Первый период новой истории

Первый период новой истории является периодом завершения промышленного переворота, утверждения капитализма в передовых странах. Под влиянием развития крупного машинного капиталистического производства развивалась и внедрялась в производство наука. Возникла потребность в расширении образования. На первых порах буржуазия выдвигает французской прогрессивные идеи в области образования. Так, в период французской буржуазной революции буржуазия выступает с требованиями широкого развития сети светского реального образования, выделения значительного числа часов на преподавание естественных наук. Но по мере обострения классовой борьбы пролетариата с буржуазией последняя отказывается от этого требования. Она выступает против широкого образования рабочих, требует ограничения его начальным обучением, подчинения его церкви и полиции. Реальное образование сохраняется в основном для детей буржуазии.

В противовес этой политике буржуазии в области образования пролетариат выдвигает свои требования, сформулированные К. Марксом и Ф. Энгельсом: обязательное умственное, физическое и политехническое образование для всех детей и соединение его с общественно производительным трудом, посильным детям и охраняемым законом. Школа должна быть отделена от церкви, давать подлинно научные знания, формировать материалистические взгляды, воспитывать детей в духе коммунистической нравственности.

Возросшая потребность в металлах и коксе, в белильных материалах и красителях, в удобрениях и взрывчатых веществах стимулирует в этот период развитие химии и химического образования в капиталистических странах.

Первым важным результатом этого развития было создание А. Лавуазье кислородной теории горения и новое подтверждение закона сохранения массы веществ. Вслед за этим Лавуазье создает классификацию химических элементов и, базируясь на кислородной теории, классификацию сложных веществ. Вместе с Фуркруа, Бертолле и Гюитон-де-Морво Лавуазье создает первую рациональную химическую номенклатуру, непосредственно указывавшую элементарный состав веществ, а немного позднее Пруст в споре с Бертолле отстаивает закон постоянства веществ.

Однако ни Лавуазье, ни другие из названных выше химиков последовательно не применяли, как это делал М. В. Ломоносов, представлений о внутреннем строении вещества для объяснения химических процессов:

Честь последующей борьбы за атомистику в химии принадлежит английскому ученому Д. Дальтону, который, исходя из количественных соотношений взаимодействия газов, дальше разрабатывает атомную теорию, а в 1808 г. публикует свою книгу «Новая система химической философии». Дальтон различает простые атомы, образующие элементы, и сложные атомы, из которых состоят соединения. Сложные атомы состоят из простых. Дальтон определяет число простых атомов в сложных, руководствуясь неверным принципом «наибольшей простоты». Сложный атом воды, по Дальтону, состоит из одного атома водорода и одного атома кислорода. Сущность реакций, по Дальтону, заключается в соединении и разъединении простых атомов. Каждый элемент, т. е. род атомов, характеризуется атомным весом. Дальтон определяет атомные веса ряда элементов, но при этом произвольно исходит из того, будто молекула водорода (сложный атом водорода) состоит из одного атома, и делает ряд других произвольных допущений. Поэтому он определил не атомные веса многих элементов, а их эквиваленты. Опираясь на атомистику, Дальтон открыл закон кратных отношений.

В это же примерно время итальянский ученый А. Авогадро в 1811 г. открыл закон, который позднее был назван его именем, согласно которому в равных объемах любых газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Этот закон давал правильную основу для разработки молекулярной теории и определения атомных весов элементов. Однако он долгое время оставался незамеченным, и это на много лет задержало исправление ошибок, допущенных в разработке атомно-молекулярной теории.

Выдающимся борцом за внедрение атомистики в химию был знаменитый шведский ученый И. Я. Берцелиус (1779— 1848). Он был замечательным аналитиком и собирателем знаний о химических элементах и заложил основы химического языка. И. Я. Берцелиус предпринял также попытку объяснить химическое сродство посредством дуалистической теории, которая хотя и оказалась ложной, но была предвестником последующих успехов в выяснении природы химической связи. Обобщая накопленный эмпирический материал, Франкланд ввел в химию понятие «валентность».

