J
acob Berzelius, nhà hóa học Thụy Điển, sinh năm 1779. Khi còn trẻ, ông rất thích sưu tầm và phân loại côn trùng, điều này giúp ông có được khả năng khái quát khi hệ thống hóa ngành hóa học.
Cha mẹ mất sớm nên Jacob Berzelius phải tự lập. Năm 1802 ông tốt nghiệp y khoa trường Đại học Uppsala, với đề tài “Ảnh hưởng của dòng điện lên bệnh nhân mắc các chứng bệnh khác nhau”. Ông cũng quan tâm nhiều tới ngành điện và cùng với Hisinger thực hiện nhiều thực nghiệm quan trọng về hiện tượng điện phân và khoáng chất, đặt nền tảng cho nhiều công trình của ông sau này.
Năm 1807, khi 28 tuổi, ông được phong hàm giáo sư, trở thành viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, sau giữ chức chủ tịch. Từ năm 1812 cho tới 30 năm sau ông giữ chức thư ký Hội đồng khoa học. Vị trí làm việc với thu nhập cao và một phòng thí nghiệm hiện đại đã giúp ông cống hiến hoàn toàn cho nghiên cứu, thực nghiệm, viết sách và có quan hệ rộng rãi với tất cả các nhà khoa học cùng thời. Mặc dù Thụy Điển bị tách biệt với các trung tâm hóa học lớn nhưng Berzelius thường xuyên ra nước ngoài, làm quen với các nhà khoa học lớn cùng thời và tạo được uy tín lớn trên trường quốc tế.
Là nhà phân tích bậc thầy, Berzelius đã thiết kế và xây dựng nhiều thiết bị thí nghiệm theo quy trình phân tích mới, sớm trở thành tiêu chuẩn khắp thế giới. Chúng được mô tả trong cuốn sách “phòng thí nghiệm hoá học” có uy tín nhất thời đó.
Trong khi viết cuốn sách ấy, Berzelius đã gặp phải những vấn đề như “liệu các hợp chất hoá học có các thành phần với tỷ lệ xác định hay không”; đây là vấn đề trọng tâm của ngành hoá chất. Ông đã tiến hành tới 2000 phân tích hoá học để thẩm định định luật “tỉ lệ xác định” của Joseph Louis Proust. Điều này đã hỗ trợ cho sự hình thành lý thuyết nguyên tử của Dalton, trong đó Berzelius là người ủng hộ đầu tiên.
Vào năm 1811, Berzelius đã đưa ra hệ thống danh pháp hoá học với những ký hiệu mới cho các nguyên tố. Nhờ đó thể hiện được các thành phần hoá học của hợp chất một cách đơn giản, hợp lý và phổ thông. Hệ thống này đã thay thế cho hệ thống cồng kềnh của Dalton. Hiện tại hệ thống này vẫn còn được sử dụng với sự sửa đổi và được xếp vào một trong các đóng góp lớn nhất của Berzelius cho ngành hoá học.
Công trình nghiên cứu trước đó của Berzelius về điện và điện phân cũng cho ra đời lý thuyết nhị nguyên (điện hoá). Lý thuyết này coi hợp chất hoá học là tập hợp các thành phần mang điện tích dương và âm. Nó giải thích về sự hình thành hợp chất vô cơ là quá trình trung hòa lẫn nhau của cả hai thành phần có điện tích trái dấu.
Berzelius phân tích rất nhiều loại quặng và đã phát hiện hoặc tách được một số nguyên tố như xeri, selen, silic, ziricom, thori. Ông cũng đưa ra nhiều thuật ngữ và khái niệm cơ bản trong ngành hoá học như hiện tượng đồng phân, sự xúc tác, protein và hiện tượng thù hình. Từ khoảng giữa những năm 1814-1828, Berzelius đã công bố bảng trọng lượng nguyên tử chuẩn xác đầu tiên. Năm 1818 ông được bầu làm chủ tịch Viện hàn lâm khoa học Thụy Điển và được tấn phong danh hiệu “Hiệp sĩ”.
