Chemistry and the biological sciences

The atomic theory of matter

The vital breakthrough that allowed chemistry to become the central science was the demon­stration of the atomic nature of matter. In about 1800 John Dalton realized that all matter is composed of relatively few elements. He postulated that these elements combine to­gether in accordance with their valency to make up discrete molecules. (Thus, water, H₂0, is formed by the combination of two hy­drogen atoms with one oxygen atom.) Antoine Lavoisier proved that burning is simply the chemical combination of the combustible ma­terial with the oxygen of the air. In the early nineteenth century, Friedrich Wohler synthe­sized urea from inorganic materials and dem­onstrated that there is no difference in princi­ple between inanimate substances and those of living matter.

The atomic theory allows us to treat all the properties of matter in terms of the molecules that make it up. This has enabled the develop­ment of chemistry (and physics) to progress rapidly. An explanation in terms of molecular structure allows scientists to carry out rational experiments to test the explanations. Further­more, correct explanations of significant and desired properties lead to the possibility of predicting improvements to those properties by molecular modification. This, in turn, then allows additional experiments to produce ma­terials with such improved properties.

This chain of events is the basis of all ap­plied research, and the chief reason why living standards have so improved that in the devel­oped nations the good life should now be possible for everyone.

За 4000 років хімії відіграли істотну роль у розвитку людства. З початку бронзового століття люди використовували хімічні процеси в плавки і glassmak-ня; рано медицині та алхімії були тісно пов'язані і хімії зіграли ключову роль у пробудженні наукового інтересу в епоху Відродження і в промисловій революції. Але, перш за все, саме в останні 100 років, що вплив хімії вибухнув, так що тепер зачіпає всі аспекти наукового знання і цивілізованого життя.

Більшість знайомих продуктах навколо нас-де залежати від хімічної промисловості. Сучасні транспортуванні спирається на синтетичний каучук, метал, і високої енергії палива. Будівельна галузь потребує фарби, пігменти, сплавів, цементу, скла, пластмаси та кераміки. Наш одяг і тканини стають все більш вироб-захопленого зі штучних волокон, таких як нейлон і поліестер, пофарбовані синтетичними барвниками і очистив від синтетичних миючих засобів і розчинників. Добрива, антифризи, дезінфікуючих засобів, пестицидів, косметика, клеї та препарати знаходяться всього в декількох інших продуктів синтетичної хімії.

Атомна теорія матерії

Життєво прорив, який дозволив хімії, щоб стати центральним наука демонстраційного атомної природи матерії. У близько 1800 Джон Дальтон зрозумів, що вся матерія складається з відносно невеликої кількості елементів. Він припустив, що ці елементи об'єднуються, щоб разом, у відповідності з їх валентністю скласти дискретних молекул. (Таким чином, вода, H20, утворюється комбінація з двох атомів водню з одним атомом кисню). Антуан Лавуазьє довів, що горіння це просто хімічна сполука горючого матеріалу з киснем повітря. На початку дев'ятнадцятого століття, Фрідріх Велер синтезували сечовину з неорганічних матеріалів і показали, що не існує принципової різниці між неживих речовин і тих, хто живої матерії.

The atomic theory allows us to treat all the properties of matter in terms of the molecules that make it up. This has enabled the development of chemistry (and physics) to progress rapidly. An explanation in terms of molecular structure allows scientists to carry out rational experiments to test the explanations. Further-more, correct explanations of significant and desired properties lead to the possibility of predicting improvements to those properties by molecular modification. This, in turn, then allows additional experiments to produce materials with such improved properties.

This chain of events is the basis of all applied research, and the chief reason why living standards have so improved that in the developed nations the good life should now be possible for everyone.

Chemistry and the biological sciences

In the last 50 years, chemistry has become the language of the biological sciences and the basis of many of its most important experi­mental theories and methods. For example, re­production is central to the concept of living matter. Since James Watson and Francis Crick broke the genetic code in the late 1950's, we understand in molecular terms how informa­tion is passed from one generation to another. Genes are made up of nucleic acids; nucleic acids allow the synthesis of proteins in living organisms; and proteins are the universal cata­lysts for the chemical processes that make up life.

The science of molecular genetics—literally genetics explained by chemistry—has already had great influence on world food production through the development of new improved strains of crop plants and farm animals. And much more progress lies just ahead.