Från tidernas begynnelse har människor varit intresserade av sammansättningen, strukturen och interaktionen av allt som omger dem. Denna kunskap kombineras till en enda vetenskap - kemi. I artikeln kommer vi att överväga vad det är, delar av kemi och behovet av att studera det.
Vad är kemi och varför studera det?
Kemi är ett av flera områden inom naturvetenskapen, vetenskapen om ämnen. Hon studerar:
- ämnenas struktur och sammansättning;
- egenskaper hos världens element;
- transformationer av ämnen som är beroende av deras egenskaper;
- förändringar i ett ämnes sammansättning under en kemisk reaktion;
- lagar och mönster för förändringar av substanser.
Kemi tar hänsyn till alla element i termer av atomär och molekylär sammansättning. Det är nära besläktat med biologi och fysik. Det finns också många vetenskapsområden som är på gränsen, det vill säga de studeras till exempel av både kemi och fysik. Dessa inkluderar: biokemi, kvantkemi, kemisk fysik, geokemi, fysikalisk kemi och andra.
De huvudsakliga grenarna av kemin i litteraturen är:
- Organisk kemi.
- Oorganisktkemi.
- Biokemi.
- Fysisk kemi.
- Analytisk kemi.
Organisk kemi
Kemi kan klassificeras enligt de ämnen som studeras i:
- oorganiskt;
- organiskt.
Det första studieområdet kommer att behandlas i nästa stycke. Varför pekades organisk kemi ut som ett separat avsnitt? Eftersom det är engagerat i studiet av kolföreningar och ämnen som det ingår i. Idag är cirka 8 miljoner sådana föreningar kända.
Carbon kan kombineras med de flesta element, men interagerar oftast med:
- oxygen;
- carbon;
- kväve;
- grå;
- mangan;
- kalium.
Elementet kännetecknas också av sin förmåga att bilda långa kedjor. Sådana bindningar ger en mängd olika organiska föreningar som är viktiga för existensen av en levande organism.
Mål och metoder följt av ämnet organisk kemi:
- isolering av enskilda individuella och speciella ämnen från växter och levande organismer, samt från fossila råvaror.
- rening och syntes av föreningar av ämnen;
- bestämning av materiens struktur i naturen;
- studiet av en kemisk reaktions förlopp, dess mekanismer, egenskaper och resultat;
- bestämning av samband och beroenden mellan strukturen hos organiskt material och dess egenskaper.
Ämnen inom organisk kemi inkluderar:
- Kemi av polymerer, eller kemi av makromolekylära föreningar. Vetenskapsområdet sombehandlar studiet av polymerers kemiska och fysikalisk-kemiska egenskaper och de utgångsreagenser som används för att erhålla dem.
- Farmakologi. En vetenskapsgren som studerar medicinska substanser och deras effekt på människokroppen.
Oorganisk kemi
Sektionen för oorganisk kemi behandlar studiet av sammansättningen, strukturen och interaktionerna mellan alla ämnen som inte innehåller kol. Idag finns det mer än 400 tusen oorganiska ämnen. Tack vare denna del av vetenskapen säkerställs skapandet av material för modern teknik.
Forskning och studier av ämnen i oorganisk kemi är baserad på den periodiska lagen, såväl som på D. I. Mendeleevs periodiska system. Vetenskapsstudier:
- enkla ämnen (metaller och icke-metaller);
- komplexa ämnen (oxider, s alter, syror, nitriter, hydrider och andra).
Problems of Science:
- söka och utveckla sätt att skapa nya material som kommer att ha de nödvändiga egenskaperna;
- studie av sambandet mellan strukturen i förmågan att reagera med andra element;
- utveckling och förbättring av teknologier för rening av blandningar;
- sök efter nya metoder för att syntetisera element.
Fysisk kemi
Fysisk kemi är den mest omfattande grenen av kemi. Hon är engagerad i studiet av de allmänna lagarna för struktur, struktur och omvandlingar av ämnen med hjälp av fysikens metoder. För detta, teoretiska ochexperimentella.
Fysisk kemi inkluderar kunskap om:
- molekylernas struktur;
- kemisk termodynamik;
- kemisk kinetik;
- katalys.
Delarna av fysikalisk kemi är följande:
- Elektrokemi - studiet av processer i ledare.
- Fotokemi är studiet av kemiska omvandlingar under inverkan av ljus.
- Ytfenomens fysikaliska kemi.
- Strålningskemi - studiet av processer orsakade av verkan av joniserande strålning;
- Kolloidkemi - studiet av system och fenomen som uppstår vid gränssnittet.
- Kvantumkemi är studiet av ämnens struktur, egenskaper och reaktioner baserat på kvantmekanik.
