תולדות הכימיה מאז התקופה הפרה-היסטורית - כִּימִיָה - 2025

ניתן לייחס את ההיסטוריה של הכימיה לתקופות הפרה-היסטוריות. תחום המחקר הזה, מאז הקמתו, התעניין לגלות את ההרכב של כל מה שנמצא על פני כדור הארץ. מאז ימי קדם האדם עושה מאמצים לפענח את כל מה שמרכיב חומרים וחומר עצמו, כמו גם את תהליכי הטרנספורמציה האפשריים שלו.

החל מהפילוסופיה, דרך קסמים ומיסטיקה ועד סוף סוף להגיע למחשבה מדעית, הכימיה הפכה לחלק מהותי מחיי היומיום של האדם. בזכות ריבוי הגילויים והמחקרים שבוצעו לאורך ההיסטוריה, כיום ניתן ליצור חומרים שונים לתועלת הקולקטיבית. חומרי ניקוי, מוצרי ניקוי, דלק וחומרים אחרים.

ההיסטוריה של הכימיה עברה צורות שונות לאורך כל הזמן, החל
מהגות מחשבתית לתחום המדעי תמונה מאת אנג'לו רוזה מפיקסאביי

בין תחומים אחרים, ענף מדעי זה היה משמעותי גם מבחינת סוגיות הבריאות, שכן ההתקדמות בכימיה ברפואה אפשרה התפתחות של תרכובות שמתפקדות כתרופות לבני אדם. חוץ מזה, זה גם קשור קשר הדוק לתזונה ולמחקר הרכיבים התזונתיים של כל מוצר שצריכת מזון.

פרהיסטוריה

ניתן לשקול את מקור הכימיה בשימוש באש, שמקורה בתגובה כימית. הומו ארקטוס הוא ההומיניד הראשון שהחל לשלוט בו, לפני כ -400,000 שנה. עם זאת, תגליות חדשות מראות שלבני אדם הייתה היכולת לשלוט בה לפני כ- 1.7 מיליון שנה, למרות שיש ויכוח בקרב מדענים ביחס לתאריכים אלה.

מאת נתן מק'קורד, חיל הנחתים האמריקני, באמצעות ויקימדיה

מצד שני, אומנות הסלע של ההומו ספיינס הראשונה גם מניחה מעט ידע בכימיה; הציורים דרשו עירוב של דם מן החי עם נוזלים אחרים.

בהמשך האדם החל להשתמש במתכות. במערות ספרדיות נמצאו כמויות קטנות של זהב. דגימות אלה בנות כ- 40,000 שנים, מהתקופה הפליאוליתית.

מאוחר יותר הומו ספיינס החל לייצר ברונזה, בסביבות 3500 לפני הספירה, ואז, בתקופת הברזל, הוא הוקש בסביבות 1200 לפני הספירה על ידי החיתים.

גיל מבוגר

בָּבֶל

עידן זה מסומן משנת 1700 לפני הספירה ועד 300 לפני הספירה. זה היה במיוחד במהלך ממשלתו של המלך חמורבי, כאשר נערכה רשימה ראשונה עם סיווג המתכות הכבדות שהיו ידועות באותה תקופה בשילוב עם גופי השמיים.

יוון העתיקה

מאוחר יותר החלו תחומי עניין בנוגע לאופי החומר והחומרים, מתוך מחשבה של הפילוסופים של יוון העתיקה. משנת 600 לפני הספירה, כבר דמויות כמו תאלס ממילטוס, אמפדוקלס ואנאקסימנדר, חשבו שהעולם מורכב מסוגים מסוימים של אדמה, אוויר, מים, אש ומשאבים לא ידועים אחרים.

תאליכי מילטוס

החל משנת 400 לפני הספירה הציעו לאוקיפוס ודמוקריטוס את קיומו של האטום, ואשרו כי מדובר בחלקיק היסודי והבלתי ניתן לחלוקה, ובכך להפריך חומר זה יכול להיות ישות שניתן לחלק אותה עד אינסוף.

