אפתח בהתנצלות. לא מצאתי לדימיטרי מנדלייב ולטבלה המחזורית מקום בכתבה זו, ואני חוששת שגם כימאים אחרים, שאולי ציפיתם לפגוש, נפקדים ממנה. הכימיה כאמנות, כפרקטיקה וכמדע מלווה אותנו זה כ-300 שנה, ורבים תרמו להתפתחותה, כך שהבחירה לא הייתה קלה כלל וכלל. אולם, מאחר שפעילות שיתופית וקומוניקטיביות הן ממאפייניו הבולטים של המדע המודרני, חשבתי כי נכון יהיה לנסות ולהאיר את פעילותם של הכימאים כקהילייה מדעית הפועלת להשגת מטרה משותפת, ולהדגיש פחות הישגים וגילויים אישיים.
אבני דרך: לפרויקט המלא »
נוסף לכך, כבר מראשית דרכם היו הכימאים קשובים לצורכי החברה ופעלו כדי לסייע, בטוב וברע, לקדם את מטרותיה. פעילותם זו הביאה לא פעם לגילויים שתרמו לקידום מדע הכימיה ואף בזאת התחשבתי בהכנת המאמר. בכתבה, המתבססת על עשר "אבני דרך", אתאר (בדילוגים כמובן) את הדרך שעשתה הקהילייה הכימית בניסיונה להשתית את הידע האמפירי שהיה בידה על יסודות תאורטיים.
"הכימאי הספקן"
המכונה הבויליאנית - 'vacuum Boyelianum' − מתקן שניתן להשוותו מבחינת יוקרתו ומורכבותו דאז למאיץ חלקיקים של היום − מוקמה בשנות השישים של המאה ה-17 באחד מחדרי החברה המלכותית הלונדונית. היתה זו משאבת אוויר מחוברת לכדור זכוכית גדול, שניתן לרוקן מתוכו את האוויר ולבצע ניסויים בחללו. "משאבת האוויר", כפי שכונתה, נבנתה בידי רוברט בּוֹיל (1627-1691, Boyle) ועלתה ממון רב, אך בויל - אציל אירי עתיר נכסים - יכול היה להרשות לעצמו לבנותה.
באמצעות מכונה זו חקר את טבעו של האוויר. בויל מיקם בתוך כדור הזכוכית שפופרת דקה של זכוכית, מכופפת בקצה אחד, ובה כספית. הוא עקב אחר השינויים שחלו בגובה עמוד הכספית בהתאם לכמות האוויר שהוציא או הכניס לחלל הכדור (תמונה 1). ניסויים אלו הביאו אותו לנסח את החוק הקרוי על שמו (P*V=const). בויל השתמש ב"משאבת האוויר" גם כדי לבצע מספר רב של ניסויים כמותיים שעסקו בבעירה, בחמצון ובנשימה − בנוכחות אוויר ובהיעדרו.
בספרו "הכימאי הספקן" דחה בויל הסברים המתבססים על יסודות אריסטוטליים או על עקרונות פרצלזיאניים. במקומם הציע הסברים מכניסטיים אטומיסטיים, המבוססים על ההנחה בדבר קיומם של חלקיקים סופיים השונים זה מזה בגודלם ובצורתם, והמתרכבים זה עם זה ויוצרים את כל סוגי החומר.
בויל - מאבות המדע המודרני - שיחק תפקיד מכריע בעיצוב נורמות המחקר הניסויי. במטרה להקנות לתוצאות ניסוייו אמינות ומהימנות מרביים נהג בויל לערכם בנוכחות עדים נכבדים, שצפו בניסויים וחתמו ביומן המעבדה על תוצאותיהם. הוא תיעד בקפדנות ובהרחבה את ניסוייו ואף המליץ לחוקרים אחרים לנסות ולחזור עליהם (אלא שלמרבה הצער, לרובם לא היה די כסף כדי לבנות מכונה מעין זו). פעילותו המדעית הפומבית של בויל מסמלת את המעבר מעבודתו הסודית של האלכימאי במעבדה לפעילות ניסויית שיתופית הפתוחה לביקורת הקהילה.
