تاريخ نظرية الجزيئات
في الكيمياء، يشير مصطلح تاريخ نظرية الجزيئات إلى تتبع أصول مفهوم أو فكرة وجود روابط كيميائية بين ذرتين أو أكثر. ترجع أصول المفهوم الحديث للجزيئات إلى فلاسفة ما قبل العلوم والفلاسفة اليونانيين أمثال ليوكيبوس الذي زعم بأن كل الكون يتكون من ذرات وفراغات. حوالي سنة 450 ق.م، افترض إيمبيدوكليس تصوّرًا للعناصر التقليدية (النار ()، الأرض ()، الهواء ()، الماء ())، و«قوى» تجاذب وتنافر تسمح للعناصر بالتفاعل. قبل ذلك، إدعى هرقليطس أن النار أو التغيير الذي نشأ من خلال الجمع بين الخصائص المتضادة كان أساسيًا لوجودنا. نحى أفلاطون في محاورة طيماوس منحى فيثاغورس عندما اعتبر المكونات الرياضية كالأعداد والنقاط والخطوط والمثلثات لَبِنَات أو عناصر البناء الأساسية لهذا العالم سريع الزوال، واعتبر العناصر الأربعة النار والهواء والماء والأرض حالات للمادة يتحقق من خلالها المبادئ أو العناصر الرياضية الحقيقية. كما اعتُبر عنصر خامس وهو الأثير الذي لا يفسد، جوهريًا ولبنة أساسية في الأجرام السماوية. تقبّل أرسطو نظرتي ليوكيبوس وإيمبيدوكليس إلى جانب فكرة الأثير، ثم نقلت عنهُ إلى أوروبا في القرون الوسطى وعصر النهضة. أما التأسيس للمفهوم الحديث للجزيئات، فقد بدأ يتطور في القرن التاسع عشر بالشواهد التجاربية التي لوحظت أثناء اكتشاف العناصر الكيميائية في صورتها النقية، وكيف أن الذرات الحرة للعناصر الكيميائية المختلفة مثل الهيدروجين والأكسجين يمكنها أن تتحد لتُشكّل جزيئات مستقرة كيميائيًا كجزيئات الماء.

القرن السابع عشر 

كانت أقدم التصورات لشكل وطريقة الترابط بين الذرات تلك التي افترضها ليوكيبوس وديمقريطوس وإبيقور الذين اعتقدوا برؤية ديمقريطوس
بأن هيئة المادة المصمتة ترجع إلى شكل الذرات التي تحتويها. لذا، فذرات الحديد صلبة وقوية بينها خطاطيف تجعلها متماسكة في صورة صلبة؛ وذرات الماء ناعمة ومنزلقة؛ وذرات الملح، نظرًا لطعمها، حادة وموجهة؛ وذرات الهواء خفيفة ومُلتفّة، وتحيط بكل المواد الأخرى. وبالقياس اعتمادًا على التجربة عن طرق الحواس، قدّم ديمقريطوس صورة للذرة، يمكن تمييز بين الذرات من خلال أشكالها وأحجامها وترتيب أجزائها. وعلاوة على ذلك، قدم تفسيرًا لكيفية ترابط المواد حيث قال بأن الذرات المنفردة مزوّدة ببعض الإضافات كالخطاطيف والعيون، وذرات أخرى بكرات ومقابس (كما بالرسم).

مع صعود المدرسية الفلسفية وزوال الإمبراطورية الرومانية، تم التخلي عن نظرية الذرات لعصور عديدة حيث فُضّلت نظريات العناصر الأربعة المختلفة، ثم النظريات الخيميائية. شهد القرن السابع عشر الميلادي انتعاشة لفكرة نظرية الذرات بدءًا من أعمال بيير جاسندي وإسحاق نيوتن. من بين علماء تلك الفترة، درس جاسندي بعمق التاريخ القديم، وكتب أعمال رئيسية حول فلسفة إبيقور الطبيعية فكانت دعاية كافية لتلك الفلسفة. وقال بأن حساب حجم وشكل ذرات التي تتحرك في الفراغ يُمكن من خلاله تفسير خصائص المادة. فقال بأن الحرارة ترجع إلى ذرات صغيرة ومستديرة؛ والبرودة إلى ذرات هرمية ذات أحرف حادة، تسبب الإحساس بوخز البرد القارس؛ وأن المواد الصلبة متماسكة من خلال خطاطيف متشابكة. ورغم علم نيوتن بمختلف نظريات ترابط الذرات في ذلك الوقت، مثل «نظرية الخطاطيف» و«نظرية التلاصق» (الأجسام الساكنة)، ونظرية «التلاصق معًا من خلال حركات غامضة»، إلا أنه قال في المسألة 31 في كتابه الشهير البصريات الذي كتبه سنة 1704 م، أن الجسيمات تجذب بعضها البعض من خلال بعض القوى، التي «عند الاتصال المباشر تكون قوية للغاية، وعندما تكون المسافات صغيرة، تحدث التفاعلات الكيميائية، ولا يكون لها تأثير معقول بعيدًا عن الجسيمات».

وبطريقة أكثر واقعية، تتبّع روبرت بويل مفهوم تجمّع أو اتحاد الذرات المتشابكة (الجزيئات) في فرضيته التي طرحها سنة 1661م في كتابه الشهير «الكيميائي المتشكك The Sceptical Chymist» وقال بأن المادة تتكون من تجمعات للجزيئات، وأن التغيرات الكيميائية تنتج من إعادة ترتيب تلك التجمعات. كما زعم بويل أن عناصر المادة الأساسية تتألف من أنواع وأحجام مختلفة من الجسيمات، سمّاها «corpuscles» يمكنها ترتيب نفسها في مجموعات. في سنة 1680 م، اعتمادًا على نظرية الانبعاث، قال الكيميائي الفرنسي نيكولا ليميري بأن حمضية أي مادة ترجع لجزيئاتها الحادة، أما قلويتها فناتجة مسامها مختلف الأحجام. ووفقًا لهذه الرؤية، فإن الجزيء يتكوّن بالتشابك والتداخل الهندسي بين الجسيمات دون الذرية الحادة والمسامية.

القرن الثامن عشر 

كانت نظرية «الاتحاد بالتآلف الكيميائي» واحدة من التصورات القديمة حول اتحاد الذرات. على سبيل المثال، في سنة 1718 م، وانطلاقًا من فكرة بويل حول اتحاد التجمعات، طرح الكيميائي الفرنسي إتيان فرانسوا جوفروا نظريات التآلف الكيميائي لتفسير اتحاد الجزيئات، وأرجع هذا التآلف إلى قوى خيميائية تجذب مكونات خيميائية معيّنة إلى بعضها البعض. ارتبط اسم جوفروا بجداوله للتآلف الكيميائي التي قدّمها لأكاديمية العلوم الفرنسية سنتي 1718 و1720 م.

