Prof. Dr. doc. DUMITRU NEGOIU

TRATAT

DE

CHIMIE

ANORGANIC

VOL.I

CHIMIE GENERAL

EDITURA TEHNIC

Tratatuldechimieanorganic,elaboratIntreivolume,prezint dezvoltat materialul chimieianorganicelanivelsuperior.VolumulIal lucrrii cuprindeprincipaleleprobleme de chimie fizic anorganic. Inlucrare se insist asupra corelaiei dintrestructura combinaiilor anorganice iproprietile acestora, asupra torelorinteratomice i intermoleculare, asupranelegerii peaceast baz acomportriii areactivitiimoleculelor.Din cele douzeci i patru de capitole alevolumului, se menioneaz: legtura chimic,proprietile electrice ale moleculelor,proprietile magnetice ale ionilor i alemoleculelor,echilibrulchimic,cineticachimic,termodinamicachimic,electrochimia,catalizaetc.Pentruamrivaloareaformativialrgiaccesibilitatealucrrii,materialulestensoitde demonstraii matematice i expus ntrunmodmetodic.Tratatul se adreseaz inginerilor dinindustrie i din cercetare, chimitilor dinproducie,celordinuniversiti,profesorilorde

chimiei doctoranzilorcarescintereseaz deproblemele chimiei anorganice la nivelsuperior. Tratatul poate fi utilizat pentruaprofundarea cunotinelor i dezvoltarea lordectrestudeniifacultilordechimiesauaialtor faculti In care se studiaz aceastdisciplin.Lucrarea poate fi considerat un materialvalorosnrealizareasarcinilordcperfecionarecontinu,dereciclarepostuniversitar.

Controltiinific:conf.D.Totoeseuconf.GavrilANfaeconf.DumitruSnduleseuRedactor:ing.GretaFerenbaeTehnoredactor:TheodorIvanCoperta:tefanPlrluPREFA

n secolul nostru, chimia, ca ramur fundamental atiinelornaturii, acunoscut succesedeosebiteprivindcunoatereamateriei istabilirealegiloreidetransformare.Rolulimportantalchimieicontemporanese datoretecercetrilorjundamentalerealizatenultimile trei decenii care au determinat nmaremsurprogresulindustrieichimiceia tuturorramurilorindustrialeproductoarede bunurimateriale.n ara noastr, industria chimic progreseazntrunritmrapid,acordnduise un loc important n dezvoltarea economiei noastresocialiste.Aceastaaimpusnspregtireadecadrecu onaltcalificare,specialiticaresfacfa cerinelor institutelor de cercetri i ale industrieinoastrechimice.n literatura tiinific de specialitate se resimeademult vremelipsaunuitratatde chimieanorganic.Lucrarea, pe care autorii o pun acum la ndemnacititoriloresteconceputsaparntreivolume.Primul volum se refer la principalele noiunidechimiefizic,absolutindispensabile chimiei anorganice moderne. Aceste noiuni

6 PREFAA

snt expuse in mod riguros, cu toate demonstraiilenecesarepentruamrivaloareaformativ alucrrii,darnacelaitimpntrunmodct maiaccesibil pentruaextinde nacestfelsferaeidefolosire.Volumul al doilea, prezint elementele i combinaiile lor din subgrupele principale : zeroidelaaapteapnlaapatrainclusiv.Altreileavolumvacuprindetoatecelelalte elementeicombinaiilelorprincipale.Ultimeledou volumeconin i o serie de capitolespeciale,carentregesc lucrarea.Expunerea sistematic a elementelor i combinaiilor lor face ncontinuu apel la noiunileteoreticemodernenscopuluneimai profunde nelegeri a proceselor fizice i chimice.Tratatulseadreseazspecialitilorcuprofil chimicsau nrudit, dinindustriei cercetare. Elpoatefi folositdedoctoranziprecumi de studeniicareintenioneazsfacunstudiuaprofundat.Cadreledidacticedinnvmntulmediu, ca i toi acei care snt interesai ntroperfecionare postuniversitar a cunotinelor dinacestdomeniu,potgsinaceastlucrare unmaterialbogat,nunsenciclopedic.n tratat se fac referiri sistematice la o nomenclaturraional,darelas,ngeneral, multdedoritndomeniulchimieianorganice.Pentruanuamplificavolumullucrrii i pentru a indica totui sursele care conin o prezentaremaicompletaproblemelortratate, am considerat necesar i suficient s menionmautoriiianulapariieilucrrilor respective.

VolumeleIiIIsntelaboratedeProf.Dr. docentI).Negoiu,iarvolumulIIIvafielaborat de Prof. Dr. docent P. Spacu, membru corespondentalAcademieiR.8.Romnia.Avndnvederedimensiunilematerialului prezentativarietateaproblemelorabordate,pe marginea acestuia, autorii snt contieni de proporia lipsurilor i consider sesizarea lor caunactdebunvoin.Prof.Dr.Doc.P.SPACUMeni'itucorespondentalAcademieiR.S.Bom&niaCUPRINS

8 CUPRINS

DeterminareamaseiatomicecuajutorullegiiluiAvogadro(129).DeterminareamaseiatomicecuajutorulreguleiDulongPetit(131).Determinareamaseiatomicecuajutorullegiiizomorfismului(132).DeterminareamaseiatomiceCuajutorulsistemuluiperiodic(133).

Proprietilegeneraleconferitedelegturaionic(334).Efectulrezonaneintrestructuriioniceicovaente asupra energiei de legtur f(422).Distaneinteratomice(424).Ordinedelegtur(425).RezonanaimomenteleIde dipol (426). Simetria moleculelor iefectulrezonanei(428).Teoriarezonaneiispectrelemoleculare(431).IIIII Teoria diamagnetismului (506). Teoriaparamagnetismuiui (508). Proprietilemagnetice i structura atomilor imoleculelor (511). Spectrele de rezonanparamag netic electronic (516).Rezonana magnetic nuclear (518).Feromagnetismul(519).IV

CUPRINS

V Clduradereacie(545).Clduradeformare(548).Clduradecombustie(550).Clduradedizolvare(351).Clduradeamestecare(551).Clduradeneutralizare(552).

VI Energia liber (571). Entalpia liber(572).Variaiapotenialelortermodinamice(573).Sistemeneomogene(577).Sistemecudizolvat necristalizabil (588). Soluii cudizolvant nevolatil (589). Sisteme cudizolvant necristalizabil (590). Calculultermodinamicalpresiuniiosmotice(591).1K.Starealichid 593Forele care se exercit ntre moleculeleunui lichid (593).Tensiuncasuperficial alichidelor (594). Parachorul (596).Tensiuneainterfacial(597).Fenomenedecontact Intre lichide i solide (598).Viscozitatea lichidelor pure (603).Presiuneadevaporialichidelor(602).

CUPRINS 10

Sistemulsolidgaz(722).Echilibresolidlichid(724).RegulileC.L.Berthollet(726).Abateridelasistemeleideale(727).

Msurareaconductibilitiispecifice(742).Conductibilitateaechivalent (743). Legeamigraiei independente a ionilor (744).Aplicaii ale conductibilitii echivalente(747). Titrarea conductomctric (751).Legeadiluiei aplicat laelectrolii (754).Proprietile soluiilor de electrolii slabi(755).Teoriaelectroliilortari(757).Activitatea ionic (759). Conductibilitateaelectroliilorncondiiispeciale(766).Procesuldeneutralizareitriaaciziloribazelor(869).Titrareaunuiacidtarecuobaztare(870).Titrareaunuiacidslabcuobaztare(871).Titrareabazelorslabecuacizi tari (873). Titrareaacizilor slabi cubaze slabe i invers (875). Concentraiileionilordehidrogennsoluiitampon(884).Electroliiamfoteri(886).ReaciideordinulII(900).Reacii deordinul(901). Reaciideordin(907). Reacii succesive (908). Reaciiparalele (910). Determinarea cineticii dereacie (910). Rolul factorilor fizici (913).Calculul energiei de activare (915).Activareamoleculelor(915).Teoriaproceselorelementare 916Teoriaciocnirilor(916).Calcululteoreticalvitezelordereacie(922).Teoriastrilordetranziie 928Suprafee de energie potenial (928).Calculul vitezei de reacie pe baza mecanicii statistice (933). Formulareatermodinamicavitezelordereacie(938).Relaia Intre AWff i diferite tipuri deenergie de activare (939). Interpretareaentropieideactivare(940).Mecanismedereacie 942Mecanismul reaciilor de oxidoreducere(945).Atomiiradicaliliberi 947Atomi i radicali liberi obinui prindisociere termic (948). Pirolizacompuilor organometalici (949). AtomiliberiprindescrcriIngaze(950).Atomii radicali liberi formai prindescompunere fotochimic (fotoliza) (950).Producerea radicalilor liberi prin

CUPRINS 11

electroliz (950). Atomi i radicali liberiprintransferdeelectronicedaidemetale(950). Atomi i radicali liberi produi deradiaiile elementelor radioactive (951).Cinetica unor reacii simple tn fazgazoasceimplicatomiiradicaliliberi(959).Reaciiinsoluie(961).Teoria fizic (1021). Cinetica formal areaciiloreterogene(1024).Teoriachimic(1029). Teoria energetic (1030). Teoriaionic (1031). Teoria structural (1032).Teoria electronic (1036). Tipuri delegturi n procesul chimisorbiei (1039).Energetica reaciilor catalitice eterogene(1052).Bibliograf.e 1060

1

STORICIstoriachimieisempartencinciperioade,dup scopurile urmrite i dup principalelepreocupri teoretice : 1) perioada veche,chimeotic, din timpuri preistorice pn njurul anului 300 e.n.; 2) perioada alchimieintre anii 300 i 1 500; 3) perioadaiatrochimiei, ntre anii 1 500 i 1 650 ; 4)perioadaflogisticului,ntreanii1650i1765;5)perioadamodern.

Perioadachimeotic.Principalelecentredecultur dinantichitate au fost: China, India,Mesopotamia i Egipt. Originea chimiei esteatribuit de unele izvoare Egiptului, iar dealtele,Chinei.

Chinezii cunoteau cu mult naintea ereinoastre fabricarea prafului de puc ifabricarea faianei. Meterii olari chinezi au

CUPRINS 12

folositdepeste3000ani(.e.n.)argilaalbdepe colinele nalte de lng oraul indecen(gaoien=coline nalte). Chinezii cunoteausticla, coloranii minerali, hrtia de mtase,unele substane chimice (alcaliile caustice,oxidul galben de mercur), foloseau cuprul,fierul, plumbul i unele aliaje, n specialbronzul.Chinezilorliseatribuiedescoperireazincului, cunoscut i sub numele de metalchinezesc ($w=chinez). Chinezii, coreenii ijaponezii, se pare c au cunoscut antimoniuldin timpuri foarte vechi. Carteatransformrilor scris de savantul chinezVe i Po Yang (sec. II. .e.n.), conine ideialchimiste.

nIndiaantic sefoloseaucumult nainteaerei noastre unele metale i aliaje. Indieniifabricau instrumente de mpungere din fieraliat cu mici cantiti de platin sauargint,fabricau monede, foloseau boraxul la lipireametalelor. Savantul indian K an t i l aya (sec.III..e.n.)adescriscompuichimiciimetodedepreparare.Multeideialchimistesegsescnscrierile vechi indiene. nfilozofia indianvechesegsesccelecincielementeprimare:pmntul,apa,aerul,focul,eterul,dincareeiconsiderau c se obine lumea material,elementecaresevorgsiinfilozofiagreac.

ISTORIC 13

Dintexteleplcilorcuscrierecuneiform,saudinstudiereaianalizaunorobiectevechi,sastabilitcnMesopotamiasecunoateacu3000ani.e.n.extragereaunormetaledinminereuri(fier,cupru,argint,plumb,staniu).Analizaunoroglinzi,statuete,cuocompoziieaproximativconstant,datndcucirca4000ani.e.n.pledeazpentruoexperiennaintat.

Scrierile religioase ebraice confirmcunoaterea i folosirea aurului, staniului,cuprului,plumbului,fieruluiibitumului,cucirca1500ani.e.n.

Industriatextil,acoloraniloritbcriasadezvoltatprodigioslafenicienicu300ani.e.n.Fenicieniiconfecionaudinpielescuturi,veminte,burdufuri,pnzedecorabie.

