Historia chemii – działhistorii nauki wyróżniony na podstawie badanej dziedziny jaką jestchemia. Opisuje przebieg powstawanie teorii i odkryćchemicznych.
Często przyjmuje się, żehistoria chemii zaczęła się w dniu kiedyRobert Boyle w swojej książceThe Skeptical Chymist (1661) wyraźnie rozgraniczyłchemię jako naukę od przednaukowych badańalchemicznych. Trzeba jednak zaznaczyć, że od tego czasu bardzo długo jeszcze w chemii występowała niczym nieuzasadniona wiara w sztuczne byty „filozoficzne”, takie jakflogiston czysiła życiowa.
Często za początki współczesnej chemii uważa się ostateczne odrzucenie teorii flogistonu przezAntoine’a Lavoisiera, w wyniku odkrycia przez niego tlenowej teorii kwasów oraz zaproponowaniaprawa zachowania masy w 1785 r. (zostało ono odkryte wcześniej, niezależnie przezJohanna Helmonta w XVII w.[1] iMichaiła Łomonosowa w roku 1760[2], jednak dopiero dzięki Lavoisierowi stało się szeroko znane)[1].
Ostatni z „bytów filozoficznych”, pokutujący jeszcze od czasów alchemicznych -siła witalna, został odrzucony na skutek dość przypadkowego otrzymaniamocznika z nieorganicznych substratów przezFriedricha Wöhlera w 1828 r. Pierwszą syntezę mocznika uważa się obecnie za początek współczesnejchemii organicznej. Wcześniej sądzono, że otrzymanie jakichkolwiekzwiązków organicznych na drodze syntezy z nieorganicznych substratów jest niemożliwe, gdyż do ich otrzymania była rzekomo niezbędna tajemniczasiła witalna, którą zawierać miały w sobie wszystkie żywe organizmy, i której miała być pozbawiona materia nieożywiona.
Drugim krokiem milowym w powstaniu współczesnej chemii było przyjęcieteorii atomistycznej, zaproponowanej w znanej dzisiaj formie przezJohna Daltona na początkuXIX w. Teoria ta jednak nie została przyjęta od razu. Niemal przez cały XIX w. środowisko chemików było podzielone na jej zwolenników i przeciwników. Do najbardziej znanych przeciwników teorii atomistycznej zaliczali się:Wilhelm Ostwald iErnst Mach, którzy rozwijali teorię ciągłej struktury materii i bardzo energicznie zwalczali „nienaukową wiarę w istnienie atomów”. Teoria ciągłości materii byłaparadygmatem chemii prawie do początkówXX w., mimo że wiele badań (prowadzonych m.in. przezAmadeo Avogadro iLudwiga Boltzmanna) dowodziło, że jednakatomy istnieją. Twierdza paradygmatu ciągłości struktury materii została ostatecznie obalona dopiero przez eksperymentyJean Perrina, dowodzące bez żadnych wątpliwości atomowego wyjaśnienia naturyruchów Browna, dokonanego przezAlberta Einsteina.
Kolejnym, kluczowym punktem w rozwoju chemii była też koncepcjaukładu okresowego pierwiastków zaproponowana równolegle przezDmitrija Mendelejewa iLothara Meyera w roku 1870. Układ ten umożliwił Mendelejewowi przewidywać własności jeszcze nie odkrytych dotądpierwiastków chemicznych takich jakgerman (nazwany przez Mendelejewa ekakrzemem),gal iskand, które następnie jeszcze za jego życia odkrywano, potwierdzając słuszność jego wniosków.
