Đang tải... (xem toàn văn)
lịch sử về hóa học
LỊCH SỬ HÓA HỌC & NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP 2 Lời nói đầu Mục đích yêu cầu của sách Lịch sử Hóa học là nghiên cứu và trình bài quá trình tích lũy các kiến thức hóa học trong lịch sử tiến lên của loài người. Nói cụ thể hơn đó là nghiên cứu và trình bài sự tiến hóa các tư tưởng hóa học, các thành công lớn trong công nghiệp hóa học. Đối với sinh viên học môn hóa học, sau khi nghiên cứu sách Lịch sử Hóa học, họ sẽ nhận thấy các kiến thức hóa học của mình được bổ sung và hệ thống hóa sâu sắc về bề rộng, bề sâu rõ rang và lí thú hơn, về nhiều phát minh hóa học, sẽ rút ra được nhiều kinh nghiệm thành công và thất bại cho cách suy nghĩ, cách làm việc của mình trong nghiên cứu khoa học nói chung, trong nghiên cứu hóa học nói riêng. Sách Lịch sử Hóa học có một ý nghĩ không nhỏ về giáo dục tư tưởng chủ nghĩa Mác – Lênin, ví dụ như khi xem xét sự phát triển các sự kiện của hóa học trong mối quan hệ với xã hội, với các ngành khoa học khác. Sách Lịch sử Hóa học còn nêu lên gương những nhà hóa học tên tuổi, những gương lao động nghiêm túc bậc thầy trong nghiên cứu hóa học, giúp có được những hiểu biết rộng rãi để đánh giá đúng nhiều vấn đề, nhiều nhân vật, và biết được cần phải có sự kế thừa liên tục trong nghiên cứu khoa học từ thế hệ này đến thế hệ khác thì ngành hóa học mới có thể hình thành. Ngoài ra sách Lịch sử Hóa học còn giúp cho giáo viên đại học cũng như trung học có đủ tư liệu để tổ chức những buổi nói chuyện ngoại khóa gây cho học sinh nhiều hứng thú khi học hóa học. Công việc soạn sách Lịch sử Hóa học có những khó khăn nhất định do những đặc điểm của nó. Hóa học nằm trong số các khoa học tự nhiên trẻ nhất, trẻ hơn nhiều so với thiên văn học, 3 toán học, vật lí… Trong khi các khoa học kia do nhiều mục đích yêu cầu được xác định sớm, phát triển theo phương hướng khá ổn định và thuận lợi, thì hóa học không có được cái may mắn đó. Các hoạt động hóa học trong giai đoạn đầu tiên qua cả ngàn năm được tiến hành không mục đích yêu cầu rõ rệt mà lại còn bị lợi dụng để phục vụ những mục đích tôn giáo và chính trị. Cho mãi đến thế kỉ 17 hóa học thực sự vươn lên thành một khoa học độc lập. Lịch sử hóa học bắt đầu từ thời điểm nào? Sự phân chia Lịch sử Hóa học thành thời kì như thế nào? Sự trình bày như thế nào cho hợp lý qua các thời gian ngắn dài rất khác nhau… Chúng ta không thể nghiên cứu Lịch sử Hóa học như một đối tượng cô lập, mà phải xem xét trong bối cảnh lịch sử có các ngành hoạt động xã hội khác như về chính trị, kinh tế, văn hóa… Chúng tôi nhận thức được rằng vấn đề chủ yếu cần được giải quyết ngay từ đầu là sự phân chia đúng các thời kì của lịch sử hóa học để tạo điều kiện thuận lợi cho sự trình bày cũng như sự tiếp thu nội dung. Sự phát triển của hóa học ngày càng phức tạp vì hóa học đã có đầy đủ cơ sở hiện đại về cả lý luận và thực nghiệm chặt chẽ, cả hai kết hợp dần dần tự phân hóa thành một số phân ngành cơ bản rồi chuyên ngành đi sâu. Khi hóa học được nghiên cứu kết hợp với các khoa học khác có liên