Mavzu – Kimyo faniga kirish. Fanning rivojlanish tarixi va bosqichlari. Kimyoning asosiy tushunchalari

Mavzu – 1. Kimyo faniga kirish. Fanning rivojlanish tarixi va bosqichlari. Kimyoning asosiy tushunchalari.

Kimyo tabiiy fanlar qatoriga kiradi. Kimyo — moddalarning tuzilishi va oʻzgarishini oʻrganadigan fan. U dunyoni tashkil etgan elementlarni hamda shu elementlardan hosil bo‘lgan turli - tuman moddalarni, ularning tarkibi, tuzilishi, xossalari va o‘zgarishlarini, shuningdek, bu o‘zgarishlarda sodir bo‘ladigan xossalarni o‘rganadi.

Kimyoviy o‘zgarishlarda (reaksiyalarda) dastlabki moddalarda, ya’ni xomashyodan boshqa tarkibga va boshqa xossalarga ega bo’lgan mahsulotlar olinadi. Kimyoviy hodisalarda dastlabki moddalarning tarkibi o‘zgaradi, fizik hodisalarda esa bu hol kuzatilmaydi.
Kimyoviy jarayonlarning borishi reaksiyada ishtirok etadigan moddalarning tarkibiga, ularni tashkil etuvchi zarrachalarning tuzilishiga bog‘liq. Shuning uchun moddalarning tuzilishi bilan ularning reaksiyaga kirishish qobiliyati orasidagi bog‘lanishni o‘rganish muhim ahamiyatga ega. Modda toza holda olingandagina uning xossalarini aniq bilish mumkin, chunki tekshiriladigan moddaga juda oz miqdorda qo‘shimchalar aralashgan bo‘lsa ham modda konstantalarining son qiymatlari o‘zgaradi. Ammo tabiatda toza modda kamdan-kam uchraydi. Ko‘pincha, tabiiy moddalar turli moddalardan iborat aralashmalar holida bo‘ladi. Masalan, tabiiy suvda ma’lum miqdorda mineral tuzlar bo‘ladi. Tabiatdagi moddalarda xilma-xil o‘zgarishlar (temir buyumlar havoda zanglaydi) sodir bo‘lib turadi.
Kimyoning boshqa fanlar bilan bog‘liqligi
Kimyo fizika bilan uzviy bog‘langan. «Bu ikkala fan,- deb yozgan edi Lomonosov, - bir- biri bilan shunday bog‘langanki, ular bir-birisiz mukammal bo‘la olmaydi». Kimyo boshqa tabiiy fanlar ayniqsa, geologiya hamda biologiya bilan ham tutashib ketadi. Kimyo bilan geologiya o‘rtasida Yerning turli sistemalarida kimyoviy elementlarning tarqalishini va ko‘chib yurishini o‘rganadigan geokimyo fani vujudga keldi. Kimyo bilan biologiya orasida tirik organizmlarda sodir bo‘ladigan kimyoviy jarayonlarni o‘rganadigan biokimyo, bioanorganik va bioorganik kimyo fanlari tarkib topdi.
Moddalar juda ko‘p: hozirgi vaqtda 30 mln.dan ortiq organik va 500 mingdan ortiq anorganik moddalar ma’lum. Ularni o’rganishni osonlashtirish uchun bu moddalar turli belgilariga ko’ra sinflarga bo’linadi. Masalan, ma‘lum bo’lgan barcha moddalarni uchta guruhga ajratish mumkin: oddiy moddalar, murakkab moddalar va aralashmalar. Moddalarni sinflashning juda ko’p boshqa usullari ham bor.
Kimyoning eng muhim vazifasi- oldindan belgilangan xossali moddalar olish va sanoat ishlab chiqarishini jadallashtirishdan, chiqindisiz texnologiya yaratishdan iborat. Yana bir vazifasi- kimyoviy o’zgarishlar energiyasidan foydalanishdir.