"משאבת האוויר" של בויל
אוויר
הביטו בתמונה 2. מיהם אנשים מוזרים אלו, ומה הם עושים? זוהי קריקטורה של הרצאה פומבית, שהתקיימה במכון המלכותי בלונדון בשנת 1802 בפני האליטה הלונדונית. בהרצאה זו הדגים הכימאי האמפרי דייוי (Davy) את השפעתו של "גז צחוק" (N2O) על השואפים אותו. תוכנית המחקר המובילה של המאה ה-18 התמקדה בחקר "אוויר" ובמעורבותו בתהליכי בעירה, חמצון ונשימה. כימאים רבים לקחו חלק בתכנית זו, ונזכיר אחדים.
הראשון שסבר כי ניתן לייחס ל"אוויר" פעילות כימית היה הכומר וחוקר הטבע סטפן היילס
(1677-1761 Hales, ), שהראה שבחימום חומרים מן הטבע (דם, צמחים, צדפים, סוכר, פחם ועוד) נפלט "אוויר" שהיה לכוד בחומר. היילס כינה אותו "אוויר תפוס" ולא ניסה לאפיין אותו כימית.
בעקבותיו, לכד הרופא והכימאי ג'וזף בלאק (1728-1799 Black,) "אוויר" שנפלט בחימום של מגנזיום פחמתי. בלאק אפיין אותו כימית, הראה ש"אוויר תפוס" זה שונה מאוויר אטמוספרי, שהוא למעשה אחד ממרכיביו, ונוטל חלק בתהליכי נשימה (פחמן דו-חמצני). הכימאי הפורה ביותר בתקופה זו היה ג'וזף פריסטלי (Priestley, 1733-1804) שבודד ואפיין כימית יותר מעשרים סוגי גז שונים ואף הצביע על שימושיהם האפשריים (להכנת מי-סודה, למדידת איכות אוויר וכמרפא לשלל מחלות).
אם בתחילת המאה ה-18 סברו החוקרים שרק מוצקים או נוזלים הם חומרים הניתנים לאפיון כימי, וש"אוויר" אינו אלא תווך פיזיקלי, שתכונתו העיקרית אלסטיות (בויל), הרי שלקראת סופה נוצרת תפישה כימית חדשה שעיקרה הבחנה בין מצב החומר (גז, נוזל, מוצק) לסוג החומר. נוסף על כך הכירו הכימאים בעובדה שאוויר אטמוספרי אינו אלא תערובת של גזים; מרביתם אף קיבלו את הסברו של לבואזיה לתהליכי בעירה, חמצון ונשימה, המבוסס על גז שאותו כינה חמצן.
"יסודות הכימיה"
עד צאת ספרו של לבואזיה "יסודות הכימיה" ב-1789 לא היו בידי הכימאים תאוריה כימית למיון חומרים ושיטה לקרוא להם בשם. הכימאים השתמשו בכינויים שהתבססו על צבעם, על מראם או על מקום היווצרותם של החומרים, לדוגמה "אריה ירוק" או "פרחי אבץ".
על בסיס הידע הקיים והניסויים הרבים שביצע הציע לבואזיה Lavoisier, 1743-1794)) "שיטה כימית חדשה", מהפכנית לדבריו, שעיקרה שפה כימית חדשה. השיטה התבססה על מיון החומרים ליסודות ולתרכובות ועל ההנחה שתרכובת בנויה מחמצן + יסוד (מתכת או אלמתכת). בשם יופיע היסוד ותתבטא בו כמות החמצן, לדוגמה: חומצה גופריתית וחומצה גופרתית. השמות החדשים יאפשרו זיהוי מיידי של הרכב החומר: 'oil of vitriol' יהפוך ל-sulfuric acid (חומצה גפריתית) ו-flowers of zinc יהפכו ל- zinc oxid (אבץ חמצני).
השפה החדשה איפשרה מיון שיטתי של החומרים המוכרים ואף הצביעה על אפשרות קיומם של כאלו שטרם התגלו, לדוגמה פחמן גופרי (תמונה 3). השיטה היתה קלה להנחלה לדורות חדשים של כימאים ו"בינלאומית", משמע, בלתי תלויה בשפה טבעית (אנגלית, צרפתית). היא נפוצה במהירות והפכה שלטת, לא מעט הודות לפעלם של מורים בכירים, שתרגמו את ספריו של לבואזיה וכתבו חדשים ברוחה. אימוצה חייב גם את קבלת תפישתו הכימית של לבואזיה, ובכללה ההכרה במקומו המרכזי של החמצן בתרכובת.
חלק מטבלה שבה מוצגות תרכובות של גפרית עם "גופים פשוטים" (יסודות). התרכובות ה"חסרות" מסומנות בצהוב (מתוך הספר "יסודות הכימיה"). בטור הראשון מופיע שם היסוד, בשני - התרכובת בשמה הישן ובשלישי - בשמה החדש
"יער אפל ללא שבילים"
כך תיאר פרידריך וולר (Wohler) את מצבה של הכימיה האורגנית בשנות השלושים של המאה ה-19. בשנים אלו היא התפתחה במהירות, רשימת התרכובות החדשות הלכה והתארכה והידע על אודות הרכבן הלך והצטבר. גילויו המפתיע, שהרכבו של אמוניום ציאנט שהכין במעבדה זהה לאוראה המופקת משתן כלבים, רק הוסיף למבוכה. יותר משריגשה תגלית זו את הכימאים כהפרכה כביכול של התפישה הוויטאליסטית, הם הוטרדו מכך ששני חומרים בעלי הרכב זהה הפגינו תכונות פיזיקליות שונות. עם הזמן התברר שתופעת האיזומריה היא רחבה ביותר. אולם, השאלה הבוערת היתה: כיצד למיין תרכובות אורגניות?
תחילה נעזרו הכימאים בתאוריה של "רדיקלים" - קבוצות אטומים השומרות על זהותן במהלך סדרה של תגובות כימיות. בהיעדר הסכמה הן על משקלים אטומיים (תמונה 4) הן על קריטריון לניסוח של נוסחה מולקולרית, הציעו כימאים שונים תיאורים שונים לאותו חומר. לדוגמה, ברזליוס כינה את קבוצת היסודות C4H8 'אתרין' [ היום אתילן - C2H4 ] והשתמש בו כדי לתאר אתיל כלורי (לגרסתו C4H8.HCl). לעומתו השתמש יוסטוס פון ליביג von Liebig)) ברדיקל שאותו כינה 'אתיל' - C4H10 ותיאר אתיל כלורי כ-C4H10Cl (שימו לב הכינויים שהכימאים דאז נתנו לרדיקלים אינם זהים לאלו המקובלים היום).
| | h | c | o |
| ברזליוס | 1 | 12 | 16 |
| ליביג | 1 | 6 | 8 |
| דומא | 1 | 6 | 16 |
(משקלים אטומיים יחסיים שכימאים נהגו להשתמש בהם עד שנות השישים של המאה ה-1(9
קושי מרכזי בתאוריה זו היה ששיטות אנליטיות שונות הניבו רדיקלים שונים ותיאורים שונים לאותה תרכובת.
את מקומה של תפישת ה"רדיקלים" תפסה תאוריה של תבניות (types), שהוצעה בשנות החמישים של המאה ה- 19 על ידי הכימאים הצרפתיים אוגוסט לורן (1808-1853, Laurent) וצ'ארלס גרהרדט (1816-1856Gerhadt,) ופותחה בהמשך על ידי כימאים נוספים. תפישה זו שללה לחלוטין את קיומם כביכול של רדיקלים, וטענה שמדובר בישויות היפותטיות בלבד. בהתבסס על ידע רב שהצטבר בנוגע לתגובות התמרה, ועל הצעתו של גרהרדט להשתמש בשני גרם מימן כסטנדרט כמותי, גובשו ארבע תבניות מיון:
| תבנית | ייצוג | תרכובת |
| מימן כלורי | HCI | NaCl H2 |
| מים | HOH | HOEt K2O KOH H2O (אתנול) |
| אמוניה | NHHH | NH2Cl NH3 |
| מתאן | CHHHH | CCL4 CH3Cl CH4 |
(במקור Et=C4H10 הרדיקל של ליביג; כיום: C2H5)
בפועל מיוצגות בתבניות כמויות שוות של חומר, התבניות מצביעות על יחסי התרכבות של יסוד אחד עם האחר ומדגישות את תפקידו המרכזי של אטום בתרכובת. התבניות שימשו גשר לתאוריה כימית אטומית, שהתקבלה על ידי הכימאים עשור אחר כך.