Egiptulantic,avansatdinpunctdevederetehnic, este considerat de muli istorici caloculdeoriginealtiineitransformrilorChimia.DenumireadechimievinedelaCJitmacarenlimbavecheegipteannsemnanisipul aluvionar al Nilului, Egiptul nsui( P l u t a rh ) . Transmis arabilor, aceasttiin a primit prefixul al specific limbiarabe,transformnduse nalchimie, fr aavea ceva comun cu perioada alchimist demai trziu. Procedeele egiptenilor,perfecionate,sevortransmitegreciloriprinei, romanilor. P l a t o n , P i t a g o r a , S a l o n ,Herodot sau instruit n imperiul faraonilor.Egipteniiaucunoscutdintimpuriimemorabilearta purificrii aurului i argintului cuajutorul plumbului. Poporul egipteanaadusceramica, sticlria i metalurgia la un

14 ISTORIC

asemeneanivel, net, dei aceste ramuri auaprut n alte centre vechi, li se atribuieadeseacalocdebatinEgiptul.

Egipteniitiauscolorezesticlaisotaieastfel, net s imite pietrele preioase.Aceasta impunea cunoaterea cuarului,carbonailordesodiui depotasiui aunoroxizi metalici. Egiptenii preparau culori iproduse cosmetice att din compui mineralictivegetali,cunoteaubinetehnicavopsiriifibrelor, tiau s fabrice emailuri. Tehnicamblsmriifolositcucirca20003000ani.e.n., era bazat pe procese chimice. Ochiiartificiali ce mpodobesc mumiile snt dinargint emailat cu mult miestrie. Egipteniifoloseaumispickelullatopireacupruluipentrual face mai dur. Mormintele din piramideatestcunoatereametaleloriprelucrarealorcucirca3700ani .e.n.ProbabilcegipteniiposedaucunotinetemeinicenacestsensdinperioadamigrriilordinAsia(circa80009000ani.e.n.).nEgipt,chimiaeraconsideratdeesendivin,,,artasfnt.

Aceast art saconservat laAlexandria,marecentruculturalalantichitii.

Din Alexandria, cunotinele chimice antrecut n Europa occidental, transmise dearabidupcucerireaEgiptului(668e.n.)Artasfnt a fost sursa de inspiraie pentruperioadacareaurmat,alchimia.

Greciaantic alsatofilozofieanaturii,pebazacreiasanlatmaitrziuedificiultiinei moderne. Concepiile despre naturalefilozofilorgreciantici,deunmaterialismspontan,naiv,simplist,sedatorescobservaieidirecte a naturii. Tendina de clasificare isimplificare a lucrurilor, necesar pentrunelegerealumii ndiversitateaei,aluatlafilozofiigrecioformextrem.Eiaurspunsla ntrebarea: care este elementul, materiaprim din care provine tot ceea ce ne

ISTORIC 15

nconjoar?

Tlia1esdinMilet,primulfilozofalcoliiioniene (aproximativ 024547 .e.,n.) aconsideratc principiul,bazaatotceexist,esteapa.AfirmaialuiTha1essabazatpeoobservaiesuperficialanaturii:planteleianimaleleaunevoiedeap;prinpierdereaei,ele se transform m pmintcenu. Deciacesteanusnt altcevadect ap condensatsubdiferiteforme.

Ana x imaud . r u (611541 .e.n.),discipolallui Tha l e s , saremarcatprintrotentativ deabstractizare.ElementulpecareIapuscafundamentallumiinuareoformconcret , el fiind abstractapei ron. Unuldintreelevii lui Anaximandru, Ana x imene(577 .e.n.), a considerat aerul ca materieprim.Aorul,princondensare,trecesubformde nori, n ap (lichid, ) zpad, grindin,ghea(solid).

Xenofon(427355 .e.n.)fondatorulcoliieleatice,aemisipotezapotrivitcreiatotceeacene nconjoar areoexisten etern,nimic nuestecreat. El a afirmat c tuturorfenomenelor le snt proprii dou principiicontrare,unulactiv,altulpasiv(cldurafrigul,luminantunericul etc.) i a conchis cprincipiile lumii materiale ar fi apa ipmntul.

J l e r a c l i t din Efes (530470 .e.n.) areluatacesteidei,prezentindulentroformmai tiinific, mai dialectic . Materia estevenic, necreat de nici o for, tot ceea ceexist fiind ntro continu transformare carezultatallupteintreforecontrare:atracierepulsie (iubirea i ura snt cele dou foregeneratoare pentru principalele procese :combinare, descomunere). Ca materie prim,H e r a c l i t aconsideratfocul.

Filozofii greciobservndmaiatentnatura

16 ISTORIC

au fost nevoii s admit un numr tot maimare de elemente primare. Astfel,Emped o c l e din AgrigentSicilia (490430.e.n.) a considerat lumea format din patruelemente (stoicheia) : focul, aerul, apa ipmntul.

UnmomentimportantalgindiriianticeIaconstituitapariiadoctrineiluiLeucipiDemocritasuprastructuriicorpusculareamateriei. L e u c i p (495 .e.n.) mpreunc uDemo c r i t din Abdera (circa 460370.e.n.)sntautoriisistemuluiatomistic.Eiauemisipotezactoateelementelepredecesorilorar fi formate din particule extrem de mici,invizibilei imuabile,calitativnedifereniate,formatedinaceeai materieprimar, numiteatomi. Atomii se deosebesc prin dimensiuni,formimicare.Oetulneapfiindcatomiisiposedepi.Diversitateaobiectelorprovinedin amestecarea i aezarea diferit aatomilor. Cauza combinrii i descompuneriirezid n atomi, acetia fiind considerai cposed o micare interioar. Fundamentareaacestor ipoteze aparine lui D emo c r i t ,reprezentantultipicalmaterialismuluiantic.D emo c r i t aanticipatcumaimultdedoumilenii principiulconservrii materiei. Lui iaparine celebra fraz : Nimic nu vine dinnimic,nimicnusepierdennimic.

Anaxa g o r a dinAtena(500428.e.n.)i D io g e n e (470 .e.n.) au avut ideiapropiate de cele ale atomitilor. Prerileatomitiloraumaifostmprtitesporadicdecivareprezentani: E p i c u r (342271.e.n.), Lu c r e i u s C a r u s (9653 .e.n.),ReluatemaitrziudeP. Ga s s e nd i (19521655), concepiile vechilor atomiti aureprezentat baza teoriei atomomolecularemoderne.

Perioadeidenflorireaculturiiatenieneiurmeazundeclincaracterizatprinignorareaobservaiei i experienei, apariiaretorismului exagerat, a metodei metafizice

ISTORIC 17

(sofitii450400.e.n.)caredesvreteprininstaurarea idealismului lui P 1 a t o n cadoctrinoficial.

Ouriainfluenasuprantregiiculturigreceti de mai trziu, asupra filozofilorscolasticidinevulmediuaavutoelevulluiP1aton, A r i s t o t e l dinStagira(384322),educatorul i prietenul lui A l ex and r uMa c e d on (356313.e.n.).

n opoziie c uP l a t o n , A r i s t o t e l aafirmat c esena lucrurilor nu estereprezentatdeideiecisesegsetennseilucrurile. A r i s t o t e l a oscilat ntrematerialism i idealism. Dup el, obiecteleconstaudinmaterieiform.Formapurestegndirea, raiunea, divinitatea. Aspectulidealistalfilozofieisaleafostinvocatcapunctdeplecarealscolasticiimedievale.

Dup A r i s t o t e l , eterul, o substanimaterial, umple universul i determinordineaicontinuitateasa.Analogeterului,eladmite existena altei substane imaterialepneumasau suflul vieii cauza funciilorvitalealeanimaleloriplantelor. A r i s t o t e laadmis,caiP1atoncelepatruelementealelui Emped o c l e careprovinns dintromaterieprimar,numitdeastdathule.Ela dat un coninut nou noiunii de elementchimic. Pe lng componentele materialeprecedente,foc,aer,apipmnt,A r i s t o t e lnglobeaz n sfera acestei noiuni insuirile,calitile,corpurilor.Acestensuirisnt considerate ca avnd existenindependent.Elaconsideratc principaleleelemente ale naturii snt nite principiiabstracte, i anume : cldura, frigul,umiditatea i uscciunea, care pot da, princombinare dou cte dou, celor patru elemente primordiale, vechi: pmnt, ap, aer,foc.Elementelereale,concrete,nusntaltcevadectpurttoriiproprietilormateriei:stare,culoare, duritate etc. La baza elaborriisistemuluiluiA r i s t o t e l stobservaiaunorfenomenedinnatur:depild:vaporiideapdin sier (uscai i calzi), prin rcire, se

18 ISTORIC

condenseazformndrou,aplichid(umedirece),iaraceastalaorciremainaintatsetransformnzpadghea(receiuscat).A r i s t o t e l a considerat c n interiorulpmntului,subaciuneacldurii,seformeazdin ap i pmnt: srurile, pietrele,minereurilei metalele. Aurulesteunmetalpurcenuconinepmntidinaceastcauzrezist focului, n timp ce toate celelaltemetalecunoscutenaceaperioad :argintul,cuprul, fierul, staniul, plumbul etc. coninpmnt,motivpentrucarenurezistfocului.Metalele,avndlabaznac''1'kasicomponente,se pot transforma unele n altele. Astfel,cuprultopcuunanumitpmnt(blend,ZnS)se transform ntrun metal nou, galben caaurul (alama). Aceste idei i observaii greit interpretate vor constitui bazaalchimiei de mai trziu, dei alchimitiipretindcinspiraialorestedeoriginedivin.

Principiileielementelelui A r i s t o t e l sau pstrat, cu mici corecii, pn la sfritulsecoluluialXVIIIlea.

tiina i arta greac veche a influenatcultura multor popoare noi, n dezvoltare.Cultura greac n urma cuceririlor luiAlexandru cel Mare a devenit universal.AcelairolIauavutcuceririleromanedemaitrziu.

n perioada respectiv se cunoteau dectre greci i romani o serie de substanechimice.Cuprulialiajelesale,aufostfolositenrzboiulTroiei(1000900.e.n.).Folosireabronzului este amintit npoemele homerice(aproximativ 1 000 .e.n.). Staniul, dupA r i s t o t e l , afostutilizatcamaterialpentruconfecionarea monezilor de ctre D e n i stiranul Siracuzei. n afar de extragereaaurului,argintuluiiaurireadiferitelormetale(cupru),greciiiromaniicunoteauifoloseauzincul i aliajele lui, fierul, plumbul icombinaiile sale (galena, litarga, miniul,ceruzita), cinabrul, mercurul, auripigmentul(folosit n pictur), sulfura de antimoniu,sulful, carbonaii desodiui potasiu, clorura

ISTORIC 19

de amoniu, alaunul, alumina, sulful,acetatul.icarbonatuldecupruetc.

Perioada alchimiei. Alchimia a aprut nsecolul al IIIlea la Alexandria i nsecoleleVIIIIX laarabi. Alchimiaadevenit doctrinachimic oficial pn n a doua jumtate asecoluluialXVIIIlea(Europaoccidental).Eaesteconsiderat,,chimiaevuluimediu.Artasacrcare a inspirat alchimia, a luat sfrit,oficial, prin decretul lui Diocleian din 296,care a ordonat arderea crilor egiptenilordesprechimiasauartadeaface(falsifica)auriargint.Atunci,aaprutcuvntulchimienscrierileoficiale.

Alchimia se baza pe dou postulateapriorice:unitateamateriei i existenaunuiagent misterios piatra filozofal, capabil stransformemetalelecomune nauri argint.Dupalchimiti,metalelecomunesntbolnave,deoarece prin nclzire i pierd luciul i setransformncenuisauvaruri(oxizi).Numaiaurul esteunmetal perfect, deoarecerezistfocului.Piatrafilozofalesteagentulmaterialal transmutaiei, leacul mpotriva boliimetalelor comune. Pentru vindecarea boliloromului, alchimitii cutau un echivalent alpietreifilozofaleelixirulvieiiunproduscaresprelungeascviaaisasigurechiarnemurirea.

Sistemul lui Aristotel a fost completat dealchimiti cutrei elementereprezentndtreiprincipii : mercurul, lichid simbolizndproprietateametalic,deoarecetoatemetalelese topesc, sulful, reprezentnd inflamabilitatea,iarsarea,solubilitateanapigustulsrat. Toate obiectele din natur rezult dincombinarea sulfului cu mercurul, douelementcontrareceprovin,unuldinaerifoc (sulful), cellalt din ap i pmnt(mercurul).

