הצגת המקור של הדף "היסטוריה של הכימיה"

[[קובץ:Atash1.jpg|שמאל|ממוזער|250px|ה[[אש]], כתוצר ה[[בעירה]] של עץ, היא כנראה אחת התגובות הכימיות המוכרות ביותר לאדם.]]
'''היסטוריה של הכימיה''' היא העיסוק בהתפתחות הטכנולוגית והתפיסתית של האנושות בתחומי הכימיה. תחילתה לפני יותר מ-4,000 שנה ב[[מצרים העתיקה]], שם החלו הניסיונות הראשונים בכימיה ניסויית (המכונה "כימיה רטובה", בניגוד ל[[כימיה תאורטית]]).{{הערה|1=[http://www.newscientist.com/article/mg16121734.300-first-chemists.html First chemists], February 13, 1999, New Scientist}}

בסביבות 1000 לפני הספירה החלו תרבויות שונות להשתמש ב[[טכנולוגיה|טכנולוגיות]] שלימים יהוו את הבסיס לענפי ה[[כימיה]] המודרנית. הפקת [[מתכת|מתכות]] מ[[עפרה (מחצב)|עפרות]], [[קדרות]] ו[[זכוכית]], ייצור [[בירה]] ו[[יין]], ייצור פיגמנטים לשימושים [[קוסמטיקה|קוסמטיים]] ולצביעה, [[צביעת בדים]], עיבוד [[עור (חומר גלם)|עורות]], ייצור [[גבינה]], מיצוי חומרים מצמחים למטרות [[רפואה]] ו[[בושם|בשמים]], יצירת [[מסג]]ים ושימוש ב[[שומן]] ליצירת [[סבון]] היו חלק מהתהליכים הכימיים הראשונים שנעשה בהם שימוש.

ניסיונות פילוסופיים לקביעת טבעו ומבנהו של החומר נכשלו, ואף ניסיונותיהם של האלכימאים לא צלחו, אך ניסויים אלה והתיעוד שהותירו אחריהם הכשירו את הדרך להתפתחות הכימיה המודרנית. נהוג לראות את סיום האלכימיה וניצניה של הכימיה המודרנית בעבודתו של [[רוברט בויל]], The Sceptical Chymist ("הכימאי הסקפטי", בתרגום חופשי) שראתה אור בשנת 1661 ב[[לונדון]]. עבודתו של [[אנטואן לבואזייה]] בנושא [[חוק שימור החומר]], שדרשה מדידות ותצפיות מדויקות של תופעות כימיות, הפכה את הכימיה למדע מדויק. למעשה, גם הכימאים וגם האלכימאים עסקו בהרכב החומר, מבנהו והתגובות שהוא יוצר, אך ההבדל בהם טמון במטרותיהם ובעובדה שהכימאים עובדים לפי [[השיטה המדעית]].
ההיסטוריה של הכימיה משתלבת גם עם [[היסטוריה של התרמודינמיקה|ההיסטוריה של התרמודינמיקה]], בעיקר דרך עבודתו של [[וילארד גיבס]].

תחילתה של הכימיה המודרנית הייתה בקבלתה של [[התורה האטומית]], ויצירת [[הטבלה המחזורית]]. עם התפתחות [[תורת הקוונטים]] נטשטשה החלוקה המסורתית הברורה בין [[פיזיקה]] לכימיה, ושתיהן חופפות בתחום של יצירה, אפיון ותכונות של [[חומר]]ים ו[[מולקולה|מולקולות]], ואף חופפות ל[[ביולוגיה]] בחקר של [[נגיף|נגיפים]] ותהליכים ב[[תא]]ים.

==שימושים באש וקרמיקה==
בין התגובות הכימיות הראשונות ששירתו את האנושות ונעשה בה שימוש רב הייתה [[בעירה]]. ה[[אש]], בהיעדר הסבר מדעי, הייתה במשך אלפי שנים כוח מיסטי בלתי-מוסבר היכול לשנות חומר לחומר אחר (שריפת עץ, הרתחת מים, [[קדרות]]) תוך פליטת [[חום (פיזיקה)|חום]] ו[[אור]]. לאש הייתה השפעה רבה על האנושות בהיבטים רבים: החל מהיבטים פשוטים, של תאורה ו[[בישול]], עבור ב[[ברוא יערות]] ועד לטכנולוגיות מתקדמות, כגון [[קדרות]], יצירת לבנים והתכת מתכות ליצירת כלים.
[[קובץ:Vestonicka venuse edit.jpg|ממוזער|150px|טקסט=ונוס מדולני וייסטוניצה|[[ונוס מדולני וייסטוניצה]], כלי החרס הקדום ביותר הידוע, מהאלף ה-24 לפני הספירה]]
הפקת כלי חרס - [[קדרות]] קיימת במשך עשרות אלפי שנים. ה[[אתר ארכאולוגי|אתר]] [[דולני וייסטוניצה]] ב[[מוראביה]] שב[[צ'כיה]] מ[[התקופה הפלאוליתית העליונה]] ו[[תיארוך |תוארכה]] באמצעות [[תיארוך פחמן-14]] ל-26,000 שנה [[לפני זמננו]]. באתר התגלו  [[ונוס מדולני וייסטוניצה]]{{אנ|Venus of Dolní Věstonice}} - פסלון קרמיקה של [[צלמית ונוס]], כ-2,300 פסלוני חרס של בעלי חיים, ו[[כבשן]] לשריפת [[חרס|קרמיקה]] (הקדום ביותר בעולם).  

ב[[סין (אזור)|סין]] נמצאו כלי חימר שתוארכו ל-18,000 שנה לפני הספירה. בתקופה זו, ב[[מזרח אסיה]] שרר מזג אוויר קר מאד, למשך תקופה ארוכה. כדי לשרוד, האנשים באזור היו חייבים לנצל את מזונם בצורה מקסימלית, והם עשו זאת באמצעות [[בישול]] המזון העמילני והבשר בתוך כלי החימר<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://deneenpottery.com/pottery/#section-2|הכותב=צוות האתר|כותרת=The History of Pottery|אתר=Deneen Pottery}}</ref>. הידע והמיומנות עברו ל[[יפן]] ולאזורים באגן הנהר [[אמור (נהר)|אמור]], ב[[רוסיה]]. הממצאים שם תוארכו ל-14,000 לפני הספירה<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://ceramics.org/about/what-are-engineered-ceramics-and-glass/brief-history-of-ceramics-and-glass|הכותב=greek 200|כותרת=Ceramic and Glass Materials’ Role in Civilization|אתר=The American Ceramic Society|תאריך=2022}}</ref>.

===[[מטלורגיה]]===
{{ערך מורחב|מטלורגיה}}
לאחר שבעזרת האש התגלתה ה[[זכוכית]], השימוש הבא באש היה להפרדת עפרות ועיצוב [[מתכת|מתכות]]. תרבויות שונות החלו לעבד מתכת בתקופות שונות.
[[קובץ:Mishmar-Some Items.png|שמאל|ממוזער|300px|כלי נחושת בני 6000 שנה מ[[מטמון נחל משמר]]]]

ב{{ה|תקופה הכלקוליתית}} הופיעה חרושת של [[נחושת]], לצד כלי אבן מסותתים שהמשיכו להתקיים מהתקופות הקודמות. לפי מחקרים, הפקת נחושת במצבה המינרלי וכריית נחושת החלה כבר לפני יותר מ-12 אלף שנים, באלף העשירי לפני הספירה באזור צפון ה[[פרת]] ו[[חידקל|החידקל]] ומעט מאוחר יותר באזור מזרח הים התיכון – באזורים בין ישראל לבין דרום טורקיה. עד שנת 6000 לפני הספירה התפשטה כריית הנחושת מזרחה עד לאזור שבו שוכנת איראן וצפון מערבה לכיוון בו שוכנות סרביה ורומניה.{{הערה|שם=COOPER|[https://www.researchgate.net/figure/a-The-exploitation-of-copper-ores-and-naturally-occurring-copper-metal-b-the-spread-of_fig1_280778758]}}

