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고대부터 현대까지: 화학의 발전과 변화의 역사

by 대기업오너 2024. 5. 13.

질량 보존에 대한 생각의 초기 형태는 고대 그리스 철학에서 "무에서 오는 것은 없다"는 개념인데, 이 개념은 엠페도클레스(약 기원전 4세기)에서 찾을 수 있습니다. "무에서 오는 것은 불가능하며, 무에서 오는 것은 완전히 파괴되어야 한다는 것을 가져오거나 들을 수 없기 때문입니다." 우주의 본질을 묘사한 에피쿠로스 (기원전 3세기)는 "사물의 총체는 항상 지금과 같았고, 앞으로도 그럴 것입니다."라고 썼습니다. 헬레니즘 세계에서 연금술의 예술은 처음으로 확산되어 원소를 금으로 바꾸고 영생의 영약을 발견하는 궁극적인 목표를 가지고 천연 물질에 대한 연구에 마법과 오컬트리즘을 혼합했습니다. 작업, 특히 증류의 발전은 비잔틴 초기에 계속되었으며 가장 유명한 수행자는 4세기 그리스-이집트 파노폴리스의 조시모스입니다. 연금술은 무슬림이 정복한 후 아랍 세계 전역에서 계속 개발되고 실행되었으며 비잔틴 잔재로부터 라틴어 번역을 통해 중세 및 르네상스 유럽으로 확산되었습니다. 자비르 이븐 하이얀에게 귀속된 아랍어 작품은 화학 물질의 체계적인 분류를 도입했고, 화학적 방법을 통해 유기 물질(식물, 혈액, 머리카락 등)로부터 무기 화합물(염화암모늄 또는 염화암모늄)을 유도하는 지침을 제공했습니다. 일부 아랍어 자비르 작품(예: 자비의 책, 70년 책)은 나중에 라틴어로 번역된 "게베르"(Geber)라는 이름으로 번역되었고, 13세기 유럽에서는 보통 유사 게베르라고 불리는 익명의 작가가 이 이름으로 연금술과 야금학 저술을 생산하기 시작했습니다. 아부 알 라얀 알 ī 과 아비케나와 같은 후대의 영향력 있는 이슬람 철학자들은 연금술 이론, 특히 금속의 변형 이론에 이의를 제기했습니다. 광석의 정제와 제련 금속으로의 추출의 개선은 16세기 초기 화학자들에게 널리 사용된 정보의 원천이었고, 그들 중 그들은 1556년에 그의 주요 작품인 De re metallica를 출판한 Georg Agricola (1494–1555)였습니다. 금속 광석을 채굴하고 금속을 추출하는 고도로 발달되고 복잡한 과정을 묘사한 그의 작품은 그 시기 동안 야금학의 절정이었습니다. 그의 접근법은 주제와 관련된 모든 신비주의를 제거했고, 다른 사람들이 건설할 수 있고 건설할 수 있는 실용적인 기반을 만들었습니다. 그 작품은 광석을 제련하는 데 사용되는 많은 종류의 용광로를 묘사하고 광물과 그것들의 구성에 대한 관심을 자극했습니다. Agricola는 "야금학의 아버지"이자 과학 학문으로서 지질학의 창시자로 묘사되었습니다. 프랜시스 베이컨 경과 다른 사람들에 의해 제안된 새로운 경험적 방법의 영향 아래, 옥스포드의 화학자 그룹인 로버트 보일, 로버트 훅 및 존 메이요는 오래된 연금술 전통을 과학 분야로 재구성하기 시작했습니다. 보일은 특히 일반적으로 가지고 있는 일부 화학 이론에 의문을 제기하고 화학 종사자들이 회의론적 화학에서 더 "철학적"이고 덜 상업적으로 집중해야 한다고 주장했습니다. 그는 보일의 법칙을 공식화하고 고전적인 "4가지 요소"를 거부했으며 엄격한 실험의 대상이 될 수 있는 원자와 화학 반응의 기계론적 대안을 제안했습니다. 그 후 수십 년 동안 많은 다른 기체로 구성된 것으로 밝혀진 '공기'의 성질 등 많은 중요한 발견이 이루어졌습니다. 