اُعدّت تلك الجداول من جمع الملاحظات حول تفاعل المواد مع بعضها، وتُظهر درجات التآلف الكيميائي المتفاوتة التي تظهر عند استخدام الكواشف الكيميائية المختلفة. احتفظت تلك الجداول ببريقها لبقية القرن، حتى استُبدلت بالمفاهيم الأعمق الذي عرضها كلود لوي برتوليه.

وفي سنة 1738 م، نشر الفيزيائي والرياضياتي السويسري دانييل برنولي كتابه «هيدروديناميكا» الذي وضع الأسس لنظرية  للغازات. في هذا العمل، وضع برنولي الفرضية، التي لا تزال صامدة إلى اليوم، بأن الغازات تتكون من عدد هائل من الجزيئات التي تتحرك في كل الاتجاهات، والتي يسبب تأثيرها على السطح تولّد ضغط الغاز المحسوس، وما نحس به من حرارة هو ببساطة الطاقة الحركية الحرارية الناتجة من حركتها. لم تُقبل تلك النظرية وقتها، نظرًا لكون قانون حفظ الطاقة لم يكن قد طُرح وقتها، ولم يكن واضحًا للفيزيائيين كيف أن التصادم بين الجزيئات مرن تمامًا.

في سنة 1789 م، نشر ويليام هيجنز آراءه حول ما أسماه اتحاد الجسيمات «المُطلقة»، التي تنبأت بمفهوم نظرية رابطة التكافؤ. قال هيجنز، إذا كانت القوة بين الجسيمات المطلقة للأوكسجين والجسيمات المطلقة للنيتروجين على سبيل المثال 6، ستنقسم تلك القوة بينهم. (انظر إلى الرسم)

القرن التاسع عشر 

في سنة 1803 م، اتخذ جون دالتون من وزن ذرة الهيدروجين (أخف العناصر الكيميائية) كوحدة معيارية، واستخلص مثلاً أن ثلاثي أكسيد ثنائي النتروجين نسبة عناصره هي 2 إلى 3، فأعطاها الصيغة الكيميائية N2O3. ولكنه أخطأ عندما تخيّل أن الذرات متماسكة بخطاطيف لتكوين الجزيئات. لاحقًا في سنة 1808 م، نشر الرسم التوضيحي الشهير حول اتحاد العناصر.

في سنة 1811 م، نشر أميديو أفوجادرو ورقته البحثية «مقال حول معرفة الأوزان النسبية للجزيئات الأولية للأجسام». في تلك الورقة، قال مبدئيًا، ووفق ما ذكره المؤرخ «جيه آر بارتينجتون» «تاريخ مختصر للكيمياء» أن: .

استخدم أفوجادرو اللفظ «جزيء» للإشارة إلى كل من الذرات والجزيئات. واستخدم لفظ «جزيء أولي» للإشارة إلى الذرات، ولفظ «جزيء مركّب» إلى الأشكال الأكثر تعقيدًا من المادة. وخلال فترة إقامته في فيرتشيلي، كتب أفوجادرو مذكرة موجزة أعلن فيها عن فرضيته التي نعرفها اليوم باسم قانون أفوجادرو: «تحتوي الأحجام المتساوية من الغازات المختلفة عند نفس درجة الحرارة والضغط على عدد متساو من الجزيئات». يعني ذلك أن العلاقة بين أوزان الأحجام المتساوية من الغازات المختلفة عند نفس الحرارة والضغط، تتوافق مع كتلاتها الجزيئية. وبالتالي، أوزان الجزيئات النسبية يمكن حسابها من أوزان عينات الغاز.

وضع أفوجادرو هذه الفرضية ليتوافق قانون لوي جوزيف غي لوساك الخاص بأحجام واتحاد الغازات الذي وضعه سنة 1808 م مع  لدالتون التي وضعها سنة 1803 م. كان أصعب ما واجه أفوجادرو هو إيجاد حل لحالة الارتباك الكبيرة في ذلك الوقت حول مفهوم الذرات والجزيئات، حيث كان مكننا عمله هذا من التمييز بينهما، ومن الاعتراف بأن الجسيمات البسيطة من الممكن أن تتكون من جزيئات، التي بدورها تتكون من ذرات. غير أن دالتون لم يقتنع بهذه الفرضية، بل والغريب أن أفوجادرو نفسه اعتقد بأن الجزيئات تحتوي على أعداد زوجية فقط من الذرات، واستبعد أن تحتوي على أعداد فردية من الذرات.

في سنة 1826 م، انطلاقًا من أعمال أفوجادرو، قال الكيميائي الفرنسي جان-باتيست دوما بأن: . وبالتوافق مع تلك المفاهيم، في سنة 1833 م قدّم الكيميائي الفرنسي مارك أنطوان أوغست غودان صياغة واضحة لفرضية أفوجادرو، فلتوضيح الأوزان الذرية، استخدم «الرسوم التوضيحية الحجمية» التي توضّح أشكال هندسية شبه-صحيحة كجزيء الماء الخطي، وصيغ كيميائية صحيحة للجزيئات مثل H2O.

كان أوغست كيكولة أول من طرح نظرية حول كيفية ترابط الذرات في المركبات العضوية مع بعضها البعض، وذلك في ورقتين بحثيتين طرحهما سنتي 1857-1858 م، حيث افترض أن ذرات الكربون رباعية التكافؤ، ويمكنها التماسك مع بعضها لتشكيل هياكل من الجزيئات العضوية من الكربون.

في سنة 1856 م، بدأ الكيميائي الإسكتلندي أرشيبالد سكوت كوبر أبحاثه حول هلجنة البنزين في معمل شارل فيرتز بباريس. وبعد شهر من نشر كيكولة ورقته الثانية، نشر كوبر بصفة مستقلة نظريته حول بنية الجزيئات التي افترض فيها أن الذرات تترابط في بنيوات خاصة ثلاثية الأبعاد. كان كوبر أول من استخدم الخطوط للربط بين رموز الذرات للإشارة إلى الروابط، واستخدم السلاسل المستقيمة لتوضيح بنية بعض الجزيئات، والأشكال الحلقية لتوضيح بعض الجزيئات الأخرى مثل حمض الطرطريك وحمض السيانيك. وفي منشورات تالية، استخدم كوبر خطوط متقطعة مستقيمة لتوضيح الروابط كما في الرسم المجاور للكحول وحمض الأكساليك.

وفي سنة 1861 م، نشر مدرس نمساوي بإحدى المدارس الثانوية يدعى يوهان جوزيف لوشميت على نفقته الخاصة كُتيّب بعنوان «Chemische Studien I»، احتوى على صور رائدة للجزيئات توضّح كلا من البنى الحلقية والمزدوجة للجزيئات. اقترح لوشميت أيضًا صيغة كيميائية محتملة للبنزين، ولكن دون حسم الصياغة. أما أول من افترض البنية الحديثة للبنزين، فكان كيكولة سنة 1865 م. وقد حُسمت الصيغة الحلقية للبنزين على يد عالمة البلورات كاثلين لونسدال. كانت بنية البنزين تُمثّل معضلة خاصة للعلماء وقتها، فلكي تترابط كل الروابط، لا بد من وجود روابط مضاعفة بديلة للكربون (كما بالرسم المجاور). وفي سنة 1865 م، كان الكيميائي الألماني آوغست فيلهلم فون هوفمان أول من استخدم نماذج الكرة والعصا لتوضيح الجزيئات، وذلك في محاضرة ألقاها في معهد بريطانيا العظمى الملكي.