בסביבות שנת [[האלף ה-5 לפנה"ס|5000 לפנה"ס]] (בתחילת [[תקופת הנחושת]]) פיתחו בני אדם באזור [[טורקיה]] או סוריה, שיטות לצרוף את ה[[נחושת]] מ[[עפרה (מחצב)|עפרות]]יה, וכך התאפשר שימוש נרחב יותר בנחושת על ידי [[כרייה]] של נחושת מהאדמה במקומות בהם הנחושת מעורבת בחומרים אחרים. הנחושת הותכה בכור ושימשה ל[[יציקה]] בתבניות. התכה ויציקה של נחושת התפשטו בהדרגה. עד שנת 4000 לפני הספירה הדבר התקיים במזרח התיכון ובאירופה סביב אגן הים התיכון. עד 3000 לפני הספירה הגיעה טכנולוגיה זו ל[[צפון הודו]] וצפון אירופה. עד 2000 לפני הספירה התפשטה הטכנולוגיה גם לספרד, בריטניה וסין.{{הערה|שם=COOPER}} ה[[שומר]]ים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים לפני כ-5,000 שנה. גם ה[[מצרים העתיקה|מצרים]] הכינו באותה תקופה חפצים מנחושת. באחת ה[[פירמידות במצרים|פירמידות]] נמצאה צנרת מנחושת בת כ-5,000 שנים.

[[תקופת הברונזה]] היא תקופה בתולדות הציוויליזציה האנושית שבה היכולת הטכנולוגית המתקדמת ביותר אפשרה ייצור כלים העשויים מ[[ארד]] (ברונזה) – [[סגסוגת]] מתכת המתקבלת מעירוב של [[נחושת]] עם [[בדיל]]. תקופת הברונזה היא השנייה מבין [[מערכת שלוש התקופות]], לאחר [[תקופת האבן]].  תקופת הברונזה ב[[המזרח התיכון|מזרח התיכון]] החלה בשנת [[המאה ה-33 לפנה"ס|3300 לפנה"ס]] בערך, עם העלייה בשימוש בברונזה לייצור כלים ותופעת ה[[עיור]] בשני המרכזים העיקריים של העולם העתיק – [[מצרים העתיקה|מצרים]] ו[[מסופוטמיה]]. אזורים אלה היו הראשונים להשתמש בכלים עשויים ברונזה, ואחריהם החלו לעשות כן גם ב[[לבנט]], ב[[אנטוליה]] וברמה ה[[ממלכת פרס|פרסית]]. בתקופת הברונזה ב[[הים האגאי|ים האגאי]] שגשגה נוסדה תשתית [[מסחר]] רחבה, שנועדה לייבא [[בדיל]] ו[[פחם]] ל[[קפריסין]], שם היו מתיכים [[נחושת]] עם הבדיל על מנת לייצר [[ברונזה]]. כלי ברונזה שיוצרו בקפריסין יוצאו לכל מדינות [[הים התיכון]]. התרבות ששלטה וארגנה את המסחר בים האגאי הייתה [[יוון המינואית|התרבות המינואית]]. תקופת הברונזה ב[[בריטניה הגדולה]] נמשכה בין 2200 לפנה"ס ל-700 לפנה"ס{{הערה|{{ynet||פומפיי של בריטניה: כך חיו לפני 3,000 שנה|4900599|1 בינואר 2017}}}}.

[[תקופת הברזל]] היא תקופה ב[[היסטוריה עולמית|תולדות האנושות]] שבה היכולת ה[[טכנולוגיה|טכנולוגית]] אפשרה לפתח כלים ואמצעים המבוססים על [[מתכת]] ה[[ברזל]]. עמידות הברזל, [[טמפרטורת התכה|טמפרטורת ההתכה]] הגבוהה שלו ושכיחותן של עפרות ברזל הפכה את השימוש בברזל לנפוץ וזול יותר מאשר אפשרויות המסתמכות על ברונזה. 

המתכת היקרה ביותר הייתה ה[[זהב]], שהייתה ידועה ב[[מצרים העתיקה]] משנת 2600 לפני הספירה לערך. יוקרו של הזהב, שהיה שימושי באותה תקופה רק לצורך [[תכשיט|תכשיטים]], הוביל ליצירת ה[[אלכימיה]] והיה מאחד הגורמים החשובים ליצירת עולם הכימיה. הניסיונות המוקדמים ב[[מטלורגיה]] הובילו ליצירת [[מסג]]ים ול[[תקופת הברונזה]]. קידום הכימיה בתחום זה הגיע עקב ה[[מלחמה|מלחמות]] ב[[אירופה]] ו[[אסיה]]: סגסוגות חדשות הובילו ליצירת [[שריון]] וכלי נשק חזקים יותר. לעיתים, אלו הכריעו את הקרב.

==תאוריות ראשונות==
{{ערך מורחב|התורה האטומית}}
[[קובץ:Four elements representation-HE.png|שמאל|ממוזער|250px|[[ארבעת היסודות]] והיחסים ביניהם]]

פילוסופים מ[[האסכולה המילטית]], היא האסכולה הפילוסופית המוקדמת ביותר, שהתקיימה בסביבות [[המאה ה-6 לפנה"ס|המאה ה-6 לפני הספירה]] הניחו את הבסיס הראשון ל[[מדע]] ה[[יוון העתיקה|יווני]] בכך שהוציאו מה[[תאולוגיה]] וה[[מיתוס]] את ה[[מקריות]] ואת התערבותם של [[על-טבעי|כוחות על-טבעיים]].

הניסיונות הראשונים לקבוע את מבנהו של החומר היו ניסיונות פילוסופיים ועסקו בניסיונות להסביר את ההבדלים הנראים בין חומרים (צבע, ריח, צפיפות), את מצבי הצבירה השונים של חומר (מוצק, נוזל וגז) ואת התגובות השונות בעת חשיפת החומר לסביבה שונה (שפיכת מים על אש). ההיסטוריה של תאוריות פילוסופיות כאלו מעידה כי כמעט בכל תרבות יש ניסיונות להסביר את התופעות הנצפות. מרבית התאוריות הראשוניות הללו עוסקות בקיומם של מספר קטן של יסודות המרכיבים את כלל החומרים בטבע. תחילה היו אלה החומרים והתופעות שסבבו את האדם, כדוגמת [[מים]], עץ, אדמה, אור ואש, ומאוחר יותר תאוריות כי קיים חומר אחד המשנה צורה כדוגמת "[[אתר (פיזיקה)|הכל אתר]]", "הכל מים" או, בשלב מאוחר יותר, תאוריית ה[[פלוגיסטון]]. התאוריה כי קיימים [[ארבעת היסודות|ארבעה יסודות]] (אש, אוויר, מים ואדמה) אשר שילובם ביחסים שונים נותן את כלל החומרים הקיימים התפתחה במקביל במספר תרבויות שלא נפגשו כלל: התרבות ההודית, [[יוון העתיקה]] ואף בתרבות ה[[מאיה]].

שתי גישות עיקריות לתיאור החומר התקיימו מימי קדם: אטומיזם, גישה הגורסת כי החומר בנוי מחלקיקים. גישה זו התפתחה ל[[התורה האטומית|תורה האטומית]] והוכחה במאה העשרים כנכונה. הגישה השנייה גרסה כי החומר הוא רצף.
גישת האטומיזם הופיעה בשני מקומות במקביל: ביוון העתיקה הופיעה [[האסכולה האטומיסטית]] כחלק מהזרמים ב[[פילוסופיה קדם-סוקרטית|פילוסופיה הקדם-סוקרטית]], וב[[הודו]] העתיקה. האטומיזם ביוון העתיקה התפתח בשנת 440 לפנה"ס לערך.
רעיונות אלו מתאר המשורר הרומאי [[לוקרטיוס]] בספרו "[[על טבע היקום]]" מהם ניתן להסיק כי כבר פילוסופים כ[[דמוקריטוס]] ו[[פרמנידס]] עסקו בגישת האטומיזם וטענו כי החומר בנוי מחלקיקים שלא ניתן לחלקם. במקביל, באותה תקופה עסקו פילוסופים הודים במחשבה דומה. גם הפילוסופים היוונים וגם ההודים סבלו מהעדר הוכחות [[אמפיריציזם|המבוססות על ניסויים]] ומשכך היה קל לסתור את טענותיהם. [[אריסטו]] טען כנגד התאוריה האטומיסטית.
[[פליניוס הזקן]], בספרו רב הכרכים [[תולדות הטבע]], מציג תיאורים ופיתוחים של התאוריה ותיאורים של [[מינרלים]] רבים.