Se deosebesc trei etape ale alchimiei:greacalexandrin,arabilatindinEuropa

20 ISTORIC

apuseanmedieval.2c.14B2Principalulreprezentantaletapeigrecetialexandrine a fost 71 o s i mosPan op o l i t a nu l (sec. IIIIY). Z o s imo s ascrisocarteasupracuptoarelori aparatelordechimie(dedistilareisublimare).Aparatelede distilare erau cunoscute sub numele deambix, cuvnt care adugn duise prefixularabal, se folosetei astzi subform dealambic.Alireprezentaniaiacesteiperioadeaufost P c l a j , O l ymp i o d o r (mijlocul sec.IV) etc. Acetia au vorbit de macerare,concentrareaminereurilorialteoperaii.

Arabii, n urma cuceririi Egiptului antic(665e.n.)venindncontactcuculturaitiinaantic i leau nsuit i leau dezvoltat.Alchimitiiarabisaupreocupat nspecialdemedicin i farmacie. Denumirile de alcool,alcalii, borax, elixir, lac etc. au rmas de laarabi,succesoriineoplatonicienilor.

G e b e r (D j a b i r i b n Hayyan ) (721815), contemporancucaliful Harunal Raidal Bagdadului (786809), este cel maiimportant reprezentant al etapei arabe.Scrierilesalenureprezintaspectemistice,elereferinduse la descrierea precis aproprietilor fizice i chimice ale unorelemente(As,S,Au,Ag,Pb,Sn,Cu,Pe),oxizi,acizi, baze, sruri. El a descoperit acidulazotic, apa regal, a descris preparareahidroxizilor alcalini, a clorurii de amoniu, aapei tari, a sublimatului corosiv, a oxiduluigalben de mercur. El a descris o serie deoperaiica:sublimarea,reducerea,calcinarea,solubilizarea, coagularea etc. Cunotiinelearabe sau rspndit n Europa occidentalprinSpania(Cordoba).

Primele coli din etapa latin, ncare secunoteau tiine i arta greac, au fostnfiinate la Palermo (1150), Facultatea demedicin din Montpellier, Universitatea dinParis(1220)etc.

ISTORIC 21

Dintreceimaideseam reprezentani, seciteaz nprimulrnd A l b e r t u s Magnu s(11931280)careastudiatlaParis.Elarecunoscuttransmutaiacaposibiliaconsideratmetalele drept combinaii ale sulfului cumercurul. A l b e r t u s Magnu s a folositprima dat denumirea de vitriol de fierpentrusulfatuldefier.Saocupatdeoseriedecombinaii cu aplicaii largi ca : clorur demercur (I), (calomel), auripigment, cinabru,miniu,ceruz,acetatdeplumbicupruetc.

E o g e r B a c on (12141294)careastudiatlaOxfordiParis,aavutcurajulca, nplinperioaddedominaieabisericii,ssubstituieautoritii lui Aristotel, a crui art fusesedeclarat sfnt, practica experimental. Aprevzut dezvoltarea ulterioar a tiinei itehnicii.Astudiatnatura.Aafirmatcaerulesteunalimentalfoculuiiadescrisprafuldepuc,prescriindreetedefabricaie.Ba c o n ,dei clugr, a preconizat o tiin nslujbaomului.

Eaymundu s Lu l l u s (1235)adescriscumult exactitate unele operaii: calcinareatartrului, distilarea urinii, cupelareaargintuluietc.

nEuropaapuseansepracticametalurgia(Pb, Au, Ag) se fabrica sticla, se preparauculori, se folosea pulberea neagr (praful depuc) n rzboi, sa descoperit imprimeria(14401450), sau pus la punct metode maitiinifice pentru obinerea acizilor minerali,hrtiei,oglinziloretc.

Celedou eluri urmritedealchimititransmutaiametalelori panaceul universal au imprimat cercetrii un individualismextrem, un aspect profund mercantil.Rezultatele experienelor, din interese personale, au fost pstrate strict secret i

22 ISTORIC

redactate n cel mai obscur limbaj, motivepentru care multe cercetri au rmasnedescifrate.

Perioada iatrochimiei. nceputul secoluluial XVlea reprezint decderea alchimiei.Ideile dinperioadaalchimiei au fost completabandonateabiansecolulalXlXlea.

Reforma chimiei a fost iniiat de T.Pa ra c e l s u s (14931541) profesor demedicin laBale(1526). Elaatrasmedicinade la preocuprile tradiionale spre chimiaaplicat. De asemenea a considerat c elulchimieiconst ntratareabolilor, deundeidenumirea acestei perioade de iatro chimie(i

ISTORIC 23

medicamente. Elafolosit pentruprimadatnumeledebismut.

G e o r g A g r i c o l a (14941555)reformator n domeniul metalurgiei, a scrisTratat asupra metalurgiei i De remetallica. nultima lucrareau fostdescrisemaini, cuptoare, instrumente, analizaminereurilor, separarea metalelor, cupelaia,fabricarea sticlei, a prafului de puc,distilarea etc. G. A g r i c o l a aironizatconcepiaalchimitilorprivitoare lametalecarearfialctuitedinsulfimercur.

B e r na r d Pa l i s s y (14991589),creatorul ceramicii franceze, reprezentantulchimieitehniceiexperimentaleasecoluluialXVIea,apreparatsmalurilepentruolrie,afolositprimadatoperaiaderecrista

lizarepentrupurificareasubstanelorsolideiaindicat ngrmintefechimicecamijlocdembogire,nloculpietreifilozofale.

J. B. van He lmon t (15771644) adescoperit corpurile invizibile pe care leanumitgaze.Adescoperitdioxiduldecarbonia stabilit identitatea gazului obinut prinarderea carbonului cu cel ce apare nfermentaiiicucelcesedezvoltlatratareacarbonailorcuacizi.J.BvanHe lmon t , autilizat metode de evaluare a greuti i aafirmatcpmntulnuesteunelement,deiIa acceptat parial pe Aristotel. n secolul alXVIlea sa dezvoltat deci un climat decercetaretiinific.

SecolulalXVIIlea,secolulmarilorreforme,este caracterizat de apariia unor organismeoficiale academii, societi tiinifice unde aveau loc ntlniri i schimburi de ideintreoameniidetiin.Auluatnatereastfel,Academiile de tiine din Paris (1666), deiLincei (1602), del Cemento (1657), Societatea

24 ISTORIC

regaldinLondra(1659).

E o b e r t B oy l e (16271691),precursorulchimiei moderne, a proclamat metodaexperimentalcasingurametoddelacaresepoate atepta cel mai mare progres al uneitiine utile. Prepararea medicamentelor itransmutaiametalelorsntprincipiinguste.n cartea sa The sceptical chemist (Oxford1661),B oy l e acontestatnaturaelementarapmntului,aapei,aaerului,iafoculuiiacriticat cele trei elemente alchimiste sulf,mercur, sare ajungnd la noiunea deelement,valabil iastzi,nanumitelimite.neleg prin elemente spunea Boyle anumii corpi primordiali simpli ineamestecai. Elementele snt componenteledin care snt constituii toi corpii numiiamestecai. El a studiat aerul, metodele deaurire,gazeleobinutenreaciadintreaciziimineraliimetale,dararmasmaimultunteoretician.

J o hann Eud o l p h G l a ub e r (16041668) a fost un chimist desprins de doctrinaalchimist,careaparelalimitadintrealchimiei chimia modern, unul dintre cei maidesvriiexperimentatoriaisecoluluisu.Adescoperitsareaceipoartnumele(sulfatuldesodiu) i reacia dintre sareade buctrie iacidul sulfuric din care rezult acidul clorhidric. G l a ub e r a descris o serie depreparatemedicinale.

Perioada flogisticului. Elaborarea teorieiflogisticuluiesteunanimatribuit lui G e o r gE r n s t S t a h l (16601743), medic german.Teorialuiestepariallegatattdeadmitereacelorpatruelementealeanticilorctideceletreiprincipiialealchimitilor,deoareceambeledoctrinesusineauc metalelesntsubstanecompuse.Dup S t a h l , metalelesntcorpuricompuse dintrun principiu inflamabil,flogiston (flogistic) i materia pmntoas(oxidul,cenua,varul,cadavrulmetalului). ntimpul arderii, metalele pierd flogisticul,rmnnd varurile. Calcinarea varului cusubstane bogate n flogistic (crbune)

ISTORIC 25

regenereaz metalele, deoarece crbunelecedeazflogisticulpecarelconine.Saadmisc hidrogenul este flogistic pur, datoritproprietilorluireductoareremarcabile.nteoria flogisticului, calcinarea metalelor(arderea) era o descompunere. Folosindbalana,adepiiacesteiteoriiauconstatatc,ceeaceeiconsiderauelemente(varurile),sntmai grele dect corpul compus (metalul).Pentru a explica faptul c varurile snt maigreledectmetalelepureeiauadmisipotezaconform creia flogisticul ar avea greutatenegativ, ideci,prinpierderealui,corpuriledevinmaigrele.Deiconfuzieronat,teoriaflogisticuluiafostnumit oeroarecreatoare,fiind un exemplu de ideie acceptat frcritic.Parecurioscpebazaunorideiattdeubrede,chimitiitimpuluiaureuitsfacoseriededescoperiricareaudeterminatsaltullachimiamodern.

Cei mai importani chimiti din aceastperioad au fost: J o s e ph B l a ck , H en r yCavend i s h , K a r l W i l h e lm S ch e e l e ,J o s e ph P r i e s t l e y etc.,alecrorcercetrin domeniul gazelor au dus la realizriimportante care vor nltura teoriaflogisticului.

H en r y Cavend i s h (1731 1810) astudiat chimia gazelor, perfecionnd tehnicamanipulrii lor (le msoar densitatea,utilizeazvasecumercurpentruculegere).nanul1766,Cavend i s h apreparathidrogenulprinaciuneaacizilorasuprametalelor,reacieobservatde Pa r a c e l s u s , studiatdeJ.B.van He lmon t i R . B oy l e . mpreun cuJ. Wa t t a sintetizat apa n eudiometru. Adeterminatcompoziiaapeiiaaerului,fraaveacurajulspubliceclarrezultatele,nanul1784, Cavend i s h a definit azotul ca unindivid chimic. n anul 1785 a prevzutexistenaargonului(descoperitmultmaitrziu1894).

J o s e ph P r i e s t l e y (17331804),

26 ISTORIC

autodidact,teolog,adeptalteorieiflogisticuluiiadversaralideilorluiLavoisieratrasdestudiul gazelor a ajuns la descoperireaoxigenului,elementul careva nlturaflogisticul i, o dat cu el, ntreaga teorie.P r i e s t l e y a studiat gazele uor solubile(acidulclorhidric,amoniacul,dioxiduldesulf,oxidul de carbon, oxidul de diazot) folosindmetodaluiCavendishdeculegerepemercur.Anumitoxigenulaerdeflogisticat

K a r l W i l h e lm S ch e e l e (17411787),farmacistlaGoeteborgiKopingSuedia,afostunuldintreceimaimariexperimentatoriaituturortimpurilor.SespunedespreScheelecnuatingeauncorpfrafaceodescoperire(Dumas). Cumijloacerudimentare, S ch e e l ea fcut unnumr uimitor de descoperiri dintoatedomeniilechimiei.Eladescoperitacidulazotos, acidul fluorhidric, a preparat fosforuldinoase^oxigenul prinaceeai metod caiP r i e s t l e y (a publicat rezultatele n anul1777,deiaexecutatexperienananul1772),dioxidul de mangan, clorul, acidul arsenic icompuiaiarsenului,adescoperitfluorul,fral putea izola ns. n chimia organic,S ch e e l e a descoperit acizii lactic, tartric,citric, uric, benzoic, galic, oxalic, malic,glicerinaetc.

n secolul al XVIIIlea, porninduse de ladescoperirileadepilorteorieiflogisticului,careau atins un nivel cantitativ ce necesitamodificri n baza teoretic, are loc un saltcalitativlachimiamodern.

Perioadamodern,Momentultreceriidelateoria flogisticului la chimiamodern, a fostreprezentat de explicaia real, tiinific, afenomenului arderii i de apariia teorieiatomice.