פרדיגמה כימית אטומית
כחמישים שנה חלפו מאז שג'ון דלטון (1766-1844, Dalton) הציע את "התאוריה האטומית" ועד שכימאים שוכנעו בנחיצותה. דלטון טען שיש לייחס לכל יסוד אטום בעל משקל אופייני לו, ושם לו למטרה לקבוע את משקלם האטומי היחסי של היסודות על סמך ההרכב והמבנה של המולקולה. את היחסים המשקליים של היסודות בתרכובת ניתן היה לקבוע באופן ניסויי, אך את מבנה המולקולה אפשר היה רק לשער.
לפיכך ניסח דלטון את עקרון הפשטות האומר כי על נוסחה מולקולרית להכיל את המספר הקטן ביותר של אטומים. רוב הכימאים דחו את הנחותיו בדבר קיומם הממשי של אטומים קשיחים ובלתי מתחלקים אך אימצו את רעיון המשקלים האטומיים. אולם, הנחות מתחרות לעקרון הפשטות, המאפשרות אף הן לנסח נוסחה מולקולרית - כגון: בנפחים שווים יש מספר שווה של חלקיקים (אבוגדרו), או הנחה בדבר קיומם של רדיקלים מסוימים (ברזליוס) - מנעו מכימאים להגיע להסכמה על משקלים אטומיים.
התאוריה של "תבניות" סללה את הדרך לקבלתה של תאוריה כימית אטומית. לפרידריך אוגוסט קקולה (1829-1896, Kekulé) היה תפקיד מרכזי בתהליך. בהתבסס על "תבנית המתאן" הציע ב-1857 את "נוסחת הנקניק" - נוסחת מבנה לתרכובות מתאן וכלורומתאן.
הנוסחה משקפת בעליל תפישה אטומית ומציגה סידור פנימי של אטומים במולקולה. הפחמן מתואר כאטום שאליו מחוברים אטומי מימן, הניתנים להחלפה, וערכיותו ארבע. ארבע-ערכיות הפחמן הביאה אותו בהמשך להציע את רעיון "השלד פחמני" ולפענח את מבנה הבנזן.
ואכן במהלך שנות השישים של המאה ה-19 מתגבשת פרדיגמה חדשה בקהילייה הכימית - הפרדיגמה האטומית. המונחים אטום, מולקולה, ו-מוֹל הופכים למושגי יסוד בתאוריה הכימית. ההכרה בערכיותם של יסודות והשימוש בנוסחאות המבנה מובילים להסכמה על מערכת של משקלים אטומיים יחסיים, מאפשרים לתת הסבר לאיזומריה ומובילים לדיון על אודות קשרים כימיים.
"סוללה" שבאמצעותה ניסו הכימאים טנרד (Thenard) ו-גאי-לוסק (Guy-Lussac), מתחריו הצרפתיים של דייוי, להפיק נתרן ואשלגן
סוללה חשמלית
חוקרים רבים גילו עניין בסוללה שהומצאה על ידי אלסנדרו וולטה ( (Volta ב-1800, (תמונה 6). הכימאי האנגלי המפרי דייוי (1778-1829, Davy) ניצל את הסוללה ככלי אנליטי רב ערך (אלקטרוליזה). דייוי בנה סוללות חזקות במיוחד והיה הראשון שהפיק את המתכות נתרן ואשלגן מתרכובותיהן. הוא הצליח גם לפרק רבים מה"יסודות" של לבואזיה. דייוי הפיק סידן, מגנזיום, סטרונציום, ובאריום מתרכובותיהם, ובכך אישר את חשדותיו של לבואזיה כי חלק מהיסודות ברשימתו-שלו אינם אלא תרכובות.
לבואזיה כתב בספרו יסודות הכימיה: 'עלינו להניח שאפילו "אדמות" יחדלו להיחשב כיסודות; הן החומרים היחידים שאין להם כל נטייה להתרכב עם חמצן, ואני מניח כי הסיבה לכך היא שהם כבר עתה רווים בו' (תרכובות של מתכות אלקליות-עפרוריות כונו "אדמות", תרגום שלי. ס. פ.).
