تويت
أميديو أفوجادرو - ستانيلا وكانيزارو - مشاكل الذرة .. الكيميائي المحترف
أميديو أفوجادرو
ولد من سلالة محامين كهنوتيين (الاسم أفوجادرو نفسه ربما يكون قد جاء من الكلمة الإيطالية أدفوكاتو)، وقد حصل أولا على درجة في القانون لكنه أصبح بعد ذلك مأخوذاً بالإثارة التي أحدثتها بطارية فولتا، فبدأ في إجراء بحوث هو وأخوه. كان ذلك في بداية القرن التاسع عشر حيث كان كثير من الناس يجرون بحوثا على بطارية فولتا وينشرون أبحاثهم في أفضل المجلات. لذلك لم يتلق بحث أفوجادرو - الذي ينص على أن الحجوم المتساوية من كل الغازات تحتوي على عدد متساو من الجزيئات (تحت الظروف نفسها من الضغط ودرجة الحرارة) - لم يتلق هذا القانون هو الآخر العناية اللازمة.
ويمكن فهم مضمون قانون أفوجادرو بشكل أفضل إذا استخدمنا مصطلحات المول، على الرغم من أن كلمة مول لم تستخدم إلا مع بداية القرن العشرين. والمول الجزيء الجرامي من الجزيء بالإنجليزية (موليكيول) هو وحدة قياس الجسيمات التي لها حجم قريب من حجم الذرة، تماما مثل الدستة، وتتكون من 12 ، والجروس ، ويتكون من 144 ، والمول هو تقريبا ستمائة بليون تريليون. وهو رقم يمكن عده من الأشياء، ولكن لصغر الجزيئات كان على المول أن يكون رقما هائلا ليعكس عينة مناسبة من المادة. فالدستة من ذرات النحاس أصغر من أن ترى، أما المول من النحاس فيمكن وضعه في مكعب يقل ضلعه قليلا عن البوصة . وحجم المول من الغاز في درجة حرارة الغرفة وتحت الضغط الجوي العادي هو 22 لترا تقريبا أو خمسة جالونات.
وتبعا لقانون أفوجادرو فإن مولا من جزيئات النيتروجين (التي تتكون من ذرتين من النيتروجين) يتحد مع مول من جزيئات الأكسجين (المكونة من ذرتين من الأكسجين) لتعطي مولا من جزيئات أكسيد النيتريك (المكونة من ذرة نيتروجين واحدة وذرة أكسجين واحدة) .
كان المفهوم هو الجزء المفقود من اللغز. ففي حفلة أفوجادرو جاءت السيدات أزواجا وجاء الرجال أزواجاً كذلك. وعندما صدحت الموسيقى تبادل الجميع رفاقهم. ولأن عدد الأزواج لم يتغير، فإن الحجم الذي يشغلونه ظل كما هو . لكن تعارضت فرضية أفوجادرو مع نظرية الميل الكهربية التي اقترحها بيرزيليوس المحترم . ففي نظرية بيرزيليوس الأضداد فقط هي التي تتجادب - وليست ذرات العنصر نفسه . كذلك تعارضت فرضية أفوجادرو مع صيغ دالتون المثالية البسيطة. وباختصار لم ترحب بها الأوساط العلمية. وبذلك أصبح هناك دالتون بذراته وجاي لوساك بحجومه المتفاعلة وأفوجادرو بجزيئاته، ولم يتمكنوا من الالتقاء معا في نقطة. لم يكن العصر وقتها عصر تناغم وتعاون.
كان العصر عصر القومية والحقوق الشخصية، وقد كانت هذه القوى في مستوى قوة أي دين كائنا ما كان أصبحت الجرائم والفظائع التي ارتكبت باسم الدين ترتكب من أجل الحرية ودفاعا عن الراية . طالب الناس بتحديد نصيبهم وأن يكونوا مواطنين في أمتهم. وفي العام 1848 كانت هناك ثورات في فرنسا وفيينا والبندقية وبرلين وميلانو وبارما وولاية التشيك وروما ، وتمكنت أمم البلقان من التخلص من الإمبراطورية العثمانية وتحرير الأرمن المسيحيين من الاضطهاد الفظيع، أصدر ماركس وإنجلز المانفيستو الشيوعي. وقامت إليزابيث كادي ستانتون في الولايات المتحدة تطالب بحق المرأة في الانتخاب وتنازلت المكسيك عن لوس أنجلوس للولايات المتحدة.
