Учение о простых телах и элементах. Новая химическая номенклатура. Элементарный курс химии Лавуазье


вернуться в оглавление книги...

Н.А.Фигуровский, "Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в." Издательство "Наука", Москва, 1969 г.
OCR Biografia.Ru

УЧЕНИЕ О ПРОСТЫХ ТЕЛАХ И ЭЛЕМЕНТАХ. НОВАЯ ХИМИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА. ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ КУРС ХИМИИ ЛАВУАЗЬЕ

Как мы видели, Р. Бойль еще в 1661 г. дал новое определение понятия «элемент», или «простое тело», что для того времени было равнозначным. Хотя Бойль, выдвинувший новое определение понятия «элемент», и не назвал ни одного примера реального элемента в новом понимании, его определение было постепенно признано многими химиками с начала «аналитического периода» в развитии химии.
Именно поэтому главной задачей химии в этот период стали считать анализ — разложение сложных веществ с целью получения первоначальных простых тел, обычно называвшихся элементами по аналогии с «началами» Аристотеля и «принципами» алхимиков.
В качестве примера взглядов на новые задачи химии приведем выдержку из «Авторова предисловия» к «Начальным основаниям деятельной химии» Макёра. Обосновывая содержание своей книги (ч. 2), Макёр писал: «Итак, я положил, что будто все тела разрушены и приведены к самым простейшим их началам, дабы, узнав главные свойства сих первых начал, можно было по ним исследовать различные их соединения и иметь некоторое главное познание о свойствах сложенных тел, которые из соединения оных происходят» (47)
Лавуазье также стоял на этой же точке зрения. Он неоднократно высказывался в том смысле, что основная задача химии состоит в разложении сложных тел с получением составляющих их простых тел. При этом он принимал в качестве простых тел лишь те вещества, которые реально можно получить в свободном виде при разложении сложных веществ, при помощи имевшихся в то время методов и средств анализа. В 1787 г. он высказал следующее определение понятия «простое тело». По его мнению, следует называть «простыми [телами] все тела, которые мы не можем разложить, которые мы получаем в последнем итоге путем химического анализа. Несомненно, настанет день, когда эти вещества, являющиеся для нас простыми, будут в свою очередь разложены... Но наше воображение не должно опережать фактов, и нам не следует говорить об этом больше того, что сообщает нам природа» (48).
В дальнейшем, уже в своем учебнике химии, он снова подчеркнул эту же мысль: «Итак, химия идет к своей цели, к своему совершенству, разделяя, подразделяя и еще подразделяя тела, и мы не знаем, каков будет предел ее успехов. Мы не можем поэтому утверждать, что то, что сегодня признается простым, действительно является простым. Мы можем только сказать, что то или иное вещество является лишь пределом делимости посредством химического анализа и что оно не может быть разделено далее при современном состоянии наших знаний» (49).
Лавуазье очень осторожно и даже неопределенно говорит о том, что именно он понимает под «элементом», или «простым телом». В «Предварительном рассуждении» к своему курсу элементарной
------------------------------------------------------------------
47. Господина Макёра начальные основания деятельной химии, составляющей часть вторую. Пер. с франц. К. Флоринского. СПб., 1775, стр. 1.
48. Цит. по: С. А. П о г о д и н. Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 342.
49. Oeuvres de Lavoisier, t. I, p. 137.
---------------------------------------------------------
химии Лавуазье писал: «Все, что можно сказать о числе и природе элементов, по моему мнению, сводится к чисто метафизическим спорам; это неопределенные задачи, допускающие бесчисленное множество решений, из которых, по всей вероятности, ни одно, в частности, не согласуется с природой. Итак, я скажу лишь, что если названием элементов обозначить простые и неделимые молекулы, составляющие тела, то, вероятно, мы их не знаем; если же, напротив, мы свяжем с названием элементов, или начал тел, представление о последнем пределе, достигаемом анализом, то все вещества, которые мы еще не смогли никаким образом разложить, являются для нас элементами» (50).