Kimyoning paydo bo‘lishi va rivojlanish tarixi
Kimyo fani ham boshqa fanlar kabi insoniyatning amaliy faoliyati natijasida paydo bo’lgan. Odam yashash vositalarini qidirishi, tabiiy ehtiyojlarni qondirish, zaruriy mahsulotlar ishlab chiqarish, biridan ikkinchisini hosil qilish, turli hodisalarning sabablarini asta-sekin o’rganib, moddalarda bo’ladigan ba‘zi o’zgarishlardan foydalanish yo’llarini izlab topdi; kishilar ko’p foydali materiallar hosil qilishni, rudalardan metall suyuqlantirib olish, har xil qotishmalar tayyorlash va ulardan foydalanish, shisha pishirish hamda undan turli buyumlar yasash va boshqalarni qadimdan bilar edilar. Qadimgi Misrda kimyoviy jarayonlardan foydalanishga asoslangan ko’pgina kasbkorliklar eramizdan ancha ilgariyoq taraqqiy etgan edi. Misrliklar temir rudasidan temir suyuqlantirib olish, rangli shisha hosil qilish, teri oshlash, o’simliklardan dorilar, bo’yoqlar hamda xushbo’y moddalar ajratib olish va boshqalarni bilar edilar. Oʻsha davrlarda kimyoviy mahsulotlar Hindiston, Xitoy va Oʻrta Osiyoda ham ishlab chiqarilgan. „Kimyoi hunar“ sohibi boʻlgan kimyogar bir moddadan ikkinchi mahsulotni tayyorlash ishi bilan shugʻullangan. Oʻzbekistondan oʻtgan Buyuk ipak yoʻli orqali miloddan avvalgi 1-ming yillikning 2-yarmidan boshlab, mamlakatga savdo-sotiq bilan birga hunarmandchilik ham kirib keldi. Topilgan juda koʻp tarixiy buyum va yodgorliklar Oʻzbekiston hududida yashagan aholining kimyo hunaridan qadimdan boxabar ekanligidan darak beradi. Buxoro yaqinidagi Poykend manzilgohidan 8-asrga taalluqli kimyo laboratoriyasi topilgan. Laboratoriya jihozlari ichida turli idishlar, shisha asboblar, bolalar sumagi uchraydi.
Tabiatga birmuncha keng va tugal falsafiy qarash qadimgi Yunonistonda vujudga keldi. Eramizdan avvalgi V asrda o’tgan yunon olimlari Fales, Anaksimen, Ksenafont, Geraklit butun borliqni suv, havo, tuproq va olovdan kelib chiqqan deb tasavvur qildilar. Empedokl o’zidan avvalgi olimlarning g’oyalarini umumlashtirib, to’rtta negiz bor dedi va ularni elementlar deb atadi.
Levkip va uning shogirdi Demokrit ta‘limotiga ko’ra, tabiatda barcha jismlar ko’zga ko’rinmaydigan, juda mayda va bo’linmaydigan zarrachalardan iborat. Demokrit bu zarrachalarni atomlar deb atadi. Demokrit ta’biri bilan aytganda, atomlar shakli va o’lchami jihatidan nihoyatda xilma-xil bo’lishi mumkin, lekin ularning hammasi bir turdagi materiyaning o’zidan tuzilgan. Olamda atomlar va ular orasidagi bo’shliqdan boshqa hech narsa yo’q. Moddalar orasidagi farq shu moddalarni hosil qilgan atomlar soniga, o’lchamiga va qay tariqa joylashganligiga bog’liq, xolos. Atomlar doimo harakatda bo’ladi. Jismlarning soviganda torayishi, qizdirilganda kengayishi, va nihoyatda, suyuqlanishi, eritilganda suv bilan aralashishi va boshqa hodisalar atomlarning harakatidan kelib chiqadi. Sodir bo’ladigan har qanday o’zgarish atomlarning o’zaro birikishidan va ularning bir- biridan ajralishidan iborat.
Demokritning atomistik ta‘limoti umum tomonidan e‘tirof qilinmadi. Shundan keyin taraqqiy eta boshlagan falsafa barcha hodisalarni moddaning abstrakt sifatlariga asoslanib tushuntirishga urindi.