Từ năm 1822 cho đến cuối đời, Berzelius đã khảo sát toàn bộ sự tiến bộ của hoá học. Đó là những bản báo cáo nổi tiếng đăng tải trên Tạp chí Thông báo hàng năm và được dịch sang tiếng Đức
Berzelius hay ốm yếu, nhất là khi có tuổi. Năm 1832, ông bỏ học vị giáo sư, dành ít thời gian cho phòng thí nghiệm và ngày càng tham gia nhiều hơn vào các cuộc luận chiến. Ngày 7/8/1848 ông mất ở Stockholm để lại hình ảnh đáng kính trọng nhưng hoàn toàn xa lạ với giới hoá học trẻ.
Theo nhận xét của nhà sử hoá học Henry Leicester sau này thì Berzelius là người bảo thủ. Mặc dù có khả năng thực nghiệm và khái quát hoá vấn đề nhưng các công trình của ông hầu như chỉ dựa vào những nguyên lý mà ông lĩnh hội được trong thập kỷ đầu sự nghiệp khoa học của mình, chủ yếu là hoá vô cơ. Hoá hữu cơ với các nguyên lý mới không phải là lĩnh vực mà ông có sở trường. Lý thuyết nhị nguyên của ông đã gặp phải khó khăn trong việc giải thích sự hình thành hợp chất hữu cơ và các hợp chất phối trí mới. Mặc dù Berzelius là người đầu tiên hoan nghênh học thuyết về gốc do Liebig và Woehler đề xuất, nhưng ông đã sớm nhận thấy nó ngược hẳn với thuyết nhị nguyên của mình khi Dumas phát hiện rằng clo có thể thay chỗ hydro trong gốc hữu cơ mà không làm thay đổi những tính chất cơ bản của hợp chất. Khi Pumas và August Laurent phát triển nguyên lý “thế” thành một đặc điểm chính của hoá hữu cơ, điều đó đã rung hồi chuông báo tử cho lý thuyết nhị nguyên, ít nhất là trong lĩnh vực hoá hữu cơ.
Berzelius không thừa nhận rằng Cl- có thể thay cho vị trí của H+. Sự công kích của ông đối với các nhà hoá học ngày càng trở nên thô bạo, và trong những năm cuối đời ông càng không muốn sửa đổi các ý tưởng trước đây của mình. Tài phân tích, khả năng tổng hợp - khái quát- hệ thống hoá cùng chuyên môn tốt về xuất bản học đã làm cho ông có ảnh hưởng cả lúc sinh thời lẫn sau khi mất gần nửa thế kỷ.
Hiện nay, các ký hiệu nguyên tố hoá học được sử dụng như Na (natri), Ca (canxi) được Jons Jakob Berzelius đề xuất. Ông cũng là người đã khám phá ra nguyên tố hoá học Selen (Se) là nguyên tố có thể gây chết người dù Selen lại giúp cho cây cối phát triển tốt.
Trước Berzelius đã có nhiều kiểu ký hiệu các nguyên tố khác nhau như người cổ đại dùng hình tượng các hành tinh biểu thị các nguyên tố như mặt trời là vàng, mặt trăng lưỡi liềm biểu thị bạc, kim tinh biểu thị đồng...
Đến thời Dalton - nhà vật lý người Anh - người đã sáng lập ra thuyết cấu tạo nguyên tử - ký hiệu hoá học vẫn không thoát khỏi kiểu tượng hình mà chủ yếu là những vòng tròn, bên trong có ghi các chữ Latinh ví dụ oxy là 1 vòng tròn rỗng, hydro là vòng tròn có gạch ngang nhỏ ở giữa còn các hợp chất như nước thì vẽ 2 ký hiệu oxy và hydro để biểu tượng là do các nguyên tố đó tạo thành. Đây là một phương pháp không thuận tiện đặc biệt khi biểu thị các hợp chất phức tạp.
Bởi thế Berzelius đã tiến hành cải cách bằng việc dùng các chữ cái đầu tiên của nguyên tố đọc theo chữ Latinh, nếu chữ cái đầu giống nhau thì tiếp chữ cái thứ hai viết chữ nhỏ bên phải chữ đầu tiên viết hoa.
