химия

ХИМИЯ

наука, изучающая строение веществ и их превращения, сопровождающиеся изменением состава и(или) строения. Хим. свойства веществ (их превращения; см. реакции химические) определяются гл. обр. состоянием внеш. электронных оболочек атомов и молекул, образующих вещества; состояния ядер и внутр. электронов в хим. процессах почти не изменяются. Объектом хим. исследований являются элементы химические и их комбинации, т. е. атомы, простые (одноэлементные) и сложные (молекулы, ионы, ион-радикалы, карбены, свободные радикалы) хим. соед., их объединения (ассоциаты, кластеры, сольваты, клатраты и т. п.), материалы и др. Число хим. соед. огромно и все время увеличивается; поскольку Х. сама создает свой объект; к кон. 20 в. известно ок. 10 млн. хим. соединений.

Х. как наука и отрасль промышленности существует недолго (ок. 400 лет). Однако хим. знание и хим. практика (как ремесло) прослеживаются в глубинах тысячелетий, а в примитивной форме они появились вместе с человеком разумным в процессе его взаимод. с окружающей средой. Поэтому строгая дефиниция Х. может основываться на широком, вневременном универсальном смысле — как области естествознания и человеческой практики, связанной с хим. элементами и их комбинациями.

Слово "химия" происходит либо от наименования Древнего Египта "Хем" ("темный", "черный" — очевидно, по цвету почвы в долине реки Нил; смысл же назв. — "египетская наука"), либо от древнегреч. chemeia — искусство выплавки металлов. Совр. назв. X. производится от позднелат. chimia и является интернациональным, напр. нем. Chemie, франц. chimie, англ. chemistry. Термин "X." впервые употребил в 5 в. греч. алхимик Зосима.

История химии. Как основанная на опыте практика, Х. возникла вместе с зачатками человеческого общества (использование огня, приготовление пищи, дубление шкур) и в форме ремесел рано достигла изощренности (получение красок и эмалей, ядов и лекарств). Вначале человек использовал хим. изменения биол. объектов (брожение, гниение), а с полным освоением огня и горения — хим. процессы спекания и сплавления (гончарное и стекольное производства), выплавку металлов. Состав древнеегипетского стекла (4 тыс. лет до н. э.) существенно не отличается от состава совр. бутылочного стекла. В Египте уже за 3 тыс. лет до н. э. выплавляли в больших количествах медь, используя уголь в качестве восстановителя (самородная медь применялась с незапамятных времен). Согласно клинописным источникам, развитое производство железа, меди, серебра и свинца существовало в Месопотамии также за 3 тыс. лет до н. э. Освоение хим. процессов производства меди и бронзы, а затем и железа являлось ступенями эволюции не только металлургии, но цивилизации в целом, изменяло условия жизни людей, влияло на их устремления.

Одновременно возникали и теоретич. обобщения. Например, китайские рукописи 12 в. до н. э. сообщают о "теоретич." построениях систем "основных элементов" (вода, огонь, дерево, золото и земля); в Месопотамии родилась идея рядов пар противоположностей, взаимод. которых "составляют мир": мужское и женское, тепло и холод, влага и сухость и т. д. Очень важной была идея (астрологич. происхождения) единства явлений макрокосма и микрокосма.

К концептуальным ценностям относится и атомистич. учение, которое было развито в 5 в. до н. э. древнегреч. философами Левкиппом и Демокритом. Они предложили аналоговую семантич. модель строения вещества, имеющую глубокий комбинаторный смысл: комбинации по определенным правилам небольшого числа неделимых элементов (атомов и букв) в соединения (молекулы и слова) создают информационное богатство и разнообразие (вещества и языки).

В 4 в. до н. э. Аристотель создал хим. систему, основанную на "принципах": сухость — влажность и холод — тепло, с помощью попарных комбинаций которых в "первичной материи" он выводил 4 основных элемента (земля, воздух, вода и огонь). Эта система почти без изменений просуществовала 2 тыс. лет.

