Alkymi. Til høyre: En alkymist i sitt laboratorium. I bakgrunnen til venstre hans læregutt.

.
Lisens: fri

Kjemiens historie er historien om hvordan mennesker har systematisert stoffer og forstått deres egenskaper og bruksområder.

Kunnskaper i kjemi kom først i arbeidsmåter og tradisjoner i mange håndverk. Etter hvert ble kunnskapene systematisert, og hypoteser og teorier ble formulert som et ledd i å forstå det som skjedde.

Kjemi som et eget vitenskapelig fag oppsto først på slutten av 1700-tallet. I dag finnes det flere grener innen kjemien.

Forhistorisk tid

Allerede i forhistorisk tid lærte mennesker om stoffers egenskaper ved farging og garving. De fremstilte keramikk, legemidler og giftstoffer. De så at druesaft ble til vin, og de fremstilte mjød, øl og eddik.

Også kjennskapet til metallene gull, sølv, kobber, bly, tinn og jern går tilbake til forhistorisk tid. Gull var det første metallet som fanget menneskenes interesse fordi det ble funnet som metall i naturen og var lett formbart.

Metallkulturer

Bronsedolk og spydspiss
Bronsedolk og spydspiss fra bronsealderen. Dolken er funnet på Todnes i Steinkjer kommune.
Av .
Lisens: CC BY 2.0

De eldste blyfunnene stammer fra rundt 6500 før vår tidsregning, mens jern og kobber har vært kjent fra rundt 5000 fvt. Selv om jern fra meteoritter enkelte steder har vært benyttet før kobber, er kobber likevel det metallet som først ble tatt i bruk i større utstrekning og la grunnlaget for de gamle metallkulturene, først som rent metall i kobberalderen, senere som legering med tinn i bronsealderen. Allerede rundt 3500 fvt. fremstilte egypterne kobber ved å redusere malakitt fra Sinaihalvøya med trekull. De eldste funn av bronse er fra rundt 3500–3300 fvt., og de eldste funn av rent tinn fra rundt 2600 fvt.

Den første fremstillingen av jern skjedde i Lilleasia rundt 1300–1200 fvt., og fra rundt 1000 fvt. var jern i alminnelig bruk i Egypt. Metallet antimon har vært kjent helt fra rundt 3000 fvt.

Farging av glass og tekstiler

Glass ble også fremstilt tidlig. I Egypt har man funnet glassdråper som skriver seg fra rundt 3400 fvt. Rundt 1370 fvt. fremstilte egypterne glass i digler ved å smelte kvartssand og soda. Blått- og grønnfarget glass med innhold av kobberforbindelser var likeledes kjent i Egypt, og egyptisk blått ble anvendt som blå glasur for keramikk og fajanse. Allerede rundt 1450 fvt. ble koboltforbindelser brukt for å farge glass blått.

Farging av tekstiler med indigo ble utført i Egypt så tidlig som rundt 1600 fvt. Antikkens purpur skriver seg sannsynligvis fra Kreta, hvor fargestoffet ble fremstilt av marine skalldyr. Fargestoffet skarlagen ble fremstilt av skarlagenslus (cochenille). Farging med krapprødt (alizaron) fra krapplantens rot var også kjent. Denne fargingen krevde dessuten kjennskap til beisemidler som alun. Ved balsamering med koksalt og alun laget egypterne mumier både av døde mennesker og dyr.

Tidlig kjemisk teori

Grekerne

Heraklit og Demokrit
Den gråtende Heraklit og den leende Demokrit. Maleri fra 1477. Begge disse greske filosofene hadde teorier om hva verden egentlig består av.

Den klassiske greske kulturens bidrag til kjemiens utvikling var meget beskjeden. Grekerne var først og fremst filosofer, men tross den rent spekulative karakteren deres ideer hadde, fikk disse en sentral betydning for all naturvitenskapelig tenkning og virksomhet i bortimot to tusen år.