Keyingi asrlarda tabiiyot fanining rivojlanishiga ta‘sir ko’rsatgan Arastu (Aristotel) ta‘limoti bu falsafaga asos bo’ldi. U butun borliqning negizi ibtidoiy materiyadir deb hisobladi. Bu materiya abadiy bo’lib, yo’qdan bor bo’lmaydigan va bordan yo’q bo’lib ham ketmaydi, uning tabiatdagi miqdori o’zgarmaydi. Ibtidoiy materiyaga biz seza oladigan va juft-jufti o’zaro qarama-qarshi bo’lgan to’rtta asosiy sifat: issiqliq va sovuqliq, quruqlik va namlik xosdir. Moddalarning xilma- xil bo’lishiga sabab shuki, ularda ana shu sifatlardan turli miqdorda bo’ladi. Aristotel bu sifatlarni juft- jufti bilan ko’shib, Empedoklning to’rt elementini-tuproq, suv, olov va havoni keltirib chiqardi.
Yunon faylasuflari materiyaning ichki tuzilishini tushunish maqsadida asosiy e‘tiborni abstrakt nazariyalarga qaratgan bo’lsa, boshqa mamlakatlarda kimyoviy o’zgarishlar qakidagi amaliy ma‘lumotlar asta- sekin to’plana bordi.
Misrliklarning amaliy kimyosi va Yunon olimlarining falsafiy tasavvurlari asosida miloddan 300 yil avval qadimiy dunyoning madaniy markazi Aleksandriyada akademiya va kutubxonalar tashkil topdi. Misrni arablar zabt etganidan keyin, Aleksandriya akademiyasining boyliklari VII asrda arablar qo’liga o’tadi. Arablar «kimyo» so’zi oldiga, arab tiliga xos «al» qo’shimchasini qo’shib kimyoni «alkimyo» deb ataganlar. Arablar faoliyati natijasida kimyoviy ma‘lumotlar birmuncha rivljlandi; ular yangi-yangi moddalar kashf qildilar. VIII asrda kimyoviy bilimlar arablardan Ispaniyaga va undan Yevropaga o’ta boshlaydi. Qadimiy Markaziy Osiyo, jumladan o’zbek olimlari ham dunyo adabiyotida arab olimlari qatoriga kiritilganlar.
Hozirgi Markaziy Osiyo hududida ijod etgan tabiatshunoslar orasida dunyoga tanilgan olimlardan buxorolik Abu Ali ibn Sino (980-1037) tibbiyot sohasida ko’p ishlari bilan mashxurdir. Uning fikricha kimyoviy bilimlar oddiy moddalardan oltin olishga emas, balki dorivor moddalar yaratishga xizmat qilishi kerak.
Xorazmda yashab ijod etgan Abu Rayxon Beruniy (980-1048) ning «Qimmatbaho toshlarni bilib olish bo’yicha ma‘lumotlar to’plami» degan risolasi o’sha zamondagi Markaziy Osiyo, Yaqin Sharq, hatto Yevropada ham ma’danshunoslik sohasidagi eng yirik asar hisoblangan.
Arablarning Janubiy Ispaniyani istelo etishi kimyoga doir amaliy bilimlarning Garbiy Yevropaga yoyilishiga yo’l ochdi, bu bilimlar bilan birga noasl metallarni oltinga aylantirish mumkin degan g’oya ham yoyildi. Kimyo tarixida bu davr alkimyo davri deb ataldi. O’rta asrlarda Yevropada ilmiy fikr tamomila qatolik cherkovning ta‘siri va nazorati ostida edi. Aristotelning ruxoniylar sohtalashtirib yuborgan ta‘limoti hukmron edi. Bu ta‘limotga shubha bilan qaragan har qanday kishi qattiq ta‘qib qilinar edi. O’rta asrlarda fan bir joyda qotib qoldi va bilimlar tushkunlikka uchradi. Alkimyogarlarning butun harakati sirli «falsafiy toshlar» ni axtarib topishga qaratilgan edi. Fanning rivojlnishida ijobiy rol uynagan arab alkimyosiga qarama-qarshi ularok, G’arbiy Yevropa alkimyosi reaktsion, ilmga xilof oqim bo’lib, cherkov bilan feodallar manfaati uchungina xizmat qildi. Kimyoning rivojlanashida burilish yasagan davr o’yg’onish davri bo’ldi. Bu davrda hayot kimyo oldiga yangidan-yangi amaliy masalalarni quydi. Kasalliklarni davolashda kimyoviy preparatlardan foydalanish tajribalari kimyoda yangi bir oqim, ya‘ni tabiyot kimyosi oqimini vujudga keltirdi. Bu oqim tarafdorlari (asoschisi Paratsels) kimyoning asosiy maqsadi dori moddalar tayyorlash deb hisoblar edilar.