quan như vật lý, sinh học,… thì bắt đầu xuất hiện một số khoa học liên ngành như hóa lý, sinh hóa, địa hóa… Đồng thời báo và tạp chí hóa học cũng ra đời với số lượng và chất lượng mỗi ngày càng tăng rất nhanh. Như vậy nổi lên một vấn đề rất quan trọng là lựa chọn và trình bày các thông tin như thế nào để nhận thấy được có một sự phát triển liên tục của hóa học, đồng thời nắm được một số vấn đề lớn, trọng tâm của mỗi thời kì, triánh tản mạn. Chúng tôi chủ trương tinh giản các thông tin, và trình bày có hệ thống, có trọng tâm, trọng điểm, nhằm đảm bảo sự tiếp thu và nhớ dễ dàng. Đặc biệt chúng tôi bắt buộc phải tinh giản rất nhiều ở thế kỉ 20 mà hóa học trong thời kì này lại phát triển như vũ bão và muôn hình muôn vẻ. Chúng tôi lấy nguyên tử làm “trung tâm” và chọn các vấn đề chủ yếu có liên quan đến nguyên tử (ví dụ electron, hạt nhân nguyên tử…) rồi chi tiết hóa từng vấn đề đó tùy theo mức độ phát triển của khoa học trng từng thời kì (ví dụ thành phần hạt nhân nguyên tử, vỏ electron của nguyên tử, liên kết hóa học, đồng vị). Chúng tôi cố gắng viết Lịch sử Hóa học như thế nào để đạt được mục đích như lời phát biểu của viện sĩ P.I Van Đen: “Nếu hông hiểu đựơc quá khứ, chúng ta sẽ không hiểu được hiện 4 tại; và chỉ khi hiểu tường tận quá khứ và hiện tại, chúng ta mới có thể dự đóan được tương lai”. Chúng tôi rất biết ơn giáo sư Nguyễn Thạc Cát, đã để công đọc toàn bộ bản thảo, đã góp cho chúng tôi một số ý kiến lớn quý bào nhằm nâng cao them chất lượng của sách một cách rõ ràng. Chúng tôi chân thành cảm ơn các bạn Nguyễn Duy Ái, Trần Ngọc Mai, Trần Văn Nhân, Phan Tống Sơn. 5 CHƯƠNG I: SỰ PHÂN CHIA CÁC THỜI KÌ LỚN CỦA LỊCH SỬ HÓA HỌC Sự phân chia các thời kì lớn của Lịch sử Hóa học không thật giống nhau giữa các sách, thậm chí có những sách cuối những năm 70 đầu những năm 80 còn né tránh các vấn đề này! Chúng tôi thấy cần thiết có sự phân chia này, và đã tìm ra một sự phân chia tương đối hợp lí như sau: Tuy ngày nay đã có định nghĩa rõ ràng: Hóa học là môn khoa học nghiên cứu các chất và sự biến hóa của chúng, nhưng hóa học chỉ được coi là một môn khoa học chính thức từ khi có mục đích yêu cầu xác định và có đối tượng riêng. Tính chất độc lập của hóa học chỉ mới thể hiện vào giữa thế kỷ 17 mà thôi. Tuy vậy không thể cho rằng Lịch sử Hóa học bắt đầu từ thời điểm này. Từ hang thiên niên kỷ trước công nguyên đã có nhiều “nôi” văn minh trên thế giới. Nhiều di vật cổ tìm thấy chứng minh rằng từ thời thượng cổ 7000 – 8000 năm trước công nguyên con người đã có những “hiểu biết hóa học” nhất định. Chẳng hạn như về đồ trang sức bằng vàng, bạc, gốm, thủy tinh thô sơ, sơn màu và thuốc nhuộm, tên và lưỡi giáo bằng đồng hoặc sắt…, về chất này chất khác và cách chế biến sử dụng. Khảo cổ học Việt Nam cũng đã phát hiện được nhiều di vật cổ tương tự như trang sức bằng vàng, bạc, đồ gốm (gạch, ngói, chum, vại…), mũi tên, lưỡi giáo bằng đồng, sắt. Có trống đồng Ngọc Lũ của văn hóa Đông Sơn, thời Hùng Vương, đúc đẹp, tinh vi được thế giới đánh giá cao. Sự nghiên cứu kĩ cho thấy rằng suốt từ thế