keemia

Keemia

2022

Selgitame, mis on keemia, selle ajalugu, harud ja rakendused. Samuti kaasaegse keemia põhimõtted ja selle seos füüsikaga.

Keemia seletab nii aine konstante kui ka muutusi.

Mis on keemia?

Keemia on teadus, mis uurib koostist, struktuur Y omadused selle asja, sealhulgas selle seos Energia ja ka muudatusi mis võib kõnede kaudu ilmneda reaktsioonid. See on teadus, mis uurib ained ja neid moodustavad osakesed, samuti nende vahel tekkida võiv erinev dünaamika.

Keemia on üks suurepäraseid Teadused kaasaegne, kelle välimus muutis maailma igaveseks revolutsiooni. See teadus on pakkunud funktsionaalseid ja testitavaid selgitusi tuntud materjalide keeruka käitumise kohta, mis on võimeline selgitama nii nende püsivust kui ka muutusi.

Seevastu keemiateadmised on igapäevaelus olemas, sedavõrd, et kasutame looduslikke aineid ja loome kunstlikke. Protsessid nagu toiduvalmistamine, kääritamine, metallurgiat, nutikate materjalide loomist ja isegi paljusid meie kehas toimuvaid protsesse saab seletada keemilise vaatenurga kaudu (või biokeemia).

Teisest küljest võimaldas keemia valdkond tekkida tööstusele: materjalide ümberkujundamine inimese tahtel kasulike esemete (või nende valmistamiseks vajalike materjalide) loomiseks. Selles mõttes on see üks teadusi, millel on olnud suurim mõju maailmas ja kogu maailmas ajalugu selle inimkond.

Keemia ajalugu

Kitsas mõttes sai keemia ajalugu alguse aastal eelajalugu kui inimene Teda hakkasid huvitama materjalid, tootmine, toiduvalmistamine ja küpsetamine. Selle seos inimkonna tehnoloogilise arenguga on vaieldamatu.

Sõna keemia tuleb ladina keelest ars chimia ("Alkeemiline kunst"), mis omakorda tuleneb araabiakeelsest terminist alkeemia, millega 330. aasta paiku nimetati filosoofi kivi otsijate pseudoteaduslikku praktikat, millega nad said ümber pöörata juhtima ja muud metallid kullas, et anda surematus või kõiketeadmine.

Esimesed alkeemikud olid islamiteadlased, kes, kui Lääs sukeldus fanatism religioossete kristlastena arendasid nad elementide ja materjalide tarkust, mida mõisteti kehade ja vaimude kogumina, mis tehnikaid Õiget saab manipuleerida või teisendada.

Neid salapäraseid tegelasi kutsuti varem "kemikaalideks" (alates alkeemiline). Kuid alates 1661. aastast, kui ilmus “Skeptik keemik" Iiri teadlase Robert Boyle'i (1627-1691) poolt on sellel terminil vähem esoteeriline (vaimne) tähendus ja see oli rohkem seotud teadusega.

Teisest küljest on keemia definitsioon aja jooksul tohutult varieerunud. Eelkõige seetõttu, et tema valdkond on tohutult kasvanud ja arenenud, muutes selle distsipliini alla.

1662. aasta paiku defineeris Šveitsi teadlane Christopher Glaser (1615-1670) keemiat kui teaduslikku kunsti erinevate materjalide kehade lahustamiseks, sest 1730. aastal nimetas sakslane Georg Stahl (1659-1734) seda kunstiks, mis võimaldab mõista kehade dünaamikat. segud.

Alles 1837. aastal määratles prantsuse keemik Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) selle kui teadust, mis tegeleb molekulidevaheliste jõududega. Selle asemel mõistame tänapäeval seda aine ja selle muutuste uurimisena, järgides kuulsa Hongkongi keemiku Raymond Changi (1939–2017) määratlust.

Keemia kui teadus tekkis aga 18. sajandil, mil esimene teaduslikud katsed mateeriaga kontrollitav toimus aastal Euroopa kaasaegne, eriti pärast 1983. aasta nominatsiooni Aatomiteooria autor John Dalton.

Sellest ajast peale on keemia vallandanud arvukalt avastusi ja revolutsioone. Lisaks on sellel olnud oluline mõju teadustele ja sarnastele erialadele, nagu bioloogia, füüsiline ja inseneritöö.

