ตั้งแต่แรกเริ่ม ผู้คนต่างให้ความสนใจในการจัดองค์ประกอบ โครงสร้าง และปฏิสัมพันธ์ของทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวพวกเขา ความรู้นี้รวมอยู่ในวิทยาศาสตร์เดียว - เคมี ในบทความเราจะพิจารณาว่ามันคืออะไร ส่วนต่าง ๆ ของวิชาเคมี และความจำเป็นในการศึกษา
เคมีคืออะไรและทำไมถึงเรียนมัน
เคมีเป็นหนึ่งในหลาย ๆ ด้านของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ศาสตร์แห่งสาร กำลังศึกษาอยู่:
- โครงสร้างและองค์ประกอบของสาร
- คุณสมบัติของธาตุของโลก;
- การเปลี่ยนแปลงของสารที่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของพวกมัน
- การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของสารระหว่างปฏิกิริยาเคมี
- กฎและรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงของสาร
เคมีพิจารณาองค์ประกอบทั้งหมดในแง่ขององค์ประกอบอะตอมและโมเลกุล มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชีววิทยาและฟิสิกส์ นอกจากนี้ยังมีวิทยาศาสตร์อีกหลายแขนงที่เป็นแนวเขต กล่าวคือ มีการศึกษา เช่น ทั้งในด้านเคมีและฟิสิกส์ เหล่านี้รวมถึง: ชีวเคมี เคมีควอนตัม ฟิสิกส์เคมี ธรณีเคมี เคมีกายภาพ และอื่นๆ
สาขาเคมีหลักในวรรณคดีคือ:
- เคมีอินทรีย์
- อนินทรีย์เคมี
- ชีวเคมี
- เคมีกายภาพ
- เคมีวิเคราะห์
เคมีอินทรีย์
เคมีสามารถจำแนกตามสารที่ศึกษาเป็น:
- อนินทรีย์;
- อินทรีย์
ส่วนแรกของการศึกษาจะได้รับการพิจารณาในย่อหน้าถัดไป เหตุใดเคมีอินทรีย์จึงถูกแยกออกเป็นส่วนที่แยกจากกัน เนื่องจากเป็นการศึกษาเกี่ยวกับสารประกอบคาร์บอนและสารที่รวมอยู่ด้วย วันนี้รู้จักสารประกอบดังกล่าวประมาณ 8 ล้านชนิด
คาร์บอนสามารถรวมเข้ากับองค์ประกอบส่วนใหญ่ได้ แต่โต้ตอบบ่อยที่สุดกับ:
- ออกซิเจน;
- คาร์บอน;
- ไนโตรเจน;
- grey;
- แมงกานีส;
- โพแทสเซียม
นอกจากนี้ องค์ประกอบยังโดดเด่นด้วยความสามารถในการสร้างสายโซ่ยาว พันธะดังกล่าวทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดที่มีความสำคัญต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต
เป้าหมายและวิธีการที่ตามด้วยวิชาเคมีอินทรีย์:
- การแยกตัวของแต่ละบุคคลและสารพิเศษจากพืชและสิ่งมีชีวิตตลอดจนจากวัตถุดิบฟอสซิล
- การทำให้บริสุทธิ์และการสังเคราะห์สารประกอบของสาร
- การกำหนดโครงสร้างของสสารในธรรมชาติ
- การศึกษาหลักสูตรของปฏิกิริยาเคมี กลไก ลักษณะและผลลัพธ์ของปฏิกิริยา
- การกำหนดความสัมพันธ์และการพึ่งพาระหว่างโครงสร้างของอินทรียวัตถุและคุณสมบัติของสาร
หัวข้อเคมีอินทรีย์ ได้แก่:
- เคมีของพอลิเมอร์หรือเคมีของสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ สาขาวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์เคมีของพอลิเมอร์และรีเอเจนต์เริ่มต้นที่ใช้เพื่อให้ได้มา
- เภสัชวิทยา. สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสารยาและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์
เคมีอนินทรีย์
วิชาเคมีอนินทรีย์เกี่ยวข้องกับการศึกษาองค์ประกอบ โครงสร้าง และปฏิกิริยาของสารทั้งหมดที่ไม่มีคาร์บอน วันนี้มีสารอนินทรีย์มากกว่า 400,000 ชนิด ต้องขอบคุณวิทยาศาสตร์ส่วนนี้ การสร้างสรรค์วัสดุสำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่จึงมั่นใจได้