После Аристотеля лидерство в хим. знании постепенно перешло из Афин в Александрию. С этого времени создаются рецептуры получения хим. веществ, возникают "учреждения" (как храм Сераписа в Александрии, Египет), занимающиеся деятельностью, которую позже арабы назовут "аль-химия".

В 4–5 вв. хим. знание проникает в Малую Азию (вместе с несторианством), в Сирии возникают философские школы, транслировавшие греч. натурфилософию и передавшие хим. знание арабам.

В 3–4 вв. возникла алхимия — философское и культурное течение, соединяющее мистику и магию с ремеслом и искусством. Алхимия внесла значит. вклад в лаб. мастерство и технику, получение многих чистых хим. веществ. Алхимики дополнили элементы Аристотеля 4 началами (масло, влажность, ртуть и сера); комбинации этих мистич. элементов и начал определяли индивидуальность каждого вещества. Алхимия оказала заметное влияние на формирование западноевропейской культуры (соединение рационализма с мистикой, познания с созиданием, специфич. культ золота), но не получила распространения в др. культурных регионах.

Джабир ибн Хайян, или по-европейски Гебер, Ибн Сина (Авиценна), Абу-ар-Рази и др. алхимики ввели в хим. обиход фосфор (из мочи), порох, мн. соли, NaOH, HNO₃. Книги Гебера, переведенные на латынь, пользовались огромной популярностью. С 12 в. арабская алхимия начинает терять практич. направленность, а с этим и лидерство. Проникая через Испанию и Сицилию в Европу, она стимулирует работу европейских алхимиков, самыми известными из которых были Р. Бэкон и Р. Луллий. С 16 в. развивается практич. европейская алхимия, стимулированная потребностями металлургии (Г. Агрикола) и медицины (Т. Парацельс). Последний основал фармакологич. отрасль химии — ятрохимиюи вместе с Агриколой выступал фактически как первый реформатор алхимии.

Х. как наука возникла в ходе научной революции 16–17 вв., когда в Западной Европе возникла новая цивилизация в результате череды тесно связанных революций: религиозной (Реформация), давшей новое толкование богоугодности земных дел; научной, давшей новую, механистич. картину мира (гелиоцентризм, бесконечность, подчиненность естественным законам, описание на языке математики); промышленной (возникновение фабрики как системы машин с использованием энергии ископаемого топлива); социальной (разрушение феодального и становление буржуазного общества).

X., вслед за физикой Г. Галилея и И. Ньютона, могла стать наукой лишь на пути механицизма, который задал основные нормы и идеалы науки. В Х. это было гораздо сложнее, чем в физике. Механика легко абстрагируется от особенностей индивидуального объекта. В Х. каждый частный объект (вещество) — индивидуальность, качественно отличная от других. Х. не могла выразить свой предмет чисто количественно и на всем протяжении своей истории оставалась мостом между миром количества и миром качества. Однако надежды антимеханицистов (от Д. Дидро до В. Оствальда) на то, что Х. заложит основы иной, немеханистич. науки, не оправдались, и Х. развивалась в рамках, определенных ньютоновской картиной мира.

Более двух веков Х. вырабатывала представление о материальной природе своего объекта. Р. Бойль, заложивший основы рационализма и эксперим. метода в X., в своем труде "Химик-скептик" (1661) развил представления о хим. атомах (корпускулах), различия в форме и массе которых объясняют качества индивидуальных веществ. Атомистич. представления в Х. подкреплялись идеологич. ролью атомизма в европейской культуре: человек-атом — модель человека, положенная в основу новой социальной философии.

Металлургич. X., имевшая дело с реакциями горения, окисления и восстановления, кальцинации — прокаливания металлов (Х. называли пиротехнией, т. е. огненным искусством) — привлекла внимание к образующимся при этом газам. Я. ван Гельмонт, введший понятие "газ" и открывший углекислый газ (1620), положил начало пневматич. химии. Бойль в работе "Огонь и пламя, взвешенные на весах" (1672), повторяя опыты Ж. Рея (1630) по увеличению массы металла при обжиге, пришел к выводу, что это происходит за счет "захвата металлом весомых частиц пламени". На границе 16–17 вв. Г. Шталь формулирует общую теорию Х. — теорию флогистона (теплорода, т. е. "вещества горючести", удаляющегося с помощью воздуха из веществ при их горении), которая освободила Х. от продержавшейся 2 тыс. лет системы Аристотеля. Хотя М. В. Ломоносов, повторив опыты по обжигу, открыл закон сохранения массы в химических реакциях (1748) и смог дать правильное объяснение процессам горения и окисления как взаимод. вещества с частицами воздуха (1756), познание горения и окисления было невозможно без развития пневматич. химии. В 1754 Дж. Блэк открыл (повторно) углекислый газ ("фиксированный воздух"); Дж. Пристли (1774) — кислород, Г. Кавендиш (1766) — водород ("горючий воздух"). Эти открытия дали всю информацию, необходимую для объяснения процессов горения, окисления и дыхания, что и сделал А. Лавуазье в 1770–90-х гг., фактически похоронив этим теорию флогистона и стяжав себе славу "отца современной X.".

К нач. 19 в. пневматохимия и исследования состава веществ приблизили химиков к пониманию того, что хим. элементы соединяются в определенных, эквивалентных соотношениях; были сформулированы законы постоянства состава (Ж. Пруст, 1799–1806) и объемных отношений (Ж. Гей-Люссак, 1808). Наконец, Дж. Дальтон, наиб. полно изложивший свою концепцию в сочинении "Новая система химической философии" (1808–27), убедил современников в существовании атомов, ввел понятие атомного веса (массы) и возвратил к жизни понятие элемента, но уже в совсем ином смысле — как совокупности атомов одного вида.

Гипотеза А. Авогадро (1811, принята научным сообществом под влиянием С. Канниццаро в 1860) о том, что частицы простых газов представляют собой молекулы из двух одинаковых атомов, разрешила целый ряд противоречий. Картина материальной природы хим. объекта была завершена с открытием периодич. закона хим. элементов (Д. И. Менделеев, 1869). Он связал количеств. меру (атомная масса) с качеством (хим. свойства), вскрыл смысл понятия хим. элемент, дал химику теорию большой предсказательной силы. Х. стала совр. наукой. Периодич. закон узаконил собственное место Х. в системе наук, разрешив подспудный конфликт хим. реальности с нормами механицизма.

Одновременно шел поиск причин и сил хим. взаимодействия. Возникла дуалистич. (электрохим.) теория (И. Берцелиус, 1812–19); введены понятия "валентность" и "хим. связь", которые наполнились физ. смыслом с развитием теории строения атома и квантовой Х. Им предшествовали интенсивные исследования орг. веществ в 1-й пол. 19 в., приведшие к разделению Х. на 3 части: неорганическая химия, органическая химия и аналитическая химия (до 1-й пол. 19 в. последняя была основным разделом X.). Новый эмпирич. материал (реакции замещения) не укладывался в теорию Берцелиуса, поэтому были введены представления о группах атомов, действующих в реакциях как целое — радикалах (Ф. Вёлер, Ю. Либих, 1832). Эти представления были развиты Ш. Жераром (1853) в теорию типов (4 типа), ценность которой состояла в том, что она легко связывалась с концепцией валентности (Э. Франкленд, 1852).

В 1-й пол. 19 в. было открыто одно из важнейших явлений Х. — катализ (сам термин предложен Берцелиусом в 1835), очень скоро нашедшее широкое практич. применение. В сер. 19 в. наряду с важными открытиями таких новых веществ (и классов), как анилин и красители (В. Перкин, 1856), были выдвинуты важные для дальнейшего развития Х. концепции. В 1857–58 Ф. Кекуле развил теорию валентности применительно к орг. веществам, установил четырехвалентность углерода и способность его атомов связываться друг с другом. Этим был проложен путь теории хим. строения орг. соед. (структурной теории), построенной А. М. Бутлеровым (1861). В 1865 Кекуле объяснил природу ароматич. соед. Я. Вант-Гофф и Ж. Ле Бель, постулировав тетраэдрич. структуры (1874), проложили путь трехмерному взгляду на структуру вещества, заложив основы стереохимии как важного раздела Х.

В сер. 19 в. одновременно было положено начало исследованиям в области кинетики химической и термохимии. Л. Вильгельми изучил кинетику гидролиза углеводов (впервые дав уравнение скорости гидролиза; 1850), а К. Гульдберг и П. Вааге в 1864–67 сформулировали закон действующих масс. Г. И. Гесс в 1840 открыл основной закон термохимии, М. Бертло и В. Ф. Лугинин исследовали теплоты мн. реакций. В это же время развиваются работы по коллоидной химии, фотохимии и электрохимии, начало которым было положено еще в 18 в.

Работами Дж. Гиббса, Вант-Гоффа, В. Нернста и др. создается химическая термодинамика. Исследования электропроводности растворов и электролиза привели к открытию электролитич. диссоциации (С. Аррениус, 1887). В этом же году Оствальд и Вант-Гофф основали первый журнал, посвященный физической химии, и она оформилась как самостоятельная дисциплина. К сер. 19 в. принято относить зарождение агрохимии и биохимии, особенно в связи с пионерскими работами Либиха (1840-е гг.) по изучению ферментов, белков и углеводов.

19 в. по праву м. б. назван веком открытий хим. элементов. За эти 100 лет было открыто более половины (50) существующих на Земле элементов. Для сравнения: в 20 в. открыто 6 элементов, в 18 в. — 18, ранее 18 в. — 14.

Выдающиеся открытия в физике в кон. 19 в. (рентгеновские лучи, радиоактивность, электрон) и развитие теоретич. представлений (квантовая теория) привели к открытию новых (радиоактивных) элементов и явления изотопии, возникновению радиохимии и квантовой химии, новым представлениям о строении атома и о природе хим. связи, дав начало развитию совр. Х. (химии 20 в.).

Успехи Х. 20 в. связаны с прогрессом аналит. Х. и физ. методов изучения веществ и воздействия на них, проникновением в механизмы реакций, с синтезом новых классов веществ и новых материалов, дифференциацией хим. дисциплин и интеграцией Х. с другими науками, с удовлетворением потребностей совр. промышленности, техники и технологии, медицины, строительства, сельского хозяйства и др. сфер человеческой деятельности в новых хим. знаниях, процессах и продуктах. Успешное применение новых физ. методов воздействия привело к формированию новых важных направлений X., напр. радиационной химии, плазмохимии. Вместе с Х. низких температур (криохимией) и Х. высоких давлений (см. давление), сонохимией (см. ультразвук), лазерной химией и др. они стали формировать новую область — Х. экстремальных воздействий, играющую большую роль в получении новых материалов (напр., для электроники) или старых ценных материалов сравнительно дешевым синтетич. путем (напр., алмазов или нитридов металлов).

На одно из первых мест в Х. выдвигаются проблемы предсказания функциональных свойств вещества на основе знания его структуры и определения структуры вещества (и его синтез), исходя из его функционального назначения. Решение этих проблем связано с развитием расчетных квантово-хим. методов и новых теоретич. подходов, с успехами в неорг. и орг. синтезе. Развиваются работы по генной инженерии и по синтезу соед. с необычными строением и свойствами (напр., высокотемпературные сверхпроводники, фуллерены). Все шире применяются методы, основанные на матричном синтезе, а также использующие идеи планарной технологии. Получают дальнейшее развитие методы, моделирующие биохим. реакции. Успехи спектроскопии (в т. ч. сканирующей туннельной) открыли перспективы "конструирования" веществ на мол. уровне, привели к созданию нового направления в Х. — т. наз. нанотехнологии. Для управления хим. процессами как в лаб., так и в пром. масштабе, начинают использоваться принципы мол. и надмол. организации ансамблей реагирующих молекул (в т. ч. подходы, основанные на термодинамике иерархических систем).