נוסף לכך התנגד דייוי להנחה שכלור הוא תרכובת של יסוד לא נודע עם חמצן. הוא הפיק כלור ומשלא הצליח לפרקו טען כי אכן מדובר ביסוד, טענה שנתמכה אמפירית מאוחר יותר, כשבודד יוד. הכימאי יאקוב ברזליוס (Berzelius) ניסח בשנים אלו "תאוריה אלקטרו-דואלית", שייחסה לכל אטום או קבוצת אטומים נטייה חשמלית אופיינית. הוא השתמש בסוללה כדי לפרק תרכובות אורגניות; תוצרי הפירוק (רדיקלים) שימשו את הכימאים למיון תרכובות אורגניות ולניבוי קיומם של חומרים חדשים.
לעומת דייוי וברזליוס, שהשתמשו בסוללה באופן אנליטי, מיכאל פרדיי (1791-1867, Faraday), פיזיקאי פורה, היה הראשון שחקר באופן כמותי את תהליך האלקטרוליזה עצמו. ממצאיו הובילו אותו לנסח שני חוקים: 1. כמות החומר המתפרק פרופורציונית לכמות החשמל שעברה בתמיסה 2. במעבר של כמות נתונה של חשמל, כמות היסוד הנאספת ליד אלקטרודה יחסית למשקל האקוויולנטי שלו (משקל אטומי מחולק בערכיות).
אמוניה
במהלך המאה ה-19 חי האדם תחת "איום" תחזיותיו של מלתוס, שטען כי הגידול בייצור המזון לא יוכל לעמוד בקצב גידול האוכלוסין, וכי צפויים לאנושות חיים של רעב ושל עוני. ואכן, אף שחקלאים החלו להשתמש בדשן אורגני ולזרוע חיטה מזן משופר, תנובת השדות לא גדלה. חשש ממחסור עתידי בדשן אורגני הביא את הכימאים להתגייס לפתרון המחסור הקיים בתרכובות חנקן, שנדרשו גם לייצור חומרי נפץ. היה ידוע שניתן לקבל תחמוצות חנקן בהצתת ניצוץ חשמלי בתערובת של חנקן וחמצן, אך לשם כך נדרשה טמפרטורה של 30000c-2000 וכתהליך תעשייתי הדבר לא היה כלכלי.
איך קוראים נוסחה מהמאה ה-19?
רמז: לחלק את מספר 'אטומי' הפחמן והמימן הנמצאים ברדיקל עצמו ב-2. לעיתים צריך לחלק גם את מספר 'אטומי' החמצן ב-2 כדי לקבל משקל אטומי 16, כמקובל היום.
הקורא מוזמן לנסות לתרגם את הנוסחאות השונות לחומצה אצטית, המופיעות בטבלה שקקולה הציג בספרו מ- 1864.
הכימאי-פיזיקאי פריץ האבר (1868-1934, Haber) הראה שניתן להפיק במעבדה אמוניה ממימן ומחנקן בנוכחות ברזל כקטליזטור ב-10000c, אך בניצולת נמוכה. הכימאי ולטר נרנסט (Nernst) העיר להאבר, למבוכתו הרבה של האחרון, שהוא שכח להתחשב בנתוני לחץ. ואכן האבר מצא שבנוכחות ברזל, בלחץ של 200 אטמוספרות ובטמפרטורה של 5000c הופך התהליך לכלכלי. הוא הצליח לעניין את המפעל הגרמני BASF בתהליך, ולאחר כחמש שנים הצליחו מהנדסי החברה להפוך אותו לתעשייתי ולייצר כ-60000 טון אמוניה בשנה. המפעל החל לפעול ב-1913, ועם פרוץ מלחמת העולם הראשונה יכלו הגרמנים להמשיך ולייצר חומרי נפץ בזכותו.
הייצור התעשייתי של אמוניה היווה פריצת דרך מדעית, כלכלית וחברתית. לראשונה הכירו מדענים ותעשיינים בחשיבותם של היבטים תרמודינמיים ושל קטליזטורים בייצור התעשייתי. התעשייה הכימית, כפניו של יאנוס, הדגימה כיצד יכולה זו להטיב עם האדם (דשן כימי) אך בה בעת להזיק לו (זיהום אוויר ומים, למשל).
