vignette|250px|Antoine Lavoisier, père de la chimie moderne.
L'histoire de la chimie débute avec la découverte du feu qui est la première source d'énergie utilisée par l'homme pour améliorer son quotidien : éclairage, chauffage, cuisson des aliments, etc. La maîtrise du feu a permis de réaliser les premières transformations contrôlées de la matière, notamment la fabrication du verre et de la céramique mais également d'alliages métalliques. L'histoire de la chimie est également marquée par les nombreuses tentatives pour développer une théorie cohérente de la matière parmi lesquels on peut citer les théories atomique de Démocrite et des éléments d'Aristote pendant la période antique ou le développement de l'alchimie au Moyen Âge.
La chimie ne se distinguera de cette dernière que vers le , notamment par les travaux de Robert Boyle qui applique la méthode scientifique à ses expériences. La publication de son célèbre Sceptical Chymist en 1661 est d'ailleurs parfois considéré dans le monde anglo-saxon comme le point de départ de la chimie moderne. Plus tard, les travaux de Lavoisier sur les lois de la conservation de la masse contribueront à placer définitivement la chimie au rang de science. Actuellement l'interdisciplinarité dans le monde scientifique fait qu'il est parfois difficile de différencier l'histoire de la chimie de celle de la physique ou des sciences de la vie telle que la biochimie.
Préhistoire Les fondements de la chimie doivent être mis en rapport avec la découverte par l'homme du feu à l'époque paléolithique, avant notre ère, et qui s'achève à la fin de la dernière période glaciaire, avant notre ère. Outre le fait qu'il permit à l'homme de se chauffer et de cuire ses aliments, le feu peut aussi être considéré comme la première source d'énergie utilisée par l'homme. Cette énergie lui permit tout d'abord de transformer ses aliments (cuisson des aliments) mais également de réaliser de nouveaux matériaux comme des poteries par cuisson de l'argile. Le charbon de bois est également utilisé comme pigment dans les peintures préhistoriques dans les grottes ou les abris sous roche. Il sera par la suite également utilisé comme combustible. La chaux et le plâtre sont expérimentés très tôt.
Peu à peu, l'attention des hommes semble avoir été attirée par certaines roches ou pierres colorées : l'ocre rouge (oxyde de fer extrait des argiles à hématite), l'ocre jaune (oxyde de fer extrait des argiles à goethite et limonite), pierres bleues ou vertes (carbonates de cuivre, azurite ou malachite), pierres violettes à base d'oxyde de manganèse (manganite, pyrolusite).
Les recherches archéologiques montrent que des peuples du Moyen-Orient sont à l'origine des premières utilisations du bitume remontant au Paléolithique Moyen il y a environ à :.
Il fut utilisé en tant que matière première pour ses nombreuses propriétés, notamment pour la conception de bâtiments.
Antiquité L'Antiquité voit les débuts de la métallurgie (paléométallurgie), c'est-à-dire l'extraction par l'homme des métaux à partir des minerais présents dans la nature, généralement sous forme de sels. Ces métaux seront ensuite retravaillés et utilisés soit sous forme pure soit en tant qu'alliage. L'utilisation du bitume se généralise également.
