Kimya'nın Tarihçesi-Geçmişden Günümüze Kimya'nın Gelişimi-Kimya Bilimi Çalışmaları

KİMYANIN TARİHÇESİ
Kimya'nın Tarihçesi-Geçmişden Günümüze Kimya'nın Gelişimi-Kimya Bilimi ÇalışmalarıOrtaçağ
İslâm Dünyası'ndaki kimya çalışmaları, daha önce Hellenistik Çağ'da İskenderiye'de yapılmış olan simya çalışmalarından yoğun bir biçimde etkilenmiştir Bu çalışmalar sırasında yavaş yavaş belirginleşmeye başlayan Yapısal Dönüşüm Kuramı'na göre, doğadaki bütün metaller, aslında bir kükürt-civa bileşimidir; ancak bunların iç ve dış niteliklerinde farklılıklar bulunduğu için, kükürt ve civa kullanmak suretiyle istenilen metali elde etmek mümkündür
Bilindiği gibi, simyagerler, tarih boyunca, bu kurama dayanarak, kurşun ve bakır gibi nisbeten daha az kıymetli metalleri, altın ve gümüş gibi metallere dönüştürmek istemişlerdir İslâm Dünyası'ndaki kimya çalışmaları da genellikle bu doğrultuda sürdürülmüştür
Yine Müslüman simyagerlerin maksatlarından birisi de bu dönüşümü gerçekleştirecek el-İksir'i, yani mükemmel maddeyi bulmaktır Mükemmele en yakın metal, altın olduğu için, genellikle bu çalışmalarda altının kullanıldığı görülmektedir İksir, aynı zamanda sonsuz yaşamın kapısını aralayacak bir anahtar olarak da düşünülmüştür
Simyagerler, Yeryüzü'ndeki metallerle Gökyüzü'ndeki gezegenler arasında da ilişki kurmuşlardır Örneğin altın Güneş'le ve gümüş ise Ay'la eşleştirilmiş ve bu metalleri göstermek için Güneş ve Ay'a benzeyen simgeler kullanılmıştır Bu simgeler, 18 yüzyıla kadar pek fazla değişmeden gelmiştir; günümüzdeki simgeler ise 18 yüzyıldan itibaren şekillenmeye başlamıştır
Ortaçağ İslâm Dünyası'nda, simyayı benimseyenlerle benimsemeyenler arasında süregelen tartışmaların, kimyanın gelişimi üzerinde çok olumlu etkiler yaptığı görülmektedir Çünkü bu tartışmalar sırasında, taraflar, görüşlerinin doğruluğunu kanıtlamak için, çok sayıda deney yapmış ve bu yolla deneysel bilginin artmasında önemli bir rol oynamışlardır
Yeniçağ
Bu dönemde kimya alanında maddenin yapısına ilişkin deneysel çalışmalar başlamış ve özellikle Boyle, Mayow ve Hook gibi bilim adamları sayesinde yeni bir atom kuramı geliştirilmiştir
Yakınçağ
Bu dönemde kimya, sanayinin belkemiği haline gelmiştir; ancak kimya çalışmaları sadece sanayide değil, tıp başta olmak üzere değişik bilim dallarında da önemli rol oynamıştır Atom konusundaki çalışmalar, genetik ile ilgili çalışmaları ve canlıların temel maddesi konusunda yapılan araştırmaları büyük ölçüde etkilemiştir
Bu dönemde çağdaş kimya, yanma olgusunu açıklayan Lavoisier tarafından kurulmuştur Bu sayede Lavoisier, Filojiston Kuramı'nı yıkmış ve oksijeni bulmuştur
Modern Kimyanın Doğuşu
________________________________________
15 yüzyıla dek kimya, eskiden beri bilinen kalıplarını bir türlü aşamamıştı Bu kalıplaşma, efsanevi açıklamalarla ve ilkel reçetelerle örtülmeye çalışılıyordu Kimya, halâ simya idi 15 yüzyıldan itibaren simya, kıpırdamaya, kimya olmaya başladı
Fosfor, bizmut, platin gibi yeni bulunan elementlerin gösterdikleri tipik özellikleri yeni açıklamalar istiyordu; öteyandan sürekli uzmanlaşan endüstri ve ticaret de kimya sanayinin yeni şeyler üretmesini bekliyordu Güherçile, şap, yeşil vitriol (demir sülfat), vitriol yağı (sülfürik asit) soda gibi maddelerin üretiminin arıtırlması gerekiyordu Bütün bunlar da eski kalıpları kırmayı ve bunu önleyen geçmişle hesaplaşmayı dayatıyordu
Rönesans kimyacılarının tek ilgi alanı elbette madenler değildi Georgius Agricola'nın 1556'da yayınlanan ve gelecek 200 yıl boyunca madencilik ve metalürji alanlarından çalışanların el kitabı olarak işlev gören on iki ciltlik dev eseri "De Re Metalllica" da maden ocaklarının yapımı, maden filizlerinin ocaklardan çıkarılması ve ocaklarda biriken suyun boşaltılması gibi konuların yanısıra metal işletmeciliğine ilişkin çok önemli bilgiler verilmektedir
Onun izleyicilerinden Bernard Palissy (1510-1589), seramik üretimini; Glauber, cam, güherçile ve bazı boyaların üretimini geliştirdi Bu sırada, yani 16 yüzyılda İran ve Çin, porselen (çini) ve çömlekçilikte Avrupa'dan öndeydi Kumaş ve deri sanayiinde önemli olan şap, Avrupa için önemli bir üretim dalıydı
Kimya alanındaki bir başka üretim alanı damıtmaydı Damıtma, bir sıvı karışımının ısıtılması ve buharlaştırılarak bulunduğu karışımdan ayrılması ve yoğiunlaştırılarak yeniden elde edilmesidir 15, 16 ve 17 yüzyıllarda Avrupasında kuvvetli alkollü içkiler içiliyordu Onun için damıtma işlemi yaygın ve büyük bir üretim koluydu
İçkiler, yalnızca aristokrasinin yemek alemleri için önem taşımıyordu; aynı zamanda cahil yerlilerin topraklarını ve vücutlarını da teslim almanın ikinci (birincisi baruttu) silahıydı
Hava ya da daha genel olarak gazlar, 17 yüzyıl başına dek bir "ruh" ya da "kaos" olarak görülmüştü Gaza "gaz" adını veren van Helmont (1577-1634) idi
Helmont, Paracelsus'un izleyicilerindendi ve büyük bir deneyciydi J Bernal’a göre birinci sınıf bir dahiydi Mevcut maddeler olarak sadece suyu ve havayı kabul ediyordu O'nun görüşlerinin kaynağı eski İyonyalılardı Ama o, felsefi bir varsayımdan çok deneysel souçlara dayanıyordu
Su koyduğu bir kapta söğüt ağacı yetiştirdi ve yaşam için hava ve suyun alınmasının yeterli olacağını savundu Kaosu gaz olarak o adlandırdı; kimyanın ileriki zaferlerinin yolunu aydınlattı Ayaklanmalarla ve içsavaşlarla geçen bir dönemin ardından 17 yüzyılın ikinci yarısı bilimin gerçek doğuşuna tanıklık etti

Lavoisier öncesi kimya

Kimya sözcüğünün,Eski Mısır dilinde ‘kara’ anlamına gelen khem ,veya Eski Yunanca ‘metal dökümü’ anlamına gelen khyma kelimesinden türetilen khemeia’dan geldiği ileri sürülmektedirGenel olarak ele alındığında kimyanın kökenleri için simya ve metalurji gibi alanların göz önünde tutulma gereği ortaya çıkarNitekim kimya ancak 17yüzyılda ayrı bir bilim haline gelmiştir
Kimya tarihçisi Hermann Kopp,kimyanın tarih içindeki gelişimini dönemler olarak ele alırBuna göre:
1-İS 300-1600 yıllar arasında soy,yani asal olmayan metalleri soy metallere dönüştürecek filozof taşının ve insan ömrünü sonsuzlaştıracak yaşam iksirinin arandığı simya çağı
2-1600-1700 yılları arası ilaçların hazırlandığı tıp kimyası çağı
3-1700-1800 yılları arası yanma sürecinin araştırıldığı filojiston kimyası çağı
4-1800 yılı sonrası nicel kimya çağı
*
Bitkilerden boya maddesi elde etmek,deri sepilemek,üzümden şarap üretmek,sabun hazırlamak,cam kaplar yapmak gibi pekçok olay insanlarca eskiden beri bilinmekteydiBu nedenle eski çağlarda kimyanın sanat yönü de olan bir üretim olduğunu söyleyebilirizBilimsel olarak kimyanın harekete geçtiği dönemin İskenderiye’de başladığı kabul edilmektedirEski Mısır’da metalurji,boya ve cam yapımı gibi üretim zanaatları ile eski Yunan felsefesi bir arada yorumlanmış ve İS 400 yıllarında uygulamalı kimya bilgisi ortaya çıkmıştırBu arada simyacıların da arayışları hızlanmıştıÖnemli aygıtlar ve yöntemler geliştiriyorlardıDaha hıristiyanlığın ilk yüzyılında,Yahudi Maria adlı bir kadın simyacı çeşitli fırınlar,ısıtma ve damıtma düzenekleri geliştirmişti350-420 yılları arasında yaşamış olan Zosimos,28 ciltlik bir simya ansiklopedisi yazmıştı
*
Roma ve Bizans İmparatorlukları ile İslam ülkelerinde kimya tekniği gelişme kaydetmiştirAristo’nun,bütün maddelerin toprak,su,hava ve ateşten oluştuğu ve bunların birbirine dönüştüğü kuramı özellikle Arap simyacılar tarafından geliştirildiİbn Sina,dönüşüm konusuna ilgi göstermiş ve yazdığı kitabının mineraloji bölümünde mineralleri taşlar,ateşte eriyen maddeler,kükürtler ve tuzlar olarak gruplara ayırmıştır İbn Sina’ya göre,madde ve biçim birliktedir, doğa olaylarının açıklanmasında doğaüstü ve maddesel olmayan güçlerin etkisi yoktur
Avrupa’da Rönesans Dönemi’nde geçmiş yıllardaki bilgi birikimi,tıp ve kimyasal üretim alanına yöneldiKemiatri,yani kimyasal tedavi,eczacılıkta inorganik tedavi maddelerinin kimyasal yöntemlerle elde edilmesi anlamına gelirHem kimya temeline dayalı ilaç üretimi,hem de hastalıklar ve madde alışverişi olaylarının kimyasal yorumu gibi bilimsel temeli vardırBu kuramsal amaçla ilgili yönelime iyatrokimya denirGünümüzde kemiatrinin karşılığı farmasötik kimya ve kuramsal biyokimyadır
*
İyatrokimyanın öncüsü İsviçre’li hekim Paracelsus’a (1493-1541) göre,tuz,kükürt ve civa,var olan bütün cisimlerin temel yapıtaşı olan beden,can ve ruhun karşılığı idiBu üçlü arasında denge bozulduğu an hastalık başlıyordu Paracelsus’a göre,mide bir kimya laboratuvarıdır,özsuları yoğunlaşınca hastalıklar ortaya çıkar
1580-1644 yılları arasında yaşamış olan Johann Baptist van Helmont,suyu temel element kabul ediyorduÇeşitli süreçlerle gaz üretimini gerçekleştirmişti İlk kez deneylerinde terazi kullanmış ve kimyasal çalışmalarına nicel özellik kazandırmıştır1604-1668 yılları arasında yaşamış olan Rudolph Glauber, yemeklik tuzu sülfürik asitle parçalayarak tuz asidi,yani hidroklorik asidi ve sodyum sülfat elde etmiştiAyrıca metallerin tuz asidi içinde çözünmesiyle metal klorürlerin oluşacağını gösterdi
*
Simya,16 ve 17 yüzyıllarda Avrupa’nın derebeyi saraylarında oldukça yaygındıBu durum,elementlerin birbirine dönüştüğü inancının yıkılmasına dek sürdü17yüzyılda kimyanın sanat mı yoksa bilim mi olduğu tartışılıyorduAslında uygulamalı ve kuramsal kimya ayırımı vardı Kemiatri,metalurji kimyası, madencilik ve demircilik kimyası uygulamalı kimyanın içindeydiKuramsal kimya ise betimlenebilen tüm doğa bilimleri anlamına gelen ‘physica’nın alanındaydıBetimlemek,bir şeyin tasarımını söz ya da yazı ile yapmak veya tasvir etmek anlamına gelirBu bakımdan kuramsal kimya daha çok felsefe alanında kalmıştıDiğer taraftan deneyin doğa araştırmasındaki bilimsel önemi gitgide hissediliyorduMevcut olan kimyada madde ve bileşikler,sadece beklenen son ürün açısından önemliydiÇeşitli reçeteler,beklenen sonuca götüren bir araçtıOysa eski düşünce ve bilgilerin denetlenmesi gerekiyorduBu ise ancak kimyasal tepkimelerin gözlenmesi ve tepkime sürecinin incelenmesi ile mümkündü
*
Diğer taraftan kimyanın simyadan ayrılması ve eski çağların gizemli görüşlerinden uygulamalı kimyaya geçme zamanı gelmişti
1661 yılında Robert Boyle’ın Kuşkucu Kimya adlı kitabı yayınlandıBu kitap,kimyacı ile simyacı arasındaki ayırımı gerçekleştiren ilk çalışmadırAynı zamanda Aristo’cu görüşleri yıkıyordu Robert Boyle,kimyasal elementleri maddenin parçalanmayan yapıtaşları olarak tanımladıKimyasal bileşikler ile basit karışımlar arasındaki farkı gösterdiKimyasal birleşmelerde özelliklerin tümüyle değiştiğini,basit karışımlarda ise değişim olmadığını kanıtladıGazlar üzerinde yürüttüğü deneylerde,gazların basıncı ile hacimleri arasındaki bağıntıyı belirleyen yasayı bulduAyrıca havanın yanma olayındaki rolünü anladı ve havanın tartılabilir bir madde olduğunu söyledi
*
Robert Boyle’ın simyacı ve kimyacı ayrımına ulaşması,uzun ve istikrarsız bir geçiş dönemi sonrasındadır18yüzyılın başlarına kadar bilimadamları hem kimyacı hem de simyacı olmayı çok normal buluyorlardıörneğin Alman bilimdamı Johann Becher,mineraloji alanında kusursuz bir kitap yazmasına rağmen,doğru malzemeleri kullandığı takdirde kendini görünmez kılabileceğine inanıyorduBir diğer Alman bilimadamı Hennig Brand,insan idrarından altın damıtmanın bir yolunu bulacağından emindi50 kova insan idrarı topladı ve aylarca kilerinde sakladıBirtakım işlemlerle,idrarı önce sağlığa zararlı bir macuna,sonra da yarısaydam ve mumsu bir maddeye çevirdiŞüphesiz bütün bu işlemler sonucu altın oluşmadıAma çok ilginç bir olay olduBir süre sonra bu madde ışıldamaya başladıÜstelik hava ile temas ettiğinde kendiliğinden tutuşuyordu Brand,altın elde etmeye çalışırken fosforu bulmuştu
*
1750’li yıllarda İsveç’li kimyacı Carl Scheele,bol miktarda fosfor üretmenin bir yolunu bulduAslında gelişmiş aygıtlardan yararlanma olanağı bulunmayan yoksul bir eczacıydıBuna rağmen 8 tane element keşfettiBunlar klor,flüor,manganez,baryum,molibden,tungsten,nitr o jen ve oksijendiAma bu keşiflerinin hiçbirisi onun adına kayıt edilmediHer defasında görmezden gelindiVeya başka biri aynı keşfi yapınca bilim dünyası ona ilgi duyduAyrıca bilim dünyasında İngilizce konuşulması da etkili bir olaydı Scheele,oksijeni 1772 yılında keşfetmiştiAncak bildirisini vaktinde yayınlatamadıBöylece bu elenmentin keşif şerefi,1774 yılında onu kendi başına bulan Joseph Priestley’e nasip olduBundan daha ilginç olay klorun keşfi konusunda olduGenellikle klorun Humphry Davy tarafından bulunduğu söylenirAslında Humphry Davy kloru gerçekten bulduAma Carl Scheele’den 36 sene sonra
Carl Scheele’in bir diğer özelliği de deneylerinde kullandığı her maddenin tadına bakmasıydıBu maddeler arasında civa ve hidrosiyanür de vardıZaten bu sebeple 1786 yılında öldüğünde 43 yaşındaydı ve masasında bir sürü toksit kimyasal madde vardı
*
18yüzyılda kimyanın temel sorunu, yanma olayının açıklanmasıdır17yüzyıl ortalarına doğru,maddede bulunan elementlerden birinin yanmaya neden olduğu ileri sürülmüştüAncak simyacı Helmont,ateşin maddesel bir cisim olmadığını söyleyerek bu fikri reddetti1635-1682 yılları arasında yaşamış olan Alman simyacı JBecher,terra pinguis olarak adlandırılan ateş elementinin, yanma sırasında kaçıp giden bir nesne olduğunu varsaydıDaha sonra Berlin’de hekimlik yapan Georg Ernst Stahl,bu nesneye flojiston adını verdi Stahl,yanma olayına yanlış olmasına rağmen bir açıklama getirmiş oluyordu
Flojiston kuramına göre yanıcı maddeler,yanıcı olmayan bir kısım ile flojistonden oluşurMetal oksitler birer element,metaller ise kil (metal oksit) ile flojistonden oluşan birer bileşik maddedirMetal yandığında eksi kütleli olan flojiston bir ruh gibi ayrılır ve elementin külü,yani metal oksit açığa çıkarKüle yeniden flojiston verildiğinde de yeniden metal oluşurÖrneğin çinko oksit flojistonca zengin olan kömürle ya da hidrojen gazıyla ısıtıldığında yeniden çinko oluşur ve hafifler
*
Cavendish,Priestley ve Scheele gibi bilimadamları çalışmalarında karbon dioksit,oksijen,klor,metan ve hidrojen gazlarını ayrı gazlar olarak tanımladılar
Cavendish ayrıca gazları yoğunluklarına göre ayırdıİlk kez suyun bir element olmayıp oksijen ile hidrojenin bir bileşiği olduğunu kanıtladıBütün bu çalışmalar sonucunda flojiston kuramı yıkıldıAma kimyanın önünde hala uzun bir yol vardıDünyanın her yerinde bilim adamları aslında var olmayan şeyler aradılar,bazen de bulduklarını sandılarBozulmuş havalar,yanıcılığını kaybetmiş deniz asitleri,metal asit tozları gibi pekçok hayali madde peşindeydiler Bütün bu olguların bir yerinde,esrarengiz bir ‘elan vital’ yani cansız nesnelere can veren gücün saklı olduğunu düşünüyorlardı
Kimyayı modern çağa taşıyan kişi Lavoisier oldu

Dikkatle yapılan bir deney Antoine-Laurent Lavoisier 1743 yılında Paris’te doğdu8 Mayıs 1794 günü giyotin ile idam edildiBabası Yüksek Mahkeme’de hukuk danışmanı idiCollege Mazarin’de klasik dil,edebiyat,felsefe,matematik,astronomi,kimya ve botanik öğrendiAile fertlerinde hukuk alanına eğilim olduğu için o da 1764 yılında bu dalda lisans derecesi aldıAma fen bilimlerine olan ilgisi daha fazlaydıBu nedenle ilk ilgi odağı jeoloji olduSonra kimyaya yöneldiBu konudaki ilk araştırmasını jipsi (alçıtaşı) çözümlemesi ile yaptı1766 yılında bir makale yazarak büyük bir kentin en verimli biçimde nasıl aydınlatılacağını incelediBu çalışma kendisine Fransız Bilimler Akademisi’nin altın madalyasını kazandırdı
*
Modern kimyanın kurucusu olarak kabul edilirLaboratuvardaki deneyleri en titiz bir insanı bile tatmin edecek derecede mükemmeldiBilimsel çalışmaları dışında çeşitli kamu görevlerinde bulunmuştuKimya dalında çok meşhur olmasına rağmen Lavoisier hiçbir element keşfetmemiştir
Ama başkalarının keşfettiği elementleri çok iyi inceliyor ve anlamlandırıyorduFilojistona ve kirli havaları başından beri önemsemediYanma olayını açıklayan yeni bir kuram geliştirdiOksijenin kimyasal süreçlerdeki rolünü açıkladıKimyasal tepkimelerde maddenin korunumu ilkesini ortaya koyduElementler ile bileşikler arasındaki farkı açıkladıKimyaya yeni bir adlandırma sistemi getirdi
*
Karısı ile birlikte hassas ölçümler gerektiren deneylerle yıllarca uğraştılarPaslanan bir nesnenin ağırlık kazandığını saptadılarNesne paslanırken havadaki temel parçacıkları kendine çekerBöylece maddenin dönüşebileceğini,ama ortadan kalkmadığını ilk farkeden kişiler oldular
Örneğin on kilo odun yakılınca odunun maddesi küle ve dumana dönüşürAma evrendeki net madde miktarı aynı kalır
*
Aslında maddenin korunumu konusunda Lavoisier’i ilginç kılan şey,bu konuya dikkat çekmesidirGünümüzdeki anlayışa göre kütle ile maddenin her zaman birbiriyle bağlantılı olması gerekmezİşin temeli atomların korunumudur,ama o çağlarda hiçkimse onların varlığını bilmiyordu
*
Lavoisier ve karısı paslanma konusunda yapacakları deneye çok önem verdilerBir metal parçasının yavaşça yanmasını,muhtemelen paslanmasını izleyeceklerdiÇözmeyi düşündükleri soru şuydu:Paslanan metalin ağırlığı artar mı?,azalır mı?veya değişmez mi?Tamamen kapalı bir kutu yaptılar ve evlerindeki salonlardan birine geçtilerBu kutunun içine çeşitli maddelerle birlikte bir metal parçası koydular ve sıkıca kapadılarAmaçlarına çabuk ulaşmak istedikleri için paslanmayı hızlandırmak gayesi ile kutuya ısı verdiler
*
Bir müddet sonra kutu ve içindeki maddeler soğuduMetal parçası şeklini kaybetmiş,paslanmış ve kısmen yanmıştıO şekliyle dikkatlice tarttılar
Araya zaman koymadan ne kadar hava kaybedildiğini de ölçmüşlerdiTartım ve ölçümleri defalarca tekrarladılarSonuç hep aynıydı:Paslı metal,öncesinden daha ağırdıPeki bu fazladan ilave olunan ağırlık nasıl oluşmuştu?Tartı aletindeki toz ve önceki deneylerden kalmış çok ufak metal parçalarından ileri gelmiyorduZira bu konuda gereken tedbirleri almışlar ve çok dikkat etmişlerdi
*
Hepimizin soluduğu havada çeşitli gazlar vardırLavoisier’in hemen anladığı şey,bu gazlardan bir kısmının metale yapışmış olması gereğiydi
Sözkonusu ağırlığa neden olan buyduDeneyde kullandıkları bütün maddelerin toplam miktarı değişmemiştiSadece daha önce havada bulunan oksijen şimdi yoktuBu oksijen yok mu olmuştu?HayırMetale yapışmıştı