کشاورزی

کشاورزی به تولید مواد غذایی و کالا از راه زراعت و جنگل داری و دامداری است. کشاورزی همان چیزی است که به ظهور تمدن منجر شد. مطالعهٔ کشاورزی به نام علم کشاورزی شناخته می‌شود.

کشاورزی شامل طیف وسیعی از تخصص‌ها و فنون، از جمله راه‌هایی برای گسترش زمین‌های مناسب برای زراعت گیاه، حفر کانال‌ها و فرم‌های مختلف آبیاری می‌باشد.






در دنیای امروز با نگرانی‌های موجود و کمبود منابع، نیاز است تا کشاورزی را به سوی کشاورزی پایدار (مثلا کشاورزی زیستی) یا کشاورزی فشرده (مثلا صنعتی) پیش ببریم تا بتوانیم نیازها را در آینده برطرف نماییم.

زراعت مدرن، اصلاح نباتات، سموم، دفع آفات و کود و پیشرفت‌های تکنولوژیک به شدت باعث افزایش بازده محصول می‌شوند ولی باید در نظر داشت که این محاسن در کنار عیوبی چون آسیب گسترده زیست محیطی و اثرات منفی سلامت انسان حاصل می‌شوند
شیوه‌های مدرن در دامپروی نیز به همین گونه‌است یعنی با افزایش تولید گوشت ما مشکلاتی چون ستم به حیوانات و تبعات بهداشتی ناشی از آنتی بیوتیکها، هورمون رشد، و سایر مواد شیمیایی که معمولاً در تولید گوشت‌های صنعتی استفاده می‌شود را داریم.

محصولات کشاورزی را می‌توان به صورت عمده به غذاها، الیاف، سوخت، مواد اولیه، دارو و زینت آلات تقسیم نمود.

غذاهای عبارتند از غلات، سبزیجات، میوهها، و گوشت. الیاف عبارتند از پنبه، پشم، کنف، ابریشم و کتان. مواد خام مانند چوب.

مخدره عبارتند از تنباکو، الکل، تریاک، کوکائین. از دیگر مواد مفید توسط گیاهان، از رزین می‌توان نام برد. سوخت‌های زیستی شامل متان از زیست توده‌ها، اتانول و بیودیزل.

در سال ۲۰۰۷، حدود یک سوم از کارگران جهان در بخش کشاورزی شاغل بودند. اگرچه در سال ۲۰۰۳ تعداد کمتری در بخش کشاورزی مشغول بودند اما به دلیل آگاهی کشاورزی در سال ۲۰۰۸ این آمار به سرعت افزایش یافته.

همچنین در بخش‌های دیگر کشاورزی مانند اقتصاد کشاورزی هم تعداد قابل ملاحظه‌ای مشغول به کار اند.
با این که بیش از یک سوم جمعیت جهان در این بخش مشغول اند ولی این بخش تنها ۵٪ از سود خالص جهانی را به خود اختصاص داده‌است.




تاریخچه
از آنجا که قدمت کشاورزی به۱۰،۰۰۰

سال پیش باز می‌گردد دارای گستره وسیعی در سراسر جهان می‌باشد.

روشهای مختلف در کشاورزی از قبیل آبیاری، تناوب زراعی، کودها و سموم دفع آفات مدتها پیش توسعه داده شده بود، اما گام‌های بزرگ در قرن گذشته برداشته شد.

در جوامع اولیه افرادی که تولید کشاورزی آنهابیش از نیاز خانواده شان بود قادر بودند تا افراد دیگر را به طرف خود جذب نمایند. برخی از تاریخ دانان بر این عقیده‌اند که توسعه کشاورزی باعث به وجود آمدن تمدنها گردید.




کشاورزی گذرا (نوبتی)

در بعضی از مناطق کره زمین، بعضی از قبایل درختان جنگل‌ها را می‌سوزانند و یا قطع می‌کنند و فضایی را که قبلا جنگل بوده‌است، به زمین‌های کشاورزی تبدیل کرده و در آن کشاورزی می‌کنند. البته این نوع کشاورزی چندان دوام نداشته و خیلی زود به دلیل رویش سریع درختان و گیاهان هرز دیگر و کم قوت بودن زمین، دست از کشاورزی می‌کشند و آن مکان را ترک می‌کنند و به محل دیگری می‌روند و در آن مکان هم همین کار را تکرار می‌کنند و این نوع کشاورزی کم‌کم باعث تخریب زیست بومهای جنگلی می‌شود. به این نوع کشاورزی در اصطلاح کشاورزی گذرا یا نوبتی گویند.




سیستم‌های تولید دام

حیواناتی مانند قاطر، لاما، اسب، شتر، گاو، گوسفند و خوک و سگ را برای استفاده از گوشتشان و یا محصولات دامی (مانند شیر، پشم و …) پرورش می‌دهند. یک نوع پرورش، پرورش دادن دام در مراتع می‌باشد و آن در صورتی است که نتوان از آن زمین استفاده دیگری نمود که در این صورت دام را در مراتع رها می‌کنند تا از علوفه موجود در مراتع تغذیه نماید در عوض کود دامی حاصله می‌تواند برای مرتع مفید می‌باشد.
تقریبا ۶۸ ٪ از مراتع دائمی مورد استفاده دام هستند.




فرایند تولید

خاکورزی: عمل شخم خاک را برای آماده‌سازی کاشت و یا برای اختلاط مواد مغذی و یا برای کنترل آفات انجام می‌دهند.

بهره‌وری توسط با افزودن کود شیمیایی و کنترل علفهای هرز افزایش می‌یابد و خاک را بیشتر مستعد فرسایش، تجزیه مواد آلی آزاد، دی اکسید کربن و کاهش فراوانی و تنوع موجودات زنده می‌کند.

مبارزه با آفات: شامل مدیریت علفهای هرز، حشرات و بیماری می‌شود.

برای این کار از روشهای شیمیایی (حشره کش)، بیولوژیکی (کنترل بیولوژیکی)، مکانیکی (کشت)، و روش‌های فرهنگی استفاده می‌شود. روش‌های فرهنگی شامل تناوب کشت، وجین، پوشش محصولات زراعی، به زراعی، کمپوست، پیشگیری و مقاومت می‌باشد. روشهای غیر شیمیایی و پیشگیری بهتر است به این دلیل که باعث کاهش محصول نمی‌گردد و روشهای پیشگیرانه‌است و روش شیمیایی تنها زمانی توصیه می‌شود که راه دیگری باقی نمانده باشد.

مدیریت: شامل هر دو منبع ورودی‌های مواد مغذی هم برای تولید محصولات زراعی و هم دام است، و همچنین شامل روش استفاده از کود تولید شده توسط دام است.