kỉ thứ 4 sau công nguyên đến đầu thế kỉ 16 đã có một trào lưu lớn tìm tòi nghiên cứu gọi là giả kim thuật, được xem như là thời kì “Tiền hóa học”. Hoạt động của thời kì này tuy còn thần bí, duy ý chí nhưng rõ ràng đã xây dựng được một số quy trình thực hành thủ công. Giai đoạn từ đầu thế kỉ 16 đến giữa thế kỉ 17 là thời kì chuyển tiếp với sự xuất hiện của hóa y học và hóa kỹ thuật. Rồi hóa học độc lập ra đời chập chững trưởng thành và đến cuối thế kỉ 18 mới có bộ mặt hóa học hiện đại… Tổng hợp lại, chúng ta chia được lịch sử hóa học làm 5 thời kì lớn như sau: 6 1. Thời kì cổ đại: từ thượng cổ đến hết thế kỉ thứ 3 sau công nguyên. 2. Thời kì giả kim thuật: từ thế kỉ thứ 4 đến đầu thế kỉ 16. 3. Thời kì hóa y học và hóa kỹ thuật: từ đầu thế kỉ 16 đến thế kỉ 17. 4. Thời kì hóa học độc lập trở thành một khoa học: từ giữa thế kỉ 17 đến cuối thế kỉ 18. 5. Thời kì hóa học hiện đại: từ đầu thế kỉ 19 đến ngày nay 7 CHƯƠNG II: THỜI KÌ CỔ ĐẠI Một số sách Lịch sử Hóa học ngay ở những trang đầu đặt câu hỏi: Danh từ “Chimi” (hóa học) xuất hiện lúc nào? Có định nghĩa ban đầu như thế nào? Các lời giả đáp khác nhau được đưa ra, nhưng tất cả đều không dựa trên những cơ sở rõ ràng. Có lẽ đáng chú ý nhất là câu chuyện kể lại của nhà giả kim thuật có tên tuổi Zôsime (Zosime). Zôsime được coi là nhà giả kim thuật đầu tiên, sống khoảng nửa sau thế kỉ thứ 3. Ông đã kể lại rằng vào thế kỉ thứ 3 trước công nguyên, tại Memphit (Memphis) thủ đô Ai Cập cổ đại trong đền thờ thần Ai Cập Phơta (Phta) có một khu đặc biệt dành cho hoạt động của một nghệ thuật thiêng liên do các thiên thần truyền lại cho con người. Như vậy, có thể nói rằng lúc ban đầu hóa học được coi là một nghệ thuật thiêng liên do các thiên thần truyền lại cho các giáo sĩ Ai Cập cổ đại. 1. Những di vật và hiểu biết hóa học thời kì cổ đại Các giáo sĩ tôn giáo bí mật nghiên cứu điều chế nhân tạo ngọc quý, kim loại quý, vàng, bạc, thuốc nhuộm đẹp, thuốc thánh chữa bệnh, ướp xác người… dùng những kí hiệu tượng trưng, khinh thường sự quan sát thiên nhiên và sự tổ chức làm thí nghiệm. Sau khi Ai Cập bị Hi Lạp xâm chiếm (năm 323 trước công nguyên) một phần “nghệ thuật thiêng liêng” bị lọt ra ngoài từ các đền thờ Phơta, Ozirit (Oziris), Jziđô (Jzido)… và được phổ biến rộng ra dần… Trong thành phố thì có sự hoạt động hằng ngày thiết thực phong phú, của một đội ngũ đông đảo thợ các nghề thủ công. Họ lao động cần cù đi đến sáng tạo ra nhiều sản phẩm gồm đồ mỹ nghệ bằng ngọc quý, vàng, bạc, đồ gốm, đồ thủy tinh, vải vóc, thuốc nhuộm… Đội ngũ thợ này tập hợp dần dần một vốn kiến thức về kỹ thuật hóa học thủ công phong phú và có giá trị. Chính họ đã để lại cho ngày nay những di vật quý giá như: đền đài, lăng mộ, kho báu, dụng cụ lao động, sinh hoạt… 8 Ngoài ra còn có những tư liệu ghi chép trên những tấm đá, tấm đất sét nung, thanh tre non, giấy lao sậy (papirút Ai Cập). Một papirút có tiếng nhất là papirút Ebe (Eber), còn lưu trữ ở thư viện Trường Đại học Lepzic (Leipzig) viết khoảng 1600 năm trước công nguyên, phần chính nói về y học, về thuốc chữa