Химия как система знания о веществах и их превращениях. Это знание содержится в запасе фактов — надежно установленных и проверенных сведений о хим. элементах и соед., их реакциях и поведении в природных и искусств. средах. Критерии надежности фактов и способы их систематизации постоянно развиваются. Крупные обобщения, надежно связывающие большие совокупности фактов, становятся научными законами, формулировка которых открывает новые этапы X. (напр., законы сохранения массы и энергии, законы Дальтона, периодич. закон Менделеева). Теории, используя специфич. понятия, объясняют и прогнозируют факты более частной предметной области. По сути, опытное знание становится фактом только тогда, когда получает теоретич. толкование. Так, первая хим. теория — теория флогистона, будучи неверной, способствовала становлению X., т. к. соединяла факты в систему и позволяла формулировать новые вопросы. Структурная теория (Бутлеров, Кекуле) упорядочила и объяснила огромный материал орг. Х. и обусловила быстрое развитие хим. синтеза и исследования структуры орг. соединений.

Х. как знание — система очень динамичная. Эволюционное накопление знаний прерывается революциями — глубокой перестройкой системы фактов, теорий и методов, с возникновением нового набора понятий или даже нового стиля мышления. Так, революцию вызвали труды Лавуазье (матери-алистич. теория окисления, внедрение количеств. методов эксперимента, разработка хим. номенклатуры), открытие периодич. закона Менделеева, создание в нач. 20 в. новых аналит. методов (микроанализ, хроматография). Революцией можно считать и появление новых областей, вырабатывающих новое видение предмета Х. и влияющих на все ее области (напр., возникновение физ. Х. на базе хим. термодинамики и хим. кинетики).

Хим. знание обладает развитой структурой. Каркас Х. составляют основные хим. дисциплины, сложившиеся в 19 в.: аналит., неорг., орг. и физ. Х. В дальнейшем в ходе эволюции структуры А. образовалось большое число новых дисциплин (напр., биохимия, кристаллохимия), а также новая инженерная отрасль — химическая технология.

На каркасе дисциплин вырастает большая совокупность исследовательских областей, часть из которых входит в ту или иную дисциплину (напр., Х. элементоорг. соед. — часть орг. X.), другие носят многодисциплинарный характер, т. е. требуют объединения в одном исследовании ученых из разных дисциплин (напр., исследование структуры биополимеров с использованием комплекса сложных методов). Третьи являются междисциплинарными, т. е. требуют подготовки специалиста нового профиля (напр., Х. нервного импульса).

Поскольку почти вся практич. деятельность людей связана с применением материи как вещества, хим. знание необходимо во всех областях науки и технологии, осваивающих материальный мир. Поэтому сегодня Х. стала, наравне с математикой, хранилищем и генератором такого знания, которое "пропитывает" почти всю остальную науку. То есть, выделяя Х. как совокупность областей знания, можно говорить и о хим. аспекте большинства других областей науки. На "границах" Х. существует множество гибридных дисциплин и областей.

На всех этапах развития как науки Х. испытывает мощное воздействие физ. наук — сначала ньютоновской механики, потом термодинамики, атомной физики и квантовой механики. Атомная физика дает знание, входящее в фундамент X., раскрывает смысл периодич. закона, помогает понять закономерности распространенности и распределения хим. элементов во Вселенной, чему посвящены ядерная астрофизика и космохимия.

Фундам. влияние оказала на Х. термодинамика, устанавливающая принципиальные ограничения на возможность протекания хим. реакций (хим. термодинамика). X., весь мир которой был изначально связан с огнем, быстро освоила термодинамич. способ мышления. Вант-Гофф и Аррениус связали с термодинамикой исследование скорости реакций (кинетику) -Х. получила совр. способ изучения процесса. Изучение хим. кинетики потребовало привлечения многих частных физ. дисциплин для понимания процессов переноса веществ (см., напр., диффузия, массообмен). Расширение и углубление математизации (напр., применение мат. моделирования, графов теории) позволяет говорить о формировании мат. Х. (ее предсказал Ломоносов, назвав одну из своих книг "Элементы математической химии").