ورودی‌ها می‌توند شامل، عناصر شیمیایی، کودهای آلی، کود سبز، کمپوست و مواد معدنی باشد.
همچنین تناوب و یا دوره آیش را باید در مدیریت در نظر گرفت.مدیریت آب: در دنیا این که آب باران کافی است یا نیاز به منابع دیگری هم هست بسته به منطقه متفاوت می‌باشد.




علم کشاورزی
علم کشاورزی دانشی گسترده‌است که از بخشهایی شامل علوم طبیعی، دقیق، اقتصادی و نوعی از روابط اجتماعی است که در درک درستی از کشاورزی به کار می‌رود (دامپزشکی بنا به تعریف جزء این شاخه نیست)




گیاه‌شناسی
گیاه‌شناسی یا علوم گیاهی یکی از رشته‌های زیست‌شناسی است که به مطالعه و بررسی زندگی و رشد و نمو گیاهان می‌پردازد. گیاه‌شناسی دربرگیرنده شاخه‌های بسیاری از علوم زیستی است که به بررسی گیاهان، جلبکها و قارچها می‌پردازند. از زیرشاخه‌های گیاه‌شناسی می‌توان به ریخت‌شناسی، فیزیولوژی، سیستماتیک و گرده‌شناسی اشاره نمود.



تاریخچه

اولین اقدامات مربوط به گیاه‌شناسی که در حدود ۳۰۰ سال قبل از میلاد نوشته شده دو رساله بزرگ توسط تئوفراستوس (فیلسوف یونانی) دیده می‌شود: درباره تاریخچه گیاهان (Historia Plantarum) و درباره اهداف گیاهان. این دو کتاب روی هم بیشترین تأثیر را در دوران باستان و قرون وسطی در علم گیاه‌شناسی داشته‌اند. Dioscorides نویسنده رومی شواهد مهمی مبنی بر دانش یونانیان و رومیان درباره گیاهان دارویی ارائه می‌دهد.

رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ با استفاده از یک میکروسکوپ ابتدایی، سلول را در چوب پنبه و اندک زمانی بعد در بافت گیاه زنده کشف کرد. او با نگاه به یک برش باریکی از چوب پنبه نوشت : من توانستم تعداد بسیار زیادی منفذ و سوراخ در آن مشاهده کنم که بیشتر شبیه کندوی عسل هستند. این روزنه‌ها یا سلولها عمق زیادی نداشتند اما تعداد بسیار زیادی جعبه کوچک محسوب می‌شوند. (Leonhart Fuchs) نویسنده آلمانی ، (Conrad Gessner) نویسنده سوئیسی و (Nicholas Culpeper) و (John Gerard) نویسندگان انگلیسی یک کتاب گیاهی منتشر کردند که اطلاعاتی را درباره گیاهان داروئی ارائه می‌کرد.

تاکسونومی: یا سیستماتیک گیاهی با نامگذاری و تقسیم بندی گیاهان سرو کار دارد.
ریخت‌شناسی گیاهی: شکل و ساختمان و توسعه آنها همراه با روابط قسمت‌های گیاهان با یکدیگر را بررسی می‌کند. و شامل مطالعه کالبدشناسی، سیتولوژی و جنین‌شناسی گیاهی است.
ریخت‌شناسی گیاهی: اعمال این عیسم و تولید مثل در گیاهان است.
بیماری‌شناسی گیاهی: با امراض نباتی سروکار دارد.
بوم‌شناسی: علم بررسی روابط موجودات زنده با محیط اطرافشان می‌باشد.
ژنتیک گیاهی: با مطالعه توارث در گیاهان سروکار دارد.
قارچ‌شناسی: علم مطالعه قارچها می‌باشد.
جلبک‌شناسی: علم مطالعه جلبکها




سبزی
به گیاهان خوراکی معمولاً سبز رنگ که در تهیه خوراکها، دسرها و سایر خوردنی‌ها به کار می‌رود، اصطلاحاً سبزی می‌گویند. از سبزی‌ها در پخت برخی غذاها مثل: قرمه سبزی، انواع کوفته، انواع کوکو و انواع آش و هم چنین تهیه انواع ترشی استفاده می‌شود. علاوه بر این، در ایران و برخی کشورهای آسیای میانه، برخی از این سبزی‌ها را به صورت خام و در قالب دسر همراه غذا میل می‌کنند که به سبزی خوردن شناخته می‌شود.




غلات

غَلات گیاهانی از خانواده گندمیان هستند که گیاهان علفی تک لپه‌ای بوده و دانه‌های ریز آنها، مصرف خوراکی دارد. غلات گیاهانی یک ساله هستند، یعنی چرخهٔ زندگی خود را در یک فصل زراعی به پایان می‌رسانند.

گونه‌های سردسیری غلات (گندم، جو و چاودار) در فصل پاییز و اوایل بهار کشت شده و در اواسط تا اواخر تابستان هم برداشت می‌شوند. گونه‌های گرمسیری غلات (برنج، ذرت، ذرت خوشه‌ای و ارزن) نیز با توجه به شرایط آب و هوایی در اواخر بهار یا اوایل تابستان کشت شده و اواخر تابستان یا اوایل پاییز هم برداشت می‌شوند.



تاریخچه

هزاران سال است که این گونه گیاهان، در تأمین غذای بشر نقش حیاتی ایفا می‌کنند. باستان شناسان جوامع ابتدایی توانسته‌اند از ویرانه‌های قدیمی مراکز سکونت انسان، دلایلی به دست آورند که نشان می‌دهد غلات در تمدن‌های اولیه بشری هم کشت می‌شده‌اند و برای مثال، گندم در سرزمین حاصلخیز میانرودان به عمل می‌آمده است. میانرودان امروزه بخش‌هایی از ترکیه، عراق، سوریه و ایران را تشکیل می‌دهد. شواهد به دست آمده نشان می‌دهد که در ۱۶٫۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ سال قبل از میلاد، انسان ما قبل تاریخ در این ناحیه گندم تولید می‌کرده است.

همچنین هر جا که جامعه‌ای تشکیل شده، یکی از انواع غلات در پیدایش آن نقش داشته اند. مثلاً برنج در تشکیل جوامع نخستین کشور چین و ذرت هم در تشکیل جوامع آفریقایی مؤثر بوده اند.



اهمیت امروزی غلات

در بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقایی، بیش از ۸۰ درصد غذای مردم از غلات تأمین می‌گردد. سهم غلات در غذای مردمان اروپایی ۴۵ تا ۵۵ درصد بوده و در ایالات متحده آمریکا تقریباً ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد.

امروزه نزدیک به ۷۰ درصد سطح زیر کشت یک میلیارد هکتاری جهان را غلات اشغال نموده اند. تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به ویژه در آسیا به طور مستقیم از غلات تأمین می‌گردد.

