I. مقدمه

از اولین زمان‌هایی که تاکنون ثبت شده، انسان‌ها تغییرات شیمیایی را مشاهده کرده‌اند و در مورد دلایل آن‌ها به گمانه‌زنی و تفکر پرداخته‌اند. با دنبال کردن تاریخچه‌ی این مشاهدات و حدس‌ها، انقلاب تدریجی نظریه‌ها و مفاهیم که ما را به شیمی امروزی هدایت کرده می‌تواند ردیابی شود.

II. تکنولوژی و فلسفه‌ی باستانی

اولین فرایند‌های شیمیایی شناخته شده توسط صنعتگران بین‌النهرین، مصر و چین انجام شده است. در ابتدا آهنگران این سرزمین‌ها با فلزات خالص طبیعی مانند طلا یا مس که گاهی اوقات در حالت خالص در طبیعت یافت می‌شدند کار می‌کردند ولی آن‌ها به سرعت یاد گرفتند چگونه فلزات معدنی (عمدتا اکسیدها و سولفیدهای فلزی) را توسط گرما دادن به آن‌ها توسط چوب یا زغال چوب ذوب کنند تا فلزات خالص بدست آیند. افزایش روز افزون کاربرد مس، برنز و آهن باعث بوجود آمدن اسم‌هایی شد که مطابق با آن سال‌ها توسط باستان شناسان مورد استفاده قرار گرفته است. نخستین تکنولوژی شیمیایی نیز در چنین تمدن‌هایی شکل گرفت زمانی که رنگرزان روش‌های نشاندن رنگدانه بر روی انواع مختلف لباس را کشف کردند و سفال‌گران آموختند چگونه لعاب شیشه را تهیه کنند و بعدا چگونه شیشه بسازند.

اکثر این صنعتگران در معابد و کاخ‌ها برای ساختن کالاهای تشریفاتی برای کشیش‌ها و نجیب‌زادگان استخدام شده بودند. در معابد کشیش‌ها به ویژه وقت داشتند برای حدس زدن درباره‌ی ریشه‌ی تغییراتی که در جهان اطرافشان می‌دیدند. نظریات آن‌ها اکثرا شامل جادو می‌شد ولی آن‌ها همچنینن نظریات نجومی، ریاضیاتی و فلسفی ارائه کردند که از آن‌ها برای توضیح برخی پدیده‌ها که اکنون شیمیایی محسوب می‌شوند استفاده می‌کردند.

III. فلسفه‌ی طبیعی یونانی

اولین تمدنی که چنین نظریاتی را از نظر علمی مورد بحث قرار داد تمدن یونانی بود. از زمان تالس، حدود 600 سال قبل از میلاد، فیلسوفان یونانی بیشتر به گمانه‌زنی منطقی درباره‌ی جهان فیزیکی اطراف می‌پرداختند به جای تکیه کردن بر افسانه برای توضیح پدیده‌ها. تالس به شخصه فرض کرد که تمام مواد مشتقی از آب هستند که می‌تواند مانند زمین جامد باشد و مانند هوا گاز باشد. جانشینان او این نظریه را به این که جهان از چهر عنصر زمین، آب، هوا و آتش تشکیل شده است ارتقا دادند. دموکریتوس اعتقاد داشت که این عناصر از اتم‌ها، ذرات بسیار ریزی که در خلا حرکت می‌کنند تشکیل شده‌اند. بقیه مخصوصا ارسطو، اعتقاد داشتند که عناصر یک پیوستگی از جرم بوجود آورده‌اند بنابراین خلا نمی‌تواند وجود داشته باشد. نظریه اتمی به سرعت در میان یونانی‌ها بی‌اعتبار شد ولی هیچ‌گاه به کلی فراموش نشد. زمانی که در طی رنسانس دوباره این نظریه رایج شد، بنیان نظریه‌ی اتمی امروزی را تشکیل داد.

ارسطو تاثیر‌گزارترین فیلسوف یونانی بود و نظریات او حدود دو هزاره بعد از مرگش در سال 323 قبل از میلاد بر علوم حکمفرما بود. او اعتقاد داشت که چهار خصوصیت در طبیعت یافت می‌شود: گرما، سرما، رطوبت و خشکی. چهار عنصر هر کدام از یک جفت از این خصوصیات تشکیل شده بودند. برای مثال آتش گرم و خشک بود، آب سرد و مرطوب بود، هوا گرم و مرطوب بود و زمین سرد و خشک بود. این عناصر با این خصوصیاتشان در نسبت‌های مختلفی مخلوط شدند تا اجزاء سیاره‌ی زمینی را تشکیل دهند. به این دلیل که برای هر خصوصیتی در یک عنصر امکان تغییر مقدارش وجود داشت، عناصر می‌توانستند به یکدیگر تبدیل شوند، در نتیجه این عقیده بوجود آمده بود که این امکان نیز وجود دارد که موادی که از عناصر تشکیل شده‌اند را بتوان تغییر داد؛ برای مثال تبدیل سرب به طلا.

IV. کیمیاگری: رشد و رد شدن

نظریه‌ی ارسطو توسط صنعتگران اهل عمل مورد قبول واقع شده بود به خصوص در مقدونیه، مصر، که بعد از سال 300 قبل از میلاد مرکز روشنفکری دنیای باستان واقع شد.  آن‌ها عقیده داشتندکه فلزات درون زمین تمایل دارند که بیشتر و بیشتر کامل شوند و در نتیجه تدریجا به طلا تبدیل شوند. برای آن‌ها این گونه به نظر می‌آمد که شاید بتوانند این فرایند را با سرعت بیشتر در کارگاه‌های خویش انجام دهند و بنابراین بتوانند فلزات معمولی را به صورت مصنوعی به طلا تبدیل کنند. حدود 100 سال بعد از میلاد این نظریه بر ذهن فیلسوفان به اندازه‌ی آهنگران چیره شده بود، و تعداد زیادی مقاله در مورد هنر تبدیل عناصر که به عنوان کیمیاگری شناخته شد نوشته شد. اگرچه هیچ هیچ‌کس هیچ‌گاه موفق به تهیه‌ی طلا نشد ولی تعدادی فرایند شیمیایی برای تکمیل یا بهبود فلزات کشف شدند.

تقریبا در همین زمان و احتمالا به طور مستقل، یک کیمیاگری مستقل در چین رشد یافت. آنجا نیز هدف تولید طلا بود، اگرچه نه به دلیل ارزش پولی فلز. چینی‌ها اعتقاد داشتند که طلا دارویی است که می‌تواند زندگی طولانی یا حتی جاودانگی را برای کسی که آن را مصرف می‌کند به ارمغان آورد. مانند مصری‌ها، چینی‌ها نیز اطلاعات شیمیایی سودمندی از نظریات نادرست بدست آوردند.