Язык химии. Система информации. Предмет Х. — элементы и их соед., хим. взаимод. этих объектов — обладает огромным и быстро растущим разнообразием. Соответственно сложен и динамичен язык л. Его словарь включает назв. элементов, соединений, хим. частиц и материалов, а также понятия, отражающие структуру объектов и их взаимодействие. Язык Х. имеет развитую морфологию — систему префиксов, суффиксов и окончаний, позволяющих выразить качественное многообразие хим. мира с большой гибкостью (см. номенклатура химическая). Словарь Х. переведен на язык символов (знаков, формул, уравнений), которые позволяют заменить текст очень компактным выражением или зрительным образом (напр., пространств. модели). Создание научного языка Х. и способа записи информации (прежде всего на бумаге) — один из великих интеллектуальных подвигов европейской науки. Международное сообщество химиков сумело наладить конструктивную всемирную работу в столь противоречивом деле, как выработка терминологии, классификации и номенклатуры. Было найдено равновесие между обыденным языком, историческими (тривиальными) названиями хим. соединений и их строгими формульными обозначениями. Создание языка Х. — удивительный пример сочетания очень высокой мобильности и прогресса с устойчивостью и преемственностью (консерватизмом). Совр. хим. язык позволяет очень коротко и однозначно записывать огромный объем информации и обмениваться ею между химиками всего мира. Созданы машиночитаемые версии этого языка. Многообразие объекта Х. и сложность языка делают информационную систему Х. наиб. крупной и изощренной во всей науке. Ее основу составляют химические журналы, а также монографии, учебники, справочники. Благодаря рано возникшей в Х. традиции международной координации, более века назад сложились нормы описания хим. веществ и хим. реакций и положено начало системы периодически пополняющихся указателей (напр., указатель орг. соед. Бейльштейна; см. также химические справочники и энциклопедии). Огромные масштабы хим. литературы уже 100 лет назад побудили искать способы ее "сжатия". Возникли реферативные журналы (РЖ); после 2-й мировой войны в мире издавалось два максимально полных РЖ: "Chemical Abstracts" и "РЖ Химия". На базе РЖ развиваются автоматизир. информационно-поисковые системы.

Химия как социальная система — крупнейшая часть всего сообщества ученых. На формирование химика как типа ученого оказали влияние особенности объекта его науки и способа деятельности (хим. эксперимента). Трудности мат. формализации объекта (по сравнению с физикой) и в то же время многообразие чувственных проявлений (запах, цвет, биол. и др. активность) с самого начала ограничивали господство механицизма в мышлении химика и оставляли значит. поле для интуиции и артистизма. Кроме того, химик всегда применял инструмент немеханич. природы — огонь. С другой стороны, в отличие от устойчивых, данных природой объектов биолога, мир химика обладает неисчерпаемым и быстро нарастающим многообразием. Неустранимая таинственность нового вещества придала мироощущению химика ответственность и осторожность (как социальный тип химик консервативен). Хим. лаборатория выработала жесткий механизм "естественного отбора", отторжения самонадеянных и склонных к ошибкам людей. Это придает своеобразие не только стилю мышления, но и духовно-нравственной организации химика.

Сообщество химиков состоит из людей, профессионально занимающихся Х. и относящих самих себя к этой области. Примерно половина из них работает, однако, в других областях, обеспечивая их хим. знанием. Кроме того, к ним примыкает множество ученых и технологов — в большой мере химиков, хотя уже и не относящих себя к химикам (освоение навыков и умений химика учеными других областей затруднено из-за указанных выше особенностей предмета).

Как и любое другое сплоченное сообщество, химики имеют свой профессиональный язык, систему воспроизводства кадров, систему коммуникаций [журналы, конгрессы и т. д.], свою историю, свои культурные нормы и стиль поведения.

Методы исследования. Особая область хим. знания — методы хим. эксперимента (анализа состава и структуры, синтеза хим. веществ). А. — наиб. ярко выраженная эксперим. наука. Набор навыков и приемов, которыми должен владеть химик, очень широк, а комплекс методов быстро растет. Поскольку методы хим. эксперимента (особенно анализа) используются почти во всех областях науки, Х. разрабатывает технологии для всей науки и объединяет ее методически. С другой стороны, Х. проявляет очень высокую восприимчивость к методам, рожденным в др. областях (прежде всего физике). Ее методы носят в высшей степени междисциплинарный характер.