همچنین تولید غلات در مقایسه با دیگر فراورده‌های غذایی از جمله گوشت، تخم مرغ، شیر و... بسیار بیشتر است. تولید سالانه غلات در جهان، بیش از یک میلیارد و هفتصد میلیون تن می‌باشد. گندم، برنج و ذرت سه محصول مهم هستند که هر کدام تقریباً یک چهارم تولید سالانه غلات را تشکیل می‌دهند.

برنج، غذای عمده و روزمره مردم نواحی گرم و مرطوب است. این غله معمولاً در زمین‌هایی تولید می‌شود که بتوان آنها را در برخی فصول سال غرقاب یا گل- آب نمود. گندم به عنوان غله‌ای سازگار، عمدتاً در زمین‌های چمن طبیعی و همچنین در مناطقی که آب و هوا برای کشت ذرت مناسب نیست، به عمل می‌آید. گندم از غلاتی است که در نواحی سرد هم کشت می‌شود. این غله در سراسر جهان در فصول مختلفی کشت می‌شود، به طوریکه در هر ماه از سال، گندم در یکی از نقاط جهان در حال برداشت می‌باشد. ذرت هم به عنوان یک گیاه گرمسیری، در مناطقی که رطوبت و حرارت کافی در فصل زراعت فراهم باشد، رشد می‌نماید.




ارزش غذایی غلات

غلات منبع انرژی برای انسان هستند. در کشورهای در حال توسعه، این دسته مواد تمام رژیم غذایی را در بر می‌گیرند. غلات حاوی هیدرات کربن، پروتئین، چربی، مواد معدنی و انواع ویتامین هستند که البته ضمن مراحل مختلف نگهداری و تهیه، ممکن است بخشی از مواد مغذی مذکور از بین برود.

دانه غلات که کاریوپس یا گندمه نام دارد، منبع خوبی برای تغذیه انسان می‌باشد. میزان پروتئین برنج از گندم کمتر است. میزان ویتامین‌های ضروری (از جمله تیامین) برنج صیقل داده شده هم از برنج قهوه‌ای کمتر می‌باشد، چون سبوس خود دارای ویتامین‌های گوناگونی است که در مرحلهٔ صیقل دهی از برنج جدا می‌گردد.

البته به خاطر داشته باشید که با وجود همهٔ موادی که ذکر شد، غلات غذای کاملی بشمار نمی‌آیند. مصرف این مواد به تنهایی نمی‌تواند یک رژیم غذایی متعادل و کامل محسوب گردد. میزان پروتئین و در واقع اسیدهای آمینه غلات و همچنین ویتامین موجود در آنها محدود است. برای این که یک فرد بالغ بتواند ۶۵ تا ۸۰ گرم پروتئین مورد نیاز خود را تنها از طریق غلات تأمین کند، باید مقدار بسیار زیادی از این دسته مواد بخورد که در عوض، به دلیل این که غلات حاوی هیدرات کربن هستند، فرد ممکن است چاق شود. بسیاری از پروتئین‌های گیاهی به همین دلیل که اسیدهای آمینه کافی ندارند نمی‌توانند به تنهایی در رژیم غذایی افراد مورد استفاده قرار گیرند، بلکه در کنار آنها باید از پروتئین‌های حیوانی و سبزیجات و حبوبات هم استفاده نمود. البته پروتئین‌های حیوانی که از انواع حیوانات تأمین می‌شوند، خود متکی بر منابع گیاهی و از جمله غلات هستند. چون اغلب از انواع گیاهان و غلات، به عنوان خوراک دام استفاده می‌شود.

امروزه مهندسین ژنتیک سعی می‌کنند تا با اصلاح نباتات، غلاتی با پروتئین‌هایی که اسیدهای آمینهٔ ضروری بیشتری داشته باشند، تولید نمایند. مقدار دو اسید آمینه ضروری به نام‌های لیسین و ایزولوسین در غلات کم است و تمام متخصصین اصلاح نباتات تلاش می‌کنند غلاتی که میزان بیشتری از این دو نوع اسید آمینه داشته باشند را تولید نمایند.

غلات بیشترین شکل انرژی خود را به صورت نشاسته عرضه می‌کنند. استفاده از دانه کامل غلات، منبع خوبی برای فیبر گیاهی و اسیدهای چرب ضروری می‌باشد. از برنج به صورت پخته یا آرد برنج استفاده می‌شود. معمولاً غلات را برای استفاده تبدیل به آرد می‌کنند. گندم یکی از این غلات است که بیشتر آرد آن به کار می‌رود. از انواع غلات آرد شده در تهیهٔ نان، پاستا، دسر، پیراشکی، کلوچه و... استفاده می‌کنند. البته آرد را گاهی از سیب زمینی، شاه بلوط، حبوبات و... هم تهیه می‌کنند.




آب و هوای مناسب برای رشد غلا

عوامل مختلف آب و هوایی قادرند طرز رشد، میزان عملکرد و همچنین کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین تولید اقتصادی هر نوع غله در هر ناحیه، کاملاً تابع شرایط آب و هوایی می‌باشد. گندم، جو و چاودار که به دلیل کوچک بودن بوته‌شان، غلات کوچک نام می‌گیرند، به بارندگی سالیانه ۳۰۰ تا ۱۳۰۰ میلیمتر نیاز دارند و به صورت دیم هم کشت می‌شوند.

برنج به حرارت و بارندگی کافی (یا آبیاری کافی) نیاز دارد. معمولاً برنج در نواحی که سالانه نزدیک به ۱۰۰۰ میلیمتر یا بیشتر بارندگی دارند کشت می‌شود. ذرت هم با این که یک گیاه گرمسیری است در آب و هوا و ارتفاعات مختلف از نواحی پست تا ارتفاع ۳۰۰۰ متری از سطح دریا کشت می‌گردد.

جو از همهٔ غلات مقاوم تر است و می‌توان آن را حتی در کشور سیبری هم کاشت. گندم از همهٔ غلات رایج تر است. معمولاً گیاهان سردسیری را در نواحی گرمسیری، البته در نواحی بلند و خنک کوهستانی می‌کارند که در این صورت، کشاورزان می‌توانند به دلیل شرایط مساعد و خنکی کوهستان‌های نواحی گرمسیر، هر ساله چند بار غلات بکارند.

