Ιστορία της Χημείας

Η Χημεία [6] ήρθε με την πάροδο του χρόνου να πάρει τη θέση της Αλχημείας. Σήμερα θεωρείται μια εξελικτική μορφή της Αλχημείας. Αυτό όμως δεν είναι απόλυτο, επειδή αν βασιστούμε στις παραδόσεις αρχαίων λαών θα δούμε την Αλχημεία να επιτυγχάνει κατορθώματα που δεν μπορούν να συγκριθούν με της σημερινής Χημείας, απλά και μόνο επειδή έχουν πιο πολύ σχέση με τον τομέα της σύγχρονης Πυρηνικής Φυσικής παρά με την Χημεία. Για παράδειγμα τη μετατροπή του μολυβιού σε χρυσό που επιτυγχάνονταν με αλχημικές διεργασίες, μπορούμε σήμερα να την δεχτούμε σαν εφικτή μόνο μέσω πυρηνικών αντιδράσεων που θα προκαλούσαν την μεταστοιχείωση του ατόμου του μολύβδου σε άτομο χρυσού. Την Αλχημεία συνεχίζει να την καλύπτει ένα πέπλο μυστηρίου, αφού οι γνώσεις και οι μέθοδοι που θεωρείται ότι χρησιμοποιούσε, έχουν χαθεί μέσα σε θρύλους και παραδόσεις. Μόνο ένα κομμάτι απ’ το θεωρητικό μέρος της έχει μείνει από αλχημιστές του Μεσαίωνα και της πρώιμης Αναγέννησης, όπως ο Παράκελσος.

Μέθοδοι που χρησιμοποιεί η σημερινή Χημεία ή αυτή της Αναγέννησης σίγουρα είχαν χρησιμοποιηθεί και παλιότερα σε τομείς όπως η μεταλλουργία, η κατασκευή γυαλιού, στην οινοποιία κ.λπ. Με την έννοια αυτή χημικές μέθοδοι ήταν σε χρήση σ’ όλο σχεδόν το ιστορικό κομμάτι της πορείας της ανθρωπότητας. Η μελέτη όμως των θεωρητικών αρχών που αιτιολογούσαν τις χημικές διεργασίες μπορεί να τοποθετηθεί στον 15ο αι. και οφείλεται εν μέρει στην ανάπτυξη της μεταλλουργίας.

Ήδη οι πρώτες μεταφράσεις αρχαίων κειμένων χαρακτηρίζουν την Χημεία σαν “μυστική επιστήμη” και θεμελιώδη επιστήμη για την κατανόηση της Φύσης. Η μελέτη των τεσσάρων θεμελιωδών φυσικών στοιχείων (γη, νερό, αέρας, φωτιά) που προέρχεται απ’ τον αρχαίο κόσμο περνάει και στην Αναγέννηση. Οι σοφοί του Ισλάμ κατά τον 8ο αι. δίδασκαν ότι τα μέταλλα συντίθενται από “υδράργυρο” και “θειάφι” (αλχημικά στοιχεία κι όχι τα σημερινά χημικά), τα οποία αν υπάρχουν σε τέλεια αναλογία προκύπτει ο χρυσός.

Σπουδαίο ρόλο παίζει στην αρχή της Αναγέννησης ο Φίλιππος Αυρήλιος Θεόφραστος Βομβάστος του Χοχενχάιμ, γνωστός ως “Παράκελσος” (Ζυρίχη 1493 - Σάλτσμπουργκ 1541). Σπούδασε κοντά στον αλχημιστή Γιοχάνες Τριθέμιους (1462-1516) και ασχολήθηκε με την Αλχημεία, αλλά και με την Αστρολογία, την Ιατρική και τη Βοτανολογία. Τα πρώτα επιτεύγματα του Παράκελσου προέρχονται απ’ τον χώρο της Ιατρικής και το 1527 βρίσκεται να διδάσκει στη Βασιλεία. Περιφρονεί όμως το ακαδημαϊκό κατεστημένο της εποχής του - το οποίο δεν τον αποδέχεται - καθώς και τους γιατρούς, κάτι που τον κάνει μισητό και τον αποκλείει από πανεπιστημιακές έδρες και τιμές.

Επηρεασμένος φανερά απ’ την αρχαία Ερμητική διδασκαλία (σχ. 11) εγκαθίδρυσε μια Χημική Φιλοσοφία (ή για άλλους μια Χημική Ιατρική). Πίστευε ότι η Αλχημεία παρείχε “την κατάλληλη εξήγηση των τεσσάρων στοιχείων” και σαν μια μέθοδος μελέτης των αναλογιών που συνδέουν τον μικρόκοσμο με τον μακρόκοσμο, θα μπορούσε να χρησιμεύσει στην κατανόηση της Φύσης και των Νόμων που την διέπουν. Σύμφωνα με τον Παράκελσο υπάρχουν πέντε σφαίρες που επηρεάζουν τον άνθρωπο: το Θείο Ον (Θεία Βούληση), το Αστρικό Ον (κοσμικές επιρροές), το Δηλητηριώδες Ον (τα βλαβερά στοιχεία απ’ το περιβάλλον), το Φυσικό Ον (ζωτικότητα) και το Πνευματικό Ον (συναισθηματικός κόσμος). Οσο για τον άνθρωπο, αυτός αποτελούνταν απ’ τα τρία θεμελίωση στοιχεία των αλχημιστών της Αναγέννησης: Θειάφι, Υδράργυρο και Άλας.