Or : utilisé à l'état natif depuis les débuts de l'Antiquité. Métal inaltérable et de très faible réactivité chimique il n'a, durant cette période, fait l'objet d'aucune transformation chimique. Considéré alors comme un métal parfait, il revêt une valeur monétaire et artistique importante L'argent : présent à l'état natif sous forme d'alliage avec l'or (électrum). Il peut également être extrait de la galène Le cuivre : il a pu être trouvé à l'état natif mais également sous forme impure dans la malachite. Son commerce pendant l'Antiquité sera une importante source de richesse Le bronze : premier alliage fabriqué par l'homme. C'est l'airain (aes) des Anciens. Les premiers alliages de cuivre découverts proviennent de Turquie (Catal Huyuk). Ce sont des alliages cuivre-arsenic. Le bronze apparaît aux alentours de l'an -6000 (Âge du bronze) et sera rapidement utilisé dans la fabrication d'armes. L'étain qui va se substituer à l'arsenic entre pour 10 % environ dans la composition des bronzes romains. Le fer : Il est possible qu'il ait été découvert il y a environ en Anatolie par les Hittites, mais il pourrait également être originaire d'Inde où des objets de fer très anciens ont également été trouvés. Ses premières utilisations, également pour des applications militaires, datent de 2500 Son usage est plus tardif car sa fabrication requiert des fours permettant d'obtenir des températures plus élevées. Le fer n'existe pas à l'état natif (mis à part le fer provenant de météorites qui est d'ailleurs allié au nickel). Pour l'obtenir il est nécessaire de réduire les oxydes de fer à l'aide de charbon de bois. L'homme s'aperçut alors que l'ajout d'une certaine quantité de carbone rendait le fer plus tranchant et plus résistant. Ce fut l'apparition du premier acier. Le laiton : alliage constitué de cuivre et de zinc apparaît vers 1000 av. J.-C. ; on en a trouvé notamment dans des pièces romaines. Le bitume et l'asphalte naturels servaient de mastic pour étanchéité (imperméabilité) pour la confection de coupes et de statuettes et pour cimenter les briques. Des goudrons, poix et brais sont obtenus par distillation pour étancher les vases et les navires.
Égypte ancienne Les Égyptiens auraient inventé le verre il y a environ à partir du sable du désert et du natron chauffés au four jusqu'à fusion auxquels on ajoute souvent de la chaux. À partir de -1800 environ, ils savent aussi extraire le fer de ses minerais. Les Égyptiens connaissent la fermentation qui leur permet de produire de la bière. Ils fabriquent des colorants (indigo, cinabre), utilisés notamment pour les fards (malachite). Les papyrus d’Ebers (1600 ) et de Brugsch (fin du ) nous montrent de plus les connaissances en médecine et en pharmacie des Égyptiens.
Chine Fabrication de la porcelaine.
Inde Les Indiens sont parmi les premiers peuples à avoir fabriqué du fer. Ils ont développé un art très poussé de cette métallurgie au fil des siècles. Au Moyen Âge, le métal des lames des meilleures épées était appelé « damasquiné » en occident, car on l'approvisionnait depuis Damas. Ces lames étaient pourtant faites d'un acier Indien : le wootz. Le pilier de fer de Delhi constitue un autre témoignage de la haute qualité des fabrications Indiennes de fer. Le déclin de la métallurgie Indienne s'amorce vers le .
Grèce antique Les Minoens (du ) grillaient la pyrite () pour l'utiliser comme minerai de fer... Certains historiens des sciences. considèrent Thalès de Milet comme le fondateur de la chimie, car il fait de l'eau le principe explicatif de l'Univers. Pour son disciple, Anaximène de Milet, l'élément primordial est l'air qui devient feu par dilatation, puis vent. Un peu plus tard, Xénophane de Colophon propose la terre comme racine de toute chose. Pour Héraclite, le feu est à l'origine des choses. Pour Empédocle (), il existe quatre éléments de base : l'eau, l'air, le feu et la terre qui s'attirent ou se repoussent. Platon reprend plus tard cette théorie en associant ces quatre éléments à des formes géométriques reliées à des nombres de triangles. Ainsi le feu est associé au tétraèdre (4 triangles équilatéraux) qui a les arêtes les plus pointues (d'où le fait qu'il pique), la Terre au cube (24 triangles rectangles isocèles signe de stabilité), l'Air à un octaèdre (8 triangles équilatéraux) et l'Eau à un icosaèdre (20 triangles équilatéraux). Aristote, élève de Platon, reprendra le modèle des quatre éléments en leur associant 4 qualités : l’humide, le sec, le chaud et le froid. Chacun des éléments est alors décrit comme l’association de 2 qualités (par exemple : le feu est une combinaison des qualités sec et chaud). Les écrits d'Aristote seront traduits en arabe et, plus tard, traduits en latin par Thomas d'Aquin et Roger Bacon. Le médecin Galien introduira au les quatre humeurs (sang, phlegme, bile jaune et bile noire) comme une combinaison des qualités d’Aristote : la médecine de Galien restera une référence pendant l’Antiquité et tout le Moyen Âge. Le philosophe Anaxagore voit le monde en perpétuel changement, sans création ni destruction de matière mais avec des réarrangements des particules élémentaires. Leucippe et son disciple Démocrite pensent que la matière est composée d'entités élémentaires, les atomes:. Ceux-ci sont insécables, limités en diversité et forment la matière « comme les lettres forment les mots ». Cette théorie atomique, divulguée par Épicure et Lucrèce, servira de base à l'alchimie. Les atomes crochus assurent la cohésion de la matière tandis que les atomes ronds expliquent la fluidité des liquides. Vers 40 , un médecin grec, Dioscoride, mentionne le soufre dans ses écrits ainsi qu'une poudre blanche obtenue par calcination de certaines pierres servant à produire l'orichalque.
