الثورة الكيميائية

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
جدول التقارب لجيفروي لعام 1718 : في رأس كل عمود يوجد نوع كيميائي يمكن لجميع الأنواع الموجودة أسفله أن تتحد معه. وقد وصف بعض المؤرخين هذا الجدول بأنه بداية الثورة الكيميائية. [ 1 ]

في تاريخ الكيمياء ، كانت الثورة الكيميائية ، والتي تسمى أيضًا الثورة الكيميائية الأولى ، إعادة صياغة الكيمياء خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر، والتي بلغت ذروتها في قانون حفظ الكتلة ونظرية الأكسجين للاحتراق .

خلال القرنين التاسع عشر والعشرين، نُسب هذا التحول إلى عمل الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه ( أبو الكيمياء الحديثة ). [ 2 ] مع ذلك، تُعتبر الدراسات الحديثة في تاريخ الكيمياء الحديثة المبكرة أن الثورة الكيميائية تتألف من تغييرات تدريجية في النظرية والتطبيق الكيميائيين، ظهرت على مدى قرنين من الزمان. [ 3 ] [ 4 ] وقد حدثت ما يُسمى بالثورة العلمية خلال القرنين السادس عشر والسابع عشر، بينما حدثت الثورة الكيميائية خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر. [ 5 ]

العوامل الرئيسية

أدت عدة عوامل إلى الثورة الكيميائية الأولى. أولًا، ظهرت أشكال التحليل الوزني المنبثقة من الخيمياء، بالإضافة إلى أنواع جديدة من الأدوات التي طُوّرت في السياقات الطبية والصناعية. في هذه السياقات، بدأ الكيميائيون يتحدّون بشكل متزايد الفرضيات التي سبق أن طرحها الإغريق القدماء. على سبيل المثال، بدأ الكيميائيون يؤكدون أن جميع البنى تتكون من أكثر من العناصر الأربعة التي اعتمدها الإغريق، أو العناصر الثمانية التي اعتمدها الخيميائيون في العصور الوسطى. وضع الخيميائي الأيرلندي ، روبرت بويل ، أسس الثورة الكيميائية، من خلال فلسفته الميكانيكية الجسيمية، التي اعتمدت بدورها بشكل كبير على النظرية الجسيمية الخيميائية والمنهج التجريبي الذي يعود تاريخه إلى جابر بن أبي طالب الزائف . [ 6 ] [ 7 ]

ساهمت أعمال سابقة لعلماء كيمياء مثل يان بابتيست فان هيلمونت في تغيير الاعتقاد النظري السائد بأن الهواء عنصر واحد، إلى الاعتقاد بأنه مزيج من أنواع مختلفة من الغازات. [ 8 ] كما تشير تحليلات فان هيلمونت للبيانات إلى أنه كان لديه فهم عام لقانون حفظ الكتلة في القرن السابع عشر. [ 8 ] علاوة على ذلك، ساعدت أعمال جان ري في أوائل القرن السابع عشر، والتي تناولت معادن مثل القصدير والرصاص وأكسدتها في وجود الهواء والماء، في تحديد دور الأكسجين في عملية الأكسدة ووجوده فيها. [ 9 ]

شملت العوامل الأخرى تقنيات تجريبية جديدة واكتشاف "الهواء الثابت" (ثاني أكسيد الكربون) على يد جوزيف بلاك في منتصف القرن الثامن عشر. كان هذا الاكتشاف بالغ الأهمية لأنه أثبت تجريبيًا أن "الهواء" لا يتكون من مادة واحدة فقط، ولأنه رسّخ مكانة "الغاز" كمادة تجريبية مهمة. ومع اقتراب نهاية القرن الثامن عشر، أثبتت تجارب هنري كافنديش وجوزيف بريستلي أن الهواء ليس عنصرًا واحدًا ، بل يتكون من عدة غازات مختلفة . كما قام لافوازييه بترجمة أسماء المواد الكيميائية إلى لغة تسمية جديدة أكثر جاذبية لعلماء القرن التاسع عشر. وقد حدثت هذه التغييرات في ظل أجواء زادت فيها الثورة الصناعية من اهتمام الجمهور بتعلم الكيمياء وممارستها. وعند وصفه لمهمة إعادة ابتكار التسمية الكيميائية، حاول لافوازييه استغلال الأهمية الجديدة للكيمياء من خلال الادعاء المبالغ فيه نوعًا ما: [ 10 ]