Den første greske filosofen man kjenner navnet på er Thales fra Milet (rundt 625–545 fvt.). Han betraktet vann som opprinnelsen til alle ting. Anaximenes mente at luft var det primære stoff. Heraklit betraktet ilden som opprinnelsen til alle ting. Empedokles hevdet at ild, luft, vann og jord var de fire røtter til alle ting. Sin endelige form fikk denne læren av Aristoteles (384–322 fvt.), som modifiserte Empedokles' lære om de fire elementer ved å oppfatte dem som en kombinasjon av et substrat og to av de fire egenskapene varm, kald, fuktig og tørr. Da egenskapene ifølge Aristoteles lot seg ombytte, måtte dette bety at elementene også skulle kunne omdannes i hverandre. På den måten ble Aristoteles' lære det filosofiske grunnlag for alkymien og forsøk på å omdanne elementene i hverandre.

Begrepet atom kan også føres tilbake til de greske filosofene. Levkippos og hans elev Demokrit regnes som grunnleggerne av denne teorien. Dette ble imidlertid ikke godtatt av Aristoteles. Teorien kom derfor i miskreditt og ble først tatt opp igjen i nyere tid. De gamle grekerne gjorde ikke eksperimenter for å teste sine teorier.

Romerne

Heller ikke romerne bidrog mye til å utvide de kjemiske erfaringer. De gjorde noen praktiske fremskritt i metallfremstilling, hvor de blant annet fremstilte gull, sølv, kobber, kvikksølv, jern, tinn og bly med forbausende god renhetsgrad. Romerne kjente dessuten til gips, alun, lær, stivelse, soda, pottaske og en rekke andre nyttige stoffer, blant annet eddik.

Med det romerske rikes forfall og undergang ble det slutt med fremgangen på kjemiens område.

Kina og India

Også i Kina kjente man tidlig til gull, sølv og kobber. Bronse forekom allerede 1100–1000 fvt. og jern rundt 500 fvt. Boken Shujing (opptegnelsenes kanoniske bok) inneholder et kapittel som muligens skriver seg helt fra rundt 2200 fvt. Det er en beretning om de fem elementene vann, ild, tre, metall og jord.

I India ser den kjemiske virksomheten hovedsakelig ut til å ha vært knyttet til medisin og farmasi, og den har hatt liten betydning for kjemiens utvikling i de vestlige land.

Tidsrommet cirka 200 til cirka 1500 i kjemiens historie var vesentlig preget av alkymien og dens forgjeves forsøk på å forvandle uedle metaller til gull ved hjelp av «de vises sten».

Perioden 1500–1700 i Europa

The Alchemist in Search of the Philosophers Stone
The Alchemist in Search of the Philosophers Stone
Av / Derby Museum and Art Gallery .

Innflytelsen fra alkymien gjorde seg gjeldende i Europa helt frem til begynnelsen av 1800-tallet. Men allerede på 1500–1600-tallet begynte nye ideer og målsetninger å trenge seg gjennom de såkalte iatrokjemikerne. Tiden fra cirka 1500 til 1650 kalles av og til den iatrokjemiske epoke.

Iatrokjemikerne prøvde gjennom systematiske forsøk å komme frem til stoffer som kunne utnyttes i medisinen og for andre praktiske formål. Grunnleggeren og den mest fremtredende representant for retningen var Paracelsus, som hevdet at kjemiens viktigste oppgave var å fremstille legemidler.

Jan Baptista van Helmont var en av de første kjemikere som utførte kvantitative forsøk basert på veiing. Han innførte betegnelsen gass. Johann Rudolph Glauber bidrog i vesentlig grad til å klargjøre egenskapene til syrer, baser og salter. Den tyske legen Daniel Sennert (1572–1637) får gjerne æren for å ha gjenopplivet atomteorien (1604), men det er i første rekke Pierre Gassendis fortjeneste at teorien ble tatt i bruk og alminnelig kjent. Både Joachim Jungius (1587–1657) og Robert Boyle (1627–1691) benyttet seg av atombegrepet.

Flere bøker om kjemisk-tekniske spørsmål ble utgitt i dette tidsrommet, særlig om metallurgiske emner og om fremstilling av glass og keramiske produkter. I 1597 så den første læreboken i kjemi dagens lys: Alchemia av Andreas Libavius (1550–1616).

Boyle og fremveksten av eksperimentell kjemi

Robert Boyle
Robert Boyle tillegges mye av æren for framveksten av moderne eksperimentell kjemi.
Av /Wellcome Collection.