لكن بعد أن هدأت الاضطرابات السياسية جاءت فترة من الاستقرار والنجاحات والنمو الاقتصادي . كانت هناك السكك الحديدية والبواخر والتلغراف، في العام 1860 نظيم مؤتمر دولي في محاولة لتوحيد وترتيب التعارضات في المفاهيم الكيميائية حول الذرة والجزيء والقلوية والميل.
كان المؤتمر في الأغلب غير موفق، فلم يستطع أن يقدم إلا القليل من الحلول. غير أنه كان هناك استثناء واضح : مساهمة الثائر ستانيسلاو كانيزارو.
ستانيلا وكانيزارو
شب كانيزارو - الابن الأصغر من عشرة أطفال - في أسرة من نبلاء صقلية كانت تدعم النظام الملكي لأسرة بوربون في نابولي. غير أنه عندما حدثت انتفاضة ضد الملكية فإن كانيزارو انضم إلى جانب الثوار. وعندما استدارت الثورة ضد الانتفاضات، هرب إلى فرنسا . واستمر في فرنسا يمارس العمل في الكيمياء ويقوم بالتدريس في الإسكندرية وجنوا وباليرمو وفي روما أخيرا . كان كانيزارو راغبا في توصيل التطور المنطقي والواضحفي الموضوعات التي يدرسها إلى تلاميذه. وقد وجد أنه لو تقبلنا قانون أفوجادرو فإن كل الأفكار حول الذرات والجزيئات وحجوم الغازات المتفاعلة تصبح في مكانها الصحيح. وقد شارك في المؤتمر الدولي في كارلسرو بألمانيا العام 1860 ، حيث دافع عن مفاهيم ابن بلده أفوجادرو . لاقت دفاعاته آذانا صماء في الغالب، لكن في آخر يوم للمؤتمر قام أحد المشاركين الإيطاليين بتوزيع نسخة من مطوية كان كانيزارو قد كتبها موضحا منهجه المعتمد على قانون أفوجادرو . كان العرض الواضح التدريجي والمنطقي قادرا على شق طريقه إلى عقول البعض الذين كانوا على استعداد لتقبل التغيير. قرأ هذه المطوية لوثر ماير - أحد أبطالنا في المستقبل - وهو في طريق عودته إلى بيته، ووصف ما حدث له بأنه كالقشور أخذت تتساقط من فوق عينيه . أما المشارك الآخر الذي اقتنع بهذه الآراء فكان مندليف الذي توصل للجدول الدوري للعناصر. كان عالم الكيمياء يتجه إلى التغيير.
فيس أوائل القرن التاسع عشر قام الكيميائيون بالبناء على الأساسات التي وضعها لافوازييه .م اكتشفوا نظريات جديدة قوانين جديدة وعناصر جديدة ذات اليمين وذات الشمال. ولما وقع ذلك أصبح لديهم الأدوات - العناصر والذرات والجزيئات - فانطلقوا في كل اتجاه. ومن هذا المنطق نما مجال الكيمياء بسرعة، واتسع بشكل كبير مما أدى إلى أن يضيق الكيميائيون من تركيزهم لينصب على مجالات محددة متخصصة لدراساتهم حتى تظل مثمرة. أصبحت هذه المجالات معروفة كتخصصات فرعية، هي الكيمياء العضوية، والكيمياء غير العضوية والكيمياء الفيزيائية والكيمياء الحيوية والكيمياء التحليلية. وسنقوم بمتابعة كل رافد يتشعب منها . لكننا مع ذلك، سنبدأ بعد كل الإضافات العجيبة إلى قائمة لافوازييه، بواحدة كان مطلوباً حذفها : الكالوري (السعر أو الوحدة الحرارية).
أميديو أفوجادرو
ولد من سلالة محامين كهنوتيين (الاسم أفوجادرو نفسه ربما يكون قد جاء من الكلمة الإيطالية أدفوكاتو)، وقد حصل أولا على درجة في القانون لكنه أصبح بعد ذلك مأخوذاً بالإثارة التي أحدثتها بطارية فولتا، فبدأ في إجراء بحوث هو وأخوه. كان ذلك في بداية القرن التاسع عشر حيث كان كثير من الناس يجرون بحوثا على بطارية فولتا وينشرون أبحاثهم في أفضل المجلات. لذلك لم يتلق بحث أفوجادرو - الذي ينص على أن الحجوم المتساوية من كل الغازات تحتوي على عدد متساو من الجزيئات (تحت الظروف نفسها من الضغط ودرجة الحرارة) - لم يتلق هذا القانون هو الآخر العناية اللازمة.
ويمكن فهم مضمون قانون أفوجادرو بشكل أفضل إذا استخدمنا مصطلحات المول، على الرغم من أن كلمة مول لم تستخدم إلا مع بداية القرن العشرين. والمول الجزيء الجرامي من الجزيء بالإنجليزية (موليكيول) هو وحدة قياس الجسيمات التي لها حجم قريب من حجم الذرة، تماما مثل الدستة، وتتكون من 12 ، والجروس ، ويتكون من 144 ، والمول هو تقريبا ستمائة بليون تريليون. وهو رقم يمكن عده من الأشياء، ولكن لصغر الجزيئات كان على المول أن يكون رقما هائلا ليعكس عينة مناسبة من المادة. فالدستة من ذرات النحاس أصغر من أن ترى، أما المول من النحاس فيمكن وضعه في مكعب يقل ضلعه قليلا عن البوصة . وحجم المول من الغاز في درجة حرارة الغرفة وتحت الضغط الجوي العادي هو 22 لترا تقريبا أو خمسة جالونات.
وتبعا لقانون أفوجادرو فإن مولا من جزيئات النيتروجين (التي تتكون من ذرتين من النيتروجين) يتحد مع مول من جزيئات الأكسجين (المكونة من ذرتين من الأكسجين) لتعطي مولا من جزيئات أكسيد النيتريك (المكونة من ذرة نيتروجين واحدة وذرة أكسجين واحدة) .
كان المفهوم هو الجزء المفقود من اللغز. ففي حفلة أفوجادرو جاءت السيدات أزواجا وجاء الرجال أزواجاً كذلك. وعندما صدحت الموسيقى تبادل الجميع رفاقهم. ولأن عدد الأزواج لم يتغير، فإن الحجم الذي يشغلونه ظل كما هو . لكن تعارضت فرضية أفوجادرو مع نظرية الميل الكهربية التي اقترحها بيرزيليوس المحترم . ففي نظرية بيرزيليوس الأضداد فقط هي التي تتجادب - وليست ذرات العنصر نفسه . كذلك تعارضت فرضية أفوجادرو مع صيغ دالتون المثالية البسيطة. وباختصار لم ترحب بها الأوساط العلمية. وبذلك أصبح هناك دالتون بذراته وجاي لوساك بحجومه المتفاعلة وأفوجادرو بجزيئاته، ولم يتمكنوا من الالتقاء معا في نقطة. لم يكن العصر وقتها عصر تناغم وتعاون.
كان العصر عصر القومية والحقوق الشخصية، وقد كانت هذه القوى في مستوى قوة أي دين كائنا ما كان أصبحت الجرائم والفظائع التي ارتكبت باسم الدين ترتكب من أجل الحرية ودفاعا عن الراية . طالب الناس بتحديد نصيبهم وأن يكونوا مواطنين في أمتهم. وفي العام 1848 كانت هناك ثورات في فرنسا وفيينا والبندقية وبرلين وميلانو وبارما وولاية التشيك وروما ، وتمكنت أمم البلقان من التخلص من الإمبراطورية العثمانية وتحرير الأرمن المسيحيين من الاضطهاد الفظيع، أصدر ماركس وإنجلز المانفيستو الشيوعي. وقامت إليزابيث كادي ستانتون في الولايات المتحدة تطالب بحق المرأة في الانتخاب وتنازلت المكسيك عن لوس أنجلوس للولايات المتحدة.
لكن بعد أن هدأت الاضطرابات السياسية جاءت فترة من الاستقرار والنجاحات والنمو الاقتصادي . كانت هناك السكك الحديدية والبواخر والتلغراف، في العام 1860 نظيم مؤتمر دولي في محاولة لتوحيد وترتيب التعارضات في المفاهيم الكيميائية حول الذرة والجزيء والقلوية والميل.
كان المؤتمر في الأغلب غير موفق، فلم يستطع أن يقدم إلا القليل من الحلول. غير أنه كان هناك استثناء واضح : مساهمة الثائر ستانيسلاو كانيزارو.
ستانيلا وكانيزارو
شب كانيزارو - الابن الأصغر من عشرة أطفال - في أسرة من نبلاء صقلية كانت تدعم النظام الملكي لأسرة بوربون في نابولي. غير أنه عندما حدثت انتفاضة ضد الملكية فإن كانيزارو انضم إلى جانب الثوار. وعندما استدارت الثورة ضد الانتفاضات، هرب إلى فرنسا . واستمر في فرنسا يمارس العمل في الكيمياء ويقوم بالتدريس في الإسكندرية وجنوا وباليرمو وفي روما أخيرا . كان كانيزارو راغبا في توصيل التطور المنطقي والواضحفي الموضوعات التي يدرسها إلى تلاميذه. وقد وجد أنه لو تقبلنا قانون أفوجادرو فإن كل الأفكار حول الذرات والجزيئات وحجوم الغازات المتفاعلة تصبح في مكانها الصحيح. وقد شارك في المؤتمر الدولي في كارلسرو بألمانيا العام 1860 ، حيث دافع عن مفاهيم ابن بلده أفوجادرو . لاقت دفاعاته آذانا صماء في الغالب، لكن في آخر يوم للمؤتمر قام أحد المشاركين الإيطاليين بتوزيع نسخة من مطوية كان كانيزارو قد كتبها موضحا منهجه المعتمد على قانون أفوجادرو . كان العرض الواضح التدريجي والمنطقي قادرا على شق طريقه إلى عقول البعض الذين كانوا على استعداد لتقبل التغيير. قرأ هذه المطوية لوثر ماير - أحد أبطالنا في المستقبل - وهو في طريق عودته إلى بيته، ووصف ما حدث له بأنه كالقشور أخذت تتساقط من فوق عينيه . أما المشارك الآخر الذي اقتنع بهذه الآراء فكان مندليف الذي توصل للجدول الدوري للعناصر. كان عالم الكيمياء يتجه إلى التغيير.
فيس أوائل القرن التاسع عشر قام الكيميائيون بالبناء على الأساسات التي وضعها لافوازييه .م اكتشفوا نظريات جديدة قوانين جديدة وعناصر جديدة ذات اليمين وذات الشمال. ولما وقع ذلك أصبح لديهم الأدوات - العناصر والذرات والجزيئات - فانطلقوا في كل اتجاه. ومن هذا المنطق نما مجال الكيمياء بسرعة، واتسع بشكل كبير مما أدى إلى أن يضيق الكيميائيون من تركيزهم لينصب على مجالات محددة متخصصة لدراساتهم حتى تظل مثمرة. أصبحت هذه المجالات معروفة كتخصصات فرعية، هي الكيمياء العضوية، والكيمياء غير العضوية والكيمياء الفيزيائية والكيمياء الحيوية والكيمياء التحليلية. وسنقوم بمتابعة كل رافد يتشعب منها . لكننا مع ذلك، سنبدأ بعد كل الإضافات العجيبة إلى قائمة لافوازييه، بواحدة كان مطلوباً حذفها : الكالوري (السعر أو الوحدة الحرارية).
تعليق