يجب علينا تنظيف المنزل بدقة، لأنهم استخدموا لغة غامضة خاصة بهم، والتي تقدم بشكل عام معنى واحد للمتخصصين ومعنى آخر للعامة، وفي الوقت نفسه لا تحتوي على أي شيء مفهوم بشكل عقلاني سواء بالنسبة للأول أو للآخر.

أدوات دقيقة

يُعزى جزء كبير من سبب تسمية أنطوان لافوازييه بـ"أبو الكيمياء الحديثة" وبداية الثورة الكيميائية إلى قدرته على إضفاء الطابع الرياضي على هذا المجال، دافعًا الكيمياء نحو استخدام الأساليب التجريبية المُستخدمة في العلوم الأخرى "الأكثر دقة". [ 11 ] غيّر لافوازييه مجال الكيمياء من خلال اعتماده على حسابات دقيقة في أبحاثه، ساعيًا لإثبات أن كمية المادة الكلية تبقى ثابتة عند تحوّل الأنواع الكيميائية. استخدم لافوازييه أجهزة قياس الحرارة والضغط الجوي في تجاربه، وتعاون مع بيير سيمون دي لابلاس في اختراع المسعر الحراري ، وهو جهاز لقياس التغيرات الحرارية في التفاعلات الكيميائية. [ 11 ]

في محاولته لتفنيد نظرية الفلوجستون وتطبيق نظريته الخاصة بالاحتراق، استخدم لافوازييه أجهزة متعددة. شملت هذه الأجهزة ماسورة بندقية حديدية متوهجة صُممت ليمر الماء من خلالها ويتحلل، وتعديلًا للجهاز يتضمن حوضًا هوائيًا في أحد طرفيه، ومقياس حرارة، ومقياس ضغط جوي. كانت دقة قياساته شرطًا أساسيًا لإقناع معارضة نظرياته حول الماء كمركب، حيث استخدم أجهزة صممها بنفسه في أبحاثه.

على الرغم من امتلاكه قياسات دقيقة لعمله، واجه لافوازييه معارضة شديدة في أبحاثه. فقد ادعى أنصار نظرية الفلوجستون، مثل كير وبريستلي ، أن إثبات الحقائق لا ينطبق إلا على الظواهر المجردة، وأن تفسير هذه الحقائق لا يعني بالضرورة دقة النظريات. وذكروا أن لافوازييه كان يحاول فرض نظام على الظواهر المرصودة، في حين أن تقديم دليل قاطع على تركيب الماء وعدم وجود الفلوجستون يتطلب مصدراً ثانوياً للمصداقية. [ 11 ]

أنطوان لافوازييه

تأججت المراحل الأخيرة من الثورة الكيميائية بنشر كتاب لافوازييه " مبادئ الكيمياء" ( Traité Élémentaire de Chimie ) عام ١٧٨٩. فمنذ هذا الكتاب، ولاحقًا كتب أخرى، قام لافوازييه بتجميع أعمال الآخرين وصاغ مصطلح "الأكسجين". لم يقتصر تمثيل أنطوان لافوازييه للثورة الكيميائية على منشوراته فحسب، بل شمل أيضًا أسلوبه في ممارسة الكيمياء. تميز عمل لافوازييه بتحديده المنهجي للأوزان وتأكيده الشديد على الدقة والضبط. [ ١٢ ] وبينما يُفترض أن لافوازييه هو من اكتشف قانون حفظ الكتلة، فقد دحض العالم مارسيلين بيرتيلو هذا الادعاء. [ ١٣ ]

