Первая (и важнейшая) черта химии XX в. состоит в том, что химическая наука опирается на фундаментальную теорию, в основе которой, как отмечалось выше, лежит квантово-механическая модель атома. Именно благодаря ей получило физическую интерпретацию менделеевское учение о периодичности, выявлены причины периодического изменения свойств химических элементов по мере роста зарядов ядер их атомов. Были, далее, развиты методы квантовой химии, позволившие объяснить механизм химической связи. Стала возможной количественная характеристика особенностей протекания различных химических реакций и оценка реакционной способности химических элементов и соединений. Поэтому современная химия может быть отнесена к разряду точных научных дисциплин, поскольку она уже не может решать свои проблемы без широкого использования физико-математического аппарата.
Наличие у химии развитого теоретического фундамента стимулирует ее практические возможности и дает надежную основу для прогнозирования. Прогностическая задача химии состоит ныне в предсказании условий синтеза веществ с заранее заданными свойствами, причем основные количественные характеристики этих свойств могут быть рассчитаны. Новые соединения и вещества, образно говоря, рождаются на кончике пера теоретика. Разумеется, многие расчеты невозможны без использования электронно-вычислительных машин. Поэтому правомерно утверждать, что вторая черта химии нашего времени —это успешное решение проблемы получения веществ и материалов с необходимым для тех или иных целей комплексом заранее заданных свойств. Конечно, прогнозирование не было чуждо и химии XIX в. (достаточно вспомнить предсказания неизвестных элементов на основе менделеевской системы, строения и свойств новых органических соединений благодаря бутлеровской теории строения и т.д.). Но все это не идет ни в какое сравнение с прогностическими возможностями химии XX в.
Открытие новых химических элементов, синтез большого числа (органических и неорганических) соединений постоянно расширяли сферу действия химии, вели ее к важным достижениям и открытиям. Но становление химии как науки в существенной степени обязано развитию и совершенствованию ее аналитических методов исследования. На протяжении долгих лет основным предметом химии был анализ минералов. Недаром же в свое время широкое распространение получило понятие «минеральная химия», а большой исторический период развития химии носит название химико-аналитического. Тогда химия решала свою первую основную проблему изучение состава веществ. Позднее на повестку дня встали две другие, столь же важные: познание строения и свойств соединений в связи с их составом. Изучение сущности взаимных связей в этом классическом «треугольнике» химического познания (состав — строение — свойства) составило важнейшую методологическую основу, на которой сформировалась современная химия.
Однако возникшие еще в конце XVIII в. качественные и количественные (весовые) аналитические методы были явно недостаточными, чтобы раскрыть сущность этих многоплановых связей. Требовались новые методы. В XIX в. появились методы, возникшие в русле новой химической дисциплины—физической химии (электрохимические, термохимические). В середине XIX столетия физика ввела в химию могучий метод исследования—спектральный оптический анализ.
|