Творцы точных наук. Русские химики. М.В.Ломоносов

«Рассказы о русском первенстве» — читайте интересные статьи из этой книги, с продолжениями! Вы узнаете о реальном вкладе русских ученых и изобретателей в развитие мировой  науки и техники.

Химическая наука позволила создать много удивительных материалов с совершенно новыми, отсутствующими у природных, свойствами.

Мы можем гордиться тем, что многие из важнейших глав этой науки созданы нашими соотечественниками — русскими химиками.

Фундамент современной химии заложен гениальным русским  ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым.

Во времена Ломоносова теории химии, по существу, не было. Химия представляла собой ряд практических сведений, приемов и рецептов. Она была еще наполовину ремеслом, искусством.

Стремясь познать, прежде всего, вещество и его строение, Ломоносов твердо стал на атомический путь.

«Если бы я хотел читать, не зная букв — бессмысленное дело, — писал Ломоносов, — если бы я хотел рассуждать о естественных веществах, не имея представления о началах, это было бы столь же бессмысленно».

Все вещества — жидкие, твердые и газообразные, говорил Ломоносов, состоят из элементов, или начал (так он называл атомы), а они соединяются в сложные частички, «корпускулы» (молекулы), последние же образуют обычные тела.

В одной из первых работ русского ученого «Элементы математической химии», написанной в 1741 году, мы читаем «Элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличных между собой тел».

Правильность ломоносовского определения атома подтверждена современной наукой. Несмотря на то, что, как стало известно уже гораздо позже, в состав атома входят электроны, протоны, нейтроны, то есть частицы, меньше атома, последний все же существует как химическая индивидуальность. Расщепление самого атома производится не химическим, а физическим путем, и при этом атом меняет свои свойства, превращаясь в другой элемент.

Ломоносов учил, что атомы одного и того же вещества одинаковы; но атомы различных веществ отличаются друг от друга. В доказательство он указывал на различие удельных весов золота и других веществ.

«Корпускула — собрание элементов в одну незначительную массу, — пишет Ломоносов, — корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом».

«Корпускулы разнородны, когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел».

Таким образом, Ломоносов гениально определил молекулу как мельчайшую частицу вещества, составленную из атомов, но отличающуюся от них новой химической индивидуальностью. Эта химическая индивидуальность молекул передается и образующемуся из них веществу. Вещество йода — это совокупность отдельных молекул воды. Свойства и молекул воды и вещества воды одинаковы, хотя кислород и водород, из которых состоят молекулы воды, совершенно отличны от нее по свойствам.

Исходя из этих представлений, Ломоносов считал, что химия — наука о соединении атомов в молекулы.

Следует отметить, что даже много лет спустя известный английский химик Дальтон и другие ученые еще не проводили такого различия между атомом и молекулой, то есть между химическим элементом и химическим соединением. А Ломоносов даже в различном расположении атомов в молекуле усматривал причину различия свойств тел, чем предвосхитил учение об изомерии, развитое лишь в 1828 году Берцелиусом.

Во времена Ломоносова за химические элементы принимали, помимо серы, ртути и других, также горючесть, летучесть, влажность и т. д. Свойство смешивали с веществом.

Ломоносов преобразил науку о веществе и поставил ее на правильный путь. Он дал строгое определение химического элемента, называемого им «началом», как тела, состоящего из «однородных корпускул».

Так же четко определяет Ломоносов и химические соединения. «Смешанное тело есть то, которое состоит из двух или нескольких различных начал, так соединенных между собой, что в каждой отдельной его корпускуле имеется такое же соотношение частей начал, из которых тело состоит, как имеет и все смешанное тело».

Величайшей заслугой Ломоносова является то, что он последовательно и плодотворно внедрял в науку свои атомические представления. На их фундаменте великий ученый перестраивает физику, создает научную химию и закладывает новую науку — физическую химию.

В отличие от своих предшественников — философов-атомистов — Ломоносов широко использовал для доказательства справедливости своих взглядов химические и физические опыты. В химической лаборатории родились и были проверены многие великие открытия Ломоносова. Здесь с 1748 года он проводил свои работы и одновременно обучал студентов.

Химическая лаборатория Ломоносова — первое научно-исследовательское учреждение — прообраз наших многочисленных институтов. Основание ее обозначало начало нового этапа в изучении природы. Вторая такая лаборатория была организована немецким профессором химии Ю. Либихом в Гессене лишь семьдесят семь лет спустя.