أشار هنري غيرلاك إلى استخدام سابق لقانون حفظ الكتلة ، مُلاحظًا أن العالم يان بابتيست فان هيلمونت قد طبّق المنهجية ضمنيًا في عمله خلال القرنين السادس عشر والسابع عشر. وقد وردت إشارات سابقة إلى قانون حفظ الكتلة واستخدامه على لسان جان ري عام 1630. [ 13 ] ورغم أن لافوازييه لم يكتشف قانون حفظ الكتلة صراحةً، إلا أن عمله على نطاق أوسع من المواد مقارنةً بما كان متاحًا لمعظم العلماء في ذلك الوقت، مكّنه من توسيع نطاق هذا المبدأ وأسسه بشكل كبير. [ 13 ]

أسهم لافوازييه في الكيمياء أيضًا في تطوير منهج لفهم الاحتراق والتنفس، وإثبات تركيب الماء من خلال تحليله إلى مكوناته. شرح نظرية الاحتراق، وتحدى نظرية الفلوجستون بآرائه حول الطاقة الحرارية . يتضمن كتابه "رسالة في الكيمياء" مفاهيم "الكيمياء الجديدة"، ويصف التجارب والاستدلالات التي قادته إلى استنتاجاته. ومثل كتاب نيوتن " الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية"، الذي مثّل ذروة الثورة العلمية، يُمكن اعتبار "رسالة في الكيمياء " للافوازييه تتويجًا للثورة الكيميائية.

لم يلقَ عمل لافوازييه قبولاً فورياً، واستغرق الأمر عقوداً عديدة قبل أن يكتسب زخماً. [ 14 ] وقد ساهم في هذا التحول عمل يونس ياكوب بيرزيليوس ، الذي ابتكر اختصاراً مبسطاً لوصف المركبات الكيميائية استناداً إلى نظرية جون دالتون للأوزان الذرية. وينسب الكثيرون الفضل إلى لافوازييه وإسقاطه لنظرية الفلوجستون في الثورة الكيميائية التقليدية، حيث مثّل لافوازييه بداية الثورة، بينما مثّل جون دالتون ذروتها.

طريقة التسمية الكيميائية

نشر أنطوان لافوازييه، بالتعاون مع لويس برنارد غيتون دي مورفو ، وكلود لويس بيرتوليه ، وأنطوان فرانسوا دي فوركروي ، كتاب "طريقة التسمية الكيميائية" (Méthode de nomenclature chimique) عام 1787. [ 15 ] وقد أرست هذه الدراسة مصطلحاتٍ لـ"الكيمياء الجديدة" التي كان لافوازييه يبتكرها، والتي ركزت على مجموعة موحدة من المصطلحات، وتحديد عناصر جديدة، والعمل التجريبي. وقد حدد كتاب "طريقة التسمية الكيميائية " 55 عنصرًا، وهي مواد لم يكن من الممكن تجزئتها إلى مكونات أبسط في ذلك الوقت. [ 16 ] وبإدخاله مصطلحات جديدة إلى هذا المجال، شجع لافوازييه الكيميائيين الآخرين على تبني نظرياته وممارساته لاستخدام مصطلحاته ومواكبة التطورات في الكيمياء.

سمة عنصر الكيمياء

كان إتيان بونيه، الأب دي كوندياك ، أحد أبرز المؤثرين على لافوازييه . تمثلت منهجية كوندياك في البحث العلمي ، والتي شكلت أساس منهجية لافوازييه في كتابه "رسالة في اللاهوت "، في إثبات قدرة الإنسان على تكوين تصور ذهني للعالم باستخدام الأدلة التي يجمعها . وفي مقدمة لافوازييه لكتابه "رسالة في اللاهوت" ، يذكر

من المسلّمات المسلّم بها في الهندسة، بل وفي كل فرع من فروع المعرفة، أنه في مسيرة البحث ، ينبغي لنا أن ننطلق من الحقائق المعروفة إلى المجهول. ... وبهذه الطريقة، ومن خلال سلسلة من الأحاسيس والملاحظات والتحليلات ، تنشأ سلسلة متتابعة من الأفكار، مترابطة فيما بينها، بحيث يستطيع الباحث المتمعّن أن يتتبّع إلى نقطة معينة ترتيب وترابط مجمل المعرفة البشرية. [ 17 ]