ISTORIC 27

Perioada modern se caracterizeaz prinrezultate spectaculoase teoretice iexperimentale n privina structuriicombinaiilor chimice pe baza teoriei atomomoleculare, prin rezultate spectaculoase nexplicarea mecanismelor intimeale reaciilorchimiceiaproprietilorfiziceichimicealesubstanelor.

Elucidarea problemei arderii revine celordoi mari chimiti ai secolului al XVIIIlea,L omono s ov i L avo i s i e r.

M i ha i l Ya s i l i e v i c i L omono s ov(17111765) a enunat legea conservriimasei,legefundamentalpentruchimie,carea permis folosirea sistematic a balanei iintroducerea analizei cantitative. El ademonstratpracticlegeaconservriimasei,pecare a exprimato ntro form generalnglobnd i legea conservrii energieidescoperitcuunsecolmaitrziu.nlucrrilesale a enunat concepia sa molecular iatomist, susinnd c substanele simple secompundinparticulematerialefoartemicipecareleanumitatomiicorpuricompuse,dinparticule mai complexe numite corpuscule.Corpusculelesntmoleculele.

An t o i n e L au r e n t Lavo i s i e r (17431794)aavutunaportattdemarenchimie,nct,multvreme,sespunea:Chimiaesteotiin francez, afostcreat deLavoisieralcrui nume rmne nemuri tor* (Wurtz).Lavoisieramanifestatoputerniclibertatedegndire, a fost un foarte bun i ndemnatecexperimentator, folosind pe scara largbalana. n anul 1787 a scris : Tratatelementardechimie, careconineideiceaurevoluionat chimia i care au reprezentat ocluzdebazpentruchimiti.L avo i s i e r aadoptatnoiuneadeelement,fixatdeB oy l e ,i a ntocmit o list de elemente : lumina ,caloricul (reminiscene ale teorieiflogisticului), oxigenul, azotul, hidrogenul,sulful, fosforul, carbonul, 17 metale i unii

28 ISTORIC

oxizi.Averificatexperimental,ageneralizatiafundamentatlegeaconservriimateriei.

TitluldegloriealluiLavoisieraconstatnrsturnarea teoriei flogisticului. El ademonstratprinanalizcantitativcardereaesteocombinarecuoxigenul i c reducereaeste o reacie princare oxidul (varul) pierdeoxigen.Astabilitcompoziiaapeiiaaerului.El a clarificat noiunile de oxid, acid, baz,sare,considerndctoiaciziisntcombinaiibinarentreunelementioxigen(generatordeacizi).Sapreocupatdenomenclaturachimic,crend un limbaj chimic tiinific. Estecreatorul analizei organice. El a introdusmetodaanalitic demsurareavolumelordegazeiagreutilorcorpurilorsolide.

Introducerea balanei i a analizeicantitativencercetareachimicauconduslaelaborarea legilor chimiei. J. B. R i ch t e r(17G21807)iC.F, Wenz e l auemisntroform particular legea proporiilor definite.Atribuit lui R i ch t e r, legea echivaleniloreste o consecin a experienelor deneutralitate dintre acizi i baze efectuate deacesta.

Elaborarea legii proporiilor definite asuscitatdiscuiidelungdurat(18031807)ntre J. P r o n s t i C.L. B e r t h o l l e t .PentruC.L. B e r t h o l l e t , creatoralnoiuniide echilibru chimic, ideea compoziieiconstante a compuilor nu are o baz real,reaciile chimice nefiind totale. Invocnd unbogatmaterialfaptic,Proustademonstratjusteeatezeiconstaneicompoziieicorpurilorenunndlegeaproporiilordefinite.

n acelai timp (18021808), J o hnDa l t o n (17661844) a enunat legeaproporiilor multiple. Pe baza legilorponderale,lacareseadaugnanul1808legeavolumelorconstantealuiJ.L.Gay Lussac (17781859), J o hn Da l t o n , cratorulteorieiatomice,arenviatatomismulantic.El

ISTORIC 29

areluatnoiuneadeatom,cruiaiaatribuitogreutate,astabilitoseriedegreutiatomicelund ca baz greutatea hidrogenului (H=l).DupD a l t o n , uncorpsimpluesteformatdinatomi identici, rezultatul combinrii dintrecorpurilesimplefiindunatomcompus.

Teoria atomic a lui Dalton a fostcompletat d eAmed e o Avo g a d r o (17761850).Acestaaintrodus(1811)noiuneademolecul, consecin a legii volumelorconstante a lui GayLussac. Noiunea demolecul,nefavorabilprimitiabandonat,afostrenviat de S t a n i s l a o Can i z z a r o(1858).Astfel,discontinuitateamaterieiafostdemonstrat.

A l e s s a nd r o Vo l t a n anul 1800 adescoperit pila electric i reaciile chimicecare se produc n pil. Aceste descopeririconstituie nceputul electrochimiei. Folosindelectricitateacamijlocdeinvestigaie,H.Davyadescoperitsodiul,potasiul,bariul,calciul,stroniulimagneziul.Metodadecercetarealui H. Davy a fost preluat de J. L. Gay Lu s s a c i d eP. Th ena r d . Lucrrileloricele ale lui M. Faraday au consolidatelectrochimia.

M i cha e l Fa r ad ay (17911867) a pusbazeleteoreticealeelectrochimiei,stabilindnanul1834legileelectrolizei,introducndnoiunile de echivalent electrochimic, electroliz,electrolit, electrozi, anod, catod, ion, anion,cation. Legile electrolizei au artat c ioniipoartsarcinielectricebinedefinite,faptcareapermismaitrziumsurareasarciniielectriceelementareaelectronului. Numereleproporionale create o dat cu descoperirealegilorluiFaradayialegilorluiGuyLussaciDaltonauprodusmaridisputentrechimiti(luptantreatomitiiechivalentiti).

Unmarechimistdela nceputulsecoluluial XlXlea a fost J. J B e r z e l i u s (17791848), profesor la 'Universitatea din

30 ISTORIC

Stockholm. Sa dedicat stabilirii proporiilorchimice n greutate, determinrii maseloratomice, lundca baz pentrumasa relativoxigenul (0=100). B e r z e l i u s a reluatproblema notaiei chimice, pus de Dalton,reprezentndatomiiprininiialeledenumirilorlatine.SimbolulcreatdeBerzeliusreprezintatomulcugreutateasa. Berzeliusaeliminatelementele imponderabile din tabela luiLavoisier, a introdus noiunile de izomerie(1830),polimerie(1831)ialotropie(1841).Elacreatteoriadualistalegturiichimice.

B e r t h o l l e t a considerat c legturachimic sar datora unei atracii newtoniene.B e r z e l i u s apresupusc se datoreteuneiatraciielectrostaticentreresturilepozitiveinegativealeatomilor.Teoriadualistseaplici astzi la combinaiile ionice. A ncercatabuziv s aplice teoria sa i la compuiiorganici neelectrolizabili, neionici. Acestuiexces,contemporaneitateaiarspunslarndulsucualtexces:abandonareateorieidualisten explicarea legturii chimice chiar i lacompuiilacareaveaaplicabilitate.

Au aprut ns posibiliti noi dedeterminare a maselor atomice i anume :relaia dintre densitate i masa molecular( Gay Lus s a c ) , relaia dintre clduraspecificimasaatomic(legealuiP.L.Du1ong,17851838iA.T.Pe t i t , 17911820),determinarea masei atomice cu ajutorulnoiunii de izomorfie ( E i l h a r dM i t s ch e r l i c h 17941836).Sauelaboratastfel tabele mbuntite de mase atomice.AcesteaaupermiscaipotezaenglezuluiW.Prout(1815),careadmiteac masaatomicatuturor atomilor este un multiplu al maseiatomului de hidrogen, s fie dovedit canetiinific.Teoriadualistafostcriticatnunumaidatoritapariieinoiuniidemolecul,ci i datorit teoriei unitare care aaprut odatcuapariiachimieiorganice.

De z vo l t a r e a ch im i e i o r gan i c e . n

ISTORIC 31

perioada modern sa dezvoltat impetuoschimiaorganic.Utilizareacompuilororganicidateaz din timpuri imemorabile. Preocuprinlegturcucompuiiorganici,auexistatinaintecaaceastramurachimieisdevinobiectdecercetareachimitilor.

A.S.Ma r g g r a f f (17091782)aextraszahrdinsfecliG.F.E ou e l l e (17031770)aextrasnanul1773ureedinurin.

E. M.Chev r eu l (17861889)adescoperitcgrsimilenaturalesntamestecuridestearin,margarin i olein separnd totodat aciziirespectivi. Gay Lu s s a c (1815) a preparatcianogenul i, ocupnduse cu reaciile desubstituie,aintrodusnoiuneaderadical.J.L i e b i g i Gay Lus s a c , ocupnduseindependentunuldeacidulfulminicicellaltde acidul izocianic, au constatat n urmaanalizei cantitative c ambii corespundaceleeai formule chimice. B e r z e l i u s apropus pentru acest fenomen denumirea deizomerie.nsfrit,nanul1828,

F. Woh1er(18001882)asintetizatureea,fapt care a reprezentat un stimulent pentrucercetareanchimiaorganic.

Existase pn atunci concepia c toicompuii organici sntapanajulvieii i c einu pot fi sintetizai n laborator, chimistulputnd doar s analizeze, s studiezecomportarea acestor compui (teoria foreivitale), ntre anii 1815i 1837, sadezvoltat,mpotriva ideilor lui Berzelius, noiunea deradical prin lucrrile lui Duma s , L i e b i g ,Woh l e r, P 6 1 i g o t e t c .

J e an Bapt i s t e An d r 6 Dumas(18001884)aadmisipotezaluiAvogadtoisaocupatdereaciiledesubstituiedinchimiaorganic (acidul acetic, transformat prinsubstituie n acidul triclor acetic etc.),

32 ISTORIC

stabilindlegileempiricealesubstaneiiteoriaunitar. mpreun cu L au r en t iG e rha rd t creatorii teoriei tipurilor (nnatur exist molecule tip : amoniac, acidclorhidric, ap, hidrogen din care prinsubstituieseobincelelaltecorpuricompuse),a denunat teoria dualist. n anul 1839,Dumas apublicat memoriul celebruasupraacidului tricloracetic care a avut o influenhotrtoare pentru lupta ntre B e r z e l i u s L i e b i g (dualiti) i Duma s Lau r en t G e rha rd t (adepiaiteorieiunitare).Acetiadinurmauartatcsepotnlocuitreiatomipozitividehidrogencutreiatominegativideclor n acidul acetic, fr ca proprietileeseniale (unitatea moleculei), ale aciduluiacetic,sseschimbepreamult,deiatomuldeclor este diametral opus prin caracterul su,hidrogenului.Acidultricloraceticobinutprinsubstituieestetotunacidcaiacidulacetic.Deci molecula trebuie privit ca un edificiuunitarinucaunedificiudualist.Substituiadevineunprocescaracteristicchimieiorganice.

B e r z e l i u s , conform teoriei dualiste, ascris sulfatul de potasiu astfel (ca unsistembinar ) : SOa+KgO. L au r en t , lund caargumentreacia desubstituiedintrefierisulfatdecupru,apropusssescrieformulelechimicecauntotunitarireaciilechimicesubforma:

S04Cu+Fe>SO&Fe+CuTeoriaunitaraluiOh.GerhardtiA.L au r en t sa conturat n preajma anului1848.

LucrrileluiE.Frank1and(18251899)ntreanii18451850asupracompuilororganometalici ale l u iW i l l i ams on ,G e rha rd t i L au r en t referitoare laradicalii chimici au deschis calea noiunii devalen.

Din lucrrile de mai sus a reieit c

ISTORIC 33

oxigenulareocapacitatedesaturaiededouorimaimaredecthidrogenul(nsensulcsepoate legade doi radicali), azotul de trei orimai mare, carbonul de patru ori mai mare.Aceast proprietate fundamental a atomilorelementelor respective, numit atomicitate,bazicitate,afostnsfritnumitvalen.

In opoziie cu prerile lui G e rha rd t ,dup care formulele nu reprezint dispoziiaatomilor, se dezvolt tentative de a alctuiedificiimoleculare.

Augu s t K6kule(18291896),profesorla Gand a scris n anul 1861 un tratat dechimie organic n care apare structuranucleuluibenzenic. Pentruaexplicaizomeriaderivailor ortodisubstituii, a emis ipotezaoscilaieidubleilegturi.Formulareanucleuluibenzenicapreocupatipealicercettori:J.D ewa r (18661867),K1auss(1867), A.L ad enbu r g (1869), A. B a y e r (teoriatensiunilor).K6ku16,teoreticianulvalenei,admite valena patru pentru carbon n anul1858, clasific elementele dup valen iformuleazuniicompuinmodulncaresntcunoscui astzi: CHCC14,COCl2, CSaetc.Totel stabileteformulageneral aseriei dehidrocarburi Cn II 2n+2 . F r ank l a ndconsidervalenacaoforvariabil,Iv6 ku1 6 ca una constant, Maye r comparafinitateacuomagnetizare.

Formulele plane, aprute n aceastperioad,saudoveditnsinsuficientepentruexplicareaunor fenomeneca rotaia planuluide polarizare al luminii de ctre unelesubstane (izomeria optic). Izomeria optic,descoperitdeJ.B.Biot(17741862)afostatribuitdectreL . Pa s t e u r (18221895)disimetrieimoleculare.IzomeriaopticcaptoexplicaiemulumitoarenurmaadmiteriidectreA.LeB e l l (1847

1930)iJ.H. van t H o f f (18511911)

34 ISTORIC

independent unul de altul, n anul 1874 aorientrii spaiale a valenelor atomului decarbonsprevrfurileunuitetraedruregulat.Aaprut stereochimia care se ocup cuaranjamentulspaial al atomilor nmolecule,cuunlargcmpdeaplicaienchimiaorganic.

A. Bu t l e r ow (18281886) a descoperitalcooliiteriariiastudiatoseriedesubstaneorganice. ntre anii 18611864 a introdusconceptuldestructur, princarea nelescunuicompusicorespunde

o singur formul raional, proprietile luidepinznddemoduldearanjareaatomilornmolecul ideinfluenalorreciproc.Odatstabilite i introduse noiunile fundamentaledevalen,tetravalenaatomilordecarboniteoria structurii chimice, chimia organicposed baza teoretic pentru sistematizareacercetriinacestdomeniu.Sintezaorganiciaunmareavnt.

Ma r c e l i n B e r t h e l o t (18271907) ademonstrat c se poate face sintez totalpornind de la corpurile simple. Astfel, el asintetizat alcoolul etilic, izocianatul de etil,acidul formic, alcoolul metilic, acetilena,benzenul, acidul oxalic etc. Dezvoltareasintezei organice a dus la apariia idezvoltareaindustrieiorganice.

La sfritul secolului trecut punctul deatracie l constituia chimia organic(hidrogenarea catalitic cu nichel P.S a b a t i e r i J . B . S e nd e r e n s ;compuiiorganomagnezieniV.Grig n a r d ; sintezazaharuriloristudiulsubstanelorproteiceEm i l F i s ch e r ) .

De z vo l t a r e a ch im i e i f i z i c e . A douajumtateasecolului trecuta nsemnati unavntalchimieifizice.Sadezvoltatnprimulrnd termochimia (energetica). Primeledeterminri de clduri de reacie aparin

ISTORIC 35

l u i Lap l a c e i L avo i s i e r care auconstruitprimulcalorimetru.Legeadebazatermochimieicantitatea de cldur ce sedezvoltntroreaciedepindenumaidestareainiial i cea final, indiferent de drumulparcursafostelaboratdeG.Hess(18021856)nanul1840.Sucesorii.sileagcldurade reacie de cauza care face ca diferitelecorpuri s reacioneze ntre ele, adic deafinitatea chimic, afirmnd c aceasta ar fimsura afinitii J. Th oms on (18261909). M. B e r t h e l o t (18271907)aadmiscseproducacelereaciincaresedegajceamai mare cantitate de cldur. A. F.H o r s tmann (18421929)nanul1870iT.W.G i b b s (18391903)ncearcsintroducprincipiiletermodinamiciilareaciilechimice,iarW.Ne r n s t afirmc:Energialiberofuncie termodinamic i nu cldura dereaciearfiomsuraafinitii.

Procesele de echilibru chimic au fostobservate i semnalate pentru prima datd eC . L . B e r t h o l e t (17481822).H.S.C.De v i i l e (18181881) studiind reaciile dedisociere termic a apei a constatat cdisociereaestelimitatdereaciainversiaregsitreaciiledeechilibrualeluiBertholet,multcriticatenmomentulapariieilor.Primainterpretareteoreticareaciilordeechilibruafost dat de J. W. G i b b s care a enunatregula fazelor (1874). Din regula fazelor seobserv c echilibrul depinde de condiii(presiune,temperatur,componeni),putndusedeterminaparametriiindependeniaiuneireacii. II. L e Ch a t e l i e r i J . I I .van tHo f f au studiat aciunea presiunii itemperaturii asupra acestor reacii, stabilindsensuldedeplasarealechilibrului.

Sastudiatdeasemenea,rolultimpuluinreaciile de echilibru (lund natere cineticachimic) (C. W i l h e lmy 18181864) i nsfrit, aciunea concentraiei componenilor(B e r t h e l o t i P < $ o n d e S a i n t e Gi11 e s1862). Aceste observaii au fostconcentrate de ctre M. Gu l d b e r g (18361902) i P. Waa g e (18331900), n legea

36 ISTORIC

echilibrului chimic, cunoscut subnumele delegeaaciuniimaselor(1864).

Cataliza a aprut la nceputul secoluluitrecut. G. R. K i r chh o f f (1808) a observattransformarea amidonului ntro substandulcenprezenaunuiacidcarenuseconsumn reacie (catalizator). P. T h 6 n a r d adescompus apa oxigenat cu metale findivizate care nu se consum. J. W.D o b e r e i n e r a ars hidrogenul cu oxigenuldin aer pe platin etc. Cauza fenomenului afost explicat de Berzelius prin intermediulforeicatalitice.Astzisecunoscmulteteoriipentruacestfenomendemareactualitate.

Studiulsoluiilorapermiss selrgeascsfera cunotinelor n ce privete stareamoleculelornsoluie.F.M. R a ou l t (18301901) i J. II. van t H o f f , ocupnduse desoluii,austabilitmodificareatemperaturiidefierbereasoluiilorfadeceaadizolvantului(ebulioscopie)iapunctuluide nghearealsoluieifadealdizolvantului(crioscopie)ilegilepresiuniiosmotice,reuindsdeterminemasele moleculare ale substanelor dizolvate,carenusufertransformri.Inaplicabilitatealegilor lui Raoult i vant Hoff la compuiianorganici,pentrucareseobineauvalorimaimaridectmaselemolcularereale,auconduspeS van t e A r rh en i u s (1887)laelaborareateoriei disociaiei electrolitice, care explicabateriledemaisus,fumizndbazaexplicriilegilorelectrolizeistabilitedeM.Fa ra day.

na doua jumtate a secolului trecut sadezvoltat spectroscopia, descoperit de I.New t on (1672). Aceasta a fost aplicat nanalizachimicdeG.R. K i r chh o f f (18241887)iR.E.Bun s en (18111899)(analizaspectroscopic). Descoperirea rubidiului i acesiu

lui de ctre R. W. Bun s en i G r. R .K i r chh o f f (18601861) a taliului de ctre

ISTORIC 37

C r o oke s (1861), a galiului dectre L e c o qd e B o i s b aud r an (1875),elementprevzutdeMendeleev,aheliuluidectreJ.J a n s s e nnprotuberanelesoareluietc.safcutpecalespectroscopic.

Secolul al XXlea este secolul descopeririienergiei atomice, secolul dezvoltriiimpetuoase a chimiei fizice. Discontinuitateamateriei,admisdepesteojumtatedesecol,nu putea fi verificat prin analiz chimicdect parial, analiza chimic neperminddect determinarea maselor relative.RealitateamoleculelorafostpusnevidendebotanistulenglezR.B r own (1822).Astziexistpeste20demetodepentrudeterminareanumruluiluiAvogadroideciamaseirealesauabsoluteaatomilor.

Razele X, descoperite de W. C. R on t g en(18451923),nanul1895,aufostfolositedeW. H. B ra g g (18621914) i W. L. B r a g g(1890) la determinarea distanei dintreparticuleianumruluiluiAvogadro(1912).

OcupndusecustudiulspectrelorderazeX,H.G.J.Mose

1ey(18871915)astabilituncriteriumaibunde clasificare a elementelor dup maseleatomice, numrul de ordine, eliminnduseastfel unele dezavantaje ale sistemului luiMendeleev. Cu raze X se studiaz aranjareaparticulelornreelecristaline.

Descoperirearadioactivitii, din ntmplare,dectreH.B e equ e r e l (18521908),nanul1896, a fost o mare cucerire a perioadeimodeme.Doianimaitrziu, P i e r r e Cu r i e(18591906)iM r i e Cu r i e (18671934),distinsdedouoricupremiulNobel,auizolatradiulipoloniuldintrunminereudeuraniu,iarnanulurmtor,A.D e b i e r neadecelatactiniul n pehblend. Lista elementelorradioactivesambogit.Acestfenomenafost

38 ISTORIC

explicat abia n anul 1903, de E. Ru t h e r f o r d (18711937) i F. S o d dy. Saustabilitceletreifamiliiradioactive.F.Soddyaintrodusnoiuneadeizotopizotopieiarmaitrziu,mpreuncuK.Fa j a n s aenunatlegiledeplasrilorradioactive.Toateacesteaaudusla reconsiderarea noiunii de element. Elementul este alctuit din toate speciile deatomi,careauacelainumrdeordine,avndnumeredemasdiferiteiproprietifiziceichimiceaproapeidentice. Studiul izotopiloraluatomareamploareodat cudescoperireaspectrografului de mas, construit de J. J.Th oms on (18571940) n anul 1913 iperfecionatdeF.W. A s t o n (18771945)iA.D emps t e r nanul1935.

Chimianuclear,chimiasecoluluialXXlea,i face apariia n anul 1919, cnd E.Ru t h e r f o r d aprovocat primadezintegrareartificial a unui elementstabil. Dezvoltareachimiei nucleare a dus la construirea iperfecionarea acceleratoarelor de particule.Au fost posibile o serie de descopeririimportante, printre care cea a elementelortransuranice.Radioactivitateaartificialestelegat de numele lui I r & n e Cu r i e iF r 6 d 6 r i c J o l i o t (1934).

ConstruireaprimuluireactornucleardectreEn r i c o Fe rm i (1934),descoperireafisiuniinuclearedectreO.Hahn i F. S t r a s sma n n (1939) i cu aceasta bomba atomic,descoperirea fuziunii nucleare, bombatermonuclear, dirijarea energiei degajate nprocesele nucleare, snt problemecontemporane.

SfritulsecoluluialXlXleaapusproblemaconstrucieiinterneaatomului,problemcareeste rezolvat satisfctor nprimele deceniialesecoluluialXXlea.Existenaelectroniloria ionilor a fost descoperit n urmaexperienelor de descrcri n gaze. Studiiasuprasarciniispecifice,sarciniielementareimaseielectronuluiaufostntreprinsedectre

ISTORIC 39

J.J.Th oms on (1897)iB.A.Mi11ikan(1910). Descoperirea constituiei electrice aatomului,careInexteriorapareneutru,apusproblemaaranjriiacestorparticulecusarcinicontrare. Au aprut primele modele deatomi :J. J. Th oms ona elaborat un modelcarenuexplic celemaisimpleproprieti icomportri, iar E. Ru t h e r f o r d a imaginatmodelul planetar, completat de ctre N i e l sB oh r (18851962)iA.S omme r f e l d (18681951). N i e l s B oh r (1913) baznduse peteoriacuantica l u iMax P l a n ck (1900),peefectul fotoelectric (1905), pe experienele luiJ . Fr a nc ki G. H e r t z , caredovedescexperimentalabsorbiacuantificataenergiei,a emis unele ipoteze principial diferite demecanica clasic, fapt ce a permis apariiamecanicii cuantice. Aplicarea mecaniciicuantice la chimie (E. S ch r o d i n g e r 1926,W.H e i t l e r i F. L ond on 1927,A.S omme r f e l d , L. Pau1 ingetc.) adatnaterechimieicuantice.

