lavoisier utilizó experimentos químicos cuantitativos para ilustrar la teoría de la oxidación de la combustión, creando una era de química cuantitativa y colocando a la química en el camino correcto. A principios del siglo XIX, el químico británico Dalton propuso la teoría atómica moderna, que enfatizaba la masa atómica de varios elementos como sus características más básicas. La introducción del concepto de cantidad fue una diferencia importante con respecto a la teoría atómica antigua. La teoría atómica moderna permitió explicar razonablemente el conocimiento y las teorías químicas de esa época y se convirtió en una teoría unificada para explicar los fenómenos químicos. Entonces, el científico italiano Arvo Gadlo propuso el concepto de moléculas. La química se estableció verdaderamente como ciencia sólo desde que se utilizó la teoría atómica y molecular para estudiar la química. Durante este período se establecieron muchas de las leyes fundamentales de la química. El químico ruso Mendeleev descubrió la ley periódica de los elementos y los químicos alemanes Justus von Liebig y Wheeler desarrollaron la teoría de la estructura orgánica, haciendo de la química una ciencia sistemática y sentando las bases para el desarrollo de la química moderna.
En la segunda mitad del siglo XIX, la introducción de la termodinámica y otras teorías físicas en la química no sólo aclaró los conceptos de equilibrio químico y velocidad de reacción, sino que también permitió determinar cuantitativamente la dirección y las condiciones. de transformación de sustancias en reacciones químicas. Se establecieron sucesivamente los fundamentos teóricos de la teoría de las soluciones, la teoría de la ionización, la electroquímica y la cinética química. El nacimiento de la química física elevó teóricamente la química a un nuevo nivel. Mediante el análisis de minerales se descubrieron muchos elementos nuevos y, junto con la verificación experimental de la teoría atómica y molecular, el método clásico de análisis químico se convirtió en su propio sistema. La síntesis de ácido oxálico y urea, el surgimiento del concepto de valencia, el establecimiento de la estructura de seis anillos del benceno y el tetraedro del enlace de valencia del carbono, la separación del ácido tartárico en isómeros ópticos y el descubrimiento de la asimetría molecular llevaron a El establecimiento de la teoría de la estructura química orgánica y la profundización mejoró la comprensión de las personas sobre la naturaleza de las moléculas y sentó las bases de la química orgánica.
Tiempos modernos
La química en el siglo XX era una ciencia basada en experimentos. El experimento y la teoría siempre han sido aspectos interdependientes y que se refuerzan mutuamente en la investigación química. Después de entrar en el siglo XX, influenciada por el desarrollo de otras disciplinas de las ciencias naturales, las teorías, técnicas y métodos de la ciencia contemporánea se aplicaron ampliamente. La química ha logrado grandes avances en la comprensión de la composición, estructura, síntesis y ensayo de sustancias. logrado avances teóricos. A partir de la química inorgánica, la química analítica, la química orgánica y la química física ha surgido una nueva rama de la química.
La aplicación de la teoría y la tecnología físicas modernas, los métodos matemáticos y la tecnología informática en la química ha promovido en gran medida el desarrollo de la química moderna. A finales del siglo XIX, el descubrimiento de los electrones, los rayos X y la radiactividad crearon las condiciones para el gran progreso de la química en el siglo XX.
En química estructural, el moderno modelo atómico nucleado establecido por el descubrimiento de los electrones no sólo enriquece y profundiza la comprensión de la tabla periódica de elementos, sino que también desarrolla la teoría molecular. Aplicar la mecánica cuántica para estudiar la estructura molecular.
A partir del estudio de la estructura molecular del hidrógeno, se fue revelando gradualmente la naturaleza de los enlaces químicos y se establecieron sucesivamente la teoría del enlace de valencia, la teoría de los orbitales moleculares y la teoría del campo de coordinación. La teoría de las reacciones químicas también penetra en el ámbito microscópico. El uso de rayos X como nuevo método analítico para estudiar la estructura de la materia puede proporcionar información sobre la estructura química cristalográfica de una sustancia.
Los métodos para determinar estructuras químicas tridimensionales incluyen la difracción de rayos X, la difracción de electrones y la difracción de neutrones. Entre ellos, la aplicación del método de difracción de rayos X ha acumulado la información de estructura molecular tridimensional más precisa.
