На протяжении длительного времени отмечаются тесные взаимосвязи естествознания и химии. Эволюция химических представлений в сущности является последовательной сменой представлений о строении и свойствах веществ, их соединений, а также возможных взаимодействий между нами и результатах этих взаимодействий.
При исследовании взаимосвязи химии и естествознания необходимо обратиться к истории развития знаний о строении и свойствах веществ.
В этой истории выделяют несколько основынх этапов:
Алхимия по сути явилась псевдонаучным направлением, которое имел место в течение продолжительного периода времени. В это время не представлялось возможным получение объективных знаний о строении и свойствах веществ. Главной целью алхимиков стал поиск так называемого «философского камня», который мог превратить любые металлы в серебро и золото, а также с его помощью можно было создать «эликсир долголетия».
Следует отметить, что алхимия базировалась на представлениях Аристотеля о четырёх элементах, однако сам Аристотель к алхимикам отношения не имел.
Из арабского востока в Европу алхимия проникла к тринадцатому веку. Первым европейским алхимиком был Роджер Бэкон.
В 14 – 16 вв алхимия становилась всё ближе к практической металлургии, медицине, горному делу. Большой вклад в развитие химических представлений в этот период совершил Парацельс. Именно он первым стал использовать химические вещества в медицине.
Несмотря на мистические цель алхимиков, это направление стало важной предпосылкой к формированию и развитию химии как науки. Следует отметить, что в этот период были получены важные химические соединения, такие как серная и соляная кислоты.
Формирования химии как самостоятельной науки связано с научными работами английского химика и физика Роберта Бойля. Он отрицал практически все взгляды и теории алхимиков и предполагал, что свойства веществ находятся в зависимости от их химического состава, который может быть установлен экспериментальными методами. Он высказывал мысли о том, что химические элементы существуют.
По предположениям Роберта Бойля, химические элементы являются далее неразложимыми. Единственным известным методом химического разложения в это время являлось прокаливание.
Данный метод был крайне несовершенным и он не мог дать достоверного результата. Однако идея данного метода была рациональной: установить элементы необходимо не умозрительно, подобно античным натурфилософам, а путём экспериментов.
Через некоторое время французский учёный Антуан-Лоран Лавуазье совершил первые попытки ситематизации всех известных химических элементов.
В 1789 году была опубликована его первая работа «Элементарный курс химии», в которой был представлен перечень всех химических элементов, известных к этому периоду (кислород, железо, фосфор, сера, медь, свинец, золото, серебро, платина, ртуть, мышьяк, молибден, никель и др.). Необходимо отметить, что к химическим элементам Лавуазье по ошибке причислил теплород, магнезию, свет, кремнезём и глинозём.
Он создал первую классификацию химических веществ, которая позволяла определить состав веществ по их названиям. Также им была разработана система суффиксов, которые показывали относительное количество определенного элемента в вещест
В 19 веке значительно заметно выросло количество химических элементов, известных науке. Неизбежно перед учёными встал вопрос о необходимости создания новой классификации, в которую следовало внести и новые открытые элементы. Некоторые исследователи смогли определить закономерности, общие для всех химических элементов.
Ключевая роль в определении достоверного порядка химических элементов принадлежала Д. И. Менделееву, который в 1869 году разработал периодическую систему химических элементов. Окончательный её вид был получен в 1871 году.
Уверенный в истинности своей классификации, Д. И. Менделеев на местах пропусков в созданной им таблице предсказал существование ещё трёх элементов, которые были названы им «экабор», «экаалюминий» и «экакремний». Впоследствии эти элементы, но уже с другими названиями, заняли соответствующие места.
Позже в периодический закон Д. И. Менделеева было внесено несколько уточнений: свойства химических элементов зависят не от их атомной массы, а от заряда их атомного ядра.
В двадцатом веке инновационные открытия в области квантовой физики сделали возможным установление сущности периодического закона, раскрыло путь синтеза новых элементов.
Так, во времена Д. И. Менделеева химики имели представления о 62 химических элементах, а в настоящее время их известно 112.
На современном этапе научно-технического прогресса химия продолжает своё активное развитие.
Важнейшие разделы современной химии включают в себя неорганическую химию, органическую химию, аналитическую химию, физическую химию, коллоидную химию, интегрированные направления (биохимию, экологическую химию, геохимию, химическую кинетику и др).
В 1969 году была сформулирована общая теория химической эволюции и биогенеза, которую выдвинул профессор МГУ А. П. Руденко. Согласно данной теории, катализаторы представляют собой эволюционирующее вещество. В ходе эволюционных процессов происходит отбор наиболее активных структур и соединений.
Важным аспектом, определяющим связь современной химии и естествознания, является использование химических знаний на практике. Так, химический синтез используется в медицине и биотехнологии, фармацевтике, промышленности.
В целом связи химии и естествознания изменялись на протяжении длительного времени и до сих пор находят для себя возможности преобразования благодаря дальнейшему развитию научных знаний.