Главная страница курса Программа курса Вопросы компьютерного теста Учебные материалы Правила игры Текущая информация

ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

"ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ХИМИИ"

(для магистров, 2002 год)
Петр Зоркий, Химфак МГУ

Объяснительная записка

Дисциплина "История и методология химии" должна сыграть объединяющую и централизующую роль в системе химических дисциплин, составляющих основное содержание современной химии. Этот курс призван также установить взаимосвязь между естественнонаучными и гуманитарными предметами.

В рамках методологической части курса следует выделить и рассмотреть во взаимной связи важнейшие понятия и модели, используемые в главных химических дисциплинах, в обобщенном виде должна быть представлена система подходов и методов, используемых в химических исследованиях. Важно также дать развернутое определение химии, охарактеризовать ее специфику и место среди других естественных наук. По мнению автора программы, методология науки (и в том числе химии) отнюдь не является разделом философии и по сути дела не имеет прямого отношения к последней. Методология химии – это часть химии, соотнесенная, разумеется, с общей методологией естествознания.

Основная задача исторической части курса состоит в том, чтобы представить формирование химических понятий и представлений, развитие физических и химических методов исследования во времени и в пространстве (кроме истории химии здесь подразумевается и ее "география"). Последовательная смена естественнонаучных представлений о мире, создание картины мира (в ее химическом аспекте), расширение практических возможностей химии и химической технологии – эти центральные стержневые темы не должны раствориться в нагромождении фактов, дат, имен. Преподавателю рекомендуется тщательно отбирать фактический материал, стремиться к отражению лишь капитальных обстоятельств химической истории, включить в лекции только те данные, которые необходимы для убедительного изложения основных идей.

В то же время нужно ярко и более или менее обстоятельно рассказать о величайших химиках прошлых веков и настоящего времени, о тех, кто определил магистральные направления развития химии. Нужно постараться, чтобы их имена и заслуги, биографические сведения о них запомнились студентам. Важно особо выделить и ярко осветить важнейшие события, переломные моменты в истории химии.

Необходимо довести исторический анализ развития химии до современности – лишь в этом случае студенты поймут неразрывную связь прошлого и настоящего химической науки, почувствуют практическую ценность предмета. Главное место в курсе (по значимости и по объему) должна занять история химии ХХ века и перспективы химии XXI века.

Необходимо, чтобы изложение вопросов истории и методологии химии опиралось на конкретные химические факты и обобщения, которые всегда должны рассматриваться через призму современных представлений. Студенты должны видеть, что лектор знает современную химию и обращается к ним как к химикам.

Каждому образованному естествоиспытателю, инженеру, преподавателю, конечно же, необходимо знать основные исторические факты, относящиеся к области его деятельности. Однако химия находится в этом отношении в особой позиции. Индуктивный, эмпирический, и в то же время фундаментальный характер этой науки неизбежно приводит к сосуществованию в ней весьма различных, а иногда и исключающих друг друга теоретических представлений, причем появление новых, более строгих подходов далеко не всегда отменяет активное использование старых упрощенных моделей. Историческая картина рождения, расцвета и девальвации химических концепций очень помогает разобраться в сложном конгломерате воззрений, сосуществующих в современной химии.

Поскольку для успешного овладения материалом курса необходимо достаточно глубокое знание всех основных химических дисциплин и определенная зрелость, курс "История и методология химии" целесообразно считать завершением магистерского образования.Рекомендуемый объем работы по курсу 50 часов, из них аудиторных – 36 часов. Полезной поддержкой курса служит проведение контрольных работ. Курс завершается экзаменом или зачетом (желательно в сессию).

Общая характеристика курса

История химии как часть химии и как часть истории культуры. Роль исторического подхода в химических исследованиях. Взаимосвязь истории и методологии химии. Соотношение курса истории и методологии химии с науковедением, общей методологией естествознания и философией.

Содержание и основные особенности химии

Происхождение термина "химия". Многозначность этого понятия.

Определение химии как науки. Различие между химией и физикой.

Соотношение химии и других разделов естествознания.

Системы базисных индивидов в химии и других естественных науках.

Основные разделы химии (подразделение по объектам, явлениям, методам).

Многообразие атомно-молекулярных систем, рассматриваемых в химии. Малые и большие молекулы, полимеры, топологические молекулы, молекулярные агломераты, кластеры, супрамолекулы, сложные надмолекулярные образования. Газы, конденсированные фазы, растворы. Двумерные (поверхностные) системы. Дисперсные системы.

Особенности современной химии. Применение сложных физических методов и компьютеров. Компьютерное моделирование. Доминирующая роль структурных представлений, использование классической и квантовой механики. Приоритет биохимии и экологических проблем. Современный уровень аналитической химии.

Методологические проблемы химии

Фундаментальные понятия химии и их эволюция. Атом. Элемент. Химическая связь. Структура. Молекула. Химическое соединение. Химическое вещество. Фаза. Химическая реакция. Фазовый переход.

История развития представлений об атомах и молекулах.

Понятие структуры в химии. Эволюция структурных представлений.

Закон постоянства состава и структуры как основной закон химии. Дальтониды и бертоллиды.

Дедукция и индукция в науке. Понятия и законы. Фундаментальные законы и эмпирические обобщения. Эмпирический характер химии.

Эксперимент и теория в химии. Роль модельных представлений. Взаимосвязь модели и метода. Особенности химического мышления.