يربط لافوازييه بوضوح أفكاره بأفكار كوندياك، ساعيًا إلى إصلاح مجال الكيمياء. كان هدفه في كتابه "رسالة في الكيمياء" (Traité) ربط هذا المجال بالتجربة والملاحظة المباشرة، بدلًا من الافتراضات. وقد أرست أعماله أساسًا جديدًا للأفكار الكيميائية، ورسمت مسارًا لمستقبل الكيمياء. [ 18 ]

همفري ديفي

كان همفري ديفي كيميائيًا إنجليزيًا وأستاذًا للكيمياء في المؤسسة الملكية بلندن في أوائل القرن التاسع عشر. [ 19 ] هناك، أجرى تجارب شككت في بعض أفكار لافوازييه الرئيسية، مثل حموضة الأكسجين وفكرة العنصر الحراري. [ 19 ] استطاع ديفي أن يثبت أن الحموضة لا تعود إلى وجود الأكسجين باستخدام حمض الهيدروكلوريك (حمض المورياتيك) كدليل. [ 19 ] كما أثبت أن مركب حمض الأوكسيمورياتيك لا يحتوي على الأكسجين، بل هو عنصر أطلق عليه اسم الكلور . [ 19 ]

باستخدام البطاريات الكهربائية في المؤسسة الملكية، تمكن ديفي من عزل الكلور لأول مرة، ثم عزل اليود العنصري عام ١٨١٣. [ ١٩ ] كما استطاع باستخدام البطاريات عزل عنصري الصوديوم والبوتاسيوم . [ ١٩ ] واستنتج ديفي من هذه التجارب أن القوى التي تربط العناصر الكيميائية ببعضها لا بد أن تكون كهربائية. [ ١٩ ] كما عارض ديفي فكرة أن الحرارة سائل غير مادي، مؤكدًا أنها نوع من الحركة. [ ١٩ ]

جون دالتون

كان جون دالتون كيميائيًا إنجليزيًا وضع نظرية الذرات للعناصر الكيميائية. افترضت نظرية دالتون أن لكل عنصر ذرات فريدة مرتبطة به ومميزة له. [ 19 ] يتعارض هذا مع تعريف لافوازييه للعناصر، الذي ينص على أنها مواد لا يستطيع الكيميائيون تجزئتها إلى أجزاء أبسط. [ 19 ] كما اختلفت فكرة دالتون عن نظرية الجسيمات للمادة ، التي تفترض أن جميع الذرات متماثلة، وهي نظرية مدعومة منذ القرن السابع عشر. [ 19 ]

لدعم فكرته، عمل دالتون على تحديد الأوزان النسبية للذرات في المواد الكيميائية في كتابه " النظام الجديد للفلسفة الكيميائية"، الذي نُشر عام 1808. [ 19 ] أظهر كتابه حسابات لتحديد الأوزان الذرية النسبية لعناصر لافوازييه المختلفة بناءً على بيانات تجريبية تتعلق بالكميات النسبية للعناصر المختلفة في المركبات الكيميائية. [ 19 ] جادل دالتون بأن العناصر تتحد في أبسط صورة ممكنة. [ 19 ] كان من المعروف أن الماء مركب من الهيدروجين والأكسجين، ولذلك اعتقد دالتون أن الماء مركب ثنائي يحتوي على ذرة هيدروجين واحدة وذرة أكسجين واحدة. [ 19 ]

تمكن دالتون من حساب الكمية النسبية للغازات في الهواء الجوي بدقة. استخدم الكثافة النوعية للغازات النيتروجينية والأكسجينية وثاني أكسيد الكربون والهيدروجينية، بالإضافة إلى بخار الماء الذي حدده لافوازييه وديفي، لتحديد النسب المئوية لكل منها من إجمالي حجم الهواء الجوي. [ 20 ] وخلص دالتون إلى أن الهواء الجوي يحتوي على 75.55% من الغاز النيتروجيني، و23.32% من الغاز الأكسجيني، و1.03% من بخار الماء، و0.10% من غاز ثاني أكسيد الكربون. [ 20 ]