ניילון
ניילון היה הסיב הסינתטי הראשון שפותח ויוצר במעבדה מחומרי מוצא פשוטים. הכנתו על ידי הכימאי וולאס קרותרס (1896-1937, Carothers) היוותה פריצת דרך רעיונית, שהובילה לפיתוח תאוריה של פולימרים, לייסודה של דיסציפלינה חדשה - 'כימיה של פולימרים' - ולפענוח מבנה החלבונים.
קרותרס גויס ב-1927 על ידי חברת הענק דו-פונט לנהל מעבדה למחקר בסיסי. הוא השתכנע לעזוב את האקדמיה לאחר ביקור במעבדות החברה, שבמהלכו הוצג בפניו תהליך הגְּלִיפְּטָל לייצור שׂרפים, ששימשו בתעשיית המכוניות. אף שהיה מדובר בחומרי מוצא פשוטים - גליצרול וחומצה פתאלית - הראקציה לא היתה מובנת כלל וטיבו של הפולימר שנוצר לא ברור.
קרותרס הבין שייחודם של חומרי מוצא אלו הוא שכל אחד מהם הכיל שתי קבוצות כימיות פעילות לפחות, ושמדובר בתגובת דחיסה. הוא גרם לתגובה (ראקציה) בין תרכובות שהכילו קבוצה כהלית בשתי קצותיהן לבין תרכובות שהכילו שתי קבוצות חומציות. התקבלו סיבים חזקים ואלסטיים, אולם אלו נמסו במים וניתכו בטמפרטורות נמוכות. לעומת זאת, כאשר השתמש בחומצה אדיפית נוצר פולימר המבוסס על קשרים הדומים לאלו הנמצאים בחלבונים (פולי-אמיד).
לפולימר, שכונה ניילון, היו תכונות דומות למשי, אך הוא היה חזק ממנו בהרבה. תחילה הכינו ממנו גרביים, שהיו ללהיט והכניסו כסף רב לקופת החברה. לאחר מכן, בזמן מלחמת העולם השנייה, השתמשו בו להכנת מצנחים ורשתות הסוואה.
המחקרים של קרותרס שכנעו את המדענים כי חומרים קולואידים (פולימרים) אינם אלא מולקולות ענק - מאקרומולקולות - הבנויות מאלפי אטומים הקשורים ביניהם בקשרים קוֹ-ולנטיים רגילים. לתאוריה החדשה היתה גם השפעה רבה על חקר המאקרומולקולות של החיים - חלבון, עמילן, DNA, והיא איפשרה לביולוגים להבין את התנהגותן של המאקרומולקולות על סמך הכרת תכונותיהן הכימיות והפיזיקליות של יחידותיהן הבסיסיות.
רדיום
ב-1911 הוענק פרס נובל לכימיה למארי קירי (סקלודובסקה, 1934-1867) "על הכרה בתרומתה לקידום הכימיה על ידי גילוי היסודות רדיום ופולוניום, בידוד רדיום וחקירת הטבע והתגובות הכימיות של יסוד מופלא זה" (תרגום שלי. ס. פ.).
קירי, ילידת וורשה, סיימה בגיל 16 בהצטיינות את לימודיה בתיכון. בגיל 24 נסעה לפריז ללמוד פיזיקה ומתמטיקה בסורבון, לימודים שאותם סיימה (שוב) בהצטיינות. לעבודת הדוקטורט בחרה לחקור את "התופעה החדשה" שגילה אנטואן אנרי בקרל (Becquerel) - קרינה ספונטנית הנפלטת מאורניום. קירי סרקה את כל היסודות המוכרים ומצאה שפרט לאורניום, רק תוריום פעיל כמקור קרינה. או אז עלה במוחה הרעיון המבריק לבדוק מחצבים של אורניום ותוריום. פצלת העטרן (pitchblende) בלטה במיוחד בפעילותה, בערך פי ארבעה ממה ששיערה על פי כמות האורניום שבה. קירי הניחה שהרדיואקטיביות הגבוהה מקורה ביסוד חדש, המצוי בה בכמויות קטנות.
