de Andrei Dicu şi Eduard Popa
La 1 martie 1869, savantul rus Dmitri Mendeleev oferea științei un „mărțișor”. „Tabelul periodic al elementelor” cuprinde toate elementele chimice, aranjate în funcție de numărul atomic și de configurația electronică și de unele proprietăți chimice, recurente. Până la a se ajunge la o asemenea performanță, a fost nevoie de secole de cercetări, începute de învățații din vechime și continuate de alchimiști.
O situație fără ieșire
Dmitri Mendeleev (1834-1907) lucra la un tratat despre chimia anorganică, în care dorea să descrie proprietățile elementelor cunoscute. Era o muncă uriașă, care ar fi trebuit să se concretizeze, potrivit contractului cu editorul, în două tomuri. Primul fusese deja finalizat, dar acesta nu însumase decât 8 din cele 63 de elemente chimice descoperite până în 1869. Lui Mendeleev, situația i se părea fără ieșire. Nu avea cum să cuprindă celelalte 55 de elemente într-un singur volum, astfel că era nevoit să găsească o soluție și să le grupeze în funcție de proprietățile lor. Astfel, a ajuns la marea sa descoperire, considerată „Biblia chimiei”, pentru care, ca toți oamenii de știință, s-a sprijinit pe cunoștințele acumulate de-a lungul timpului. Sau, așa cum a recunoscut chiar savantul rus, „nicio lege a naturii, oricât ar fi de generală, nu a fost stabilită dintr-odată. Recunoașterea sa a fost precedată de multe presentimente”.
Isaac Asimov: „Omul a devenit chimist odată cu stăpânirea focului”
Potrivit scriitorului Isaac Asimov, „odată cu stăpânirea focului, omul a devenit chimist, atunci când a conceput o metodă prin care lemnul sau un alt material combustibil se poate combina suficient de rapid cu aerul, pentru a produce căldură, lumină, cenușă, fum și vapori”. Odată cu stăpânirea focului, cunoștințele de chimie au început să se îmbogățească. Oamenii au învățat să folosească focul pentru a pregăti mâncarea, pentru a fabrica vase din lut ars etc. Mai târziu, tot focul a devenit declanșatorul unor descoperiri care aveau să ducă, în cele din urmă, la civilizația umană a prezentului. Probabil că, întâmplător, omul a descoperit pepitele din cupru, care s-au topit în vatra focului.
Așa s-a călit… bronzul
Încă de acum 9.000 de ani, cuprul era folosit în Orientul Mijlociu. Însă pepitele de cupru erau o resursă rară. A fost nevoie ca omul să descopere, tot întâmplător, că se poate obține cupru din unele roci, care conțin cantități mari din această substanță, sub forma unor combinații chimice, atunci când sunt încălzite pe un foc din cărbuni. Asta se petrecea acum 6.000 de ani, în Egipt și în Mesopotamia. Din nou, întâmplarea a făcut ca, alături de minereul de cupru, să fie puse pe foc și minerale care conțineau staniu. Astfel, a rezultat un aliaj, bronzul, care a dat numele unei epoci întregi. Aceasta este doar o mică parte a poveștii chimiei, care a început acum mii de ani.
Preoții îi supravegheau pe artizani
În lucrarea „Istoria chimiei”, John Hudson scria: „Probabil că extragerea metalelor se făcea în temple, unde preoții îi supravegheau pe artizani. Preoții asistau la proces, pentru a se asigura că semnele astrologice sunt favorabile și că zeii sunt îmbunați. În orice caz, clericii au fost primul grup care a avut o cunoaștere intimă a tehnologiilor chimice și, de asemenea, suficient timp liber pentru a specula asupra naturii schimbărilor care se produceau”.