==אלכימיה==
{{ערך מורחב|אלכימיה}}

===אבן החכמים ותחילתה של האלכימיה===
[[קובץ:William Fettes Douglas - The Alchemist.jpg|שמאל|ממוזער|200px|רנאל האלכימאי, ציור של ויליאם דאגלאס]]
מציאת שיטה בה יוכלו להפוך מתכות זולות לזהב, היוותה אבן שואבת עבור רבים, כיוון שהרווח הצפוי היה עצום. החומר המסתורי שהיה צפוי לעזור בכך, היה חומר המופק או מופרש מ[[אבן החכמים]]. ניסיונות אלו היוו את הבסיס לאלכימיה. לאלכימיה היו שתי מטרות עיקריות: הפיכת מתכות פשוטות ל[[זהב]] ומציאת תרופה אחת שתרפא את כל המחלות וכל השותה ממנה יזכה ל[[נעורי נצח]]. האלכימיה הייתה שילוב של [[כימיה]], [[פיזיקה]], [[מיסטיקה]] ו[[דת]]. הישגה העיקרי של האלכימיה היה מציאת חומרים חדשים ויצירת טכניקות וכלים חדשים לשימוש מדעי, כיוון שלא אבן החכמים ולא "תרופת העל" נמצאו מעולם.

===הישגי האלכימיה===
הישגיה של האלכימיה רבים מספור: הכנת מאות חומרים חדשים כ[[חומצה חנקתית]] ו[[חומצה גופרתית]] ויצירת כלים ושיטות חדשות להפקת חומרים כדוגמת [[אמבט מרים]] ומתקני [[זיקוק]]. מעל כל אלה עומד הישגה המשמעותי ביותר של האלכימיה: יצירת בסיס למסגרת שיטתית לסיווג תופעות כימיות, וליצירת מאגר ידע ראשוני שאפשר את יצירת הכימיה של ימינו.

===בעיות שעלו בתקופת האלכימיה===
התקדמות האלכימיה יצרה אמנם [[חומר]]ים חדשים וטכניקות חדשות ליצירת תגובות בין חומרים, אך השיטות בהן עסקו האלכימאים האטו את התקדמות הכימיה ממספר סיבות. ראשית, לא הייתה שיטה מסודרת למתן שמות לחומרים ([[נומנקלטורה]]). שנית, המונחים ויחידות המידה לא הוגדרו על ידי אף גורם אחיד, ומשמעותם הייתה שונה ממקום למקום.

בנוסף, הקשו מאוד העדרם של שיטה מדעית ותיעוד ראוי. אמנם, אלכימאים רבים תיעדו את הניסויים שערכו, ואף תיעדו מידע שאינו רלוונטי כדוגמת מצב הירח או ה[[גאות]], אך תיעוד זה לא איפשר חזרה על ניסויים, מאבני היסוד של השיטה המדעית. השפה העמומה חסרת המונחים המוגדרים בה השתמשו חלק מהאלכימאים שימשה יותר להסתרת הישגיהם והסוואת כישלונותיהם מאשר לדיווח מדעי. מ[[המאה ה-14|המאה הארבע עשרה]] לערך, תיעוד הניסיונות נעשה ברור יותר, כיוון שאלכימאים רבים החלו להטיל ספק בקיומה של אבן החכמים, ולכן נוצר צורך שאחרים יוכלו לחזור על הניסוי.

==מאלכימיה לכימיה==
===כימאים ראשונים===
[[קובץ:Al-Jaahith - African Arab Naturalist - Basra - al jahiz.jpg|ממוזער|שמאל|ג'אבר בן חיאן, כימאי ואלכימאי מוסלמי שעבודתו הניחה בסיס לשיטה המדעית.]]
בעולם הערבי, בעיקר ב[[בצרה (עיראק)|בצרה]] וב[[בגדאד]], עסקו תחילה מדענים מוסלמים רבים בתרגום העבודה שנעשתה ביוון העתיקה לערבית. לאחר מכן, החלו הכימאים המוסלמים מגיעים להישגים מתקדמים יותר מאשר באירופה. [[ג'אבר בן חיאן]] היה כימאי ואלכימאי מוסלמי בן [[המאה ה-9|המאה התשיעית]]. ג'אבר החיל שיטה מסודרת וניסיונית של חקירה ב[[מעבדה]], שכללה הסקת מסקנות, בניגוד ליוונים והמצרים, שעבודתם כללה ניחושים רבים וניסיונות שאינם בהכרח קשורים זה לזה. לזכותו נזקפים הישגים רבים כדוגמת יצירת [[תרופה|תרופות]] שונות וכלים חדשים, הבחנה בין [[חומצה|חומצות]] ל[[בסיס (כימיה)|בסיס]]ים ועוד.
בין הכימאים המוסלמים הראויים לציון נמצאים [[ג'עפר א-צאדק]] [[אבן ח'לדון]], [[אבן סינא]] ואחרים אשר סירבו לעסוק באלכימיה ובתאוריות המאפשרות מעבר בין מתכות שונות בטענה שהן מופרכות. כימאים אחרים תיארו גרסאות מוקדמות של חוק שימור המסה כאשר הן מציינים כי חומר יכול להשתנות אך לא להיעלם. [[אל-ראזי]] הפריך את טענותיו של אריסטו בדבר ארבעת היסודות ויצר סט של כללים לניסויים. במעבדתו הוא יצר יותר מעשרים כלים, ביניהם [[כור היתוך (כלי היתוך)|כור היתוך]], כלים שונים לזיקוק ותנורים שונים המשמשים, בצורה כזו או אחרת, עד ימינו.

[[קובץ:Georgius Agricola.jpg|ממוזער|150px|שמאל|אגריקולה, מגלה הביסמוט ומחבר "על המתכות"]]
באירופה התנהלה האלכימיה בתחילה כמרדף לשיחזור ההישגים של הכימאים המוסלמים: שימוש בארצות מוסלמיות לשעבר כדוגמת [[ספרד]] ותרגומים מהערבית ללטינית אפשרו את התקדמות הכימיה באירופה. עם הזמן, החלו הכימאים האירופאים עולים על עמיתיהם המוסלמים. [[פאראצלסוס]] דחה את תאוריית ארבעת היסודות ועם הבנה מעורפלת בלבד בכימיקלים ותרופות יצר מדע המשלב כימיה ורפואה. עם זאת עבודתו של פאראצלסוס לא הייתה מדויקת ומסודרת: באחד מניסיונותיו ליצור תרכובות חדשות על ידי יצירת תגובה בין [[כספית]] ו[[גופרית]] יצר, את מה שכינה "שמן של גופרית". למעשה היה זה [[אתר (כימיה)|דיאתיל אתר]], חומר שאינו מכיל גופרית ואינו מכיל כספית כלל.

הניסיונות הראשונים להפקת מתכות מעפרות וניקוי המתכות שהתקבלו היוו מקור רחב היקף לכימאים, ביניהם [[גאורגיוס אגריקולה]], שבודד את ה[[ביסמוט]] ופרסם את עבודתו הגדולה, "על המתכות" (De Re Metallica), בשנת 1556. גישתו למחקר הפיגה את ה[[מיסטיקה]] ויצרה בסיס מעשי המאפשר לאחרים להתקדם בניסויים אחרים. מחקרו הציג סוגים שונים של [[כבשן|כבשנים]] להתכת עפרות ועורר עניין בנושא המינרלים והמחצבים. ספרו מסתמך רבות על ספרו של פליניוס הזקן, והקשר ביניהם מובהק.