- Kristallokemi - vetenskapen om kristallstrukturer;
- Termokemi är en gren av kemin som studerar termoreaktioner, förhållandet mellan fysikalisk-kemiska parametrar.
- Läran om atomens struktur.
- Undervisning om korrosion (oxidation) av metaller.
- Kemisk kinetik - studiet av kemiska reaktioner beroende på yttre förhållanden.
- Läran om lösningar.
- Kärnkemi - handlar om studier av kärnreaktioner och de processer som sker i dem.
- Ljudkemi är studien av effekterna som uppstår när de utsätts för kraftfulla akustiska vågor.
Analytisk kemi
Analytisk kemi är en gren av kemin som utvecklar den teoretiska grunden för kemisk analys. Vetenskapen är engagerad i utvecklingen av metoder för att identifiera, separera, detekteraoch bestämning av kemiska föreningar och bestämning av kemisk sammansättning av material.
Analytisk kemi kan klassificeras beroende på vilka uppgifter som ska lösas till:
- Kvalitativ analys - avgör vilka ämnen som finns i provet, deras form och essens.
- Kvantitativ analys - bestämmer innehållet (koncentrationen) av komponenterna i testprovet.
Om du vill analysera ett okänt prov, tillämpas först kvalitativ analys och sedan kvantitativ. De utförs med kemiska, instrumentella och biologiska metoder.
Biokemi
Biokemi är en gren av kemin som studerar den kemiska sammansättningen av levande celler och organismer, såväl som de grundläggande kemiska processerna i deras liv. Vetenskapen är ganska ung och befinner sig i skärningspunkten mellan biologi och kemi.
Biokemi handlar om studier av sådana föreningar:
- kolhydrater;
- lipider;
- proteins;
- nukleinsyror.
Biokemi-sektioner:
- Statisk biokemi - studerar den kemiska sammansättningen av organismer och strukturen hos deras molekyler (proteiner, aminosyror, nukleinsyror, lipider, vitaminer och andra).
- Funktionell biokemi - studerar de grundläggande kemiska reaktionerna som uppstår under funktionen hos organ och system i kroppen.
- Dynamisk biokemi studerar de kemiska reaktionerna som uppstår under ämnesomsättningen.
Kemisk teknik
Kemiteknologi är en gren av kemin som studerar de ekonomiska och miljövänliga metoderna för att bearbeta naturliga material för konsumtion och användning i produktionen.
Vetenskapen är uppdelad i:
- Ekologisk kemisk teknologi, som handlar om bearbetning av fossila bränslen, framställning av syntetiska polymerer, droger och andra ämnen.
- Oorganisk kemisk teknologi, som är engagerad i bearbetning av mineralråvaror (förutom metallmalm), produktion av syror, mineralgödsel och alkalier.
Inom kemiteknik finns det många processer (batch eller kontinuerlig). De är indelade i huvudgrupper:
- hydromekanisk:
- kemikalie;
- mekanisk;
- massöverföring;
- termisk.
Intressant att veta kemi (fakta)
Förloppet av vissa kemiska processer och egenskaperna hos vissa ämnen är av ovanligt intresse för människor.
Här är några av dem:
- Gallium. Detta är ett intressant material som tenderar att smälta vid rumstemperatur. Ser ut som aluminium. Om en galliumsked doppas i en vätska vid en temperatur över 28 grader Celsius kommer den att smälta och förlora sin form.
- Molybden. Detta material upptäcktes under första världskriget. Studier av dess egenskaper har visat ämnets höga styrka. Senare tillverkades den legendariska Big Bertha-kanonen av den. Hennes pipa var inte deformerad av överhettning vid avfyring,vilket gjorde det lättare att använda pistolen.
- Vatten. Det är känt att rent vatten H2O inte förekommer i naturen. På grund av dess egenskaper absorberar den allt som kommer i vägen. Därför kan en verkligt ren vätska endast erhållas i ett laboratorium.
- Vattnets reaktion på förändringar i omvärlden är också känd ytterligare en speciell egenskap. Studier har visat att vatten från en källa under olika influenser (magnetiskt, med musik påslagen, bredvid människor) ändrar sin struktur.
- Mercaptan. Det är en kombination av söta, bittra och syrliga smaker som upptäcktes efter att ha undersökt grapefrukten. Det har fastställts att en person märker denna smak vid en koncentration av 0,02 ng / l. Det vill säga att det räcker att tillsätta 2 mg merkaptan för en vattenvolym på 100 tusen ton.
Man kan säga att kemi är en integrerad del av mänsklighetens vetenskapliga kunskap. Hon är intressant och mångsidig. Det är tack vare kemin som människor har möjlighet att använda många föremål i den moderna världen.