Rome Vers 30 , Vitruve, dans son ouvrage traitant des matériaux et techniques de construction Architectura, cite plusieurs matériaux dont la chaux, le ciment romain, l'ocre, l'orpiment, la pourpre, la garance, le pastel… Pline l'Ancien, dans son Histoire naturelle, récapitule les substances chimiques connues à son époque dont le soufre, le naphte, le gypse. D'autres substances, connues bien avant les Romains, sont mentionnées dans des documents comme les papyrus alchimiques de Leyde et de Stockholm, les lapidaires (données sur les pierres précieuses) et des ouvrages de Zosime de Panopolis.
En plus des substances citées antérieurement, on trouve : le cristal de roche ou quartz utilisé par les Romains pour la fabrication de loupes ; la pierre de magnésie susceptible d'exercer une action sur le fer ; l'alun ; le sel de Cappadoce ; la fleur de cuivre (chalcanthon) ou vitriol ; le vif-argent (mercure) ou argent liquide qui forme facilement des amalgames avec les métaux ; le nitre ou salpêtre de couleur blanche, soluble dans l'eau ; la litharge ou l'orpiment employé dans les alliages pour remplacer l'or, trop onéreux.
Parmi les techniques connues, on peut citer le bain-marie et la distillation qui fournit divers esprits (produits légers) et des huiles (produits lourds, moins volatils). L'esprit de naphte et l'huile de naphte étaient, à titre d'exemple, obtenus par distillation du naphte.
Naissance de l'alchimie L'alchimie naît en Égypte dans la région d'Alexandrie. Les premiers textes alchimiques sont écrits en grec et apparaissent dans les premiers siècles de notre ère. Les alchimistes cherchent à fabriquer à partir de métaux divers le métal parfait qu'est l'or. L'objectif est la fabrication de la pierre philosophale qui transmute les métaux en or et permet la préparation de la panacée ou remède universel. L'alchimie est aussi une recherche spirituelle et demande une initiation à ses secrets. Les corps sont classés en solides, liquides et vapeurs et selon leur couleur. Ils interagissent suivant des notions de sympathie et d'antipathie. Cette philosophie repose sur la théorie des quatre éléments de Platon complétée par l'introduction de la quintessence (la Essence ou le cinquième élément). Soufre, mercure et sel : le soufre et le mercure sont issus de l'alchimie arabe et le sel de Paracelse. Au soufre se rattache tout ce qui est chaud, dur et masculin ; au mercure tout ce qui est froid, féminin ; quant au sel il assure le cohésion du soufre et du mercure lors de leur union.
Moyen Âge Civilisation arabe Certains historiens croient que le mot « chimie » est dérivé du mot arabe Al kemi ou Al kem « الكم », (littéralement la kemia « الكيمياء », la « chimie »). Al kem signifie aujourd'hui en arabe la quantité, attestant que la chimie passe par une précoce approche quantitative de la matière, couvrant indistinctement le champ des premiers procédés chimiques comme celui du dosage en pharmacopée. .