مراجعة كتاب “إبداعات النار” التاريخ المثير للكيمياء من السيمياء إلى العصر الذري
يتناول كتاب “إبداعات النار” تاريخ علم الخيمياء أو كما يطلق عليه (السيمياء) بالتفصيل منذ بداية ظهوره وصولًا إلى ظهور علم الكيمياء كعلم حقيقي معترف به، بالإضافة إلى تاريخ العالم والحضارات المختلفة من منظور علم السيمياء، وقد استطاع الكتاب مناقشة أهم الأسئلة التي تتعلق بذلك العلم الغريب باستفاضة.
ما هو علم السيمياء؟
علم السيمياء هو أحد العلوم القديمة التي انتشرت في القرون الوسطى، وقد انقسم علم السيمياء إلى شقين أساسيين، أولهما الإيمان بوجود حجر الفلاسفة الذي له قدرة هائلة على شفاء المرضى وإطالة العمر وتحقيق حلم الشباب الدائم والخلود.
أما الشق الثاني فكان يهتم بمحاولة تحويل معدن الرصاص إلى ذهب، وقد بنيت هذه النظرية على افتراض أن الرصاص والذهب مصنوعين من العناصر الأربعة الأساسية (الماء- الهواء- التراب- النار) نفسها ولكن بنسب مختلفة، لذلك فإن تغيير هذه النسب في معدن الرصاص كفيل بتحويله إلى ذهب.
وقد كان علم السيمياء من العلوم الرائجة آنذاك بين الكثير من العلماء المشهورين مثل عالم الفيزياء الشهير “ إسحاق نيوتن “، والذي تلقى دروسًا به على يد العالم “روبرت بويل” بطل الثورة العلمية في القرن السابع عشر.
كما اشتهرت شائعة أن جميع الأواني والملاعق التي كان يستخدمها الطبيب أبو بكر الرازي مصنوعة من الذهب، وذلك لأنه اكتشف الطريقة السرية الكامنة في علم السيمياء لتحويل المعادن الرخيصة إلى ذهب، والتي كانت تضم بعض المواد الأخرى مثل الزئبق والكبريت والملح والذي كان يُعتقد أنه عبارة عن خليط من الذهب والفضة.
وقد أشاد الكيميائي الشهير “لورنس برينسايب” بالخيميائيين، وذكر أنهم كانوا علماء تجريبيين إلى حد مذهل، حيث أنهم ابتكروا الكثير من التقنيات الهامة مثل التقطير والصهر والورنشة والصباغة وغيرها، وأضاف أن أي كيميائي يتمنى أن يكون لديه مساعد على دراية كبيرة بعلم الخيمياء، وكان رأي “لورنس برينسايب” الدافع الأساسي لي لقراءة ومراجعة كتاب “إبداعات النار”.
مراجعة كتاب إبداعات النار
كتاب إبداعات النار عبارة عن دليل شامل لتاريخ الكيمياء المثير من السيمياء إلى العصر الذري. هو عبارة عن قصة، بل ربما رواية إن اكتفينا بمعيار الحجم، من عشرين فصلًا.
تغطي السَبعةُ فصولِ الأولى زمنًا يمتد من مئة ألف عام قبل اختراع الكتابة إلى القرن الثامن عشر. لأنه لا بد وفق الكاتبَين اللذين ألفا الكتاب (كاتي كوب وهارولد جولد وايت) أن نعرف خلفية الثورة الكيميائية. والتي نشأت قبل الخيمياء، حيث كان الطهو بوصفه هو أول تفاعل كيميائي أجراه البشر.
أما الفصول من الثامن إلى الرابع عشر تمتد من أواخر القرن الثامن عشر حتى الحرب العالمية الأولى. وهنا الثورة الحقيقية، خاصة حين لا تعني الثورة انفجارًا معرفيًا فحسب. بل نظرة جديدة إلى الوجود: إنجازات لافوازييه، أفكار دالتون، قوانين الترموديناميك، ظهور فروع جديدة من الكيمياء (العضوية، التحليلية، الحيوية)، جدول مندلييف الدوري، تطور النظرية الذرية… إلخ. باختصار فإنها تصف نهاية الخيمياء، وبداية الكيمياء بصفتها علمًا حقيقيًا.
الفصول من الخامس عشر إلى العشرين تنتهي بنا في عام 1950. فترة قصيرة قياسًا بما سبق، لكن فيها حدث ما يراه كثيرون أكثر الاكتشافات إذهالاً وهو ظهور نظرية الكم (الكوانتم).
إذن، ما هو علم الكيمياء؟
علم الكيمياء هو العلم الذي يهتم بدراسة خصائص العناصر المختلفة وبنية المركبات. وكذلك التركيب الجزيئي للمواد والتفاعلات التي تحدث فيما بينها.
ما الذي تحتاجه لقراءة كتاب إبداعات النار؟
قد يلزمك لقراءة كتاب “إبداعات النار” بالإضافة إلى الرغبة والشغف للقراءة. أن تكون على معرفة ببعض المصطلحات الأساسية في علم الكيمياء مثل:
1- العدد الذري (Atomic Number)
يعبر العدد الذري عن عدد البروتونات التي توجد في النواة. وهو العدد الذي يعبر عن هوية العنصر، كما أنه يمثل كذلك عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة (التي لم تخسر أو تكسب أية إلكترونات).
2- العدد الكتلي (Mass Number)
العدد الكتلي هو مجموع عدد البروتونات والنيترونات التي توجد في النواة.
3- الكتلة الذرية (Atomic Mass)
الكتلة الذرية هي متوسط كتلة ذرة ما وذلك مع مراعاة نظائرها التي توجد في الطبيعة.
4- النظائر (isotopes)
النظائر هي ذرات لها نفس عدد البروتونات أي أن لها نفس العدد الذري. ولكنها تختلف في عدد النيوترونات أي أنها تختلف في العدد الكتلي. إذن فإن النظائر هي أشكال مختلفة من العنصر نفسه.
مثال:
تحتوي كل ذرات الكربون على ستة بروتونات أي أن عدده الذري يساوي 6. وفي الطبيعة يوجد عدة أنواع من الكربون مثل:
- الكربون الذي يحتوي على 6 نيوترونات (الكربون 12).
- الكربون الذي يحتوي على 8 نيوترونات (الكربون 14) نظير مشع للكربون.
وليس بالضرورة أن تكون كل النظائر مشعة فبعضها مستقر والبعض الآخر يتحلل ببطء شديد، فمثلًا عنصر البزموت يمتلك نظير واحد مستقر، أما الرصاص فيمتلك أربعة نظائر مستقرة.
هل يمكن فعلًا تحويل الرصاص أو أي عنصر آخر إلى ذهب؟
في عام 1981 استطاع بعض العلماء في مختبر لورنس بيركلي الوطني (LBNL) في كاليفورنيا استخلاص كمية ضئيلة من الذهب من عنصر البزموت، وذلك عن طريق تسريع عددًا من ذرات الكربون والنيون إلى سرعة كبيرة تقترب من سرعة الضوء، من ثم توجيهها نحو رقائق من معدن البزموث الذي يقع بجوار عنصر الرصاص في الجدول الدوري.
استمرت تلك العملية حوالي 24 ساعة متواصلة، وعندما انتهت التجربة وجد العلماء أن بعض ذرات البزموت قد فقدت أربعة من بروتوناتها وتحولت إلى ذرات الذهب، حيث أن العدد الذري لعنصر البزموت هو 83 أما العدد الذري للذهب هو 79.ولكن كانت نتائج التجربة مخيبة للآمال بالرغم من نجاحها وذلك نظرًا لصعوبة عزل ذرات الذهب، بالإضافة إلى ضآلة الكمية الناتجة مقارنة بكمية معدن البزموث المستخدمة في التجربة. ولكن هل يمكن أن نعتبر أن ما وصل إليه هؤلاء العلماء قد يساعد في تحقيق الحلم القديم؟