Με βάση τα παραπάνω, η αντιμετώπιση του ανθρώπου απ’ τον Παράκελσο και τους οπαδούς του είναι εντελώς διαφορετική απ’ τη συνήθη της εποχής. Υποστήριζαν ότι απαιτούνταν νέα, πιο ισχυρά φάρμακα απ’ τα γαληνιακά βότανα για να θεραπευτούν νέες ασθένειες (π.χ. αφροδίσια νοσήματα). Η λύση ήταν τα δικά τους χημικά φάρμακα, παρασκευασμένα από μέταλλα και ορυκτά. Ο ίδιος ο Παράκελσος απορρίπτοντας τη θέση του Γαληνού ότι “τα αντίθετα θεραπεύουν” και υποστηρίζοντας ότι “τα όμοια θεραπεύουν όμοια” έθετε τις βάσεις της Ομοιοπαθητικής Ιατρικής. Έτσι η τάση του να μελετά δηλητήρια για την θεραπεία δηλητηριάσεων, προκαλεί την επίθεση άλλων επιστημόνων, όπως του Τόμας Έρασμους (1524-1583) που τον κατηγόρησε ότι προωθούσε τη χρήση φονικών δηλητηρίων.

Τελικά ο Παράκελσος και οι οπαδοί του οραματίζονταν μια Ιατρική επιστήμη όπου καθοριστικό ρόλο θα έπαιζε η Χημεία τόσο ως βάση για την κατανόηση της Φυσιολογίας όσο και σαν πηγή για ιατρικά παρασκευάσματα. Η σύγκρουσή τους με το κατεστημένο της εποχής οδήγησε σε ένα είδος συμβιβασμού. Όταν το 1618, τυπώθηκε ο κατάλογος της φαρμακοποιίας απ’ το Βασιλικό Κολέγιο των Ιατρών του Λονδίνου, ο μεγαλύτερος όγκος του ήταν αφιερωμένος στα γαληνιακά φάρμακα, αλλά και πολλές ενότητες αφορούσαν τα νέα, χημικά παρασκευάσματα την χρήση των οποίων είχαν προτείνει οι Παρακελσιανοί.

σχ. 11

Aπ’ το βιβλίο του Tomas Schutz “Harmonia macrocosmi cum microcosmi” (1654).

Ο Παράκελσος (δεξιά)συσχετίζεται με τον Ερμή τον Τρισμέγιστο (Θωτ των Αιγυπτίων, αριστερά). Στο κέντρο ο άνθρωπος, εικόνα του μικρόκοσμου, που συνδέεται με τη φύση (νεαρή γυναίκα).

Στο τετράγωνο κάτω αριστερά παριστάνονται τα τέσσερα βασικά στοιχεία της δομής του Σύμπαντος (Γη, Νερό, Αέρας, Φωτιά), ενώ στο τρίγωνο κάτω δεξιά, τα τρία βασικά στοιχεία των αλχημιστών (Υδράργυρος, Θειάφι και Αλας).

σχ. 12

Συμβολισμός των χημικών στοιχείων ανά τους αιώνες. Φαίνεται η σχέση αστρονομίας (και αστρολογίας) με την σύγχρονη ονοματολογία.

Περίπου ένα αιώνα μετά η Χημεία αρχίζει να αποκτά τη διατύπωση που έχει στη μέρες μας, απομακρυνόμενη από τον χώρο της Αλχημείας. Όπως και σε άλλους τομείς της έρευνας αποκτά αξία το πείραμα. Πρωτεργάτες στον τομέα αυτό μπορούν να θεωρηθούν ο Μπόιλ και ο Τζον Μέιοου (17ος αι.).

Θεμελιωτής όμως της σύγχρονης Χημείας θεωρείται ο Λαβουαζιέ (1743-1794). Αυτός ήταν που διατύπωσε το νόμο “διατήρησης της μάζας” [7] στις χημικές αντιδράσεις καθιερώνοντας την συστηματική και ακριβή μέτρηση των ποσοτήτων με ζυγό. Μελέτησε ακόμα τα φαινόμενα της οξείδωσης και της καύσης.

Στα επόμενα χρόνια το μέλλον της Χημείας σχετίζεται άμεσα με τη γνώση για την ύπαρξη των στοιχειωδών κομματιών ύλης, των ατόμων. Οι ιδιότητες ενός χημικού στοιχείου γίνονται πλέον αλληλένδετες με την φύση του ατόμου του στοιχείου. Η θεωρία του Δημόκριτου έρχεται στην επιφάνεια το 1803, απ’ τον Άγγλο χημικό Τζον Ντάλτον(1766-1844) ο οποίος αποδέχεται την ύπαρξη των ατόμων διατυπώνοντας τη δική του ατομική θεωρία. Έτσι ο Ντάλτον μπόρεσε να μελετήσει τις ιδιότητες των στοιχείων, τα ατομικά βάρη και τις ιδιότητες των αερίων.

Πολύτιμη επίσης στην εξέλιξη της Χημείας ήταν η συμβολή του Αβογκάντρο που υπολόγισε τον αριθμό των ατόμων που περιέχονται σε 12 γραμμάρια του άνθρακα 12 [8]. Ο ίδιος επίσης διατύπωσε το 1811 την υπόθεση ότι ίσοι όγκοι αερίων, μετρημένοι σε ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων. Η πρόταση αυτή αποδείχθηκε πειραματικά και αποτέλεσε τον Νόμο του Αβογκάντρο.

Την υπόθεση-νόμο του Αβογκάντρο χρησιμοποίησε στα μέσα του 19ου αι. ο Ιταλός Κανιτσάρο για να λύσει το πρόβλημα του ατομικού βάρους και της χημικής σύστασης. Επίσης καθορίστηκε η σύσταση του νερού σαν H₂O κι όχι σαν HO όπως θεωρούνταν μέχρι τότε. Λίγο αργότερα ο Γερμανός Κεκουλέ αποκάλυψε ότι η δομή των οργανικών ενώσεων βασίζεται πάνω σε εναλλασσόμενους χημικούς δεσμούς του βενζολικού δακτυλίου.

Ο Γερμανός Λ. Μάγιερκι ο Ρώσος Ντ. Μεντελέγιεφ εκπονούν τον Περιοδικό Πίνακα των Στοιχείων περιγράφοντας τις ιδιότητες όχι μόνο γνωστών στοιχείων, αλλά προβλέποντας τις ιδιότητες άγνωστων μέχρι τότε στοιχείων που θα ανακαλύπτονταν και θα ονομάζονταν αργότερα (σχήμα 12).

Στον 20ο αι. η Χημεία είναι πλέον άρρηκα συνδεδεμένη με την Ατομική και Πυρηνική Φυσική, απ’ τη στιγμή που παρουσιάστηκε η δομή του ατόμου απ’ τον Ράδερφορντ και ανακαλύφθηκε η ραδιενέργεια απ’ το ζεύγος Κιουρί. Σήμερα, σε θεωρητικό επίπεδο έχει πιο πολύ αξία να μιλάμε για την Χημειοφυσική, παρά για την Χημεία σαν αυτόνομο κλάδο της γνώσης.

Παράλληλα αναπτύχθηκαν κλάδοι της Χημείας που έχουν πλέον ένα πιο συγκεκριμένο και εφαρμοσμένο πεδίο δράσης, όπως η Βιοχημεία (απ’ το 1900 και μετά) που μελετά τις ουσίες που βρίσκονται στους ζωντανούς οργανισμούς καθώς και της μεταβολές που υφίστανται οι ουσίες αυτές κατά την ανάπτυξη και τη ζωή του οργανισμού. Προχωρώντας ακόμα πιο πέρα αντικείμενο μελέτης της Βιοχημείας είναι η σύνθεση των γονιδίων, του DNA και του RNA καθώς και η προέλευση και εξέλιξη της ζωής.

************************************************************************************************************************************************

[6]Η ετυμολογία της λέξης με διάφορες γραφές της, δείχνει και την καταγωγή της Χημείας. Μια γραφή είναι η “χυμεία” (Αλέξανδρος ο Αφροδισεύς, 2ος αι. μ.Χ.) που τη συνδέει με το ουσιαστικό “χυμός” και το ρήμα “χέω”. Μια άλλη γραφή ήταν η “χημία” που βρέθηκε στο έργο “Χημεύ” του Ερμητικού φιλοσόφου Ζώσιμου του Πανοπολίτη (4ος αι. μ.Χ.) και αιτιολογείται ως εξής: προστάτης των “χημικών” της εποχής θεωρούνταν ο Ερμής ο Τρισμέσγιστος (Θωτ των αρχαίων Αιγυπτίων), οι οπαδοί του οποίου μελετούσαν την Πρώτη Αρχή ή “Αρχή Μία” που γέννησε το Σύμπαν· από εκεί προέκυψε και ο συνθηματικός όρος “χημία”. Τον όρο “χημία” συναντάμε και στον Πλούταρχο (46 - 120 μ.Χ.)

[7]την αρχή διατήρησης της μάζας είχαν διατυπώσει με τον δικό τους τρόπο και ο οι Αναξαγόρας, Εμπεδοκλής και Δημόκριτος.

[8]πρόκειται για “αριθμό του Αβογκάντρο Ν = 6,023 ´ 10²³