تبع هوفمان في هذا النموذج مقترح طرحه زميله ويليام أودلينغ سنة 1855 م بأن الكربون رباعي التكافؤ. ولا تزال اختيارت هوفمان لتمثيل الذرات مستخدمة إلى اليوم: نيتروجين = أزرق، أكسجين = أحمر، كلور = أخضر، كبريت = أصفر، هيدروجين = أبيض. كانت أوجه قصور نموذج هوفمان الأساسية هندسية: فروابط كربون مثّلها مستوية، بدلاً من تمثيلها رباعية الأسطح، كذلك كانت الذرات غير متناسبة حجميًا، على سبيل المثال كانت ذرة الكربون أصغر من ذرة الهيدروجين. وفي سنة 1864 م، بدأ عالم الكيمياء العضوية الإسكتلندي ألكسندر كروم براون رسم صور للجزيئات مثّل فيها الذرات في صورة دوائر، واستخدم خطوط متكسرة لربط الذرات معًا بطريقة تتوافق مع تكافؤها.

كانت سنة 1873 م، سنة فارقة في تاريخ صياغة مفهوم «الجزيء»، حين نشر الفيزيائي الإسكتلندي المعروف جيمس كليرك ماكسويل مقالته الشهيرة ذات الثلاث عشرة ورقة «الجزيئات»، وذلك في عدد سبتمبر من مجلة نيتشر. قال ماكسويل في افتتاحيتها:  وبعد أن تحدث ماكسويل عن  لديمقريطوس، قال ماكسويل بأن لفظ «الجزيء» هو لفظ حديث لم يرد في قاموس جونسون، وأن الأفكار التي يجسدها هذا المفهوم تنتمي للكيمياء الحديثة. لقد قيل لنا بأن الذرة هي النقطة الأساسية، محاطة بقوى محتملة، وأنه عندما تصطدم الجزيئات الطائرة في جسم صلب بتتابع ثابت، فسيُشكّل ما يسمى بضغط الهواء والغازات الأخرى. عندئذ، أشار ماكسويل إلى أنه الجزيء شئ غير ملموس، لم يسبق أن رآه أحد أو لمسه.

وفي سنة 1874 م، افترض كل من ياكوبس فانت هوف وجوزيف أشيل لو بل بصفة مستقلة أن ظاهرة  يمكن شرحها بافتراض أن الروابط الكيميائية لذرات الكربون وجيرانها تتوجه إلى أركان رباعي أوجه منتظم. أدى ذلك إلى فهم أفضل للطبيعة ثلاثية الأبعاد للجزيئات. طوّر هيرمان إميل فيشر تقنيته إسقاط فيشر لتوضيح الجزيئات ثلاثية الأبعاد على ورقة ثنائية الأبعاد.

في سنة 1898 م، استخدم لودفيغ بولتزمان نظرية التكافؤ في محاضراته عن نظرية الغازات لشرح ظاهرة تفكك الجزيئات في أطوارها الغازية، ولتوضيح ذلك رسم إحدى أولى الرسومات التداخلية ليوضّح تداخل مدارات الذرات. موضّحًا الحقيقة المعروفة بأن بخار جزيء اليود يتحلل إلى ذرات عند درجات الحرارة المرتفعة. قال بولتزمان بأنه لا بد أن نتفهم وجود جزيئات تتكون من ذرتين، أو «الذرة المزدوجة» كما سمّاها بولتزمان وقتها، بينها قوى جذب تعمل بين الذرتين. كما أوضح أن التجاذب الكيميائي، الناتج من التكافؤ الكيميائي، لا بد وأن يُصاحبه منطقة نسبية صغيرة على سطح الذرة تسمى بـ «المنطقة الحساسة» التي تقع على سطح الذرة أو جزئيًا داخل الذرة، وترتبط بشدة بالذرة. وأضاف بأنه خاصةً: . توضح الصورة المجاورة تداخل «المنطقة الحساسة-α» للذرة A مع «المنطقة الحساسة-β» للذرة B.

القرن العشرون 

في بداية القرن العشرين، بدأ الكيميائي الأمريكي جيلبرت نيوتن لويس استخدام النقاط أثناء محاضرة ألقاها على طلابه في جامعة هارفارد لتمثيل الإلكترونات حول الذرة. راقت طلابه تلك الرسوم، مما حفّزه لمواصلة جهوده في هذا الاتجاه. من خلال تلك المحاضرات، أشار لويس إلى أن عناصر ذات عدد معين من الإلكترونات يبدو أن لها استقرارًا خاصًا. كانت تلك الظاهرة قد أشار إليها الكيميائي الألماني ريتشارد أبيغ سنة 1904 م، وسمّاها لويس «قانون أبيغ للتكافؤ» (تُعرف اليوم باسم «قاعدة أبيغ»). تبيّن للويس أنه متى اجتمعت ثمانية إلكترونات حول النواة، تكتمل طبقة، ثم تبدأ أخرى من الإلكترونات. كما أشار لويس إلى أن العديد من الأيونات التي لها ثمانية إلكترونات تميل إلى الاستقرار الخاص. وبناءً على ذلك، افترض قاعدة الثمانيات: .

بالإضافة إلى ذلك، تصوّر لويس الذرة في صورة مكعب له ثمانية أركان تقبل تواجد الإلكترونات. ولاحقًا في سنة 1902 م، وضع تصوّره حول الذرات المكعبة التي تترابط عند أجنابها لتُكوّن جزيئات ذات بنية مكعبية. أو بعبارة أخرى، تنشأ روابط تساهمية عندما تتشارك ذرتان حافة مكعب، كما في البنية C بالرسم، فيتشاركان إلكترونين. وبالمثل، تتكون الروابط الأيونية عن طريق انتقال إلكترون من مكعب إلى آخر دون أن يتشاركا حافة A. كما افترض لويس وجود حالة وسيطة B عندما يتشارك المكعبان ركنًا واحدًا. وبالتالي، تتكون الروابط المضاعفة عندما تتشارك ذرتان مكعبتان أحد أوجه المكعب، فيتشاركان أربعة إلكترونات.

في سنة 1913 م، خلال عمله بقسم الكيمياء في جامعة كاليفورنيا ببيريكلي، قرأ لويس الخطوط العريضة لورقة بحثية للطالب الإنجليزي ألفريد لوك بارسون الذي كان في زيارة لبيركيلي لمدة عام. في تلك الورقة، اقترح بارسون أن الإلكترون ليس مجرد شحنة كهربائية، بل هو أيضًا مغناطيس صغير (أو كما سمّاه «مغناطيون»)، وعما ينشأ عن تبادل إلكترونين بين ذرتين رابطة كيميائية. وبالتالي، كان ذلك يعني، بالنسبة للويس، أن الترابط حدث عندما تشارك إلكترونان حافة مكعبين (البنية C).