Boyle tillegges mer enn noen annen æren for å ha grunnlagt den moderne eksperimentelle kjemi. Eksperimentet skal ifølge Boyle være grunnlaget for enhver teori, og enhver teori skal føre til nye eksperimenter og oppdagelser. Hans synspunkter er i første rekke beskrevet i boken The Sceptical Chymist, utgitt i London i 1661.

Boyle utførte grunnleggende forsøk med gasser og fant 1662 den loven som bærer hans og Edmé Mariottes (cirka 1620–1684) navn. Boyle regnes som en av grunnleggerne av den kvalitative analyse. Han studerte forbrenningsreaksjoner, spesielt metallenes forhold ved oppvarming.

Både Boyle, hans samtidige Robert Hooke (1635–1702) og John Mayow (1641–1679) viste at metallene ble tyngre ved oppvarming, noe de mente skyldtes at luft ble «absorbert» ved oppvarmingen. Kjemikerne bygde imidlertid ikke videre på denne ideen, og det ble i stedet en helt annen og fullstendig gal teori, flogistonteorien, som kom til å prege oppfatningen av forbrenningsprosessene i de drøyt neste hundre år. Flogistonteorien fra rundt 1697 skyldes Johann J. Becher (1635–1682) og Georg Ernst Stahl (1660–1734).

Perioden 1700–1800 i Europa

Kjemisk analyse og oppdagelse av grunnstoffer

Flogistonteorien fikk stor utbredelse og fant mange tilhengere. Samtidig gjorde analytisk kjemi store fremskritt, særlig i Sverige og Tyskland, hvor det ble utarbeidet gode metoder både for kvalitativ og kvantitativ analyse av mineraler. Analysene var hittil for det meste blitt utført på «tørr vei» ved smeltning og destillasjon og uten bruk av løsninger. Nå ble også reaksjoner i løsninger, såkalte «våtveismetoder», tatt i bruk for analytiske formål.

Som et resultat av de nye analytiske metodene ble mange nye grunnstoffer oppdaget i løpet av 1700-tallet: kobolt (1735), sink (1742), platina (1750), nikkel (1751), mangan (1774), molybden (1782) og wolfram (1783). Alt i alt var 34 grunnstoffer kjent ved slutten av 1700-tallet, hvorav 20 ble oppdaget mellom 1750 og 1798.

Gasser

I denne perioden ble det foretatt en rekke grunnleggende forsøk over gasser og deres egenskaper. Blant annet viste Joseph Black (1728–1799) at en gass kunne forene seg kjemisk med et fast stoff og gi en ny forbindelse med andre egenskaper. Dette endret radikalt oppfatningen av hva en gass var, men fremdeles ble alle gasser kalt luft.

Avgjørende oppdagelser ble gjort av briten Henry Cavendish som i 1766 oppdaget hydrogen eller såkalt «brennbar luft». Cavendish og andre kjemikere på denne tiden antok dette var flogiston. Daniel Rutherford oppdaget i 1772 «forpestet luft», det vi kaller nitrogen. Joseph Priestley oppdaget i 1774 oksygen, eller «deflogisert luft» som han kalte det. Svensken Carl Wilhelm Scheele oppdaget klor i 1774.

Franskmannen Antoine Laurent Lavoisier påviste i strid med flogistonteorien at stoffer tar opp oksygen fra luften når de brenner, og at dette er årsaken til at det skjer en økning av massen ved forbrenningen.

Fremvekst av kvantitativ kjemi

Av avgjørende betydning for kjemiens videre utvikling var at man i løpet av 1700-tallet tok kvantitative metoder mer i bruk. Kjemien forandret dermed fullstendig karakter fra å være en rent beskrivende, kvalitativ vitenskap til å bli en eksakt vitenskap. Utviklingen av kjemien på 1800-tallet og helt frem til våre dager har i høy grad vært preget av at kjemien i stadig større utstrekning har tatt fysiske målemetoder i bruk.