يونس جاكوب بيرزيليوس

كان يونس جاكوب بيرزيليوس كيميائيًا سويديًا درس الطب في جامعة أوبسالا، وعمل أستاذًا للكيمياء في ستوكهولم. [ 19 ] استند إلى أفكار كل من ديفي ودالتون ليُنشئ رؤية كهروكيميائية لكيفية اتحاد العناصر. صنّف بيرزيليوس العناصر إلى مجموعتين، سالبة الشحنة وموجبة الشحنة، وذلك بناءً على قطب البطارية الجلفانية الذي تنطلق منه عند تحللها. [ 19 ] وضع مقياسًا للشحنات، حيث كان الأكسجين العنصر الأكثر سالبية الشحنة، والبوتاسيوم العنصر الأكثر إيجابية الشحنة. [ 19 ] يشير هذا المقياس إلى أن بعض العناصر تحمل شحنات موجبة وسالبة، وأن موقع العنصر على هذا المقياس وشحنته يُحددان كيفية اتحاده مع العناصر الأخرى. [ 19 ]

نُشرت أعمال بيرزيليوس حول النظرية الذرية الكهروكيميائية عام 1818 بعنوان " Essai sur la théorie des proportions chimiques et sur l'influence chimique de l'électricité" . [ 19 ] كما أدخل نظام تسمية كيميائية جديدًا في الكيمياء، حيث مثّل العناصر بأحرف واختصارات، مثل O للأكسجين وFe للحديد. وتم تمثيل تركيبات العناصر بتسلسلات من هذه الرموز، بينما تم تمثيل عدد الذرات في البداية بأرقام مرتفعة، ثم لاحقًا بأرقام منخفضة. [ 19 ]