The Ühendrahvad kuulutas, et 2011. aasta on rahvusvaheline keemiaaasta, tunnustades tohutut läbitud teaduslikku trajektoori ja selle distsipliini vaieldamatut mõju meie elule. elu.

Keemia harud

Biokeemia võimaldab meil mõista rakkudes toimuvaid reaktsioone.

Keemia hõlmab paljusid harusid, kuna selle õppevaldkond on lähedane erinevatele teadustele ja distsipliinidele. Nende harude hulgas on:

  • The anorgaaniline keemia. Pühendatud selle küsimuse uurimisele, mis põhiliselt ei moodusta elusolendid ega ka selle ainetele, vaid sobib elututele ainevormidele. See erineb orgaanilisest keemiast selle poolest, et pole keskendunud ühelegi element eriti (nagu ka orgaaniline keemia süsinikul).
  • Orgaaniline keemia. Seda nimetatakse ka elukeemiaks, see on keemia haru, millele keskendutakse ühendid mis tiirlevad ümber süsiniku ja vesiniku ning on enamasti need, mis võimaldavad elu koostist.
  • The biokeemia. Astudes sammu bioloogia poole, on biokeemia elusolendite kehade keemia, mis on huvitatud neid elus hoidvatest energiaprotsessidest, nende elus korrapäraselt toimuvatest reaktsioonidest. rakudja muud teadmiste valdkonnad, mis võimaldavad meil mõista, kuidas meie keha on füüsiliselt valmistatud.
  • füüsikalis-keemia. Seda nimetatakse ka füüsikaliseks keemiaks, see uurib füüsikalisi aluseid, mis toetavad igasuguseid keemilisi protsesse, eriti mis puudutab energiat, nagu näiteks elektrokeemia, termodünaamika keemia ja teised füüsikasektorid (või keemia, nagu te seda näete).
  • Tööstuslik keemia. Seda nimetatakse ka rakenduskeemiaks, see võtab keemia teoreetilised teadmised ja rakendab neid probleeme igapäevaelust. See käib käsikäes keemiatehnoloogiaga, kuna see on huvitatud keemiliste reaktiivide säästlikust tootmisest, uudsetest materjalidest ja praegu tööstustegevuse läbiviimise viisidest, mõjutamata keskkond.
  • The analüütiline keemia. Selle põhieesmärk on tuvastada ja kvantifitseerida antud aines esinevaid keemilisi elemente, st leida meetodid ja viise, kuidas kontrollida, millest asjad on tehtud ja kui palju protsenti.
  • Astrokeemia. Ta tõmbub argimaailmast tagasi, et selle vastu huvi tunda tähed ja selle koostis käib käsikäes astrofüüsikaga. See on selle tohutu teaduse üks spetsialiseerunud harusid.

Keemia tähtsus

Keemia esineb valdavas enamuses tööstusprotsessides, aga ka meie elu väga igapäevastes aspektides. Tänu sellele oleme välja töötanud keerulisi materjale, mis on kohandatud meie erinevatele vajadustele läbi ajaloo.

Alates sulamid metallid, farmakoloogilised ühendid või kütused, et suurendada meie transpordivahendeid, teadmisi keemilised reaktsioonid see on olnud põhimõtteline. Tegelikult oleme tänu keemiale muutnud meid ümbritsevat maailma nii paremaks kui ka halvemaks.

Teisest küljest annab keemia meile ilmselt teadmisi, kuidas tekitatud kahjusid parandada ökosüsteem läbi meie ajaloo.

Keemiarakendused

Keemia võimaldab valmistada mitut materjali, näiteks sünteetilisi kiude.

Keemia on üks inimteadmiste valdkondi, millel on kõige rohkem rakendusi paljudes eluvaldkondades. Mõned neist on:

  • Energia saamine. Tänu keemiliste ainete käitlemisele nagu kütused ja süsivesinikud, või isegi raskete elementide aatomituumade manipuleerimiseks, on võimalik tekitada kalorienergia mis omakorda teenib genereerimist elektrienergia . Nii juhtub termoelektrilistes või termotuumaelektrijaamades.
  • Täiustatud materjalide tootmine. Tänu keemiale on tänapäeval olemas sünteetilised kiud, nutikad materjalid ja muud elemendid, mis võimaldavad valmistada uut tüüpi rõivaid, paremaid tööriistu ja uusi rakendusi inimelu parandamiseks.
  • Farmakoloogia. Käsikäes biokeemia ja meditsiiniga võimaldab keemia ühendite kombineerimisel toota ravimeid ja ravimeetodeid, mis pikendavad inimese eluiga ja parandavad ka selle kvaliteeti.
  • Põllumajanduse parandamine. Läbi keemia mõistmise mullad, saame täna valmistada lisaaineid, väetisi ja muid aineid, mille õige kasutamine muudab kehva pinnase mullad ideaalne istutamiseks, võimaldades võidelda nälja ja vaesus.
  • Kanalisatsioon ja saastest puhastamine. Kui mõistame kokkutõmbavate ainete, rasvaeemaldajate ja muud tüüpi kohalike toimingute omadusi, saame toota desinfitseerimis- ja puhastusvahendeid, et elada tervislikumat eluviisi ning pakkuda ka abi ökoloogilise kahju vastu, mida meie enda tööstus põhjustab ökosüsteem.

Kaasaegse keemia põhimõtted

Kaasaegset keemiat juhib nn kvantprintsiip, mis on aatomiteooria tulemus, mis käsitleb erineva keerukusastmega ainet, näiteks:

  • Asi. Mis iganes mul on mass, maht ja koosneb osakestest. See võib koosneda puhtad ained või segud.
  • Keemilised ühendid. Keemilised ained, mis koosnevad rohkem kui ühest keemilisest elemendist või aatomitüübist, mis ei tähenda, et tegemist on segudega, vaid pigem ainetega, mille osakeste raamistik kordab samade erinevate elementide kombinatsioone.
  • Molekulid. Kahe või enama aatomi liidud minimaalses ühikus, millel on kordumatu funktsionaalsus ja omadused, mis on neid moodustavate elementide omaduste, asukoha ja arvukuse tulemus. Keemilise ühendi saab taandada minimaalsete molekulideni, kuid kui need on "katki", siis ühendit enam ei ole ja meil on ainult aatomid, st minimaalsed tükid, millest see koosneb.
  • Aatomid. Minimaalsed, märkamatud osakesed, mis on varustatud kaal, maht, stabiilsus ja elektrilaengNeed on tellised, millest ainet valmistatakse. Aatomeid on piiratud arv, iga tüüp vastab keemilisele elemendile, mida selles käsitletakse elementide perioodiline tabel.
  • Subatomilised osakesed. Osakesed, mis moodustavad aatomid ja annavad neile nende omadused. Tuntakse kolme tüüpi: elektronid (negatiivse laenguga), neutronid (koormata) ja prootonid (positiivselt laetud). Esimesed tiirlevad pilvena ümber aatomi tuuma, kaks viimast aga moodustavad tuuma enda ning koosnevad omakorda veelgi väiksematest ja lühiajalistest alamosakestest, nn. kvargid.

Keemia ja füüsika

Keemia ei sekku olekumuutustesse vaid füüsika.

Keemia ja füüsika on sõsardistsipliinid, kuid nad kaaluvad tegelikkus erinevatest vaatenurkadest. Keemia on teadus ainest, reaktsioonidest ja nende koostistest. Selle asemel on füüsika teadus jõududest, mis valitsevad reaalset maailma ja mis suuresti määravad tingimus aine (mitte koostis).

Seda vaatenurkade erinevust saab mõista, kui mõelda aine olekutele: Vesi See koosneb kahest keemilisest elemendist, mis moodustavad selle molekulid: vesinik ja hapnik (H2O). See jääb nii, kui vesi on sees vedel olek, kui see on külmunud tahkes olekus ja kui see taandub aur.

Ainel on igas füüsikalises olekus väga erinev siseenergia tase, mis tuleneb tema osakeste vibratsioonist erinevates režiimides. Seal on füüsiline muutus, kuid mitte a keemiline muutusKuna nagu vee näitel, on jääl ja aurul ikka samad keemilised elemendid.

Selle asemel, soodustades vee keemilist reaktsiooni a metallist saadakse oksiidTeisisõnu muutub mõlema aine keemiline koostis ja saadakse uus (metalloksiid), ilma et vesi lakkaks olemast vedel ja raud lakkaks olemast tahke, st ilma aine füüsikalist olekut muutmata.

!-- GDPR -->