En rekke betydningsfulle kjemisk-tekniske fremskritt ble gjort på 1700-tallet. Porselen ble gjenoppfunnet i Europa av Johann Friedrich Böttger i Meissen i 1708–1709. I 1746 ble den første fabrikk for teknisk fremstilling av svovelsyre etter blykammermetoden satt i gang i Birmingham av John Roebuck og Garbett. I 1747 påviste Andreas S. Marggraf (1709–1782) sukker i fôrbeter og åpnet dermed for muligheten av å fremstille sukker av beter (1799). I 1791 ble det oppdaget hvordan soda kunne fremstilles fra koksalt, svovelsyre, kull og kalkstein (Leblanc-prosessen). I 1789 oppdaget Claude-Louis Berthollet den blekende virkning av klor, og 1799 fremstilte Smithson Tennant klorkalk og grunnla klorblekingen.

Organisk kjemi

I kjemien var det på 1600- og 1700-tallet i første rekke mineraler, salter og andre uorganiske stoffer som interesserte. Men teknologer, farmasøyter, leger og alkymister hadde også arbeidet med naturens stoffer, stoffer vi i dag kaller organiske. Sukker, alkohol, eddiksyre, stivelse og enkelte fargestoffer var kjent og tatt i bruk alt i oldtiden.

På slutten av 1700-tallet ble flere organiske forbindelser isolert og beskrevet. Torbern Bergman var den første som skjelnet mellom uorganiske og organiske stoffer (1780), og Jöns Jacob Berzelius var den første som brukte betegnelsen organisk kjemi (1806), selv om han med dette nærmest mente det som i dag kalles biokjemi.

Perioden 1800–1900

Moderne atomteori

Dalton, John

Den britiske fysikeren og kjemikeren John Dalton.

Dalton, John
Av /Store norske leksikon ※.

For kjemiens utvikling på 1800-tallet ble John Daltons (1766–1844) atomteori fra 1807 av fundamental betydning. Den gav en enkel forklaring på Joseph Louis Prousts lov om de «konstante proporsjoner i de kjemiske forbindelser» fra 1799 og Daltons egen lov «om de multiple proporsjoner i de kjemiske forbindelser» fra 1803. De nevnte lovene la grunnlaget for at man kunne bestemme ulike atommasse svært nøyaktig, noe Jöns Jacob Berzelius er kjent for.

Antall kjente grunnstoffer økte raskt. Allerede i 1814 var antallet kommet opp i 46, og i 1869 var tallet vokst til 63. Samtidig oppstod behov for en systematisering og klassifisering av grunnstoffene. Dette fant sin løsning ved utarbeidelsen av grunnstoffenes periodesystem i 1869 ved russeren Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev og tyskeren Lothar Meyer (1830–1895).

Organisk kjemi og valensteorien

benzen
Molekylmodell av benzen. Grå kuler står for karbonatomer. Hvite kuler står for hydrogenatomer. Strekene står for kjemiske bindinger.
benzen
Lisens: CC BY SA 3.0

På begynnelsen av 1800-tallet ble det fremsatt flere forskjellige teorier for å forklare organiske forbindelsers sammensetning og egenskaper. Imidlertid var det først valensteorien utformet av Friedrich August Kekule von Stradonitz som gav den organiske kjemien det teoretiske grunnlaget som den siden har kunnet bygge videre på.

Kekule hevdet i 1858 at karbon har fire «affinitetsenheter» som karbon kan feste seg til fire «énatomige» grunnstoffer som for eksempel hydrogen med. Videre hevdet han at et karbonatom kunne bruke en av sine affinitetsenheter til å forene seg med et annet karbonatom, slik at hvert av de to karbonatomene da ville ha tre enheter til å forene seg med andre atomer. På et lignende vis kunne kjeder av karbonatomer danne basis for en rekke organiske forbindelser.

Uavhengig av og omtrent samtidig med Kekule fremla Archibal Scott Couper (1831–1892) samme oppfatning av karbonets fireverdighet. Couper brukte prikkede linjer for å angi affinitetsbindingene og innførte dermed det systemet som senere ble alminnelig brukt. Ordet valens ble først innført av C. H. Wichelhaus (1842–1927) i 1868.

Kekules og Coupers valensteori gav en tilfredsstillende forklaring på de alifatiske forbindelser. De aromatiske forbindelser var derimot fremdeles en gåte. Kekule gav i 1865 en løsning på problemet ved å hevde at de seks karbonatomene i benzen, C6H6, dannet en ring hvor karbonatomene avvekslende var bundet til hverandre med enkelt- og dobbeltbindinger slik at karbonet bevarte sin fireverdighet. Selv om Kekules benzenstruktur siden er blitt modifisert, har den spilt en avgjørende rolle for den organiske kjemis utvikling. Kekule antydet i 1867 en tetraedrisk modell for karbonatomet med atomet som en sentral kule og de fire valenser pekende mot hjørnene i et tetraeder. Denne idéen ble utviklet videre av Jacobus Henricus van't Hoff (1852–1911) og uavhengig av Joseph Achille Le Bel (1847–1930). Dette førte videre til teorien om det asymmetriske karbonatom og til stereokjemien.

Syntetisk organisk kjemi og fargestoffkjemi

Den syntetiske organiske kjemi har sin opprinnelse i Friedrich Wöhlers (1800–1882) fremstilling av oksalsyre fra dicyan i 1824 og av urea (urinstoff) ved oppvarming av ammoniumcyanat i 1828. Den første fullstendige syntesen av en organisk forbindelse ut fra grunnstoffene var Hermann Kolbes (1818–1884) fremstilling av eddiksyre i 1844 over karbondisulfid og karbonklorid.

Senere har den organisk-syntetiske kjemi gjennomgått en stor utvikling. Et særlig stort oppsving tok den syntetiske organiske kjemi i siste halvdel av 1800-tallet med fargestoffkjemien. Utviklingen begynte i 1856 ved at William Henry Perkins (1838–1907) fremstilte det første anilinfargestoffet mauvein, noe som igangsatte fremstilling av en rekke verdifulle organiske fargestoffer (se fargestoffer og tjærefargestoffer). Slike synteser førte særlig i Tyskland til etablering av en blomstrende fargestoffindustri. Dette fikk stor betydning for utviklingen av andre kjemiske industrigrener, ikke minst den farmasøytisk-kjemiske industri.

Utviklingen av den organiske kjemi foregikk uten særlig anvendelse av matematiske og fysiske metoder. Først på 1900-tallet fikk man en dypere forståelse av kjemiske bindinger i organiske forbindelser, takket være nye fysiske hjelpemidler som røntgendiffraksjon, elektrondiffraksjon, spektroskopi, magnetiske metoder med mer.

Fysikalsk kjemi og oppfinnelsen av batteriet

Alessandro Volta
Alessandro Volta, italiensk fysiker, som levde fra 1745 til 1827. Hans berømte «Voltas søyle» var det første apparat som leverte varig elektrisk strøm.
Volta-søyle
Kopi av batteriet Alessandro Volta sendte til Michael Faraday ved Royal Institution i London i 1800. Hver celle består av en kobberplate og en sinkplate samt et tøystykke fuktet i saltvann.
Volta-søyle
Av /Getty Images.

I de første tiårene av 1800-tallet begynte kjemikerne for alvor å beskjeftige seg med elektrolytiske og katalytiske fenomener og med affinitetsproblemer.

Studiet av elektrolytiske fenomener tok til med Alessandro Voltas (1745–1827) oppfinnelse av den elektriske «søyle» i år 1800. Denne oppfinnelsen ble straks anvendt av William Nicholson (1753–1815) og Anthony Carlisle (1768–1840) til å studere elektrolyse av vann og forskjellige saltløsninger. Deres forsøk viste at elektrolysen førte til frigjøring av hydrogen ved den ene elektroden og oksygen ved den andre.

I 1803 utførte Berzelius og Wilheml Hisinger (1760–1852) lignende forsøk. De fant at saltene ble spaltet slik at basekomponenten ble dannet ved den negative elektroden og syrekomponenten ved den positive. Syre- og basekomponenten måtte derfor åpenbart være motsatt ladede. De kvantitative sider ved elektrolysen ble studert av Michael Faraday (1791–1867) og førte i perioden 1832–1833 til oppdagelsen av de elektrolytiske lovene som er oppkalt etter ham. Se Faradays induksjonslov.