В исследоват. целях в Х. используется огромный набор способов воздействия на вещество. Вначале это были термич., хим. и биол. воздействия. Затем добавились высокие и низкие давления, мех., магн. и электрич. воздействия, потоки ионов к элементарных частиц, лазерное излучение и др. Сейчас все больше этих способов проникает в технологию производства, что открывает новый важный канал связи науки с производством.

Организации и учреждения. Хим. исследования — особый тип деятельности, выработавший соответствующую систему организаций и учреждений. Особым типом учреждения стала хим. лаборатория, устройство которой отвечает основным функциям, выполняемым в коллективе химиков. Одну из первых лабораторий создал Ломоносов в 1748, на 76 лет раньше, чем хим. лаборатории появились в США. Пространств. строение лаборатории и ее оборудование позволяют хранить и использовать большое число приборов, инструментов и материалов, в т. ч. потенциально очень опасных и несовместимых между собой (легко воспламеняющихся, взрывчатых и ядовитых).

Эволюция методов исследования в Х. привела к дифференциации лабораторий и выделению множества методич. лабораторий и даже приборных центров, которые специализируются на обслуживании большого числа коллективов химиков (анализы, измерения, воздействие на вещество, расчеты и т. д.). Учреждением, объединяющим работающие в близких областях лаборатории, с кон. 19 в. стал исследоват. институт (см. химические институты). Очень часто хим. институт имеет опытное производство — систему полупром. установок для изготовления небольших партий веществ и материалов, их испытания и отработки технол. режимов.

Подготовка химиков ведется на хим. факультетах университетов или в специализир. высших учебных заведениях, которые отличаются от других большой долей практикума и интенсивным использованием демонстрационных опытов в теоретич. курсах. Разработка хим. практикумов и лекционных опытов — особый жанр хим. исследований, педагогики и во многом искусства. Начиная с сер. 20 в. подготовка химиков стала выходить за рамки вуза, охватывать более ранние возрастные группы. Возникли специализир. хим. средние школы, кружки и олимпиады. В СССР и России была создана одна из лучших в мире систем доинститутской хим. подготовки, развит жанр популярной хим. литературы.

Для хранения и передачи хим. знания существует сеть издательств, библиотек и информационных центров. Особый тип учреждений Х. составляют национальные и международные органы управления и координации всей деятельностью в этой сфере — государственные и общественные (см., напр., Международный союз теоретической и прикладной химии).

Система учреждений и организаций Х. — сложный организм, который "выращивался" 300 лет и во всех странах рассматривается как большое национальное достояние. Лишь две страны в мире обладали целостной системой организации Х. по структуре знания и по структуре функций — США и СССР.

Химия и общество. Х. — наука, диапазон отношений которой с обществом всегда был очень широк — от восхищения и слепой веры ("химизация всего народного хозяйства") до столь же слепого отрицания ("нитратный" бум) и хемофобии. На Х. был перенесен образ алхимика — мага, скрывающего свои цели и обладающего непонятной силой. Яды и порох в прошлом, нервно-паралитич. и психотропные вещества сегодня — эти инструменты власти обьщенное сознание ассоциирует с Х. Поскольку хим. промышленность является важным и необходимым компонентом экономики, хемофобия нередко сознательно разжигается в конъюнктурных целях (искусств. экологич. психозы).

На деле Х. является системообразующим фактором совр. общества, т. е. совершенно необходимым условием его существования и воспроизводства. Прежде всего потому, что Х. участвует в формировании совр. человека. Из его мировоззрения нельзя изъять видение мира через призму понятий Х. Более того, в индустриальной цивилизации человек сохраняет свой статус члена общества (не маргинализуется) лишь в том случае, если достаточно быстро осваивает новые хим. представления (для чего служит целая система популяризации X.). Вся техносфера — искусственно созданный окружающий человека мир — все быстрее насыщается продуктами хим. производства, обращение с которыми требует высокого уровня хим. знаний, навыков и интуиции.