בחיפושיה אחר יסודות רדיואקטיביים נעזרה קירי באלקטרומטר רגיש שבנו שותפה לחיים ולעבודה, הפיזיקאי פייר קירי ואחיו, וששימש אותה למדידת קרינה. היא גילתה כי כמות הקרינה הנפלטת אינה תלויה בסוג התרכובת אלא אך ורק בכמות היסוד שבה. מכאן הגיעה למסקנה, המהווה את תרומתה הרעיונית החשובה ביותר למדע, ולפיה רדיואקטיביות הינה תכונה אטומית של החומר.
בני הזוג קירי פעלו במעבדה עלובה, בצריף רעוע ודולף. באמצעות שיטות כימיות אנליטיות ובעזרת האלקטרומטר זיהו שני יסודות חדשים - פולוניום (על שם ארץ הולדתה) ורדיום. בהמשך הצליחה קירי להפריד מכמה טונות של מחצב כעשירית גרם רדיום כלורי, ויחד עם הכימאי אנדרה-לואי דבירן (Debierne), להכין רדיום מתכתי ולקבוע את משקלו האטומי.
הגילוי כי אטומים רדיואקטיביים מתפרקים תוך יצירה של אטומים חדשים הביא לקיצן 2500 שנה של אמונה בנצחיותם ובשלמותם של אלו.
חלבון
ה"מאקרומולקולות של החיים" - בעיקר חלבונים וחומצות גרעין − מהוות את לב לבו של המחקר המדעי והביורפואי כיום. חברות ביוטכנולוגיה ותרופות משקיעות הון בחקר המבנה והתפקוד שלהם בניסיון להתאימם לצורכי האדם. לינוס פאולינג (1901-1994, Pauling) ורוברט קורי (Corey, 1897-1971) היו הראשונים שהציעו, בשנות החמישים של המאה הקודמת, כמה מודלים של מבנה מרחבי של חלבון.
לקריאה נוספת
חיות, מ. (1996). ההיסטוריה של הכימיה. האוניברסיטה משודרת - משרד הביטחון.
Brock, W. H. (1992). The Fontana History of Chemistry. Fontana Press, London.
אתר פרסי נובל
אלו התבססו על עבודתו התאורטית של פאולינג בחקירת טבעו של הקשר הכימי ועל תאוריה של פולימרים, שפותחה על ידי קרותרס בשנות השלושים של המאה. ידיעת אופיו המרחבי של הקשר הכימי (מרחק בין אטומים, זוויות קשר, חוזק קשר) וההבנה שחלבון אינו אלא פולימר טבעי סללו בפניהם את הדרך לבניית המודלים, שקיבלו מאוחר יותר תמיכה ניסויית באמצעות קריסטלוגרפיית קרני X .
פאולינג "תירגם" את השפה המסובכת של הפיזיקה הקוונטית לשפת הכימיה והציע לכימאים כלים חישוביים נוחים, שאיפשרו להם לחקור גאומטריה מרחבית של מולקולות מורכבות. פאולינג עצמו יישם כלים אלו כדי לבנות את המודלים.
אמנם, ניתן היה בשנים אלו לקבוע ישירות מבנה של מולקולה פשוטה באמצעות נתונים של קריסטלוגרפיית קרני X וידיעה של סוגי הקשר, של המרחקים האטומיים ושל זוויות הקשר במולקולה. אולם היה זה בלתי אפשרי לפענח את המבנה המרחבי של מולקולת-ענק כהמוגלובין, הבנויה מאלפי אטומים. מסיבה זו חקר פאולינג תחילה את היחידות הבסיסיות של החלבון - חומצות אמינו ודו-פפטידים. המידע שהשיג על מרחקים אטומיים ועל זוויות הקשר במולקולות אלו איפשר לקורי ולו להציע מבנה של סליל אלפא או של משטח-ביתא לחלבון.
פאולינג תרם רבות להעמדתה של הכימיה על מכניקת הקוונטים, ולנו לא נותר אלא להיזכר בדבריו של גלילאו, שאמר: "העולם כתוב בשפה מתמטית (גאומטרית), שאותה עלינו ללמוד על מנת שנוכל להבינו".
סוזי פישר כתבה דוקטורט על ההיסטוריה של הכימיה. מלמדת באוניברסיטה הפתוחה בתוכנית המחשבה הביולוגית. עוסקת היום במחקר בתחום ההיסטוריה של הווירולוגיה במאה ה-20
מתוך: מגזין גליליאו
לעשיית מנוי, לקבלת גיליון מתנה