Подобные неопределенные точки зрения, которые Лавуазье неоднократно высказывал в 1780-х годах, послужили своего рода «теоретической базой» для составления списка простых тел. Необходимость установления круга простых тел в «Начальном курсе химии» вызывалась двумя соображениями. Во-первых, введение новой, антифлогистической номенклатуры химических соединений, естественно, должно было базироваться на каком-то списке простых веществ, названия которых должны быть положены в основу номенклатуры. Во-вторых, как пишет сам Лавуазье в предисловии к «Начальному курсу химии», без такого списка простых веществ в элементарном курсе новой химии вообще невозможно обойтись: «Отсутствие в начальном курсе химии главы о составных и элементарных частях тел неминуемо вызовет удивление, но я позволю себе здесь заметить, что стремление считать все тела природы состоящими лишь из трех или четырех элементов происходит от предрассудка, перешедшего к нам от греческих философов» (51).
Обстоятельства, предшествующие созданию списка простых тел, таковы. Известно, что до конца XVIII в. химики пользовались названиями веществ, возникшими в отдаленные времена, большей частью случайно, по предложениям ремесленников, врачей, аптекарей и алхимиков. Среди названий веществ, фигурировавших в алхимических и старых химических сочинениях, имелось множество странных и трудно запоминаемых. В том же предисловии к «Начальному курсу химии» Лавуазье приводит несколько примеров таких названий. Это «альгаротов порошок» (хлорокись сурьмы), «алембротова соль» (двойная соль хлорной ртути и хлористого аммония), «помфоликс» (окись цинка), «фогеденическая вода» (фармацевтический препарат, представляющий собой смесь раствора хлорной ртути и известковой воды с осадком желтой окиси рту-
------------------------------------------------------
50. Перевод «Предварительного рассуждения» из «Начального курса химии» Лавуазье. См.: Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 362.
51. Oeuvres de Lavoisier, t. I, p. 6; см. также: Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 361.
-------------------------------------------------------
ти), «минеральный турпет» (основная сернортутная соль), «колькотар» (остаток после перегонки железного купороса, состоящий из окиси железа) и др. (52)
Естественно, что даже химики-флогистики, незначительной степени унаследовавшие от алхимиков и иатрохимиков-арканистов манеру выражаться туманно и, в частности, пользоваться старинными названиями веществ, ощущали потребность в упорядочении химической номенклатуры и, прежде всего, в ее упрощении. В 1782г. один из видных в то время химиков-флогистиков Гитон де Морво составил проект реформы химической номенклатуры. Предложенная им новая номенклатура была чисто флогистической и в общем не соответствовала состоянию химии в то время. Между тем новые антифлогистические представления и теории Лавуазье оказались настолько наглядными и убедительными, что некоторые химики-флогистики стали союзниками Лавуазье. В 1785 г. на сторону Лавуазье перешел К. Л. Бертолле и сделался активным пропагандистом идей новой химии. В следующем году к Лавуазье открыто примкнули А. Фуркруа и Гитон де Морво. Летом 1786 г. все эти химики вместе с Лавуазье приступили к разработке новой химической номенклатуры на основе старой работы Гитона де Морво. В своем докладе Академии наук 18 апреля 1787 г., опубликованном в то же году (53), они изложили принципы образования новых наименований веществ в сопоставлении со старыми названиями. Создание новой номенклатуры было новым ударом по отжившей теории флогистона. Упорные защитники этой теории резко выступили против новой номенклатуры. Лавуазье замечает по этому поводу: «Когда мы напечатали наш „Опыт химической номенклатуры", нас упрекали в том, что мы изменяем язык, на котором говорили наши учителя, создавшие ему славу и оставившие его нам в наследство. Но упрекавшие нас забыли, что не кто-либо иной, а сами Бергман и Макёр требовали этой реформы. Ученый, упсальский профессор Бергман писал Морво в последний период своей жизни: „Не щадите ни одного неправильного наименования; знающие поймут всегда, незнающие поймут тем скорее"» (54). Новая химическая номенклатура базировалась на разделении всех известных веществ на классы — простые и сложные. Основой номенклатуры явилась, таким образом, таблица простых тел. Все вещества, признанные Лавуазье простыми, были разделены на четыре группы (*):
-----------------------------------------------------------
52. Oeuvres de Lavoisier, t. I, p. 11. Расшифровка этих названий принадлежит С. А. Погодину (см.: Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 367).