Một năm sau, trong luận văn trình bày công thức hợp chất, ông đã sử dụng các con số để chỉ số nguyên tử một chất trong hợp chất đó ví dụ như CO2 nhưng số 2 được viết nhỏ hơn và viết phía trên đầu chứ không như kiểu viết phía dưới như hiện nay.
Loài người đã biết và vận dụng các chất hữu cơ rất sớm. Từ thời cổ đại họ đã biết làm rượu, chế giấm, thuốc nhuộm, giấy… Tuy nhiên những tri thức về hóa hữu cơ vô cùng ít ỏi. Cho đến đầu thế kỷ XIX, trong lĩnh vực sinh lý học và hóa học hữu cơ, người ta vẫn phổ biến và lưu hành một thuyết gọi là “Thuyết lực sống”. Theo thuyết này chất hữu cơ có thể sản sinh trong cơ thể động thực vật nhờ “lực sống”.
Vào thế kỷ XVIII, trong các phòng thí nghiệm, không ai có thể tổng hợp được chất hữu cơ. Đặc biệt nhà hóa học Berzelius – một nhà hóa học nổi tiếng và có uy tín thời đó - đã bỏ công mười mấy năm nhưng chẳng thu được kết quả gì và đã khẳng định là chất hữu cơ chỉ có thể sản sinh trong tế bào nhờ “lực sống”. Do uy tín của Berzelius, mọi người đã tin vào “thuyết lực sống”.
Vào năm 1823, sau khi đạt học vị tiến sĩ y học ngoại khoa, Frideric Wohler được tiến cử tới làm việc ở phòng thí nghiệm của Berzelius. Trong khi Wohler nghiên cứu phương pháp đơn giản để điều chế amon cyanat và khí amoniac, khi thử dùng axit cyanic và amoni hyđrôxi tiến hành phản ứng với ý đồ chế tạo amoni cyanat nhưng kết quả lại thu được một kết tủa trắng không phải là amoni cyanat. Trong một thời gian dài vấn đề luôn đặt ra cho ông là “chất kết tinh màu trắng này là gì?” Sau đó khi chuyển tới trường công nghệ Berlin, nhờ có những thiết bị hoàn chỉnh ông đã chứng thực chất kết tinh màu trắng chính là urê. Sau gần 4 năm vất vả cuối cùng Wohler đã điều chế ra được chất hữu cơ đầu tiên.
Những công bố về việc điều chế được chất hữu cơ đầu tiên của Wohler đã gây chấn động lớn trong giới hóa học. Tuy nhiên Berzelius lại cho rằng “nếu tổng hợp nhân tạo được chất hữu cơ thì có thể chế tạo đứa bé trong phòng thí nghiệm được hay không?” và có một số nhà khoa học lại dựa vào lý luận của Berzelius và cho rằng urê không phải là chất hữu cơ chính thống bởi vì đó là chất thải ra từ động vật, là thứ chẳng cần thiết. Tuy nhiên sau đó các nhà hóa học khác lần lượt điều chế thành công các hợp chất hữu cơ khác như axit axetic, axit malic,… Những điều trên đã khiến “Thuyết lực sống” của Berzelius đổ nhào. Cuối cùng Berzelius đã phải thừa nhận thành quả của Wohler. Từ đó một ngành hóa học mới ra đời và được gọi là “Hóa học hữu cơ”.
Trong lịch sử hóa học, Berzelus được đánh giá là người phát minh công thức hóa học (chemical formula) hiện đại và được coi như cha đẻ của hóa học hiện đại; người khám phá ra silicon, selenium, thorium, và cerium.
Mặc dù phải tự học là chính, nhưng Berzelius vẫn là nhà hoá học lớn nhất của Thụy Điển và ông có uy tín lớn trong thời kỳ quan trọng đó. Không mấy người có ảnh hưởng sâu rộng như ông đối với toàn bộ ngành hoá học trong một giai đoạn dài đến như vậy.