Cercetrilemoderneauartatcnumrulparticulelorelementareestemultmaimareicstructuraatomuluiestemultmaicomplex.Au fost descoperite astfel : neutronul (J.Chadw i k 1932)carempreuncuprotonul(E. Eu t h e r f o r t 1920)alctuiescnucleeleatomice,poziIronul(C.And e r s o n 1932),neutrinoul(W. Pau l i , E . Fe rm i 1934),mezonii (H. I u k a w a 1935). Saudescoperitoseriedeantiparticule(protoniantiprotoni, pozitronul, antiparticulaelectronului etc.), care complic studiulmateriei,ridicndproblemaexisteneiuneiantimaterii.

Structura nucleului atomic a impuscercetriteoreticeiexperimentaledificile.Sauelaborat unele modele de nuclee atomice.Uniiadmitostructur analog nveliuluideelectroni,adicostructurnstraturi,iaralii(N i e l s B oh r 1939)comparnucleulcuopicturdelichid.

40 ISTORIC

Oalt problem care a preocupat i carepreocupchimiamodernesteteorialegturiichimice.Abiananul1916,W. K o s s e l iG.N.Lewis(18751946)auelaboratoteoriecuadevrat unitar a legturii chimice, teoriaelectronicavalenei,ncare,celedouteoriimaisusmenionateseintegreaziigsescdomeniul de aplicaie. Teoria electronic avalenei a fost dezvoltat de J. L angmu i r(1919)i L ew i s (1923).Maitrziu(1927),W.H e i t l e r i F. L ond o n au dat primainterpretare matematic pentru legturacovalent.Auaprutisaudezvoltatmetodede calcul pentru unele proprieti alemoleculelor covalente : metoda L.G.A.O.iniiat de J. E. L ena r d J on e s (1929), cuvariantele

F. Hund(19281931),R. S. Mu l l i k e n (1932)iE. Hii c ke 1 (1931). Metoda legturii devalen, iniiat de L. Pau l i n g (1931) idezvoltat de G. Whe 1 an d, este o altvariant a metodelor de mai sus. Teoriahibridizriiareunaportdeosebitndomeniullegturii covalente (L. Pau l i n g 1931, L.S h e rman 1937,D.K imba l l 1940).

ndomeniulcombinaiilorionicei complexesadezvoltatteoriacmpuluiliganzilor(H.A.Bethe1929,J, H .Yan Y l e ck 1932,A. Ha r tmann iH. S ch l f e r1951; Y.Tana b e i S . S u gan o

1954; C. K. J o r g en s en 1954, C.F u r l a n i 1956). Pentru a explica uneleproprietialesubstanelorsaadmislegturade un electron, de doi sau trei electroni,legturamono,disaupolicentric,legturacoordinativ, dativ, legtura electrovalent,mctalic,vanderWaals,dchidrogenetc.

De z vo l t a r e a ch im i e i a n o rgan i c e .Opreocuparedeosebitasecoluluitrecutafostsistematizareaelementelor.Dup lucrrilelui

ISTORIC 41

J.W.Dob e r e i n e r (triadele1829),aleluiB.E. Xewl and s (octavele1864), ale luiL .Meye r (18301895), D. I. Mend e l e e v18341907) a enunat legea periodicitii(1869),elaborndsistemulsuperiodic,ncareelementele snt aranjate n ordinea maseloratomice, innduse seam nacelai timpdeproprietilelorfiziceichimice.

Chimia anorganic, cunoate la sfritulsecoluluitrecutonflorireH en r i Mo i s s a n(18521907)adescoperitfluorul(presupusdeun secol i jumtate), a folosit tehnicatemperaturilor joase i nalte, a obinutcromul, carburile, diamantul artificial, i alicompui. Experienele lui Moissanaudus laintroducerea cuptoarelor n metalurgie. Auaprutmetodenoideanaliz metalografiaianalizatermic,aplicatenstudiulaliajelor.Le Cha t e l i e r a descoperit cuplultermoelectric,folositnmetalurgie.

L o rd R ay l e i g h (18421919), W.R amsay (18521916) i M . T rave r s auadugat o nou grup sistemului periodic,gazele rare (1894). Un alt succes al chimieianorganicelconstituierealizrileobinutencercetareapmnturilorrare(J. Gad o l i n 1794,A.G.Eke b e r g 1797,M.H.K1aproth1804, J . J . B e r z e l i u s 1814,C.G.Mo sand e r 1793,Au e r vo n We l s b a ch 1885, G. Ur ba i n 1907), punnduse lapunct o metod de separare a acestora(Urbain).

Teoria dualist cade ca urmare adescopeririireaciilordesubstituieirenvieca un dualism modern, o dat cu apariiateorieidisociaieielectrolitice.Unaltdualismspecial apare n domeniul combinaiilorcomplexe.

Dup ncercrile lui C. W. B l oms t r a nd(1869)iS.M. J o r g en s en (1889)deascrieformulestructuralebazatepevalen,nanul1893,A.Werner(18661919)arenunatla

42 ISTORIC

formulele acestora i a introdus noiunile devalen secundar, coordinaie, numr decoordinaie.Werneraadmisformegeometricedefinite ale combinaiilor complexe, explicndastfel,izomeriile.

ndomeniulchimieianorganicenperioadacontemporan, sa dezvoltat studiul cicluriloranorganice : fosfornitrilii, metafosfaii,siloxanii etc. Sa strns un materialexperimentalattdebogatnettindesrivalizezecuchimiaheterociclurilororganice.Deodeosebit atenie se bucur, n ultimii ani,chimiastrilorinferioaredevalen(G.Herzog,R.Taube).

La.limita dintre chimia anorganic ichimia organic sa dezvoltat studiulcompuilororganometalici,W.Sch1enk,A.ET.Nesme i a nov, H . G i lman ialiiaudatodeosebitamploaredomeniului.

DezvoltareachimicinRomnia.D.Cantemiraintrodus(16731723)primelenoiuniteoreticeipracticedechimienaranoastr.Cunosctor al operei lui van Helmont, D.Cantemir,aexpusdoctrinachimicifilozoficaacestuia.

nanul1830laIaialuatnatereuncercdelectur,caresatransformatnanul1831nSocietateademediciinaturaliti.Aceastaanceput studiul bogiilor rii. Din aceastsocietateaufcutparte,alturidefondatoriieiGh.AsachiimitropolitulVeniaminCostachei membrii strini : Al. von Humboldt, J. J.BerzeliusiJ.F.Gmelin.

Apariia unui nvmnt superiororganizat a fost legat de nfiinareaAcademiei Mihilene (1835), n programulcreiaintrafizicaichimia.DacnMoldovaauaprut primeleorientri spreorganizareaunui nvmnt superior, n schimb, n

ISTORIC 43

Muntenia au aprut primele laboratoare decercetare chimic nfiinate de Ca r o lDav i l a (18281884) i A l f r e d B e r na t h(18351924).

Experiena acumulat de AcademiaMihilean a dus la nfiinarea celor douuniversitidinIai(1860)iBucureti(1864).Printre primii profesori de chimie ale celordou Universiti se numr tefan Micle(18201879) la Iai i Alexe Marin (18141895)laBucureti.

Unul dintre primii chimiti cu studii despecialitate, care a contribuit prindescoperirilesalelacreareaunuiclimatchimicnaranoastr,afostN i c o l a i e Te c l u (18391916). El a studiat problema arderii, problema amestecurilor explozive, tehnologiahrtieietc.,i aconstruitbeculcare i poartnumele.

Adevraii ntemeietori ai colii romnetidechimieaufostPe t r u PonilaIai,iO.Istrati,laBucureti.

Pe t r u Pon i (18411925) format lacoalafrancez,aajunsprofesordechimielaUniversitateadin Iai nanul 1878. Lui i sedatoreteapariiaprimelormanualedechimieifizicfolositeaproape50deani;

anfiinatprimullaboratordelucrripractice(1883),acercetatsolulisubsolulromnescia fcut studii referitoare la stabilireacompoziiei chimice a petrolului. Poni anfiinat: Buletinul societii de medici inaturaliti din Iai, Societatea de fizic,'SocietateadetiinedinIai,cupublicaiasaAnaleletiinificealeUniversitii dinIai,iapregtitnumeroichimiti.

C on s t a n t i n I s t r a t i (18501919),

44 ISTORIC

profesorlacatedradechimieorganic(18861918)aUniversitiidinBucuretiianceputactivitatea n domeniul medicinei subauspiciile lui Carol Davila, ns ulterior saconsacratchimiei.AstudiatlaPariscuFriedeli ia trecut doctoratul cu teza Desprederivaii clorurai ai etilbenzenului i uneleobservaiicuprivirelapuncteledefierberenseriaaromatic.

I s t r a t i adescoperitoclasdecoloranifranceinele. Bl ia canalizat activitateatiinific spre studierea bogiilor naturalealeRomniei(adescoperitosubstannounplutfriedelina). C. Istrati a iniiat la noianaliza organic i a scris un tratat desprenomenclatura n chimia organic. Operadidactic Curs elementar de chimie i ceatiinific a sa, pe lng crearea nnei coliromnetidechimie,aufcutcunoscutepestehotaresucceselechimieiromneti.

A l f o n s S a l i g ny (18531903) aorganizat laboratorul colii Politehnice dinBucureti. Em i l R i e g l e r (18541929) apropus metode originale pentru analizabiochimiciainventatinstalaiidelaborator.L a z r Ed e l e a nu (18611931) a avut obogat activitate de cercetare n cadrullaboratorului de chimie organic alUniversitii din Bucureti. Se menioneazdin activitatea sa tiinific rafinareapetroluluilampantcudioxiddesulf.

La cele dou universiti sau pregtitnumeroase personaliti care, pe lingactivitatea educativdidaetic, au continuatactivitatea de cercetare chimic iniiat depionieriichimieiromneti.

Printre acetia se numr A na s t a s i eOb r e g i a (18541937) care a ocupat postuldeprofesordechimieorganiclaUniversitateadin Iai. Sa ocupat cu studiul coloranilor,problemedestereoizomerieisintezorganic.

ISTORIC 45

Studiisistematiceefectuateasuprapetroluluiromnesc iau adus numirea ca profesor lacatedradetehnologieaUniversitii dinIai(1912).

Urmaul lui Pe t r u Pon i la catedra dechimie anorganic din iai (1922) a fost N.C o s t ch e s c u (18761939)care,acontinuattradiia colii ieene de studiere a bogiilornaturalealerii,printrecareunlocdefruntelocuppetroluliadezvoltatnaranoastro nou ramur a chimiei chimiacombinaiilorcomplexe.

R adu Ce r n t e s c u (18941958),afostprimul pcofesor de chimie analitic alUniversitiiieene.Activitateasatiinificanceput cu lucrri din domeniul chimieianalitice pe care lea completat cu metodefizicochimicei lucrri dindomeniul chimieicombinaiilorcomplexe.EIaadusocontribuiensemnat n domeniul chimiei biologice (asintetizat substane cu aciunebacteriostatic).

G. G .L on g i n e s c u (18691939) a fostnumitprofesorlaUniversitateadinBucuretinanul1906.Ascris:Cursmetodicdechimiei mineralogie, Curs de analiz calitativ,Analiza cantitativ, Curs de chimieanorganic. Dup teza de doctorat intitulatAsupra acizilor aminici din seria alifaticactivitateadecercetarealuiG.G.Longinescusa ndreptat n domeniul analizeigravimetrice. Este cunoscut formula saasupraasociaieimoleculare.

n cadrul catedrei de chimie organic aUniversitii din Bucureti sa remarcat t e f a n M i nov i c i (18671935),elevalluiIstrati i continuator al su la conducereacatedrei de chimie organic (19181925). nafar de cercetri preioase din domeniulchimiei organice (studii asupra oxazolilor,

46 ISTORIC

imidazolilor,condensareacianhidrineloretc.)ascrisuntratatincaresntdescrisemetodedeanaliz calitativ, cantitativ, toxicologic ibiologic.ElaluptatpentrucreareaSocietiideChimiedinRomnia(1010).

E. Ang e l e s c u (18961967) profesor dechimieorganiclaUniversitateadinBucureti(1935) a introdus metodele fizicochimice nactivitateadecercetare,nchimiaorganic.Pelngcercetridechimieorganicaplicat,E.Angelescu a adus valoroase contribuii ndomeniulchimieicoloidale.

Concomitent cu aceast prodigioasactivitate chimic desfurat n cele doucentreuniversitare,IaiiBucureti,coaladechimienceldealtreileacentruuniversitardelaCluj,afostreprezentatdeGli.Spacu,Ad r i a nOs t r o g ov i c i i d e onTn s e s c u .