W pierwszej połowieXX w. paradygmatem chemii „zatrzęsło” odkrycie subtelnej struktury budowy atomu - w szczególności odkrycie istnieniajądra atomu przezErnesta Rutherforda w 1911 r. oraz odkrycie zależności międzyliczbą atomową a strukturą powłok elektronowych przezHenry’ego Moseleya w 1913 r., które to dokonania ostatecznie wyjaśniły dlaczego własności chemiczne pierwiastków zależą od miejsca zajmowanego w układzie okresowym. Częściowo na bazie tych dokonań, a także zastosowania teorii kwantówMaxa Plancka, w 1914 r.Niels Bohr zaproponował pierwszymodel orbitalnej struktury atomuwodoru.
Kolejnym wstrząsem, który nastąpił niemal zaraz, bo w latach 30. XX w., było zaadaptowanie dokonańmechaniki kwantowej do zrozumienia natury własności chemicznych pierwiastków i ich zdolności do tworzeniawiązań chemicznych. Połączeniezasady nieoznaczonościWernera Heisenberga (1927) zzakazem Pauliego (1924) orazrównaniem Schrödingera (1927) doprowadziło do powstania kompletnej teoriiorbitali atomowych, a późniejcząsteczkowych, które w dużym stopniu wyjaśniły mechanizm powstawania i naturę wiązań chemicznych.
Od końcaII wojny światowej rozpoczął się trwający do dzisiaj proces powstawania nowych, interdyscyplinarnych gałęzi chemii, który jest charakterystyczny nie tylko dla samej chemii, ale ogólnie dla wszystkichnauk przyrodniczych. Oprócz takich tradycyjnych działów jakchemia organiczna,chemia nieorganiczna,chemia fizyczna ichemia analityczna, zaczęły powstawać kierunki badań łączące razem dokonania działów tradycyjnych, aby je wykorzystać w ściśle określonych celach. Kierunki te łączą też zwykle dokonania chemii z innymi naukami przyrodniczymi.
Być może pierwszym tego rodzaju interdyscyplinarnym kierunkiem badań stała siębiochemia.W 1953 r.Francis Crick,James Watson iRosalind Franklin odkryli strukturę i ogólną zasadę działaniaDNA, które to odkrycie otworzyło drogę do współczesnych dokonań biochemii,inżynierii genetycznej ibiotechnologii. Obecnie wszystkie dziedziny badań z przedrostkiembio- należą do najszybciej rozwijającego się obszaru badań chemicznych, gdyż stanowią podstawę przyszłego rozwojurolnictwa imedycyny.
Innym tego rodzaju kierunkiem są badania nad otrzymaniem nowych materiałów, w ramach których współpracują chemicy i fizycy ciała stałego. Największą grupę materiałów o niespotykanych w naturze własnościach stanową syntetycznepolimery. Pierwszy tego rodzaju materiał, który znalazł praktyczne zastosowane na większą skalę, byłbakelit, otrzymany przezLeo Baekelanda w 1907 r. Chemia polimerów rozwinęła się jednak na dobre dopiero po II wojnie światowej. Odkryciem, które otworzyło drogę do masowego zastosowaniatworzyw sztucznych opartych na polimerach, było opracowanie przezKarla Zieglera iGiulio Nattę w 1951 r. (Nagroda Nobla w 1963 r.)katalizatorów Zieglera-Natty, które umożliwiły masową i tanią produkcjępolietylenu ipolipropylenu z pochodnychropy naftowej.
Bardzo ważnym kierunkiem badań, często niedocenianym, ale bez którego istnienie współczesnegoprzemysłu chemicznego byłoby nie do pomyślenia, sązwiązki metaloorganiczne i inne organicznezwiązki kompleksowe, które stanowią pomost między chemią organiczną i nieorganiczną.Odgrywają one ogromną rolę jakokatalizatory wielureakcji chemicznych prowadzonych na wielką skalę, których produkty stanowią podstawę całego przemysłu chemicznego. Pierwszy katalizator tego typu został na masową skalę zastosowany przezOtto Roelena w 1938 r. w reakcjihydroformylowania, prowadzącej do otrzymaniaaldehydu octowego zgazu syntezowego ietylenu. Dopiero jednak badaniaErnsta Fischera iGeoffreya Wilkinsona (Nagroda Nobla w roku 1973) doprowadziły do pełnego zrozumienia działania tych katalizatorów i otworzyły drogę do projektowania ich struktury do konkretnych celów.