وبناءً على ذلك، قدّم لويس في مقالته الشهيرة «الذرة والجزيء» التي كتبها سنة 1916 م «بنية لويس» التي مثّل فيها الذرات والجزيئات، حيث استخدم النقاط للإشارة إلى الإلكترونات، والخطوط للإشارة إلى الروابط التساهمية، وهو المصطلح الذي صاغه لويس في تلك المقالة للإشارة إلى الرابطة التي تنتج من تشارك ذرتين لإلكترون وحتى ستة إلكترونات لتكوين الروابط أحادية الإلكترون والفردية والمزدوجة والثلاثية. وعلى حد تعبير لويس: . بالإضافة إلى ذلك، افترض لويس أن الذرة تميل إلى اكتساب أو فقد عدد من الإلكترونات لتُكمل المكعب. لذا، فقد استخدم لويس في بنيواته الرموز الكيميائية للذرات لتوضيح بنية الجزيء. كما استخدم الخطوط للتوصيل بين الذرات المترابطة مع بعضها البعض؛ وأحيانًا، استخدم أزواج من النقاط بدلاً من الخطوط. تم تمثيل الإلكترونات الزائدة التي تشكل أزواجًا وحيدة بزوج من النقاط، توضع بجوار ذراتها (كما بالرسم). ولتلخيص آرائه حول نموذجه الجديد لترابط الذرات، قال لويس: 

في السنة التالية 1917 م، أثناء دراسة لينوس باولنغ طالب الهندسة الكيميائية الأمريكي في جامعة ولاية أوريغون لنموذج ترابط الخطاف والعين الذي افترضه دالتون الذي كان يلقى رواجًا وقتئذ، وكانت فكرته أن كل ذرة لديها عدد معين من الخطاطيف التي تسمح لها بالالتصاق بالذرات الأخرى، وعدد آخر من العيون التي تسمح للذرات الأخرى للالتصاق بها، وأن الرابطة الكيميائية تحدث عند التقاء الخطاف والعين. لم يرُق لباولنغ هذه الطريقة القديمة، وتطلّع لاستخدام مجال ميكانيكا الكم الناشئ حديثًا لعمل نموذج جديد. في سنة 1927 م، استخدم الفيزيائيان فريتز لندن وفالتر هايتلر ميكانيكا الكم لدراسة مع قوى التجاذب والتنافر المُشبّعة غير الديناميكية (القوى التبادلية) لجزيء الهيدروجين. كانت دراستهم لرابطة التكافؤ في تلك المسألة، في ورقتهما المشتركة، علامة فارقة حيث أدخلت الكيمياء عالم ميكانيكا الكم. كان لعملهما هذا تأثيره على باولنغ، الذي كان قد حصل لتوه على شهادة الدكتوراه، وزار هايتلر ولندن في زيوريخ بعد أن حصل على زمالة غوغنهايم سنة 1926 م.

لاحقًا، سنة 1931 م، اعتمادًا على عمل هايتلر ولندن ونظريات لويس التي أوردها في مقالته الشهيرة، نشر باولنغ مقاله الرائد «طبيعة الرابطة الكيميائية». (طالع: مخطوطته اليدوية) التي استخدم فيها ميكانيكا الكم لحساب خواص وبنيوات الجزيئات، كالزوايا بين الراوبط والدوران حولها. ووفق تلك المعطيات، وضع باولنغ نظرية التهجين لتفسير الروابط في جزيئات مثل CH4، الذي فيه أربعة مدارات مهجّنة sp³ تتداخل مع مدار ذرة هيدروجين 1s، فتنتج أربع روابط سيغما. الأربعة روابط لها نفس الطول والقوة، ونتج عنها بنية الجزيء. (انظر الرسم) نتيجة لتلك النظريات الاستثنائية، حصل باولنغ على جائزة نوبل في الكيمياء سنة 1954 م. والجدير بالذكر أنه الشخص الوحيد الذي حاز جائزتي نوبل منفردًا، وذلك بعد حصوله على جائزة نوبل للسلام سنة 1963 م.

في سنة 1926 م، حصل الفيزيائي الفرنسي جان بيرين على جائزة نوبل في الفيزياء لإثباته بشكل قاطع وجود الجزيئات. قام بذلك من خلال حساب ثابت أفوجادرو بثلاث طرق مختلفة، كلها تتضمن طور سائل. أولها باستخدام مستحلب الغامبوغ الذي يشبه الصابون، والثانية بعمل تجارب معملية على ، والثالثة بإثبات نظرية أينشتاين حول دوران الجسيمات في طورها السائل. وفي سنة 1937 م، استخدم الكيميائي كارل لوثر وولف مفهوم الجزيئات الضخمة لوصف الترابط الهيدروجيني في حمض الخليك ثنائي الوحدات. مما فتح المجال أمام استكشاف كيمياء الجزيئات الضخمة. وفي سنة 1951 م، اخترع الفيزيائي إرفين فيلهام مولر ، فكان أول من يرى الذرات (على هيئة تجمعات ذرية مترابطة على طرف نقطة من معدن).

في سنة 1999 م، سجل باحثون في جامعة فيينا نتائج تجاربهم على ازدواجية موجة-جسيم لجزيئات C60. كانت النتائج التي نشرها تسيلنغر وآخرون متوافقة مع نتائج لويس دي بروي حول التداخل الموجي لجزيئات C60. وتعد هذه التجربة توسيعًا لقابلية تطبيق ازدواجية موجة-جسيم على المستوى المجهري. وفي سنة 2009 م، تمكّن باحثون من آي بي إم من التقاط أول صورة لجزيء حقيقي حين استخدموا مجهر ذري القوة لتصوير كل ذرة ورابطة في جزيء البنتاسين.

انظر أيضًا 
 تاريخ الكيمياء

المراجع 
<div class="ltr">

للاستزادة

وصلات خارجية 
 Geometric Structures of Molecules - Middlebury College
 Atoms and Molecules - McMaster University
 3D Molecule Viewer - The Wileys Family
 Molecule of the Month - School of Chemistry, University of Bristol
 Eric Scerri's history & philosophy of chemistry website

أنواع 
 Antibody Molecule - The National Health Museum
 15 Types of Molecules - IUPAC Definitions

تعريفات 
 Molecule Definition - Frostburg State University (Department of Chemistry)
 Definition of Molecule - IUPAC

مقالات 
 Molecules Used to Make Nano-sized Containers - TRN Newswire
 Molecular Computer Processors - HP Labs

