منذ بداية الوقت ، كان الناس مهتمين بتكوين وهيكل وتفاعل كل ما يحيط بهم. يتم دمج هذه المعرفة في علم واحد - الكيمياء. في المقال سننظر في ماهية أقسام الكيمياء وضرورة دراستها.
ما هي الكيمياء ولماذا تدرسها
الكيمياء هي واحدة من عدة مجالات في العلوم الطبيعية ، علم المواد. هي تدرس:
- هيكل وتكوين المواد ؛
- خصائص عناصر العالم
- تحويلات المواد التي تعتمد على خصائصها ؛
- تغييرات في تكوين مادة أثناء تفاعل كيميائي ؛
- قوانين وأنماط التغيرات في المواد.
تعتبر الكيمياء جميع العناصر من حيث التركيب الذري والجزيئي. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالبيولوجيا والفيزياء. هناك أيضًا العديد من مجالات العلوم التي تعتبر حدًا ، أي يتم دراستها ، على سبيل المثال ، من قبل كل من الكيمياء والفيزياء. وتشمل هذه: الكيمياء الحيوية ، كيمياء الكم ، الفيزياء الكيميائية ، الكيمياء الجيولوجية ، الكيمياء الفيزيائية وغيرها.
الفروع الرئيسية للكيمياء في الأدب هي:
- كيمياء عضوية.
- غير عضويالكيمياء.
- الكيمياء الحيوية.
- كيمياء فيزيائية.
- كيمياء تحليلية.
كيمياء عضوية
يمكن تصنيف الكيمياء وفقًا للمواد المدروسة إلى:
- غير عضوي ؛
- عضوي.
سيتم النظر في منطقة الدراسة الأولى في الفقرة التالية. لماذا تم تصنيف الكيمياء العضوية كقسم منفصل؟ لأنه منخرط في دراسة مركبات الكربون والمواد التي يدخل فيها. اليوم ، حوالي 8 ملايين من هذه المركبات معروفة.
يمكن أن يتحد الكربون مع معظم العناصر ، لكنه يتفاعل غالبًا مع:
- أكسجين ؛
- كربون
- نيتروجين ؛
- رمادي ؛
- منجنيز ؛
- بوتاسيوم.
أيضًا ، يتميز العنصر بقدرته على تكوين سلاسل طويلة. توفر هذه الروابط مجموعة متنوعة من المركبات العضوية المهمة لوجود كائن حي.
الأهداف والأساليب التي يتبعها موضوع الكيمياء العضوية:
- عزل المواد الفردية والخاصة من الكائنات الحية النباتية ، وكذلك من المواد الخام الأحفورية.
- تنقية وتركيب مركبات المواد
- تحديد بنية المادة في الطبيعة ؛
- دراسة مسار التفاعل الكيميائي وآلياته وخصائصه ونتائجه ؛
- تحديد العلاقات والتبعيات بين بنية المادة العضوية وخصائصها.
تشمل موضوعات الكيمياء العضوية:
- كيمياء البوليمرات ، أو كيمياء المركبات الجزيئية. مجال العلم ذلكيتعامل مع دراسة الخواص الكيميائية والفيزيائية الكيميائية للبوليمرات وكواشف البدء المستخدمة للحصول عليها.
- علم الأدوية. فرع من فروع العلم الذي يدرس المواد الطبية وتأثيرها على جسم الإنسان.
كيمياء غير عضوية
يتعامل قسم الكيمياء غير العضوية مع دراسة تكوين وتركيب وتفاعلات جميع المواد التي لا تحتوي على الكربون. يوجد اليوم أكثر من 400 ألف مادة غير عضوية. بفضل هذا القسم من العلوم ، يتم ضمان إنشاء مواد للتكنولوجيا الحديثة.
يعتمد البحث ودراسة مواد الكيمياء غير العضوية على القانون الدوري ، وكذلك النظام الدوري لـ D. I. Mendeleev. دراسات العلوم:
- مواد بسيطة (معادن وغير فلزية) ؛
- مواد معقدة (أكاسيد ، أملاح ، أحماض ، نتريت ، هيدرات وغيرها).
مشاكل العلم:
- بحث وتطوير طرق لإنشاء مواد جديدة لها الخصائص الضرورية ؛
- دراسة العلاقة بين بنية القدرة على التفاعل مع العناصر الأخرى ؛
- تطوير وتحسين تقنيات تنقية الخلائط ؛
- البحث عن طرق جديدة لتركيب العناصر.
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الفيزيائية هي الفرع الأكثر شمولاً في الكيمياء. تعمل في دراسة القوانين العامة لتركيب وتركيب وتحولات المواد باستخدام طرق الفيزياء. لهذا ، النظري والتجريبية.
تتضمن الكيمياء الفيزيائية المعرفة حول:
- هيكل الجزيئات
- الديناميكا الحرارية الكيميائية ؛
- حركية كيميائية ؛
- الحفز.
أقسام الكيمياء الفيزيائية كالتالي:
- الكيمياء الكهربية - دراسة العمليات في الموصلات.
- الكيمياء الضوئية هي دراسة التحولات الكيميائية تحت تأثير الضوء.
- الكيمياء الفيزيائية لظواهر السطح
- كيمياء الإشعاع - دراسة العمليات الناتجة عن عمل الإشعاع المؤين ؛
- الكيمياء الغروانية - دراسة الأنظمة والظواهر التي تحدث في الواجهة
- كيمياء الكم هي دراسة التركيب والخصائص وتفاعلات المواد على أساس ميكانيكا الكم.
