С первых же шагов своей научной деятельности Ломоносов решительно отбросил идеалистические представления о природе, как об арене действий таинственных и непознаваемых сил и флюидов.
Он поставил себе грандиозную задачу: «сыскать причины видимых свойств» веществ, зависящих от их внутреннего строения. Эта задача была продиктована его материалистическим мировоззрением. Оно руководило Ломоносовым и помогало ему видеть природу такой, какая она есть в действительности.
Руководящей идеей всею научного творчества Ломоносова в области химических и физических наук стала атомистическая теория строения вещества. Благодаря этой теории он смог создать правильное представление о химических явлениях и разобраться в дебрях противоречивых фактов, наблюдений и открытий, накопленных химиками в XVI— XVIII веках.
Во времена Ломоносова химия еще не была наукой, а представляла груду не связанных между собой и не систематизированных сведений о различных веществах. Она не имела обобщающей теории, которая придавала бы ей стройность и делала бы ее наукой.
Состояние химии той эпохи ярко отражают «учебники», по которым приходилось учиться Ломоносову. Они более походили на плохие поваренные книги, в которых без всякого порядка перечислены рецепты и способы приготовления различных химических веществ, растворов, смесей и т. п.
Сделать химию настоящей наукой могла, только передовая теория, и Ломоносов с полным правом положил в основу химии свою «корпускулярную философию», которую разрабатывал почти на протяжении всей своей жизни.
По мысли Ломоносова, все вещества состоят из мельчайших нечувствительных частичек — телец, называемых корпускулами (корпус — тело, корпускула — тельце). Эти корпускулы настолько малы, что распознать их, т. е. видеть, измерять, взвешивать с помощью человеческих чувств невозможно. Они находятся за пределом досягаемости человеческих чувств и в этом смысле они нечувствительны.
В настоящее время с помощью электронного микроскопа удается видеть наиболее крупные из корпускул.
Корпускулы обладают силами сцепления и, соединяясь между собой, образуют все тела.
Свойства тел и прежде всего их состояние — твердое, жидкое или газообразное — зависят от сил сцепления корпускул. У твердых тел силы сцепления между корпускулами наибольшие, а у газообразных — наименьшие.
Корпускулы состоят из более простых частиц, называемых элементами, или началами.
Корпускулярная философия Ломоносова почти в точности соответствует современным представлениям о строении вещества, только в настоящее время в науке принята иная терминология.
Вместо ломоносовского термина «корпускула» употребляется теперь слово молекула («молес» — масса, «молекула» — маленькая масса, частица). Вместо слова «элемент», мы говорим атом, а вместо «начала» — химический элемент.
Современная наука называет химическими элементами вещества, которые химическим путем нельзя ни составить из других веществ, ни разложить на другие вещества. Таковы, например, металлы: железо, золото, медь, алюминий; газы: водород, кислород, азот; твердые неметаллические вещества: углерод, сера, фосфор, йод.
Наименьшая порция, или частица, химического элемента называется атомом. Каждый элемент состоит из особых атомов: серебро из атомов серебра, свинец из атомов свинца и т. д.
К 1952 году было известно 100 химических элементов, или, что то же самое, 100 сортов атомов. Из этого числа около 30 элементов, такие, как азот, алюминий, водород, железо, калий, кальций, кислород, кремний, магний, натрий, никель, сера, углерод, фосфор, хлор, встречаются очень часто. Все многообразие окружающей нас природы — зелень полей и лесов, горы и моря, земля, воздух, животные, сооружения, воздвигнутые человеком, материалы, которыми мы пользуемся, и мы сами — состоит из атомов этого небольшого числа наиболее распространенных элементов. И в этом нет ничего удивительного. В Толковом словаре русского языка под редакцией профессора Д. Н. Ушакова содержится 85 289 слов, в полном академическом словаре будет свыше 200 тысяч слов, и все эти слова составлены из 33 букв русского алфавита. Все 13 с половиной миллионов книг, хранящихся в Москве, в Государственной библиотеке имени В. И. Ленина, написаны при помощи этого же небольшого числа букв. Точно так же различные сочетания тридцати видов атомов дают миллионы всевозможных молекул.
Около 60 элементов, таких, как рений, лантан, радий, индий, неодим, крайне рассеяно, и в горных породах встречается в ничтожно малых количествах.
Двенадцать химических элементов — технеций, прометий, астатин, франций, нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, афиний и центурий — в сокровищнице земной коры не встречаются вовсе. Их атомы были изготовлены учеными из атомов других элементов лабораторным путем.
Атомы, соединяясь между собой, образуют молекулы.
Однородные атомы какого-либо химического элемента составляют молекулы простых веществ. Например, атомы водорода — молекулу водорода, атомы кислорода — молекулу кислорода и т. д.
Разнородные атомы, принадлежащие различным химическим элементам, соединяясь между собой, дают молекулу сложного вещества. Так, два атома водорода, соединяясь с одним атомом кислорода, образуют молекулу воды. 12 атомов углерода и 22 атома водорода, соединяясь с 11 атомами кислорода, составляют молекулу тростникового сахара.
Керосин, ржавчина, квасцы, нафталин, угарный газ, сода — все это сложные вещества, химические соединения.
Сложные вещества совершенно не похожи на те химические элементы, из которых они образовались. Обычная столовая соль решительно ничем не напоминает легкий, блестящий, горючий металл натрий и зеленоватый удушливый газ хлор. А поваренная соль является химическим соединением натрия и хлора. Так же трудно узнать железо в яркокрасном сурике, медь — в зеленом малахите, серебристый алюминий — в обыкновенной глине. Атомы химических элементов, соединяясь в молекулы сложных веществ, образуют вещества, обладающие новыми свойствами.
Сейчас ученые знают несколько миллионов разных химических соединений, достаточно ясно представляют себе строение молекул и законы, по которым эти молекулы образуются. В то время все это было неизвестно, но Ломоносов гениально разгадал сущность строения вещества, понял его атомно-молекулярную природу и тем самым предвосхитил открытия, сделанные учеными через два столетия.