การวิจัยและศึกษาสารของเคมีอนินทรีย์เป็นไปตามกฎของธาตุ เช่นเดียวกับระบบธาตุของ D. I. Mendeleev วิทยาศาสตร์ศึกษา:
- สารธรรมดา (โลหะและอโลหะ);
- สารที่ซับซ้อน (ออกไซด์ เกลือ กรด ไนไตรต์ ไฮไดรด์ และอื่นๆ)
ปัญหาของวิทยาศาสตร์:
- ค้นหาและพัฒนาวิธีการสร้างวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติที่จำเป็น
- ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของความสามารถในการตอบสนองต่อองค์ประกอบอื่นๆ
- การพัฒนาและปรับปรุงเทคโนโลยีเพื่อทำให้สารผสมบริสุทธิ์
- ค้นหาวิธีการใหม่ของการสังเคราะห์องค์ประกอบ
เคมีกายภาพ
เคมีฟิสิกส์เป็นสาขาเคมีที่กว้างขวางที่สุด เธอมีส่วนร่วมในการศึกษากฎทั่วไปของโครงสร้าง โครงสร้าง และการเปลี่ยนแปลงของสารโดยใช้วิธีการทางฟิสิกส์ สำหรับสิ่งนี้ในทางทฤษฎีและตัวทดลอง
เคมีฟิสิกส์รวมความรู้เกี่ยวกับ:
- โครงสร้างของโมเลกุล
- อุณหพลศาสตร์เคมี
- จลนพลศาสตร์เคมี;
- เร่งปฏิกิริยา
วิชาเคมีกายภาพมีดังต่อไปนี้:
- อิเล็กโทรเคมี - การศึกษากระบวนการในตัวนำ
- Photochemistry คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางเคมีภายใต้อิทธิพลของแสง
- เคมีฟิสิกส์ของปรากฏการณ์พื้นผิว
- เคมีการแผ่รังสี - การศึกษากระบวนการที่เกิดจากการกระทำของรังสีไอออไนซ์
- เคมีคอลลอยด์ - การศึกษาระบบและปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นที่อินเทอร์เฟซ
- เคมีควอนตัมคือการศึกษาโครงสร้าง คุณสมบัติ ปฏิกิริยาของสารตามกลศาสตร์ควอนตัม
- คริสตัลโลเคมี - ศาสตร์แห่งโครงสร้างผลึก
- เทอร์โมเคมีเป็นสาขาหนึ่งของเคมีที่ศึกษาปฏิกิริยาเทอร์โมปฏิกิริยา ความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์ทางเคมีและฟิสิกส์
- หลักคำสอนโครงสร้างอะตอม
- สอนเรื่องการกัดกร่อน (ออกซิเดชั่น) ของโลหะ
- จลนพลศาสตร์เคมี - การศึกษาปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับสภาวะภายนอก
- หลักคำสอนของการแก้ปัญหา
- เคมีนิวเคลียร์ - เกี่ยวข้องกับการศึกษาปฏิกิริยานิวเคลียร์และกระบวนการที่เกิดขึ้นในนั้น
- เคมีเสียงคือการศึกษาผลกระทบที่เกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับคลื่นเสียงอันทรงพลัง
เคมีวิเคราะห์
เคมีวิเคราะห์เป็นสาขาหนึ่งของเคมีที่พัฒนาพื้นฐานทางทฤษฎีของการวิเคราะห์ทางเคมี วิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาวิธีการระบุ แยก ตรวจจับและการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุ
เคมีวิเคราะห์สามารถจำแนกตามงานที่จะแก้ไขเป็น:
- การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ - กำหนดสารที่อยู่ในตัวอย่าง รูปแบบและสาระสำคัญ
- การวิเคราะห์เชิงปริมาณ - กำหนดเนื้อหา (ความเข้มข้น) ของส่วนประกอบในตัวอย่างทดสอบ
หากคุณต้องการวิเคราะห์ตัวอย่างที่ไม่รู้จัก การวิเคราะห์เชิงคุณภาพจะถูกใช้ก่อน แล้วจึงค่อยวิเคราะห์เชิงปริมาณ พวกมันดำเนินการโดยวิธีการทางเคมี เครื่องมือ และชีวภาพ
ชีวเคมี