تاريخ الكيمياء
جزيئات
كيمياء عامة
في الكيمياء ، يشير مصطلح تاريخ نظرية الجزيئات إلى تتبع أصول مفهوم أو فكرة وجود روابط كيميائية بين ذرتين أو أكثر . ترجع أصول المفهوم الحديث للجزيئات إلى فلاسفة ما قبل العلوم والفلاسفة اليونانيين أمثال ليوكيبوس الذي زعم ب أن كل الكون يتكون من ذرات وفراغات . حوالي سن ة ق .م ، افترض إيمبيدوكليس تصوّرًا للعناصر التقليدية ( النار ( ) ، الأرض ( ) ، الهواء ( ) ، الماء ( ) ) ، و « قوى » تجاذب وتنافر تسمح للعناصر بالتفاعل . قبل ذلك ، إدعى هرقليطس أن النار أو التغيير الذي نشأ من خلال الجمع بين الخصائص المتضادة كان أساسيًا لوجود نا . نحى أفلاطون في محاورة طيماوس منحى فيثاغورس عندما اعتبر المكونات الرياضية كالأعداد و النقاط و الخطوط والمثلثات لَبِنَات أو عناصر البناء الأساسية ل هٰذا العالم سريع الزوال ، و اعتبر العناصر الأربعة النار والهواء و الماء و الأرض حالات للمادة يتحقق من خلال ها المبادئ أو العناصر الرياضية الحقيقية . كما اعتُبر عنصر خامس و هو الأثير الذي لا يفسد ، جوهريًا ولبنة أساسية في الأجرام السماوية . تقبّل أرسطو نظرتي ليوكيبوس وإيمبيدوكليس إلى جانب فكرة الأثير ، ثم نقلت عنهُ إلى أوروبا في القرون الوسطى وعصر النهضة . أما ال تأسيس للمفهوم الحديث للجزيئات ، ف قد بدأ يتطور في القرن التاسع عشر بالشواهد التجاربية التي لوحظت أثناء اكتشاف العناصر الكيميائية في صورة ها النقية ، و كيف أن الذرات الحرة للعناصر الكيميائية المختلفة مثل الهيدروجين والأكسجين يمكن ها أن تتحد لتُشكّل جزيئات مستقرة كيميائيًا كجزيئات الماء . القرن السابع عشر كانت أقدم التصورات لشكل وطريقة الترابط بين الذرات تلك التي افترض ها ليوكيبوس وديمقريطوس وإبيقور الذين اعتقدوا برؤية ديمقريطوس ب أن هيئة المادة المصمتة ترجع إلى شكل الذرات التي تحتوي ها . لذا ، فذرات الحديد صلبة و قوية بين ها خطاطيف تجعل ها متماسكة في صورة صلبة ؛ وذرات الماء ناعمة ومنزلقة ؛ وذرات الملح ، نظرًا لطعم ها ، حادة وموجهة ؛ وذرات الهواء خفيفة ومُلتفّة ، وتحيط ب كل المواد الأخرى . وبالقياس اعتمادًا على التجربة عن طرق الحواس ، قدّم ديمقريطوس صورة للذرة ، يمكن تمييز بين الذرات من خلال أشكال ها وأحجام ها و ترتيب أجزائ ها . وعلاوة على ذلك ، قدم تفسيرًا لكيفية ترابط المواد حيث قال ب أن الذرات المنفردة مزوّدة ب بعض الإضافات كالخطاطيف والعيون ، وذرات أخرى بكرات ومقابس ( كما بالرسم ) . مع صعود المدرسية الفلسفية وزوال الإمبراطورية الرومانية ، تم التخلي عن نظرية الذرات لعصور عديدة حيث فُضّلت نظريات العناصر الأربعة المختلفة ، ثم النظريات الخيميائية . شهد القرن السابع عشر الميلاد ي انتعاشة ل فكرة نظرية الذرات بدءًا من أعمال بيير جاسندي وإسحاق نيوتن . من بين علماء تلك الفترة ، درس جاسندي ب عمق التاريخ القديم ، و كتب أعمال رئيسية حول فلسفة إبيقور الطبيعية ف كانت دعاية كافية ل تلك الفلسفة . و قال ب أن حساب حجم و شكل ذرات التي تتحرك في الفراغ يُمكن من خلال ه تفسير خصائص المادة . ف قال ب أن الحرارة ترجع إلى ذرات صغيرة ومستديرة ؛ والبرودة إلى ذرات هرمية ذات أحرف حادة ، تسبب الإحساس بوخز البرد القارس ؛ و أن المواد الصلبة متماسكة من خلال خطاطيف متشابكة . و رغم علم نيوتن ب مختلف نظريات ترابط الذرات في ذلك الوقت ، مثل « نظرية الخطاطيف » و « نظرية التلاصق » ( الأجسام الساكنة ) ، و نظرية « التلاصق معًا من خلال حركات غامضة » ، إلا أن ه قال في المسألةفي كتاب ه الشهير البصريات الذي كتبه سنةم ، أن الجسيمات تجذب بعض ها البعض من خلال بعض القوى ، التي « عند الاتصال المباشر تكون قوية ل الغاية ، و عندما تكون المسافات صغيرة ، تحدث التفاعلات الكيميائية ، و لا يكون ل ها تأثير معقول بعيدًا عن الجسيمات » . و ب طريقة أكثر واقعية ، تتبّع روبرت بويل مفهوم تجمّع أو اتحاد الذرات المتشابكة ( الجزيئات ) في فرضية ه التي طرح ها سنة في كتاب ه الشهير « الكيميائي المتشكك The Sceptic al Chymist » و قال ب أن المادة تتكون من تجمعات للجزيئات ، و أن التغيرات الكيميائية تنتج من إعادة ترتيب تلك التجمعات . كما زعم بويل أن عناصر المادة الأساسية تتألف من أنواع و أحجام مختلفة من الجسيمات ، سمّى ها « corpus cles » يمكن ها ترتيب نفس ها في مجموعات . في سنةم ، اعتمادًا على نظرية الانبعاث ، قال الكيميائي الفرنسي نيكولا ليميري ب أن حمضية أي مادة ترجع لجزيئات ها الحادة ، أما قلويت ها فناتجة مسام ها مختلف ال أحجام . ووفقًا ل هٰذه الرؤية ، ف إن الجزيء يتكوّن بالتشابك والتداخل الهندسي بين الجسيمات دون الذرية الحادة والمسامية . القرن الثامن عشر كانت نظرية « الاتحاد بالتآلف الكيميائي » واحدة من التصورات القديمة حول اتحاد الذرات . على سبيل المثال ، في سنةم ، وانطلاقًا من فكرة بويل حول اتحاد التجمعات ، طرح الكيميائي الفرنسي إتيان فرانسوا جو فروا نظريات التآلف الكيميائي ل تفسير اتحاد الجزيئات ، و أرجع هذا التآلف إلى قوى خيميائية تجذب مكونات خيميائية معيّنة إلى بعض ها البعض . ارتبط اسم جو فروا بجداول ه للتآلف الكيميائي التي قدّم ها لأكاديمية العلوم الفرنسية سنتيو 1720 م . اُعدّت تلك الجداول من جمع الملاحظات حول تفاعل المواد مع