Katalytisk virkning ble belyst av C. B. Désormes (1777–1862) og Nicolas Clément (1771–1841) i en teori om hvordan nitrogenoksider virker ved svovelsyrefremstillingen etter blykammermetoden. I 1823 oppdaget Johann W. Döbereiner (1780–1849) forbrenning av hydrogen i nærvær av fint fordelt platina som katalysator, og i 1831 tok P. Philipps ut et patent på fremstilling av rykende svovelsyre (svoveltrioksid) ved å lede svoveldioksid og luft over oppvarmet, fint fordelt platina (kontaktmetoden). Tekniske aspekter ved prosessen ble angitt av Clemens Winkler i 1875, og metoden ble i 1890 tatt i bruk av Badische Anilin- und Sodafabrik. Wilhelm Ostwald (1853–1932) definerte i 1894 en katalysator som et stoff som kan påskynde en reaksjonshastighet uten selv å bli varig forandret.

For den industrielle utvikling har de katalytiske prosesser spilt en avgjørende rolle. Eksempler: fettherdning med nikkel som katalysator i 1897, katalytisk forbrenning av ammoniakk til nitrogendioksid (et ledd i salpetersyreproduksjonen) med platina som katalysator, syntetisk fremstilling av ammoniakk etter Haber-Bosch-metoden.

Studiet av affinitet og kjemiske reaksjoner

Uttrykket affinitet var allerede tatt i bruk av alkymistene for å betegne stoffenes «kjærlighet og hat» til hverandre. Hermann Boerhaave (1668–1738) brukte affinitet om stoffenes evne til å reagere med hverandre, og som et uttrykk for de krefter som holdt kjemiske forbindelser sammen. Alexander William Williamson (1824-1904) pekte på at to reaksjoner som forløper med samme hastighet i motsatt retning, måtte føre til en dynamisk likevekt. Sin endelige matematiske form fikk teoriene om den kjemiske likevekt ved Cato Maximilian Guldbergs (1836–1902) og Peter Waages (1833–1900) massevirkningslov i 1864.

Et annet utgangspunkt for studiet av affinitet var energiomsetningene som ledsager kjemiske reaksjoner. De første som arbeidet vitenskapelig med varmeomsetningen ved kjemiske reaksjoner var Antoine Laurent Lavoisier og Pierre Simon Laplace (1749–1827) som i 1783 utførte kalorimetriske målinger av de varmemengder som er forbundet med forbrenningsreaksjoner og med åndedrettet. Undersøkelsene viste at det kreves like mye varme for å spalte en forbindelse i grunnstoffer som det frigjøres når forbindelsen dannes ut fra grunnstoffer.

Dette la grunnlaget for den senere termokjemi, som begynte med at Germain Henri Hess (1802–1850) formulerte «loven om de konstante varmesummer» i 1840. Loven sier at varmemengden som utvikles ved en kjemisk reaksjon er uavhengig av om reaksjonen utføres direkte eller over flere mellomtrinn. Ved hjelp av loven ble et stort antall reaksjonsvarmer bestemt av Julius Thomsen (1826–1909) og Marcellin Berthelot. Begge mente at den frigjorte reaksjonsvarme var et kvantitativt mål for affiniteten. Denne oppfatningen måtte modifiseres allerede i 1884, da van't Hoff viste at det var det maksimale ytre arbeid som reaksjonen kan levere når den utføres reversibelt og isotermt, som er et mål for den kjemiske affinitet.

Vandige løsningers kjemi og syre-base-kjemi

Av vesentlig betydning for en nærmere forståelse av vandige løsningers egenskaper var det at van't Hoff i 1886 fant at fortynnede løsningers osmotiske trykk fulgte de samme lovene som trykket av en ideal gass. Dette stemte for løsninger av organiske stoffer, for eksempel sukker, men ikke for vandige løsninger av syrer, baser og salter. Sistnevnte løsninger hadde et høyere osmotisk trykk enn det man skulle vente, og forholdt seg derfor som om de var mer konsentrerte enn de i virkeligheten var.

Disse iakttagelser fikk sin forklaring ved Svante August Arrhenius' (1859–1927) elektrolytiske dissosiasjonsteori fra 1887. Det essensielle i denne teorien er at en elektrolytt spontant som en del av selve løsningsprosessen dissosierer i motsatt ladede ioner når den løses i vann. Dissosiasjonsteorien gav videre forklaring på elektrisk konduktans av elektrolytter, såvel på forskjellen i styrken av ulike syrer og baser. Dette førte i sin tur til en ny definisjon av syre-basebegrepet, og Arrhenius' antagelse om at de svake elektrolytter bare var delvis dissosiert i vandig løsning, gjorde det mulig å anvende massevirkningsloven på slike løsninger. Dissosiasjonsteorien fikk stor betydning for den fortsatte utvikling av kjemien, og det er få teorier som har vist seg mer fruktbare enn denne.

