tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
וזאת מכיוון שהאינטגרל של רימן לוקה בכמה חסרונות.
לדוגמה, אוסף הפונקציות שעליהן ניתן לבצע אינטגרציה לפי רימן אינו שלם לפי מספר נורמות טבעיות.
ההכללה הטובה ביותר הייתה זו של אנרי לבג, הנקראת אינטגרל לבג, אשר מבוססת על תורת המידה (שבמרכזה מידת לבג שהיא מידה המכלילה את מושג האורך).
היסטוריה של החינוך היא חקר ההיסטוריה של ההוראה והלמידה בחברה האנושית.
ערך זה כולל גם מושגים בפילוסופיה של החינוך.
ילדים היו לומדים באורח לא פורמלי בשתי צורות עיקריות – לקיחת חלק בפעילויות המבוגרים ומשחקי חיקוי של פעולות אלו.
המשחק היה דרכם של הילדים להתאמן ולהכשיר עצמם לפעילות כבוגרים.
במשך רוב ההיסטוריה, חינוך והשכלה, כאשר ניתנו באופן מסודר, ניתנו רק לילדים של האליטה החברתית, ובמקרים רבים לבנים בלבד, כאשר בנות לעיתים לא לומדות, ולעיתים לומדים חינוך נפרד.
בתקופת המהפכה התעשייתית באנגליה נפתחו בתי ספר שלימדו ארבע כיתות בלבד.
במקביל לעליית הלאומיות, נוצרו בתי ספר לאומיים מסודרים, שבהדרגה שומשו גם תלמידים משכבות אוכלוסייה שונות וגם תלמידות.
כבר בתקופה ההלניסטית, לפני כ-2500 שנה, הייתה התייחסות לנושא החינוך.
גישות חינוכיות מהתקופה ההלניסטית מיוצגות על ידי שני אחים מיתולוגיים: פרומתאוס (ביוונית משמעו "חשיבה מראש"), ואפימתאוס (ביוונית משמעו "לחשוב כמקודם").
הגישה הפרומתאית מאמינה באדם, וכן שניתן לחנך אנשים רבים.
לעומתה, הגישה האפימתאית מייצגת את המסורת השמרנית האריסטוקרטית.
אפלטון, האריסטוקרט ונציגה של הגישה האפימתאית, אמר באחד מכתביו: בכך הוא התכוון שילד צריך להיוולד למשפחה אריסטוקרטית על מנת שתהיינה בו תכונות טבעיות שאותן ניתן לטפח.
המסורת השמרנית, המתחילה מאפלטון, ייעדה את החינוך לאלו אשר אמורים להנהיג את החברה.
הם לא ראו בחינוך ככלי לימוד תחומים יומיומיים, אלא בעיקר נושאים כגון היסטוריה וספרות שעל פיהם יפתחו המנהיגים לעתיד מודלים להתנהגות.
מאז זמנו של אפלטון חשבו השמרנים כי חברה תהיה יציבה ומאורגנת אם היא תהיה מנוהלת על ידי אריסטוקרטים, ורצוי אריסטוקרטים אינטלקטואלים.
אריסטו, כמורהו - אפלטון, היה שמרן והחזיק בדעה שחברה צריכה להיות בעלת מבנה הירארכי.
בספרו "אתיקה" הוא אומר שיש אנשים שנולדו להיות עבדים ואחרים גורלם הוא לשלוט.
עבור אריסטו, הנשים היו שייכות לחלוטין לגברים.
למשפחה אין כל אמירה בנושא כיוון החינוך.
אריסטו אחז בגישה הספרטנית של החינוך; בידיה של המדינה לשלוט בנושא זה, מאחר שהיא צריכה ליצור גברים, כפי שהמדינה הייתה רוצה שיהיו.
בספרו "ההיסטוריה החברתית של החינוך" כותב ההיסטוריון רוברט בק "היטלר, סטלין וכל שאר הרודנים המודרניים היו בוודאי מרוצים מהגישה החינוכית של אריסטו".
אפלטון ואריסטו נשענו על המודל החינוכי של המשורר הומרוס.
הפואמות האפיות שלו איליאדה ואודיסאה תיארו את הציוויליזציה המיקנית של המאה ה-12 לפנה"ס.
החשיבות של הומרוס לחינוך נעוצה בכך שהשירה האפית שלו שהיללה את השלמות של התרבות הקדומה הוכרו כמטרת החינוך היווני.
הפילוסופיה ההומרית לא הוחלפה עד המאה הרביעית לפני הספירה, אלא התווספו לה לימודי המתמטיקה (בהמלצת אפלטון), דקדוק ורטוריקה.
החינוך של צעירים בגילאים שבין שבע וארבע עשרה כלל את האידיאל ההומרי (גוף, הגיון ואופי), משחקי אתלטיקה, שירה של פואמות אפיות בליווי נבל.
כך שבתקופה ההלנית ציפו מהילדים ללמוד את שלושת ה"R".
האריסטוקרטיה האירופית מצאה מאות שנה מאוחר יותר את האידיאל ההומרי כרעיון אטרקטיבי מאוד.
מודל זה כלל הנחות בסיס כגון שלא ניתן לחנך את רוב האנשים.
בתחילת המאה ה-5 לפנה"ס החל סולון, מאבות אבותיו של אפלטון, ברפורמה חברתית שהביאה להתפתחותה של הגישה הדמוקרטית, שלוותה בהערכה גוברת למסחר, עסקים ומלאכת יד.
בשיא תקופה זו, היוו ספרטה ואתונה שני קצוות של תפיסה חברתית.
הספרטנים שימרו את הגישה השמרנית המסורתית של שלטון האריסטוקרטיה והאתונאים את הגישה הליברלית דמוקרטית.
התפשטות זו של הדמוקרטיה סללה את הדרך למורים לאמנות הנאום וחכמת הדיבור - הסופיסטים.
מורים אלו הציעו להכין נערים צעירים לקראת הזדמנויות חדשות שהציגה להם אתונה.
השמרנים סלדו מהמחשבה ללמד נערים להיות בעלי השפעה ועשירים במקום לפתח תכונות קיימות בתחום הגוף, החשיבה והאופי.
נוצרה כאן דיכוטומיה ברורה בין הגישה השמרנית-אריסטוקרטית והגישה הסופיסטית שעסקה בלימוד עולם הטבע והאדם בתקווה שהתלמיד יכול לנהל את שניהם – עולם הטבע והאדם.
הסופיסטים (הידועים שבהם הם איזוקרטס היווני וקיקרו הרומי) לא עסקו רק בהקניית כלים להיות עשיר ובעל השפעה, אלא מטרתם הייתה לעזור לתלמיד להתפתח בתחכום ויעילות כאזרחים הנוטים לשפר את גורל האדם.
היו שתי קבוצות של סופיסטים ובהתאם שתי תוכניות לימוד.
האחד היה מבוסס על מדעי הטבע והשני על הנפוץ יותר, על רטוריקה ומדע המדינה.
ההשפעה העיקרית של הסופיסטים הייתה על החינוך הגבוה שלתוכו הם הכניסו את הרטוריקה והדקדוק.
גם הסופיסטים לימדו רק את המעמד העליון והעשיר מאוד מאחר שהם גבו תשלום גבוה מאוד עבור הוראתם.
הרומאים אימצו את החינוך ההלניסטי, אך בית הספר עבר מספר שינויים.
מהלך הלמידה התחלק לשני שלבים, שיצרו ביחד את שבעת התחומים של מדעי הרוח, אשר יהוו את ליבה של תוכנית הלימודים האירופאית:
שלב הלימוד הבסיסי, שכונה טריוויום, מאחר שכלל שלושה תחומי לימוד: דקדוק, רטוריקה, לוגיקה.
השלב המתקדם, שכונה קוואדריום, מאחר שכלל ארבעה תחומי לימוד: אריתמטיקה, גאומטריה, אסטרונומיה, מוזיקה.
הרטוריקה והדקדוק הם תרומתם של הסופיסטים והלוגיקה שלימדו הייתה הלוגיקה של אריסטו.
חינוך גופני לא הוזכר בשמו אך נלמד כמשהו מובן מאליו.
ההבדל בין שתי תרבויות אלו הוא בהבחנה שבין לימוד תאורטי לחשיבה פילוסופית, המיועד להכשיר מנהיגים, לבין לימוד יישומי המיועד להכשיר אזרחים.
הפרוגרסיביים שמים את הדגש על לימוד ריאליסטי יותר, כגון מדעים וטכנולוגיה, בעוד שהשמרנים מבליטים יותר את הלימודים ההומניסטיים, כגון ספרות, היסטוריה, פילוסופיה.
לאורך ההיסטוריה של החינוך מופיעים שמותיהם של שני בני פלוגתא רומיים, קווינטיליאן ופלוטארך, מהם קיבלו ההומניסטיקנים את הגישה ההלניסטית האומרת שצריך להציב בפני נערים מודלים לאופי וביטוי נכון.
שניהם ראו בזיכרון ערך עליון בתהליך למידה.
התפיסה הייתה שאם ילד יזכור דוגמאות של התנהגות והתבטאות נכונים הוא גם ישתמש בזה.
"זיכרון טוב", כתב קווינטיליאן, "הוא הסימן הראשון לתבונה טבעית".
פלוטראך כתב "שמעל לכל דבר אחר, חשוב לאמן ולתרגל את זיכרון הנוער, מאחר שזהו המחסן של החינוך".
במאות ה-15, ה-16 ו-ה-17 נתפסה באירופה הנצרות כאמצעי העיקרי לחיים טובים ומשמעותיים.
בתקופה זו חלה פריחה מחודשת של שפות קלאסיות עתיקות ובהן עברית, יוונית ולטינית, מאחר שהן אפשרו לקרוא את כתבי הקודש בשפת המקור ובכך היוו מפתח לעולם האלוהי.
במאות אלו, להבדיל מהמאות המאוחרות יותר, הייתה ההומניסטיקה רק בהקשר לדת ולכנסייה.
ההומניסטיקנים הידועים של תקופה זו היו ארסמוס, ג'ון לוק ורבלייס.
ארסמוס היה הומניסט נוצרי, לעומת רבלייס שהיה הומניסט פרומתאי שראה בלימוד השפות כלי להתפתחות האנושות, אך לא היו הבדלים מהותיים ביניהם בתפיסתם את תוכנית הלימודים המומלצת.
הרצון שלהם ללמד לטינית נבע מהאפשרות ליצור תקשורת ולגשר על מחסומים.