53. Methode de Nomenclature chimique. Paris, 1787.
54. Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 364.
*. Старые названия указаны в скобках.
---------------------------------------------------------
«I. Простые вещества, представленные во всех трех царствах природы, которые можно рассматривать как элементы тел: 1) свет, 2) теплород (теплота, принцип теплоты, флюид огня, огонь, материя огня и теплоты), 3) кислород (дефлогистированный воздух, райский воздух, жизненный воздух, основание жизненного воздуха), 4) азот (мофетический воздух, флогистированный газ, основание мофетического воздуха), 5) водород (воспламеняющийся газ, основание воспламеняющегося газа).
II. Простые неметаллические вещества, окисляющиеся и дающие кислоты: 1) сера, 2) фосфор, 3) уголь (чистый уголь), 4) радикал муриевой кислоты (ранее неизвестен), 5) радикал плавиковой кислоты (ранее неизвестен), 6) радикал буровой кислоты (или борной; также ранее неизвестен).
III. Простые металлические вещества, окисляемые и дающие кислоты: 1) сурьма, 2) серебро, 3) мышьяк, 4) висмут, 5) кобальт, 6) медь, 7) олово, 8) железо, 9) марганец, 10) ртуть, 11) молибден, 12) никель, 13) золото, 14) платина, 15) свинец, 16) вольфрам (или тунгстен), 17) цинк.
IV. Простые вещества, солеобразующие и землистые: 1) известь (известковая земля), 2) магнезия (основание эпсомской соли) (*), 3) барит (тяжелая земля), 4) глинозем (глина, квасцовая земля, основание квасцов), 5) кремнезем (кремнистая земля, остекловывающаяся земля)» (55).
В объяснении, сопровождающем эту таблицу, Лавуазье, кроме того, указал, что он не внес в таблицу «постоянные (едкие) щелочи», такие, как кали и натр, поскольку эти вещества, по-видимому, сложного состава и природа начал, их составляющих, еще не изучена.
Таким образом, в таблице Лавуазье фигурируют 23 простых тела, 3 радикала кислот, 5 земель и 2 невесомых флюида. Под названием «радикал» Лавуазье понимал «окисляемые основания, образующие кислоты». Он различал простые радикалы «муриевой», плавиковой и борной кислот и сложные радикалы органических кислот (58). Что же касается земель, то причисление их Лавуазье к разряду простых веществ было данью времени. Данью прошлому было признание им в числе простых веществ невесомых флюидов. Настоящими элементами Лавуазье считал, таким образом, помимо невесомых флюидов (света и теплоты) только три газа: кислород, азот и водород.
Новые названия различных веществ, предложенные де Морво совместно с Лавуазье, Бертолле и Фуркруа, сопоставлены со старыми названиями и объяснены в ряде таблиц, помещенных во
--------------------------------------------------------
*. Старинное название MgSO4x7H2O.