بعض ها ، وتُظهر درجات التآلف الكيميائي المتفاوتة التي تظهر عند استخدام الكواشف الكيميائية المختلفة . احتفظت تلك الجداول ببريق ها لبقية القرن ، حتى استُب دلت بالمفاهيم ال أعمق الذي عرض ها كلود لوي برتولي ه . و في سنةم ، نشر الفيزيائي والرياضياتي السويسري دانييل برنولي كتاب ه « هيدروديناميكا » الذي وضع الأسس ل نظرية ل الغازات . في هذا العمل ، وضع برنولي الفرضية ، التي لا تزال صامدة إلى اليوم ، ب أن ا الغازات تتكون من عدد هائل من الجزيئات التي تتحرك في كل ال اتجاهات ، و التي يسبب تأثير ها على السطح تولّد ضغط الغاز المحسوس ، و ما ن حس ب ه من حرارة هو ببساطة الطاقة الحركية الحرارية الناتجة من حركة ها . لم تُقبل تلك ال نظرية وقت ها ، نظرًا ل كون قانون حفظ الطاقة لم يكن قد طُرح وقت ها ، و لم يكن واضحًا للفيزيائيين كيف أن التصادم بين الجزيئات مرن تمامًا . في سنةم ، نشر ويليام هيجنز آراء ه حول ما أسماه اتحاد الجسيمات « المُطلقة » ، التي تنبأت بمفهوم نظرية رابطة ال تكافؤ . قال هيجنز ، إذا كانت القوة بين الجسيمات المطلقة للأوكسجين والجسيمات المطلقة للنيتروجين على سبيل المثال ستنقسم تلك القوة بين هم . ( انظر إلى الرسم ) القرن التاسع عشر في سنةم ، اتخذ جون دالتون من وزن ذرة الهيدروجين ( أخف العناصر الكيميائية ) كوحدة معيارية ، واست خلص مثلاً أن ثلاثي أكسيد ثنائي النتروجين نسبة عناصر ه هي إلى فأعطى ها الصيغة الكيميائية N2O3 . و لٰكن ه أخطأ عندما تخيّل أن الذرات متماسكة بخطاطيف ل تكوين الجزيئات . لاحقًا في سنةم ، نشر الرسم التوضيحي الشهير حول اتحاد العناصر . في سنةم ، نشر أميديو أفوجادرو ورقت ه البحثية « مقال حول معرفة الأوزان النسبية للجزيئات الأولية للأجسام » . في تلك الورقة ، قال مبدئيًا ، ووفق ما ذكر ه المؤرخ « جيه آر بارتينجتون » « تاريخ مختصر للكيمياء » أن : \ . استخدم أفوجادرو اللفظ « جزيء » للإشارة إلى كل من الذرات والجزيئات . و استخدم لفظ « جزيء أولي » للإشارة إلى الذرات ، ولفظ « جزيء مركّب » إلى الأشكال الأكثر تعقيدًا من المادة . و خلال فترة إقامة ه في فيرتشيلي ، كتب أفوجادرو مذكرة موجزة أعلن في ها عن فرضية ه التي نعرف ها اليوم ب اسم قانون أفوجادرو : « تحتوي ال أحجام المتساوية من ا الغازات المختلفة عند نفس درجة الحرارة والضغط على عدد متساو من الجزيئات » . يعني ذلك أن العلاقة بين أوزان ال أحجام المتساوية من ا الغازات المختلفة عند نفس الحرارة والضغط ، تتوافق مع كتلات ها الجزيئية . و ب التالي ، أوزان الجزيئات النسبية يمكن حساب ها من أوزان عينات الغاز . وضع أفوجادرو هذه الفرضية ل يتوافق قانون لوي جوزيف غي لوساك الخاص ب أحجام و اتحاد ا الغازات الذي وضع ه سنةم مع لدالتون التي وضع ها سنةم . كان أصعب ما واجه أفوجادرو هو إيجاد حل ل حالة الارتباك الكبيرة في ذلك الوقت حول مفهوم الذرات والجزيئات ، حيث كان مٰكن نا عمل ه هذا من التمييز بين هما ، و من الاعتراف ب أن الجسيمات البسيطة من الممكن أن تتكون من جزيئات ، التي ب دور ها تتكون من ذرات . غير أن دالتون لم يقتنع ب هٰذه الفرضية ، بل و الغريب أن أفوجادرو نفس ه اعتقد ب أن الجزيئات تحتوي على أعداد زوجية فقط من الذرات ، واستبعد أن تحتوي على أعداد فردية من الذرات . في سنةم ، انطلاقًا من أعمال أفوجادرو ، قال الكيميائي الفرنسي جان - باتيست دوما ب أن : \ . وبالتوافق مع تلك المفاهيم ، في سنةم قدّم الكيميائي الفرنسي مارك أنطوان أوغست غودان صياغة واضحة لفرضية أفوجادرو ، فلتوضيح الأوزان الذرية ، استخدم « الرسوم التوضيحية الحجمية » التي توضّح أشكال هندسية شبه - صحيحة كجزيء الماء الخطي ، وصيغ كيميائية صحيحة للجزيئات مثل H2O . كان أوغست كيكولة أول من طرح نظرية حول كيفية ترابط الذرات في المركبات العضوية مع بعض ها البعض ، و ذٰلك في ورقتين بحثيتين طرح هما سنتيم ، حيث افترض أن ذرات الكربون رباعية ال تكافؤ ، و يمكن ها التماسك مع بعض ها ل تشكيل هياكل من الجزيئات العضوية من الكربون . في سنةم ، بدأ الكيميائي الإسكتلندي أرشيبالد سكوت كوبر أبحاثه حول هلجنة البنزين في معمل شارل فيرتز بباريس . و بعد شهر من نشر كيكولة ورقت ه الثانية ، نشر كوبر ب صفة مستقلة نظرية ه حول بنية الجزيئات التي افترض في ها أن الذرات تترابط في بنيوات خاصة ثلاثية ال أبعاد . كان كوبر أول من استخدم الخطوط للربط بين رموز الذرات للإشارة إلى الروابط ، و استخدم السلاسل المستقيمة لتوضيح بنية بعض الجزيئات ، والأشكال الحلقية لتوضيح بعض الجزيئات الأخرى مثل حمض الطرطريك وحمض السيانيك . و في منشورات تالية ، استخدم كوبر خطوط متقطعة مستقيمة لتوضيح الروابط كما في الرسم المجاور للكحول وحمض الأكساليك . و في سنةم ، نشر مدرس نمساوي ب إحدى المدارس الثانوية يدعى يوهان جوزيف لوشميت على نفقت ه الخاصة كُتيّب ب عنوان « Chemische Studien I » ، احتوى على صور رائدة للجزيئات توضّح كلا من البنى الحلقية والمزدوجة للجزيئات . اقترح لوشميت أيضًا صيغة كيميائية محتملة للبنزين ، و لٰكن دون حسم الصياغة . أما أول من افترض البنية الحديثة للبنزين ، ف كان كيكولة سنةم . و قد حُسمت الصيغة الحلقية للبنزين على يد عالمة البلورات كاثلين لونسدال . كانت بنية البنزين تُمثّل معضلة خاصة ل العلماء وقت ها ، فلكي تترابط كل الروابط ، لا بد من وجود روابط مضاعفة بديلة للكربون ( كما بالرسم المجاور ) . و في سنةم ، كان الكيميائي الألماني آوغست فيلهلم فون هوفمان أول من استخدم نماذج الكرة والعصا لتوضيح الجزيئات ، و ذٰلك في محاضرة ألقى ها في معهد بريطانيا العظمى الملكي . تبع هوفمان في هذا النموذج مقترح طرح ه زميل ه ويليام أودلينغ سنةم ب أن الكربون رباعي ال تكافؤ . و لا تزال اختيارت هوفمان ل تمثيل الذرات مستخدمة إلى اليوم : نيتروجين = أزرق ، أكسجين = أحمر ، كلور = أخضر ، كبريت = أصفر ، هيدروجين = أبيض . كانت أوجه قصور نموذج هوفمان الأساسية هندسية : فروابط كربون مثل ها مستوية ، بدلاً من تمثيل ها رباعية الأسطح ، كذلك كانت الذرات غير متناسبة حجميًا ، على سبيل المثال كانت ذرة الكربون أصغر من ذرة الهيدروجين . و في سنةم ، بدأ عالم الكيمياء العضوية الإسكتلندي ألكسندر كروم براون رسم صور للجزيئات مثّل في ها الذرات في صورة دوائر ، و استخدم خطوط متكسرة لربط الذرات معًا ب طريقة تتوافق مع تكافء ها . كانت سنةم ، سنة فارقة في تاريخ صياغة مفهوم « الجزيء » ، حين نشر الفيزيائي الإسكتلندي المعروف جيمس كليرك ماكسويل مقالة ه الشهيرة ذات الثلاث عشرة ورقة « الجزيئات » ، و ذٰلك في عدد سبتمبر من مجلة نيتشر . قال ماكسويل في افتتاحية ها : و بعد أن تحدث ماكسويل عن لديمقريطوس ، قال ماكسويل ب أن لفظ « الجزيء » هو لفظ حديث لم يرد في قاموس جونسون ، و أن الأفكار التي يجسد ها هذا المفهوم تنتمي للكيمياء الحديثة . لقد قيل ل نا ب أن الذرة هي النقطة الأساسية ، محاطة ب قوى محتملة ، و أن ه عندما تصطدم الجزيئات الطائرة في جسم صلب بتتابع ثابت ، فسيُشكّل ما يسمى بضغط الهواء وا الغازات الأخرى . عندئذ ، أشار ماكسويل إلى أن ه الجزيء شئ غير ملموس ، لم يسبق أن رآه أحد أو لمس ه . و في سنةم ، افترض كل من ياكوبس فانت هوف وجوزيف أشيل لو بل ب صفة مستقلة أن ظاهرة يمكن شرح ها بافتراض أن الروابط الكيميائية لذرات الكربون وجيران ها تتوجه إلى أركان رباعي أوجه منتظم . أدى ذلك إلى ف هم أفضل للطبيعة ثلاثية ال أبعاد للجزيئات . طوّر هيرمان إميل فيشر تقنية ه إسقاط فيشر لتوضيح الجزيئات ثلاثية ال أبعاد على ورقة ثنائية ال أبعاد . في سنةم ، استخدم لودفيغ بولتزمان نظرية ال تكافؤ في محاضرات ه عن نظرية ا الغازات ل شرح ظاهرة تفكك الجزيئات في أطوار ها الغازية ، ولتوضيح ذلك رسم إحدى أولى ال رسومات التداخلية ليوضّح تداخل مدارات الذرات . موضّحًا الحقيقة المعروفة ب أن بخار جزيء اليود يتحلل إلى ذرات عند درجات الحرارة المرتفعة . قال بولتزمان ب أن ه لا بد أن نتفهم وجود جزيئات تتكون من ذرتين ، أو « الذرة المزدوجة » كما سمّى ها بولتزمان وقت ها ، بين ها قوى جذب تعمل بين الذرتين . كما أوضح أن التجاذب الكيميائي ، الناتج من ال تكافؤ الكيميائي ، لا بد و أن يُصاحب ه منطقة نسبية صغيرة على سطح الذرة تسمى بـ « المنطقة الحساسة » التي تقع على سطح الذرة أو جزئيًا داخل الذرة ، و ترتبط ب شدة ب الذرة . و أضاف ب أن ه خاصةً : \ . توضح الصورة المجاورة تداخل « المنطقة الحساسة - α » للذرة A مع « المنطقة الحساسة - β » للذرة B . القرن ال عشرون في بداية القرن العشرين ، بدأ الكيميائي الأمريكي جيلبرت نيوتن لويس استخدام النقاط أثناء محاضرة ألقى ها على طلاب ه في جامعة هارفارد ل تمثيل الإلكترونات حول الذرة . راقت طلاب ه تلك الرسوم ، مما حفّزه ل مواصلة جهود ه في هذا الاتجاه . من خلال تلك المحاضرات ، أشار لويس إلى أن عناصر ذات عدد معين من الإلكترونات يبدو أن ل ها استقرارًا خاصًا . كانت تلك الظاهرة قد أشار إلي ها الكيميائي الألماني ريتشارد أبيغ سنةم ، وسمّى ها لويس « قانون أبيغ لل تكافؤ » ( تُعرف اليوم ب اسم « قاعدة أبيغ » ) . تبيّن للويس أن ه متى اجتمعت ثمانية إلكترونات حول ال نواة ، تكتمل طبقة ، ثم تبدأ أخرى من الإلكترونات . كما أشار لويس إلى أن العديد من الأيونات التي ل ها ثمانية إلكترونات تميل إلى الاستقرار الخاص . وبناءً على ذلك ، افترض قاعدة الثمانيات : \ . ب الإضافة إلى ذلك ، تصوّر لويس الذرة في صورة مكعب ل ه ثمانية أركان تقبل تواجد الإلكترونات . ولاحقًا في سنةم ، وضع تصوّره حول الذرات المكعبة التي تترابط عند أجناب ها لتُكوّن جزيئات ذات بنية مكعبية . أو بعبارة أخرى ، تنشأ روابط تساهمية عندما ت تشارك ذرتان حافة مكعب ، كما في البنية C بالرسم ، فيتشاركان إلكترونين . وب المثل ، تتكون الروابط الأيونية عن طريق انتقال إلكترون من مكعب إلى آخر دون أن يتشاركا حافة A . كما افترض لويس وجود حالة وسيطة B عندما ي تشارك المكعبان ركنًا واحدًا . و ب التالي ، تتكون الروابط ال مضاعفة عندما ت تشارك ذرتان مكعبتان أحد أوجه المكعب ، فيتشاركان أربعة إلكترونات . في سنةم ، خلال عمل ه ب قسم الكيمياء في جامعة كاليفورنيا ببيريكلي ، قرأ لويس الخطوط العريضة لورقة بحثية للطالب الإنجليزي ألفريد لوك بارسون الذي كان في زيارة لبيركيلي ل مدة عام . في تلك الورقة ، اقترح بارسون أن الإلكترون ليس مجرد شحنة كهربائية ، بل هو أيضًا مغناطيس صغير ( أو كما سمّاه « مغناطيون » ) ، و عن ما ينشأ عن تبادل إلكترونين بين ذرتين رابطة كيميائية . و ب التالي ، كان ذلك