הם היו אנשי העולם גם בהיבט של הכשרתם את תלמידיהם לחיים בהם הם אמורים להנהיג.
ההומניסטים לא ראו עצמם כשייכים לאומה אלא לאנושות.
ארסמוס ביקש מתלמידיו לשאול "לא היכן אני חי, אלא באיזו מדת אצילות אני חי.
זה טוב לאהוב את מולדתך, אבל חשוב לראות גם את המולדת של כולם".
בחינוך ההומניסטי לא היה מקום להתמחות.
ג'ון מילטון נחשב לאחד מהוגי הדעות החשובים של המאה ה-17. לדעתו מטרת החינוך ההומניסטית לספק לבוגר בחברה חינוך שלם ונדיב, אשר יאפשר לו לתפקד באופן נכון, במיומנות ואצילות בכל סוגי המשרות בשרות הציבורי ובשוק הפרטי בעת שלום ובעת מלחמה.
מילטון נאבק בדורו ברדוקציוניסטים כפי שארסמוס נאבק לפניו.
אלו לא ראו בבית הספר ככלי לסיפוק כלים בכל התחומים, אלא במיצוי הכישרון הספציפי של כל תלמיד.
לימוד הספרות הקלאסית ככלי ולא כמטרה בפני עצמה.
ג'ון מילטון היה אחד המתנגדים הבולטים לדגש שניתן ללטינית, וכמו רוסו, בן פרנקלין ואנשי חינוך נוספים במאות ה-18, 19 הוא הטיף לכך שנושאי הלימוד יבחרו על פי מידת ההתאמה שלהם לעולמם של התלמידים.
לדוגמה, הוא לימד את תלמידיו לטינית דרך טקסטים שעסקו בחקלאות.
במאה ה-17 עד המאה ה-19 התנהל במערב מאבק להקמת מערכת חינוך מקיפה ואחידה, המכוונת לצמצום פערים חברתיים.
במקביל התנהל מאבק במטרה להשוות בין הלימודים ההומניסטיים, המדעיים והמקצועיים.
שינויים אלו בחינוך נוסחו על ידי רפורמטורים אשר האמינו בערך החופש הדמוקרטי ושאפו למשטר שבו כל אזרח אחראי עבור פעילות אזרחית נבונה.
הם הבינו שמשטר דמוקרטי תלוי בהשכלתם של האזרחים.
בארצות הברית, הוכרע המאבק כבר במאה ה-19. באירופה, נמשך המאבק 40 שנה והוא הוכרע בעקבות שביתת הנשק של 1918.
הגורמים שהשפיעו על שינוי זה:
קבוצות דת: פעולתן של קבוצות דתיות (קתולים, פרוטסטנטים ויהודים) להתפתחות בתי הספר הפרטיים והציבוריים.
המחויבות של קבוצות אלו נבעה מהחשש שללא חינוך תיעלם האמונה וכן שהחינוך חשוב לפתוח האישיות.
כי ללא השכלה קשה לפתח אופי/אישיות.
כלכלה יצרנית: אלמנטים של הכלכלה הבורגנית במאות 18-20. קפיטליזם, שנתמך בארצות הברית ומדינות צפון אירופה על ידי ה"אתיקה הפרוטסטנטית", הטיף ליצרנות וביחד עם המהפכה התעשייתית קרא להרחבת ההשכלה, ותמך בכך הן באמצעות הספקת הסיבה הפרקטית והן אספקת הון דרוש.
כוח פוליטי: ההכרה של שליטים בכוח הטמון בחינוך אחיד וצנטרליסטי.
הרודנות הנאורה שהתקיימה במחצית המאה ה-18 במרבית אומות אירופה הביאה שליטים שהייתה להם שליטה ריכוזית ויכלו לצוות על הקמת מערכת ציבורית אחידה לחינוך יסודי חובה.
הבירוקרטיה שהוקמה לאכוף תקנה זו ולהוציאה לפועל הייתה פועל יוצא של הוראת השליט.
עוני כבד: כתוצר לוואי של המהפכה התעשייתית, היו חייהן של השכבות הנמוכות כה אומללים עד שמשכו את תשומת לבם של רבים ולאו דווקא של אנשי חינוך.
היה לחץ רב על ממשלות לחוקק חוקים שהורו לקהילות מקומיות לדאוג למזון, לבוש ומחסה וכן ללמד אותם משלח יד.
ההולנדים חוקקו חוק זה ב-1581 ובאנגליה הוא עבר ב-1601.
בתי הספר שהוקמו בעקבות חוק זה נקראו "בתי ספר של צדקה".
בתי ספר אלו יצרו סטיגמה של בתי הספר היסודי במאה ה-19 כחינוך של צדקה המיועד לילדי עניים.
עברו שנים ארוכות עד אשר השתחררו בתי הספר בארצות הברית ואירופה מסטיגמה זו.
הגישה ההומניטרית התמקדה בחינוך מקצועי לא כאמצעי לפילנתרופיה או טיפול העבריינות או יתמות, אלא כהכשרה ראויה לגברים ונשים צעירים אשר יצטרכו ללכת לעבוד לאחר סיום בית הספר היסודי ובוודאי לאחר סיום התיכון.
אוגוסט הרמן פרנקה ( היה פיאטיסטי.
כאוונגליסטי פרוטסטנטי אדוק הוא האמין שעזרה לילדי העניים היא הדרך הנוצרית לעבוד את האלוהים.
הוא אסף תרומות שאפשרו לו להקים בית ספר בו לימד את הילדים לקרוא ולשיר ובכך להפוך אותם לפעילים בטקס הכנסייתי.
הילדים העניים אשר הגיעו לפרנקה למדו בנוסף לקריאה, שירה וכתבי הקודש גם אריגה וסריגה אבל לא ברמת מיומנות שתאפשר להם להפוך לבעלי מקצוע.
הילדים היו לבושים בגדים קרועים וטלואים.
והם למדו את מה שהיה דרוש על מנת שיוכלו לדאוג ללבושם, אך לא מעבר לכך.
במקביל, ניהל פרנקה בית ספר "פדגוגיום" עבור ילדי האריסטוקרטיה.
בית ספר כלל תוכנית הומניסטית קלאסית שכללה שפות עתיקות (כולל עברית) יחד עם מקצועות מודרניים כגון גרמנית, צרפתית, מתמטיקה, פיזיקה, מינרלוגיה, אסטרונומיה, בוטניקה, אנטומיה, גאוגרפיה, היסטוריה, ציור ומוזיקה.
אף על פי שחלק מתחומים אלו נלמד באופן שטחי למדי, זכה בית הספר של פרנקה לתשומת לב רחבה מאוד באירופה.
הפדגוגיום של פרנקה היה אב טיפוס לחינוך העל יסודי באירופה.
מאתיים שנה לאחר מותו נוצרו ממנו שלושה כיווני לימוד שונים באירופה האחד התמקד ביוונית, לטינית ושפות זרות מודרניות, השני התמחה בשפות זרות מודרניות, אבל מצא מקום גם ללטינית ומעט היסטוריה ומדע והשלישי התמקד במדעים כגרעין אבל לא התעלם גם משפות זרות.
יואהן יוליוס הקר () היה תלמידו של פרנקה.
20 שנה לאחר מותו של פרנקה הקים תלמידו הקר את ה"ריאלשולה" ().
זה היה בית ספר למסחר שזכה להתעניינות רבה ותמיכה מצד מלך פרוסיה, מאחר שהוא ראה בו כלי מבטיח ליצור אזרחים פרודוקטיביים.
הקר צעד לקראת חינוך מקצועי והכניס מקצועות לימוד כגון ניפוח זכוכית, חקלאות, ניהול חשבונות וכרייה כחלק מרכזי של תוכנית הלימודים.
היסודות של פיזיקה, כימיה, גאומטריה, מכניקה, ארכיטקטורה, שרטוט, בוטניקה ומינרלוגיה נכללו בתוכנית הלימודים, אולם הקר ראה בבית הספר הריאלי כבית ספר מקצועי.
הגישה של הקר הייתה פרקטית מאוד הוא התמקד בהענקת כלים לבוגריו כבעלי מקצוע, אשר יוכלו להתפרנס בכבוד ממשלח ידם.
המלך כל כך התרשם מהגישה החינוכית הפרקטית של הקר ומינה אותו ב-1763 לנסח את חוק בית הספר הפרוסי, אשר הפך את החינוך היסודי לחובה.
הפילוסוף-מחנך השווייצרי ז'אן ז'ק רוסו (1712-1778) היה בן תקופתו של הקר ותקופת חייו חפפה גם לתקופתו של פרנקה.
הפילוסופיה החינוכית שלו שואבת משניהם.
רוסו הביא לתוכנית הלימודים את אומנות עבודת היד, אך מבלי להפוך את החינוך למקצועי כפי שעשה הקר.
הוא נזהר מאוד מיצירת חינוך הומניסטי לבני האריסטוקרטיה ונמנע במקביל מהפיכת החינוך לכלי להכשרת ילדי עניים.
החזון החינוכי של רוסו היה חינוך לכל.
רוסו ביסס את גישתו זו על האמונה שאדם יכול לרכוש מידע אמין רק מתוך התנסות ותצפית מדוקדקת.
הוא רכש עמדה זו מתוך התנסותו בנעוריו כשוליית נגרים ובעלי מלאכה נוספים.
עבור רוסו אומנויות החקלאות והמכניקה היו עדיפות על שפה וספרות מבחינת "אימון החשיבה".
בהיסטוריה של החשיבה, קיבלה גישתו זו של רוסו את המונח אמפריסיזם.
יוהאן היינריך פסטלוצי היה קורא נלהב של רוסו ומשוכנע כמוהו שכל נער יכול ללמוד מיומנויות אקדמיות בסיסיות בעת שהוא לומד אומנויות מוחשיות כגון עבודה בחווה חקלאית.
החזון שלו היה להראות שילדי עניים מסוגלים לפתח את יכולתם האינטלקטואלית ואופים המוסרי, באמצעות פעילות לימודית שמטרתה להרוויח כסף למזון וביגוד.
בדומה לרוסו, לא ראה פסטולוצי כל סתירה בין עבודת כפיים ורכישת ידע.
מעל הכל העמיד פסטולוצי עקרון אחד והוא שבאמצעות חינוך יכול כל יצור אנוש לרכוש רמה גבוהה ביותר של הערכה עצמית וכוח.