bệnh. Còn có thể kể thêm tác phẩm của một số tác giả thi sĩ, sư gia, (truyện “Iliat và Ođixê” của Hôme (Homere) về chiến tranh thành Tơroa (Troie) khoảng 1200 năm trước công nguyên), triết gia (bộ “Bách khoa toàn thư” của Pơlin (Pline) viết khoảng thế kỉ 1 trước công nguyên),… Các di vật ở trên được tìm thấy ở những nơi đã có một trình độ văn minh nào đó ở thời cổ đại, tại khu vực rộng lớn Á – Âu – Bắc Phi, đã xuất hiện dần dần trước sau nhau một ít các nền văn minh: Trung Quốc (sớm nhất), Ấn Độ, Lưỡng Hà, Ai Cập, Hi Lạp, La Mã (muộn nhất). Từ thời xa xưa người Trung Hoa đã biết sản xuất gồ gốm, một số kim loại, đúc chuông, tượng, chế thuốc nhuộm (inđigô,…), thuốc chữa bệnh, sản xuất đường, nấu rượu từ các hạt,… Ấn Độ cũng có những di vật tương tự mới được phát hiện gần đây, có những đồ gốm, đồ đồng niên đại khoảng 3000 năm trước công nguyên.Khu vực Lưỡng Hà có những tấm đất sét khắc chữ hình nêm từ 3000 năm trước công nguyên ghi lại cách sản xuất các kim lại, sắt, đồng, bạc, chì từ quặng, có những tượng múa tôn giáo, từ 4000 năm trước công nguyên! Ở Việt Nam, nước Văn Lang, thời các vua Hùng, cũng biết sản xuất đồ gốm, nấu đồng, luyện sắt, đúc chuông, tượng, trống đồng, vũ khí… Nền văn minh Ai Cập cổ đại được nghiên cứu và hiểu biết nhiều nhất. Trước khi bị Đế quốc Hi Lạp xâm chiếm, Ai Cập độc lập có các triều đại được xây dựng nên từ 7000 năm trước công nguyên, là nước có kỹ thuật tiên tiến của thế giới ngày xưa, các nghề thủ công đạt tới trình độ cao do trong chế độ chiếm hữu nô lệ của Ai Cập, có sự phân công lao động giữa các thợ thủ công và sự chuyên môn hóa sản xuất. Ai Cập cổ đại biết nung gạch từ 6000 năm trước công nguyên, biết tinh chế vàng bạc, sản xuất đồ gốm, chế thuốc nhuộm (thuốc nhuộm thực vật inđigô, nghệ, quỳ,… thuốc nhuộm vô cơ như hồng hoàng, minium,…) chế rượu bia, rượu nho, dấm, các loại thuốc chữa bệnh (thuốc viên, thuốc xoa, thuốc bó,…) có kỹ thuật ướp xác người chu đáo từ 3000 năm trước công nguyên…, trong kim tự tháp Khuphu (Khufu) 2900 năm trước công nguyên đã tìm thấy dao trổ bằng thép được chôn theo. Từ xa xưa, con người trong quá trình tìm hiểu thế giới đã nhận thấy cần phải có một lý thuyết nào đó hướng dẫn mình tiến tới… 9 2. Những lý thuyết của các Triết gia cổ Hi Lạp – La Mã Trong thời Cổ Đại, dân tộc Hi Lạp nổi bật lên ở khả năng tổng quát hóa. Họ có nhiều nhà triết học mạnh dạn xây dựng nên những lý thuyết tổng quát để giải thích các hiện tượng muôn hình muôn vẻ không ngừng diễn ra xung quanh mình. Đáng chú ý nhất có thuyết các chất đầu hay nguyên tố của mọi vật, có thuyết nguyên tử về cấu tạo gián đoạn của vật chất. Thuyết các nguyên tố được hình thành như sau: Nhà triết học Talet (Thales) ở thành phố Milê (Milet) sống ở thế kỉ thứ 7 sang thế kỉ thứ 6 trước công nguyên, đã suy nghĩ và kết luận rằng nước là nguyên lí, là chất đầu, là nguyên tố của tất cả: “Không có gì có thể xuất phát từ không có gì, tất cả xuất phát từ nước và rồi trở lại về nước”. Đung nóng nước thấy nước biến thành không khí (hơi nước), cho bay hơi nước (nước biển) thu được