Από την αρχή του χρόνου, οι άνθρωποι ενδιαφέρθηκαν για τη σύνθεση, τη δομή και την αλληλεπίδραση όλων όσων τους περιβάλλουν. Αυτή η γνώση συνδυάζεται σε μια ενιαία επιστήμη - τη χημεία. Στο άρθρο, θα εξετάσουμε τι είναι, τμήματα της χημείας και την ανάγκη μελέτης της.
Τι είναι η χημεία και γιατί να τη μελετάς;
Η Χημεία είναι ένας από τους πολλούς τομείς της φυσικής επιστήμης, η επιστήμη των ουσιών. Σπουδάζει:
- δομή και σύνθεση ουσιών;
- ιδιότητες των στοιχείων του κόσμου;
- μετασχηματισμοί ουσιών που εξαρτώνται από τις ιδιότητές τους;
- αλλαγές στη σύνθεση μιας ουσίας κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης;
- νόμοι και πρότυπα αλλαγών στις ουσίες.
Η Χημεία εξετάζει όλα τα στοιχεία ως προς την ατομική και μοριακή σύνθεση. Σχετίζεται στενά με τη βιολογία και τη φυσική. Υπάρχουν επίσης πολλοί τομείς της επιστήμης που είναι οριακές, δηλαδή μελετώνται, για παράδειγμα, τόσο από τη χημεία όσο και από τη φυσική. Αυτά περιλαμβάνουν: βιοχημεία, κβαντική χημεία, χημική φυσική, γεωχημεία, φυσική χημεία και άλλα.
Οι κύριοι κλάδοι της χημείας στη βιβλιογραφία είναι:
- Οργανική χημεία.
- Ανόργανοχημεία.
- Βιοχημεία.
- Φυσική χημεία.
- Αναλυτική χημεία.
Οργανική χημεία
Η χημεία μπορεί να ταξινομηθεί σύμφωνα με τις ουσίες που μελετήθηκαν σε:
- ανόργανο;
- οργανικό.
Ο πρώτος τομέας μελέτης θα εξεταστεί στην επόμενη παράγραφο. Γιατί ξεχωρίστηκε η οργανική χημεία ως ξεχωριστή ενότητα; Επειδή ασχολείται με τη μελέτη ενώσεων άνθρακα και ουσιών στις οποίες περιλαμβάνεται. Σήμερα, περίπου 8 εκατομμύρια τέτοιες ενώσεις είναι γνωστές.
Ο άνθρακας μπορεί να συνδυαστεί με τα περισσότερα στοιχεία, αλλά αλληλεπιδρά συχνότερα με:
- οξυγόνο;
- carbon;
- άζωτο;
- γκρι;
- μαγγάνιο;
- κάλιο.
Επίσης, το στοιχείο διακρίνεται από την ικανότητά του να σχηματίζει μακριές αλυσίδες. Τέτοιοι δεσμοί παρέχουν μια ποικιλία οργανικών ενώσεων που είναι σημαντικές για την ύπαρξη ενός ζωντανού οργανισμού.
Στόχοι και μέθοδοι που ακολουθούνται από το μάθημα της οργανικής χημείας:
- απομόνωση μεμονωμένων και ειδικών ουσιών από φυτά και ζωντανούς οργανισμούς, καθώς και από ορυκτές πρώτες ύλες.
- καθαρισμός και σύνθεση ενώσεων ουσιών;
- προσδιορισμός της δομής της ύλης στη φύση;
- η μελέτη της πορείας μιας χημικής αντίδρασης, των μηχανισμών, των χαρακτηριστικών και των αποτελεσμάτων της;
- προσδιορισμός των σχέσεων και των εξαρτήσεων μεταξύ της δομής της οργανικής ύλης και των ιδιοτήτων της.
Τα θέματα οργανικής χημείας περιλαμβάνουν:
- Χημεία πολυμερών ή χημεία μακρομοριακών ενώσεων. Το πεδίο της επιστήμης πουασχολείται με τη μελέτη των χημικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων των πολυμερών και των αρχικών αντιδραστηρίων που χρησιμοποιούνται για τη λήψη τους.
- Φαρμακολογία. Ένας κλάδος της επιστήμης που μελετά τις φαρμακευτικές ουσίες και την επίδρασή τους στον ανθρώπινο οργανισμό.
Ανόργανη χημεία
Το τμήμα της ανόργανης χημείας ασχολείται με τη μελέτη της σύνθεσης, της δομής και των αλληλεπιδράσεων όλων των ουσιών που δεν περιέχουν άνθρακα. Σήμερα υπάρχουν περισσότερες από 400 χιλιάδες ανόργανες ουσίες. Χάρη σε αυτό το τμήμα της επιστήμης, διασφαλίζεται η δημιουργία υλικών για τη σύγχρονη τεχνολογία.
