ประวัติและความเป็นมาของเคมี

 

ประวัติและความเป็นมาของเคมี

เคมี (อังกฤษ: chemistry) เป็นวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่งที่ศึกษาในเรื่องของสสาร โดยไม่เพียงแต่ศึกษาเฉพาะในเรื่องของปฏิกิริยาเคมี แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบ โครงสร้างและคุณสมบัติของสสารอีกด้วย การศึกษาทางด้านเคมีเน้นไปที่อะตอมและปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมกับอะตอม และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติของพันธะเคมี

บางครั้ง เคมีถูกเรียกว่าเป็นวิทยาศาสตร์ศูนย์กลาง เพราะเป็นวิชาช่วยที่เชื่อมโยงฟิสิกส์เข้ากับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสาขาอื่น เช่น ธรณีวิทยาหรือชีววิทยาถึงแม้ว่าเคมีจะถือเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์กายภาพแต่ก็มีความแตกต่างจากวิชาฟิสิกส์ค่อนข้างมาก

มีการถกเถียงกันอย่างมากมายถึงต้นกำเนิดของเคมี สันนิษฐานว่าเคมีน่าจะมีต้นกำเนิดมาจากการเล่นแร่แปรธาตุซึ่งเป็นที่นิยมกันมาอย่างยาวนานหลายสหัสวรรษในหลายส่วนของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตะวันออกกลาง

                                                          

ทฤษฎี

โดยทั่วไปเคมีมักเริ่มต้นด้วยการศึกษาอนุภาคพื้นฐาน, อะตอม, โมเลกุล แล้วนั้นมักจะเกี่ยวข้องกับสสาร ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารด้วยกันเองหรือปฏิสัมพันธ์ของสสารกับสิ่งที่ไม่ใช่สสารอย่างเช่นพลังงาน แต่หัวใจสำคัญของเคมีโดยทั่วไปคือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีด้วยกันในปฏิกิริยาเคมี โดยสารเคมีนั้นมีการเปลี่ยนรูปไปเป็นสารเคมีอีกชนิดหนึ่ง นี่อาจจะรวมไปถึงการฉายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสู่สารเคมีหรือสารผสม (ในเคมีแสง) ในปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการแรงกระตุ้นจากแสง อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาเคมีนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเคมีซึ่งศึกษาสสารในด้านอื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น นักสเปกโตรสโคปีนั้นจะศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสารโดยที่ไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น

ประวัติศาสตร์

วิวัฒนาการของวิชาเคมีแบ่งออกเป็นยุคต่างๆ ดังนี้

ยุคก่อนประวัติศาสตร์ – ค.ศ. 500

§  ชาวอียิปต์เป็นชนชาติแรกที่รู้จักใช้วิธีการทางเคมี และคำว่า Chemeia มีปรากฏในภาษาอียิปต์

§  เดโมคริตัส (นักปราชญ์ชาวกรีก) แสดงความคิดเห็นในเรื่องโครงสร้างของสารโดยคิดหาเหตุผลเพียงอย่างเดียว ไม่ได้ทำการทดลองประกอบให้เห็นจริง

§  อริสโตเติล รวบรวมทฤษฎีเกี่ยวกับสสาร โดยสรุปว่า สสารต่างๆ ประกอบขึ้นด้วยธาตุ 4 อย่าง คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ ในสัดส่วนที่ต่างกันสำหรับสสารที่ต่างชนิดกัน

ยุคการเล่นแร่แปรธาตุ ค.ศ. 500 – ค.ศ. 1500

ดูบทความหลักที่ การเล่นแร่แปรธาตุ

§  นักเคมีสนใจในเรื่องการเล่นแร่แปรธาตุให้เป็นทองคำ แต่ไม่ประสบความสำเร็จ ประมาณ ค.ศ. 1100

§  ความรู้ทางเคมีได้แพร่เข้าสู่ยุโรป ในปลายยุคนี้นักเคมีล้มเลิกความสนใจการเล่นแร่แปรธาตุ

§  เริ่มสนใจค้นคว้าหายาอายุวัฒนะที่ใช้รักษาโรค

ยุคการเสาะแสวงหายาอายุวัฒนะ (ค.ศ. 1500 – 1600)

§  เป็นยุค Latrochemistry

§  นักเคมีพยายามค้นคว้าหายาอายุวัฒนะและบรรดายารักษาโรคต่างๆ

ยุคปัจจุบัน (ค.ศ. 1627 – 1691)

§  เริ่มต้นจาก Robert Boyle “ศึกษาเคมีเพื่อเคมี”

§  Robert Boyle “ศึกษาเคมีเพื่อความเจริญรุ่งเรืองของเคมีโดยเฉพาะ” และ “ใช้วิธีการทดลองประกอบการศึกษาเพื่อทดสอบความจริงและทฤษฎีต่างๆ”

§  เลิกล้มทฤษฎีของอริสโตเติลที่เกี่ยวกับดิน น้ำ ลม ไฟ

§  ลาวัวซิเยร์ (ค.ศ. 1743 – 1794) เป็นผู้ริเริ่มเคมียุคปัจจุบัน

§  สตาฮ์ล (Stahl : ค.ศ. 1660 – 1734) ตั้งทฤษฎีฟลอจิสตัน (Phlogiston Theory)

§  ลาวัวซิเยร์ ตั้งทฤษฎีแห่งการเผาไหม้ขึ้น ยังผลให้ทฤษฎีฟลอจิสตันต้องเลิกล้มไป

§  John Dalton (ค.ศ. 1766 – 1844) ตั้งทฤษฎีอะตอม ซึ่งเป็นรากฐานของเคมีสมัยใหม่ แต่ทฤษฎีอะตอมก็ต้องล้มเลิกไป เนื่องจากอะตอมที่แสดงพฤติกรรมได้ทั้งอนุภาคและคลื่น

สาขาวิชาย่อยของวิชาเคมี

วิชาเคมีมักแบ่งออกเป็นสาขาย่อยหลัก ๆ ได้หลายสาขา นอกจากนี้ยังมีสาขาทางเคมีที่มีลักษณะที่ข้ามขอบเขตการแบ่งสาขา และบางสาขาก็เป็นสาขาที่เฉพาะทางมาก

เคมีวิเคราะห์ 

เคมีวิเคราะห์ (Analytical Chemistry) คือการวิเคราะห์ตัวอย่างสาร เพื่อศึกษาส่วนประกอบทางเคมีและโครงสร้าง.

ชีวเคมี 

ชีวเคมี (Biochemistry) คือการศึกษาสารเคมี ปฏิกิริยาเคมี และ ปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต

เคมีอนินทรีย์ 

เคมีอนินทรีย์ (Inorganic Chemistry) คือการศึกษาคุณสมบัติและปฏิกิริยาของสารประกอบอนินทรีย์ อย่างไรก็ตามการแบ่งแยกระหว่างสาขาทางอินทรีย์และสาขาอนินทรีย์นั้น ไม่ชัดเจน และยังมีการเหลื่อมของขอบเขตการศึกษาอยู่มาก เช่นในสาขา organometallic chemistry

เคมีอินทรีย์ 

เคมีอินทรีย์(Organic Chemistry) คือการศึกษาโครงสร้าง, สมบัติ, ส่วนประกอบ และปฏิกิริยาเคมี ของสารประกอบอินทรีย์

เคมีฟิสิกส์ 

เคมีเชิงฟิสิกส์(Physical Chemistry) คือการศึกษารากฐานทางกายภาพของระบบและกระบวนการทางเคมี ตัวอย่างที่เห็นก็เช่น นักเคมีเชิงฟิสิกส์มักสนใจการอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในเชิงของพลังงาน สาขาที่สำคัญในกลุ่มนี้รวมถึง

1.     เคมีอุณหพลศาสตร์ (chemical thermodynamics)

2.     เคมีไคเนติกส์ (chemical kinetics)

3.     เคมีควอนตัม (quantum chemistry)

4.     กลศาสตร์สถิติ (statistical mechanics)

5.     สเปกโตรสโคปี (spectroscopy)

เคมีถวิล 

คือการศึกษากระบอกไม้ไผ่ที่เป็นแหล่งกำเนิดถวิล