đất (muối). Anaximen (Anaximène) sống khoảng giữa thế kỉ thứ 6 trước công nguyên cho không khí là chất đầu. Xênôphan (Xenophane) cùng thế kỉ cho đất và nước là chất đầu. Hêraclit (Heraclite) (540 – 480 trước công nguyên) coi lửa là chất đầu. Empêđôc (Empédocle) (490 – 430 trước công nguyên) tổng hợp thành thuyết các nguyên tố: nước, không khí, đất, lửa là 4 chất đầu, là 4 nguyên tố tạo nên mọi vật. Mọi vật thể đều được tạo nên từ chúng theo những tỉ lệ khác nhau. Chúng ta lưu ý rằng, nguyên tố ở đây nghĩa là thứ đầu tiên, không kể là vật chất hay phi vật chất. Gần như đồng thời với thuyết các nguyên tố, ra đời thuyết nguyên tử. Một vấn đề to lớn là xét xem vật chất có cấu tạo như thế nào, có thể chi nhỏ mãi vô cùng không giới hạn, hay có giới hạn? Lơxip (Leucipe) ở thế kỉ thứ 5 trước công nguyên là tác giả của thuyết nguyên tử. Ông ch rằng vật chất có thể chia nhỏ dần đi đến những phần tử không thể chia nhỏ hơn được nữa, gọi chúng là các nguyên tử. Có các nguyên tử của nước, không khí, đất, lửa. Đêmôcrit (Democrite (460- 390 trước công nguyên), học trò của Lơxip hoàn thiện lý thuyết của thầy, được coi là ông tổ thật sự của thuyết nguyên tử. Đêmôcrit xuất phát từ nguyên lý: “không có gì thì không thể cho cái gì cả”, và lý luận như sau để đi đến thừa nhận sự tồn tại các nguyên tử: “Nếu bất kì một vật nào có thể chia nhỏ mãi không cùng thì có 2 điều, hoặc 10 [...]... đóng góp được nhiều cho sự tiến bộ của khoa học vì Viện hàn lâm khoa học Alêcxanđri là một cơ quan cung đình lấy những thuyết duy tâm làm tư tưởng chủ đạo Dầu sao, từ Nhà Trường Alêcxanđri này đã xuất hiện một số danh nhân khoa học: Ơclit (Euclide) về tóan, lý; Acsimet (Archimède) về kỹ thuật, Hêrôphin (Hérophile) về y học, … do đã chú ý gắn liền nghiên cứu khoa học với các ứng dụng phục vụ nông nghiệp,... tích cực bảo trợ khoa học và nghệ thuật, thu hút tập trung các nhà bác học, khi đến Tây Ban Nha, người Ả Rập xây dựng vương quốc Coocđu (Cordoue) độc lập làm thành một trung tâm văn minh Ixlam, thành lập Trường Đại Học Coocđu có thư viện lớn nhất thời bấy giờ chứa 250.000 sách, giảng dạy các môn triết học, toán, thiên văn, chiêm tinh, y học, giả kim thuật,… tổ chức dịch nhiều tài liệu cổ điển Hi Lạp... tiên được chế bằng chưng cất rượu nho Avixen (Avicenne), 980-1036 là nhà khoa học Ả Rập lớn cuối cùng, nghiên cứu triết học, toán, thiên văn, y học, giả kim thuật, nhưng hoạt động nhiều trong lĩnh vực y học Công trình chính là sách “Quy tắc của khoa y học – có đề cập đến nhiều chất vô cơ, hữu cơ, và chiếm vị trí độc tôn về y học của Châu Âu suốt thời kì trung cổ 3 Giả kim thuật ở Tây Âu Thiên Chúa Giáo... trường đại học dân sự khác với các trường tu viện, các trường đại học kiểu mới này dạy nhiều nghề khác nhau và có quyền tự trị như các công xưởng thủ công… Do quyền lợi về chính trị và kinh tế ở thành phố nhiều hơn, hoạt động về tinh thần trở nên sôi nổi hơn, và nhu cầu học tập của thanh niên thuộc giới thợ thủ công và giới thương nhân cũng tăng lên Có thể kể Đại học Bôlônha ở Italia (1119), Đại học Pari... bấy