55. Oeuvres de Lavoisier, t. I, p. 138.
Там же
--------------------------------------------------------
второй части «Начального курса химии». Большой интерес представляет «Таблица соединений кислорода с окисляющимися и кислотообразующими металлическими и неметаллическими веществами» (57). Лавуазье приводит здесь названия веществ в зависимости от степени окисления простого тела, соединяющегося с кислородом. Так, в качестве первой степени окисления для серы он указывает «окись серы» (oxyde de soufre) второй степени окисления — сернистую кислоту (acide sulfureux), третьей степени окисления — серную кислоту (acide sulfurique) и, наконец, четвертой степени окисления — окисленную серную кислоту (acide sulfurique oxygene). Подобного же рода названия предложены и для других веществ, представляющих собой различные степени окисления других простых тел. Введенные по предложению Морво, Лавуазье и их коллег сокращенные названия для окислов — «оксид», для солей кислот— «сульфат», «нитрат», «оксалат» и т. д., а также названия, присвоенные по этому же принципу другим веществам, сделались международными и употребляются до сих пор.
B ряде таблиц, где фигурируют признанные Лавуазье «подлинными» элементами газы — кислород, азот и водород, а также и другие простые тела, например фосфор и сера, указываются соединения этих простых тел с теплородом. Соединение кислорода с теплородом Лавуазье называет «кислородный газ», азота с теплородом — «азотный газ», фосфора с теплородом — «фосфорный газ» и т. д. Таким образом, Лавуазье не считал газообразные кислород, азот и водород элементарными веществами. Он полагал, что в газообразном состоянии молекулы этих тел «пропитаны» теплородом и окружены теплородной оболочкой как своего рода атмосферой.
Что касается названий, присвоенных Лавуазье кислороду, водороду и азоту (названия других простых тел, как мы видели, Лавуазье не изменял), то вскоре стало ясно, что эти названия совершенно случайны, хотя Лавуазье и полагал, что в них отражены главнейшие свойства элементов. Так, название «кислород», т. е. родящий кислоту, оказалось в дальнейшем несоответствующим действительным свойствам этого элемента. Название «азот», по мнению Лавуазье, означает в переводе с греческого языка «безжизненный» и должно подчеркивать свойства этого газа, не пригодного для дыхания живых существ. Однако такое название явно неудачно, так как хорошо известно важнейшее значение азота для жизни растений и некоторых видов живых существ. Кроме того, само производство названия «азот» от греческих слов: а — приставка, выражающая отрицание, и — «жизнь», невозможно без больших натяжек грамматического характера. В действитель-
-------------------------------------------------------
57. Oeuvres de Lavoisier, t. I, p. 142—143.
------------------------------------------------------------
ности же слово «азот» взято Лавуазье из алхимического лексикона. Это слово представляет собой зашифрованное название «философского камня», или «панацеи» (53) (красная окись ртути, смешанная с золотом). Слово «азот» (*) (azoth) встречается у Р. Бэкона, Парацельса и Ван-Гельмонта. Возможно, что в конце XVIII в. оно в алхимическом смысле уж было забыто.
Наконец, название «водород» (hydrogene, от греческих — «вода» и — «рождаю») по меньшей мере весьма неполно характеризует основные свойства водорода. Таким образом, все три названия, как и старые алхимические названия, являются также совершенно случайными.
Новая химическая номенклатура была встречена некоторыми учеными-флогистиками недоброжелательно. Однако комиссия, назначенная Парижской академией наук для рассмотрения проекта новой номенклатуры (которая была представлена Лавуазье и его коллегами) и состоявшая целиком из сторонников теории флогистона, не высказалась ни за, ни против этой номенклатуры. Она лишь ограничилась рекомендацией опубликовать ее в расчете на то, что время покажет, насколько новая номенклатура будет жизненной.
Укажем, что новая химическая номенклатура не только формально заменила старые названия веществ новыми, но и была принята с учетом классификации соединений и, прежде всего, классификации окислов, кислот и образуемых ими солей по степеням окисления элементов, образующих основания солей. Таким образом, новая номенклатура оказалась основой для создания систематического курса химии. К составлению этого курса Лавуазье приступил, по-видимому, в 1787 г. Рукопись сочинения была готова уже к началу 1789 г., а в марте курс вышел из печати.
