Det periodiske system 150 år

Kjemien ble en vitenskapelig rydding på alkymistenes kunnskapsloft

Mennesket har behersket kjemi i flere tusen år, men det er først de siste hundre årene vi virkelig har forstått hva som skjer når stoffer reagerer med hverandre.

Det var ikke nok å finne de riktige ingrediensene for alkymistene. Det hele måtte blandes sammen under de riktige stjernetegn og andre betingelser.
Det var ikke nok å finne de riktige ingrediensene for alkymistene. Det hele måtte blandes sammen under de riktige stjernetegn og andre betingelser. (Illustrasjonsfoto: Colourbox.com)

Mennesket har behersket kjemi i flere tusen år, men det er først de siste hundre årene vi virkelig har forstått hva som skjer når stoffer reagerer med hverandre.

Kjemiens historie har røtter i antikken, selv om ideene var temmelig forskjellige den gangen. Lenge før man hadde noe begrep om grunnstoffer mente de gamle grekerne at alt var basert på de fire elementene ild, jord, luft og vann. De hadde igjen arvet ideen fra babylonerne.

Disse forestillingene blir ofte kalt det aristoteliske verdensbilde fra den greske filosofen, som også la til et femte element, eter, som han mente stjernene var laget av.

Kineserne så litt annerledes på det og delte inn elementene i ild, jord, vann, metall og tre, mens indere og andre hadde sine varianter.

Les også

Kjemiske erfaringer

Det greske bildet av hvordan alt var bygget opp holdt seg svært lenge, og lå som en klam hånd over den frie tenkningen i århundrer. Sannheten var opplest og vedtatt. Likevel hindret det ikke mange oppdagelser fra å finne sted.

Gjennom århundrene lærte man seg å fremstille metaller ved å redusere malmer og blande til ulike stoffer, eller kjemikalier som vi vil si i dag. Man fant opp kruttet og en rekke andre stoffer basert på de råvarene man hadde tilgang til. Det å lage øl, farge klær, produsere glass og kosmetikk er urgamle kunnskaper som vi ville karakterisere som kjemi i dag. Likevel holdt de antikke forestillingene seg, og man forklarte alt ut fra de fire elementene.

Bevarte og utviklet kunnskap

I en tid hvor man ikke trykte bøker, og hvor de færreste kunne lese og skrive, var det i klostrene de «kjemiske» kunnskapene ble bevart og videreutviklet.

Maurernes inntog i Europa på Den iberiske halvøya gav også et kunnskapsløft. Araberne hadde tatt vare på grekernes kunnskaper og foredlet dem videre.

Alkymien

Det klassiske bildet av en alkymist er gjerne en munk som sitter i sitt kammer og prøver å blande ulike stoffer for å skape gull.

I sin jakt på gull, sølv, ungdomseliksiren og andre verdier ble alkymistene forløperne til kjemikerne. Det er vanskelig å angi en tidsperiode når alkymien startet, men de gamle egypterne bedrev sine kunster fra 3000 år før Kristus.

Likevel er det den europeiske alkymien fra middelalderen de fleste har et forhold til. Kunnskapen og erfaringene var godt blandet sammen med mystikk og astrologi. Det var ikke nok å finne de riktige ingrediensene. Det hele måtte blandes sammen under de riktige stjernetegn og andre betingelser. Alkymien var preget av en blanding av vitenskap og åndelighet. I mangel av forståelse for kjemiens natur og grunnstoffene er det lett å bli forført. Selv Newton var en ivrig alkymist.

Kjemien

Overgangen mellom alkymi og kjemi var en gradvis og langdryg affære på et par hundre år eller mer. På en måte var kjemien en slags vitenskapelig loftsrydding av alkymistenes kunnskap.

De fleste regner at den moderne kjemien begynner med iren Robert Boyle på 1660-tallet, selv om Boyle var en overbevist alkymist som trodde det lot seg gjøre å lage gull. Men han trodde ikke på antikkens inndelinger i elementer, og var overbevist om at alt var bygget opp av grunnstoffer som ikke kunne deles opp. Boyle kom fra en rik familie, og han hadde både tid og penger til å arbeide med det han syntes var interessant. Vi kjenner navnet hans fra en av fysikkens viktige lover. Den om at volumet til en gass er omvendt proporsjonalt med trykket.

Les også

Atomfritt

Antoine Lavoisier utviklet teorien om konservering av masse i 1783. På den tiden var det akseptert at det fantes et stoff som het flogiston som kunne forklare forbrenning. Det trodde ikke Lavoisier på. Derimot viste han at oksygen var et viktig element i forbrenning. Han forsto at det ble bundet og frigjort energi i kjemiske prosesser. Resultatene hans la på det viset grunnlaget for termodynamikken.

Etter hvert som man klarte å fremstille gassene hydrogen og oksygen, fant man ut at to deler hydrogen og en del oksygen ble til vann.

I dag vet vi at grunnstoffene er basis for kjemien, men frem til slutten av 1700-tallet kjente man ikke til atomer. Det er John Dalton som har fått æren av å ha definert atomet rundt år 1800. Han knyttet atomene til grunnstoffene som de minste byggesteinene i naturen. Det resulterte i en langsom erkjennelse av at grunnstoffene i form av ulike atomer var de fundamentale byggeblokkene i naturen.

I 1828 varmet Friedrich Wöhler opp ammoniumcyanat, et uorganisk stoff, og fikk urea som var organisk og som til da bare var fremstilt fra urin. Det var en vekker som brøt ned grensen mellom det levende og døde.

Det periodiske system

Et virkelig høydepunkt i kjemihistorien er utviklingen av det periodiske system. Det er russeren Dmitrij Mendelejev som har fått æren av å lage det første virkelig brukbare systemet i 1870. Han var en genial kar med litt spesielle ideer. Blant annet klippet han håret bare en gang om året. Mendelejev var visstnok påvirket av sin interesse for å legge kabal og delte grunnstoffene inn etter atomnummer i vertikale hovedgrupper og horisontale perioder. Selv om han på langt nær kjente alle grunnstoffene, var oppdelingen en suksess og gir en enkel oversikt. Etableringen av det periodiske system inspirerte andre til å jakte på de manglende grunnstoffene og fylle hullene.

Atomet forklart

Rundt forrige århundreskifte ble det klart at selv atomene var bygget opp av noe som var enda mindre. I 1897 fant Thomson elektronet og drøyt ti år senere påviste Rutherford atomkjernen. Det er altså rundt 100 år siden vi hadde et moderne bilde av hvordan kjemien hang sammen, mens hele den moderne historien må ses i et 400-årsperspektiv.

Syntese

I løpet av av 1800-tallet fikk kjemien et voldsomt oppsving. Man klarte å fremstille syntetiske forbindelser slik som fargestoffer. Siden har antallet kjemiske forbindelser vokst eksponentielt frem til i dag da vi har fremstilt og kartlagt flere titalls millioner kjemikalier.

Men ikke alt har vært fremskritt. Frem til 1960-tallet var ofte kjemisk industri og mange av produktene den fremstilte veldig forurensende. Slik er det ikke lenger, i det minste i utviklede land. Strenge reguleringer og en bevisst satsing på miljø har gjort både industrien og produktene renere i tillegg til at omfattende systemer for resirkulering er etablert.

Les også

Denne artikkelen ble først publisert i anledning det internasjonale kjemiåret, i Teknisk Ukeblad nr 12/2011. Hovedkilde: Einar Uggerud, professor i Kjemi ved Uio

Kommentarer (1)

Kommentarer (1)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå