확실히, 여전히 많은 이례적인 일들이 있었습니다. 예를 들어, 금세기 말까지 15개의 화학적으로 유사한 희토류 원소가 발견되었습니다. 이 원소들은 어떤 주기계에도 내성이 있어서 결국 란타노이드라는 별도의 범주로 묶였습니다. 그 후 1890년대에 영국 과학자 윌리엄 램지와 레일리 경은 비활성 또는 희귀한 기체인 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논을 발견했습니다. 이들은 모두 분명히 단일 화학 계열의 구성원이었지만, 테이블에 빈 공간이 없었습니다. 20세기가 전환된 직후, 화학자들은 단순히 그들을 위한 추가 그룹을 만들기로 결정했습니다. 유기화학의 구조주의적 발상과 주기율표의 개발은 19세기 후반 무기화합물 연구에 새로운 자극제가 되었습니다. 그러나 분명히 유기화학은 금세기 후반에 선도적인 화학 분야였고, 그 주도국은 독일이었습니다. 구조론을 가장 적극적으로 이용한 것은 독일인이었고, 그 성공은 상업적인 기업에서 개발된 실용적인 응용뿐만 아니라 대학 연구소의 폭발적인 성장에 의해서도 측정되었습니다. 베를린 대학의 아우구스트 빌헬름 폰 호프만과 에밀 피셔, 뮌헨 대학의 아돌프 폰 바이어 같은 유기화학자들은 새로운 화합물, 연구 출판물, 박사 학위 논문을 점수로 산출하는 대규모 연구 그룹을 만들었습니다. 19세기 후반에 이르러 독일의 화학은 학문적으로나 산업적으로나 유럽과 세계를 지배했습니다. 물리화학의 발전: 화학에 대한 다른 접근법이 소홀했다는 말도 아니고, 다른 나라들이 흥분에 참여하지 못했다는 말도 아닙니다. 화학적 화합물과 반응에 대한 물리학적 연구는 금세기 초에 시작되었고, 물리화학 분야는 1880년대에 이르러 성숙을 이루었습니다. 1830~60년대에 영국의 마이클 패러데이, 독일의 헤르만 콥과 로베르트 분젠, 프랑스의 앙리 빅터 레그노는 물질의 물리적 특성에 대한 연구를 수행했습니다. 열과 일, 힘에 대한 연구로 1850년경 열역학이 부상했는데, 원래는 거의 전적으로 물리학의 과학을 지향했던 미국인 조시아 윌러드 깁스, 프랑스인 마르셀린 베르텔로와 피에르 뒤헴, 독일인 헤르만 폰 헬름홀츠와 빌헬름 오스트발트 등이 그 뒤 1870~80년대에 에너지와 엔트로피 개념을 화학에 적용했습니다. 패러데이 등은 세기 초에 영국의 베르셀리우스와 험프리 데이비의 독자적인 노력에 의해 발명된 전기화학을 결실 있게 추구했습니다. 독일의 분젠과 구스타프 키르히호프는 1850년대 후반에 화학적 분광학을 개발했습니다. 화학 반응의 동역학에 대한 연구는 1860년대에 시작되었습니다. 이 모든 작업은 물리 화학 분야의 "공식적인" 설립으로 끝이 났고, 전통적으로 물리 화학 저널 ("Journal of Physical Chemistry")이 1887년에 출판을 시작했을 때로 여겨졌습니다. 편집자는 오스트발트와 반트 호프였으며, 미래의 노벨리스트 인 스웨덴의 스반테 아레니우스는 편집위원회의 특히 중요한 구성원이었습니다. 이온 해리의 실체에 대한 논란과 전기 화학, 해결책 이론 및 열역학과 관련된 다른 문제들이 저널의 초기호에 활기를 불어넣었습니다. 물리 화학자들의 수요는 대학들이 일반 화학과 이론 화학의 기초 과정에 대한 교육을 요청함에 따라 증가하고 있었습니다. 이것은 사립 및 주립(토지 보조금) 대학과 독일에서 영향을 받는 박사 과정을 포함하여 강력하게 확장되는 교육 구조와 함께 미국에서 가장 사실이었습니다. 세기가 바뀐 직후, 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 두 화학자인 아서 노예스와 길버트 루이스가 떠오르는 미국 화학 공동체의 핵을 형성했습니다. 노예스는 패서디나(Pasadena)에 있는 스루프 폴리테크닉(후에 Caltech로 알려진 캘리포니아 공과대학교로 개명)에서 경력을 계속했고, 루이스는 버클리에 있는 캘리포니아 대학교로 진학했습니다. 물리화학은 일부 사람들이 제2의 과학 혁명이라고 부르는 것, 즉 전자, 엑스선, 방사능, 새로운 방사성 원소의 발견, 방사능 방출과 핵붕괴 과정의 이해, 양자역학과 상대성 이론의 초기 버전 등에 의해 크게 변화했습니다. 이 모든 것은 1895년부터 1905년까지 불과 10년 만에 일어났고, 과학적 폭탄선언은 그 다음 몇 년 동안 계속되었습니다. 1911년 영국의 물리학자 어니스트 러더퍼드는 원자의 핵모형을 제안했지만, 그의 궤도를 도는 전자는 고전적인 전자기 이론에 위배되는 것처럼 보였고, 그 모형은 즉시 받아들여지지 않았습니다. 그러나 2년 후 덴마크의 물리학자 닐스 보어는 러더퍼드의 모형에 분광학적 데이터와 독일 물리학자 막스 플랑크와 알베르트 아인슈타인의 양자 이론을 적용하여 이러한 변칙을 일부 해결했습니다(그림 참조). 보어는 이후 1920년대에 코펜하겐에서 양자역학 개발을 이끈 국제 이론 연구단의 단장을 맡았습니다. 그 사이 러더퍼드는 양성자의 존재를 밝혔고, 아인슈타인은 일반 상대성 이론을 발전시켰습니다. 원자가의 전자 이론: 물리학자들에게는 이것이 사실이지만, 화학자들은 이 모든 것을 수수방관하고 있지 않았습니다. 반세기 전에 발견된 이래로, 화학에서 가장 큰 수수께끼 중 하나는 원자가의 중심 현상이었습니다. 산소 원자는 정확히 두 개의 원자가 "후크"를 가지고 결합을 형성하고 탄소는 보통 네 개의 원자가를 가지고 있다는 것은 논쟁의 여지 없이 사실이었습니다. 게다가, 이 결합들은 정전기 전하나 중력처럼 방사상 대칭이 아니라 원자 주위의 뚜렷한 공간 각도를 향하는 것처럼 보였습니다.
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