Период становления химии как науки

Вторая половина XVII века ознаменовалась первой научной революцией, результатом которой стало новое естествознание, целиком основанное на экспериментальных данных. Создание гелиоцентрической системы мира (Н. Коперник, И. Кеплер), новой механики (Г. Галилей), открытие вакуума и атмосферного давления (Э. Торричелли, Б. Паскаль и О. фон Герике) привели к глубокому кризису аристотелевской физической картины мира. Ф. Бэкон выдвинул тезис о том, что решающим доводом в научной дискуссии должен являться эксперимент; в философии возродились атомистические представления (Р. Декарт, П. Гассенди).

Одним из следствий этой научной революции явилось создание новой химии, основоположником которой традиционно считается Р. Бойль. Бойль, доказав несостоятельность алхимических представлений об элементах как носителях неких качеств, поставил перед химией задачу поиска реальных химических элементов. Элементы, по Бойлю, — практически неразложимые тела, состоящие из сходных однородных корпускул, из которых составлены все сложные тела и на которые они могут быть разложены. Главной задачей химии Бойль считал изучение состава веществ и зависимости свойств вещества от его состава.

Создание теоретических представлений о составе тел, способных заменить учение Аристотеля и ртутно-серную теорию, оказалось весьма сложной задачей. В последней четверти XVII в. появились так называемые эклектические воззрения, создатели которых пытаются увязать алхимические традиции и новые представления о химических элементах (Н. Лемери, И. И. Бехер).

Теория флогистона

Бойль наблюдал, что горение не может происходить в вакууме и что металлы становятся тяжелее, когда они превращаются в «извести» при прокаливании на воздухе. Спустя примерно сто лет аналогичные наблюдения привели Лавуазье к современной теории окисления и к реформе в химии.

Непонятным кажется тот большой успех, которым пользовалась теория флогистона, выдвинутая в 1700 г. Шталем. В то время все еще признавалось учение о четырех элементах древних и трех принципах алхимиков. Металлы и серу рассматривали как сложные вещества. Теория флогистона стремится объяснить горение. Согласно этой теории, во время горения металла выделяется таинственное вещество флогистон и от металла остается только зола, или окись металла. То же самое происходит при медленном горении, дыхании, гниении. При нагревании с углем металл восстанавливается, как это было давно известно из металлургической практики. Отсюда был сделан вывод, что уголь содержит много флогистона. Когда впоследствии водород был выделен в больших количествах и стали известны восстановительные свойства этого газа, его считали чистым флогистоном. Для объяснения, почему оксид металла тяжелее самого металла, из которого она образуется, было сделано предложение, что флогистон обладает отрицательным весом; при потере флогистона тело становится тяжелее. Теория флогистона была названа «творческой ошибкой»; это характерный пример длительного сохранения не критически воспринятых идей.

Многочисленные сторонники этой теории сделали на протяжении XVIII в. важные открытия, особенно в области химии газов. Были впервые получены и выделены в чистом виде водород, азот, кислород, хлор и двуокись углерода. Наиболее выдающимися исследователями этой эпохи были Блэк, Кавендиш, Пристли, Шееле. Несмотря на то, что ученые были убежденными сторонниками теории флогистона, благодаря накопленному ими богатому экспериментальному материалу они способствовали окончательному отказу от этой теории.