- الكيمياء البلورية - علم الهياكل البلورية ؛
- الكيمياء الحرارية هي فرع من فروع الكيمياء التي تدرس التفاعلات الحرارية ، والعلاقة بين المعلمات الفيزيائية والكيميائية.
- عقيدة بنية الذرة
- تعليم تآكل (أكسدة) المعادن.
- الحركية الكيميائية - دراسة التفاعلات الكيميائية حسب الظروف الخارجية.
- عقيدة الحلول
- الكيمياء النووية - تختص بدراسة التفاعلات النووية والعمليات التي تحدث فيها.
- كيمياء الصوت هي دراسة التأثيرات التي تحدث عند التعرض للموجات الصوتية القوية.
كيمياء تحليلية
الكيمياء التحليلية هي فرع من فروع الكيمياء يطور الأساس النظري للتحليل الكيميائي. يطور العلم طرقًا لتحديد وفصل واكتشافوتحديد المركبات الكيميائية وتحديد التركيب الكيميائي للمواد
يمكن تصنيف الكيمياء التحليلية اعتمادًا على المهام المراد حلها:
- التحليل النوعي - يحدد المواد الموجودة في العينة وشكلها وجوهرها.
- التحليل الكمي - يحدد محتوى (تركيز) المكونات في عينة الاختبار.
إذا كنت تريد تحليل عينة غير معروفة ، فسيتم تطبيق التحليل النوعي أولاً ، ثم الكمي. يتم إجراؤها بالطرق الكيميائية والوسائل والبيولوجية.
الكيمياء الحيوية
الكيمياء الحيوية هي فرع من فروع الكيمياء التي تدرس التركيب الكيميائي للخلايا والكائنات الحية ، وكذلك العمليات الكيميائية الأساسية في حياتها. العلم حديث العهد ويقع عند تقاطع علم الأحياء والكيمياء.
الكيمياء الحيوية تتعامل مع دراسة مثل هذه المركبات:
- كربوهيدرات
- الدهون ؛
- بروتينات
- أحماض نووية.
أقسام الكيمياء الحيوية:
- الكيمياء الحيوية الساكنة - تدرس التركيب الكيميائي للكائنات وهيكل جزيئاتها (البروتينات والأحماض الأمينية والأحماض النووية والدهون والفيتامينات وغيرها).
- الكيمياء الحيوية الوظيفية - تدرس التفاعلات الكيميائية الأساسية التي تحدث أثناء عمل أعضاء وأنظمة الجسم.
- الكيمياء الحيوية الديناميكية تدرس التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء التمثيل الغذائي.
التكنولوجيا الكيميائية
كيميائيالتكنولوجيا هي فرع من فروع الكيمياء التي تدرس الطرق الاقتصادية والسليمة بيئيا لمعالجة المواد الطبيعية لاستهلاكها واستخدامها في الإنتاج.
ينقسم العلم إلى:
- التكنولوجيا الكيميائية العضوية ، والتي تتعامل مع معالجة الوقود الأحفوري ، وإنتاج البوليمرات الاصطناعية والأدوية والمواد الأخرى.
- التكنولوجيا الكيميائية غير العضوية ، والتي تعمل في معالجة المواد الخام المعدنية (باستثناء خام المعادن) ، وإنتاج الأحماض والأسمدة المعدنية والقلويات.
في الهندسة الكيميائية هناك العديد من العمليات (دفعة أو مستمرة). وهي مقسمة إلى مجموعات رئيسية:
- ميكانيكي هيدروليكي:
- مادة كيميائية ؛
- ميكانيكي
- النقل الجماعي
- حراري
المثير للاهتمام معرفة الكيمياء (حقائق)
مسار بعض العمليات الكيميائية وخصائص بعض المواد ذات أهمية غير عادية للناس.
وهنا بعض منهم:
- الغاليوم. هذه مادة مثيرة للاهتمام تميل إلى الذوبان في درجة حرارة الغرفة. يشبه الألمنيوم. إذا تم غمس ملعقة من الغاليوم في سائل عند درجة حرارة تزيد عن 28 درجة مئوية ، فسوف تذوب وتفقد شكلها.
- الموليبدينوم. تم اكتشاف هذه المادة خلال الحرب العالمية الأولى. أظهرت الدراسات التي أجريت على خصائصه القوة العالية للمادة. في وقت لاحق ، تم صنع مدفع Big Bertha الأسطوري منه. لم يكن برميلها مشوهًا من ارتفاع درجة الحرارة عند إطلاق النار ،مما سهل استخدام البندقية.
- ماء. من المعروف أن الماء النقي H2O لا يحدث في الطبيعة. نظرًا لخصائصه ، فإنه يمتص كل ما يأتي في طريقه. لذلك ، لا يمكن الحصول على سائل نقي حقًا إلا في المختبر.
- أيضًا ، هناك خاصية أخرى خاصة للمياه معروفة - رد فعلها على التغيرات في العالم المحيط. أظهرت الدراسات أن الماء من مصدر واحد تحت تأثيرات مختلفة (مغناطيسي ، مع تشغيل الموسيقى ، بجانب الناس) يغير بنيته.
- مركابتان. إنه مزيج من المذاق الحلو والمر والحامض الذي تم اكتشافه بعد البحث عن الجريب فروت. ثبت أن الشخص يلاحظ هذا الطعم بتركيز 0.02 نانوغرام / لتر. أي يكفي إضافة 2 مجم مركبتان لحجم ماء 100 ألف طن.
يمكن القول أن الكيمياء جزء لا يتجزأ من المعرفة العلمية للبشرية. إنها مثيرة للاهتمام ومتعددة الاستخدامات. بفضل الكيمياء ، تتاح للناس فرصة استخدام العديد من الأشياء في العالم الحديث.