يعني ، ب النسبة للويس ، أن الترابط حدث عندما تشارك إلكترونان حافة مكعبين ( البنية C ) . وبناءً على ذلك ، قدّم لويس في مقالة ه الشهيرة « الذرة والجزيء » التي كتب ها سنةم « بنية لويس » التي مثّل في ها الذرات والجزيئات ، حيث استخدم النقاط للإشارة إلى الإلكترونات ، و الخطوط للإشارة إلى الروابط التساهمية ، و هو المصطلح الذي صاغه لويس في تلك المقالة للإشارة إلى ال رابطة التي تنتج من تشارك ذرتين لإلكترون و حتى ستة إلكترونات ل تكوين الروابط أحادية الإلكترون والفردية والمزدوجة والثلاثية . و على حد تعبير لويس : \ . ب الإضافة إلى ذلك ، افترض لويس أن الذرة تميل إلى اكتساب أو ف قد عدد من الإلكترونات لتُكمل المكعب . لذا ، ف قد استخدم لويس في بنيوات ه الرموز الكيميائية للذرات لتوضيح بنية الجزيء . كما استخدم الخطوط لل توصيل بين الذرات المت رابطة مع بعض ها البعض ؛ وأحيانًا ، استخدم أزواج من النقاط بدلاً من الخطوط . تم تمثيل الإلكترونات الزائدة التي تشكل أزواجًا وحيدة بزوج من النقاط ، توضع بجوار ذرات ها ( كما بالرسم ) . ولتلخيص آراء ه حول نموذجه الجديد لترابط الذرات ، قال لويس : في السنة التاليةم ، أثناء دراسة لينوس باولنغ طالب الهندسة الكيميائية الأمريكي في جامعة ولاية أوريغون لنموذج ترابط الخطاف و العين الذي افترض ه دالتون الذي كان يلقى رواجًا وقتئذ ، و كانت فكرت ه أن كل ذرة لدي ها عدد معين من الخطاطيف التي تسمح ل ها بالالتصاق بالذرات الأخرى ، و عدد آخر من العيون التي تسمح للذرات الأخرى للالتصاق ب ها ، و أن ال رابطة الكيميائية تحدث عند التقاء الخطاف و العين . لم يرُق لباولنغ هذه الطريقة القديمة ، وتطلّع ل استخدام مجال ميكانيكا الكم الناشئ حديثًا ل عمل نموذج جديد . في سنةم ، استخدم الفيزيائيان فريتز لندن وفالتر هايتلر ميكانيكا الكم ل دراسة مع قوى التجاذب والتنافر المُشبّعة غير الديناميكية ( القوى التبادلية ) لجزيء الهيدروجين . كانت دراستهم ل رابطة ال تكافؤ في تلك المسألة ، في ورقتهما المشتركة ، علامة فارقة حيث أدخلت الكيمياء عالم ميكانيكا الكم . كان لعمل هما هذا تأثير ه على باولنغ ، الذي كان قد حصل لتوه على شهادة الدكتورا ه ، و زار هايتلر و لندن في زيوريخ بعد أن حصل على زمالة غوغنهايم سنةم . لاحقًا ، سنةم ، اعتمادًا على عمل هايتلر و لندن ونظريات لويس التي أورد ها في مقالة ه الشهيرة ، نشر باولنغ مقال ه الرائد « طبيعة ال رابطة الكيميائية » . ( طالع : مخطوطت ه اليدوية ) التي استخدم في ها ميكانيكا الكم ل حساب خواص وبنيوات الجزيئات ، ك الزوايا بين الراوبط و الدوران حول ها . ووفق تلك المعطيات ، وضع باولنغ نظرية التهجين ل تفسير الروابط في جزيئات مثل CH4 ، الذي في ه أربعة مدارات مهجّنة sp³ تتداخل مع مدار ذرة هيدروجين ، ف تنتج أربع روابط سيغما . الأربعة روابط ل ها نفس الطول و القوة ، و نتج عن ها بنية الجزيء . ( انظر الرسم ) نتيجة ل تلك النظريات الاستثنائية ، حصل باولنغ على جائزة نوبل في الكيمياء سنةم . و الجدير ب الذكر أن ه الشخص الوحيد الذي حاز جائزتي نوبل منفردًا ، و ذٰلك بعد حصول ه على جائزة نوبل ل السلام سنةم . في سنةم ، حصل الفيزيائي الفرنسي جان بيرين على جائزة نوبل في الفيزياء لإثبات ه ب شكل قاطع وجود الجزيئات . قام ب ذٰلك من خلال حساب ثابت أفوجادرو بثلاث طرق مختلفة ، كل ها تتضمن طور سائل . أول ها ب استخدام مستحلب الغامبوغ الذي يشبه الصابون ، و الثانية بعمل تجارب معملية على ، و الثالثة ب إثبات نظرية أينشتاين حول دوران الجسيمات في طور ها السائل . و في سنةم ، استخدم الكيميائي كارل لوثر وولف مفهوم الجزيئات الضخمة لوصف الترابط الهيدروجيني في حمض الخليك ثنائي الوحدات . مما فتح المجال أمام استكشاف كيمياء الجزيئات الضخمة . و في سنةم ، اخترع الفيزيائي إرفين فيلهام مولر ، ف كان أول من يرى الذرات ( على هيئة تجمعات ذرية مت رابطة على طرف نقطة من معدن ) . في سنةم ، سجل باحثون في جامعة فيينا نتائج تجارب هم على ازدواجية موجة - جسيم لجزيئات C60 . كانت النتائج التي نشر ها تسيلنغر و آخرون متوافقة مع نتائج لويس دي بروي حول التداخل الموجي لجزيئات C60 . و تعد هذه التجربة توسيعًا لقابلية تطبيق ازدواجية موجة - جسيم على المستوى المجهري . و في سنةم ، تمكّن باحثون من آي بي إم من التقاط أول صورة لجزيء حقيقي حين استخدموا مجهر ذري القوة ل تصوير كل ذرة و رابطة في جزيء البنتاسين . انظر أيضًا تاريخ الكيمياء المراجع <div class = " ltr " > للاستزادة وصلات خارجية Geometric Structures of Molecules - Middlebury College A toms and Molecules - McMaster University Molecule Viewer - The Wileys Family Molecule of the Month - Sch ool of Chemistry , University of Bristol Eric Scerr i 's history & ph ilosophy of chemistry website أنواع A ntibody Molecule - The National Health Museum Types of Molecules - IUPAC Definitions تعريفات Molecule Definition - Frostburg State University ( Department of Chemistry ) Definition of Molecule - IUPAC مقالات Molecules Used to Make Nano - sized Containers - TRN Newswire Molecular Computer Processors - HP Labs تاريخ الكيمياء جزيئات كيمياء عامة