غلات گرمسیری را در نواحی پست گرمسیری که آب و هوای معتدلی دارند می‌کارند و همچنین می‌توان این غلات را در نواحی معتدل، البته در فصل‌هایی که سرما و یخبندان نباشد کشت نمود. معمولاً این دسته انواع بهاره و زمستانی دارند.
ساختمان دانه غلات

دانه غلات، میوه خشکی است که اصطلاحاً به آن گندمه و به زبان عامیانه دانه یا غله می‌گویند. این دانه دارای چندین لایه خارجی بوده که خارجی‌ترین لایه را پریکارپ می‌نامند و همچنین دو قسمت به نام‌های آندوسپرم و گیاهک دارد. غشای تخمدان، پوست دانه و لایه آلورون که در مجموع سبوس را تشکیل می‌دهند، در مرحلهٔ تهیه آرد از غلات جدا می‌شوند. حتی گاهی گیاهک را هم از دانه جدا نموده و با سبوس مخلوط می‌نمایند. سبوسی که گیاهک داشته باشد، پروتئین بیشتری نسبت به آندوسپرم نشاسته‌ای دارد. چون پروتئین گیاهک از هر قسمت دیگری در دانه بیشتر است. آردی که در تهیهٔ آن از تمام قسمت‌های دانه غلات استفاده نموده باشند نسبت به آرد سفید، که برای تهیه آن سبوس و گیاهک را جدا نموده‌اند دارای مواد مغذی بیشتری می‌باشد.




مراحل رشد غلات

دوره رشد غلات شامل مراحل جوانه زنی، پنجه زنی، تشکیل روزت، ساقه رفتن، تشکیل گل و تشکیل میوه است که هر کدام از این مراحل را به اختصار در اینجا توضیح می‌دهیم:

جوانه زنی: این مرحله با نفوذ ریشه در پوست دانه و غشای تخمدان آغاز می‌شود. ریشهٔ اولیه چندان پر پشت نیست، اما ریشه‌های ثانویه که شامل ریشه‌های نا بجا هم می‌شود، در مراحل اولیه رشد به وجود خواهند آمد که این ریشه‌های ثانویه قوی تر بوده و قدرت کافی برای نگه داشتن گیاه در خاک را دارند.

پنجه زنی: پس از آن که اولین برگ‌های گیاه سطح خاک را شکافت و ساقه اصلی شروع به رشد نمود، مرحله پنجه زنی آغاز می‌گردد؛ یعنی جوانه‌های موجود در محل اتصال برگ‌های پایینی به ساقه، فعال شده و شروع به رشد می‌کنند.

تشکیل روزت: برگ‌های گیاه در فاصلهٔ دو مرحله پنجه زنی و ساقه رفتن رشد نموده و بلند می‌شوند و مجموعه‌ای برگ را در ابتدای ساقه ایجاد می‌کنند. این مرحله را تشکیل روزت می‌نامند.

ساقه رفتن: در این مرحله ساقه طویل می‌شود. در اوایل این مرحله، گل آذین هم تشکیل می‌شود. تشکیل گل آذین: در این مرحله گل آذین بوته از داخل غلاف خارج می‌شود. گل کردن غلات معمولاً زمانی که گل آذین داخل غلاف است یا بلافاصله پس از تشکیل گل آذین صورت می‌گیرد. گل‌های گیاهان خانواده گرامینه، به صورت گروهی به وجود می‌آیند. منظور از گل آذین، آرایش گل یا طرز قرار گرفتن گل روی ساقه است. مجموع چند گلچه که روی محور گل آذین است را سنبلچه می‌گویند.

میوه: زمانی که میوه می‌رسد، غشای تخمدان نازک شده و به پوست دانه می‌چسبد. این گونه میوه‌ها را گندمه گویند، مثل دانه گندم، ذرت و چاودار. دانه بعضی غلات حتی پس از برداشت هم داخل غلاف باقی می‌ماند، مثل برنج و جو.




برداشت محصول

برداشت غلات باید به موقع صورت گیرد. برداشت زودتر یا دیرتر از موقع محصول، موجب کاسته شدن کیفیت آن می‌شود. تأخیر در برداشت غلات دانه ریز، سبب ریزش دانه، خوابیدگی یا شکستن بوته‌ها در کشتزار و بالاخره کاهش میزان ماده خشک می‌گردد. برداشت زود هنگام محصول هم موجب پایین آمدن کیفیت غلات می‌گردد.

وزن دانه‌ها تا زمان رسیدن دانه افزایش می‌یابد، ولی پس از آن رو به کاهش می‌گذارد. همچنین دانه‌های نارسی که زود هنگام برداشت می‌شوند، چه در کشتزار و چه در انبار بیشتر در معرض آسیب‌های ناشی از گرما و آفات از جمله کپک زدگی قرار می‌گیرند. زمان مناسب برای برداشت دانه، هنگامی است که آندوسپرم دانه‌های غلات سفت شده و میزان رطوبت آن هم به ۱۸ درصد رسیده باشد.

در کشورهای توسعه یافته برای دروی محصول تنها از وسایل مکانیکی همچون کمباین استفاده می‌شود. اما در کشورهای در حال توسعه از روش‌های گوناگونی همچون استفاده از داس برای برداشت محصول استفاده می‌نمایند.




گوجه فرنگی

گوجه فرنگی (نام علمی: Solanum lycopersicum) میوه‌ای سرخ‌رنگ و آبدار است. این گیاه بومی آمریکای جنوبی و مرکزی است که طی دورهٔ استعماری اسپانیا به سایر نقاط جهان منتقل شد. انواع مختلف این گیاه امروزه در سراسر جهان پرورش داده می‌شود.

گوجه فرنگی سرشار از ویتامین سی و لیکوپن است. این میوه امروزه به روش‌های محتلفی، به طور خام یا به‌عنوان یکی از مواد لازم برای تهیهٔ غذا، انواع سس و نوشیدنی مصرف می‌شود و بخش مهمی از رژیم غذایی مردم بسیاری از کشورها را تشکیل می‌دهد. کشت و پرورش این گیاه به طور کلی، مساحتی حدود سه میلیون هکتار را به خود اختصاص داده است، که نزدیک یک‌سوم کل مساحت مختص به کشت تره‌بار در جهان است.

با وجود این که گوجه فرنگی در علم گیاه‌شناسی یک میوه تلقی می‌شود، اغلب به‌عنوان تره‌بار شناخته می‌شود.

گوجه فرنگی به تیرهٔ سیب‌زمینیان تعلق دارد و از گیاهان چندساله است.
به علت اهمیت اقتصادی، این گیاه موضوع تحقیق و پژوهش‌های بسیاری قرار دارد و در علم ژنتیک به‌عنوان یکی از گیاهان الگو شناخته می‌شود. تحقیقات انجام‌شده بر این گیاه در سال ۱۹۹۰ به تولید نخستین نوع تراریختهٔ مجاز برای مصرف و تجارت در ایالات متحده آمریکا انجامید.




گیاه‌شناسی
تاریخچه

خاستگاه گوجه فرنگی آمریکای جنوبی می‌باشد. شواهد ژنتیکی نشان می‌دهند که اجداد گوجه فرنگی گیاهانی خودرو و علفی بودند که میوه‌های کوچک سبزرنگی داشتند و در نقاط کوهستانی پرو می‌روییدند. این گیاهان گونه‌های مختلفی از سرده پیشین Lycopersicon بودند. یکی از این گونه‌ها با نام علمی Solanum lycopersicum به مکزیک منتقل شد و پس از مدتی در آن‌جا توسط بومیان پرورش یافت.

تاریخ دقیق پرورش گوجه فرنگی برای اولین بار مشخص نیست. به نظر می‌رسد نخستین گوجه فرنگی پرورش‌یافته نوعی میوهٔ زردرنگ به اندازهٔ گوجه فرنگی‌های ریز گیلاسی بوده که توسط آزتک‌ها کشت می‌شده است. نوشته‌های برجامانده از این تمدن نشان می‌دهند که این میوه همراه با فلفل، ذرت و نمک آماده و مصرف می‌شد.

گوجه فرنگی حدوداً از ۵۰۰ سال پیش از مسیح در جنوب مکزیک پرورش داده می‌شد. بومیان پوئبلو بر این باور بودند که کسانی که دانه‌های گوجه فرنگی را مصرف می‌کردند با نیروهای خدایان متبرک می‌شدند.

در مورد انتقال گوجه فرنگی به اروپا نظریه‌های متفاوتی وجود دارد. برخی از تاریخ‌دانان بر این عقیده هستند که ارنان کورتس، مکتشف اسپانیایی، این میوه‌های کوچک زردرنگ را پس از تصرف شهر تنوکتیتلان، پایتخت آزتک‌ها در سال ۱۵۲۱، به اروپا منتقل کرد. نظریهٔ دیگر این است که کریستف کلمب در سال ۱۴۹۳ نخستین فردی بود که این گیاه را به اروپا منتقل کرد. قدیمی‌ترین مدرک که از وجود گوجه فرنگی در اروپا اطلاع می‌دهد کتابی در مورد گیاه‌شناسی است که در سال ۱۵۴۴ توسط پیِترو آندرئا ماتیولی، پزشک و گیاه‌شناس ایتالیایی نوشته شده است. وی در دست‌نوشتهٔ خود از این میوه با عنوان pomo d’oro، به معنای سیب طلایی یاد کرده است.




توزیع توسط اسپانیایی‌ها
پس از ساکن شدن در آمریکای لاتین، اسپانیایی‌ها گوجه‌فرنگی را در اوایل قرن شانزدهم در مستعمره‌های مختلف خود در کارائیب توزیع کردند. آن‌ها هم‌چنین آن را به اروپا و جزایر فیلیپین منتقل کردند که از آن‌جا به آسیای جنوب شرقی و سپس سراسر آسیا انتقال داده شد. گوجه فرنگی به آسانی در آب‌وهوای مدیترانه‌ای رشد کرد و از حدود سال ۱۵۴۰ در این منطقه پرورش داده شد.

این میوه در همان ابتدا پس از توزیع به اروپا مورد مصرف خوراکی قرار گرفت و در اوایل قرن هفدهم میلادی برای تهیهٔ غذا در اسپانیا استفاده می‌شد. نخستین کتاب آشپزی کشف شده که شامل دستورهایی برای پخت غذا با گوجه فرنگی بوده است در سال ۱۶۹۲ در ناپل منتشر شد. به نظر می‌رسد نویسندهٔ این کتاب این دستورها را از منابع اسپانیایی به‌دست آورده باشد. با این وجود این میوه در برخی نقاط چون فلورانس صرفاً مصرف تزئینی داشت و تنها در اواخر قرن هفدهم یا اوایل قرن هجدهم برای مصرف خوراکی مورد استفاده قرار گرفت.




بریتانیا

گوجه فرنگی تنها در اوایل سال ۱۵۹۰ در بریتانیا پرورش داده شد. یکی از نخستین کسانی که آن را کشت کرد جراحی به نام جان جرارد بود که در سال ۱۵۹۷ کتابی در مورد گیاه‌شناسی منتشر کرد که به موضوع این گیاه نیز می‌پرداخت. وی می‌دانست که گوجه فرنگی در اسپانیا و ایتالیا خورده می‌شود؛ با این وجود اعتقاد داشت که این میوه سمی است. در واقع این گیاه حاوی میزان کمی توماتین، نوعی گلیکوآلکوئید سمی است که معمولاً خطرناک نمی‌باشد. دیدگاه جرارد بر افکار عمومی تأثیر گذاشت و این گیاه در بریتانیا و مستعمره‌های آن در آمریکای شمالی به عنوان خوراکی ناسالم شناخته شد.

در اواسط قرن هجدهم، گوجه فرنگی به طور گسترده در بریتانیا خورده می‌شد. در همین قرن دانشنامه بریتانیکا دربارهٔ این میوه چنین نوشت که از گوجه فرنگی به طور روزانه در سوپ‌ها و نیز به‌عنوان چاشنی استفاده می‌شود. در عصر ویکتوریا، میزان پرورش گوجه فرنگی در گلخانه به حد صنعتی رسید.




آمریکای شمالی

قدیمی‌ترین مدارک مربوط به کشت گوجه فرنگی در شمال آمریکا به سال ۱۷۱۰ در کارولینای جنوبی برمی‌گردد. ممکن است این گیاه از طریق کارائیب به آمریکای شمالی رسیده باشد. در اواسط این قرن، برخی از مردم هنوز بر این باور بودند که گوجه فرنگی سمی است، و به طور کلی این گیاهان بیش‌تر جنبهٔ زینتی داشتند تا مصرف خوراکی. توماس جفرسون، از بنیادگذاران ایالات متحده آمریکا مقداری از دانه‌های گوجه فرنگی را که در پاریس خورده بود به آمریکا فرستاد.

به‌علت شرایط آب‌وهوایی، برخی ایالات چون فلوریدا و کالیفورنیا عمدتاً تبدیل به تولیدکنندگان گوجه فرنگی شدند. دانشگاه کالیفرنیا در دیویس به یکی از مراکز اصلی پژوهش در مورد گوجه فرنگی تبدیل شده است.




خاورمیانه

گوجه فرنگی در اوایل قرن نوزدهم در خاورمیانه توزیع شد و غالباً به عنوان یکی از مواد لازم برای پخت غذا مصرف می‌شد.




ایران

این گیاه از دو طریق وارد ایران شد: راه اول از طریق ترکیه و ارمنستان، و راه دوم از طریق سفرهای مکرر خاندان قاجار به فرانسه بود. نام اولیهٔ گوجه فرنگی در ایران بادمجان ارمنی یا
رومی بود.در دوره قاجاریه، افراد خاندان معیری برای نخستین بار گوجه‌فرنگی را در مزرعه‌ای (که محوطهٔ فرودگاه مهرآباد کنونی است) پرورش دادند.
12:57 am

آغاز کیمیا (۳۰۰–۷۰۰ پ. م.)

در گذشته مردم بسیار مشتاق بودند که بتوانند فلزهایی ارزان را به فلزی گرانبها همچون طلا تبدیل کنند. به اعتقاد آنان ماده‌ای که می‌توانست چنین کاری انجام دهد، سنگ فلاسفه بود. همین موضوع سبب شد که علمی به نام کیمیا* پدید آید.





کیمیا تنها به دنبال تبدیل فلزهای ارزان به فلزهای گرانبها نبود. آن زمان این امید وجود داشت که کیمیا بتواند کمکی کند تا دارویی ساخته‌شود که منجر به بهبودی مردم شود. مردم امیدوار بودند که کیمیاگران بتوانند ماده‌ای به نام آب حیات یا اکسیر زندگی به وجود بیاورند تا به کمک آن مرگ انسان‌ها را به تأخیر بیندازند. اما هرگز سنگ جادو و آب حیات به وجود نیامد.




از کیمیاگری به شیمی (۷۰۰–۱۵۰۰)

در جهان عرب، دانشمندان مسلمان شروع به ترجمهٔ آثار علمی یونان باستان کردند و شیوه‌های علمی آن‌ها را آزمایش کردند. توسعهٔ شیمی مدرن بسیار آهسته و دشوار بود اما یک شیوه علمی برای شیمی در میان مسلمانان در حال پیدایش بود. در قرن هشتم میلادی، جابر بن حیان که او را پدر علم شیمی نیز می‌نامند، و از شاگردان امام ششم شیعیان بوده است یک رویکرد منظم و همراه با آزمایش را معرفی کرد. تحقیقات او بر خلاف کیمیاگران یونانی و مصری که بیشتر تنها در ذهن خود به تفکر می‌پرداختند، در آزمایشگاه صورت می‌گرفت. او وسیله‌ای به نام عنبیق اختراع کرد و با آن مواد شیمیایی را بررسی می‌کرد. عنبیق وسیله‌ای ساده برای تقطیر مواد بود. این ظرف برای گرم کردن مخلوط‌ها و جمع‌آوری و هدایت بخارهای حاصل به کار می‌رفت. از کارهای جابر بن حیان تفاوت قائل شدن میان اسید و باز، و ساخت صدها دارو بود.

سایر شیمی‌دانان مؤثر مسلمان از قبیل ابن سینا، ابویوسف کندی، ابوریحان بیرونی و امام جعفر صادق برخی نظریه‌های کیمیا از جمله داستان سنگ فلاسفه را رد کردند. خواجه نصیر طوسی نیز به گونه‌ای پایستگی جرم را ارائه کرد. او اشاره کرد که یک ماده تنها می‌تواند تغییر کند اما نمی‌تواند ناپدید شود. محمد زکریای رازی نیز نظریهٔ عناصر چهارگانهٔ ارسطو را برای اولین بار رد کرد. او با به‌کارگیری آزمایشگاه مدرن و طراحی و توصیف بیش از بیست ابزار آزمایشگاهی که برخی از آن‌ها هم‌اکنون نیز کاربرد دارند، یک بنیان مستحکم برای شیمی مدرن بنا کرد.





آغاز شیمی نوین (۱۵۰۰–۱۸۰۰)

مشاهده کردن، اندیشیدن و نتیجه‌گیری کردن ابزارهای یونانیان باستان برای مطالعهٔ علوم طبیعی بود. کیمیاگران نیز تا پیش از آغاز دوران شیمی مدرن تنها از این سه ابزاره استفاده می‌کردند. در سال ۱۶۰۵، فرانسیس بیکن کتاب مهارت و پیشرفت فراگیری را منتشر کرد که حاوی توضیحاتی بود که بعدها به روش علمی معروف شد. در سال ۱۶۱۵ ژان بگن برای اولین بار از معادله شیمیایی استفاده کرد. رابرت بویل، دانشمند بریتانیایی در سال ۱۶۶۱ در کتاب شیمی‌دان شکاک، شیمی را علمی تجربی خواند. او از محققان خواست تا علاوه بر سه ابزار اصلی یونانیان پژوهش‌های علمی نیز انجام دهند. بویل عقیدهٔ ارسطو را که جهان از چهار عنصر آب، هوا، خاک و آتش تشکیل شده‌است را رد کرد و به جای آن سه عنصر نمک، گوگرد و جیوه را عناصر سازندهٔ جهان دانست. در عوض او مفهومی جدید ارائه کرد که ذرات اولیه با ایجاد پیوند با یکدیگر ترکیب‌های جدید می‌سازند. این تعبیر ساده‌ترین و در عین حال معقول‌ترین تعبیری بود که ارائه شد. پس از آن برای توجیه پدیده‌های طبیعی به جای نظریهٔ ارسطو از نظریهٔ بویل استفاده‌شد. در سال ۱۶۶۹ هنینگ براند توانست فسفر را از ادرار به دست‌آورد و فسفر اولین عنصری بود که با شیوهٔ شیمیایی کشف شد. هنری کاوندیش برای اولین بار در سال ۱۷۶۶ توانست گاز هیدروژن (H2) را از سار گازها تمیز دهد. لاووازیه در سال ۱۷۹۳ نام این گاز را هیدروژن نهاد.

آنتوان لاووازیه در سال ۱۷۸۹ قانون پایستگی جرم را مطرح کرد که به قانون لاووازیه نیز مشهور شد. در این هنگام قوانین شیمی کمی قوی‌تر شد به گونه‌ای که پیش‌بینی‌های درست‌تری صورت می‌گرفت.

جوزف بلک در سال ۱۷۵۴ توانست کربن دی‌اکسید که او به آن هوای ثابت می‌گفت را جداسازی کند. کارل ویلهلم شیله و جوزف پریستلی هر یک در سال‌های ۱۷۷۱ و ۱۷۷۴ به طور مستقل توانستند اکسیژن را با گرم کردن جیوه (II) اکسید و نیترات‌ها جداسازی کنند. جوزف پروس نیز با کشف «قانون نسبت‌های معین» باعث پیشرفتی بزرگ در شیمی شد. بر اساس این قانون مواد شیمیایی با نسبت‌های معین با یکدیگر واکنش می‌دهند. در سال ۱۸۰۰ آلساندرو ولتا با ساخت اولین باتری شیمیایی باعث سرآغاز دانش الکتروشیمی شد. در سال ۱۸۰۱، جان دالتون نظریهٔ اتمی خود را در هفت بند منتشر کرد. او در نظریهٔ خود اتم را تجزیه‌ناپذیر خواند. در آن زمان نظریهٔ دالتون بسیار تاثیرگذار بود به طوری که در قرن نوزدهم، شیمی‌دانان به دو گروه تقسیم می‌شدند. گروه اول کسانی بودند که نظریهٔ اتمی جان دالتون را دنبال می‌کردند و گروه دوم کسانی همانند ارنست ماخ بودند که به این نظریه اعتقاد نداشتند.

در سالنامهٔ علوم (به فرانسوی: L'année de la science) مربوط به سال ۱۹۹۰ راجر کراتینی بیان می‌کند که انگلیسی‌ها بدون تردید اظهار دارند که جوزف پریستلی پدر شیمی جدید است و فرانسوی‌ها نیز آنتوان لاووازیه را پدر شیمی جدید می‌دانند.

اگرچه شیمی در دورهٔ تمدن بابل و مصر باستان آغاز شد و ایرانیان و عرب‌ها در دورهٔ تمدن اسلامی فعالیت‌های زیاد انجام دادند، با این حال شیمی مدرن پس از فعالیت‌های لاووازیه شکوفا شد. اصلی‌ترین دلیل آن اکتشافات او دربارهٔ پایستگی جرم، نظریهٔ ماهیت آتش و واکنش سوختن در سال ۱۷۸۳ بود. پیش از آن فرض می‌شد که ماهیت آتش ماده‌ای‌است که از مادهٔ سوختنی آزاد می‌شود.

پس از آنکه واکنش سوختن به طور علمی بررسی و حل و فصل شد، فریدریش وهلر، که در سال ۱۸۲۸ موفق به ساخت ترکیب اوره شده‌بود، بحث دیگری را دربارهٔ ارتباط شیمی و حیات و تمایز مواد آلی و مواد معدنی آغاز کرد. پیش از آن در دانش شیمی هرگز به ترکیب مواد آلی و مواد معدنی پرداخته‌نشده‌بود. همین امر سرآغاز یک رشته جدید در شیمی شد به طوری که در اواخر قرن نوزدهم میلادی دانشمندان می‌توانستند صدها ترکیب آلی به وجود بیاورند. مهم‌ترین آن‌ها جوهرهای مصنوعی بنفش، سرخابی و سایر رنگ‌ها و نیز آسپیرین بود. کشف شیوهٔ مصنوعی تهیهٔ اوره کمک بسیار بزرگی به کشف ترکیبات همپار کرد. چراکه آمونیوم سیانید و اوره دارای فرمول تجربی یکسان هستند.

مایکل فارادی در سال ۱۸۲۵ توانست بنزن را از گاز درخشان آزاد شده از پیرولیز روغن وال به دست بیاورد و آن را بی‌کابورت هیدروژن نامید. بنزن اولین و ساده‌ترین ترکیب آروماتیک کشف شده‌است. ساختار بنزن توسط فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۵ میلادی شناسایی شد.



شیمی نوین

پیش از قرن بیستم، شیمی به عنوان دانشی برای شناخت طبیعت مواد و دگرگونی آن‌ها شناخته‌می‌شد. تفاوت عمدهٔ شیمی با فیزیک این بود که در شیمی از ریاضیات استفاده نمی‌شد و بیشتر علمی تجربی بود. برای نمونه، اوت کنت در سال ۱۸۳۰ نوشت:

هر تلاشی برای به‌کارگیری شیوه‌های ریاضیاتی در مطالعهٔ شیمی، کاملاً غیرمنطقی و بر خلاف روح شیمی‌است. اگر روزی آنالیزهای ریاضی یک بخش برجستهٔ شیمی را به عهده بگیرد، باعث انحطاط آن می‌شود.

به هر حال در نیمهٔ دوم قرن نوزدهم شرایط تغییر کرد و فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۷ نوشت:

من انتظار دارم که روزی یک توضیح ریاضیاتی-مکانیکی برای آنچه که امروزه به آن اتم می‌گوییم، خواهیم‌یافت و به کمک آن خواص اتم‌ها را بررسی خواهیم‌کرد.

پس از اکتشافات ارنست رادرفورد و نیلز بور دربارهٔ ساختار اتم و اکتشافات ماری و پیر کوری دربارهٔ پرتوزایی، دانشمندان مجبور بودند دیدگاه خود را نسبت به طبیعت مواد تغییر دهند. بنابراین شیمی به عنوان دانش مواد و مطالعهٔ ترکیب، ساختار و خاصیت‌های مواد و تغییراتی که دستخوش آن‌ها می‌شود، تعریف شد. در تعریف شیمی، ماده همان اتم‌ها و مولکول‌ها هستند و در شیمی واکنش‌های هسته‌ای و شکافت هسته‌ای نادیده گرفته‌می‌شوند. ولی این به آن معنا نیست که شیمی با دانش هسته‌ای ارتباطی ندارد چرا که شاخه‌هایی همچون شیمی هسته‌ای و شیمی کوانتومی نیز وجود دارد اما آنچه امروزه به عنوان کاربرد شیمی از آن یاد می‌شود بررسی مفاهیمی دربارهٔ مواد چه در مقیاس بزرگ و چه در مقیاس مولکولی و اتمی‌است. مطالعه‌های شیمی به بررسی کل یک مولکول تا تأثیر یک پروتون تنها روی یک اتم می‌پردازد.



جدول تناوبی

جان نیولندز، شیمی‌دان انگلیسی در سال ۱۸۶۵ دریافت که با گذر از هر هشت عنصر، خواص فیزیکی تکرار می‌شوند.[۷۱] او این خواص مشابه را نیز یادداشت کرد.[۷۲] دیمیتری مندلیف، شیمی‌دان روسیه‌ای اولین کسی بود که یک جدول تناوبی مشابه جدول‌های تناوبی امروزی را به وجود آورد. او عناصر را برحسب جرم اتمی کنار یکدیگر قرار داد و همانند بازی سولیتیر، روی کارت‌هایی نام و خواص عناصر را نوشت و با کنار یکدیگر قرار دادن آن‌ها به شباهت خواص آن‌ها پی برد. او عناصری که به یکدیگر شبیه بودند را در جدولی زیر یکدیگر قرار داد و جدولش را در یک مجلهٔ ناشناخته روسی منتشر کرد و کمی بعد در نشریهٔ آلمانی «مجلهٔ شیمی» (به آلمانی: Zeitschrift für Chemie) منتشر شد.

مندلیف به دلیل تکرار تناوبی خواص متوجه شد که بعضی عناصر هنوز کشف نشده‌اند. او مجبور شد جای این عناصر را در جدولش خالی بگذارد. او وجود سه عنصر ژرمانیم، گالیوم و اسکاندیم را حدس زد و نام آن‌ها را به ترتیب اکاسیلیسیوم، اکاآلومینیوم و اکابور نهاد. وی همچنین توانست برخی خواص همچون جرم و رنگ آن‌ها را حدس بزند که پس از کشف این عناصر پیش‌بینی‌های او با واقعیت مطابقت می‌کردند.



جایزهٔ نوبل شیمی

آلفرد نوبل، کارآفرین سوئدی و مخترع دینامیت در آخرین وصیت‌نامه‌اش که در ۲۷ نوامبر ۱۸۹۵ آن را تنظیم کرد، خواست که ثروتش صرف ایجاد مراسمی برای اهدای جوایز به «کسی که بیشترین سود را به نوع بشر» در زمینهٔ فیزیک، شیمی، صلح، فیزیولوژی یا داروسازی و ادبیات می‌رساند، شود. نوبل ۹۴٪ ثروتش را که معادل ۳۱ میلیون کرون سوئد* بود وقف ایجاد این پنج جایزه کرد.

در ۱۰ دسامبر ۱۹۰۱ اولین جوایز نوبل اهدا گردید. اولین جایزهٔ نوبل شیمی را یاکوبوس هنریکوس وانت‌هوف به علت کشف قوانین دینامیک شیمیایی و فشار اسمزی در محلول‌ها دریافت کرد.



مدل‌های اتمی

اتم‌ها تا سال ۱۸۹۷ کوچک‌ترین جزء ماده و تجزیه‌ناپذیر تلقی می‌شدند. جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ طی تحقیقات روی پرتوهای کاتدی، الکترون را کشف کرد. او با قرار دادن یک میدان الکتریکی در اطراف پرتوهای کاتدی متوجه انحراف پرتوها شد و به وجود الکترون در اتم پی برد و در نتیجه تجزیه‌ناپذیر بودن اتم را رد کرد. پس از آن با استناد بر آزمایش خود، یک مدل اتمی ارائه کرد که به مدل کیک کشمشی یا مدل هندوانه‌ای معروف شد. بر اساس این مدل بار مثبت به صورت فضای ابرگونه‌ای سراسر اتم پخش شده‌است و الکترون‌ها در این فضا پراکنده شده‌اند. او مدل خود را به کیک کشمشی تشبیه کرد به طوری که الکترون‌ها همان کشمش‌ها و بار مثبت کیک است.

مدل تامسون در سال ۱۹۰۹ توسط ارنست رادرفورد، یکی از شاگردان قدیمی تامسون رد شد. رادرفورد و هانس گیگر آزمایش ورقهٔ طلا را ابداع کردند. آن‌ها در این آزمایش یک ورقه نازک طلا را در معرض پرتوهای آلفا قرار دادند. آن‌ها انتظار داشتند که بر اساس مدل تامسون پرتوهای آلفا با انحراف بسیار کمی از ورقهٔ طلا عبور کنند اما بسیاری از پرتوها با زاویهٔ بیشتر از ۹۰° بازگشتند.

رادرفورد نتیجه گرفت که اتم دارای هسته‌ای متمرکز است و مدل اتمی خود را ارئه کرد. او کشف کرد که بیشتر جرم اتم مربوط به بار مثبت است و بار مثبت در یک فضای کوچک به نام هسته در مرکز اتم فشرده شده‌است. الکترون‌ها نیز در فضایی اطراف هسته قرار دارند.

مدل اتمی رادرفورد در دو مورد پایداری اتم و طیف ناپیوستهٔ تابشی اتم پاسخی نداشت. بر اساس مدل رادرفورد اتم نمی‌توانست پایدار باشد؛ زیرا اگر فرض شود الکترون‌ها ثابت هستند، الکترون به دلیل بار منفی جذب هسته می‌شود و اگر فرض شود که الکترون‌ها مانند سیارات منظومهٔ شمسی در حال حرکت به دور هسته هستند و نیروی مرکزگرا همان نیروی الکتریکی‌است، الکترون‌ها باید موج الکترومغناطیسی تابش کنند که در این صورت انرژی الکترون‌ها کاهش یافته و به تدریج روی اتم سقوط می‌کنند. نیلز بور در سال ۱۹۱۳ با توجه به نظریه‌های کوانتومی پلانک و اینشتین، با تجدیدنظر بنیادی در فیزیک کلاسیک، مدل اتمی خود را بیان کرد. او در نظریهٔ خود اعلام کرد که الکترون‌ها در هر مداری نمی‌توانند پایدار بمانند و فقط در مدارهای مجازی به نام «مدارهای مانا» می‌توانند پایدار بمانند و به دور هسته بچرخند. او نیروی مرکزگرا را نیز همان نیروی الکتریکی فرض کرد. تا زمانی که الکترون روی مدار مانا حرکت کند، موج الکترومغناطیسی تابش نمی‌کند و انرژی آن مانا است. در مدل بور شعاع مدار الکترون‌ها نمی‌تواند هر مقداری باشد و شعاع‌ها کوانتیده هستند و الکترون‌ها تنها هنگام جهش از یک مدار پایه به یک مدار با انرژی بیشتر تابش می‌کنند و مقدار انرژی آن‌ها نیز کوانتیده‌است.




شیمی کوانتومی

کشف معادله شرودینگر توسط اروین شرودینگر و مقالهٔ والتر هایتلر و فریتز لندن که در سال ۱۹۲۷ منتشر شد، به عنوان سرآغاز شیمی کوانتومی شناخته‌می‌شود. به این ترتیب شیمی‌دانان توانستند پیوند اتمی را توجیه کنند. در دههٔ ۱۹۴۰ بسیاری از فیزیک‌دانان مانند روبرت اوپنهایمر و ادوارد تلر از مقیاس مولکولی و اتمی فیزیک به فیزیک هسته‌ای روی آوردند. در سال ۱۹۲۶ میلادی، شرودینگر بر مبنای رفتار دوگانهٔ ذره‌ای و موجی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن، محدود کردن الکترون به یک مدار دایره شکل را درست ندانست و از حضور الکترون در یک محیط سه بعدی سخن گفت. او یک مدل کوانتومی برای اتم ارائه کرد. کلمنز روتان نیز در سال ۱۹۵۱ مقاله‌ای دربارهٔ معادلات روتان منتشر کرد.

شیمی کوانتوم قوانین مکانیک کوانتوم را در مسائل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد. به کمک شیمی کوانتومی می‌توان بسیاری از خاصیت‌های مولکول‌ها مانند طول و زاویهٔ پیوندی، قطبیت پیوند، قطبیت مولکول و طیف‌های مولکولی را مطالعه‌کرد. لینوس پاولینگ نیز برروی طبیعت پیوندهای شیمیایی و ساختار کمپلکس‌ها تحقیقاتی انجام داد که باعث شد در سال ۱۹۵۴ جایزهٔ نوبل شیمی را دریافت کند.همچنین وی یکی از بزرگ‌ترین شیمی‌دانان قرن بیستم شناخته می‌شود.
 

ساعت : 12:57 am | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
آزمایشگاه شیمی | next page | next page