В начале 19 века Дэви открыл щелочные металлы, а Фарадей – законы электролиза. Изучение газов атмосферы дало толчок к созданию атомно-молекулярной теории, к открытию закона Авогадро.

Многочисленные органические синтезы предшествовали созданию теории химического строения. Геометрическая кристаллография позволила выявить законы симметрии в структуре химических соединений и изоморфизма.

Работы по оптике и фотографии способствовали развитию представления об эмиссионных спектрах атомов химических элементов и фотохимических свойствах соединений. Они привели к открытию спектрального анализа и обнаружению на Солнце газа, не известного на Земле, - гелия, а также открытию многих элементов в земной коре: рубидия, цезия, индия, таллия, галлия.

В 19 веке были проведены многочисленные исследования свойств химических элементов и образованных ими соединений. Изучались атомные и молекулярные массы, объемы реагирующих веществ, кристаллографические параметры, термохимические характеристики и т.д.

Многие из них были использованы для количественного определения трудно выявляемого химического сродства. Химиков давно уже интересовало, почему изучаемые вещества легко взаимодействовали с одними и плохо – с другими.

Занимали эти вопросы и Менделеева. Он не раз подчеркивал, что вместо распространенной тогда в научном мире конкретной работы в области органического синтеза надо стремиться к обобщающим работам: к познанию природы химического процесса, к выяснению причин, влияющих на его ход.

Действительно, Менделеев не походил на многих химиков его времени, замыкавшихся в узких рамках научных исследований. Он был преемником заветов М.В. Ломоносова: он в химии был физиком, стремился химию сделать точной наукой, что невозможно без применения физических приборов, без привлечения физических теорий, без использования математики. Он выступал также за широкое обсуждение назревших проблем, обоснованности программ исследований.

Вспомним, что основные законы химии были открыты с помощью точных измерений: закон сохранения массы веществ и закон постоянства состава – с помощью взвешивания при изучении реакций. В разработке атомно-молекулярной теории важную роль сыграло изучение газов, и при этом пользовались измерением объемов. Вот что мы читаем в «Основах химии» Д.И. Менделеева: «Для верного суждения необходимы признаки не только качественные, но и количественные, то есть измеримые. Когда некоторое свойство подлежит измерению, оно перестает носить характер произвольной субъективности и придает сравнению объективность».

Какие же научные цели Менделеев ставил перед собой и какие свойства веществ хотел изучать?

Оказывается, он взялся за решение самой сложной задачи современной ему химии – задачи выяснения причин протекания химических реакций.

По мнению Д.И. Менделеева, получить ответ на поставленные вопросы можно, изучая физические свойства исходных и получающихся веществ: плотность, теплоемкость, удельный объем, молекулярную массу, оптические свойства, кристаллическую форму. Очень важным является также изучение тех изменений, которые сопровождают химический процесс: теплоты реакций, изменение объема.

Остановимся на некоторых примерах. Так, если осуществляется реакция соединения между двумя жидкими веществами, то из-за сближения частиц, происходящего при их взаимодействии, должен уменьшиться объем веществ.

Как правило, это положение наблюдалось на практике, и очевиден вывод. Если взять эквивалентные количества реагирующих веществ, то по изменению объема можно судить о глубине химического взаимодействия.

Важным звеном этой работы явилось изучение природы жидкого и газообразного состояния. В результате в 1860 году Менделеев открыл температуру абсолютного кипения жидкостей.

Особое внимание жидкому состоянию Менделеев уделял потому, что интересовался реакциями, протекающими между жидкими веществами, а также реакциями в растворах. Они позволили Менделееву вскрыть динамику химического процесса.

Менделеев показал, что растворение нередко сопровождается химической реакцией между растворяемым веществом и растворителем. При этом происходит образование соединений, которые находятся в равновесии с продуктами их диссоциации и ассоциации.

В своем отчете о работах 1859-1860 годов Менделеев писал: «Главный предмет моих занятий есть физическая химия».

В конце 19 – начале 20 веков именно эта область знания начала занимать центральное место в химической науке, что связано с повышением роли химической технологии в развитии промышленности и производительных сил общества.

Таким образом, от физико-химических исследований Менделеева лежит прямая дорога, с одной стороны, к изучению разнообразных вопросов строения материи, а с другой – к целому ряду проблем, имеющих прикладной характер.[3]