פסטולוצי השקיע את כל תשומת לבו בפרט (אינדיבידואל).
למידת בית הספר צריכה להתקדם באמצעות גידול של רגישות להבנה כיצד הילד מתפתח וגדל.
פסטולוצי האמין שבאמצעות ניסוי מתמיד המתבסס על ההבנה כיצד ילד גדל ומתפתח, בית הספר יצליח ללעזור לילד ולמתבגר לעזור לעצמם.
בכל אחד מבתי הספר שלו, (לפעמים היו שם יותר ממאתיים תלמידים), האווירה הייתה לא של בית ספר, ולא של בית.
התלמידים חיו באווירה מעודדת וזכו לתמיכה פסיכולוגית.
היה להם מקום במשפחה והם למדו אודות עצמם ובנוסף גם קריאה, כתיבה, חשבון ונושאים נוספים.
פסטולוצי כמו פילוסופים נוספים במאה ה-18 אחז בדעה, כי כל הדברים מצייתים לחוקי הטבע של התפתחות קבועה.
פסטולוצי הביא לביתו שבכפר נואוף שבחבל ארגאו שבשווייץ 20 חסרי בית אשר עבדו ולמדו, אבל למרות כל מאמציהם הם לא הצליחו לייצר מספיק על מנת להחזיק את החווה, אשר פשטה את הרגל בטרם היה אפשר להעריך את התוצר החינוכי של גישתו של פסטלוצי.
פסטולוצי קיים את בית ספרו כ-25 שנה עד 1825, שנתיים לפני מותו.
שמו של פסטולוצי זכה לבסוף להכרה כלל עולמית על ידי אנשים בעלי כוח ואמצעים.
הצאר של רוסיה העניק לו תואר אבירות; צרפת העניקה לו את תואר "אזרח הרפובליקה".
אנגליה וצרפת שלחו סטודנטים לחינוך לצפות בעבודתו.
אולם, התקופה היחידה בה זכו רעיונותיו של פסטולוצי לפריחה הייתה בין 1805-1810.
אנגליה הובילה את השינוי בחינוך האירופאי בעקבות מלחמת העולם השנייה.
ב-1944 הם הוציאו תקנה שעיקרה קריאה לחינוך לכל, על פי יכולתם הלימודית ועניינם ולא על פי יכולתם הכספית.
בסוף בית הספר היסודי הם ערכו מבחני מעבר ומי שנכשל נשלח לבתי ספר שכונו "בתי ספר מודרניים".
ב-1950 היו השוודים הראשונים לבטל את ההפרדה הבית ספרית על פי מעמדות, ואחריהם הלכו כל מדינות סקנדינביה.
על פי שיטתם למדו כל התלמידים באותם בתי הספר עד גיל 16.
הגל הראשון היה בשיאו בשנות ה-20 וה-30 של המאה, ובו הזרם האלטרנטיבי המרכזי כונה "החינוך החדש" או "החינוך הפרוגרסיבי" ; את הגל השני הוביל בשנות ה-70 זרם שכונה "החינוך הפתוח" או "החינוך החופשי" ; הגל השלישי החל בשני העשורים האחרונים של המאה והזרם המרכזי בו כונה "החינוך הדמוקרטי".
היסטוריה של הכימיה היא העיסוק בהתפתחות הטכנולוגית והתפיסתית של האנושות בתחומי הכימיה.
תחילתה לפני יותר מ-4,000 שנה במצרים העתיקה, שם החלו הניסיונות הראשונים בכימיה ניסויית (המכונה "כימיה רטובה", בניגוד לכימיה תאורטית).
בסביבות 1000 לפני הספירה החלו תרבויות שונות להשתמש בטכנולוגיות שלימים יהוו את הבסיס לענפי הכימיה המודרנית.
הפקת מתכות מעפרות, קדרות וזכוכית, ייצור בירה ויין, ייצור פיגמנטים לשימושים קוסמטיים ולצביעה, צביעת בדים, עיבוד עורות, ייצור גבינה, מיצוי חומרים מצמחים למטרות רפואה ובשמים, יצירת מסגים ושימוש בשומן ליצירת סבון היו חלק מהתהליכים הכימיים הראשונים שנעשה בהם שימוש.
ניסיונות פילוסופיים לקביעת טבעו ומבנהו של החומר נכשלו, ואף ניסיונותיהם של האלכימאים לא צלחו, אך ניסויים אלה והתיעוד שהותירו אחריהם הכשירו את הדרך להתפתחות הכימיה המודרנית.
נהוג לראות את סיום האלכימיה וניצניה של הכימיה המודרנית בעבודתו של רוברט בויל, The Sceptical Chymist ("הכימאי הסקפטי", בתרגום חופשי) שראתה אור בשנת 1661 בלונדון.
עבודתו של אנטואן לבואזייה בנושא חוק שימור החומר, שדרשה מדידות ותצפיות מדויקות של תופעות כימיות, הפכה את הכימיה למדע מדויק.
למעשה, גם הכימאים וגם האלכימאים עסקו בהרכב החומר, מבנהו והתגובות שהוא יוצר, אך ההבדל בהם טמון במטרותיהם ובעובדה שהכימאים עובדים לפי השיטה המדעית.
ההיסטוריה של הכימיה משתלבת גם עם ההיסטוריה של התרמודינמיקה, בעיקר דרך עבודתו של וילארד גיבס.
תחילתה של הכימיה המודרנית הייתה בקבלתה של התורה האטומית, ויצירת הטבלה המחזורית.
עם התפתחות תורת הקוונטים נטשטשה החלוקה המסורתית הברורה בין פיזיקה לכימיה, ושתיהן חופפות בתחום של יצירה, אפיון ותכונות של חומרים ומולקולות, ואף חופפות לביולוגיה בחקר של נגיפים ותהליכים בתאים.
בין התגובות הכימיות הראשונות ששירתו את האנושות ונעשה בה שימוש רב הייתה בעירה.
האש, בהיעדר הסבר מדעי, הייתה במשך אלפי שנים כוח מיסטי בלתי-מוסבר היכול לשנות חומר לחומר אחר (שריפת עץ, הרתחת מים, קדרות) תוך פליטת חום ואור.
לאש הייתה השפעה רבה על האנושות בהיבטים רבים: החל מהיבטים פשוטים, של תאורה ובישול, עבור בברוא יערות ועד לטכנולוגיות מתקדמות, כגון קדרות, יצירת לבנים והתכת מתכות ליצירת כלים.
הפקת כלי חרס - קדרות קיימת במשך עשרות אלפי שנים.
האתר דולני וייסטוניצה במוראביה שבצ'כיה מהתקופה הפלאוליתית העליונה ותוארכה באמצעות תיארוך פחמן-14 ל-26,000 שנה לפני זמננו.
באתר התגלו ונוס מדולני וייסטוניצה - פסלון קרמיקה של צלמית ונוס, כ-2,300 פסלוני חרס של בעלי חיים, וכבשן לשריפת קרמיקה (הקדום ביותר בעולם).
בסין נמצאו כלי חימר שתוארכו ל-18,000 שנה לפני הספירה.
בתקופה זו, במזרח אסיה שרר מזג אוויר קר מאד, למשך תקופה ארוכה.
כדי לשרוד, האנשים באזור היו חייבים לנצל את מזונם בצורה מקסימלית, והם עשו זאת באמצעות בישול המזון העמילני והבשר בתוך כלי החימר.
הידע והמיומנות עברו ליפן ולאזורים באגן הנהר אמור, ברוסיה.
הממצאים שם תוארכו ל-14,000 לפני הספירה.
לאחר שבעזרת האש התגלתה הזכוכית, השימוש הבא באש היה להפרדת עפרות ועיצוב מתכות.
תרבויות שונות החלו לעבד מתכת בתקופות שונות.
ב הופיעה חרושת של נחושת, לצד כלי אבן מסותתים שהמשיכו להתקיים מהתקופות הקודמות.
לפי מחקרים, הפקת נחושת במצבה המינרלי וכריית נחושת החלה כבר לפני יותר מ-12 אלף שנים, באלף העשירי לפני הספירה באזור צפון הפרת והחידקל ומעט מאוחר יותר באזור מזרח הים התיכון – באזורים בין ישראל לבין דרום טורקיה.
עד שנת 6000 לפני הספירה התפשטה כריית הנחושת מזרחה עד לאזור שבו שוכנת איראן וצפון מערבה לכיוון בו שוכנות סרביה ורומניה.
בסביבות שנת 5000 לפנה"ס (בתחילת תקופת הנחושת) פיתחו בני אדם באזור טורקיה או סוריה, שיטות לצרוף את הנחושת מעפרותיה, וכך התאפשר שימוש נרחב יותר בנחושת על ידי כרייה של נחושת מהאדמה במקומות בהם הנחושת מעורבת בחומרים אחרים.
הנחושת הותכה בכור ושימשה ליציקה בתבניות.
התכה ויציקה של נחושת התפשטו בהדרגה.
עד שנת 4000 לפני הספירה הדבר התקיים במזרח התיכון ובאירופה סביב אגן הים התיכון.
עד 3000 לפני הספירה הגיעה טכנולוגיה זו לצפון הודו וצפון אירופה.
עד 2000 לפני הספירה התפשטה הטכנולוגיה גם לספרד, בריטניה וסין.
השומרים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים לפני כ-5,000 שנה.
גם המצרים הכינו באותה תקופה חפצים מנחושת.
באחת הפירמידות נמצאה צנרת מנחושת בת כ-5,000 שנים.
תקופת הברונזה היא תקופה בתולדות הציוויליזציה האנושית שבה היכולת הטכנולוגית המתקדמת ביותר אפשרה ייצור כלים העשויים מארד (ברונזה) – סגסוגת מתכת המתקבלת מעירוב של נחושת עם בדיל.
תקופת הברונזה היא השנייה מבין מערכת שלוש התקופות, לאחר תקופת האבן.
תקופת הברונזה במזרח התיכון החלה בשנת 3300 לפנה"ס בערך, עם העלייה בשימוש בברונזה לייצור כלים ותופעת העיור בשני המרכזים העיקריים של העולם העתיק – מצרים ומסופוטמיה.
אזורים אלה היו הראשונים להשתמש בכלים עשויים ברונזה, ואחריהם החלו לעשות כן גם בלבנט, באנטוליה וברמה הפרסית.
בתקופת הברונזה בים האגאי שגשגה נוסדה תשתית מסחר רחבה, שנועדה לייבא בדיל ופחם לקפריסין, שם היו מתיכים נחושת עם הבדיל על מנת לייצר ברונזה.