Η έρευνα και η μελέτη ουσιών της ανόργανης χημείας βασίζεται στον περιοδικό νόμο, καθώς και στο περιοδικό σύστημα του D. I. Mendeleev. Επιστημονικές μελέτες:
- απλές ουσίες (μέταλλα και μη μέταλλα);
- σύνθετες ουσίες (οξείδια, άλατα, οξέα, νιτρώδη, υδρίδια και άλλα).
Προβλήματα της επιστήμης:
- αναζήτηση και ανάπτυξη τρόπων δημιουργίας νέων υλικών που θα έχουν τις απαραίτητες ιδιότητες;
- μελέτη της σχέσης μεταξύ της δομής της ικανότητας αντίδρασης με άλλα στοιχεία;
- ανάπτυξη και βελτίωση τεχνολογιών για τον καθαρισμό μειγμάτων;
- αναζητήστε νέες μεθόδους σύνθεσης στοιχείων.
Φυσική χημεία
Η φυσική χημεία είναι ο πιο εκτεταμένος κλάδος της χημείας. Ασχολείται με τη μελέτη των γενικών νόμων της δομής, της δομής και των μετασχηματισμών των ουσιών χρησιμοποιώντας τις μεθόδους της φυσικής. Για αυτό, θεωρητικά καιπειραματικά.
Η φυσική χημεία περιλαμβάνει γνώσεις σχετικά με:
- δομή μορίων;
- χημική θερμοδυναμική;
- χημική κινητική;
- catalysis.
Οι ενότητες της φυσικής χημείας είναι οι εξής:
- Ηλεκτροχημεία - η μελέτη των διεργασιών σε αγωγούς.
- Η Φωτοχημεία είναι η μελέτη των χημικών μετασχηματισμών υπό την επίδραση του φωτός.
- Φυσική χημεία επιφανειακών φαινομένων.
- Χημεία ακτινοβολίας - η μελέτη των διεργασιών που προκαλούνται από τη δράση της ιονίζουσας ακτινοβολίας;
- Χημεία κολλοειδών - η μελέτη συστημάτων και φαινομένων που εμφανίζονται στη διεπαφή.
- Η κβαντική χημεία είναι η μελέτη της δομής, των ιδιοτήτων, των αντιδράσεων ουσιών με βάση την κβαντική μηχανική.
- Κρυσταλλοχημεία - η επιστήμη των κρυσταλλικών δομών;
- Η θερμοχημεία είναι ένας κλάδος της χημείας που μελετά τις θερμικές αντιδράσεις, τη σχέση των φυσικοχημικών παραμέτρων.
- Το δόγμα της δομής του ατόμου.
- Διδασκαλία σχετικά με τη διάβρωση (οξείδωση) μετάλλων.
- Χημική κινητική - η μελέτη των χημικών αντιδράσεων ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες.
- Το δόγμα των λύσεων.
- Πυρηνική χημεία - ασχολείται με τη μελέτη των πυρηνικών αντιδράσεων και των διεργασιών που συμβαίνουν σε αυτές.
- Η χημεία του ήχου είναι η μελέτη των επιπτώσεων που εμφανίζονται όταν εκτίθεται σε ισχυρά ακουστικά κύματα.
Αναλυτική χημεία
Η αναλυτική χημεία είναι ένας κλάδος της χημείας που αναπτύσσει τη θεωρητική βάση της χημικής ανάλυσης. Η επιστήμη αναπτύσσει μεθόδους αναγνώρισης, διαχωρισμού, ανίχνευσηςκαι προσδιορισμός χημικών ενώσεων και προσδιορισμός της χημικής σύστασης των υλικών.
Η αναλυτική χημεία μπορεί να ταξινομηθεί ανάλογα με τις εργασίες που πρέπει να επιλυθούν σε:
- Ποιοτική ανάλυση - καθορίζει ποιες ουσίες υπάρχουν στο δείγμα, τη μορφή και την ουσία τους.
- Ποσοτική ανάλυση - προσδιορίζει την περιεκτικότητα (συγκέντρωση) των συστατικών στο δείγμα δοκιμής.
Αν θέλετε να αναλύσετε ένα άγνωστο δείγμα, τότε εφαρμόζεται πρώτα η ποιοτική ανάλυση και μετά η ποσοτική. Πραγματοποιούνται με χημικές, οργανικές και βιολογικές μεθόδους.
Βιοχημεία
Η Βιοχημεία είναι ένας κλάδος της χημείας που μελετά τη χημική σύνθεση των ζωντανών κυττάρων και οργανισμών, καθώς και τις βασικές χημικές διεργασίες της ζωής τους. Η επιστήμη είναι αρκετά νέα και βρίσκεται στο σημείο τομής της βιολογίας και της χημείας.