Программа работ, которую дал Ломоносов в своем проекте об учреждении химической лаборатории, предусматривает создание новых методов химического исследования, намечает проверку важнейших опытов других химиков. Здесь Ломоносов пишет о необходимости проведения опытов в вакууме, о микрохимических исследованиях с широким применением количественных определений. Ученый стремится также «сверх сего к химическим опытам присовокуплять, где возможно, оптические, магнитные и электрические опыты». Составляя эту обширную и четкую программу, Ломоносов смотрел на многие десятки лет вперед.

В первой химической лаборатории изготовлялись также окрашенные стекла для мозаичных картин. В короткий срок ученый разработал подробную рецептуру этих стекол, поражающих нас в сохранившихся мозаичных картинах богатством оттенков. В своей лаборатории Ломоносов вместе с товарищем по учебе химиком Виноградовым, «трудясь многими опытами, кроме других исследований, изобрели фарфоровую массу».

Ломоносов был одним из первых ученых, ясно сознававших необходимость работать с химически чистыми веществами.

Также первым он внедрил в химию метод точных количественных измерений, дававший такие блестящие результаты в механике, самой разработанной части тогдашнего естествознания.

Весы он считал необходимым для успешных исследований прибором. Еще в 1745 году ученый писал. «При всех помянутых опытах буду я примечать и записывать не токмо самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй  и сосудов, но и все окрестности, которые надобно быть покажутся».

Здесь Ломоносовым сформулированы принципы не только весового, но и объемного анализа. Введение метода количественных измерений было необычайно плодотворным для развития химической науки.

Таким образом, и в этом важном вопросе научной химии Ломоносов намного опередил Лавуазье и Гей-Люссака, которых считали создателями метода количественных измерений в химии. Используя свою методику, Ломоносов остроумными опытами доказал в лаборатории открытый им закон сохранения веса вещества.

Мы уже знаем, какое значение придавал Ломоносов внедрению математического аппарата в химию, превращению последней в точную науку.

Большое значение придавал Ломоносов и теснейшей связи химии и физики. «Химик, — писал Ломоносов, — без знания физики подобен человеку, который всего искать должен ощупом. И эти две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут».

Ученый разработал важнейшей раздел химии, который мы и теперь называем так, как его назвал Ломоносов в 1752 году,— физической химией. Ломоносов дает четкое определение этого предмета: «физическая химия есть наука, объединяющая на основании положений и физических опытов причину того, что происходит через химические операции в сложных телах».

До 1753 года Ломоносов дважды в неделю читал двухчасовые лекции по физической химии студентам университета, сопровождая их многочисленными опытами.

Программой опытов по физической химии, составленной Ломоносовым, предусмотрено подробное исследование кристаллизации, определение удельных весов, сил сцепления твердых и жидких тел, широкое изучение растворов, «застудневание растворов, сцепление студней», то есть коллоидных состояний. Говорится здесь также об электрохимических и термохимических исследованиях. Учение о тепловых эффектах при химических превращениях, зародившись в лаборатории М. В. Ломоносова, выросло затем в самостоятельную отрасль науки — термохимию. Основоположником ее является русский ученый первой половины XIX века академик Г.Г. Гесс.

Ломоносов предсказывал и будущую связь химии с учением об электричестве: «Без химии путь к познанию истинной причины электричества закрыт». Это было сказано в 1765 году, и, словно в развитие этой мысли, в 1833 году прозвучали слова Фарадея: «Та же сила обусловливает как электрическое разложение, так и обыкновенное химическое разложение»

Начинания Ломоносова намного опередили его время. Только через 116 лет Н. Н. Бекетов начал чтение курса физической химии в Харьковском университете, организовав отделение физико-химических, наук и физико-химический практикум. И только еще через 20 лет физическую химию начали читать за границей, в Лейпциге. Сейчас приходится

только удивляться, как мало разнится программа Ломоносова от основных руководств по курсу физической химии конца XIX века, хотя они разделены полутора веками.

Совершенно ошибочно 1887 год считался датой возникновения физической химии. Эта наука родилась в России. Основателем ее является Михаил Васильевич Ломоносов.

Источник: Болховитинов В. и др. Рассказы о русском первенстве. Москва: Изд-во ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», 1950. 424 с. С.55-60.