Visse modifikasjoner er imidlertid kommet til etter hvert. Vi vet for eksempel nå at ionene ikke alltid oppstår når elektrolytten løses i vann, men at de i de fleste salter, for eksempel natriumklorid, ligger ferdig på forhånd i krystallene.

Industriell utvikling

Nær tilknyttet utviklingen av den vitenskapelige kjemi skjedde en sterk utvikling av den industrielle kjemi. Omkring 1900 var kjemi etablert som egen vitenskap og det ble gitt undervisning i kjemi både ved universiteter og tekniske høyskoler.

Tiden etter 1900

De viktigste oppdagelser på 1900-tallet er radioaktivitet, metoder til å bestemme atomers, molekylers og faste stoffers struktur, utvikling av metoder til bestemmelse av kjemisk binding. Fremstilling av polymerer, vitaminer, hormoner, enzymer og andre biologiske makromolekylære stoffer, samt nye metoder av preparativ, analytisk eller målende art.

Radioaktivitet

Radioaktivitet ble oppdaget av Alexandre Edmond Becquerel, som i 1896 under studiet av fluorescens og fosforescens fra uransalter fant at disse avgav stråling som svertet en fotografisk film uten på forhånd å være blitt belyst. I 1903 foreslo Ernest Rutherford og Frederick Soddy at radioaktivitet skyldes spontan spaltning av atomkjerner slik at det blir dannet én eller flere andre atomkjerner, det vil si at radioaktive grunnstoffer går over til andre grunnstoffer. De fant også at atomer med samme ladning kunne ha forskjellig masse. Slike atomer kalte de isotoper.

Bestemmelse av faste stoffers krystallstruktur ble muliggjort ved at Max Felix Theodor Laue i 1912 oppdaget at røntgenstråler avbøyes i en krystall på lignende måte som lys i et optisk gitter.

Moderne atommodell

Atom
Atomet består av en kjerne, og rundt den kretser elektroner. Kjernen inneholder protoner og nøytroner, og disse er igjen bygd opp av kvarker. Man kan ikke utelukke at kvarkene er bygd opp av mindre bestanddeler.
Atom
Av /Store norske leksikon.

I 1911 fant Ernest Rutherford at et atom består av en liten kompakt kjerne med elektronene roterende omkring som planetene rundt Solen. Men en slik modell ville ikke være stabil. Niels Bohr foreslo et par år senere en atommodell hvor elektronene beveget seg i bestemte baner og når atomet vekselvirket med elektromagnetisk stråling kunne elektronet hoppe fra en bane til en annen når strålingen hadde bestemte frekvenser. Denne modellen har senere blitt utviklet videre av Erwin Schrödinger og andre og gjelder fortsatt i dag. Denne atommodellen gir en teoretisk forklaring på grunnstoffenes periodesystem.

Den første fremkalte atomomvandling ble utført av Ernest Rutherford i 1919 da han beskjøt nitrogenatomer med alfapartikler og viste at dette førte til dannelse av oksygenatomer og utsendelse av protoner fra nitrogenkjernen.

Viktige hendelser var videre oppdagelsen av nøytronet i 1932 av James Chadwick og kunstig radioaktivitet i 1934 av Irène Joliot-Curie og Jean Frédéric Joliot. I 1937 fant den første fremstilling av et grunnstoff (technetium) sted, og etter 1940 er et stadig stigende antall transuraner fremstilt. I 1939 påviste Otto Hahn og Fritz Strassmann (1902–1980) at uran ved beskytning med nøytroner spaltes i to middels tunge fragmenter (fisjon), noe som førte til konstruksjon av den første atomreaktor i 1942 ved Enrico Fermi og den første atombomben i 1945.

Kjemi med datakraft

Det som særpreger utviklingen i kjemi siden midt på 1900-tallet er innføring av datamaskiner. De har gjort det mulig å bestemme strukturen av komplekse molekyler av biologisk interesse. Det startet blant annet med Linus Carl Paulings modell av strukturen av proteiner samt James Dewey Watson og Francis Harry Compton Cricks modell av DNA.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg