Canlı ve Cansız

Organik ve İnorganik Bileşik Kavramlarının Tarihsel Gelişimi

Yaşadığı dünya içerisinde nasıl bir yer edindiğini ve dışarıdaki ortam ile etkileşimini anlamaya çalışan insan için doğada var olan her şeyin neden yapıldığı büyük merak konusuydu. İlk olarak her şeyin dört temel bileşik olan ateş, su, hava ve topraktan oluştuğuna inanılmaktaydı. Bu dört element maddenin tüm yapısal özelliklerini ve davranışlarını etkiliyordu. Örneğin eğer maddenin yapısında bulunan ateş elementi diğer elementlerden baskın ise o madde tıpkı bir ateş gibi yukarı doğru yükselme eğilimi gösteriyordu. Bitkilerin yukarı doğru büyüme davranışı yapısındaki ateş elementi ile açıklanıyordu. Bir taş ise toprak elementini fazla içerdiği için aşağıya doğru düşme eğilimindeydi.

Peki, ama neden biri canlıyken diğeri değildi?  Eğer tüm varlıklar bu dört elementten oluşuyorsa canlı ile cansız arasındaki fark nereden kaynaklanıyordu?

Aynı dört elementten oluşan canlı ve cansız maddelerin arasındaki fark  “yaşam enerjisi” olarak adlandırılan bir güç ile açıklanıyordu.  “Vitalism”, (dirimselcilik) olarak adlandırılan bu görüşte, yaşayan organizmaların kimya ve fizik yasaları ile açıklanamayacağı kabul edilmekteydi. Yaşayan organizmalar yaşam enerjisi ile yüklenmiş olduklarından dolayı bu forma sahiplerdi. Aristo’ya göre bitkiler âlemi yaşam enerjisi verildiği için canlıydı ve büyüyorlardı. 1800’lü yıllarda Berzelius isimli bir kimyacı doğadaki tüm maddeleri iki temel grupta sınıflandırmıştı. Vitalism görüşündeki Berzelius, yaşam enerjisine sahip olan maddeleri organik, diğerlerini yani cansız olanları ise inorganik olarak adlandırmıştır. Düzenleyici bir gücün canlıların doğasında olduğunu ve bu güce sahip olanların organik bir yapıya ulaştığına inanan Berzelius’a ve vitalism görüşüne göre yaşam enerjisine sahip olmayan hiçbir madde organik bir formda bulunamazdı. Yaygın olan bu görüş nedeniyle pek çok bilim insanı organik bileşiklerin sadece canlılar tarafından üretebildiğine inanmaktaydı.

1828 yılında Wöhler’in laboratuvar ortamında üreyi elde etmesi vitalism görüşüne büyük bir darbe vurmuştu. Organik bir bileşik olan ürenin inorganik bir bileşikten elde edilmesi, organik bileşiklerin sadece hayvan veya bitkilerin vücudundaki yaşam gücünün etkisi altında şekil alabilen bir şey olmadığını göstermişti.  Wöhler, organik ile inorganik maddeler arasında temel bir ayırım olmadığını ve her ikisinin de benzer prensipler altında çalıştığını, aynı kimya yasalarına işlediğini göstermiştir. İlerleyen dönemde Lavosier’in, Wöhler’in açıklamasını düzelterek temel bir farklılık yok demenin hiçbir farklılık yok anlamına gelmediğini söyleyerek organik ile inorganik maddeler arasındaki farklılıkları belirtmiştir. Lavosier organik bileşikleri; karbon, oksijen, azot ve hidrojen içeren bileşikler olarak adlandırırken, kum veya çamur gibi İnorganik bileşiklerin, çok az karbon içerdiğini ancak hemen hemen hiç azot içermediğini belirterek ikisi arasındaki farkı aktarmaya çalışmıştır.

Bugün, organik ve inorganik bileşikler arasındaki farklılıklara şunlar eklenmiştir.

  • Pek çok organik molekül inorganik molekülerden daha karmaşık ve daha büyük bir moleküler yapıya sahiptir.
  • Organik bileşikler, yüksek sıcaklık altında değişmekte ve ısı kaynağı oradan uzaklaştırılsa dahi eski hallerine dönememektedir. Bunun nedeni yaşamsal gücün o maddeden uzaklaşması değil organik bileşiğin kimyasal yapısında meydana gelen olaylardan kaynaklanmaktadır.