בשנת 1605, [[פרנסיס בייקון]] פרסם את ספרו ([[The Proficience and Advancement of Learning]]) המכיל תיאור למה שיקרא לימים [[השיטה המדעית]]. בשנת 1610 המדען הצרפתי ז'אן בגן פרסם את ספרו Tyrocinium Chymicum, (בתרגום חופשי "כימיה למתחילים" או "מקראת יסוד בכימיה") [[ספר לימוד]] בסיסי בכימיה בו מופיעה [[משוואה כימית|המשוואה הכימית]] הראשונה.{{הערה|1=Crosland, M.P. (1959). "The use of diagrams as chemical 'equations' in the lectures of [[William Cullen]] and [[Joseph Black]]." ''Annals of Science, Vol 15, No. 2'', Jun.}}

==המהפכה הכימית==
{{הפניה לערך מורחב|המהפכה הכימית}}
[[קובץ:Affinity-table.jpg|שמאל|ממוזער|250px|טבלת האפיניות של ז'אופרוי {{אנ|Étienne François Geoffroy}}, [[1718]]: בראש כל טור [[צורון כימי]] עמו יכולים להתרכב כל הצורונים שמתחתיו. חלק מההיסטוריונים הגדירו טבלה זו כתחילתה של המהפכה הכימית.{{הערה|שם=Kim|1=Kim, Mi Gyung. (2003). ''Affinity, That Elusive Dream – A Genealogy of the Chemical Revolution''. Cambridge, Mass: The MIT Press.}}]]
[[המהפכה הכימית]], המכונה גם המהפכה הכימית הראשונה, מתייחסת בדרך כלל לתקופה של התקדמות משמעותית בכימיה במהלך [[המאה ה-17|המאות ה-17]] ו[[המאה ה-18|ה-18]]. המהפכה כוללת פיתוח של מושגים כימיים בסיסיים, כגון הבנת יסודות, תרכובות ותגובות כימיות. דמויות מפתח בתקופה זו כוללות את [[רוברט בויל]], [[אנטואן לבואזיה]] ו[[ג'וזף פריסטלי]]. 

בתקופה זו נוסחה ה[[כימיה]] מחדש על בסיס [[חוק שימור החומר]] ו[[תאוריה מדעית|תאוריית]] הבעירה של ה[[חמצן]].  מהפכה זו התבססה בעיקר על עבודתו של הכימאי ה[[צרפת]]י [[אנטואן לבואזיה]] (ידוע כ"אבי הכימיה המודרנית").{{הערה|1=[http://www.wooster.edu/chemistry/is/brubaker/intro.html The First Chemical Revolution] – the Instrument Project, The College of Wooster}} אם כי חוקרים מאוחרים יותר מתארים תהליך הדרגתי יותר שבו תרמו מדענים נוספים לפיתוח השינוי היסודי בהבנת הכימיה.  נקודת ציון חשובה במהפכה הייתה בסוף המאה ה-18 שבה כימאים אימצו את תאוריית החמצן של לבואזיה וזנחו הסברים של תופעות שונות שהיו מבוססים על רעיון ה[[פלוגיסטון]].{{הערה|[https://www.sciencedirect.com/topics/psychology/chemical-revolution Chemical Revolution], Hricko, in Rationality, 2017}}

ב-[[20 בפברואר]] [[1773]] כתב לבואזיה: "חשיבות הקץ אותו אנו רואים הביאה אותי לקחת על עצמי את כל העבודה הזו, שנראה כי נועדה להביא '''מהפכה ב...כימיה'''. נותר לבצע סדרת ניסויים כבירה." כאשר כתב מילים אלה במחברת המעבדה שלו, עמד לשנות לעד את הפרקטיקה והרעיונות של הכימיה.{{הערה|1=[http://acswebcontent.acs.org/landmarks/chemrevolution/lavoisier.html The Chemical Revolution] - The life of Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794), [http://www.sourcewatch.org/index.php?title=American_Chemical_Society American Chemical Society]}}

כמה גורמים הביאו למהפכה זו, ביניהם ביסוס הטענה כי [[אוויר]] אינו [[יסוד כימי|יסוד]], אלא מורכב משבעה יסודות שונים במצב [[גז]]. כימאים כמו [[הנרי קוונדיש]] ו[[ג'וזף פריסטלי]] ביצעו ניסויים רבי חשיבות לאישוש עובדות אלה. לבואזיה גם תרגם את עולם המושגים הארכאי והטכני של הכימיה לשפה מובנת יותר להמונים הלא-משכילים. הדבר הביא לעניין ציבורי בלימוד ועיסוק בכימיה. כאשר תיאר את המשימה של חידוש ה[[נומנקלטורה]] הכימית, ציין לבואזיה:{{הערה|1=Jaffe, B. (1976). ''Crucibles: The Story of Chemistry from Alchemy to Nuclear Fission''. 4th ed. New York: Dover Publications, Inc.}} "עלינו לבצע טיהור מוחלט, כי הם עשו שימוש בשפה אניגמטית, ייחודית להם עצמם, המציגה משמעות אחת ליודעי-דבר, ואחרת להמונים, ובאותה עת אינה מכילה דבר ניתן להבנה הגיונית על ידי אלה או אלה." 

===רוברט בוייל===
[[קובץ:Robert Boyle 0001.jpg|ממוזער|שמאל|[[רוברט בוייל]], מהכימאים הראשונים שהנהיגו עבודה מסודרת ומתועדת.]]
[[רוברט בויל]] היה כימאי ופיזקאי [[אירים|אירי]], ונחשב כמי שיצר את הכימיה המודרנית וגרם להבדלתה והרחקתה מהאלכימיה.{{הערה|1=[http://understandingscience.ucc.ie/pages/sci_robertboyle.htm Robert Boyle]}}בעיני רבים, נחשב בויל לאבי הכימיה המודרנית. בשנת [[1661]] פרסם בויל את ספרו "[[הכימאי הספקן]]". בספר מפורסם ופורץ דרך זה בויל דורש שהכימיה תחדל להיות כפופה ל[[רפואה]] או לאלכימיה כפי שהייתה עד אז, ושתקבל מעמד של מדע בפני עצמו. זו הפעם הראשונה שהכימיה זוכה למעמד של [[מדע]]. בספרו הוא מנסה לפתח מודל עבור התאוריה האטומית, מודל בעל הצלחה מסוימת, אך שלימים יוכח כשגוי.

בויל השתייך לאסכולה האטומיסטית, אך העדיף את המינוח גופיף (corpuscle) על המונח אטום. הגדרת הגופיף לפי בויל הייתה החלוקה הקטנה האפשרית בה שומר החומר על תכונותיו. על שמו של בויל קרוי [[חוק בויל]]. למרות כל הצלחותיו אלה, מי שנושא בתואר "אבי הכימיה המודרנית" הוא אנטואן לבואזיה שלזכותו נזקפים גילוי [[חוק שימור החומר]] בשנת 1789. עם גילויו של חוק זה, הכימיה הפכה ל[[מדע מדויק]] וכמותי, המאפשר חזרות על ניסויים וקיום תחזיות בניסויים שטרם נערכו.

בשנת 1754, הצליח [[ג'וזף בלק]] לבודד את ה[[פחמן דו-חמצני|פחמן הדו-חמצני]], לו קרא "אוויר קבוע".{{הערה|1=
{{cite web | last = Cooper | first = Alan | title = Joseph Black | work = History of Glasgow University Chemistry Department | publisher = University of Glasgow Department of Chemistry | year = 1999 | url = http://www.chem.gla.ac.uk/dept/black.htm | accessdate = 2006-02-23 | archive-date = 2001-04-11 | archive-url = https://web.archive.org/web/20010411100556/http://www.chem.gla.ac.uk/dept/black.htm |url-status=dead}} }}

[[קרל וילהלם שלה]] ו[[ג'וזף פריסטלי]] הצליחו, כל אחד בנפרד, לבודד את ה[[חמצן]] והבינו כי הוא קשור באופן ישיר לבעירה: שלה כינה אותו "אוויר אש". שמו הלועזי של החמצן ניתן לו על ידי לבואזיה.
{{הערה|1={{cite web | title = Joseph Priestley | work = Chemical Achievers: The Human Face of Chemical Sciences | publisher = Chemical Heritage Foundation | year = 2005 | url = http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/forerunners/priestley.html | accessdate = 2007-02-22}}}}{{הערה|1={{cite web | title = Carl Wilhelm Scheele | work = History of Gas Chemistry | publisher = Center for Microscale Gas Chemistry, Creighton University | date = 2005-09-11 | url = http://mattson.creighton.edu/History_Gas_Chemistry/Scheele.html | accessdate = 2007-02-23}}}}

===אנטואן לבואזייה===
[[קובץ:David - Portrait of Monsieur Lavoisier (cropped).jpg|שמאל|ממוזער|150px|אבי הכימיה המודרנית, [[אנטואן לבואזיה]]]]
{{הפניה לערך מורחב|אנטואן לבואזיה}}
למרות ניסויים רבים שנערכו במזרח התיכון, שגשוגה של הכימיה המודרנית נבע רבות מעבודתו של מי שנחשב כ"אבי הכימיה המודרנית", [[אנטואן לבואזיה]]. לבואזיה, אציל וכימאי צרפתי בן [[המאה ה-18]], ידוע בעיקר בשל עבודתו בנושאי הגזים, ניסוחו של [[חוק שימור החומר]], החלפתה של תאוריית ה[[פלוגיסטון]] (חומר הנמצא בכל החומרים והוא אחראי לבעירה), גילוי הרכב המים, ולניסוח המושג [[המהפכה הכימית]]. עוד הכניס לבואזיה שיטות עבודה המקפידות על ניקיון ויחסי הכמויות של המגיבים, שימוש בחומרים כימיים [[דשן|כדשנים]] ושיפור אבק השריפה. בשל עבודתו כגובה מיסים לטובת מלך צרפת הוא הוצא להורג בעת [[המהפכה הצרפתית]].

לבואזיה נחשב לחלוץ ה[[סטויכיומטריה]]. הוא התעקש לבצע ניסויים מדויקים הנוגעים למשקל המגיבים, ניסוייו היו מהימנים יותר מאלה של קודמיו. הוא הראה שאף שבמהלך [[תגובה כימית]] החומר משנה את מצבו, כמות החומר לפני כל תגובה כימית ולאחריה היא תמיד זהה. הוא שרף [[זרחן]] ו[[גופרית]] ב[[אוויר]], והוכיח שמשקל התוצרים לאחר השרפה היה גדול יותר ממשקל המגיבים המקורי. הוא הסיק בצורה נכונה כי שהמשקל העודף לאחר השרפה בא מן האוויר שמשקלו ירד, והראה שהמשקל הכולל של החומרים לפני תגובה כימית ולאחריה נותר קבוע. ניסויים אלה היוו את העדות ל[[חוק שימור החומר]]. הוא כתב "ואפשר להניח כ[[אקסיומה]] שבכל פעולה שווה כמות החומר הקיימת לפני הפעולה לזו שאחריה"{{הערה|1= "לבואזיה וייסוד הכימיה החדישה", בתוך: ה"מ לסטר, '''הרקע ההיסטורי של הכימיה''' (עברית: יצחק קלוגאי), הוצאת יחדיו, 1966}}

ב-[[1789]] לבואזיה פרסם את ספרו החשוב [[יסודות הכימיה]] - "Traite Elementaire de Chimie" דבר שנחשב שלב חשוב נוסף במהפכה הכימית. בפרסום זה, ובאלה שבאו אחריו, תיאר לבואזיה את הרכב האוויר וה[[מים]], וטבע את המונח "oxygen" ([[חמצן]]). הוא הסביר גם את תיאורית הבעירה, ונפטר מתיאורית ה[[פלוגיסטון]], אותה החליף ברעיון ה[[קלוריק]]. "יסודות" שילב כמה רעיונות של "הכימיה החדשה", ותיאר את הניסויים וההגיון שהובילו את לבואזיה למסקנותיו. ניתן לומר כי "יסודות הכימיה" עשה לכימיה, מה ש"[[עקרונות מתמטיים של פילוסופיית הטבע]]", ספרו של [[אייזק ניוטון|ניוטון]] עשה ל[[פיזיקה]]. המהווה מבוא ל[[כימיה אנליטית]] ופעולותיו לקידום [[השיטה המטרית]] בצרפת. לבואזיה הוא גם אביה של תאוריית ה[[קלוריק]], שקבעה כי [[חום (פיזיקה)|חום]] הוא מעין נוזל, תאוריה שהופרכה במאה ה-19.

===ג'ון דלטון===
[[קובץ:Dalton John Chantrey bust.jpg|שמאל|150px|ממוזער|פסל חזה של [[ג'ון דלטון]].]]
בשנת 1802 הציע הכימאי ה[[אנגלים|אנגלי]] [[ג'ון דלטון]] את [[מודל דלטון]] המתאר את יחסי הגומלין בין גזים בתערובת והשפעתם על הלחץ הכללי בכלי.{{הערה|שם=dalton|1=
{{cite web | title = John Dalton | work = Chemical Achievers: The Human Face of Chemical Sciences | publisher = Chemical Heritage Foundation | year = 2005 | url = http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/periodic/dalton.html | accessdate = 2007-02-22 | archive-date = 2007-02-20 | archive-url = https://web.archive.org/web/20070220170232/http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/periodic/dalton.html |url-status=dead}}}} החוק קובע כי לחץ של תערובת גזים אידיאליים שווה לסכום הלחצים החלקיים של כל רכיבי התערובת בנפרד. הבנתם של חוקי דלטון קידמה את המחקר בגזים ואפשרה הבנה נרחבת יותר בשינוי [[מצב צבירה|מצבי צבירה]], [[תרמודינמיקה|חוקי התרמודינמיקה]] והתנהגות הגזים.

בשנת 1803 גילה דלטון [[חוק המתכונות הקבועות]]. החוק קובע כי יסודות (שיגיבו ביניהם) תמיד יגיבו ביחסים שלמים וקטנים על מנת ליצור [[תרכובת|תרכובות]]. החוק הוביל לשינוי תפישתי ביחס להבנה של תגובות בין יסודות והתרכובות שהם נותנים.
{{הערה|1= 
{{cite web | title = Proust, Joseph Louis (1754-1826) | work = 100 Distinguished Chemists | publisher = European Association for Chemical and Molecular Science | year = 2005 | url = http://www.euchems.org/Distinguished/19thCentury/proustlouis.asp | accessdate = 2007-02-23 | archive-date = 2008-05-15 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080515224050/http://www.euchems.org/Distinguished/19thCentury/proustlouis.asp |url-status=dead}} }}

===אלקטרוכימיה===
בשנת 1800 בנה [[אלסנדרו וולטה]] את [[סוללה חשמלית|הסוללה הכימית]] הראשונה וייסד למעשה את ענף ה[[אלקטרוכימיה]].{{הערה|1= {{cite web | title = Inventor Alessandro Volta Biography | work = The Great Idea Finder | publisher = The Great Idea Finder | year = 2005 | url = http://www.ideafinder.com/history/inventors/volta.htm | accessdate = 2007-02-23}} }}

ב[[שנות ה-20 של המאה ה-19|שנות העשרים]] והשלושים של המאה ה-19 קידם [[מייקל פאראדיי]] מהותית את ה[[אלקטרוכימיה]]. הוא טבע מושגים רבים, ניסח את [[חוק פאראדיי]] ואת [[משוואת פאראדיי]] המקשרת בין הכימיה לחשמל (בין מולים למטען או זרם). למעשה בשיתוף עם עבודתם של [[אלסנדרו וולטה]] ו[[לואיג'י גלווני]] נוצרה האפשרות להשתמש בחשמל למחקר כימי איכותי וכמותי.

