Введение. 
Общая и неорганическая химия

Химия изучает химическую форму движения материи, под которой понимается качественное изменение веществ, т. е. превращение одних веществ в другие. При химических процессах происходит обмен атомами между различными веществами, перераспределение электронов между атомами, разрушение одних соединений и возникновение других. В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми физическими и химическими свойствами. Таким образом, химия — это наука о составе, строении и свойствах веществ, их превращениях и тех явлениях, которыми сопровождаются превращения одних веществ в другие. Она является одной из фундаментальных естественных наук, влияющих на формирование мировоззрения человека, определяющих его подход к окружающему миру.

Возникновению всякой науки, в том числе и химии, предшествует более или менее длительный донаучный период накопления практического опыта и разрозненных наблюдений. Зачатки химических знаний возникли в глубокой древности в ходе практической трудовой деятельности людей. История подтверждает, что за тысячелетия до нашей эры люди научились пользоваться некоторыми химическими превращениями для получения нужных им веществ. Так, за несколько веков до нашего летоисчисления в Месопотамии из руд добывали железо, медь, серебро, свинец; ремесла с использованием химии существовали в древности в Египте, Индии, Средней Азии, Китае.

В первые века новой эры, когда уже были открыты и изучены многие вещества, например азотная и серная кислоты, ряд солей, химические знания стали проникать из стран Востока в Грецию и Рим. Завоевание арабами Испании в начале VIII в. способствовало проникновению химии, которую арабы называли алхимией, в Западную Европу. Главной задачей алхимии был поиск философского камня, при помощи которого можно было бы превращать неблагородные металлы в золото. Достижения алхимиков свелись, в основном, к открытию ряда новых веществ и разработке некоторых приемов химического исследования.

В Западной Европе наряду с алхимией существовала и развивалась практическая (ремесленная) химия, послужившая основой научной химии. Потребность в изучении химических явлений стала остро ощущаться в XVI в. в связи с начавшимся быстрым развитием промышленности. Наиболее крупными реформаторами химии в этот период являлись Т. Б. Парацельс (1493—1541) и Г. Агрикола (1494—1555). Первый был известным врачом, а второй работал в области горного дела и металлургии, где его книги служили основным руководством более 200 лет.

Большое значение для дальнейшего развития химии имели работы английского ученого Р. Бойля, который подверг резкой критике алхимические представления. Он дал определение химического элемента как предела разложения вещества на составные части. Экспериментальные исследования Р. Бойля положили начало химии как науки. Важным вкладом в развитие химии является создание корпускулярной теории М. В. Ломоносовым, изложенной в книге «Элементы математической химии» (1741). Все свойства веществ, их физическую и химическую природу М. В. Ломоносов объяснял движением и взаимодействием корпускул и элементов. Следующей ступенью в развитии атомистических представлений были выдающиеся работы английского физика Дж. Дальтона. Для объяснения открытого им закона кратных отношений он выдвинул атомистическую теорию, впервые изложенную в книге «Новая система химической философии» (1803—1804).

Первая половина XIX в. явилась последним этапом, предшествующим современной химии. В конце XIX в. окончательно были установлены основные понятия молекулярно-атомистической теории. Представления о различии между атомом как мерой химического элемента и молекулой как мерой простого и сложного вещества, вступающего в химическое взаимодействие, получили правильное истолкование. Окончательно было установлено также различие между атомной и эквивалентной массами и введено понятие о валентности элементов. Химические формулы и уравнения стали принимать современный вид. В этот период было открыто много новых элементов: фтор, бром, йод, селен, хром, бор, алюминий, магний, щелочноземельные и редкоземельные металлы, почти все элементы платиновой группы.

Успехи экспериментальных исследований позволили открыть существование групп сходственных элементов, внутри которых свойства постепенно изменяются с увеличением атомной массы. Современный период химии начинается с открытия Д. И. Менделеевым в 1869 г. Периодической системы химических элементов, нашедшей свое подтверждение в работах Г. Д. Мозли (1887—1915).

Современная химия — это разветвленная система многих наук: общая, неорганическая, органическая, физическая, аналитическая химия, электрохимия, биохимия и т. д. Однако еще Д. И. Менделеев, начиная чтение лекций по неорганической химии, назвал свой курс общей химией, не желая тем самым противопоставлять неорганическую химию органической, подчеркивая единство и неразрывность этой науки в целом. Общая химия оперирует теоретическими представлениями и понятиями, составляющими фундамент не только неорганической химии, но и всей системы химических знаний. В основе современной химии лежит учение о строении веществ, без знания которого невозможно объяснить их свойства и понять причины протекания химических процессов.

Изучение химии начинается с рассмотрения структуры атомов, объясняющей периодичность в изменении свойств элементов, т. е. суть Периодической системы элементов. Без знания строения атомов невозможно понять причины возникновения между ними химических связей, приводящих к образованию многоатомных частиц, молекул и кристаллов, составляющих вещества. В свою очередь изучение химических связей позволяет объяснить многие свойства веществ, их поведение по отношению друг к другу, т. е. позволяет понять причины и возможности превращений одних веществ в другие — закономерности протекания химических процессов. Все это является основой для правильного понимания и предвидения свойств химических элементов и их соединений, без использования многих из которых немыслимо существование современной цивилизации.

Особенно велико значение химии в технике, развитие которой невозможно без понимания процессов превращения веществ. Глубокое понимание законов химии и их применение позволяют совершенствовать существующие и создавать новые процессы, машины, установки и приборы.

Химические реакции широко используются во многих производственных процессах. Получение электроэнергии, топлива, металлов, различных синтетических материалов, продуктов питания и т. п. непосредственно связано с химическими реакциями. Без понимания протекающих при их производстве процессов невозможно обеспечить высокую эффективность и производительность труда, повысить качество готовой продукции и обеспечить производство новых материалов. Изучение механизмов химических реакций позволяет выбрать рациональные методы охраны окружающей среды и создавать новые безвредные производственные процессы.

Велика роль химии в развитии электротехники, микроэлектроники, радиотехники, космической техники, автоматики и вычислительной техники, так как для создания новых видов техники необходимы материалы с особыми свойствами, которых нет в природе: сверхчистые, сверхтвердые, сверхпроводящие, жаростойкие и т. п. Такие материалы поставляет современная химическая промышленность, поэтому можно понять важность изучения естественно-научной дисциплины химии для будущих специалистов многих отраслей.