Открытия в области химии
В 19 веке утвердилась химия как наука — теоретическая и практическая. Научная химия могла получить законченное развитие лишь в результате утверждения теории о молекулярно-атомистическом строении вещества.
Английский ученый Джон Дальтон (1766-1844 гг.) доказывал, что атомы различных веществ должны обладать различным весом, что химические соединения образуются сочетаниями атомов в определенных численных соотношениях.
Атомистические воззрения Дальтона поддержал французский химик и физик Ж. Л. Гей-Люссак (1778-1850 гг.). Они независимо друг от друга пришли к выводу об одинаковой расширяемости газов и паров при одинаковом повышении температуры.
В 1811 г. итальянский химик А. Авогадро (1776-1856 гг.) выдвинул мысль, что в равных объемах газов содержится одинаковое число молекул. В 1848 г. Луи Пастер (1822-1895 гг.), опираясь на исследования Ю. Либиха, Ф. Велера, И. Я. Берцелиуса, пришел к выводу о существовании химически идентичных веществ с различными физическими свойствами.
Новую теорию строения вещества выдвинул в 1850-1860 гг. русский ученый Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886 гг.).
Опираясь на исследования французского химика Ш. Ф. Жерара (1816-1856 гг.) и итальянского физика С. Канницаро (1826-1910 гг.), которому принадлежит также способ написания химических формул, английский химик Э. Франкленд (1825-1899 гг.) ввел в 1852 г. понятие валентности, т. е. свойства атомов различных веществ вступать в химическое соединение со строго определенным числом атомов водорода (валентность которого была принята за единицу).
Видное место в теоретической и прикладной химии заняло изучение электрохимических явлений, в частности явление электролиза, с помощью которого можно было получать чистые вещества из соединений, которые до того считались неразложимыми.
Крупнейшим событием в истории химии стало открытие в 1869 г. периодической системы Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834-1907 гг.). Расположив все известные в то время элементы в порядке возрастания атомных весов, Менделеев обнаружил, что элементы, сходные по своим свойствам и по типу создаваемых ими соединений, размещаются через правильные интервалы, создавая периодически повторяющиеся ряды.
Исходя из своей периодической системы Менделеев предсказал свойства нескольких еще неизвестных в то время элементов. Три элемента — галлий, скандий и германий были открыты в 1870-1880-х гг., их свойства полностью соответствовали тому, что предвидел Менделеев.
1802 г.— закон о тепловом расширении газов (Гей-Люссак)
Жозеф Луи Гей-Люссак (1778-1850 гг.). Член Парижской академии наук. Независимо от английского химика и физика Дж. Дальтона Гей-Люссак пришел к выводу, что «при одинаковом повышении температуры все газы и пары при прочих разных условиях расширяются одинаковым образом».
1802,1807 гг.— закон кратных весовых отношений, атомистическая теория Дальтона
Джон Дальтон (1767-1844 гг.).Член Лондонского королевского общества. Главное произведение — «Новая система химической науки». Закон кратных весовых отношений говорит, что различные весовые количества одного и того же элемента, вступающие в химические соединения с неизменным количеством другого элемента, находятся между собой в простых кратных отношениях.
Согласно Атомистической теории Дальтона «все тела состоят из колоссального количества крайне ничтожных частиц или атомов, связанных между собой более или менее значительной в зависимости от обстоятельств силой притяжения». Химический анализ и синтез заключаются, по Дальтону, в разъединении и в соединении атомов. Сотворение и разрушение какого-нибудь вещества невозможны. «Все изменения, которые мы можем производить, заключаются в разделении прежде связанных атомов и в соединении прежде разделенных атомов».
1811 г.— закон Авогадро
Амедео Авогадро (1776-1856 гг.). Итальянский ученый. Закон Авогадро: «При одинаковых условиях температуры и давления в равных объемах любых газов содержится одно и то же количество молекул». На основании этого закона дал способ определения молекулярного и атомного весов.
1830-е гг.— опыты по электролизу, открытие бензола и бутилена. Получение сжиженных газов. Исследования в области электрохимии. Термины «электрод», «анод», «катод».
Майкл Фарадей (1791-1867 гг.). Член Лондонского королевского общества.
1860 г.— спектральный анализ (Кирхгоф и Бунзен)
Роберт Вильгельм Бунзен (1811— 1899). Немецкий химик. Густав Роберт Кирхгоф (1824-1887 гг.). Немецкий физик, член Берлинской академии наук. В 1841 г. Бунзен изобрел угольно-цинковый гальванический элемент, имевший из всех известных тогда химических источников тока наибольшую движущую силу. Используя батареи из этих элементов, Бунзен получил в 1852 г. металлический магний, в 1854-1855 гг.— литий, кальций, стронций, барий путем электролиза их расплавленных хлоридов.
В 1854 г. Бунзен совместно с Кирхгофом начал изучение спектров пламени, окрашенного парами различных металлических солей. Своими опытами и исследованиями ученые положили начало спектральному анализу, получившему широкое применение в химии для обнаружения и определения весьма малых количеств химических элементов, а также в физике и астрономии. Посредством спектрального анализа Бунзен и Кирхгоф открыли два новых элемента: цезий (1860 г.) и рубидий (1861 г.).
1869—1871 гг.— периодическая система Менделеева
Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907 гг.). Русский ученый. Открыл периодический закон химических элементов, являющийся естественнонаучной основой современного учения о веществе. Первый вариант таблицы элементов был опубликован в 1869 г. в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов». В 1871 г. Менделеев подытожил свои исследования в труде «Периодическая законность для химических элементов».
Закон периодичности Менделеев сформулировал в своем главном труде «Основы химии»: «Свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости... от величины атомных весов элементов».
Впоследствии было установлено, что порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева имеет реальный физический смысл и соответствует заряду атомного ядра и равному ему числу электронов в оболочке нейтрального атома.
Впервые в истории химии Менделеев в 1869 г. предсказал существование четырех неизвестных элементов и даже ориентировочно определил их атомные веса. Дальнейшие исследования других химиков полностью подтвердили этот прогноз, основанный на использовании периодической системы.
1892—1897 гг.— получение свободного фтора, молибдена и вольфрама
Анри Муассан (1852-1907 гг.). Французский химик, член Парижской академии наук. В 1892 г. впервые получил свободный фтор и изучил его свойства и соединения. В 1895 г. электротермическим путем получил свободный молибден, а в 1897 г. — свободный вольфрам.