На главную
Вопрос 41. Первая концептуальная система в химии учения об элементах и их соединениях

Понятие концептуальной химической системы (термин “концептуальная система” был впервые введен В. Гейзенбергом, у которого он обозначал относительно замкнутую систему теорий, объединенных некоей общей концепцией), несомненно, является гносеологически конструктивным. Поскольку в фундаменте его содержится не произвольно выбранный критерий, а исторически инвариантный стержень всей химии – ее основная проблема, постольку оно отражает реально существовавшие и существующие отношения между химическими теориями и наборами понятий, входящих в эти теории, а также связывает теоретический и практический аспекты химических превращений в единое целое. Методология концептуальных химических систем, соединяющая в себе историко-химический и философский подходы, лежит в основе нашего изложения содержания химических теорий и понятий. Реконструкция истории химии как концептуальной истории дает возможность рассмотреть ее в социокультурном контексте и выделить наиболее значимые философские проблемы химии.
Две важнейшие проблемы решались в русле учения о составе (и они актуальны до сих пор) – проблема химического элемента и проблема химического соединения. Обе они связаны с решением задачи генезиса, обусловленности свойств вещества.
Понятие химического элемента возникло в XVII веке, рождаясь в острой борьбе с натурфилософскими, античными и алхимическими концепциями элементов-качеств и элементов-принципов. Напомним, что согласно этим идеям новые материалы можно было получить не через изменение их состава, а путем прибавления или отнятия элементов-качеств: сухости или влажности, текучести и горючести, блеска или тусклости. Но бурно развивающуюся в XVII веке химическую практику такие спекуляции не устраивали.
У Бойля был особый взгляд на химию: он считал ее самостоятельной наукой, отличной как от алхимии, так и от медицины. Эксперимент и тщательное наблюдение – вот основа всех научных спекуляций. Вот почему Мейер и другие историки химии считают Бойля наследником эмпиризма Фрэнсиса Бэкона. Но, в отличие от Бэкона, Бойль, судя по всему, не доверял индуктивному методу мышления. Все его физические и особенно химические исследования опирались на разработанную им корпускулярную теорию. Эти исследования вели Бойля к объяснению химических превращений на основе понятия элемента. . Тела возникают благодаря сродству или притяжению атомов, обладающих тремя основными свойствами – формой, величиной и движением. Образующиеся из них корпускулы бывают двух видов – первичные и вторичные. Первичные корпускулы – это элементы, т.е. непосредственные начала различных тел. При их объединении возникают химические соединения и смеси. Корпускулярная теория позволяла Бойлю объяснить и различия в агрегатных состояниях тел.
Но корпускулярная теория Бойля казалась многим слишком абстрактной и спекулятивной, и, прежде всего, потому, что отсутствовало понятие атомного веса.
Подавляющее число историков химии считало, что Р. Бойль дал первое научное определение химического элемента как предела разложения вещества, положив его в основу объяснения всех химических процессов. В результате химия стала определяться как наука, изучающая в первую очередь химические элементы и их соединения
Бойль действительно сомневался в том, что такие тела, которые постоянно встречаются во всех телах, о которых говорят как о составных, существуют на самом деле. Его вера в трансмутацию металлов также подтверждает это соображение.Практик Бойль, отвергая аристотелевское и алхимическое представления об элементах, утверждает, что элементы есть неразлагаемые дальше составные части тел.
Вторая стадия в развитии учения об элементах связана с открытием Д. И. Менделеевым периодического закона.
Периодический закон обосновал все стехиометрические законы. Но тут сразу же надо отметить, что открытие периодического закона создало почву для принципиально нового решения проблем, относящихся не только к учению о химических элементов, но и к химии в целом, т.е. к учению о химических элементах, их соединениях и превращениях.
От первоначального признания определяющей роли атомной массы при построении системы Менделеев перешел к признанию детерминирующего значения места элемента в системе по отношению ко всем свойствам элементов, в том числе, и атомным массам. Клетка в периодической системе – сама системный объект, представляющий и атомный вес, и всю совокупность свойств элемента.
Закон дал возможность перейти от неупорядоченных сведений о бесчисленном множестве соединений к системе знаний об определенных группах и семействах элементов и соответствующих им соединений.
Очень важные изменения квантовая химия внесла в понятия элемента и состава соединения. Химическим элементом стали называть совокупность лишь тех атомов, которые обладают одинаковым зарядом ядра. В эту совокупность включаются и изотопы – атомы с различной атомной массой. И так как при химических превращениях любой атом сохраняет заряд ядра, он всегда остается атомом данного химического элемента. Но при этом он вовсе не остается неизменным: переходя из соединения в соединение и изменяя свою электронную оболочку, которая является ответственной за химизм, атом изменяет свою реакционную способность как часть реакционной способности молекулы всего соединения.
В этой связи необходимо отметить, что и понятие валентности, введенное в химию для описания свойств вполне определенного объекта, изолированного атома химического элемента, с течением времени стало использоваться для отражения свойств другого объекта – связанного атома, находящегося в частице и изменившего свои свойства под влиянием других атомов этой единой квантово-механической системы. Валентность стала структурной характеристикой элемента.