В кон. 20 в. все более ощущается общее несоответствие обществ. институтов и обыденного сознания индустриального общества уровню химизации совр. мира. Это несоответствие породило цепь противоречий, ставших глобальной проблемой и создающих качественно новую опасность. На всех социальных уровнях, включая научное сообщество в целом, растет отставание уровня хим. знаний и навыков от хим. реальности техносферы и ее воздействия на биосферу. Хим. образование и воспитание в общей школе скудеет. Увеличивается пропасть между хим. подготовкой политиков и потенциальной опасностью неверных решений. Организация новой, адекватной реальности системы всеобщего хим. образования и освоение хим. культуры становится условием безопасности и устойчивого развития цивилизации. На время кризиса (который обещает быть долгим) неизбежна переориентация приоритетов X.: от знания ради улучшения условий жизни к знанию ради гарантир. сохранения жизни (от критерия "максимизации выгоды" к критерию "минимизации ущерба").

Прикладная химия. Практическое, прикладное значение Х. состоит в осуществлении контроля над хим. процессами, протекающими в природе и техносфере, в производстве и преобразовании нужных человеку веществ и материалов. В большинстве отраслей производства вплоть до 20 в. доминировали процессы, унаследованные от ремесленного периода. Х. раньше других наук стала порождать производства, сам принцип которых был основан на научном знании (напр., синтез анилиновых красителей).

Состояние хим. промышленности во многом определяло темпы и направление индустриализации и политич. ситуацию (как, напр., не предвиденное странами Антанты создание крупнотоннажного производства аммиака и азотной кислоты Германией по методу Гебера — Боша, что обеспечило ей достаточное для ведения мировой войны количество взрывчатых веществ). Развитие промышленности минер. удобрений, а затем и средств защиты растений резко повысило продуктивность сельского хозяйства, что стало условием урбанизации и быстрого развития индустрии. Замена техн. культур искусств. веществами и материалами (ткани, красители, заменители жиров и др.) равноценно значит. увеличению продовольств. ресурсов и сырья для легкой промышленности. Состояние и экономич. эффективность машиностроения и строительства все больше определяется разработкой и производством синтетич. материалов (пластмасс, каучуков, пленок и волокон). Развитие новых систем связи, которые в ближайшем будущем кардинально изменят и уже начали менять облик цивилизации, определяется разработкой оптоволоконных материалов; прогресс телевидения, информатики и компьютеризации связан с разработкой элементной базы микроэлектроники и мол. электроники. В целом развитие техносферы во многом зависит сегодня от ассортимента и количества выпускаемых хим. промышленностью продуктов. Качество многих хим. продуктов (напр., лакокрасочных материалов) влияет и на духовное благополучие населения, т. е. участвует в формировании высших ценностей человека.

Невозможно переоценить роль Х. в развитии одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством,- защите окружающей среды (см. охрана природы). Здесь задача Х. состоит в разработке и усовершенствовании методов обнаружения и определения антропогенных загрязнений, изучении и моделировании хим. реакций, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере, создании безотходных или малоотходных хим. производств, разработке способов обезвреживания и утилизации пром. и бытовых отходов.

^{Лит.: Фигуровский Н. А., Очерк общей истории химии, т. 1–2, М., 1969–79; Кузнецов В. И., Диалектика развития химии, М., 1973; Соловьев Ю. И., Трифонов Д. Н., Шамин А. Н., История химии. Развитие основных направлений современной химии, М., 1978; Джуа М., История химии, пер. с итал., М., 1975; Легасов В. А., Бучаченко А. Л., "Успехи химии", 1986, т. 55, в. 12, с. 1949–78; Фримантл М., Химия в действии, пер. с англ., ч. 1–2, М., 1991; Пиментел Дж., Кунрод Дж., Возможности химии сегодня и завтра, пер. с англ., М., 1992; Par ting ton J. R., A history of chemistry, v. 1–4, L. — N. Y., 1961–70.}

_{С. Г. Кара-Мурза, Т. А. Айзатулин}