مراجع

  1. ↑ كيم، مي غيونغ (2003). الألفة، ذلك الحلم المراوغ: تاريخ الثورة الكيميائية . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0-262-11273-4.
  2. ↑ الثورة الكيميائية الأولى (مؤرشفة في 26 أبريل 2009، على موقع Wayback Machine - مشروع الأدوات، كلية ووستر)
  3. ↑ إيدي، ماثيو دانيال؛ ماوسكوف، سيمور هـ.؛ نيومان، ويليام ر. (يناير 2014). "مقدمة في المعرفة الكيميائية في أوائل العصر الحديث". أوزيريس . 29 (1): 1-15 . doi : 10.1086/678110 . PMID 26103744 . 
  4. ↑ فلورين جورج كاليان. الكيمياء العملية والكيمياء التأملية. بعض الجدالات الحديثة حول تاريخ كتابة الكيمياء .
  5. ↑ إيدي، ماثيو د.؛ ماوسكوف، سيمور هـ.؛ نيومان، ويليام ر. (2015). أوزيريس، المجلد 29: المعرفة الكيميائية في أوائل العصر الحديث . منشورات جامعة شيكاغو. ISBN 978-0-226-15839-6.
  6. ↑ أورسولا كلاين (يوليو 2007). "أساليب التجريب ونظرية المادة الكيميائية في الثورة العلمية". ميتا ساينس . 16 (2). سبرينغر : 247-256 [247]. doi : 10.1007/s11016-007-9095-8 . ISSN 1467-9981 . S2CID 170194372 .  
  7. ↑ نيرماير-دوهوني، جاستن روبرت (2018). مسألة حيوية: الخيمياء، والوفرة، والتحسين الزراعي في إنجلترا في القرن السابع عشر ( أطروحة). OCLC 1090369187. ProQuest 2161867295 .  
  8. 1 2 دوشين، ستيفن (2008). "دراسة أولية حول توظيف أعمال فان هيلمونت في بريطانيا في مجالات الكيمياء والطب والفلسفة الطبيعية". أمبيكس . 55 ( 2): 122-135 . doi : 10.1179/174582308X255479 . ISSN 0002-6980 . PMID 19048972. S2CID 38195230 .   
  9. ↑ دي ميلت، كلارا (1953). "مقالات جان ري" . مجلة التعليم الكيميائي . 30 (7): 377. Bibcode : 1953JChEd..30..377D . doi : 10.1021/ed030p377.3 . ISSN 0021-9584 . 
  10. ↑ جافي، ب. (1976). بوتقات: قصة الكيمياء من الخيمياء إلى الانشطار النووي ( الطبعة الرابعة). نيويورك: منشورات دوفر. ISBN  978-0-486-23342-0.
  11. 1 2 3 غولينسكي، يان (1994). "الأجهزة الدقيقة وترتيب البرهان التوضيحي في كيمياء لافوازييه". أوزيريس . 9 : 30-47 . doi : 10.1086/368728 . S2CID 95978870 . 
  12. ↑ ليفر، تريفور (2001). تحويل المادة . بالتيمور، ماريلاند: مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ISBN 0-8018-6610-3.
  13. 1 2 3 بلومنتال، جيفري (فبراير 2013). "حول إنجاز لافوازييه في الكيمياء: حول إنجاز لافوازييه في الكيمياء" (ملف PDF) . سنتوروس . 55 (1): 20-47 . doi : 10.1111/1600-0498.12001 . hdl : 1983/205ebdf7-ee96-42db-8687-a1b9eb6575c5 .
  14. ↑ إيدي، ماثيو (2008). لغة علم المعادن: جون ووكر، الكيمياء وكلية الطب في إدنبرة، 1750-1800 . آشجيت. ISBN 978-0-7546-6332-4.
  15. ^ دوفين ، دينيس. كليكستين ، هربرت (سبتمبر 1954). “إدخال التسميات الكيميائية لافوازييه في أمريكا”. إيزيس . 45 (3): 278-292 . دوى : 10.1086/348339 . بميد 13232806 . S2CID 32064170 .  
  16. ^ غايتون دي مورفو، لويس برنارد. لافوازييه، أنطوان لوران؛ بيرثوليت، كلود لويس؛ فوركروي، أنطوان فرانسوا دي، كونت؛ هاسنفراتز، جان هنري؛ أديت، بيير أوغست (1787). طريقة التسمية الكيميائية . باريس، فرنسا: شي كوشيه. مؤرشفة من الأصلي في 19 أبريل 2019 . تم الاسترجاع في 19 أبريل 2019 .{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  17. ↑ أنطوان لوران لافوازييه، عناصر الكيمياء ، ترجمة روبرت كير (إدنبرة، 1790؛ طبعة مصورة نيويورك: دوفر، 1965)، ص. xv–xvi.
  18. ↑ عزيزي، بيتر (2006). قابلية فهم الطبيعة . مطبعة جامعة شيكاغو. ص 74-75 . 
  19. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ ١٨ ١٩ ٢٠ ٢١ ج. ، بولر، بيتر؛ موروس، إيوان ريس (٢٠٠٥). صناعة العلم الحديث: دراسة تاريخية . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 0226068609. OCLC 56333962 . {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  20. 1 2 جمعية مانشستر الأدبية والفلسفية (1805). مذكرات ومحاضر جمعية مانشستر الأدبية والفلسفية: (مذكرات مانشستر) .

للمزيد من القراءة

  • ويليام ب. جنسن، " المنطق والتاريخ وكتاب الكيمياء المدرسي: الجزء الثالث. ثورة كيميائية واحدة أم ثلاث؟ "، مجلة التعليم الكيميائي ، المجلد 75، العدد 8، أغسطس 1998
  • جون ج. ماك إيفوي (2010). تأريخ الثورة الكيميائية: أنماط التفسير في تاريخ العلوم . بيكرينغ آند تشاتو. ISBN 978-1-84893-030-8.انظر أيضًا مراجعة الكتاب بقلم سيمور ماوسكوف في HYLE - المجلة الدولية لفلسفة الكيمياء ، المجلد 17، العدد 1 (2011)، الصفحات  41-46.
  • بريستلي، جوزيف (1797). اعتبارات حول مذهب الفلوجستون وتحلل الماء . المجلد  2. فيلادلفيا: مطبوعات توماس دوبسون . تاريخ الاسترجاع: 7 أبريل 2026 .