Sejarah kimia: Perbedaan antara revisi

Hipotesis Avogadro tidak diakui selama setengah abad setelah pertama kali dipublikasikan. Banyak alasan pengabaian ini telah dikutip, termasuk beberapa masalah teoretis, seperti "dualisme" versi Jöns Jakob Berzelius, yang menegaskan bahwa senyawa disatukan oleh daya tarik muatan listrik positif dan negatif, sehingga tidak terbayangkan bahwa bisa ada sebuah molekul yang terdiri dari dua atom dengan muatan listrik yang sama—seperti oksigen. Kendala tambahan untuk mengakuinya adalah kenyataan bahwa banyak kimiawan enggan mengadopsi metode fisika (seperti penentuan densitas uap) untuk memecahkan masalah mereka. Pada pertengahan abad, beberapa tokoh terkemuka mulai memandang eskalasi kekacauan persaingan sistem berat atom dan rumus molekul sebagai tak dapat ditoleransi lagi. Selain itu, bukti kimia murni mulai terkuak yang mengarah pada kemungkinan bahwa pendekatan Avogadro adalah benar. Selama tahun 1850an, kimiawan yang lebih muda, seperti [[Alexander William Williamson|Alexander Williamson]] di Inggris, [[Charles Frédéric Gerhardt|Charles Gerhardt]] dan [[Charles-Adolphe Wurtz]] di Perancis, serta [[August Kekulé]] di Jerman, mulai menganjurkan reformasi kimia teoritisteoretis agar konsisten dengan teori Avogadro

Isi makalah ini mungkin merupakan kontribusinya yang paling menonjol, pengenalan konsep energi bebas, yang sekarang secara universal disebut [[energi bebas Gibbs]] untuk menghormatinya. Energi bebas Gibbs menghubungkan kecenderungan sistem fisika atau kimia untuk secara bersamaan menurunkan energinya dan meningkatkan ketakteraturannya, atau [[entropi]], dalam proses alami spontan. Pendekatan Gibbs memungkinkan para peneliti untuk menghitung perubahan energi bebas dalam prosesnya, seperti dalam reaksi kimia, dan seberapa cepat hal itu akan terjadi. Karena hampir semua proses kimia dan banyak proses fisika melibatkan perubahan semacam itu, karyanya telah secara signifikan mempengaruhi aspek teoritisteoretis dan pengalaman dari sains ini. Pada tahun 1877, [[Ludwig Boltzmann]] menetapkan derivasi statistika dari banyak konsep penting fisika dan kimia, termasuk [[entropi]], dan distribusi kecepatan molekul dalam fase gas.<ref>{{cite web | last = Weisstein | first = Eric W. | title = Boltzmann, Ludwig (1844–1906) | work = Eric Weisstein's World of Scientific Biography | publisher = Wolfram Research Products | year = 1996 | url = http://scienceworld.wolfram.com/biography/Boltzmann.html | accessdate = 2007-03-24}}</ref> Bersama Boltzmann dan [[James Clerk Maxwell]], Gibbs menciptakan sebuah cabang baru dari teori fisika yang disebut [[mekanika statistika]] (istilah yang dia ciptakan), yang menjelaskan hukum termodinamika sebagai konsekuensi dari sifat statistik ensambel besar partikel. Gibbs juga meneliti penerapan persamaan Maxwell terhadap masalah optik fisik. Derivasi Gibbs dari hukum fenomenologis termodinamika dari sifat statistik sistem dengan banyak partikel disajikan dalam buku teks utamanya yang sangat berpengaruh ''[[Elementary Principles in Statistical Mechanics]]'', yang diterbitkan pada tahun 1902, setahun sebelum kematiannya. Dalam karyanya itu, Gibbs meninjau kembali hubungan antara hukum termodinamika dan teori statistika gerakan molekul. Melampaui fungsi asli dengan jumlah parsial [[deret Fourier]] pada titik diskontinuitas dikenal sebagai [[fenomena Gibbs]].

Pada tahun 1926 di usia yang ke-39, fisikawan teoritisteoretis Austria [[Erwin Schrödinger]] menghasilkan makalah yang memberi dasar mekanika gelombang kuantum. Dalam makalah tersebut, dia menggambarkan persamaan diferensial parsialnya yang merupakan persamaan dasar mekanika kuantum yang memiliki hubungan dengan mekanika atom seperti hubungan antara [[Hukum gerak Newton|persamaan gerak Newton]] dengan astronomi planet. Dengan mengadopsi sebuah proposal yang dibuat oleh Louis de Broglie pada tahun 1924 yang menyatakan bahwa partikel materi memiliki sifat dualisme dan dalam beberapa situasi bertindak seperti gelombang, Schrödinger memperkenalkan sebuah teori yang menggambarkan perilaku sistem tersebut melalui persamaan gelombang yang sekarang dikenal sebagai [[persamaan Schrödinger]]. Pemecahan persamaan Schrödinger, tidak seperti pemecahan persamaan Newton, adalah fungsi gelombang yang hanya dapat dikaitkan dengan kemungkinan kejadian fisika. Urutan kejadian orbit planet yang mudah divisualisasikan, dalam mekanika kuantum, digantikan oleh gagasan [[probabilitas]] yang lebih abstrak. (Aspek teori kuantum ini membuat Schrödinger dan beberapa fisikawan lainnya sangat tidak bahagia, dan dia mengabdikan sebagian besar sisa hidupnya untuk merumuskan keberatan filosofis terhadap interpretasi teorinya yang telah diterima secara umum, dan bahwa dia telah melakukan banyak hal untuk menciptakan teori tersebut.)

Oleh karena itu, metode mekanika kuantum yang dikembangkan pada tahun 1930an dan 1940an sering disebut sebagai [[fisika molekular]] atau [[fisika atom]] teoritisteoretis untuk menggarisbawahi fakta bahwa teori tersebut lebih merupakan aplikasi mekanika kuantum pada kimia dan [[spektroskopi]] daripada jawaban atas pertanyaan yang relevan secara kimia. Pada tahun 1951, artikel yang merupakan tonggak dalam kimia kuantum adalah makalah seminal [[Clemens C. J. Roothaan]] tentang [[persamaan Roothaan]].<ref>[[Clemens C. J. Roothaan|C.C.J. Roothaan]], ''A Study of Two-Center Integrals Useful in Calculations on Molecular Structure'', J. Chem. Phys., 19, 1445 (1951).</ref> Ini membuka jalan menuju pemecahan [[Hartree-Fock|persamaan medan swakonsisten]] untuk molekul kecil seperti [[hidrogen]] atau [[nitrogen]]. Komputasi tersebut dilakukan dengan bantuan tabel integral yang dihitung menggunakan komputer tercanggih di masanya.