===ויטליזם ולידת הכימיה האורגנית===
{{ערך מורחב|כימיה אורגנית}}
[[קובץ:Friedrich Wöhler Stich.jpg|ממוזער|טקסט=פרידריך ולר|[[פרידריך ולר]]]]
לאחר שהופרכה תאוריית הפלוגיסטון והוסברה הבעירה, נסובו הוויכוחים סביב נושא ה[[ויטליזם]]: האם ניתן להסביר את ה[[חיים]] לפי חוקי הכימיה או שמא יש כוח נסתר. תחילת המענה לשאלה זו ניתן זו בשנת [[1828]] בעזרת הצלחתו המקרית של [[פרידריך ולר]], המכונה "אבי הכימיה האורגנית". ולר ניסה להפיק [[ציאניד]]  אך הצליח בטעות ליצור במעבדתו [[שתנן]] שהוא [[תרכובת אורגנית]]. הדבר הדגים כי ניתן ליצור חומרים אורגנים מיסודות ו[[תרכובת אי-אורגנית|מחומרים אי אורגניים]], תגובות שלא נעשו עד אז. הצלחה זו פתחה תחום חדש בכימיה, ועד סיום המאה התשע עשרה הצליחו כימאים ברחבי העולם לסנתז מאות תרכובות אורגניות שכללו [[פיגמנט|צבענים]] ו[[תרופה|תרופות]], כדוגמת [[אספירין]] שהופק מ[[חומצה סליצילית]].

===דיונים באטומיזם במהלך המאה ה-19===
במהלך [[המאה ה-19|המאה התשע עשרה]], עולם הכימיה נהה אחר שתי גישות: גישת המצדדים ב[[התורה האטומית|תורה האטומית]] שמובילה היה [[ג'ון דלטון]]. וגישת המסרבים לקבלה, כדוגמת [[וילהלם אוסטוולד]] ו[[ארנסט מאך]]. למרות שמדענים כ[[אמדאו אבוגדרו]] ו[[לודביג בולצמן]] עשו התקדמות רבה בחקירת [[גז]]ים, הוויכוח לא הוכרע למעשה עד לניסוייו של ז'אן פרין, שהוכיח את הסבריו של [[אלברט איינשטיין]] בנושא ה[[תנועה בראונית|תנועה הבראונית]] [[העשור הראשון של המאה ה-20|בעשור הראשון של המאה ה-20]]. 

זמן רב טרם יושבה המחלוקת, רבים סיפקו תאוריות והסברים שנשענו על התורה האטומית. [[סוונטה ארהניוס|סוונטה אוגוסט ארהניוס]], לדוגמה, סיפק הסברים המבוססים על [[יון|יונים]] וחזה רעיונות שלא פותחו במלואם עד למאה העשרים. 

[[מייקל פאראדיי]], שהיה חלוץ בתחום ה[[אלקטרוכימיה]] החל לבסס את רעיון התורה האטומית, כשהבין את תהליכי העברת המטען ואת התנהגותן של מתכות במעבר [[זרם חשמלי]]. פאראדיי ודלטון היוו למעשה את ראשית הכימיה המבוססת על התורה האטומית, למרות שהמודלים המתארים את מבנה האטום היו רחוקים מאוד מהתובנות [[מבנה החומר|הקיימות כיום]].

===ינס יאקוב ברצליוס===
[[קובץ:Jöns Jacob Berzelius from Familj-Journalen1873.png|ממוזער|טקסט=ינס יעקב ברצליוס|[[ינס יאקוב ברצליוס]]]]
הכימאי השוודי [[ינס יאקוב ברצליוס]] נחשב גם הוא לאחד מאבות הכימיה. הוא המציא את [[כתיב כימי|הכתיב הכימי]] שבה קיבלו היסודות תגיות כתובות פשוטות כדוגמת O לחמצן או Fe ל[[ברזל]] – יחד עם היחסים ביניהם בתרכובת באמצעות מספרים. שיטה זו היא השיטה הבסיסית שבשימוש עד ימינו.  הוא גם בודד יסודות רבים (כולל [[סלניום]], [[תוריום]] ו[[צריום]]). תלמידים שעבדו במעבדתו גילו את ה[[ליתיום]], ה[[ונדיום]] וה[[לנתן]]. הוא גם טבע מספר מושגים ותופעות כמו [[איזומר]] (1828) וגילוי תופעת ה[[קטליזה]], שבה חומר (המכונה [[זרז]]) מסוגל להאיץ מהלכן של [[תגובה כימית|תגובות כימיות]], כאשר הזרז עצמו משתתף בתגובה אך אינו מתכלה במהלכה, ב-[[1835]].

ברצליוס גילה את [[חוק היחסים הקבועים]], שהראה כי [[תרכובת אי-אורגנית|חומרים אנאורגניים]] מורכבים מ[[יסוד]]ות שונים ביחס קבוע למשקל החומר. בהתבסס על חוק זה הכין ברצליוס ב-[[1828]] טבלת משקלות יחסיים של ה[[אטום|אטומים]], שבה הוקצב ל[[חמצן]] המשקל 100, ושכללה את כל היסודות הידועים בתקופה זו. עבודה זו סיפקה הוכחה ל[[ההשערה האטומית|השערה האטומית]], שלפיה כל התרכובות הכימיות האנאורגניות בנויות מאטומים המצורפים יחד בכמויות של מספרים שלמים. ברצליוס גילה שמשקלם האטומי של יסודות שונים אינו כפולה של משקל ה[[מימן]], ובכך [[הפרכה|הפריך]] את [[השערת פרואוט]] (על שם הכימאי האנגלי ויליאם פרואוט (Prout) שכל היסודות בנויים מאטומים של מימן.

==הטבלה המחזורית==
[[קובץ:Mendeleev Photographische Gesellschaft 3.jpg|שמאל|ממוזער|150px|[[דמיטרי מנדלייב]], מפתח הטבלה המחזורית]]
{{ערך מורחב|הטבלה המחזורית}}
במשך עשורים רבים, רשימת [[יסוד כימי|היסודות]] המוכרים הלכה ותפחה. מספר כימאים חיפשו דרך לארגן את היסודות באופן שיציג תכונות משותפות של מספר יסודות. לבואזיה פרסם רשימה של 33 יסודות שאותה חילק למשפחות שונות: [[גז]]ים, מתכות, אלמתכות ועוד. 

פריצת הדרך הגדולה הושגה על ידי [[דימיטרי מנדלייב]], פרופסור רוסי לכימיה ו[[לותר מאייר]] אשר השיגו את פריצת הדרך כאשר ארגנו את היסודות לפי [[מספר אטומי]]. גדולתו של מנדלייב באה לידי ביטוי בכך שהשאיר מקומות ריקים עבור יסודות, מתוך הבנה כי קיימים יסודות שטרם התגלו. בכך, [[כוח ניבוי|חזה]] מנדלייב את קיומם של יסודות רבים כדוגמת [[גרמניום]] ו[[סקנדיום]]. יסודות אלה התגלו מספר שנים לאחר הצגתה של הטבלה של מנדלייב ב-[[1870]].

רק שנים רבות לאחר הצגת הטבלה, עם הבנת [[אטום|מבנה האטום]], הוסבר הקשר בין מבנה האטום והמספר האטומי. הטבלה המחזורית שינתה את אופן ארגון המידע באופן קיצוני: ניתן היה לחזות כיצד יגיבו יסודות שונים השייכים לאותה משפחה. גם כיום, בעידן המידע, הטבלה המחזורית היא הכלי הבסיסי ביותר לכל הלומדים והעוסקים בכימיה.

==הגדרתה המודרנית של הכימיה==
טרם המאה העשרים, הכימיה הוגדרה כמדע החוקר את טבעו של החומר ושינויי הצורה שלו. בכך היה ברור הגבול בין הכימיה ל[[פיזיקה]], כיוון שהאחרונה לא עסקה כלל בשינויי הצורה של החומר. בנוסף, בניגוד לפיזיקה, הכימיה לא עסקה כמעט בכלל במתמטיקה. בתקופה מוקדמת של הכימיה העיסוק במתמטיקה לא נדרש וכימאים רבים ראו בו תוספת מיותרת. כיום, מודלים מתמטיים רבים משמשים את הכימיה והתוצאות המחושבות על פי המודלים תואמות המידה רבה את התוצאות הנמדדות. (ראו בעיית [[אטום המימן]]).