Aristotel și cele patru elemente esențiale: pământ, aer, apă, foc
Chimia trebuia să se desprindă de magie și să intre în lumina rațiunii. Primii pași au fost făcuți de filosofii greci antici, deși aceștia nu erau oameni de știință, în adevăratul sens. În jurul anului 478 î.Hr., Leucip a propus o teorie atomică a materiei, dar, din nefericire, scrierile lui nu au supraviețuit. Despre propunerea sa am primit informații de la discipolul său, Democrit. Acesta spunea că toată materia este alcătuită din corpusculi mici, indivizibili. Ei au forme diferite și se poziționează la fel de distinct unii față de alții, pentru a produce toate felurile de materie, iar atomii se află într-o mișcare perpetuă, în vid. Teoria atomică a lui Leucip și a lui Democrit oferea o explicație plauzibilă pentru proprietățile materiei, dar, așa cum sublinia Asimov, „teoria ne sună remarcabil de modern, dar Democrit nu apela la experimente, pentru a ne demonstra”. Un secol mai târziu, Aristotel susținea că la baza materiei se află patru elemente: pământ, aer, apă și foc. Potrivit lui John Hudson, „elementele pot fi analizate în funcție de patru calități: fierbinte, rece, umed și uscat”. Pământul este uscat și rece, apa este rece și umedă, aerul este umed și fierbinte, iar focul este uscat și fierbinte. Un element poate fi convertit într-un altul, prin adăugarea sau eliminarea uneia dintre aceste calități. Fiecare substanță este o combinație a acestor patru elemente, iar modificările „chimice” pot fi explicate printr-o schimbare a proporțiilor.
Alchimiștii și „Piatra filosofală”
Se spune că alchimia era un soi de practică vrăjitorească. Limbajul ezoteric poate justifica afirmația, însă alchimia se baza pe o anumită concepție filosofică, dar care încerca să fie confirmată prin experimente. În lucrarea „De la alchimie la chimie”, John Read afirma: „Experimentul alchimic se baza pe două presupuneri. Pe unitatea materiei și pe existența unui agent al transmutărilor, numit «Piatra filosofală». Așa-numita «medicină a metalelor» era capabilă să vindece bolile imaginare ale acestora, înnobilându-le prin trans- formarea lor în metale perfecte, cum sunt aurul și argintul”. Metodele experimentale ale alchimiștilor (spre exemplu, distilarea) sunt folosite și de chimiștii contemporani. Arabul Jabir ibn Hayyan a fost alchimist, astronom, astrolog și medic. El credea în misticismul pitagorean al armoniei numerelor și mai considera că orice substanță are o natură interioară și o alta, exterioară. Spre exemplu, aurul ar fi compus în exterior fierbinte - trei părți și umed - o parte, iar în interior din rece - o parte și uscat - cinci părți. Tot el a dezvoltat echipamentele de laborator specializate pentru realizarea diverselor relații chimice, precum alambicul și retorta. Jabir a descoperit o soluție pentru prevenirea ruginirii fierului, a produs noi coloranți pentru țesături și a perfecționat tehnologia de tăbăcire a pieilor. Practic, acestea au fost începuturile care au dus la crearea Tabelului de Mendeleev.
Lavoisier, „concurentul“ decapitat
Precursorul lui Mendeleev din epoca modernă a fost Antoine Lavoisier (1743-1794). De altfel, unii dintre chimiști îl consideră autorul moral al tabelului. El a clasificat substanțele anorganice în oxizi, baze, acizi și săruri. De asemenea, a elaborat o listă a tuturor elementelor chimice cunoscute la vremea sa și a enunțat Legea conservării maselor substanțelor. A introdus noțiunea de „element chimic” și a demonstrat că tot ce ne înconjoară este compus din elemente chimice. De asemenea, a dovedit că arderile care se produc în aer au loc deoarece acesta conține oxigen. Din păcate, Lavoisier nu a avut un destin glorios asemenea lui Mendeleev, pentru că, în timpul Revoluției Franceze, a fost considerat contrarevoluționar și a fost ghilotinat.