פסל דמוקריטוס

אריסטו

עם זאת, אריסטו המשיך בתורת היסודות ומלבד זאת הוא הוסיף את הפרספקטיבה כי אוויר, מים, אדמה ואש, נבעו משילוב של תנאים מסוימים כמו חום, קור, לח ויבש.

מלבד זאת, אריסטו התנגד גם לגרסת החלקיקים הבלתי ניתנת לחלוקה והאמין שניתן להפוך אלמנט אחד לחלק אחר תלוי באופן ניהול האיכויות שלו.

ימי הביניים

אַלכִּימְיָה

הרבה מתפיסות הטרנספורמציה ממרכיב אחד למשנהו השפיעו בימי הביניים, במיוחד בתחום האלכימיה.

בזמנים לפני יוון העתיקה, משימות רבות אפשרו לפתח תוצר ידע של ניסויים בחומרים. כך מתעוררים כמה משאבים כמו זכוכית, ברונזה, כסף, צבעים, פלדה ועוד, שהגיעו מניסויים לפני אלפי שנים.

בין מי שהיה להם הידע הרב ביותר בכל הקשור לשילוב חומרים, היו תכשיטנים וצורפים שנהגו לעבוד עם חומרים יקרים וחצי יקרים. הם יישמו טכניקות שונות שפותחו באמצעות ניסויים כמו זיקוק, יציקה, מיזוג ועוד.

המגוון המעשי הזה, יחד עם המחשבה על אריסטו, היוו את היסודות לדחף האלכימיה כשיטת חקר וחיפוש אחר חומרים חדשים באמצעות כימיה. אחת היעדים הידועים ביותר של סחר זה הייתה למצוא דרך להפוך חומרים פשוטים למתכות יקרות יותר כמו זהב.

בנוסף, נולד המיתוס של "אבן הפילוסוף", הידוע בהיותו חפץ או חומר קסום שיכול להמיר כל מתכת רגילה כמו פליז או ברזל לזהב או כסף.

באשר לאינטרסים אחרים, האלכימאים יצאו גם הם לחיפוש אחר סם החיים, חומר המסוגל לרפא כל מחלה ואף להחזיר מישהו מהמוות.

עם זאת, למרות היעדר עדויות מדעיות, האלכימיה אפשרה פריצות דרך וגילויים שונים ביחס לרכיבים וחומרים. פותחו אלמנטים כמו כספית ומגוון חומצות טהורות וחזקות.

מודרניות

החל מהמאה ה -16, צורות מחקר חדשות פתחו את הדרך להבדל בין כימיה לאלכימיה, אולם לא ניתן להפריך את הקשר שהיה קיים ביניהם.

רוברט בויל

דמויות שונות בהיסטוריה כמו אייזק ניוטון ורוברט בויל, היו קשורות לתרגילי האלכימיה, אף על פי שהן שילבו את התהליכים השיטתיים והשיטות הכמותיות אשר יטהו לכיוון הכימיה בתחום המדעי.

דווקא בויל הוא שכתב את The Skeptical Chymist והגדיר כי יסוד הוא חומר שלא ניתן לחלק אותו לחומרים פשוטים אחרים באמצעים כימיים. זו הייתה אחת העבודות שהפריעו לתיאוריה של אריסטו, שהייתה אחת מיסודות האלכימיה.

ההארה הביאה עמה את הדחף של מתודולוגיות חדשות לניסויים. כך מקודמים את הכימיה כדרך המקשרת לתבונה וניסויים במטרה להתקדם, ובכך דוחה את הכל בטון מיסטי כמו אלכימיה.

המהפכה הכימית

עם ההשכלה החלו לצוץ תיאוריות שונות ותגליות חדשות מחיפושים מדעיים.