Η βιοχημεία ασχολείται με τη μελέτη τέτοιων ενώσεων:
- υδατάνθρακες;
- λιπίδια;
- πρωτεΐνες;
- νουκλεϊκά οξέα.
Ενότητες βιοχημείας:
- Στατική βιοχημεία - μελετά τη χημική σύνθεση των οργανισμών και τη δομή των μορίων τους (πρωτεΐνες, αμινοξέα, νουκλεϊκά οξέα, λιπίδια, βιταμίνες και άλλα).
- Λειτουργική βιοχημεία - μελετά τις βασικές χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία οργάνων και συστημάτων του σώματος.
- Η δυναμική βιοχημεία μελετά τις χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού.
Χημική τεχνολογία
ΧημικόΗ τεχνολογία είναι ένας κλάδος της χημείας που μελετά τις οικονομικές και περιβαλλοντικά ορθές μεθόδους επεξεργασίας φυσικών υλικών για την κατανάλωση και χρήση τους στην παραγωγή.
Η επιστήμη χωρίζεται σε:
- Οργανική χημική τεχνολογία, που ασχολείται με την επεξεργασία ορυκτών καυσίμων, την παραγωγή συνθετικών πολυμερών, ναρκωτικών και άλλων ουσιών.
- Ανόργανη χημική τεχνολογία, η οποία ασχολείται με την επεξεργασία ορυκτών πρώτων υλών (εκτός από μεταλλεύματα), την παραγωγή οξέων, ορυκτών λιπασμάτων και αλκαλίων.
Στη χημική μηχανική υπάρχουν πολλές διεργασίες (παρτίδες ή συνεχείς). Χωρίζονται σε κύριες ομάδες:
- υδρομηχανικό:
- χημικό;
- μηχανικό;
- μαζική μεταφορά;
- θερμικό.
Ενδιαφέρον να γνωρίζεις τη χημεία (γεγονότα)
Η πορεία ορισμένων χημικών διεργασιών και οι ιδιότητες ορισμένων ουσιών παρουσιάζουν ασυνήθιστο ενδιαφέρον για τους ανθρώπους.
Εδώ είναι μερικά από αυτά:
- Γάλλιο. Αυτό είναι ένα ενδιαφέρον υλικό που τείνει να λιώνει σε θερμοκρασία δωματίου. Μοιάζει με αλουμίνιο. Εάν ένα κουτάλι γαλλίου βυθιστεί σε υγρό σε θερμοκρασία πάνω από 28 βαθμούς Κελσίου, θα λιώσει και θα χάσει το σχήμα του.
- Μολυβδαίνιο. Αυτό το υλικό ανακαλύφθηκε κατά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο. Μελέτες των ιδιοτήτων του έχουν δείξει την υψηλή αντοχή της ουσίας. Αργότερα, από αυτό κατασκευάστηκε το θρυλικό κανόνι Big Bertha. Η κάννη της δεν παραμορφώθηκε από υπερθέρμανση κατά την πυροδότηση,που διευκόλυνε τη χρήση του όπλου.
- Νερό. Είναι γνωστό ότι το καθαρό νερό H2O δεν υπάρχει στη φύση. Λόγω των ιδιοτήτων του, απορροφά ό,τι μπαίνει στο δρόμο του. Επομένως, ένα πραγματικά καθαρό υγρό μπορεί να ληφθεί μόνο σε εργαστήριο.
- Επίσης, είναι γνωστή μια ακόμη ιδιαίτερη ιδιότητα του νερού - η αντίδρασή του στις αλλαγές στον περιβάλλοντα κόσμο. Μελέτες έχουν δείξει ότι το νερό από μια πηγή υπό διαφορετικές επιρροές (μαγνητικές, με ενεργοποιημένη μουσική, δίπλα σε ανθρώπους) αλλάζει τη δομή του.
- Μερκαπτάνη. Είναι ένας συνδυασμός γλυκών, πικρών και ξινών γεύσεων που ανακαλύφθηκε μετά από έρευνα για το γκρέιπφρουτ. Έχει διαπιστωθεί ότι ένα άτομο παρατηρεί αυτή τη γεύση σε συγκέντρωση 0,02 ng / l. Δηλαδή, αρκεί να προστεθούν 2 mg μερκαπτάνης για όγκο νερού 100 χιλιάδων τόνων.
Μπορεί να ειπωθεί ότι η χημεία είναι αναπόσπαστο μέρος της επιστημονικής γνώσης της ανθρωπότητας. Είναι ενδιαφέρουσα και ευέλικτη. Είναι χάρη στη χημεία που οι άνθρωποι έχουν την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουν πολλά αντικείμενα του σύγχρονου κόσμου.