Серьезные успехи в этот период делает термохимия. На основании законов Лавуазье — Лапласа и Гесса химики стали выражать химическими уравнениями не только состав и весовые отношения реагировавших и получавшихся веществ, но также и тепловые эффекты реакций.

Вместе с теоретической работой и, опережая ее, шло бурное накопление новых фактов. Открывается значительное число новых химических элементов, в том числе щелочные и щелочноземельные металлы. Изучается большое число новых химических соединений этих элементов. Кислородная теория кислот заменяется водородной теорией Г. Дэви и Ю. Либиха. Ученые Ш. Вюрц, Н. Н. Зинин и др. производят первые синтезы органических веществ, чем наносят сокрушительный удар представлениям о жизненной силе. М. Бертло разрабатывает методику синтеза органических соединений. Вслед за этим сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее развивается органическая химия.

В этих условиях отсутствие надлежащих методов установления атомных и молекулярных весов становилось нетерпимым. Атомные веса Д. Дальтона перестают удовлетворять химиков и подвергаются сильной критике. Многие химики составляют свои таблицы атомных весов. Однако это породило еще больший разнобой. Так, по одним таблицам атом серы имел один вес, по другим — другой; химический знак атома серы имел в одном случае одно количественное значение, а в другом случае — другое. Естественно, что и химические формулы у различных авторов были разные и показывали совершенно различные весовые отношения.

В середине XIX столетия положение дел с определением атомных весов и выводом химических формул настолько запуталось, что пользоваться ими не представлялось никакой возможности. Наступило серьезное испытание для атомно-молекулярной теории, породившей химические знаки, формулы и уравнения.

Последующие годы принесли, однако, укрепление атомно-молекулярной теории в химии. Огромное значение в этом отношении имело использование в химии закона Авогадро. Большая заслуга в этом деле принадлежит итальянскому ученому С. Канниццаро (1826—1910).

В 1858 г. появилась брошюра С. Канниццаро «Конспект курса химической, философии», где он показал значение открытия Авогадро, сделал из него выводы, четко определил понятия «молекула» и «атом», недостававших химикам на протяжении предшествовавшего полустолетия: молекула есть наименьшее количество химического индивида, обладающее химическими свойствами всего индивида; атом есть наименьшее количество химического элемента, находящееся в молекулах его соединений. Рассмотрев причины, почему не признавался так долго закон Авогадро, Канниццаро, опираясь на этот закон, дает правильные указания, как определять молекулярные веса газов и паров. Он показывает, что молекулярный вес газа представляет собой производное плотности газа или пара, а молекулярный вес водорода, если опираться на закон объемных отношений Гей-Люссака, должен быть равным двум. Затем он дает правильные рекомендации, как определять атомные веса элементов и как составлять формулы веществ, зная их молекулярный вес.

На конгрессе химиков, состоявшемся в 1860 г. в Карлсруэ, предложения Канниццаро о различении понятий «молекула», «атом», «эквивалент», об определении величины атомных весов химических элементов и выводе молекулярных формул были приняты.

Атомно-молекулярное учение и соответствующий ему химический язык получили всеобщее признание.

Таким образом, главным итогом развития химии в этот период было открытие значительного числа химических элементов, накопление фактов о свойствах простых веществ и соединений, образуемых этими элементами, разработка способов определения молекулярных и атомных весов, внедрение в химию атомно-молекулярного учения и соответствующего ему химического языка. Другими словами, произошла конкретизация и дальнейшее развитие тех положений химии, которые в своей основе были выработаны еще М. В. Ломоносовым.

В тесной связи с развитием науки и образования шло развитие в этот период и методики химии. Видную роль в этом деле сыграли А. Лавуазье,Д. Дальтон, И. Я. Берцелиус,С. Канниццаро и другие химики, которые внесли существенный вклад в развитие химической науки и в развитие методики ее преподавания.