LanfiinareaUniversitiidinCluj(1919),lui Gh e o r g l i o Spacu(18831955)isaoferit catedra de chimie anorganic ianalitic, unde a funcionat timpde 21. ani,dup care, n anul 1940 a trecut laUniversitateadinBucureti.

nzestratcudeosebitecalitididacticeidecercetare, a dezvoltat coala chimieicombinaiilor complexe, fcndo cunoscut iapreciat peste hotare. Metode analitice noi,reacii noi, folosirea metodelor fizico chimicedecercetareaufcutcanumeleluiG.Spacusfiedesntlnitnliteraturachimic.

nceputurilechimieifizicelanoinarsntlegatedenumeleluiPe t r e B o gd an (18731944). n anul 1915 sa nfiinat catedra dechimiefizicdelaUniversitateadinIai,undea fost numit profesor. Astudiat problemedeelectrochimie, constituia molecular alichidelor, tensiunea superficial a lor,

ISTORIC 47

probleme de termodinamic, constituia solideloretc.Apublicatprimulcursromnescdechimie fizic (teoria cinetic, termodinamica,clectrochimia, radioactivitatea). Apublicat deasemeneauncursdefizicexperimental,untratat de analiz]volumetric, manuale deliceu,careauduslanchegareacoliidechimiefizicdinRomnia.3C.1422Nuputemncheianaintedeaspunectevacuvinte despre cei care, educai la colilechimice din Iai, Bucureti, Cluj, vor aplicachimia in diferite domenii: agricultur,tehnologieetc.

Ha r a l amb Va s i l i u (1880 1954)organizeaz nvmntul agricol la Iai. Afcut studii interesante privind structurasubstanelor proteice, a materiilor grase i ahidrailor de carbon. O activitate similar adepus la Bucureti, A l e x and r u Z aha r a(18661938) care a nfiinat Institutul deChimieAgricoliAlimentar.Elantreprinscercetri privind cerealele romneti, studiiasupra industriei alimentare etc. Em i lB i e g l e r (18541929) a pus bazelenvmntuliii de chimie medical laUniversitateadinIai.Dn i l (18781925)aorganizatnvmntuldechimietehnologiclaUniversitateaBucureti.Elsapreocupatncercetrile sale de studiul crbunilor ipetroluluiromnesc.

C.D.Nen i e s c u (19021970),profesorlaInstitutulPolitehnicdinBucureti(1935),aadus o preioas contribuie tiinific ndomeniul chimiei hidrocarburilor, almecanismelordereacie,alreaciilorcatalitice,al sintezei ciclurilor mici (ciclobutanul), alreaciilor de polimerizare (polietilen) etc.Prestigioasa activitate de cercetare a fostnsoitdeoactivitatepedagogicdeunnaltnivel.

Tradiiilechimicedinaranoastrsnt

48 ISTORIC

continuateastzide:Acad.I.G.Mu r gu l e s c u , acad.B.Bipan,acad.C.D r gu l e s c n , acad.C.S im i o n e s c u , acad.E.Ma c ov s k i , prof.P.S p a cu , membracorespondentalAcademieiB.S.B.,pentruacitanumaictevanumedecareestelegatactivitateadecercetareteoreticiaplicat.2

OBIECTULIPOZIIACHIMIEINRAPORTCUALTETIINE

La nceput, tiinele fceau parte dinfilozofie. Ctre sfritul secolului al XlXlea,necesitilematerialecrescndeidezvoltareatehniciiauimpusospecializareidesprinderea tiinelor de filozofie, fr ca aceasta snsemne c problemele care fac obiectultiinelornuaucontingencufilozofia.

tiineleseclasificntiinealenaturiiimatematice, tiine tehnice, tiine sociale itiinefilozofice.

Din tiinele naturii i matematice facparte : matematica, cibernetica, mecanica,fizica, chimia, geologia, biologia, botanica,zoologia, microbio logia, fiziologia uman,antropologia.

ISTORIC 49

Acesteastudiazsubstaneleifenomeneledin natur, legile lor de existen i dedezvoltare.

Chimia are ca obiect studiul substanelordefinitei alfenomenelor ncaresubstaneledefiniteseschimb unele nalteleprecumiproprietile care determin acestetransformri.

Fenomenele care se studiaz nchimie seproducnnveliuldeelectronialatomilor.

Fizica (physis =natur)studiazstrileitransformrile materiei i proprietile caredeterminacestestriitransformri.

Studiul nucleului este considerat cdepetedomeniulpropriuzisalchimiei,deisecunoscdenumiricafizicanuclear, chimianuclear.

Metodele de studiu al nucleului snt maimultfizicedectchimice.Energiileimplicatenproceselechimiceinuclearesntdiferite.Deciestenecesars seia nconsiderare,pelngobiectultiineirespectiveimetodelesalesaualte puncte de vedere. Limitele dintre acestedoutiinenusntrigide.

Totalitateastrilorpecare le poate luaosubstan sauunsistemfizicochimic ntruninterval de timp, poart numele de fenomen(phai nomenon= ceea ce apare). Fenomeneledin natur reprezint micarea itransformareamateriei.

Fenomenele se mpart dup natura lor nfenomene chimice i fenomene fizice.Transformrile pe care le sufer substanelepotfiprofunde,

50 ISTORIC

permanente, transformri calitative, end osubstan se transform n alt substan(fenomen chimic) i transformri n caresubstanelenusetransformnaltesubstaneadic transformri cantitative (fenomenefizice).Ruginireafieruluicuformarearuginii,ardereacrbuneluicuformareadioxiduluidecarbon,aciuneaunuiacidasupraunuimetalcu dezvoltare de hidrogen i formarea sriirespective snt fenomene n care are loc oschimbare profund, calitativ a compoziieisubstanei. Substanele se transform nacestefenomenenaltesubstane.Pedealtparte, fenomene cum snt fierberea apei itransformareaei nvapori, cristalizareauneisubstane dintro soluie, dizolvarea srii nap, distilareaunuiamestecdealcooli appentru a separa cele dou substane,fenomenele electrice, magnetice, snttransformri care nu afecteaz compoziiasubstanei.

Senumesc fenomenechimice aceleprocesedinnatur,naturalesauprovocate,ncareareloc o schimbare profund, calitativ acompoziieisubstanelor.

Senumescfenomenefiziceaceleprocesedinnatur,naturalesauprovocate,ncarenuarelocdectotransformarecantitativ,ncarenuseschimbcompoziiasubstanei.

Odelimitarerigidntrechimieifizicnueste posibil, ntruct fenomenele din natursntcomplexe.Eleconstauadesea,concomitentdin transformri calitative i cantitative.Astfel, de exemplu, disocierea termic ahidrogenuluiesteconsideratunfenomenfizic,dei n acest proces are loc o schimbareprofundacompoziieisubstanei.

n sens strict, o substan cu compoziieconstantesteformatdinacelaifeldeatomisau molecule, luate n raporturi de greutateconstant.

ISTORIC 51

n sens mai cuprinztor, chimia poate fidefin't ca tiina despre substane. nacestsenschimiastudiazrspndireasubstanelorn natur, extragerea, separarea sauprepararealor, compoziiasubstanelor,adicnaturaparticulelorcarelecompun,proporian care aceste particule intr n compoziiasubstanei. n chimie se studiaz, deasemenea,structurasubstanelor,adicmoduln care snt organizate particulele,proprietilefizicealesubstanelor,adicacelecaracteristici msurate i exprimate prinvalorinumericesauconstantefiziceprincaresubstanelesedeosebescntreele,proprietilechimice sau reaciile substanelor, adictransformareaunoranaltele,ntrebuinrilesubstanelor n diverse domenii etc.Aprofundareaunoradintreacestelaturiaduslaapariiaunorcapitolespecialealechimiei.

Rspndirea substanelor pe pmnt estestudiat de geochimie; structura substanelorestestudiat dechimiastructural; cumodulncaresedesfoarreaciilechimicentimpse ocup cinetica chimic; cu transformareamateriilor prime n produse finite se ocuptehnologia chimic. Tratatele elementare dechimie conin o expunere a noiunilor fundamentaledintoateacestedomenii

52 OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE

.Granieledintretiinelenaturiinusntrigide.Astfel,pentruastudiafenomenelechimiceseutilizeaznmaremsurmetodelefizicii.Sanscutastfelodisciplinlalimitacelordoutiine,chimiafizic.Biochimiaarecaobiectdestudiuaspectelechimicealematerieivii:astfelsaustabilitcorelaiintreprocesulbiologicistructurachimic,princercetareaproceselorchimiceifizicochimicealeorganismelorvii.Biofizicaarecaobiectaplicareafiziciinbiologie.

Cunoatereasubstaneloriaproceselorncareelesntimplicatesebazeaz peipoteze,observaii i experimente. Scopul cunoateriinchimieestestabilireaanumitorlegi.

Ipotezaesteointerpretareaunuifenomen,neconfirmat experimental. Ipoteza duce laexecutareaunorexperieneprincareeapoatefi confirmat sau infirmat. Verificareaexperimental mbogete ipoteza, nsensulcprecizeazanumitelaturialeacesteia.

Experimentul sau experiena, n senslimitat, reprezint provocarea anumitorfenomeneicercetarealor,nscopulverificriiexperimentaleacunotiinelornoastresaualmbogiriilor,precumialutilizriiacestoran folosul societii. Pe baza experienei, nurma unui .proces de abstractizare igeneralizare,cercettorulstabiletelegi.

Legea esteoexpresiaalegturiinecesare,eseniale,existententrefenomene,alegturiiinterne dintre cauz i efect care determin

OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE 53

dezvoltareafenomenelor.

Multvremeclasificareaelementelorafosto ipotez. Mend e l e e v bazat pe un bogatmaterial faptic, printrun proces deabstractizareatransformataceastipoteznlegea periodicitii. Coninutul legilor seexprim frecventprinformulematematice ncare intervin anumite valori numerice aleunor mrimi. Valorile mrimilor se msoarcu anumite mijloace tehnice. Msurtoareapoateaveauncaracterstatistic,poatedepindedemijloaceletehnice,deexperimentator.

Cercetarea tiinific, nu se reduce lastabilirea,pebazaobservaieiiexperienei,alegilor.Aparenecesitateacoordonriilegiloriconsiderarea lor dintrun punct de vederesuperior. n cazul acesta, cercettorul sebazeaz pe argumente logice, pe deduciimatematicecareimplicungradmaimaredeabstractizareicareconduclaoteorie(limbagreac theo rein?k privi, a contempla).Teoriacoordoneaz unnumrmarede fenomene, le privete dintrun punct de vedereunitar,general.

Teoria explic unele fapte observate ipermiteprevedereaaltora.Spredeosebiredelegi,teoriileevolueazpemsurcemijloacelede cunoatere se perfecioneaz. Teoriile noisnt mai cuprinztoare dect cele vechi.Acestea devin cazuri particulare sau sntinfirmate.AstfelP.S . L a p l a c econsideraclegtura chimic este de naturgravitaional, dar sa dovedit ulterior cforele gravitaionale nu au nici un rol nformarea legturii chimice. ClasificrileelementeloranterioareluiD.I. Mend e l e e vsntcazuriparticularealelegiiperiodicitii.Teoria electrostatic saudualist a legturiichimice (J. J. B e r z e l i u s W. K o s s e l )esteoformmaipuinperfecionatateorieicmpului linganzilor (H. B e t h e , VanV l e ck , H . Ha r tmann , L . E . O r g e l ) .Evoluia teoriilor este legat de progresultiinei,deacumulareacunotinelornoi,care

54 OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE

permitunpunctdevederesuperior.

Clasificarea chimiei. Chimia se ocup custudiul celor peste o sut de elemente i alcombinaiilor pe care acestea le formeaz.Diversele discipline care sau format dinchimieiau nconsiderarediferiteaspectealeobiectului chimiei, dndule o importandeosebit. Aprofundarea laturii descriptiveeste proprie chimiei descriptive, care are unprofundcaracterexperimental, preparativ, ntimpceaprofundareaaspectuluiteoreticesteproprie chimiei teoretice, numit l chimiefizic, fr ca ntre aceste aspecte s existepracticodelimitareprecis.

Chimia fizic generalizeaz observaiileprivitoarelafenomenelencaresntimplicatesubstanele, stabilind legi i teorii. Aceastdisciplinfaceapellametodeledeinvestigaiealefiziciiifolosetepescar larg aparatulmatematic. Unele laturi ale chimiei fiziceformeazdisciplineindependente.

n ultimii treizeci de ani sa dezvoltatchimiacuantic.Aceastaarecaobiectcalcululstrilorenergeticealeatomilorimoleculelor.Pebazaacestorasepotprevedeaspectrelelor,structura lor, se poate calcula numrul deelectroniimpari, caredetermin proprietilemagnetice. Calculul repartiiei densitiielectronice permite s se trag concluziiasuprapolaritilormoleculelor.nfunciedetoate aceste date, se poate prevedeareactivitatea chimic, se pot calcula foreleintraiintermoleculare(legturachimic).

Structura materiei studiaz principiileteoreticealemoduluideorganizareinternaunui corp. Eastudiaz organizareanucleeloratomice, a atomilor n molecule, a atomUorsau moleculelor n cristale, cum i metodelepracticededeterminareaacesteistructuri.Uncapitolalacesteiaestecristalochimia.

OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE 55

Tennochimia se ocup de schimburile decldurcareaulocncursulreaciilorchimice.Eastabiletelegileacestuiprocesimetodeleexperimentale de determinare a acestuischimb.

Electrochimia studiazproceselecareaparla trecerea curentului electric prin soluiiapoase, neapoase, topituri proceseleelectrochimice, transformarea reciproc aenergieichimicenenergieelectric.

Descoperirea radioactivitii naturale auraniului(H.Becque r e i

1896),areaciilornucleare(E.Eutherfor d 1919), a radioactivitii artificiale( I r e n e Cu r i e i F r e d d r i c J o l i o t 1934),cumiauneitehniciadecvatedefizicnuclearadatnatereradiochimiei.

Fotochimia studiaz comportareasubstanelorchimicesubinfluenadiferitelorradiaii,reaciilefotochimice.

Cineticachimicstudiazmodulncareareloc desfurarea reaciilor chimice n timp,proceseleintimecareauloccuaceastocazie.Existialtedomeniialechimieifizice.

Chimiasemaidividenchimiaanorganici chimia organic. Chimia anorganic iorganic studiaz substaneledinpunctuldevederealstriilornaturale,almetodelordepreparare n laborator sau n industrie, alstructurii lor, al proprietilor fizice ichimice, al aciunii lor fiziologice, alntrebuinriilorntiinitehnic.

Chimia anorganic studiaz combinaiiletuturor elementelor, cu excepia celor alecarbonului. Chimia organic studiazcombinaiile carbonului. Astzi se cunosc

56 OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE

aproximativ2000000desubstaneorganicen raport cu circa 500 000 anorganice.mprirea n chimie organic i chimieanorganic se sprijin pe consideraiimetodologiceididactioc.nchimiaorganicexist metodespecialedesintez, metodedeanaliz mai puin energice dect n chimiaanorganic. Opartedinacestecombinaii segsescnorganismeleplantelorianimalelor,pe cnd muli dintre compuii anorganici segsescnnaturafr via. Chimiaorganicpropriu zis se refer la combinaiilecarbonuluicuhidrogenul.Pentruacestmotiv,restul combinaiilor carbonului (oxizii,oxiacizii, halogenurilc, sulfurile etc.)., sestudiaz n cadrul chimiei anorganice.Compuii organici ai carbonului snt maistabili n raport cu ali compui analogi aialtor elemente, ceea ce justific un capitolseparat. Trebuie s se remarce c dislinciadintre chimia anorganic i chimia organicnuesterigid.nchimiaorganicsestudiazioseriedecombinaii,ncarepelingcarbonihidrogen,maiaparialteelemente:oxigen,azot, halogeni, sulf. Exist compui organometalicicareseprepar prinmetodeletipiceale cliimiei organice i care prezintproprietileanalogesubstanelororganice.ialte elemente, n afar de carbon, prezintproprieti analoge acestuia. Paralel cuheterociclurile organice se dezvolt chimiaheterociclurilor anorganice, care nu conincarbon.

Laoetapdeosebitdedezvoltareaajunschimia analitic. Aceasta studiaz istabilete metodele de analiz prin care sepoate recunoate calitatea i cantitateaelementelor dintro combinaie, bazeleteoreticealeacestormetode.Pelngaspectulcalitativ, cantitativ, elementar i funcional,chimia analitic prezint capitole legate detipul metodei {gravimetrie, volumetrie,colorimetrie, poteniometrie etc.) i de tipulcombinaiilor la care se refer (analizaorganic, mineralogic, anorganic, biologicetc.).

Combinaiile care se ntrebuineaz pescarlargsntstudiatedechimiatehnologic

OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE 57

(tehno=art).Metalurgia,ceramica,fabricareasticlei, extragerea i fabricarea coloranilor,vops'toria etc. snt cunoscute din timpuriimemoriabileiperfecionatecugreu,fiedincauza tehnicii empirice, fie a secretelormetodelor. Prelucrarea srurilor minerale, aoxizilornaturali,apetrolului,acrbunilor,pebazaunormetodetiinificemoderneaudusla apariia chimiei tehnologice. Chimiatehnologic studiaz procesele de fabricareindustrialadiferitelorprodusechimice.Printehnologie,chimiaseleagdepracticiprinaceastadedezvoltareasocietii.

Chimia coloidal studiaz proprietilesistemelor coloidale, ale soluiilor, alegeleurilorialepseudocoloizilor.Coloidulesteun sistem polifazic, cu un anumit grad dedispersie.Sistemelecoloidaleau ngeneralostructur complex. Foarte multe substaneanorganice i organice au proprietatea de aforma sisteme coloidale. Sistemele coloidaleprezint importan deosebit n multedomeniialetehnicii.

Geochimia studiaz chimia pmntului.Mai riguros, geochimia studiaz elementelechimice din scoara terestr, istoria,rspndireaimicarealornspaiuintimp,adic reaciile ntre elementele scoareipmntului, cum si raporturile genetice aleelementelor pe planeta noastr. O deosebitatenie .se d legilor de repartiie aelementelor chimice n diferite geosfere ilegilor migraiei acestor elemente n scoaraterestr.

Chimia biologic sau biochimia studiazstructura chimic i transformrilesubstanelor care fac parte din compoziiaorganismelorsaucareptrundnacesteadinmediul exterior. Biochimiamodern studiazprocesele chimice prin caro din substanelealimentare se formeaz substanele dincompoziiaorganismelorvii,studiazproduiifinaliaimetabolismului,cumisubstanelecu

58 OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE

aciuni specifice, ca : enzime, vitamine,hormoni etc. Metodele ei se apropie demetodele chimiei organice. n momentul defa se dezvolt capitole speciale alebiochimie!: enzimologia, biochimia comparatetc.

Chimia agricol sau agrochimia studiaznatura fenomenelor care se petrec n solularabilinplante,nscopuldirijriilorspreridicareaproducieiiacalitiirecoltelor.Easeocupcustudiulngrmintelorchimice,alsubstanelor stimulatoare, al substanelorantiduntoareetc.

Chimia alimentar studiaz compoziiaalimentelor i a buturilor, stabiletecompoziialornormal,alterrile,falsificrileimetodeledecercetarenacestdomeniu.

Chimia farmaceutic(p/mrmacott=medicament) studiaz substanelemedicamentoase,sintezalor,prelucrarea,controlul, structura lor, ii corelaie cuaciunea fiziologic. Ea folosete metodeleobinuite din chimia organic i anorganic.Medicamentelesauntrebuinatdincelemaivechi timpuri. H i p p o e r a t (460377 .e.n.)mediciscriitorgrec,C1audiuGa11en(201131.e.n.),medicroman,sauocupatcupreparareademedicamente.

Chimia macromolecular studiazsubstaneleconstituitedinstructurideatomidiferiisauidentici,careserepetnmoleculde un numr mare de ori. Unitatea care serepet (monomerul) are mas molecularmic, pecndpolimerularemas molecularde ordinul miilor sau zecilor de mii. Ele secaracterizeazprinproprietispecifice:gradde poliraeri zare, mas molecular,cristalinitate, elesticitate, flexibilitate,rezisten mecanic etc. Unele dinte acesteaexist nnatura organic (celuloz, glicogen,cauciuc,acizinucleici,proteine,fermenietc.),altele snt de natur mineral (sticla,

OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE 59

feldespatul, grafitul etc.), alii snt polimerisintetici (polimeri vinilici, poliamide, siliconietc.) Macromoleculele se obin prin sintezdin diferii monomeri n prezen decatalizatori specifici prin procese depolimerizare(polimerivinilici,cauciucs'nteticetc.), policon densare (bachelita, rinileepoxi, poliamidele, polistirenul etc.) ipoliadiie (polimetanii). Compuiimacromoleculari ca : fibre, cauciucuri,materialeplastice,prezintomareimportaneconomic.

Chimiaalcaloizilorstudiazsubstanelecuostructur molecular complex, cucaracterbazic, care conin azot heterociclic. Acestesubstane snt rspndite n plante sauanimaleipotfipreparateiprinsintez.

Chimia combinaiilor organometalice, seocupcustudiulcombinaiilorncareunrestorganic este legat de un metal prinintermediulunuiatomdecarbon,sau,nsensmailarg,i prinalunuiatomdeoxigensauazot.

Oaltramurdemareinteresestechimiahetcrociclurilor organice sau anorganice.Heterociclurile organice conin n ciclu celpuin un atom de carbon. Heterociclurileanorganicenuconinatoniidecarbonnciclu.

Chimia coloranilor studiaz substaneleorganice, n special colorate, capabile svopseasc fire i fibre textile,hrtie, cauciuc,materialeplastice,argile,lacuri,uleiurietc.

nacestsenssarmaiputeaindicaialtedomeniicaredatoritmariidezvoltri,sauconstituitnultimavreme,caramurialechimiei,cadeexemplu:chimiasilicailor,a

60 OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE

materialelorplastice,chimiacombinaiilorcomplexeetc.3

NOIUNIGENERALESTRILEDEAGREGAREALEMATERIEI

Substanelechimiceseprezintndiferitestri de agregare. Strile de agregare seclasific dup rezistena la deformaremecanicitermic.

Din punct de vedere macroscopic existsubstane cu rezisten, mare la deformare(solide)ifrrezistenladeformare(fluide).Redeosebescdoufeluridestrideagregarefluid:starelichidcaresecaracterizeazprinrezisten la compresiune i stare gazoas,caracterizat prin tendin mare deexpansiune. Starea unui solid, practicncdefonnabilsenumetestarerigid.

Din punct de vedere microscopic, sedeosebescstrile:cristalin,lichid,gazoas,amorf, sticloas. n stare cristalin,particulelesubstaneisntorganizateregulatn nodurile unei reele cristaline de formgeometric bine definit. In stare lichid,particulele nu au poziii determinate (poateexistaoordonareoarecarelocalnuglobal).n staregazoas, particulelesemiccompletdezordonat. Starea amorf, din punct devedere microscopic, este lipsit de structurregulat ca i cea lichid, iar din punct devederemacroscopicestesolid.

OBIECTULIPOZIIACHIMIEIINRAPORTCUALTETIINE 61

Striledeagregaresedatorescforelordeatraciedintreparticuleleconstituente.Acestefore de atracie poart numele generic decoeziune.Deci,faptulcaparporiunilimitatede materie se datorete coeziunii dintreparticule.

Starea materiei este definit de valorilemrimilorcarecaracterizeazproprietileei.

Starea in care se prezint o anumitsubstan, depinde de natura acesteia, depresiune i de temperatur. Pe msuracreteriitemperaturiiiscderiipresiunii,setrecedelastareasolidprinstarealichidlace gazoas. Apa i cteva alte substane secomportnaltmod.Puncteledetreceredelao stare la alta depind de natura forelor deinteraciunedintreparticulelecomponentealesubstanei.

Gazelerare,datoritstabilitiinveliuluilor electronic, se lichefiaz la temperaturifoarte joase. Astfel, heliul se lichefiaz la 269'Cisc

solidific la 272,1C (la presiunea de 25atm.). n acest caz este vorba de fore deinteraciune foarte slabe ntre atomi.Diamantulsetopetelaaproximativ3700Ciare un punct de fierbere de circa 4 830C.Aceste constante ridicate, indic existenaunei puternice interaciuni ntre atomii decarbon.

Starea solid. O substan este n staresolidatuncicndareformproprieivolumdeterminat. St