התקדמויות שונות בפיזיקה במהלך המאה ה-19 סייעו להבין את הכימיה כמדע המבוסס על חוקים מתחום הפיזיקה. באמצע המאה ה-19 פיזיקים החלו לחקור את חוקי ה[[תרמודינמיקה]]. ההתרמודינמיקה סיפקה מסגרת תאורטית להבנת מעברי [[אנרגיה]] בתגובות כימיות והקשרים בין חום, עבודה ותכונות החומר ולכך היו לכך השלכות עמוקות על הבנת תהליכים כימיים. 

התפתחות תאוריות שונות להסברת הקשר הכימי הולכות יד ביד עם צבירת ידע על [[אטום|מבנה האטום]]. לאחר גילוי מבנה האטום (תחילה ב 1904 על ידי ג'יי ג'יי תומסון) ובהמשך על ידי [[ארנסט רתרפורד]] (1911) ו[[נילס בוהר]], ומחקרם של [[מארי קירי|מארי]] ו[[פייר קירי]] בנושא ה[[רדיואקטיביות]], החלה להשתנות נקודת מבטם של המדענים על החומר. לא נדרשה עוד הבנה של כל החומר ומאפייניו, אלא של [[גרעין האטום|הגרעין]], של [[אורביטל אטומי|ענן האלקטרונים]] הסובב אותו וה[[שדה חשמלי|שדה החשמלי]], כיוון שהוברר כי מרבית הכימיה היא כימיה של [[אלקטרון|אלקטרונים]], והיא עוסקת בקישור שביניהם ובמעברם. משכך, ניתן היה לחקור את החומר בתנאים רגילים של [[לחץ]], [[טמפרטורה]] וקרינה אלקטרומגנטית, ולהסיק מסקנות לגבי התנהגות החומר בטווח רחב של מקרים. הכימיה הוגדרה מעתה כמדע העוסק בהרכבו, מבנהו ומאפייניו של החומר והתגובות שלו עם חומרים אחרים.

משמעות הגדרה זו אמנם משאירה את תחום המחקר העוסק בגרעין ובתגובות גרעיניות לפיזיקאים, אך בשיטת המחקר כיום, המשלבת דיסיפלינות שונות, התערערו הגבולות המסורתיים. עדיין, תחום המחקר העוסק בכימיה של אלקטרונים גדול דיו והקביעה כי "הכימיה נמצאת בכל" נותרה מדויקת.

==הסבר הכימיה באמצעות מבנה האטום ומושגים פיזיקליים==
תאוריות ראשונות של קשרים כימייים פותחו לאחר גילוי [[אלקטרון|האלקטרון]] על ידי [[ג'יי ג'יי תומסון]] באפריל [[1897]]. מספר מדענים, כגון ויליאם פראוט (William Prout) ונורמן לוקיטר (Norman Lockyr), הציעו שאטומים בנויים מיחידה יותר בסיסית, אך סברו כי היחידה הזאת תהיה בגודל של האטום הכי קטן, מימן. תומסון, היה הראשון להוכיח שישנו חלקיק תת-אטומי, הקטן ביותר מפי 1,000 מהאטום, חלקיק שכיום ידוע כאלקטרון. תומסון גילה זאת דרך מחקריו על [[שפופרת קרן קתודית]], בעקבות הגילוי שקרני קתודה יכולות לנוע דרך האוויר הרבה יותר רחוק ממה שאפשרי לחלקיק בגודל אטומי.  הוא העריך את המסה של קרני הקתודה על ידי מדידת החום שנפלט כאשר הקרניים פגעו בצומת תרמית והשווה זאת לסטייה של הקרניים על ידי שדה מגנטי. הניסויים שלו הציעו לא רק שקרניים קתודיות קלות ביותר מפי 1,000 מאטום המימן, אלא גם שהמסה שלהם זהה ללא תלות ביסוד ממנו באו. הוא הסיק שהקרניים בנויות מחלקיקים מאוד קלים, בעלי מטען שלילי, חלקיקים המהווים רכיב אוניברסלי של מבנה האטומים.

בשנת 1904 תומסון הציע מודל ראשון של מבנה אטום, המכונה [[מודל עוגת הצימוקים]]. לפי מודל זה האטום הוא כדור של חומר טעון חיובית ובתוכו מפוזרים האלקטרונים, כך האלקטרונים בעלי המטען השלילי מאזנים את המטען החיובי של החומר בתוכו הם נמצאים ולכן המטען הכולל של האטום הוא נייטרלי. במודל האטומי שלו הניח תומסון ש[[קשר כימי|קשרים כימיים]] נוצרים בעזרת כוחות אלקטרוסטטיים שמועברים בין האטומים. מהנחה זאת נובע כי קשר כימי חייב להיות [[קוטביות (כימיה)|קוטבי]].   

בשנת [[1909]] הציג לראשונה ה[[כימאי]] ה[[דנים|דני]] [[סרן סרנסן]] {{אנ|S. P. L. Sørensen}} את מושג ה-[[PH]] - מדד מספרי לרמת [[חומציות]] של [[תמיסה]] [[מים|מימית]], המתבסס על ריכוזם של יוני [[הידרוקסיד]] ע"פ יחס לוגריתמי הפוך לריכוז [[הידרוניום]] (<math> \ \mbox{H}_3\mbox{O}^+</math>) הידועה בתמיסה.

[[קובץ:Rutherford atom.svg|שמאל|ממוזער|250px|[[המודל הפלנטרי|המודל הפלנטרי של האטום]]]]
[[ארנסט רתרפורד]]  ביצע את [[ניסוי רתרפורד]] שהראו שלא ייתכן שהאטום מורכב מ"מריחה" של מטען חיובי, אלא שהמטען חיובי של האטום מרוכז באזור קטן מאוד בתוך האטום ולכן יש לדחות את "מודל עוגת הצימוקים". ניסויים אלו הובילו את רתרפורד להציע את [[המודל הפלנטרי]] של האטום בשנת 1911. במודל זה הוצג לראשונה הרעיון של [[גרעין האטום]]. בשנת 1913 שכלל [[נילס בוהר]] את המודל הפלנטרי של האטום והציג את [[מודל האטום של בוהר]]  התוספת של בוהר הייתה כי לא כל מסלול אפשרי עבור האלקרטונים, אלא רק מסלולים שבהם ה[[תנע זוויתי|תנע הזוויתי]] של האלקטרונים מהווה כפולה שלמה של [[קבוע פלאנק|קבוע פלאנק המצומצם]] (המסומן לרוב ב-<math>\hbar</math>). מעבר האלקטרון בין מסלול למסלול (כלומר בין [[רמת אנרגיה|רמות אנרגיה]]) הוא מיידי ומלווה בפליטה או בבליעה של [[פוטון]] - מנה ([[קוונטה]]) של [[קרינה אלקטרומגנטית]].

מכיוון שלא ניתן להסביר תכונות של תרכובות אורגניות בעזרת קשר קוטבי, התברר שאמורים להתקיים גם קשרים לא קוטביים ולא רק קוטביים כפי שהסביר תומסון. בשנת 1916 טען לראשונה [[גילברט ניוטון לואיס]] שקשרים לא קוטביים מתבססים על זוג משותף של אלקטרונים.{{הערה|Lewis, Gilbert N.. “The Atom and the Molecule.” Resonance 24 (1916): 793-817.}} ובכך הגה את הרעיון של [[קשר קוולנטי]]. [[תאוריה מדעית|תאוריה]] זו תאמה גם את המודל האטומי של [[ארנסט רתרפורד|רתרפורד]] [[נילס בוהר|ובוהר]]. התפתחות של המכניקה הקוונטית ופיתוח [[משוואת שרדינגר]] בשנת 1926 הובילו לפיתוח תאוריות יותר מדויקות של הקשרים הכימייים.