Los métodos espectrales para estudiar la estructura de la materia también se han expandido desde el espectro visible, el espectro ultravioleta y el espectro infrarrojo hasta la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, la espectroscopia de resonancia selectiva de electrones, la espectroscopia de fotoelectrones, la espectroscopia de resonancia de rayos y la espectroscopia de Mössbauer. Después de combinarse con las computadoras, se ha acumulado una gran cantidad de materiales relacionados con la estructura y propiedades del material y se están desarrollando desde la experiencia hasta la teoría. A medida que aumenta el aumento de los microscopios electrónicos, las personas pueden observar directamente la estructura de las moléculas.
Debido al descubrimiento de la radiactividad, la teoría clásica de los elementos sufrió profundos cambios. Desde el establecimiento de la teoría de la desintegración radiactiva, el descubrimiento de isótopos hasta la realización de reacciones nucleares artificiales y la fisión nuclear, y el descubrimiento de partículas básicas como el deuterio, los neutrones y los positrones, la comprensión humana no sólo se ha profundizado hasta el nivel subatómico, sino que los métodos y teorías experimentales correspondientes también se han establecido; no solo hizo realidad la idea de los antiguos alquimistas de cambiar los elementos, sino que también cambió la visión del mundo de las personas.
Como símbolo del siglo XX, la humanidad comenzó a dominar y utilizar la energía nuclear. La radioquímica y la química nuclear surgieron una tras otra y se desarrollaron rápidamente. Nacieron una tras otra materias interdisciplinarias como la geología isotópica y la cosmoquímica isotópica. La tabla periódica de elementos se ha ampliado a 109 y se están explorando elementos superpesados para verificar la "hipótesis de la isla de estabilidad" de los elementos. La teoría del origen de los elementos, que se basa en la cosmología moderna, y la datación de nucleidos, que está estrechamente relacionada con la teoría de la evolución, complementan y actualizan constantemente el concepto de elementos.
La síntesis de resina fenólica abrió el campo de la ciencia de los polímeros. Con la síntesis de fibra de poliamida en la década de 1930, el concepto de polímeros adquirió un amplio reconocimiento. Posteriormente, la investigación y aplicación de la síntesis, la estructura y el rendimiento de los polímeros continuaron cooperando y promoviéndose entre sí, lo que llevó al rápido desarrollo de la química de los polímeros.
La síntesis y aplicación de diversos materiales poliméricos ha proporcionado una variedad de materiales importantes con excelente rendimiento y bajo costo para la industria y la agricultura modernas, el transporte, la medicina y la salud, la tecnología militar y las necesidades diarias de las personas, convirtiéndose en un moderno Un símbolo importante de la civilización material. La industria de los polímeros se ha convertido en un pilar importante de la industria química. El siglo XX fue la época dorada de la síntesis orgánica. Se han logrado grandes avances en los métodos de separación química y en los métodos de análisis estructural, se han resuelto satisfactoriamente los problemas estructurales de muchos compuestos orgánicos naturales y se han descubierto muchas reacciones orgánicas nuevas e importantes y reactivos orgánicos específicos. Sobre esta base, la síntesis orgánica fina, especialmente la síntesis asimétrica, ha logrado grandes avances.
Por un lado, se han sintetizado diversos compuestos orgánicos con estructuras y propiedades especiales. Por otro lado, se sintetizan las sustancias básicas de la vida, desde radicales libres inestables hasta proteínas y ácidos nucleicos biológicamente activos. Los químicos orgánicos también sintetizan compuestos orgánicos naturales con estructuras complejas y fármacos con efectos especiales. Estos logros han jugado un papel enorme en la promoción del desarrollo de la ciencia; han proporcionado condiciones favorables para la síntesis de sustancias con alta actividad biológica y la cooperación con otras disciplinas para resolver los problemas de síntesis de sustancias biológicas y los problemas químicos de las prebiológicas. sustancias.
Desde el siglo XX, la tendencia de desarrollo de la química se puede resumir en: de lo macro a lo micro, de lo cualitativo a lo cuantitativo, de lo estable a lo metaestable, de la experiencia a la teoría, que luego pueden usarse para guiar el diseño. e investigaciones pioneras. Por un lado, proporciona tantas sustancias y materiales nuevos como sea posible a los sectores de producción y tecnología, por otro lado, en el proceso de interpenetración con otras ciencias naturales, siguen surgiendo nuevas disciplinas en la dirección de explorar las ciencias de la vida y; se desarrolla el origen del universo.