스코틀랜드의 화학자 조지프 블랙과 플랑드르 출신의 얀 밥티스트 반 헬몬트는 1754년에 이산화탄소, 즉 블랙이 '고정된 공기'라고 부르는 것을 발견했고, 헨리 캐번디시는 수소를 발견하고 그 성질을 해명했으며, 조지프 프리스틀리와 독립적으로 칼 빌헬름 셸레는 순수한 산소를 분리했습니다. 플로지스톤(모든 연소의 근원이 되는 물질) 이론은 18세기 초 독일의 게오르크 에른스트 슈탈에 의해 주장되었고, 물리학에서 뉴턴의 화학적 유사체인 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에 의해 세기 말에야 뒤집혔습니다. 라부아지에는 질량 보존의 원리를 해명하고 오늘날까지 사용되는 새로운 화학 명명법의 새로운 체계를 개발함으로써 새로운 과학을 적절한 이론적 기반 위에 확립하기 위해 무엇보다 많은 노력을 기울였습니다. 영국 과학자 존 돌턴은 모든 물질은 물질의 나눌 수 없는 '원자'로 구성되어 있고 원자마다 원자량이 다르다는 현대 원자론을 제시했습니다. 화학적 결합에 관한 전기화학적 이론의 발전은 19세기 초에 알레산드로 볼타에 의한 볼타 더미의 선행 발명에 의해 가능하게 된 두 과학자, 특히 욘스 제이콥 베르셀리우스와 험프리 데이비의 연구의 결과로 일어났습니다. 데이비는 알칼리 금속을 포함한 9개의 새로운 원소를 전류로 산화물에서 추출하여 발견했습니다. 영국의 윌리엄 프라우트는 모든 원자의 무게가 수소 원자량의 정확한 배수이기 때문에 모든 원소를 원자량으로 정렬할 것을 처음 제안했습니다. J.A.R.뉴랜즈는 초기 원소표를 고안했고, 그 후 1860년대에 드미트리 멘델레예프에 의해 그리고 율리우스 로타르 마이어를 포함한 여러 과학자들에 의해 독립적으로 현대의 원소 주기율표로 발전했습니다. 나중에 비활성 기체라고 불렸던 비활성 기체는 세기말 윌리엄 램지가 레일리 경과 공동으로 발견함으로써 표의 기본 구조를 채웠습니다.  20세기로 접어들면서 화학의 이론적 토대는 원자의 내부 구조의 본질을 조사하고 발견하는 데 성공한 일련의 놀라운 발견들로 인해 마침내 이해되었습니다. 1897년 캠브리지 대학의 J.J. 톰슨은 전자를 발견했고 곧이어 프랑스 과학자 베크렐과 피에르 퀴리 부부가 방사능 현상을 조사했습니다. 맨체스터 대학의 어니스트 러더퍼드는 일련의 선구적인 산란 실험에서 원자의 내부 구조와 양성자의 존재를 발견하고 다양한 방사능 유형을 분류하고 설명했으며 알파 입자를 질소에 충격을 주어 첫 번째 원소를 성공적으로 변환했습니다. 원자 구조에 대한 그의 연구는 그의 제자들인 덴마크의 물리학자 닐스 보어, 영국인 헨리 모즐리, 독일인 오토 한에 의해 향상되었고, 그들은 새로운 핵 화학을 창시하고 핵분열을 발견했습니다. 화학 결합과 분자 궤도의 전자 이론은 미국의 과학자 리누스 파울링과 길버트 루이스에 의해 개발되었습니다. 2011년은 유엔에 의해 국제 화학의 해로 선언되었습니다. 국제 순수 응용 화학 연합과 유엔 교육 과학 문화 기구의 이니셔티브였으며 전 세계 화학 협회, 학계 및 기관이 참여하고 지역 및 지역 활동을 조직하기 위해 개별 이니셔티브에 의존했습니다. 유기 화학은 프리드리히 뵐러의 요소 합성에 이어 유스투스 폰 리비히 등에 의해 개발되었습니다. 다른 19세기의 중요한 발전은 원자가 결합에 대한 이해(1852년 에드워드 프랑크랜드)와 화학에 대한 열역학의 적용(1870년대 J. W. 깁스와 스반테 아레니우스)이었습니다.