בסוף המאה ה-19 התפתחה גם ה[[ספקטרוסקופיה]] באופן משמעותי והפכה לכלי חיוני לניתוח כימי. טכניקות ספקטרוסקופיות אפשרו למדענים לחקור את האינטראקציה של חומר עם קרינה אלקטרומגנטית, ולספק מידע חשוב על המבנה וההרכב של מולקולות. הספקטרוסקופיה שאבה רבות מעקרונות הפיזיקה, כולל [[אופטיקה]], אלקטרומגנטיות ומכניקת קוונטים, ושילבה עוד יותר את שתי הדיסציפלינות.

==כימיה קוונטית==
{{הפניה לערך מורחב|כימיה קוונטית}}
הדעות חלוקות לגבי לידתה של הכימיה הקוונטית, אך נהוג לראות את תחילתה בהצגתה של [[משוואת שרדינגר]] ואת ישומה לבעיית [[אטום המימן]] בשנת 1926. עם זאת, מאמרם של וולטר הייטלר ופריץ לונדון, שפורסם בשנת 1927, מתואר לעיתים רבות כאבן הדרך המרכזית בהיסטוריה של הכימיה הקוונטית.{{הערה|1=Walter Heitler and Fritz London, ''Wechselwirkung neutraler Atome und Homöopolare Bindung nach der Quantenmechanik'', Z. Physik, 44, 455 (1927).}} היה זהו ישומה הראשון של [[מכניקת הקוואנטים]] שהוביל לחקירת מולקולת המימן, ולהבנת תופעות ה[[קשר כימי|הקשר הכימי]]. התקדמות משמעותית הושגה בשנים הבאות על ידי [[אדוארד טלר]], [[מקס בורן]], [[רוברט אופנהיימר]], [[לינוס פאולינג]] ואחרים. למרות התקדמות זו שררה סקפטיות רבה באשר ליכולתה של המכניקה הקוונטית לתאר תהליכים כימיים מורכבים.

ב[[שנות הארבעים של המאה העשרים]] מאמצים רבים הושקעו ב[[פיזיקה גרעינית]] ומכאן שגם מוחות רבים עסקו בשאלה הגרעינית, שהובילה בסופו של מחקר רב ליצירת [[פצצת אטום|נשק גרעיני]]. בשנת 1951, פורסם מאמר שהיווה אבן דרך בכימיה הקוונטית בידי [[קלמנס רוטהאן]], שהציג את משוואותיו.{{הערה|1=C.C.J. Roothaan, ''A Study of Two-Center Integrals Useful in Calculations on Molecular Structure'', J. Chem. Phys., 19, 1445 (1951)}} משוואות אלו, בשילוב עם מחשבים רבי עוצמה מאפשרות תיאור קוונטי של מולקולות קטנות כמולקולת המימן.

==ביולוגיה מולקולרית וביוכימיה==
[[קובץ:DNA animation.gif|שמאל|ממוזער|200px|מודל מולקולרי של הסליל הכפול של ה-[[DNA]]]]
עד למחציתה של המאה העשרים, הכימיה והפיזיקה החלו משתלבות יפה והסקות הנובעות מ[[מכניקת הקוונטים]] החלו מסבירות תופעות כימיות. המחקרים המשלבים את [[מדעי החיים]] ואת הכימיה התקדמו בעיקר על סמך תצפיות וחוקים אמפיריים. הביוכימיה החלה לתפוס תאוצה עם השיפור ביכולתם של הכימאים להסביר מבנים מולקולריים, [[קשר מימן|קשרי מימן]] וזוויות קשר.

בשנת 1953 [[ג'יימס ווטסון]] ו[[פרנסיס קריק]] הציגו לראשונה את מודל הסליל הכפול של ה-[[DNA]]. מודל זה התבסס על ניתוח הרכבם הכימי של החומרים ועל [[עקיפה של קרני רנטגן]] שיצרה [[רוזלינד פרנקלין]] והועבר לשניים בלא ידיעתה (ראו [[גילוי מבנה ה-DNA]]){{כ}}.{{הערה|1=[http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf Watson, J. and Crick, F., "Molecular Structure of Nucleic Acids"] ''Nature, April 25, 1953, p 737–8 ''}} גילוי זה הוביל לזינוק משמעותי במחקר הביוכימי מבחינת העוסקים בו והתקציבים שהוקצו לו.

באותה השנה [[ניסוי מילר-יורי]] הוכיח כי אבני הבניין של [[חלבון|חלבונים]], [[חומצת אמינו|חומצות האמינו]], יכולות להיווצר מחומרים פשוטים יותר, בתנאים ששררו על כדור הארץ הקדום. למרות ששאלות רבות לגבי מוצא החיים נותרו ללא מענה, היה זה הניסיון הראשון שנעשה על ידי כימאים בתנאים מבוקרים במעבדה לחקור את הנושא.

בשנת 1958 הוצג [[ניסוי מסלסון ושטאל]] המסביר את אופן הכפלת ה DNA. הניסוי נחשב לאבן דרך בביולוגיה ולאחד החשובים ב[[היסטוריה של הביולוגיה]].

בשנת 1983 המציא [[קארי מוליס]] שיטה מעבדתית לשכפול (הגברה) של מקטעי DNA. השיטה, הידועה כ [[PCR]], חוללה שינוי מהפכני בתהליך הכימי שנעשה בו שימוש להכפלת קטעי DNA. ה PCR אפשר לסנתז מקטעי DNA ואפשר גם את [[ריצוף DNA|ריצוף ה DNA]] של אורגניזמים. מכאן נסללה הדרך למשימה הענקית של [[פרויקט גנום האדם]].

==התעשייה הכימית==
בחציה השני של המאה התשע עשרה, דלקים מבוססי נפט החלו להחליף בהדרגה את שמן הלווייתנים וה[[פחם]]. מהלך זה יצר קפיצה משמעותית בהתפתחות הכימיה, כשהוא מעשיר את הכימיה בכלים, שיטות ותוצרים חדשים: [[זיקוק נפט|זיקוק הנפט]] הוביל ליצירת דלקים נוזליים כדוגמת [[בנזין]] ו[[סולר]], ויצירת מוצרים נוספים כגון [[אספלט]], [[שעווה]] ועוד). אלה הובילו ליצירה של תוצרים חדשים: [[פלסטיק]], [[צבע]]ים, [[דטרגנט]]ים, סיבים סינתטיים, תרופות, [[אמוניה]] ל[[דשן|דשנים]] ועוד מאות מוצרים.

התעשייה הכימית קידמה רבות את הכימיה, בעיקר עקב אילוצים כלכליים, שהובילו לשיטות חדשות ויצירתיות. בעוד שבמעבדה, עקב העבודה עם כמויות קטנות ניתן לבצע תגובות שונות, הרי שבקנה מידה גדול שיטות אלא אינן פרקטיות. לדוגמה, בתעשייה לא נהוג לקרר, עקב העלות הגבוהה. עם זאת, תהליכים בטמפרטורות העולות על 1000 מעלות הם שגרתיים.

במהלך המאה העשרים, מהלך דומה נוצר עם התפתחות ה[[אלקטרוניקה]]: נוצר צורך למצוא [[מוליך|מוליכים]] טובים יותר, [[מוליכים למחצה]] ומבודדים. עם התפתחות ה[[טרנזיסטור]], נחקרה לעומק הכימיה של הסיליקון והגרמניום, והובנה לעומק הכימיה של [[מצב מוצק|המצב המוצק]].

==ראו גם==
* [[כימיה]]
* [[אלכימיה]]
* [[התורה האטומית]]
* [[המהפכה המדעית#שינויים בפיזיקה ובכימיה|שינויים בפיזיקה ובכימיה בזמן המהפכה המדעית]]

==לקריאה נוספת==
* מיכאל חיות, '''ההיסטוריה של הכימיה''', [[משרד הביטחון – ההוצאה לאור]]

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* [http://web.lemoyne.edu/~giunta/papers.html היסטוריה של הכימיה] {{אנגלית}}

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים|יישור=שמאל}}
{{כימיה}}
{{בקרת זהויות}}

{{מיון רגיל:כימיה, היסטוריה של}}
[[קטגוריה:היסטוריה של המדע]]
[[קטגוריה:כימיה]]
[[קטגוריה:היסטוריה של הכימיה|*]]