תיאוריית פלוגיסטון

זה פותח ופופולרי על ידי האלכימאי והכימאי הגרמני, ג'ורג 'ארנסט סטאל. זה היה אחד הניסיונות הראשונים להסביר את תהליך הבעירה. זה הצביע על קיומו של "פלוגיסטון", סוג של שריפה שיש בה כל חומר דליק.

בעירה בפחמן, אשר שימשה בסיס לתורת הפלוגיסטון

סטאהל טען כי חומר דליק איבד משקל לאחר צריבה, עקב אובדן פלוגיסטון. אחד הפניות העיקריות שלו היה פחם.

עם זאת, תיאוריה זו עמדה בסתירה רבה, מכיוון שמתכות עולות במשקל לאחר הבעירה, עובדה שהחלה לייצר ספקות ובהמשך תיפול למחיקתה של תיאוריה זו.

לבואזייה עובד

דיוקן גרפי של אנטואן לבואהייה (מקור: ה. רוסו (מעצב גרפי), E.Thomas (חרט) אוגוסטין צ'אממל, תשוקה לקרוס דרך ויקימדיה.

אנטואן-לורן לבואהייה היה אציל וכימאי ממוצא צרפתי שהצליח למזג ממצאים שונים המאפשרים לו להתקל בחמצן כאחד הסוכנים העיקריים בתהליך הבעירה או החמצון, בסופו של דבר יישם לצורך כך.

לבואזייה ידוע כאבי הכימיה המודרנית בשל ממצאיו ומחקריו הרבים שהובילו אותו לגיבוש התיאוריה של "שימור חוק ההמונים". חוק זה קובע כי בכל סוג של תגובה כימית, מסת החומרים המגיבים שווה למסה של המוצר המתקבל. בדרך זו יסומן סופית המעבר מאלכימיה לכימיה מודרנית.

התיאוריה האטומית של דלתון

ג'ון דלטון

כבר במהלך המאה ה -19, ג'ון דלטון פינה את מקומו לאחת התיאוריות המשמעותיות ביותר להתפתחות הכימיה כמדע, "תיאוריה אטומית". בתוכו הוא קובע כי לכל יסוד יש חלקיק בלתי ניתן לחלוקה הנקרא אטום, מונח שהוא השתמש מתוך המחשבה העתיקה של דמוקריטוס ולאוקיפוס. בנוסף, הוא הציע כי משקל האטומים יכול להשתנות בהתאם לרכיב המדובר.

בין יתר ההשערות הבולטות שלו, מתברר מצד אחד שתרכובת כימית היא חומר המכיל תמיד אותו מספר אטומים באותו יחס.

מצד שני, דלטון הצהיר כי בתגובה כימית, מופצים מחדש האטומים של מרכיב או אלמנט אחד או יותר ביחס לאטומים האחרים ליצירת תרכובת חדשה. במילים אחרות, האטומים עצמם לא משנים את זהותם, הם רק מסדרים את עצמם מחדש.

לידת כימיה פיזית או פיזיקו-כימית

בזמן המאה ה -19, התקדמויות שונות בפיזיקה השפיעו גם על התפתחות הכימיה להבנת האופן שבו חומרים מגיבים לגורמים מסוימים בתוך מה שידוע כתרמודינמיקה. התרמודינמיקה קשורה לחקר חום, טמפרטורה וגילויי אנרגיה אחרים שיכולים להשפיע על חומרים וחומר.

על ידי קשר תרמודינמיקה עם כימיה, מושגי האנטרופיה והאנרגיה החלו להשתלב במדע זה. התפתחויות אחרות סימנו גם את המומנטום של הפיזיקו-כימיה כמו הופעת האלקטרוכימיה, פיתוח מכשירים כמו הספקטרוסקופ הכימי והמחקר הקינטי על תגובות כימיות.

באופן זה, בסוף המאה ה -19, כימיה פיזיקלית כבר הוקמה כסניף של כימיה והחלה להיות חלק מהלימודים האקדמיים בתחום הוראת הכימיה באזורים שונים בעולם, כולל צפון אמריקה.