Öğretmenler için öneriler

Yukarıda yer alan hikâyede, organik ile inorganik bileşiklere yönelik bilginin bilim tarihi içerisindeki değişimi açıklanmıştır.  Bilim tarihinde kimi zaman bilim insanlarının düşüncelerinin birbirleri ile çeliştiği görülmektedir. Bu çelişki kimi zaman, aynı dönemde yaşayan bilim insanları arasında olurken kimi zamanda farklı zaman dilimlerinde farklı bilimsel paradigmalar ışığında aynı verileri farklı şekillerde yorumlayan bilim insanları arasında olabilmektedir. Yukarıda anlatılan hikâyede Berzelius ve dönemindeki pek çok bilim insanının organik bileşikleri vitalist görüşe göre yorumladıkları görülürken Wöhler’in keşfi ile birlikte değişimin gerçekleştiği ve konuya yeni bir bakış açısı geldiği görülmektedir.  Bu değişim ile birlikte bugünkü organik-inorganik ayrımının son hali hikâye sonunda kısaca değinilmektedir.  Bu hikaye aracılığı ile öğrencilere ilk olarak organik kelimesinden ne anladıkları sorularak bilim tarihinde kelimenin nasıl oluştuğu ve anlamındaki değişimler irdelenebilir. Bu sayede ilgili konuya giriş yapılacağının yanı sıra ayrıca canlı-cansız kavramlarına ilişkin olarak tartışmada gerçekleştirilebilir.

Bilimde paradigmanın rolü…

Organik bir bileşiği yapay olarak inorganik bir bileşikten sentezlemek mümkün olabilir mi? Wöhler’in deneyine kadar bunun mümkün olmadığı düşünülmekteydi. Çünkü organik bileşikler sadece ve sadece canlılar tarafından üretilebilen vital ya da yaşam gücüne sahip yapılardı. Bu nedenle organik bileşiklerin kimi dış etkenler sonucunda yapılarının bozulması, organik özelliklerini kaybetmesi gibi olgular yine vitalism görüşüne göre açıklanmaya çalışılıyor ancak bu açıklamaların yetersizliği gün geçtikçe bilim insanlarının yeni açıklamalar aramaya sürüklüyordu. Bu döneme uygun olarak en iyi örneklerden biri organik bileşiklerin yapılarındaki bozulmalara yönelik açıklamalarda görülmektedir.

Berzelius döneminde organik bileşiklerin yüksek sıcaklık altında değişmekte ve ısı kaynağı oradan uzaklaştırılsa dahi eski hallerine dönmediği bilinmekteydi.  İşte bu durum, yine o dönemin paradigması olan vitalism ile açıklanmakta ve bu bozulmanın nedeninin organik bileşikteki vital gücün yanma sırasında dışarıya çıkmasından dolayı olduğu şeklinde yorumlanmaktaydı. Wöhler’in organik maddelerin de laboratuvarlarda uygun koşullar altında sentezlenebildiği göstermesi, metafiziksel bir düşünce olan ‘yaşam enerjisi’ veya vitalizm görüşüne büyük bir darbe vurmuştu.  Bu deney sonucunun ardından organik bileşiklere yönelik yapılan pek çok açıklama değişmişti.  Değişen teorik yapı ile birlikte bu bozulmanın organik moleküllerin yapısındaki kimyasal değişimler ile açıklanmaya başlanmıştır.

Öğretmenler için öneriler

Deneylerin esas olayı sebep-sonuç ilişkisini göstermesidir. Ancak yukarıdaki tarihsel hikâyede de görüldüğü gibi deney sonuçlarının bir sebebe bağlanmasında kabul edilen teorik yapılar önem taşımaktadır. Organik bileşiklerin yapısında görülen değişimlere yönelik deneysel sonuçların sebeplendirilmesinde vitalizm görüşünün kabul edildiği dönem ile Wöhler’in keşfinin ardından kabul edilen teorik kabullerin, aynı olguya yönelik nedenlendirmeleri değiştirdiği görülmektedir. Bu durum bilimsel çalışmalarda teorik kabullerin deney ve gözlemleri yorumlamada ne kadar etkili olduğunu göstermektedir. Bilimsel alanda kabul edilen paradigmalar veya başka bir deyişle teorik kabuller, bilim insanlarının çalışmalarını yorumlamasını ve yürütmesinde temel yapıyı oluşturmaktadır. Bu hikaye aracılığı ile öğrencilere bilginin değişiminde ve yorumlanmasında paradigmaların rolünü açıklamada yardımcı olacaktır .

Değişimin bilim topluluğuna yansımaları…

“ Tabiri caizse, kimyasal idrarımı artık daha fazla tutamıyorum. Ve demeliyim ki, ne bir erkeğin ne de bir köpeği n böbreğine yada kendisine ihtiyaç duymadan idrar (üre) üretebiliyorum “

Wöhler, laboratuvarında gerçekleştirdiği bu büyük keşfini meslektaşlarına yazdığı bir mektupta bu sözlerle açıklamıştır. Ürenin bu ilk sentezi, hem eski teorinin yani vitalismin yıkılmasına hem de sentetik organik kimyanın doğuşu olarak bilim tarihinde büyük bir dönüm noktası olmuştur.    Wöhler’in keşfi ile başlayan bu teorik değişim bir anda gerçekleşmemiştir. Yıllarca vitalist görüşü benimseyen bilim insanları için organik bileşiklerinde kimya ve fizik yasalarına dâhil olduğunu kabul etmek uzun bir zaman almıştır. Yaklaşık 50 yıl sonra Pastör’ün hastalıkların temel nedeninin mikroorganizmalar olduğunu belirtmesine kadar hala bilim insanları arasında hastalıkta dâhil pek çok olgunun vital güç dolayısı ile gerçekleştirdiğine inananlar vardı. Pasteur’un tespitinin ardından bu görüşe olan inanç giderek yok olmaya başladı.

Resim:  Wohler’e ithaf edilen pul örneği

Çalışmanın ardından…

Wöhler’in bu keşfi bilimsel camiada büyük yankı uyandırmış ve pek çok bilim insanı makalelerinde bu keşfi tartışmıştır. Aşağıdan bunlardan bazılarını görebilirsiniz.

 “Vital güçlerin desteği olmaksızın ürenin sentezlenmesi alışılmadık ve açıklanamaz boyuttadır. Wöhler’e bilimde yeni bir alan başlattığı keşfi için minnet borçluyuz.” Justun von Liebig 1837

 “Wöhler’in bu büyük ve organik kimya için özel bir önemi olan bu keşfi , ilk kez organik bileşiklerin kimyasal yöntemler vasıtası ile inorganik bileşiklerden üretilebileceğini gösteren ilk örneğidir. Bu keşif, organik ile inorganik yapılar arasındaki kabul edilen ayrımı yerle bir etmiştir”.  Hermann Kopp, 1843

Resim- görüldüğü gibi Wöhler’in bilim tarihini derinden etkileyen keşfi kimi pullara konu olmuştur. Bu durum hem çalışmaya verilen önemi hem de dönem Almanya’sının bilime verdiği önemi göstermektedir.

Öğretmenler için öneriler

Yukarıda yer alan hikâyelerde Wöhler’in çalışmasının bilim topluluğu içerisindeki etkisine değinilmektedir. “Değişimin bilim topluluğuna yansımaları” isimli kısımda, Wöhler’in keşfinin ardından oluşan bilimsel teorik değişimin bilim topluluğu içerisinde bir anda gerçekleşmediğini açıklamaktadır. Vitalist görüşün, Wöhler’in çalışmasından 50 yıl sonra bile izlerinin rastlandığını, Pasteur’un çalışmasının ardından giderek yok olduğu belirtilmektedir. Bu hikaye aracılığı ile bilim tarihinde görülen paradigma kaymalarının bir anda gerçekleşmediği ve etkilerinin yıllar alabildiği aktarılabilir.

“Çalışmanın ardından” isimli hikaye ise Wöhler’in çalışmasının bilimsel topluluk içerisinde ne kadar önemli olduğunu anlatmaktadır. Bu hikayede, Wöhler’in çalışmasının bilim topluluğunu ne kadar etkilediği o dönemin bilim insanlarının kendi sözleri ile aktarılmaya çalışılmıştır. Bu hikaye aracılığı ile bilim insanlarının birbirlerine yönelik eleştirilerini ve önerilerini nasıl paylaşmış olabilecekleri tartışılabilir. Makaleler, konferanslar ve benzeri etkinliklerin amaçları irdelenerek bir araştırma ödevi verilebilir.

Son olarak bilim-toplum başlıklı kısımda Wöhler’in çalışmasının bir pul üzerine basıldığı görülmektedir. Bunun nedenleri tartışılabilirken bilimsel çalışmalara verilen önem üzerinde durulabilir. Bu örnek üzerinden yola çıkılarak kullandığımız paralar, pullar vb. kitlesel kullanım araçları üzerindeki bilgilerin, bilim insanları hakkında bir araştırma ödevi verilerek öğrencilerin bilimsel okuryazarlık düzeyini geliştirilmesine katkı sağlanabilir.

 

 

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir