• Τι είναι η χημεία;
• Ιστορία της χημείας
• Κλάδοι χημείας
• Σημασία της χημείας
• Εφαρμογές Χημείας
• Αρχές σύγχρονης χημείας
• Χημεία και φυσική

Εξηγούμε τι είναι η χημεία, την ιστορία, τους κλάδους και τις εφαρμογές της. Επίσης, οι αρχές της σύγχρονης χημείας και η σχέση της με τη φυσική.

Η χημεία εξηγεί τόσο τις σταθερές όσο και τις αλλαγές στην ύλη.

Τι είναι η χημεία;

Η χημεία είναι η επιστήμη που μελετά τη σύνθεση, δομή Υ ιδιότητες απο ύλη, συμπεριλαμβανομένης της σχέσης του με το Ενέργεια και επίσης το αλλαγές που μπορεί να συμβεί σε αυτό μέσω των κλήσεων αντιδράσεις. Είναι η επιστήμη που μελετά ουσίες και τα σωματίδια που τα συνθέτουν, καθώς και τη διαφορετική δυναμική που μπορεί να προκύψει μεταξύ τους.

Η χημεία είναι ένα από τα σπουδαία Επιστήμες σύγχρονο, του οποίου η εμφάνιση έφερε επανάσταση στον κόσμο για πάντα. Αυτή η επιστήμη έχει προσφέρει λειτουργικές και ελεγχόμενες εξηγήσεις για την πολύπλοκη συμπεριφορά γνωστών υλικών, ικανές να εξηγήσουν τόσο τη μονιμότητά τους όσο και τις αλλαγές τους.

Από την άλλη, η χημική γνώση είναι παρούσα στην καθημερινή ζωή, σε βαθμό που χρησιμοποιούμε φυσικές ουσίες και δημιουργούμε τεχνητές. Διαδικασίες όπως το μαγείρεμα, ζύμωση, η μεταλλουργία, η δημιουργία έξυπνων υλικών και ακόμη και πολλές από τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο σώμα μας, μπορούν να εξηγηθούν μέσω μιας χημικής προοπτικής (ή βιοχημεία).

Από την άλλη πλευρά, ο τομέας της χημείας επέτρεψε την εμφάνιση του βιομηχανία: η μεταμόρφωση των υλικών κατά τη θέληση του ανθρώπου για τη δημιουργία χρήσιμων αντικειμένων (ή των υλικών που είναι απαραίτητα για την κατασκευή τους). Υπό αυτή την έννοια, είναι μια από τις επιστήμες που είχε τη μεγαλύτερη απήχηση στον κόσμο και στον κόσμο ιστορία απο ανθρωπότητα.

Ιστορία της χημείας

Με μια αυστηρή έννοια, η ιστορία της χημείας ξεκίνησε στο προϊστορία όταν ο ο άνθρωπος Ενδιαφέρθηκε για τα υλικά, την κατασκευή, τη μαγειρική και την αρτοποιία. Η σχέση του με την τεχνολογική πρόοδο της ανθρωπότητας είναι αδιαμφισβήτητη.

Η λέξη χημεία προέρχεται από τα λατινικά αρς χημιά ("Αλχημική τέχνη"), με τη σειρά του προέρχεται από τον αραβικό όρο αλχημεία, με την οποία ονομάστηκε η ψευδοεπιστημονική πρακτική των αναζητητών της φιλοσοφικής πέτρας γύρω στο 330, με την οποία μπορούσαν να μετατρέψουν την οδηγω και άλλα μέταλλα σε χρυσό, για να δώσει την αθανασία ή την παντογνωσία.

Οι πρώτοι αλχημιστές ήταν Ισλαμιστές επιστήμονες που, καθώς η Δύση βυθίστηκε στο φανατισμός θρησκευόμενοι χριστιανοί, καλλιέργησαν τη σοφία των στοιχείων και των υλικών, κατανοητά ως ένα σύνολο σωμάτων και πνευμάτων που χρησιμοποιώντας το τεχνικές το σωστό θα μπορούσε να χειραγωγηθεί ή να μεταμορφωθεί.