ראוי לציון תרומתם של דימיטרי איבנוביץ 'מנדלייב בשנת 1869 וג'וליוס לות'ר מאייר בשנת 1870, אשר סיווגו את האלמנטים, אשר בתורם אפשרו גילוי חומרים כמו פלסטיק, ממסים ואפילו התקדמות לפיתוח תרופות. .

דימיטרי איבנוביץ 'מנדלב

המהפכה הכימית השנייה

שלב זה מוגדר על ידי תגליות רלוונטיות כמו אלקטרונים, צילומי רנטגן ורדיואקטיביות. אירועים אלה התרחשו בתוך עשור בלבד, משנת 1895 עד 1905, וסימנו את כניסה של המאה החדשה עם תגליות מדעיות חשובות לעולם העכשווי.

בשנת 1918 גילה הפיזיקאי הבריטי ארנסט רתרפורד את הפרוטון וזה יקדם מחקרים נוספים כמו אלה של אלברט איינשטיין ותורת היחסות.

ארנסט רתרפורד הצעיר. מקור: לא ידוע, פורסם בשנת 1939 ברוטרפורד: היות חייו ומכתביו של הר הכבוד לורד רות'רפורד, או. מ.

המאה ה -19 סימנה גם את ההתקדמות בביוכימיה בכל הקשור לחומרים שמקורם בחיים, כמו צמחים, בעלי חיים ובני אדם. כימאים כמו אמיל פישר תרמו תרומה רבה בענף זה, כשהם מצליחים, למשל, לקבוע את המבנה ולמצוא את טבעם של חלבונים שונים, חומצות אמינו, פפטידים ופחמימות.

תגליות כמו "ויטמינים" בשנת 1912, שנעשו באופן עצמאי על ידי הביוכימאי הבריטי פרדריק הופקינס והביוכימאי יליד פולין, קאסימיר פאנק, אפשרו התקדמות משמעותית בתחום התזונה האנושית.

גילוי מבנה ה- DNA היה אחד התגליות החשובות בכימיה במאה העשרים.
תמונה מאת ערק סוצ'ה מפיקסאביי

לבסוף, התגלית החושפנית והחשובה ביותר לקשר שבין כימיה וביולוגיה הייתה זו של מבנה חומצת הדוקסיריבונוקלאית (DNA) של הגנטיקאי האמריקני ג'יימס ווטסון והביופיזיקאי הבריטי פרנסיס קריק.

פיתוח מכשירים להתקדמות למדע

בין האלמנטים הבולטים ביותר להתקדמות הכימיה במגוון תחומים הוא פיתוח מכשירי עבודה ומדידה. מנגנונים כמו ספקטרומטרים לחקר קרינה והספקטרום האלקטרומגנטי, כמו גם הספקטרוסקופ, יאפשרו ללמוד תגובות וחומרים חדשים הקשורים לכימיה.

הפניות

1. (2019). היסטוריה קצרה של כימיה. התאושש ב- chem.libretexts.org
2. רוקי. ל; אוסלמן. M (2020). כִּימִיָה. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ- britannica.com
3. המהפכה הכימית של אנטואן-לורן לבואה. ACS כימיה לכל החיים. התאושש מ- acs.org
4. תולדות הכימיה. אוניברסיטת קולומביה. התאושש מ- columbia.edu
5. Bagley M (2014). היסטוריה של כימיה - כימאים מפורסמים. התאושש מ- livescience.com
6. הפלוגיסטון, עלייתו ונפילתו של התיאוריה הגדולה הראשונה. מגזין לתרבות מדעית FACULTY OF SCIENCES, UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DE MÉXICO. התאושש מ- revistaciencias.unam.mx
7. תֶרמוֹדִינָמִיקָה. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ- en.wikipedia.org
8. DNA. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ- en.wikipedia.org