La chimica... comincia con la manipolazione dei materiali per ottenerne altri. Per millenni fu un'arte di natura essenzialmente pratica esercitata da individui, gruppi familiari o tribali che ricavavano da queste abilità mezzi di sostentamento, ricchezze o potere. Ecco un elenco dei principali materiali prodotti o manipolati fin dai tempi più antichi:

• i metalli, le leghe metalliche ed i loro trattamenti termici. Alcuni metalli hanno dato il nome ad interi periodi storici. Nei libri di storia si trovano ,infatti, l'età del rame, l'età del bronzo e l'età del ferro.

• il vetro e la ceramica

• la carta

• i coloranti di origine animali o vegetale e la colorazione dei tessuti.

• i profumi, i cosmetici, gli olii essenziali e le resine naturali.

• le medicine ed i principi attivi medicamentosi di origine vegetali o animale.    

• legge di Lavoisier (anno 1789)  La materia, nel corso delle reazioni chimiche, non viene creata dal nulla nè scompare nel nulla. Oppure: In ogni reazione chimica, la somma dei pesi dei reagenti è uguale alla somma dei pesi dei prodotti di reazione.

• legge di Proust (anno 1799) alcuni materiali chiamati composti hanno una composizione fissa o meglio , "in qualunque composto chimico il rapporto fra le quantità in peso degli elementi costitutivi é definito e costante".

• legge di Dalton (anno 1803) "quando due elementi si combinano fra loro per formare composti diversi, le quantità di un elemento che nei vari casi si combinano con la medesima quantità dell’altro, variano secondo multipli interi rispetto alla più piccola quantità". Questa osservazione sperimentale originò la seguente conclusione nota come teoria  atomica  di Dalton.

Nei composti gli atomi sono aggregati, tramite speciali forze chiamate legami, in una entità più grande chiamata molecola.  Essa è formata da almeno due atomi diversi ed é la quantità minima di composto che possa intervenire in una reazione chimica.  La teoria atomica venne confermata anche dai lavori sperimentali di Gay-Lussac , che studiò, tra il 1805 ed il 1808,  reazioni in cui sia i reagenti che i prodotti di reazione erano tutti allo stato aeriforme. Ecco l'enunciato della legge:

"i volumi di gas diversi che reagiscono tra loro o che sono prodotti in una reazione chimica, quando sono misurati nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, stanno fra loro nel rapporto di numeri interi, generalmente piccoli".

I numeri interi portano alla logica conclusione che gli elementi ed composti hanno una parte minima e non possono essere suddivisi all'infinito. La parte minima dell'elemento si chiama atomo, come già detto. Quella del composto si chiama molecola. Ecco due esempi:

• 1 volume di idrogeno reagisce con 1 volume di cloro per dare 2 volumi di acido cloridrico.

• 2 volumi di idrogeno reagiscono con 1 volume di ossigeno per dare 2 volumi di acqua (naturalmente allo stato di vapore).

Poiché le reazioni sono quantitative e, in nessuno dei due casi, rimangono masse di reagenti in eccesso, queste osservazioni sperimentali portano alle seguenti logiche conseguenze :

Queste conseguenze furono pubblicate da  Amedeo Avogadro, nel 1811, assieme alla seguente ipotesi:

 volumi uguali di gas diversi, misurati nelle stesse condizioni di temperatura e pressione  contengono lo stesso numero di molecole.

debitamente accompagnate dalla proposta di un metodo per la misura delle masse molecolari relative: basta fare il rapporto tra le masse di volumi uguali di gas.

Nè l'ipotesi nè il metodo vennero accettate da Dalton e da Berzelius . Il motivo era nella convinzione che il legame tra gli atomi, nelle molecole, fosse determinato da attrazioni di tipo elettrico (teoria dualistica) . Due atomi uguali, avendo la stessa carica avrebbero dovuto respingersi. Veniva così negata la corretta interpretazione della legge sperimentale di Gay Lussac che portava alla logica conseguenza dell'esistenza di molecole di elemento contenenti più di un atomo.

E' stato fatto osservare da alcuni che tale modo di pensare equivale a negare l'evidenza. Non fu la prima volta e purtroppo non fu l'ultima nella storia dell'uomo.

La polemica scientifica rimase aperta fino al 1860, malgrado l'accumularsi di evidenze sperimentali sulla validità dell'ipotesi di Avogadro. Cannizzaro (altro scienziato italiano) dimostrò in occasione del primo congresso mondiale della chimica, l'attendibilità delle conclusioni di Avogadro e postulò l'esistenza di legami di natura non elettrica tra atomi uguali appartenenti allo stesso elemento. La natura di questi legami rimase sconosciuta fino alla formulazione della teoria moderna sulla struttura interna dell'atomo.

Ci si é chiesto come mai scienziati di gran valore come Dalton , Berzelius e tanti altri cadessero in un così clamoroso errore. A depistare i due sicuramente contribuirono le ricerche di Alessandro Volta sulla pila elettrica che avevano permesso di accertare la presenza di cariche elettriche nella materia e quindi nell'atomo e soprattutto quelle di Faraday sull'elettrolisi  che permisero di accertare la presenza di cariche elettriche negli atomi e in certi gruppi di atomi chiamati ioni.

A partire dal 1814, su proposta di Berzelius, vennero usati simboli standard di abbreviazioni per gli elementi e per i composti, per superare il fatto che ognuno dei ricercatori usava le sue abbreviazioni ed i suoi simboli con notevoli difficoltà e confusione anche tra gli addetti ai lavori.

I passi successivi per il progresso della chimica furono:

• L'introduzione di una scrittura abbreviata chiamata formula.

• La standardizzazione di regole per dare il nome ai composti (nomenclatura).

• L'adozione di una unità di misura per i pesi atomici e per i pesi molecolari.

• la caratterizzazione degli elementi già noti (proprietà fisiche, composti e valenze)

• la scoperta di nuovi elementi

Verso il 1830 si conoscevano 55 elementi e cominciavano a sembrare un po’ troppi, e poi sorgeva la domanda: quanti ne mancano da scoprire, hanno un numero finito? Ed ancora come é possibile la misura del peso atomico e del peso molecolare?