Sejarah kimia
Pada tahun 1873, Jacobus Henricus van 't Hoff dan Joseph Achille Le Bel, yang bekerja secara terpisah, mengembangkan model ikatan kimia yang menjelaskan eksperimen khiralitas Pasteur dan memberikan penyebab fisik aktivitas optik pada senyawa khiral. Publikasi van 't Hoff, yang disebut V oorstel tot Uitbreiding der Tegenwoordige in de Scheikunde gebruikte Structuurformules in de Ruimte, dll. (Proposal
untuk pengembangan rumus struktur kimia 3 dimensi) dan terdiri dari dua belas halaman teks dan satu halaman diagram, memberikan dorongan untuk pengembangan stereokimia. Konsep "atom karbon asimetris", yang dibahas dalam publikasi ini, memberikan penjelasan tentang terjadinya banyak isomer, yang dapat dijelaskan dengan menggunakan rumus struktur saat ini. Pada saat bersamaan ia menunjukkan adanya hubungan antara aktivitas optik dan adanya atom karbon asimetris.
Karya fisikawan matematika Amerika J. Willard Gibbs pada aplikasi termodinamika sangat berperan dalam mengubah kimia fisik menjadi sains deduktif yang ketat. Selama tahun 1876 sampai 1878, Gibbs meneliti prinsip-prinsip termodinamika, menerapkannya pada proses kompleks yang terlibat dalam reaksi kimia. Ia menemukan konsep potensial kimia, atau "bahan bakar" yang
membuat reaksi kimia bekerja. Pada tahun 1876 ia menerbitkan kontribusinya yang paling terkenal, "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances", sebuah kompilasi karyanya tentang termodinamika dan kimia fisik yang mengemukakan konsep energi bebas untuk menjelaskan dasar fisika kesetimbangan kimia. Kandungan esai ini adalah awal dari teori Gibbs mengenai fase materi:
dia menganggap setiap keadaan materi merupakan fase, dan setiap zat adalah komponen. Gibbs mengambil semua variabel yang terlibat dalam reaksi kimia- suhu, tekanan, energi, volume, dan entropi- dan memasukkannya ke dalam satu persamaan sederhana yang dikenal sebagai kaidah fase Gibbs.
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 teoretis 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. 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.
Penemuan insinyur Jerman Carl von Linde tentang proses kontinu pencairan gas dalam jumlah banyak membentuk dasar teknologi refrigerasi modern dan memberikan dorongan dan sarana untuk melakukan penelitian ilmiah pada suhu rendah dan vakum yang sangat tinggi. Dia mengembangkan kulkas metil eter (1874) dan lemari es amonia (1876). Meskipun unit pendingin lain telah dikembangkan sebelumnya, karya Linde
adalah yang pertama dirancang dengan tujuan perhitungan efisiensi yang tepat. Pada tahun 1895 ia mendirikan pabrik berskala besar untuk produksi udara cair. Enam tahun kemudian ia mengembangkan metode untuk memisahkan oksigen cair murni dari udara cair yang menghasilkan konversi industri yang luas pada proses yang memanfaatkan oksigen (misal, dalam pembuatan baja).
Pada tahun 1883, Svante Arrhenius mengembangkan teori ion untuk menjelaskan konduktivitas dalam elektrolit. Pada tahun 1884, Jacobus Henricus van 't Hoff menerbitkan Études de Dynamique chimique (Studi Kimia Dinamis), sebuah studi awal mengenai kinetika kimia. Dalam karyanya ini, van 't Hoff memasuki bidang kimia fisik untuk pertama kalinya. Hal yang sangat penting adalah
pengembangannya pada hubungan termodinamika umum antara panas konversi dan perpindahan kesetimbangan sebagai hasil variasi suhu. Pada volume konstan, kesetimbangan dalam suatu sistem akan cenderung bergeser ke arah yang berlawanan dari perubahan suhu yang dikenakan pada sistem. Dengan demikian, penurunan suhu menyebabkan panas berkembang sambil meningkatkan suhu hasil penyerapan panas. Prinsip kesetimbangan bergerak ini kemudian
(1885) dimasukkan ke dalam bentuk umum oleh Henry Louis Le Chatelier, yang memberikan prinsip untuk memasukkan kompensasi, dengan perubahan volume, untuk perubahan tekanan yang dipaksakan. Prinsip van 't Hoff-Le Chatelier, atau singkatnya prinsip Le Chatelier, menjelaskan respons kesetimbangan kimia dinamis terhadap tekanan eksternal.
Pada tahun 1884, Hermann Emil Fischer mengusulkan struktur purin, struktur kunci dalam banyak biomolekul, yang kemudian disintesisnya pada tahun 1898. Dia juga mulai meneliti kimia glukosa dan gula yang terkait. Pada tahun 1885, Eugene Goldstein menamai sinar katoda, yang kemudian ditemukan terdiri dari elektron, dan sinar kanal, kemudian ditemukan sebagai ion hidrogen positif yang
telah dilucuti dari elektron mereka dalam tabung sinar katoda; ini kemudian diberi nama proton. Tahun 1885 juga mengalami penerbitan buku J. H. van 't Hoff L'Équilibre chimique dans les Systèmes gazeux ou dissous à I'État dilué (Kesetimbangan kimia dalam sistem gas atau larutan yang sangat encer), yang membahas teori larutan encer ini. Dalam bukunya, dia menunjukkan bahwa "tekanan
osmotik" dalam larutan yang cukup encer sebanding dengan konsentrasi dan suhu absolut sehingga tekanan ini dapat ditunjukkan dengan rumus yang hanya menyimpang dari rumus tekanan gas dengan koefisien i. Dia juga menentukan nilai i dengan berbagai metode, misalnya dengan cara tekanan uap dan hasil François-Marie Raoult pada penurunan titik beku. Dengan demikian van 't Hoff dapat membuktikan
bahwa hukum termodinamika tidak hanya berlaku untuk gas, tetapi juga untuk larutan encer. Hukum tekanannya, yang diberikan validitas umum oleh teori disosiasi elektrolitik Arrhenius (1884-1887)- orang asing pertama yang datang untuk bekerja dengannya di Amsterdam (1888)- dianggap paling komprehensif dan penting dalam dunia ilmu alam. Pada tahun 1893, Alfred Werner menemukan struktur oktahedral kompleks kobalt, sehingga membentuk bidang ilmu kimia koordinasi.
Penemuan paling terkenal dibuat oleh kimiawan Skotlandia William Ramsay dalam kimia anorganik. Ramsay terinspirasi oleh penemuan fisikawan Inggris John Strutt, 3rd Baron Rayleigh pada 1892 yang menyatakan bahwa berat atom nitrogen yang ditemukan pada senyawa kimia lebih rendah daripada nitrogen yang ditemukan di atmosfer. Dia menganggap perbedaan ini pada gas ringan yang termasuk dalam senyawa kimia