כלי ברונזה שיוצרו בקפריסין יוצאו לכל מדינות הים התיכון.
התרבות ששלטה וארגנה את המסחר בים האגאי הייתה התרבות המינואית.
תקופת הברונזה בבריטניה הגדולה נמשכה בין 2200 לפנה"ס ל-700 לפנה"ס.
תקופת הברזל היא תקופה בתולדות האנושות שבה היכולת הטכנולוגית אפשרה לפתח כלים ואמצעים המבוססים על מתכת הברזל.
עמידות הברזל, טמפרטורת ההתכה הגבוהה שלו ושכיחותן של עפרות ברזל הפכה את השימוש בברזל לנפוץ וזול יותר מאשר אפשרויות המסתמכות על ברונזה.
המתכת היקרה ביותר הייתה הזהב, שהייתה ידועה במצרים העתיקה משנת 2600 לפני הספירה לערך.
יוקרו של הזהב, שהיה שימושי באותה תקופה רק לצורך תכשיטים, הוביל ליצירת האלכימיה והיה מאחד הגורמים החשובים ליצירת עולם הכימיה.
הניסיונות המוקדמים במטלורגיה הובילו ליצירת מסגים ולתקופת הברונזה.
קידום הכימיה בתחום זה הגיע עקב המלחמות באירופה ואסיה: סגסוגות חדשות הובילו ליצירת שריון וכלי נשק חזקים יותר.
לעיתים, אלו הכריעו את הקרב.
פילוסופים מהאסכולה המילטית, היא האסכולה הפילוסופית המוקדמת ביותר, שהתקיימה בסביבות המאה ה-6 לפני הספירה הניחו את הבסיס הראשון למדע היווני בכך שהוציאו מהתאולוגיה והמיתוס את המקריות ואת התערבותם של כוחות על-טבעיים.
הניסיונות הראשונים לקבוע את מבנהו של החומר היו ניסיונות פילוסופיים ועסקו בניסיונות להסביר את ההבדלים הנראים בין חומרים (צבע, ריח, צפיפות), את מצבי הצבירה השונים של חומר (מוצק, נוזל וגז) ואת התגובות השונות בעת חשיפת החומר לסביבה שונה (שפיכת מים על אש).
ההיסטוריה של תאוריות פילוסופיות כאלו מעידה כי כמעט בכל תרבות יש ניסיונות להסביר את התופעות הנצפות.
מרבית התאוריות הראשוניות הללו עוסקות בקיומם של מספר קטן של יסודות המרכיבים את כלל החומרים בטבע.
תחילה היו אלה החומרים והתופעות שסבבו את האדם, כדוגמת מים, עץ, אדמה, אור ואש, ומאוחר יותר תאוריות כי קיים חומר אחד המשנה צורה כדוגמת "הכל אתר", "הכל מים" או, בשלב מאוחר יותר, תאוריית הפלוגיסטון.
התאוריה כי קיימים ארבעה יסודות (אש, אוויר, מים ואדמה) אשר שילובם ביחסים שונים נותן את כלל החומרים הקיימים התפתחה במקביל במספר תרבויות שלא נפגשו כלל: התרבות ההודית, יוון העתיקה ואף בתרבות המאיה.
שתי גישות עיקריות לתיאור החומר התקיימו מימי קדם: אטומיזם, גישה הגורסת כי החומר בנוי מחלקיקים.
גישה זו התפתחה לתורה האטומית והוכחה במאה העשרים כנכונה.
הגישה השנייה גרסה כי החומר הוא רצף.
גישת האטומיזם הופיעה בשני מקומות במקביל: ביוון העתיקה הופיעה האסכולה האטומיסטית כחלק מהזרמים בפילוסופיה הקדם-סוקרטית, ובהודו העתיקה.
האטומיזם ביוון העתיקה התפתח בשנת 440 לפנה"ס לערך.
רעיונות אלו מתאר המשורר הרומאי לוקרטיוס בספרו "על טבע היקום" מהם ניתן להסיק כי כבר פילוסופים כדמוקריטוס ופרמנידס עסקו בגישת האטומיזם וטענו כי החומר בנוי מחלקיקים שלא ניתן לחלקם.
במקביל, באותה תקופה עסקו פילוסופים הודים במחשבה דומה.
גם הפילוסופים היוונים וגם ההודים סבלו מהעדר הוכחות המבוססות על ניסויים ומשכך היה קל לסתור את טענותיהם.
אריסטו טען כנגד התאוריה האטומיסטית.
פליניוס הזקן, בספרו רב הכרכים תולדות הטבע, מציג תיאורים ופיתוחים של התאוריה ותיאורים של מינרלים רבים.
אבן החכמים ותחילתה של האלכימיה
מציאת שיטה בה יוכלו להפוך מתכות זולות לזהב, היוותה אבן שואבת עבור רבים, כיוון שהרווח הצפוי היה עצום.
החומר המסתורי שהיה צפוי לעזור בכך, היה חומר המופק או מופרש מאבן החכמים.
ניסיונות אלו היוו את הבסיס לאלכימיה.
לאלכימיה היו שתי מטרות עיקריות: הפיכת מתכות פשוטות לזהב ומציאת תרופה אחת שתרפא את כל המחלות וכל השותה ממנה יזכה לנעורי נצח.
האלכימיה הייתה שילוב של כימיה, פיזיקה, מיסטיקה ודת.
הישגה העיקרי של האלכימיה היה מציאת חומרים חדשים ויצירת טכניקות וכלים חדשים לשימוש מדעי, כיוון שלא אבן החכמים ולא "תרופת העל" נמצאו מעולם.
הישגיה של האלכימיה רבים מספור: הכנת מאות חומרים חדשים כחומצה חנקתית וחומצה גופרתית ויצירת כלים ושיטות חדשות להפקת חומרים כדוגמת אמבט מרים ומתקני זיקוק.
מעל כל אלה עומד הישגה המשמעותי ביותר של האלכימיה: יצירת בסיס למסגרת שיטתית לסיווג תופעות כימיות, וליצירת מאגר ידע ראשוני שאפשר את יצירת הכימיה של ימינו.
התקדמות האלכימיה יצרה אמנם חומרים חדשים וטכניקות חדשות ליצירת תגובות בין חומרים, אך השיטות בהן עסקו האלכימאים האטו את התקדמות הכימיה ממספר סיבות.
ראשית, לא הייתה שיטה מסודרת למתן שמות לחומרים (נומנקלטורה).
שנית, המונחים ויחידות המידה לא הוגדרו על ידי אף גורם אחיד, ומשמעותם הייתה שונה ממקום למקום.
בנוסף, הקשו מאוד העדרם של שיטה מדעית ותיעוד ראוי.
אמנם, אלכימאים רבים תיעדו את הניסויים שערכו, ואף תיעדו מידע שאינו רלוונטי כדוגמת מצב הירח או הגאות, אך תיעוד זה לא אפשר חזרה על ניסויים, מאבני היסוד של השיטה המדעית.
השפה העמומה חסרת המונחים המוגדרים בה השתמשו חלק מהאלכימאים שימשה יותר להסתרת הישגיהם והסוואת כישלונותיהם מאשר לדיווח מדעי.
מהמאה הארבע עשרה לערך, תיעוד הניסיונות נעשה ברור יותר, כיוון שאלכימאים רבים החלו להטיל ספק בקיומה של אבן החכמים, ולכן נוצר צורך שאחרים יוכלו לחזור על הניסוי.
בעולם הערבי, בעיקר בבצרה ובבגדאד, עסקו תחילה מדענים מוסלמים רבים בתרגום העבודה שנעשתה ביוון העתיקה לערבית.
לאחר מכן, החלו הכימאים המוסלמים מגיעים להישגים מתקדמים יותר מאשר באירופה.
ג'אבר בן חיאן היה כימאי ואלכימאי מוסלמי בן המאה התשיעית.
ג'אבר החיל שיטה מסודרת וניסיונית של חקירה במעבדה, שכללה הסקת מסקנות, בניגוד ליוונים והמצרים, שעבודתם כללה ניחושים רבים וניסיונות שאינם בהכרח קשורים זה לזה.
לזכותו נזקפים הישגים רבים כדוגמת יצירת תרופות שונות וכלים חדשים, הבחנה בין חומצות לבסיסים ועוד.
בין הכימאים המוסלמים הראויים לציון נמצאים ג'עפר א-צאדק אבן ח'לדון, אבן סינא ואחרים אשר סירבו לעסוק באלכימיה ובתאוריות המאפשרות מעבר בין מתכות שונות בטענה שהן מופרכות.
כימאים אחרים תיארו גרסאות מוקדמות של חוק שימור המסה כאשר הן מציינים כי חומר יכול להשתנות אך לא להיעלם.
אל-ראזי הפריך את טענותיו של אריסטו בדבר ארבעת היסודות ויצר סט של כללים לניסויים.
במעבדתו הוא יצר יותר מעשרים כלים, ביניהם כור היתוך, כלים שונים לזיקוק ותנורים שונים המשמשים, בצורה כזו או אחרת, עד ימינו.
באירופה התנהלה האלכימיה בתחילה כמרדף לשיחזור ההישגים של הכימאים המוסלמים: שימוש בארצות מוסלמיות לשעבר כדוגמת ספרד ותרגומים מהערבית ללטינית אפשרו את התקדמות הכימיה באירופה.
עם הזמן, החלו הכימאים האירופאים עולים על עמיתיהם המוסלמים.
פאראצלסוס דחה את תאוריית ארבעת היסודות ועם הבנה מעורפלת בלבד בכימיקלים ותרופות יצר מדע המשלב כימיה ורפואה.
עם זאת עבודתו של פאראצלסוס לא הייתה מדויקת ומסודרת: באחד מניסיונותיו ליצור תרכובות חדשות על ידי יצירת תגובה בין כספית וגופרית יצר, את מה שכינה "שמן של גופרית".
למעשה היה זה דיאתיל אתר, חומר שאינו מכיל גופרית ואינו מכיל כספית כלל.
הניסיונות הראשונים להפקת מתכות מעפרות וניקוי המתכות שהתקבלו היוו מקור רחב היקף לכימאים, ביניהם גאורגיוס אגריקולה, שבודד את הביסמוט ופרסם את עבודתו הגדולה, "על המתכות" (De Re Metallica), בשנת 1556. גישתו למחקר הפיגה את המיסטיקה ויצרה בסיס מעשי המאפשר לאחרים להתקדם בניסויים אחרים.
מחקרו הציג סוגים שונים של כבשנים להתכת עפרות ועורר עניין בנושא המינרלים והמחצבים.
ספרו מסתמך רבות על ספרו של פליניוס הזקן, והקשר ביניהם מובהק.
בשנת 1605, פרנסיס בייקון פרסם את ספרו (The Proficience and Advancement of Learning) המכיל תיאור למה שיקרא לימים השיטה המדעית.
בשנת 1610 המדען הצרפתי ז'אן בגן פרסם את ספרו Tyrocinium Chymicum, (בתרגום חופשי "כימיה למתחילים" או "מקראת יסוד בכימיה") ספר לימוד בסיסי בכימיה בו מופיעה המשוואה הכימית הראשונה.
המהפכה הכימית, המכונה גם המהפכה הכימית הראשונה, מתייחסת בדרך כלל לתקופה של התקדמות משמעותית בכימיה במהלך המאות ה-17 וה-18. המהפכה כוללת פיתוח של מושגים כימיים בסיסיים, כגון הבנת יסודות, תרכובות ותגובות כימיות.
דמויות מפתח בתקופה זו כוללות את רוברט בויל, אנטואן לבואזיה וג'וזף פריסטלי.
בתקופה זו נוסחה הכימיה מחדש על בסיס חוק שימור החומר ותאוריית הבעירה של החמצן.
מהפכה זו התבססה בעיקר על עבודתו של הכימאי הצרפתי אנטואן לבואזיה (ידוע כ"אבי הכימיה המודרנית").
אם כי חוקרים מאוחרים יותר מתארים תהליך הדרגתי יותר שבו תרמו מדענים נוספים לפיתוח השינוי היסודי בהבנת הכימיה.
נקודת ציון חשובה במהפכה הייתה בסוף המאה ה-18 שבה כימאים אימצו את תאוריית החמצן של לבואזיה וזנחו הסברים של תופעות שונות שהיו מבוססים על רעיון הפלוגיסטון.
ב-20 בפברואר 1773 כתב לבואזיה: "חשיבות הקץ אותו אנו רואים הביאה אותי לקחת על עצמי את כל העבודה הזו, שנראה כי נועדה להביא מהפכה ב...כימיה.
נותר לבצע סדרת ניסויים כבירה." כאשר כתב מילים אלה במחברת המעבדה שלו, עמד לשנות לעד את הפרקטיקה והרעיונות של הכימיה.
כמה גורמים הביאו למהפכה זו, ביניהם ביסוס הטענה כי אוויר אינו יסוד, אלא מורכב משבעה יסודות שונים במצב גז.
כימאים כמו הנרי קוונדיש וג'וזף פריסטלי ביצעו ניסויים רבי חשיבות לאישוש עובדות אלה.
לבואזיה גם תרגם את עולם המושגים הארכאי והטכני של הכימיה לשפה מובנת יותר להמונים הלא-משכילים.
הדבר הביא לעניין ציבורי בלימוד ועיסוק בכימיה.
כאשר תיאר את המשימה של חידוש הנומנקלטורה הכימית, ציין לבואזיה: "עלינו לבצע טיהור מוחלט, כי הם עשו שימוש בשפה אניגמטית, ייחודית להם עצמם, המציגה משמעות אחת ליודעי-דבר, ואחרת להמונים, ובאותה עת אינה מכילה דבר ניתן להבנה הגיונית על ידי אלה או אלה."
רוברט בויל היה כימאי ופיזקאי אירי, ונחשב כמי שיצר את הכימיה המודרנית וגרם להבדלתה והרחקתה מהאלכימיה.בעיני רבים, נחשב בויל לאבי הכימיה המודרנית.
בשנת 1661 פרסם בויל את ספרו "הכימאי הספקן".
בספר מפורסם ופורץ דרך זה בויל דורש שהכימיה תחדל להיות כפופה לרפואה או לאלכימיה כפי שהייתה עד אז, ושתקבל מעמד של מדע בפני עצמו.
זו הפעם הראשונה שהכימיה זוכה למעמד של מדע.
בספרו הוא מנסה לפתח מודל עבור התאוריה האטומית, מודל בעל הצלחה מסוימת, אך שלימים יוכח כשגוי.
בויל השתייך לאסכולה האטומיסטית, אך העדיף את המינוח גופיף (corpuscle) על המונח אטום.
הגדרת הגופיף לפי בויל הייתה החלוקה הקטנה האפשרית בה שומר החומר על תכונותיו.
על שמו של בויל קרוי חוק בויל.
למרות כל הצלחותיו אלה, מי שנושא בתואר "אבי הכימיה המודרנית" הוא אנטואן לבואזיה שלזכותו נזקפים גילוי חוק שימור החומר בשנת 1789. עם גילויו של חוק זה, הכימיה הפכה למדע מדויק וכמותי, המאפשר חזרות על ניסויים וקיום תחזיות בניסויים שטרם נערכו.
בשנת 1754, הצליח ג'וזף בלק לבודד את הפחמן הדו-חמצני, לו קרא "אוויר קבוע".
קרל וילהלם שלה וג'וזף פריסטלי הצליחו, כל אחד בנפרד, לבודד את החמצן והבינו כי הוא קשור באופן ישיר לבעירה: שלה כינה אותו "אוויר אש".
שמו הלועזי של החמצן ניתן לו על ידי לבואזיה.
למרות ניסויים רבים שנערכו במזרח התיכון, שגשוגה של הכימיה המודרנית נבע רבות מעבודתו של מי שנחשב כ"אבי הכימיה המודרנית", אנטואן לבואזיה.
לבואזיה, אציל וכימאי צרפתי בן המאה ה-18, ידוע בעיקר בשל עבודתו בנושאי הגזים, ניסוחו של חוק שימור החומר, החלפתה של תאוריית הפלוגיסטון (חומר הנמצא בכל החומרים והוא אחראי לבעירה), גילוי הרכב המים, ולניסוח המושג המהפכה הכימית.
עוד הכניס לבואזיה שיטות עבודה המקפידות על ניקיון ויחסי הכמויות של המגיבים, שימוש בחומרים כימיים כדשנים ושיפור אבק השריפה.
בשל עבודתו כגובה מיסים לטובת מלך צרפת הוא הוצא להורג בעת המהפכה הצרפתית.
הוא התעקש לבצע ניסויים מדויקים הנוגעים למשקל המגיבים, ניסוייו היו מהימנים יותר מאלה של קודמיו.
הוא הסיק בצורה נכונה כי שהמשקל העודף לאחר השרפה בא מן האוויר שמשקלו ירד, והראה שהמשקל הכולל של החומרים לפני תגובה כימית ולאחריה נותר קבוע.
הוא כתב "ואפשר להניח כאקסיומה שבכל פעולה שווה כמות החומר הקיימת לפני הפעולה לזו שאחריה"
ב-1789 לבואזיה פרסם את ספרו החשוב יסודות הכימיה - "Traite Elementaire de Chimie" דבר שנחשב שלב חשוב נוסף במהפכה הכימית.
בפרסום זה, ובאלה שבאו אחריו, תיאר לבואזיה את הרכב האוויר והמים, וטבע את המונח "oxygen" (חמצן).
הוא הסביר גם את תיאורית הבעירה, ונפטר מתיאורית הפלוגיסטון, אותה החליף ברעיון הקלוריק.
"יסודות" שילב כמה רעיונות של "הכימיה החדשה", ותיאר את הניסויים וההגיון שהובילו את לבואזיה למסקנותיו.
ניתן לומר כי "יסודות הכימיה" עשה לכימיה, מה ש"עקרונות מתמטיים של פילוסופיית הטבע", ספרו של ניוטון עשה לפיזיקה.
המהווה מבוא לכימיה אנליטית ופעולותיו לקידום השיטה המטרית בצרפת.
לבואזיה הוא גם אביה של תאוריית הקלוריק, שקבעה כי חום הוא מעין נוזל, תאוריה שהופרכה במאה ה-19.
ב 1794 גילה הכימאי הצרפתי ז'וזף לואי פרוסט את חוק ההרכב המוגדר שקבע שתרכובות כימיות תמיד מתחברות בפרופורציות קבועות.
בשנת 1802 הציע הכימאי האנגלי ג'ון דלטון את מודל דלטון המתאר את יחסי הגומלין בין גזים בתערובת והשפעתם על הלחץ הכללי בכלי.
החוק קובע כי לחץ של תערובת גזים אידיאליים שווה לסכום הלחצים החלקיים של כל רכיבי התערובת בנפרד.
הבנתם של חוקי דלטון קידמה את המחקר בגזים ואפשרה הבנה נרחבת יותר בשינוי מצבי צבירה, חוקי התרמודינמיקה והתנהגות הגזים.
בשנת 1803 גילה דלטון חוק המתכונות הקבועות.
החוק קובע כי יסודות (שיגיבו ביניהם) תמיד יגיבו ביחסים שלמים וקטנים על מנת ליצור תרכובות.
החוק הוביל לשינוי תפישתי ביחס להבנה של תגובות בין יסודות והתרכובות שהם נותנים.
בשנת 1800 בנה אלסנדרו וולטה את הסוללה הכימית הראשונה וייסד למעשה את ענף האלקטרוכימיה.
בשנות העשרים והשלושים של המאה ה-19 קידם מייקל פאראדיי מהותית את האלקטרוכימיה.
הוא טבע מושגים רבים, ניסח את חוק פאראדיי ואת משוואת פאראדיי המקשרת בין הכימיה לחשמל (בין מולים למטען או זרם).
למעשה בשיתוף עם עבודתם של אלסנדרו וולטה ולואיג'י גלווני נוצרה האפשרות להשתמש בחשמל למחקר כימי איכותי וכמותי.
לאחר שהופרכה תאוריית הפלוגיסטון והוסברה הבעירה, נסובו הוויכוחים סביב נושא הויטליזם: האם ניתן להסביר את החיים לפי חוקי הכימיה או שמא יש כוח נסתר.
תחילת המענה לשאלה זו ניתן זו בשנת 1828 בעזרת הצלחתו המקרית של פרידריך ולר, המכונה "אבי הכימיה האורגנית".
ולר ניסה להפיק ציאניד אך הצליח בטעות ליצור במעבדתו שתנן שהוא תרכובת אורגנית.
הדבר הדגים כי ניתן ליצור חומרים אורגנים מיסודות ומחומרים אי אורגניים, תגובות שלא נעשו עד אז.
הצלחה זו פתחה תחום חדש בכימיה, ועד סיום המאה התשע עשרה הצליחו כימאים ברחבי העולם לסנתז מאות תרכובות אורגניות שכללו צבענים ותרופות, כדוגמת אספירין שהופק מחומצה סליצילית.
דיונים באטומיזם במהלך המאה ה-19
במהלך המאה התשע עשרה, עולם הכימיה נהה אחר שתי גישות: גישת המצדדים בתורה האטומית שמובילה היה ג'ון דלטון.
וגישת המסרבים לקבלה, כדוגמת וילהלם אוסטוולד וארנסט מאך.
למרות שמדענים כאמדאו אבוגדרו ולודביג בולצמן עשו התקדמות רבה בחקירת גזים, הוויכוח לא הוכרע למעשה עד לניסוייו של ז'אן פרין, שהוכיח את הסבריו של אלברט איינשטיין בנושא התנועה הבראונית בעשור הראשון של המאה ה-20.
זמן רב טרם יושבה המחלוקת, רבים סיפקו תאוריות והסברים שנשענו על התורה האטומית.
סוונטה אוגוסט ארהניוס, לדוגמה, סיפק הסברים המבוססים על יונים וחזה רעיונות שלא פותחו במלואם עד למאה העשרים.
מייקל פאראדיי, שהיה חלוץ בתחום האלקטרוכימיה החל לבסס את רעיון התורה האטומית, כשהבין את תהליכי העברת המטען ואת התנהגותן של מתכות במעבר זרם חשמלי.
פאראדיי ודלטון היוו למעשה את ראשית הכימיה המבוססת על התורה האטומית, למרות שהמודלים המתארים את מבנה האטום היו רחוקים מאוד מהתובנות הקיימות כיום.
הכימאי השוודי ינס יאקוב ברצליוס נחשב גם הוא לאחד מאבות הכימיה.
הוא המציא את הכתיב הכימי שבה קיבלו היסודות תגיות כתובות פשוטות כדוגמת O לחמצן או Fe לברזל – יחד עם היחסים ביניהם בתרכובת באמצעות מספרים.
שיטה זו היא השיטה הבסיסית שבשימוש עד ימינו.
הוא גם בודד יסודות רבים (כולל סלניום, תוריום וצריום).
תלמידים שעבדו במעבדתו גילו את הליתיום, הונדיום והלנתן.
הוא גם טבע מספר מושגים ותופעות כמו איזומר (1828) וגילוי תופעת הקטליזה, שבה חומר (המכונה זרז) מסוגל להאיץ מהלכן של תגובות כימיות, כאשר הזרז עצמו משתתף בתגובה אך אינו מתכלה במהלכה, ב-1835.
ברצליוס גילה את חוק היחסים הקבועים, שהראה כי חומרים אנאורגניים מורכבים מיסודות שונים ביחס קבוע למשקל החומר.
בהתבסס על חוק זה הכין ברצליוס ב-1828 טבלת משקלות יחסיים של האטומים, שבה הוקצב לחמצן המשקל 100, ושכללה את כל היסודות הידועים בתקופה זו.
עבודה זו סיפקה הוכחה להשערה האטומית, שלפיה כל התרכובות הכימיות האנאורגניות בנויות מאטומים המצורפים יחד בכמויות של מספרים שלמים.
ברצליוס גילה שמשקלם האטומי של יסודות שונים אינו כפולה של משקל המימן, ובכך הפריך את השערת פרואוט (על שם הכימאי האנגלי ויליאם פרואוט (Prout) שכל היסודות בנויים מאטומים של מימן.
במשך עשורים רבים, רשימת היסודות המוכרים הלכה ותפחה.
מספר כימאים חיפשו דרך לארגן את היסודות באופן שיציג תכונות משותפות של מספר יסודות.
לבואזיה פרסם רשימה של 33 יסודות שאותה חילק למשפחות שונות: גזים, מתכות, אלמתכות ועוד.
פריצת הדרך הגדולה הושגה על ידי דימיטרי מנדלייב, פרופסור רוסי לכימיה ולותר מאייר אשר השיגו את פריצת הדרך כאשר ארגנו את היסודות לפי מספר אטומי.
גדולתו של מנדלייב באה לידי ביטוי בכך שהשאיר מקומות ריקים עבור יסודות, מתוך הבנה כי קיימים יסודות שטרם התגלו.
בכך, חזה מנדלייב את קיומם של יסודות רבים כדוגמת גרמניום וסקנדיום.
יסודות אלה התגלו מספר שנים לאחר הצגתה של הטבלה של מנדלייב ב-1870.
רק שנים רבות לאחר הצגת הטבלה, עם הבנת מבנה האטום, הוסבר הקשר בין מבנה האטום והמספר האטומי.
הטבלה המחזורית שינתה את אופן ארגון המידע באופן קיצוני: ניתן היה לחזות כיצד יגיבו יסודות שונים השייכים לאותה משפחה.
גם כיום, בעידן המידע, הטבלה המחזורית היא הכלי הבסיסי ביותר לכל הלומדים והעוסקים בכימיה.
טרם המאה העשרים, הכימיה הוגדרה כמדע החוקר את טבעו של החומר ושינויי הצורה שלו.
בכך היה ברור הגבול בין הכימיה לפיזיקה, כיוון שהאחרונה לא עסקה כלל בשינויי הצורה של החומר.
בנוסף, בניגוד לפיזיקה, הכימיה לא עסקה כמעט בכלל במתמטיקה.
בתקופה מוקדמת של הכימיה העיסוק במתמטיקה לא נדרש וכימאים רבים ראו בו תוספת מיותרת.
כיום, מודלים מתמטיים רבים משמשים את הכימיה והתוצאות המחושבות על פי המודלים תואמות המידה רבה את התוצאות הנמדדות.
התקדמויות שונות בפיזיקה במהלך המאה ה-19 סייעו להבין את הכימיה כמדע המבוסס על חוקים מתחום הפיזיקה.
באמצע המאה ה-19 פיזיקים החלו לחקור את חוקי התרמודינמיקה.
ההתרמודינמיקה סיפקה מסגרת תאורטית להבנת מעברי אנרגיה בתגובות כימיות והקשרים בין חום, עבודה ותכונות החומר ולכך היו לכך השלכות עמוקות על הבנת תהליכים כימיים.
התפתחות תאוריות שונות להסברת הקשר הכימי הולכות יד ביד עם צבירת ידע על מבנה האטום.
לאחר גילוי מבנה האטום (תחילה ב 1904 על ידי ג'יי ג'יי תומסון) ובהמשך על ידי ארנסט רתרפורד (1911) ונילס בוהר, ומחקרם של מארי ופייר קירי בנושא הרדיואקטיביות, החלה להשתנות נקודת מבטם של המדענים על החומר.
לא נדרשה עוד הבנה של כל החומר ומאפייניו, אלא של הגרעין, של ענן האלקטרונים הסובב אותו והשדה החשמלי, כיוון שהוברר כי מרבית הכימיה היא כימיה של אלקטרונים, והיא עוסקת בקישור שביניהם ובמעברם.
משכך, ניתן היה לחקור את החומר בתנאים רגילים של לחץ, טמפרטורה וקרינה אלקטרומגנטית, ולהסיק מסקנות לגבי התנהגות החומר בטווח רחב של מקרים.
הכימיה הוגדרה מעתה כמדע העוסק בהרכבו, מבנהו ומאפייניו של החומר והתגובות שלו עם חומרים אחרים.
משמעות הגדרה זו אמנם משאירה את תחום המחקר העוסק בגרעין ובתגובות גרעיניות לפיזיקאים, אך בשיטת המחקר כיום, המשלבת דיסיפלינות שונות, התערערו הגבולות המסורתיים.
עדיין, תחום המחקר העוסק בכימיה של אלקטרונים גדול דיו והקביעה כי "הכימיה נמצאת בכל" נותרה מדויקת.
הסבר הכימיה באמצעות מבנה האטום ומושגים פיזיקליים
תאוריות ראשונות של קשרים כימייים פותחו לאחר גילוי האלקטרון על ידי ג'יי ג'יי תומסון באפריל 1897. מספר מדענים, כגון ויליאם פראוט (William Prout) ונורמן לוקיטר (Norman Lockyr), הציעו שאטומים בנויים מיחידה יותר בסיסית, אך סברו כי היחידה הזאת תהיה בגודל של האטום הכי קטן, מימן.
תומסון, היה הראשון להוכיח שישנו חלקיק תת-אטומי, הקטן ביותר מפי 1,000 מהאטום, חלקיק שכיום ידוע כאלקטרון.
בשנת 1904 תומסון הציע מודל ראשון של מבנה אטום, המכונה מודל עוגת הצימוקים.
בשנת 1909 הציג לראשונה הכימאי הדני סרן סרנסן את מושג ה-PH - מדד מספרי לרמת חומציות של תמיסה מימית, המתבסס על ריכוזם של יוני הידרוקסיד ע"פ יחס לוגריתמי הפוך לריכוז הידרוניום () הידועה בתמיסה.
בשנת 1913 שכלל נילס בוהר את המודל הפלנטרי של האטום והציג את מודל האטום של בוהר התוספת של בוהר הייתה כי לא כל מסלול אפשרי עבור האלקרטונים, אלא רק מסלולים שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים מהווה כפולה שלמה של קבוע פלאנק המצומצם (המסומן לרוב ב-).
מעבר האלקטרון בין מסלול למסלול (כלומר בין רמות אנרגיה) הוא מיידי ומלווה בפליטה או בבליעה של פוטון - מנה (קוונטה) של קרינה אלקטרומגנטית.
מכיוון שלא ניתן להסביר תכונות של תרכובות אורגניות בעזרת קשר קוטבי, התברר שאמורים להתקיים גם קשרים לא קוטביים ולא רק קוטביים כפי שהסביר תומסון.
בשנת 1916 טען לראשונה גילברט ניוטון לואיס שקשרים לא קוטביים מתבססים על זוג משותף של אלקטרונים.
ובכך הגה את הרעיון של קשר קוולנטי.
תאוריה זו תאמה גם את המודל האטומי של רתרפורד ובוהר.
התפתחות של המכניקה הקוונטית ופיתוח משוואת שרדינגר בשנת 1926 הובילו לפיתוח תאוריות יותר מדויקות של הקשרים הכימייים.