ชีวเคมีเป็นสาขาวิชาเคมีที่ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์และสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิต ตลอดจนกระบวนการทางเคมีพื้นฐานของชีวิต วิทยาศาสตร์ยังเด็กและอยู่ที่จุดตัดของชีววิทยาและเคมี
ชีวเคมีเกี่ยวข้องกับการศึกษาสารประกอบดังกล่าว:
- คาร์โบไฮเดรต;
- ไขมัน;
- โปรตีน;
- กรดนิวคลีอิก
ส่วนชีวเคมี:
- ชีวเคมีแบบคงที่ - ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของสิ่งมีชีวิตและโครงสร้างของโมเลกุล (โปรตีน กรดอะมิโน กรดนิวคลีอิก ไขมัน วิตามิน และอื่นๆ)
- ชีวเคมีเชิงหน้าที่ - ศึกษาปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของอวัยวะและระบบต่างๆ ของร่างกาย
- ไดนามิกชีวเคมีศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาผลาญ
เทคโนโลยีเคมี
เคมีเทคโนโลยีเป็นสาขาวิชาเคมีที่ศึกษาวิธีการแปรรูปวัสดุธรรมชาติที่ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อการบริโภคและการใช้ในการผลิต
วิทยาศาสตร์แบ่งออกเป็น:
- เทคโนโลยีเคมีอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูปเชื้อเพลิงฟอสซิล การผลิตโพลีเมอร์สังเคราะห์ ยา และสารอื่นๆ
- เทคโนโลยีเคมีอนินทรีย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแปรรูปวัตถุดิบแร่ (ยกเว้นแร่โลหะ) การผลิตกรด ปุ๋ยแร่ และด่าง
วิศวกรรมเคมีมีหลายขั้นตอน (แบบชุดหรือแบบต่อเนื่อง) แบ่งออกเป็นกลุ่มหลัก:
- ระบบไฮดรอลิกส์:
- เคมี;
- เครื่องกล;
- โอนจำนวนมาก;
- ความร้อน
น่ารู้เคมี (ข้อเท็จจริง)
หลักสูตรของกระบวนการทางเคมีบางอย่างและคุณสมบัติของสารบางชนิดเป็นที่สนใจของผู้คนอย่างผิดปกติ
นี่คือบางส่วน:
- แกลเลียม. นี่เป็นวัสดุที่น่าสนใจที่มีแนวโน้มว่าจะละลายที่อุณหภูมิห้อง ดูเหมือนอลูมิเนียม หากช้อนแกลเลียมจุ่มลงในของเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 28 องศาเซลเซียส ช้อนแกลเลียมจะละลายและสูญเสียรูปร่างไป
- โมลิบดีนัม. เนื้อหานี้ถูกค้นพบในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง จากการศึกษาคุณสมบัติของสารนี้พบว่ามีความแข็งแรงสูงของสาร ต่อมาปืนใหญ่ Big Bertha ในตำนานก็ถูกสร้างขึ้นมา ลำกล้องปืนของเธอไม่เสียรูปจากความร้อนสูงเกินไปเมื่อทำการยิงซึ่งทำให้ง่ายต่อการใช้ปืน
- น้ำ. เป็นที่ทราบกันว่าน้ำบริสุทธิ์ H2O ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ ด้วยคุณสมบัติของมันจึงดูดซับทุกสิ่งที่เข้ามา ดังนั้นของเหลวที่บริสุทธิ์อย่างแท้จริงจึงหาได้ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น
- นอกจากนี้ยังรู้จักคุณสมบัติพิเศษอีกอย่างของน้ำ นั่นคือปฏิกิริยาต่อการเปลี่ยนแปลงของโลกรอบข้าง จากการศึกษาพบว่าน้ำจากแหล่งหนึ่งภายใต้อิทธิพลที่แตกต่างกัน (แม่เหล็ก เปิดเพลง ข้างๆ คน) เปลี่ยนโครงสร้าง
- เมอร์แคปแทน. เป็นการผสมผสานระหว่างรสหวาน ขม และเปรี้ยว ที่ค้นพบหลังจากค้นคว้าเรื่องส้มโอ เป็นที่ยอมรับว่าบุคคลสังเกตเห็นรสชาตินี้ที่ความเข้มข้น 0.02 ng / l นั่นคือเพียงพอที่จะเพิ่ม Mercaptan 2 มก. สำหรับปริมาตรน้ำ 100,000 ตัน
อาจกล่าวได้ว่าเคมีเป็นส่วนสำคัญของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของมนุษยชาติ เธอน่าสนใจและหลากหลาย ต้องขอบคุณเคมีที่ทำให้ผู้คนมีโอกาสใช้สิ่งของมากมายในโลกสมัยใหม่
