Waarom moesten mensen bij scheikunde veel proefjes doen om achter te komen welke stoffen met elkaar reageren?

Ja, aanvankelijk wel. Toen de mensen scheikunde echt als een wetenschap begonnen te benaderen (dus ook alles noteerden wat er gebeurde) was er wel wat kennis aanwezig (bij voorbeeld van metaalbewerkers over het smelten en zuiveren van ertsen). Maar die kennis was niet geordend. Zo tussen 1750 en 1800 begon men op een systematische manier stoffen te onderzoeken. In die periode werden ook de eerste elementen als zodanig benoemd. Goud, lood en ijzer waren al lang bekend, maar dat er een principieel verschil tussen deze elementen en bij voorbeeld zand of suiker bestaat, werd pas toen echt bewezen.

Toen onze voorouders steeds meer kennis kregen (in de loop van de 19e eeuw) begrepen ze dat sommige van deze elementen nogal op elkaar leken. Bekijk maar eens een tabel van het Periodiek Systeem van de Elementen. Daarin staan stikstof, fosfor, arseen en antimoon onder elkaar -- en die elementen hebben veel eigenschappen gemeenschappelijk. Zo is er ook een kolom waarin de edelgassen -- helium, neon, argon, krypton, xenon en radon staan. ook die hebben eigenschappen die bijna hetzelfde zijn. Hoe die elementen moesten worden gerangschikt was te achterhalen uit de resultaten van de vele proeven die werden gedaan.

Maar toen deze indeling eenmaal gemaakt was, en vooral toen door de Rus Mendelejev was aangetoond dat die indeling echt zinvol was, hoefden er veel minder proeven worden gedaan. Mendelejev kon zelfs de eigenschappen voorspellen van enkele elementen die toen nog niet waren ontdekt. Toen ze werden ontdekt, bleken ze de voorspelde eigenschappen inderdaad te hebben.

Nu wat betreft de wiskunde (en natuurkunde). Begin 20e eeuw werd door mensen als Niels Bohr en Lord Rutherford een schema van het atoom gemaakt. De eigenschappen van elementen (namelijk, die van hun atomen) bleken samen te hangen met de aantallen elektronen in verschillende 'schillen'. Vooral de aantallen in de buitenste schil bleken belangrijk te zijn. Dus kun je door die aantallen te tellen, al heel wat ' berekenen' wat betreft de eigenschappen van een stof.

Hoewel het gedrag van elementen voorspelbaar is, kun je dit natuurlijk wel met behulp van proeven controleren. een van de doelen van de scheikundeles op school is, te laten zien dat wat er wordt verteld (de theorie) geen flauwekul is, maar dat je er in de praktijk ook echt iets mee kunt.

Mijn antwoord is erg versimpeld, maar toch hoop ik dat je er wat mee kunt.