בסוף המאה ה-19 התפתחה גם הספקטרוסקופיה באופן משמעותי והפכה לכלי חיוני לניתוח כימי.
טכניקות ספקטרוסקופיות אפשרו למדענים לחקור את האינטראקציה של חומר עם קרינה אלקטרומגנטית, ולספק מידע חשוב על המבנה וההרכב של מולקולות.
הספקטרוסקופיה שאבה רבות מעקרונות הפיזיקה, כולל אופטיקה, אלקטרומגנטיות ומכניקת קוונטים, ושילבה עוד יותר את שתי הדיסציפלינות.
הדעות חלוקות לגבי לידתה של הכימיה הקוונטית, אך נהוג לראות את תחילתה בהצגתה של משוואת שרדינגר ואת ישומה לבעיית אטום המימן בשנת 1926. עם זאת, מאמרם של וולטר הייטלר ופריץ לונדון, שפורסם בשנת 1927, מתואר לעיתים רבות כאבן הדרך המרכזית בהיסטוריה של הכימיה הקוונטית.
היה זהו ישומה הראשון של מכניקת הקוואנטים שהוביל לחקירת מולקולת המימן, ולהבנת תופעות ההקשר הכימי.
התקדמות משמעותית הושגה בשנים הבאות על ידי אדוארד טלר, מקס בורן, רוברט אופנהיימר, לינוס פאולינג ואחרים.
למרות התקדמות זו שררה סקפטיות רבה באשר ליכולתה של המכניקה הקוונטית לתאר תהליכים כימיים מורכבים.
בשנות הארבעים של המאה העשרים מאמצים רבים הושקעו בפיזיקה גרעינית ומכאן שגם מוחות רבים עסקו בשאלה הגרעינית, שהובילה בסופו של מחקר רב ליצירת נשק גרעיני.
בשנת 1951, פורסם מאמר שהיווה אבן דרך בכימיה הקוונטית בידי קלמנס רוטהאן, שהציג את משוואותיו.
משוואות אלו, בשילוב עם מחשבים רבי עוצמה מאפשרות תיאור קוונטי של מולקולות קטנות כמולקולת המימן.
עד למחציתה של המאה העשרים, הכימיה והפיזיקה החלו משתלבות יפה והסקות הנובעות ממכניקת הקוונטים החלו מסבירות תופעות כימיות.
המחקרים המשלבים את מדעי החיים ואת הכימיה התקדמו בעיקר על סמך תצפיות וחוקים אמפיריים.
הביוכימיה החלה לתפוס תאוצה עם השיפור ביכולתם של הכימאים להסביר מבנים מולקולריים, קשרי מימן וזוויות קשר.
בשנת 1953 ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק הציגו לראשונה את מודל הסליל הכפול של ה-DNA.
מודל זה התבסס על ניתוח הרכבם הכימי של החומרים ועל עקיפה של קרני רנטגן שיצרה רוזלינד פרנקלין והועבר לשניים בלא ידיעתה .
גילוי זה הוביל לזינוק משמעותי במחקר הביוכימי מבחינת העוסקים בו והתקציבים שהוקצו לו.
באותה השנה ניסוי מילר-יורי הוכיח כי אבני הבניין של חלבונים, חומצות האמינו, יכולות להיווצר מחומרים פשוטים יותר, בתנאים ששררו על כדור הארץ הקדום.
למרות ששאלות רבות לגבי מוצא החיים נותרו ללא מענה, היה זה הניסיון הראשון שנעשה על ידי כימאים בתנאים מבוקרים במעבדה לחקור את הנושא.
בשנת 1958 הוצג ניסוי מסלסון ושטאל המסביר את אופן הכפלת ה DNA.
הניסוי נחשב לאבן דרך בביולוגיה ולאחד החשובים בהיסטוריה של הביולוגיה.
בשנת 1983 המציא קארי מוליס שיטה מעבדתית לשכפול (הגברה) של מקטעי DNA.
השיטה, הידועה כ PCR, חוללה שינוי מהפכני בתהליך הכימי שנעשה בו שימוש להכפלת קטעי DNA.
ה PCR אפשר לסנתז מקטעי DNA ואפשר גם את ריצוף ה DNA של אורגניזמים.
מכאן נסללה הדרך למשימה הענקית של פרויקט גנום האדם.
בחציה השני של המאה התשע עשרה, דלקים מבוססי נפט החלו להחליף בהדרגה את שמן הלווייתנים והפחם.
מהלך זה יצר קפיצה משמעותית בהתפתחות הכימיה, כשהוא מעשיר את הכימיה בכלים, שיטות ותוצרים חדשים: זיקוק הנפט הוביל ליצירת דלקים נוזליים כדוגמת בנזין וסולר, ויצירת מוצרים נוספים כגון אספלט, שעווה ועוד).
אלה הובילו ליצירה של תוצרים חדשים: פלסטיק, צבעים, דטרגנטים, סיבים סינתטיים, תרופות, אמוניה לדשנים ועוד מאות מוצרים.
התעשייה הכימית קידמה רבות את הכימיה, בעיקר עקב אילוצים כלכליים, שהובילו לשיטות חדשות ויצירתיות.
בעוד שבמעבדה, עקב העבודה עם כמויות קטנות ניתן לבצע תגובות שונות, הרי שבקנה מידה גדול שיטות אלא אינן פרקטיות.
לדוגמה, בתעשייה לא נהוג לקרר, עקב העלות הגבוהה.
עם זאת, תהליכים בטמפרטורות העולות על 1000 מעלות הם שגרתיים.
במהלך המאה העשרים, מהלך דומה נוצר עם התפתחות האלקטרוניקה: נוצר צורך למצוא מוליכים טובים יותר, מוליכים למחצה ומבודדים.
עם התפתחות הטרנזיסטור, נחקרה לעומק הכימיה של הסיליקון והגרמניום, והובנה לעומק הכימיה של המצב המוצק.
ההיסטוריה של הכסף, במובנו כאמצעי תשלום מוסכם, מהווה אבן יסוד בתולדות הכלכלה והחברה האנושית.
עוד בטרם הומצאו המטבעות או השטרות, נזקקה האנושות לשיטות סחר עקיפות שיחליפו את סחר החליפין הישיר.
התפתחות הכסף לאורך הדורות שיקפה תהליכים תרבותיים, טכנולוגיים ופוליטיים רחבים: מעבר מקהילות חקלאיות לסחר אזורי ובינלאומי, עלייתן של מערכות שלטוניות מורכבות והצורך בכלי אחיד למדידת ערך, תשלום מיסים והעברת עושר.
המילה "כסף" עצמה בעברית נושאת שתי משמעויות: מתכת יקרה, ואמצעי תשלום – קשר המעיד על שלב משמעותי בהתפתחות אמצעי הסחר.
התחום המדעי העוסק בחקר הכסף ותולדותיו נקרא נומיסמטיקה.
זהו תחום רב-תחומי החוקר מטבעות, שטרות, מדליות ואמצעי תשלום אחרים, הבוחן את נושאי הכסף בהקשרים היסטוריים, כלכליים, גאוגרפיים ואמנותיים, ומספק תובנות על שלטון, סחר, סמלים לאומיים וזהות תרבותית.
שימוש במתכות יקרות כאמצעי תשלום
לפני המצאת המטבעות, השתמשו בני אדם במגוון חפצים כאמצעי תשלום, ביניהם צדפים, אריגים, מלח, אבני חן, ומעל כולם מתכות יקרות כדוגמת כסף וזהב.
בארץ ישראל הקדומה, פיסות כסף שימשו כאמצעי מקובל במסחר ונקראו בתנ"ך "בצעי כסף".
פיסות אלו נחתכו (נבצעו) מגושי כסף לפי משקל.
בצעי כסף וזהב התגלו בחפירות ארכאולוגיות באתרים כגון שכם, מגידו, בית שאן, אשתמוע ועין גדי, כולם מן האלף השני לפנה"ס.
מטמון עין גדי, מהמאה ה-7 לפנה"ס (תקופת בית ראשון), כלל פיסות כסף שסומנו מראש בחריצים לשם שבירה מדודה, והעיד על שימוש קבוע במשקל לצורכי סחר.
מטמון נוסף מאשתמוע כלל בצעים ותכשיטים שיוצרו לפי משקלים קבועים – דבר שהקל על תפקודם כאמצעי תשלום.
סחר חליפין וראשית אמצעי התשלום
טרם המצאת המטבע נהגו לסחור בעולם הקדום בסחורות.
בשיטה זאת החליפו בניהם המעורבים במסחר מוצרים ברי קיימא, בשיטה זו אין לרכוש ערך קבוע, אלא הערך נקבע לפי הסכמה בין הקונה למוכר בכל עסקה מחדש.
נהגו לשלם בעד סחורה ועבודה במוצרי צריכה כמו בהמות, דגן, צמר או מתכות.
המסחר הוא שלב מתקדם בחברה, כאשר הייתה כבר התמחות ויצרו עודפים כדי לסחור בהם, אם זה עיבוד עורות, כריית מחצבים או יבוש דגים.
כך נוצר סחר החליפין שנעשה בעיקר בעודפי מוצרי מזון.
בצורה זו של מסחר, התקיים משא ומתן בין הקונה והמוכר, וקביעת הערך של המוצר הייתה נכונה רק לאותה עסקה.
עם הזמן התעורר צורך בהגדרת ערך אובייקטיבית יותר של מוצרים ביחס למשהו קבוע.
המגדיר הקבוע צריך היה להיות שָמיש ומקובל על כלל האוכלוסיות הקדומות.
כאשר מדובר באלף ה-4 לפנה"ס מגדיר זה היה הצאן, לכן מונחים רבים הקשורים באמצעי תשלום קשורים בכבשים: בעברית לקנות בא מהמילה – מיקנה "ואברהם כבד במקנה בכסף ובזהב".
מקנה משמעו גם בעלות וגם קניין (הפועל קנה = רכש).
בלטינית: עושר, כסף = Pecuniae (עדר = Pecus) המילה קפיטל (capital) בשפות המודרניות, משמעו הון, למעשה מקורו במונח הלטיני קפיטל (capitale) שפרושו ראש בקר.
אצל היוונים אדם עשיר נקרא 'פוליבוטס' (πολυβουτης), משמע בעל שוורים רבים.
באיליאדה ואודיסיאה, הומרוס (1200 לפנה"ס) מזכיר את השור כאמצעי תשלום.
אך היו עוד בעלי חיים שסחרו בהן: 'רכוש' בא מהמילה 'רכש' שפירושה סוס.
בנורדית kugildi פירושו כסף, מורכב מהמילה kuh = פרה ו־geld = זהב.
בהודו ונפאל שם המטבע הוא רופי rupee, שמשמעו בהמה.
מבחינת עשיית חישובים, נח להתייחס לצאן, אך מבחינת ניהול המסחר, לא נח לטלטל את הצאן בביצוע עסקה.
המסחר בעזרת צאן או בקר מוגבל גאוגרפית.
כאשר התרחב המסחר, נוצרה עם הזמן, בצד סחר החליפין, מערכת של חפצים בעלי ערך מוסכם, אלה הם אמצעי תשלום.
הקדומים ביותר שנמצאו בחפירות הם צדפי פי הכושי.
כאלה נמצאו למשל בערד של ראשית האלף ה-3 לפנה"ס, וכן בקדש-ברנע.
בסין של סוף התקופה הנאוליתית ובתאילנד מקומות בהם לא היו צדפים, חיקו אותם בעצם ואף בכסף.
במקומות שונים השתמשו באמצעי תשלום אחרים, למשל האינדיאנים השתמשו בפולי קקאו, בתרבויות שונות השתמשו במלח, בחוטי נחושת, בטבליות תה ועוד.
בשומר נהגה שיטת ההמחאות והשטרות וכן בבבל ובמצרים באלף השלישי ובעיקר השני לפנה"ס.
למעשה היו אלה מערכות כלכלה מפותחות לאין ערוך מאלה של היוונים ואפילו של הרומיים בשיא פריחתם.
אמנם הבבלים לא ידעו כסף בצורת מטבעות, אבל הם השתמשו בהמחאות, בשטרות ובמכתבי-אמנה.
הם עבדו לפי תקציבים קבועים מראש ולפי מאָזָנים.
על לוחות חרס בכתב היתדות, נשתמרו ארכיונים של בנקים שהיו בעלי שם בעולם הקדום.
ידוע למשל הבנק של מוּראָשָשׁוּ ובניו בעיר ניפור והבנק של אַגיבּי ושותפיו בבבל.
בנקים אלה ניהלו עסקים גדולים ומסובכים כמו מתן אשראי לרכישת מגרשים ובתים; מימון שיירות, מכרות מתכת ומפעלי השקיה וכן הענקת מיפרעות על חשבון הקציר והקטיף.
כן נשתמרו מאזניהם של אותם הבנקים שנערכו לפי שיטה הדומה לפנקסנות כפולה בזמננו.
נמצאו פנקסי המשכורות ששילמו בתי חרושת בבבל למאות פועלים, לפני כ־3500 שנה - פירוט חומרי הגלם שנמסרו לפועלים ואף תפוקתם היומית.
הבבלים הכינו העתקי מסמכים בשיטה פשוטה ובמספר בלתי מוגבל.
מסמכי החרס היו חסינים בפני אש ומים וכך השתמרו עד היום.
מכאן שחיי כלכלה מפותחים היו כבר לפני המצאת המטבע.
ביללמה (2200 לפנה"ס) וחמורבי (1750 לפנה"ס) מזכירים בלוחות היתדות אמצעי תשלום ובהם השקל כיחידת משקל.
גם שיטת מיסיהם של המצרים הייתה מפותחת ביותר ולא נפלה מזו של ימינו.
הסרבול במסחר הביא לשימוש במתכת כאמצעי חליפין שהקל מאד על המסחר אם כי לא החליף באופן מוחלט את השיטות הקודמות.
המתכות אשר שימשו כאמצעי חליפין היו נחושת, כסף וזהב ולצורך חישוב הערך נקבעו יחידות משקל קבועות.
בתרבויות עתיקות של המזרח והמערב נהגו אמצעי תשלום שונים, במצרים העתיקה, באלף הרביעי לפני סה"נ, שימשו גושי נחושת וזהב בעלי משקל קבוע.
בתקופה הכלכוליתית (האלף הרביעי לפנה"ס) התקיים בארץ-ישראל סחר בינלאומי.
נמצאו בארץ ממצאים ארכאולוגיים ממצרים בדרום ועד אנטוליה בצפון.
מטילי הזהב הקדומים ביותר הידועים לנו מהארץ מתוארכים לתקופה הכלכוליתית (האלף ה-4 לפנה"ס), והם נחשפו במערה בנחל-קנה שבשומרון.הם עשויים שני סוגי מתכת, זהב נקי ואלקטרום (זהב מעורב בכסף), והם כנראה שמשו כמטילים שנשקלו מידי עסקה.
סוג אחר של מטילים הידועים מן האלף השלישי והשני לפנה"ס היו מברונזה (שמרכיביה נחושת ובדיל), שהיה חומר הגלם העיקרי לתעשיית כלי עבודה וכלי נשק.
בתקופת הברונזה התיכונה א' (סוף האלף ה-3 לפנה"ס) מוצאים מטילי ברונזה במטמונים (נחושת + מעט סיגים).
כאלה נתגלו למשל באזור הר ירוחםומקומות שונים ליד חברון.
אלה היו אמצעי התשלום הקלאסיים של התקופה בה העדיפו ברונזה כי ניתן היה בקלות יחסית להתקין מהם כלי עבודה או מלחמה שונים (חימום וריקוע).
מטילים אלה נוצקו בדמות אצבעות בעלות חתך משולש באורך ממוצע של כ-12 ס"מ.
מטילי נחושת כבדים, דמויי עור פר, במשקל של 37-25 ק"ג, שמשו באלף השני לפנה"ס, ואין ספק שמשקלם הרב הכביד על השימוש בהם.
ייתכן ואלה מהווים זכר למינהג התשלום באמצעות בהמות.
יש הסוברים כי היו שווי ערך לשור או פרה שהיה מגדיר ערך בינלאומי באותה תקופה.
את רוב מטילי הנחושת מוצאים באניות טבועות לחופי הים התיכון, שכן מקור המתכת היה ברובו מקפריסין.
הם נראים על ציורי קיר ממצרים ומופיעים גם על כלי פולחן ברונזה מקפריסין.
באלף השני לפנה"ס היה הזהב נפוץ כמגדיר ערך מוחלט במצרים, ארץ-ישראל וארצות אחרות, הוא נשקל במאזניים בעזרת אבני משקל.
המטילים הנזכרים במקרא היו בדרך כלל של כסף או זהב.
ברכוש שגנב עכן "ואראה בשלל אדרת שנער אחת טובה ומאתים שקלים כסף ולשון זהב אחד חמשים שקלים משקלו ואחמדם ואקחם" (יהושוע ז' 21) (בספר יהושוע נזכרים מאורעות מן המאה ה-13 לפנה"ס).
בחפירות תל גזר נתגלה בתחילת המאה ה-20 לשון זהב = מטיל זהב בצורת לשון שתוארך בערך לתקופה זו או מעט מאוחר יותר.
לשונות זהב נמצאו גם בכרתים.
המטבעות הראשונים נטבעו במהלך המאה ה-7 לפנה"ס בלידיה (ממלכת לוד) שבמערב אסיה הקטנה והם נשאו גושפנקא של הגוף המנפיק כערובה למשקלם ותכולת המתכת היקרה שבהם.
בערך באותו פרק זמן, ובאופן בלתי תלוי, החל גם במזרח הרחוק שימוש במטבעות.
הלודים הם תושביה המקוריים של לידיה, ידועים בספרות העתיקה כסוחרים ומוצאם כנראה חיתי, אך הם ספגו את התרבות היוונית (אסיה הקטנה, מפגש תרבויות).
במאה ה-7 לפנה"ס, לידיה הייתה מהחזקות והעשירות שבמדינות היווניות שבאסיה-הקטנה.
המטבעות הראשונים היו גושי מתכת יקרה קטנים שהדגם המרכזי שלהם נטבע על צד אחד.
הם היו עשויים מאלקטרום (נתך של זהב וכסף) שנמצא באופן טבעי בלידיה בנהרות הרמוס ופקטולוס.
ההרכב המתכתי משתנה ממרבץ למרבץ אך הערך היחסי הוא כ-3/4 זהב ו - ¼ כסף, ומשקלם כ-7-8 גרם.
מטבעות האלקטרום של לידיה לא התפשטו כנראה בגלל הקושי להעריך את הכסף והזהב בנתך אחד.
מטבעות ראשונים אלה נשאו עליהם דגם ראש אריה שהיה סמלו של השליט, ומאוחר יותר נוספו סמלי שליטים נוספים.
אין עליהם כתובות או סממני זיהוי אחרים, ותארוכם למאה ה-7 לפנה"ס נקבע באמצעות כלי חרס שאיתם נחשפו.
בשנים 1905-1904, חפרה באפזוס משלחת מטעם המוזיאון הבריטי, אשר חשפה מקדש מימי המלך הלודי קרויסוס Croesus (561-546 לפנה"ס) (זהו המלך בו נלחם כורש מלך פרס).
מתחת ליסודות המקדש נתגלה מטמון של 87 מטבעות אלקטרום מימי המלך הלודי גיגֶס, משמע המטמון הוסתר מתחת למקדש כ-100 שנה לפני הקמתו.
כיוון שההרכב הטבעי של האלקטרום שונה ממרבץ למרבץ, החלו, באמצע המאה ה-6 – בימי המלך קרויסוס, להפריד בין הכסף לזהב.
על פי הרודוטוס (i, 94) (וכן קסנופון), "העם הלודי היה הראשון שאנו יודעים עליו שטבע מטבעות של זהב וכסף".
קרויסוס טבע את מטבעות הזהב הראשונים והוא הראשון שהנהיג מערכת מטבעות דו-מתכתית של זהב וכסף טהורים, בעריכים של סטאטר וחצי סטאטר.
קרויסוס נודע כגדול עשירי תבל – ייחסו לו בספרות (בטעות) את המצאת המטבע כי מטבעותיו היו מפורסמים ביותר; הם נשאו על פניהם ראש שור רובץ מול ראש אריה.
חפץ כלשהו כמטיל ברזל או כסף שבתחילה הוגדר ערכו פשוט לפי הגודל והמשקל, אם כי לבסוף הרחיקו לכת והטביעו חותם על כל מטבע על מנת שלא יצטרכו לטרוח ולשקלו, החוֹתָם הטבוּע על המטבע ציין את ערכו".
למעשה המטבעות הראשונים הם פיסות מתכת בעלות גודל ומשקל קבועים הנושאים דגמים מוטבעים שנועדו לערוב לערכם.