Tabiatni hayotdan ajratilgan holda o’rganish XVII asrdagina yo’qola boshladi va kimyo fani aniq tajriba natijalariga asoslanib xulosalar chiqaradigan bo’ldi. Kimyoda bu yangi oqimga Robert Boyl asos soldi. Bu olim fikricha kimyoviy tajribalar o’tkazish, kuzatishlar olib borish natijasida ma‘lumotlar to’plash lozim. Kimyoning maqsadi jismlarning tuzilishini o’rganishdir, jismlarning tuzilishini bilishning vositasi esa ularni elementlarga parchalashdan iborat kimyoviy analizdir. Boyl ta’limotiga ko‘ra, element murakkab jismlar tarkibiga kiradigan va murakkab jismlar parchalanganda hosil bo’ladigan eng oddiy jismlardir. R.Boylning kimyo sohasida qilgan ishlari va uning tekshirish uslubi kimyoning rivojlanashiga katta yordam berdi. Bu davrdan boshlab pnevmatik kimyo (gazlar kimyosi) rivojlana bordi. XVII asrning oxiridda nemis kimyogari Shtal yaratgan flogiston nazariyasi xukumron edi. Bu nazariyaga ko’ra, barcha yonuvchi moddalarda flogiston, ya‘ni olov modda mavjud. Bunday modda metallarda ham bo’ladi, ayniqsa ko’mirda ko’p. Vaqt o’tishi bilan juda ko’p kuzatishlar o’tkazish natijasida flogiston nazariyasiga zid ma‘lumotlar to’plandi va deyarli bir asr xukumronlik qilgan bu nazariya kimyoning rivojlanishiga to’siq bo’lib qoldi. XVIII asr boshlarida kimyogarlar olovning tabiati va yonish jarayonining mohiyatiga katta e‘tibor berdilar. Yonishning ilmiy nazariyasini yaratishda Rossiya olimi M. V. Lomonosovning xizmati katta bo’ldi. U og’zi kavsharlab berkitilgan retorta deb nomlanuvchi idishda metallarni qattiq qizdirib, kimyoning rivojlanishi uchun muhim yangiliklar kashf etdi. Shu tajribalarga asoslanib, Lomonosov metallar qizdirilganda ular havo bilan birikadi, degan xulosaga keldi.
Keyinchalik frantsuz olimi A.Lavuaze yonish, moddalarning havodagi kislorod bilan birikish reaktsiyasi ekanligini isbotladi. Lavuaze flogiston nazariyasiga zarba berib, yonish va oksidlanish jarayonlarining mohiyati haqida to’g’ri va aniq ilmiy nazariya yaratdi. Kimyoning aniq fan sifatida rivojlanishida ingliz olimi J.Daltonning atomistik tasavvurlari hal qiluvchi rol o’ynadi. Binobarin, atomistik ta‘limotni rivojlantirgan Rus olimi M.V.Lomonosov va ingliz olimi J.Daltonni hozirgi zamon kimyosining asoschilari deb atasa xato bo’lmaydi.
Kimyo fanining rivojlanishida D.I.Mendeleev bilan A.M.Butlerovning xizmati ham katta. Moddalarning tuzilishini tekshirishda, tekshirish natijalariga ko’ra kerakli xossaga ega bo’lgan moddalar hosil qilishda A.M.Butlerovning moddalar tuzilish nazariyasi katta ahamiyatga ega.