«Начальные основания химии» («Traite elementaire de Chimie») Лавуазье представляют собой элементарный учебник химии, написанный простым и ясным языком и систематически излагающий основы новой химии. Курс состоит из введения («Предварительное рассуждение» (59)) и трех частей.

-------------------------------------------------------------
58. См.: В. Севергин. Руководство к удобнейшему разумению химических книг иностранных. СПб., 1815, стр. 12.
*. Ключом для расшифровки этого названия служит фраза, приведенная в конце библейской книги «Апокалипсис»: «Я есмь альфа и омега, начаток и конец, первый и последний» (альфа и омега — первая и последняя буквы древнегреческого алфавита). Так как в начале средних веков священными и научными языками признавались только три — латинский, греческий и древнееврейский, неизвестный философ-алхимик произвел слово «азот» из сочетаний первых и последних букв всех трех алфавитов (А, альфа, алеф, и зет, омега, тов, т. е. ааазот). Объяснив значение слова «азот» как «безжизненный», Лавуазье обнаружил незнание древнегреческого языка.
59. См.: Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 359—367.
---------------------------------------------------------------
Естественно, что Лавуазье начал «Предварительное рассуждение» в курсе с указания на важность введения новой химической номенклатуры: «Невозможность отделить номенклатуру от науки и науку от номенклатуры объясняется тем, что каждая физическая наука необходимо состоит из ряда фактов, образующих науку, представлений, их обобщающих, и слов, их выражающих. Слово должно рождать представление, представление должно изображать факт, это три оттиска одной и той же печати. И так как слова сохраняют и передают представления, то из этого следует, что нельзя усовершенствовать язык без усовершенствования науки, ни науку без усовершенствования языка и что, как бы ни были достоверны факты, как бы ни были правильны представления, вызванные последними, они будут выражать лишь ошибочные впечатления, если у нас не будет точных выражений для их передачи» (60).
Далее Лавуазье развивает интересные мысли о том, каким образом в науку проникают заблуждения, явно намекая на теорию флогистона. Он считает, что «единственное» средство избежать таких заблуждений состоит в том, чтобы «устранить или по крайней мере упростить насколько возможно рассуждение, которое субъективно и которое одно может нас ввести в ошибку; подвергать его постоянной проверке опытом; придерживаться только фактов, которые, будучи даны природой, не могут нас обмануть; искать истину только в естественной связи опытов и наблюдений» (61).
Затем следует обоснование содержания и структуры курса. Лавуазье указывает: «В первой части... заключается вся применяемая мною теория; ей... я стремился придать возможно более простую форму. Вторая часть состоит главным образом из таблиц названий нейтральных солей. Я приложил к ним лишь самые краткие объяснения... В третьей части я дал подробное описание всех от носящихся к современной химии приемов» (62).
«Начальный курс химии» Лавуазье был предназначен для приступающих к изучению химии. В основных главах изложение сжатое и весьма ясное. В конце курса приложены чертежи и рисунки приборов и аппаратов, мастерски выполненные Марией Лавуазье и характеризующие применявшуюся Лавуазье в его опытах аппаратуру. Многие из изображенных на этих рисунках приборов сохранились и до настоящего времени (*), и можно отметить, что эти рисунки превосходно изображают аппараты.
Начальный курс химии завершил огромную работу Лавуазье (в течение 15 лет) по созданию новой, антифлогистической химии.
---------------------------------------------------------
60. Цит. по: Успехи химии, 1943, т. 12, стр. 359.
61. Там же, стр. 360.
62. Там же, стр.365.
*. Они хранятся в Париже в Национальном хранилище искусства и ремесел (Conservatoire national des arts et metiers).
-----------------------------------------------------------
Курс этот, переизданный в 1789,1791 и 1801 гг., а также переведенный на английский и немецкий языки, весьма содействовал распространению новых идей и представлений, развитых Лавуазье.