Природа химических понятий. Их фундаментальность и эмпиричность.

Классификация физических методов исследования в химии.

Методологические основы экспериментальных исследований в современной химии.

Химия в Древнем мире, в Средние века и в эпоху Возрождения

Химические знания и ремесла в первобытном обществе и в Древнем мире.

Натурфилософы Древнего мира.

Алхимический период в истории химии. Иатрохимия и техническая химия в ХVI в. Развитие металлургии и химических производств.

Химия XVII-XVIII веков

Возрождение атомистики.

Работы Бойля. Теория флогистона.

Развитие методов аналитической химии. Пневматическая химия. Открытие кислорода, азота, хлора и других элементов (Шееле, Пристли, Кавендиш).

Работы Ломоносова, его роль в развитии российской науки.

Химическая революция. Работы Лавуазье.

Химия XIX века

Основные достижения химии XIX в. (общая характеристика).

Закон постоянства состава. Полемика Бертолле и Пруста.

Возникновение химической атомистики. Работы Дальтона, Берцелиуса, Авогадро.

Развитие электрохимии. Работы Дэви и Фарадея.

Органическая химия в первой половине XIX в. Опровержение витализма. Работы Либиха, Вёлера, Кольбе, Бертло.

Теоретические представления в органической химии в начале XIX в. (теория радикалов, теория типов).

Классическая теория химического строения и ее развитие. Работы Кекуле, Купера, Бутлерова.

Возникновение стереохимии (Вант-Гофф, Ле Бель). Координационная теория Вернера.

Успехи экспериментальной органической химии в середине (Дюма, Зинин, Вюрц) и во второй половине XIX в. (Гофман, Байер, Фишер). Развитие стереохимических представлений.

Возникновение и развитие промышленной органической химии.

Возникновение термохимии, химической термодинамики, химической кинетики. Работы Гиббса.

Основы теории растворов (Вант-Гофф, Аррениус). Электрохимические исследования Нернста.

Периодический закон и таблица элементов Менделеева. Предшественники Менделеева. Последующее развитие периодической таблицы.

Прогресс прикладной неорганической химии (фотография, конвертор Бессемера, легирование стали, производство алюминия) и аналитической химии.

 

Химия в XX веке

Альфред Нобель и Нобелевские премии.

Возникновение радиохимии (Кюри-Склодовская). Создание планетарной модели атома (Резерфорд, Бор). Дальнейшее развитие радиохимии.

Теория химической связи (Льюис, Коссель, Полинг, Малликен).

Развитие квантовой химии во второй половине ХХ в. Исследование распределений электронной плотности.

Успехи органического синтеза (Зелинский, Гриньяр, Вудворд, Кори, Ола).

Возникновение и развитие химии высокомолекулярных соединений.

Основные направления развития биоорганической химии в ХХ в.

Исследования низкомолекулярных природных соединений и витаминов. Развитие медицинской химии.

Изучение фотосинтеза. Исследования в области биоэнергетики.

Изучение структуры белка. Развитие химической энзимологии.

Возникновение молекулярной биологии. Изучение структуры и функций нуклеиновых кислот. Расшифровка генетического кода.

Развитие химической термодинамики в ХХ в. (Нернст, Планк, Онсагер, Пригожин).

Работы по химической кинетике, теории цепных реакций, изучение сверхбыстрых реакций. Фемтохимия.

Основные этапы исследования каталитических реакций.

Возникновение и развитие коллоидной химии. Исследование поверхностных явлений (Ленгмюр).

Прогресс физических методов исследования (спектроскопия ЯМР и ЭПР, инфракрасная спектроскопия, рентгеноструктурный анализ, масс-спектрометрия, лазерная химия, хроматография и другие методы).

Возникновение и развитие супрамолекулярной химии и нанохимии. Химическое материаловедение.

Успехи химии лекарств. Комбинаторная химия. Достижения аналитической химии. Химическая экология. Современная химческая технология и ее теоретические основы.

Исторический обзор развития химии в России

 

Рекомендуемая литература

Интернет: www.chem.msu.ru/zorkii

Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. М.: Высшая школа, 1991. 656 стр.

А.Азимов. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. М.: Мир, 1983. 187 стр. Новое издание: СПб, Амфора, 2000, 272 стр.

Фигуровский Н.А. Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. М.: Наука, 1969. 455 стр.

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

Соловьев Ю.И. История химии (Развитие химии с древнейших времен до конца XIX в.). М.:Просвещение, 1983.

Соловьев Ю.И., Трифонов Д.Н., Шамин А.Н. История химии (Развитие основных направлений современной химии). М.: Просвещение, 1984. 335 стр.

Шамин А.Н. История биологической химии. Формирование биохимии. М.: Наука, 1983. 262 стр.

Зоркий П.М. Критический взгляд на основные понятия химии. Российский хим. журнал, 1996, том 40, №3, стр.5–25.

Зоркий П.М. Структурные аспекты современной химии. Координационная химия, 1995, том 21, №4, стр.281–289.

Зоркий П.М. Структурная химия на рубеже веков. Российский хим. журнал, 2001, том 45, №2, стр.3–10.

 

Программу составил

профессор П.М.Зоркий


Главная страница курса Программа курса Вопросы компьютерного теста Учебные материалы Правила игры Текущая информация