giờ” ông cho tóan học có vị trí cơ bản trong các khoa học, một khoa học nào muốn tiến bộ phải biết kết hợp thí nghiệm với các phương pháp tóan học Theo ông có hai phương pháp nghiên cứu là phương pháp lập luận trừu tượng và phương pháp thí nghiệm cụ thể; phương pháp thí nghiệm quan trọng vô cùng, vì nó cần thiết để kiểm tra những lập luận trừu tượng không đủ tin cậy Bêcơn học ở Ôcpho (Oxford) nước... kim thuật đã có đóng góp gì có ích cho hóa học Nhìn chung đó là một trào lưu đã kìm hãm sự phát triển của hóa học trong một thời gian quá dài! Nó chạy theo một mục đích mơ hồ, gây lãng phí quá lớn về lao động trí óc và chân tay, về khối lượng của cải vật chất so với kết quả thu được cho hóa học, tuy vậy có cũng có sự đóng góp thực tế đáng kể như sau: - Tập hợp được nhiều hiểu biết thực tế trong phòng... thông thái của Hi Lạp và cho xây dựng một Viện hàn lâm khoa học, đó là thư viện công cộng đầu tiên trong lịch sử loài người (một thư viện khổng lồ chứa tới 700.000 sách viết bằng tay) Và một Trường Đại học Alêcxanđri cũng trở thành một trung tâm khoa học lớn nhất thời bấy giờ, thu hút mạnh mẽ nhiều thanh niên các nơi đến học tập Những nhà bác học được mời đến chỉ mới làm được công tác bồi dưỡng, nghiên... sang tiếng Ả Rập Người Ả Rập chú trọng nhiều nghiên cứu y học, dược học, tìm, chế biến nhiều thuốc chữa bệnh Các nhà giả kim thuật có tên tuổi nhất trong giai đoạn này là Ghebe (Geber), khoảng 750-840, sống vào thời kì thịnh vượng nhất của đế quốc Ả Rập Ông được coi là ông tổ của giả kim thuật Ả Rập Các công trình chính của ông nói về tóan học, y học, giả kim thuật Geber thêm vào Thuyết nguyên tố của... Nhà trường Alêcxanđri mà có nhiều thành tựu về triết học, văn học, khoa học, nghệ thuật của thế giới cổ đại được truyền lại cho đến ngày nay 13 CHƯƠNG III: THỜI KÌ GIẢ KIM THUẬT Giả kim thuật là danh từ dịch từ chữ “alchimi”, mà người Ả Rập sau khi xâm chiếm Ai Cập giữa thế kỉ thứ 7, đặt ra bằng cách lắp tiền tố “al” của Ả Rập vào từ chimi để chỉ thứ “tiền hóa học ngự trị trong thời kì trung cổ ở châu... sản xuất Urani và Radi cũng cùng chứa trong khoáng Urani; muối Urani chỉ được xem là sản phảm phụ Vấn đề ở chỗ trong khoáng Urani, hàm lượng Radi chỉ không quá 1 phần 100 vạn Phải dùng tới 800 tấn nước, 400 tấn khoáng vật, cùng hàng ngàn tấn hóa chất mới có thể tách ra được …1 gam hợp chất Radi! Cho nên nghiên cứu sử dụng Urani đã được chú ý hơn 30 Nhà hóa học người Đức Martin Heinrich Klaproth (01/12/1743 . các tư tưởng hóa học, các thành công lớn trong công nghiệp hóa học. Đối với sinh viên học môn hóa học, sau khi nghiên cứu sách Lịch sử Hóa học, họ sẽ nhận thấy các kiến thức hóa học của mình. ngành hóa học mới có thể hình thành. Ngoài ra sách Lịch sử Hóa học còn giúp cho giáo viên đại học cũng như trung học có đủ tư liệu để tổ chức những buổi nói chuyện ngoại khóa gây cho học sinh. học hóa học. Công việc soạn sách Lịch sử Hóa học có những khó khăn nhất định do những đặc điểm của nó. Hóa học nằm trong số các khoa học tự nhiên trẻ nhất, trẻ hơn nhiều so với thiên văn học, 3 toán