Od počiatku vekov sa ľudia zaujímali o zloženie, štruktúru a interakciu všetkého, čo ich obklopuje. Tieto poznatky sú spojené do jedinej vedy – chémie. V článku zvážime, čo to je, sekcie chémie a potrebu jej štúdia.
Čo je chémia a prečo ju študovať?
Chémia je jednou z niekoľkých oblastí prírodných vied, veda o látkach. Študuje:
- štruktúra a zloženie látok;
- vlastnosti prvkov sveta;
- premeny látok, ktoré závisia od ich vlastností;
- zmeny v zložení látky počas chemickej reakcie;
- zákony a vzorce zmien látok.
Chémia zvažuje všetky prvky z hľadiska atómového a molekulárneho zloženia. Úzko súvisí s biológiou a fyzikou. Je aj veľa oblastí vedy, ktoré sú hraničné, to znamená, že ich študuje napríklad chémia aj fyzika. Patria sem: biochémia, kvantová chémia, chemická fyzika, geochémia, fyzikálna chémia a iné.
Hlavné odvetvia chémie v literatúre sú:
- Organická chémia.
- Anorganickéchémia.
- Biochémia.
- Fyzikálna chémia.
- Analytická chémia.
Organická chémia
Chémia môže byť klasifikovaná podľa študovaných látok do:
- anorganic;
- organic.
Prvá oblasť štúdia bude zvážená v nasledujúcom odseku. Prečo bola organická chémia vyčlenená ako samostatná sekcia? Pretože sa zaoberá štúdiom uhlíkových zlúčenín a látok, v ktorých je zahrnutý. Dnes je známych asi 8 miliónov takýchto zlúčenín.
Uhlík sa môže kombinovať s väčšinou prvkov, ale najčastejšie interaguje s:
- kyslík;
- carbon;
- dusík;
- grey;
- mangán;
- draslík.
Prvok sa tiež vyznačuje schopnosťou vytvárať dlhé reťazce. Takéto väzby poskytujú rôzne organické zlúčeniny, ktoré sú dôležité pre existenciu živého organizmu.
Ciele a metódy predmetu organická chémia:
- izolácia jednotlivých individuálnych a špeciálnych látok z rastlín a živých organizmov, ako aj z fosílnych surovín.
- čistenie a syntéza zlúčenín látok;
- určenie štruktúry hmoty v prírode;
- štúdium priebehu chemickej reakcie, jej mechanizmov, vlastností a výsledkov;
- určenie vzťahov a závislostí medzi štruktúrou organickej hmoty a jej vlastnosťami.
Témy organickej chémie zahŕňajú:
- Chémia polymérov alebo chémia makromolekulových zlúčenín. Oblasť vedy, ktorása zaoberá štúdiom chemických a fyzikálno-chemických vlastností polymérov a východiskových činidiel používaných na ich získanie.
- Farmakológia. Vedné odvetvie, ktoré študuje liečivé látky a ich účinok na ľudský organizmus.
Anorganická chémia
Sekcia anorganickej chémie sa zaoberá štúdiom zloženia, štruktúry a interakcií všetkých látok, ktoré neobsahujú uhlík. Dnes existuje viac ako 400 tisíc anorganických látok. Vďaka tejto sekcii vedy je zabezpečená tvorba materiálov pre moderné technológie.
Výskum a štúdium látok anorganickej chémie je založený na periodickom zákone, ako aj na periodickom systéme D. I. Mendelejeva. Vedecké štúdiá:
- jednoduché látky (kovy a nekovy);
- komplexné látky (oxidy, soli, kyseliny, dusitany, hydridy a iné).
Problémy vedy:
- hľadanie a vývoj spôsobov vytvárania nových materiálov, ktoré budú mať potrebné vlastnosti;
- štúdium vzťahu medzi štruktúrou schopnosti reagovať s inými prvkami;
- vývoj a zlepšovanie technológií na čistenie zmesí;
- hľadajte nové metódy syntézy prvkov.
Fyzikálna chémia
Fyzikálna chémia je najrozsiahlejším odvetvím chémie. Zaoberá sa štúdiom všeobecných zákonitostí štruktúry, štruktúry a premien látok pomocou metód fyziky. K tomu teoretické aexperimentálne.
Fyzikálna chémia zahŕňa znalosti o:
- štruktúra molekúl;
- chemická termodynamika;
- chemická kinetika;
- katalýza.
Oddiely fyzikálnej chémie sú nasledovné:
- Elektrochémia – štúdium procesov vo vodičoch.
- Fotochémia je štúdium chemických premien pod vplyvom svetla.
- Fyzikálna chémia povrchových javov.
- Radiačná chémia - štúdium procesov spôsobených pôsobením ionizujúceho žiarenia;
- Koloidná chémia – štúdium systémov a javov, ktoré sa vyskytujú na rozhraní.
- Kvantová chémia je štúdium štruktúry, vlastností, reakcií látok na základe kvantovej mechaniky.