Kolejnym bardzo ważnym kierunkiem badań jeststereochemia i powiązana z niąsynteza asymetryczna. Mimo że początków stereochemii można dopatrywać się już w połowie XIX w. (odkrycie dwóch formenancjomerycznychkwasu winowego przezPasteura w 1850), to jednak faktyczny rozwój tej dziedziny, umożliwiający przemysłową produkcję czystych enancjomerycznieleków i innych biologicznie aktywnychzwiązków chemicznych, rozpoczął się w latach 60.XX w. Do największych dokonań można tu zaliczyć opracowanie teoretycznych podstaw asymetrycznej katalizyenzymatycznej, za coJohn Warcup Cornforth iVladimir Prelog otrzymaliNagrodę Nobla w 1975 r.
Jednym z najnowszych kierunków badań jestchemia supramolekularna, której dokonania przenoszą chemię w nowy wymiar materiałów, nie opartych wyłącznie na własnościach pojedynczych związków chemicznych, lecz na złożonych, samoorganizujących się układach międzycząsteczkowych. Układy te stanowią podstawęnanotechnologii i znajdują zastosowania jako nowe materiały, o precyzyjnie kontrolowanych własnościach fizycznych - odmikromaszyn po sztuczne układy zdolne do samoreprodukowania się na wzór żywych organizmów. Za osoby, które stworzyły ten dział badań uważa się zwykleDonalda J. Crama,Jean-Marie Lehna iCharlesa J. Pedersena (Nagroda Nobla 1987).
Na koniec warto wspomnieć, że większość opisanych powyżej dokonań współczesnej chemii nie byłaby możliwa bez rozwijania nowych technik analitycznych. Badania nad rozwojem nowych technik mają prawie zawsze charakter interdyscyplinarny i angażują zwykle zespoły złożone z fizyków kwantowych, chemików i biologów molekularnych. Do technik, bez których współczesna chemia byłaby nie do pomyślenia, można zaliczyć m.in.:
Bardzo obiecującym kierunkiem badań, mającym znaczące zastosowanie np. w przemyśle farmaceutycznym, jest teoretycznachemia kwantowa. Zajmuje się ona samymi podstawami chemii i jej celem ostatecznym jest możliwość precyzyjnego przewidywania własności fizycznych, chemicznych i biologicznych związków chemicznych, głównie na podstawie ichstruktury elektronowej. Badania na tym polu były bardzo długo traktowane podejrzliwie przez społeczność chemików i wiele z kluczowych osiągnięć nie zostało nigdy docenionych Nagrodą Nobla. Dopiero w 1998, za wieloletnie badania w tej dziedzinie Nagrodą Nobla zostali uhonorowaniWalter Kohn iJohn A. Pople. Jednym z ważniejszych historycznie polskich wkładów w zbliżenie się chemii praktycznej orazchemii teoretycznej były prace z 1968 rokuKołosa iWolniewicza dotyczące energii dysocjacji (rozerwania wiązania) cząsteczki wodoru. Ich obliczenia były dokładniejsze niż praktyczne pomiary dokonane przez laureata nagrody NoblaGerharda Herzberga. Dopiero dwa lata później, w 1970 roku, przyznał on, poprawiając pomiary, że uzyskał pierwotnie błędny wynik i wynik Polaków był właściwy...
 | Zobacz publikację Chemia organiczna/Historia chemii organicznej w Wikibooks |
Edwin Bendyk,Chemia w XX wieku,Encyklopedia PWN [dostęp 2023-04-03].| działy czyste | |
|---|---|
| chemia fizyczna | |
| inne działy interdyscyplinarne | |
| inne |
