Keemia ajalugu

​Keemia ajalugu

Jelizaveta Morozova 2025

​Keemia arengu olulisemad etapid

Keemia teadmiste ja -oskuste areng ühiskonnas ja tsivilisatsiooni arenedes aastatuhandete vältel (tule kasutamine, materjalide valmistamine, metallide tootmine)

Keemia teadmiste ja - oskuste arendamine, toetudes vanade egiptlaste keemiateadmistele ja Vana-Kreeka filosoofide maailmamõistmisele.


Üks olulisi eesmärke - leida võimalusi tavametallide muutmiseks väärismetallideks, eelkõige kullaks.

Võeti kasutusele nimetus keemia.

Keemia kujunemine iseseisvaks valdkonnaks

​2. saj eKr - 3. saj pKr

Alkeemia kui terviklik kultuurinähtus, tihedalt seotud kristliku maailmavaatega. Praktilised eesmärgid olid pigem vahendiks põhieesmärgi saavutamiseks - jõuda jumaliku tõe tunnetamiseni.

Maagilised protseduurid, salapärased retseptid, Suur Toiming:

• usk filosoofilise kivi maagilisse jõusse

• “müstiliste olluste” - pikaaealisuse eliksiiri, universaalse lahusti jms. otsingud

• mitteväärismetallidest kulla saamine

Araabia alkeemia periood

​7. saj - 11. saj

Lääne-Euroopa alkeemia periood

​12. saj - 16. saj

Keemiateadmiste ja -oskuste rakendamine mitmesugustel praktilistel eesmärkidel. Iatrokeemia ("arsti-keemia") levik, keemiliselt saadud ravimite kasutamine meditsiinis.

Perioodil tekkisid eeltingimused keemia kui teaduse tekkeks.
Seotud üldise teadusliku mõtteviisi arenguga: nt Galileo Galilei (1564-1642) - “esimene päristeadlane”.

Alkeemia taandumine, praktilise keemia areng

​16. saj - 17. saj

Esimene suurem üldistus keemias - põlemisreaktsioonide flogistoni-teooria.

A.Lavoisier näitas hiljem selle ekslikkust ja esitas vastupidise käsitluse ehk hapniku-teooriat.

Gaaside avastamine keemias ja gaasi-seaduste avastamine füüsikas. Ainekoguste kvantitatiivse määramise - kaalumise või ruumala mõõtmise - järjest laialdasem rakendamine, keemiatööstuse kujunemine.

Keemia jõudmine esimeste üldistusteni

​17. saj - 18. saj

Keemia kujunemine teaduseks tuginedes eriti A. Lavoisier' saavutustele.

Esimeste kvantitatiivsete seaduspärasuste avastamine keemias: Koostise püsivuse seadus, Avogadro seadus, kordesete suhete seadus jne.

Atomistlik-molekulaarse käsitluse rajamine J.Daltoni poolt.

Keemia kujunemine teaduseks

​18. saj lõpp - 19. saj algus

Erinevate keemiaharude kujunemine ja areng

Keemia jagunemine kitsamateks harudeks näiteks: orgaaniline ja anorgaaniline keemia jt.

Keemilise analüüsi meetodite täiustamine, keemilise sünteesi meetodite väljaarendamine, keemiatööstuse tähtsuse oluline tõus.

Keemiliste elementide perioodilisusseaduse avastamine. Keemiliste protsesside üldisi seaduspärasusi käsitleva keemiaharu - füüsikalise keemi - kujunemine.

19. saj

Tänapäeva keemia kujunemine

Keemia oluline edasiareng tänu aatomiehitusega seotud avastustele füüsikas, keemilise sideme olemuse mõistmine. Erinevaid teadusi ühendavate uute teadusharude areng - biokeemia, meditsiinikeemia, geenitehnoloogia, materjaliteadus jne.

Nüüdisaegsete kõrgtehnoloogiliste uurimismeetodite kasutuselevõtt keemias, uudsete omadustega materjalide (nt polümeeride, pooljuhtide jt) väljatöötamine ja tootmine, arvutikeemia.

20. saj, 21. saj algus

Keemia kui teadus

Keemia uurimisobjektiks on ainete struktuur ja omadused ning ainetega toimuvad keemilised protsessid.

Füüsika tegeleb näiteks mateeriavormide üldiste omaduste ja seaduspärastustega.

Teadus tähendab mõisteid ja seaduspärasusi.

Keemia on teadus, mis uurib aineid, nendega toimuvad muutuseid ja nähtuseid.

Eristatakse kahte suuremat keemia haru: anorgaaniline keemia ja orgaaniline keemia.

Ained muunduvad (toimub keemiline reaktsioon) teiseks aineteks, millel on teistsugune molekulaarn koostis.

​​Keemiline nähtus

Muutub keha või aine kuju, aine olek, liikumine või energia, kuid aine koostis jääb muutumatuks.

​​Füüsikaline nähtus

Multiple Select

Keemiline nähtus on:

• jää sulamine

• küünla põlemine

• soola lahustumine vees

• auto liikumine

• toidu seedimine

Multiple Select

Füüsikaline nähtus on:

• leiva küpsetamine

• uksekella helin

• metallide korrosioon

• klaasi purunemine

• vee aurustumine

​Uurimismeetodid:

Füüsikalised uurimismeetodid	Keemilised uurimismeetodid
Põhinevad ainete füüsikaliste omaduste (massi, ruumala, valguse peegeldumine jne) uurimisel ja kvantitatiivsel mõõtmisel.	Põhinevad keemiliste protsesside käigus toimunud muutuste (pH, värvuse jne) uurimisel.
Näiteks: massispektromeetria, kaalumine.	Näited: reaktsioonikiiruse mõõtmine, tiitrimine.

Seisneb uute, enamasti keerukamate ainete saamises ühe või mitme keemilise reaktsiooni abil.

Suures mahus: ammoniaagi saamine

Väikses koguses: ravimid

​

​Keemiline süntees

Ainete või ainesegude koostise uurimine.


Toiduainete koostise määramine, meditsiinilised uuringud, keskkonnaseisundi hindamine.

Jaguneb kaheks

Keemiline analüüs

Kvantitatiivse analüüsi korral iseloomustatakse objekte arvuliselt, andmeid analüüsitakse matemaatiliselt ja järeldused on enamasti seotud arvuliste suurustega.

Kvantitatiivne

Kvalitatiivse analüüsi korral andmed, nende töötlemine ja järeldused ei ole seotud arvuliste näitajatega.

Kvalitatiivne

​Keemiline analüüs

Aatomiehituse mudelid

Miks on oluline?

Elemendi aatomiehituse põhjal saame teha järeldusi nii vastava elemendi kui ka tema poolt moodustatud ainete omaduste kohta.

Mudelite vastavust tegelikkusele saab hinnata selle järgi, kui hästi langevad nende põhjal tehtud arvutused kokku eksperementaalsete andmetega.

J. Dalton 1803.a
piljardipallimudel

Joseph John Thomson 1827.a
Thomsoni rosinasaiamudel

Ernest Rutherford 1909.a
õhupallimudel

​Niels Bohr ja Ernest Rutherford 1909.a õhupallimudel

​E.Schrödinger ja W. Heisenberg 1923.a
tänapäevane kvantmehaaniline mudel

Mis on aatom

Millest koosneb aatom?

Aatomit iseloomustavad seosed

​Aatomiorbital

Seda ruumiosa aatomis, kus elektron peamiselt liigub, s.t kus elektroni leidumise tõenäosus on suur, nimetatakse orbitaaliks. Elektroni liikumisel tekkiva elektronipilve kuju on seega määratud vastava orbitaali kujuga. Osa orbitaale on kerakujulised, teised on keerukama kujuga.

Erinevate orbitaalide nimed ja kujud

Orbitaalid paiknevad kindlatel energiatasemetel. Aatomi energiatasemete arvu näitab perioodi number. Ühele orbitaalile saab paigutada maksimaalselt kaks elektroni, mis peavad olema vastasspinnidega.

Kui orbitaal on täitunud kahe elektroniga, siis moodustab see elektronpaari. Orbitaale ja nende täitumist märgitakse ruutskeemi abil, kus kastike tähistab orbitaali ja nool üles ning nool alla tähistab vastassuunalise spinniga elektrone.

1. ​elektronkihis saab olla kuni 2 elektroni, mis asetsevad 1s-orbitaalil;

2. elektronkihis saab olla kuni 8 elektroni, 2 elektroni 2s- ja 6 elektroni 2p-orbitaalidel;

3. elektronkihis saab olla kuni 18 elektroni, 2 elektroni 3s-orbitaalil, 6 elektroni 3p- ja 10 elektroni 3d-orbitaalidel.

Elektronide paiknemist aatomi elektronkihtidel saab lihtsustatult väljendada elektronskeemi, täpsemalt aga elektronvalemi abil. ​​Elektronskeem näitab kõigepealt summaarset elektronide arvu ja seejärel elektronide jaotust elektronkihtides.

Elektronvalemis näitavad suured numbrid elektronkihi numbrit, tähed tähistavad alamkihtide liike ning numbrid astendajates näitavad elektronide arvu alamkihtidel.

Orbitaalide täitumise järjekord