- Kryštalochémia – veda o kryštálových štruktúrach;
- Termochémia je odvetvie chémie, ktoré študuje termoreakcie, vzťah fyzikálno-chemických parametrov.
- Učenie o štruktúre atómu.
- Učenie o korózii (oxidácii) kovov.
- Chemická kinetika – štúdium chemických reakcií v závislosti od vonkajších podmienok.
- Doktrína riešení.
- Jadrová chémia – zaoberá sa štúdiom jadrových reakcií a procesov v nich prebiehajúcich.
- Chémia zvuku je štúdium účinkov, ktoré sa vyskytujú pri vystavení silným akustickým vlnám.
Analytická chémia
Analytická chémia je odvetvie chémie, ktoré rozvíja teoretický základ chemickej analýzy. Veda vyvíja metódy na identifikáciu, oddeľovanie, zisťovaniea stanovenie chemických zlúčenín a stanovenie chemického zloženia materiálov.
Analytickú chémiu možno klasifikovať v závislosti od úloh, ktoré sa majú vyriešiť:
- Kvalitatívna analýza – určuje, aké látky sú vo vzorke, ich formu a podstatu.
- Kvantitatívna analýza – určuje obsah (koncentráciu) zložiek v testovanej vzorke.
Ak chcete analyzovať neznámu vzorku, najskôr sa použije kvalitatívna analýza a až potom kvantitatívna. Vykonávajú sa chemickými, inštrumentálnymi a biologickými metódami.
Biochémia
Biochémia je odvetvie chémie, ktoré študuje chemické zloženie živých buniek a organizmov, ako aj základné chemické procesy ich života. Veda je pomerne mladá a nachádza sa na priesečníku biológie a chémie.
Biochémia sa zaoberá štúdiom takýchto zlúčenín:
- sacharidy;
- lipidy;
- proteíny;
- nukleové kyseliny.
Sekcie biochémie:
- Statická biochémia – študuje chemické zloženie organizmov a štruktúru ich molekúl (proteíny, aminokyseliny, nukleové kyseliny, lipidy, vitamíny a iné).
- Funčná biochémia - študuje základné chemické reakcie, ktoré sa vyskytujú počas fungovania orgánov a systémov tela.
- Dynamická biochémia študuje chemické reakcie, ktoré sa vyskytujú počas metabolizmu.
Chemická technológia
Chemickýtechnológia je odvetvie chémie, ktoré študuje ekonomické a environmentálne vhodné metódy spracovania prírodných materiálov na ich spotrebu a použitie vo výrobe.
Veda sa delí na:
- Organická chemická technológia, ktorá sa zaoberá spracovaním fosílnych palív, výrobou syntetických polymérov, liečiv a iných látok.
- Anorganická chemická technológia, ktorá sa zaoberá spracovaním nerastných surovín (okrem kovovej rudy), výrobou kyselín, minerálnych hnojív a zásad.
V chemickom inžinierstve existuje veľa procesov (vsádzkových alebo kontinuálnych). Sú rozdelené do hlavných skupín:
- hydromechanické:
- chemical;
- mechanické;
- hromadný prevod;
- termálne.
Zaujímavé poznať chémiu (fakty)
Priebeh určitých chemických procesov a vlastnosti určitých látok ľudí mimoriadne zaujímajú.
Tu sú niektoré z nich:
- Gálium. Ide o zaujímavý materiál, ktorý má tendenciu topiť sa pri izbovej teplote. Vyzerá ako hliník. Ak galliovú lyžičku ponoríte do kvapaliny s teplotou nad 28 stupňov Celzia, roztopí sa a stratí svoj tvar.
- Molybdén. Tento materiál bol objavený počas prvej svetovej vojny. Štúdie jeho vlastností preukázali vysokú silu látky. Neskôr z neho vyrobili legendárne delo Big Bertha. Jej hlaveň nebola zdeformovaná prehriatím pri streľbe,čo uľahčilo používanie zbrane.
- Voda. Je známe, že čistá voda H2O sa v prírode nevyskytuje. Vďaka svojim vlastnostiam pohltí všetko, čo jej príde do cesty. Preto skutočne čistú kvapalinu možno získať iba v laboratóriu.
- Je známa ešte jedna zvláštna vlastnosť vody – jej reakcia na zmeny v okolitom svete. Štúdie ukázali, že voda z jedného zdroja pod rôznymi vplyvmi (magnetická, so zapnutou hudbou, vedľa ľudí) mení svoju štruktúru.
- Merkaptán. Ide o kombináciu sladkej, horkej a kyslej chuti, ktorá bola objavená po výskume grapefruitu. Zistilo sa, že túto chuť si človek všimne pri koncentrácii 0,02 ng / l. To znamená, že na objem vody 100 tisíc ton stačí pridať 2 mg merkaptánu.
Dá sa povedať, že chémia je neoddeliteľnou súčasťou vedeckého poznania ľudstva. Je zaujímavá a všestranná. Práve vďaka chémii majú ľudia možnosť využívať mnohé predmety moderného sveta.
