Со временем оказалось, что можно получить искусственным путём вещества, которых в природе никогда не было. Сначала таких примеров было очень мало, только накопление научных знаний дало возможность проводить целенаправленные поиски новых веществ.
Настоящий «взрыв» химических знаний произошёл в XIX веке, когда научились искусственным путём получать красители, душистые, лекарственные и многие другие вещества, которых в природе никогда не было и быть не могло!
В 2013 году число известных человеку веществ достигло 70 миллионов! Вот знакомый всем пример.
Обычный пакет, иногда неправильно называемый целлофановым, сделан на химическом заводе из замечательного водонепроницаемого вещества — полиэтилена, который в природе не встречается и «сам собой», без участия человека, получиться никогда и ни при каких условиях не может. Ежегодно во всём мире производят десятки миллионов тонн полиэтилена, поэтому он довольно дёшев.
Но ещё не так давно полиэтилен стоил дорого, и хозяйки, которые сейчас безжалостно выбрасывают грязные пакеты, когда-то стирали их, а потом сушили на верёвке, как бельё.
Так же, как не могут без участия человека «сами собой» получиться даже простейшие механизмы (ведь природа не «изобрела» колеса!
), невозможно и самопроизвольное образование большинства веществ, которые нас окружают. Это и различные пластмассы, и синтетические волокна, и лекарственные средства, и многое другое.
Не бывает в природе синтетических красителей, например таких, которыми заправляют маркеры, фломастеры, шариковые ручки. Развитие химического производства позволило значительно снизить стоимость и полимеров, и красителей.
Люди старшего возраста помнят, как у станций метро стояли будки, в которых мастера с пальцами, раскрашенными во все цвета радуги, заправляли разноцветной пастой использованные стержни для авторучек! Сегодня в это просто трудно поверить.
Все эти превращения (получение металлов из руд, брожение сладкого сока, сгорание или разложение древесины и многое другое) относятся к химическим превращениям.
Чем они отличаются от физических? При химических превращениях (их называют химическими реакциями) вещества могут измениться неузнаваемо (как в случае реакции натрия с хлором, при которой получается поваренная соль), и часто повернуть такие превращения вспять ни нагреванием, ни охлаждением невозможно.
Например, когда горит свеча, парафин, из которого она сделана, превращается в водяной пар и углекислый газ. Дерево при горении также превращается в воду (в виде пара) и углекислый газ, которые улетучиваются — переходят в окружающий воздух.
При этом «вещество свечи», конечно, никуда не исчезает: масса продуктов её горения равна массе исходных веществ (парафина и кислорода).
Причём никаким нагреванием или охлаждением из воды и углекислого газа ни парафин, ни тем более исходное полено получить невозможно. Далеко не сразу возникло понимание различий между превращениями физическими и химическими.
Чем же они отличаются друг от друга?
Оказывается, ответить на этот вопрос непросто.
Вначале учёные должны были получить ответ на такие вопросы: что происходит в ходе химического превращения?
Какие химические реакции в принципе возможны, а какие — нет? Какие условия необходимо создать, чтобы пошла нужная реакция, как этой реакцией управлять?
И прежде всего нужно было понять, что же происходит с веществом в ходе реакции.
А для этого следовало выяснить, как вообще устроены разные вещества, что у них общего, а чем они отличаются, что происходит «внутри» веществ в ходе различных превращений. И лишь после этого можно задаваться вопросами о том, чем физические процессы отличаются от химических, как и почему одни вещества могут превращаться в другие, почему одни реакции возможны, а другие — нет. Именно эти вопросы составляют предмет науки химии.
Уникальность этой науки в том, что химики получают новые вещества, которые потом сами изучают.
То есть химия сама создаёт предмет своего изучения!