ПРОГРАММА
дисциплины
"ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ХИМИИ"
(общий поток, 36 часов)
Содержание
Объяснительная записка
Общая характеристика курса
Содержание и основные особенности
химии
Методологические проблемы химии
Химия в древнем мире, в средние века и
в эпоху возрождения
Химия ХVII - ХVIII веков
Химия ХIХ века
Химия в ХХ веке
Литература
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 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) – 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 довести исторический анализ 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 в ХХ веке.
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 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 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.
Рекомендуемый объем работы по курсу 50 часов, из них аудиторных – 36 часов. Полезной поддержкой курса служит проведение контрольных работ. Курс завершается зачетом. Поскольку для успешного овладения материалом курса необходимо достаточно глубокое знание всех основных химических дисциплин и определенная зрелость, эффективное преподавание истории и методологии химии возможно лишь на четвертом или пятом году обучения (допустимо также разделение материала на две части, из которых первая преподается на втором курсе и завершается зачетом, а вторая – на четвертом или пятом курсе с последующим экзаменом).
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).
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).
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 в XIX в. (фотография, конвертор Бессемера, легирование стали, производство алюминия).
ХИМИЯ В XX ВЕКЕ
Альфред Нобель и Нобелевские премии.
Возникновение радиохимии (Кюри-Склодовская). Создание планетарной модели атома (Резерфорд, Бор).
Теория химической связи (Льюис, Коссель, Полинг, Малликен).
Развитие квантовой химии во второй половине ХХ в.
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.
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.
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, молекулярные пучки и другие методы).
Возникновение и развитие супрамолекулярной химии и нанохимии.
Исторический обзор развития химии в России
ЛИТЕРАТУРА
Программу составил: проф. П.М.Зоркий
ПРОГРАММА
дисциплины "ВВЕДЕНИЕ В ИСТОРИЮ И МЕТОДОЛОГИЮ
ХИМИИ. ИСТОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА"
(общий поток, 36 часов)
Данный курс является первой частью цикла дисциплин, посвященных изучению истории химической науки. В этом курсе кратко излагаются сведения об общих вопросах истории химии, главным образом, об основных периодах ее развития. Однако основной акцент сделан на изучение студентами развития химии в России, истории основания Московского университета и одного из важнейших его подразделений - химического факультета. В курсе детально освещаются вопросы, связанные с преподаванием химической науки в Московском университете, так как профессорами сначала кафедры химии, а затем химического факультета были такие выдающиеся ученые, как В. В. Марковников, Н. Д. Зелинский, И. А. Каблуков, А. Н. Фрумкин, С. С. Наметкин, Н. Н. Семенов и многие другие.
Часть лекций данного курса (об истории кафедр и современных направлениях исследований на них) читают заведующие кафедрами химического факультета. В курсе также освещаются вопросы взаимосвязи возникновения и изменения кафедр на химическом факультете с общими тенденциями развития мировой химической науки.
Предлагаемые ниже вопросы для письменного зачетного задания в значительной степени определяют содержание данной дисциплины.
I. ПЕРИОДИЗАЦИЯ ОБЩЕЙ ИСТОРИИ ХИМИИ
Происхождение термина "химия". Назовите и кратко охарактеризуйте основные периоды истории химии.
Дайте характеристику предалхимического периода истории химии. Назовите выдающихся представителей этого периода, укажите их основные заслуги.
Дайте характеристику алхимического периода истории химии. В чем его значение в истории химии?
Период объединения химии: подпериод ятрохимии. Дайте его характеристику, назовите его выдающихся представителей, укажите их основные заслуги.
Период объединения химии: подпериод пневматической химии. Дайте его характеристику, назовите его выдающихся представителей, укажите их основные заслуги.
Период объединения химии: подпериод теории флогистона. Дайте его характеристику, назовите его выдающихся представителей, укажите их основные заслуги.
Кто и когда создал теорию флогистона? В чем ее сущность и значение в истории химии?
Период объединения химии: подпериод антифлогистической системы. Дайте его характеристику, назовите его выдающихся представителей, укажите их основные заслуги.
Кто и когда создал кислородную теорию горения? В чем ее сущность и значение в истории химии?
Период количественных законов. Дайте его характеристику, назовите его выдающихся представителей.
Кто и когда создал "химическую атомистику"? В чем ее сущность?
Когда было создано атомно-молекулярное учение? В чем его сущность? Кто из ученых-химиков внес основной вклад в его формирование?
Современный период в истории химии. Особенности и основные достижения.
Назовите трех выдающихся химиков конца XIX - первой половины XX века, укажите их основные заслуги.
II. ИСТОРИЯ ХИМИИ В РОССИИ
Химия в России в X - XVII вв.: Основные химические процессы и техника.
Особенности развития химии в России в X - XVII вв. Химическая терминология в России этого периода.
Где родился, когда жил М. В. Ломоносов? Опишите его научные достижения в химии.
Кем, когда и как была создана первая научная лаборатория в России? Назовите результаты ее научной работы.
Развитие химических знаний в России за период с конца XVIII до конца XIX в. и учебная литература.
Назовите основателей химических школ Казанского и Санкт-Петербургского университетов в XIX в. Укажите их вклад в химию.
С именами каких выдающихся химиков связаны ведущие Российские университеты XIX - начала XX в.? В чем состоят заслуги этих химиков?
Развитие химических знаний в России в XIX - середине XX в. и научная периодика по химии.
III. ИСТОРИЯ МОСКОВСКОГО УНИВЕРСКИТЕТА И ИСТОРИЯ ХИМИИ В МОСКОВСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
Когда был основан Московский университет? Кто участвовал в его основании и в чем состоит вклад каждого из этих лиц? Первое здание Московского университета.
Когда был основан Московский университет, какие факультеты в нем были в то время? Сколько студентов тогда обучалось в нем? Сколько факультетов и студентов в МГУ в настоящее время? Кто сейчас является ректором МГУ?
Когда был основан Московский университет? Назовите основные этапы его истории.
Назовите кафедры Московского университета, на которых преподавалась химия в XVIII - 70-х гг. XIX в. Что включало в себя преподавание химии в эти годы?
На каких кафедрах в Московском университете преподавалась химия в период с 1870-х гг. до 1930 г.? Что включало в себя преподавание химии в эти годы?
Кратко охарактеризуйте основные заслуги наиболее выдающихся ученых (кроме В. В. Марковникова), преподававших химию в Московском университете в период с 1870-х гг. до 1930 г.
Вклад В. В. Марковникова в химию и в постановку преподавания химии в Московском университете.
Когда был организован химический факультет? Где он располагался? Его первые кафедры (до 1940 г.) и деканы.
Какие кафедры химического факультета были основаны после 1943 г.? С чем было связано их основание?
Кто был первым деканом химического факультета? Кто возглавляет его сейчас? Назовите трех других деканов химического факультета и укажите их основные заслуги.
Какие кафедры возглавлял Н. Д. Зелинский? Назовите основные области его исследований и важнейшие достижения.
Особенности развития современной химии и их отражение в изменениях структурных подразделений химического факультета.
IV. КАФЕДРЫ ХИМИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
Напишите, что Вы знаете об указанной кафедре химического факультета: когда она была создана; кто был ее первым заведующим; известные Вам факты ее истории, имена выдающихся ученых, работавших на этой кафедре, и их заслуги; кто возглавляет ее в настоящее время; основные направления исследований на этой кафедре.
Кафедра аналитической химии.
Кафедра высокомолекулярных соединений.
Кафедра коллоидной химии.
Кафедра лазерной химии.
Кафедра неорганической химии.
Кафедра общей химии.
Кафедра органической химии.
Кафедра радиохимии.
Кафедра физической химии.
Кафедра химии и физики высоких давлений.
Кафедра химии нефти и органического катализа.
Кафедра химии природных соединений.
Кафедра химической кинетики.
Кафедра химической технологии.
Кафедра химической энзимологии.
Кафедра электрохимии.
ЛИТЕРАТУРА
Программу составили:
доц. О. Н. Зефирова
асс. Т. В. Богатова