Αυτοί οι μυστηριώδεις χαρακτήρες ονομάζονταν «χημικά» (από αλχημική). Ωστόσο, από το 1661, με τη δημοσίευση του «Ο Σκεπτικός Χημικός» από τον Ιρλανδό επιστήμονα Robert Boyle (1627-1691), ο όρος έφτασε να έχει μια λιγότερο εσωτερική (πνευματική) σημασία και περισσότερο συνδεδεμένο με την επιστήμη.

Από την άλλη πλευρά, ο ορισμός της χημείας έχει ποικίλλει πάρα πολύ με την πάροδο του χρόνου. Ιδίως επειδή ο τομέας του έχει μεγαλώσει και εξελιχθεί πάρα πολύ, επαναπροσδιορίζοντας αυτή την πειθαρχία.

Γύρω στο 1662, ο Ελβετός επιστήμονας Christopher Glaser (1615-1670) όρισε τη χημεία ως την επιστημονική τέχνη της διάλυσης σωμάτων διαφορετικών υλικών, επειδή το 1730 ο Γερμανός Georg Stahl (1659-1734) την ονόμασε τέχνη της κατανόησης της δυναμικής του μείγματα.

Μόλις το 1837 ο Γάλλος χημικός Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) την όρισε ως την επιστήμη που ασχολείται με τις διαμοριακές δυνάμεις. Αντίθετα, σήμερα το κατανοούμε ως η μελέτη της ύλης και των αλλαγών της, ακολουθώντας τον ορισμό του διάσημου χημικού από το Χονγκ Κονγκ Raymond Chang (1939-2017).

Ωστόσο, η χημεία ως επιστήμη εμφανίστηκε τον 18ο αιώνα, όταν η πρώτη επιστημονικά πειράματα επαληθεύσιμο με ύλη έλαβε χώρα στο Ευρώπη σύγχρονο, ειδικά μετά την υποψηφιότητα του 1983 του Ατομική θεωρία του Τζον Ντάλτον.

Από τότε, η χημεία έχει πυροδοτήσει πολλές ανακαλύψεις και επαναστάσεις. Επιπλέον, είχε σημαντικό αντίκτυπο σε επιστήμες και παρόμοιους κλάδους, όπως π.χ βιολογία, ο φυσικός και της μηχανικής.

ο Ηνωμένα Έθνη δήλωσε ότι το 2011 θα ήταν το Διεθνές Έτος Χημείας, σε αναγνώριση της τεράστιας επιστημονικής τροχιάς που διανύθηκε και του αναμφισβήτητου αντίκτυπου που έχει αυτός ο κλάδος στη μας ΖΩΗ.

Κλάδοι χημείας

Η βιοχημεία μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τις αντιδράσεις που συμβαίνουν στα κύτταρα.

Η Χημεία περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό κλάδων, καθώς το αντικείμενο σπουδών της είναι κοντά σε διάφορες επιστήμες και κλάδους. Μεταξύ αυτών των κλάδων είναι:

• ο ανόργανη χημεία. Αφιερωμένο στη μελέτη του θέματος που δεν αποτελείται κυρίως από το ζωντανά όντα ούτε στις ουσίες του, αλλά είναι κατάλληλο για άψυχες μορφές ύλης. Διαφέρει από την οργανική χημεία στο ότι δεν επικεντρώνεται σε καμία στοιχείο ειδικότερα (όπως είναι η οργανική χημεία στον άνθρακα).
• Οργανική χημεία. Ονομάζεται επίσης χημεία της ζωής, είναι ένας κλάδος της χημείας που επικεντρώνεται ενώσεις που περιστρέφονται γύρω από τον άνθρακα και το υδρογόνο, και είναι κυρίως εκείνα που επιτρέπουν τη σύνθεση της ζωής.
• ο βιοχημεία. Κάνοντας ένα βήμα προς τη βιολογία, η βιοχημεία είναι η χημεία των σωμάτων των έμβιων όντων, που ενδιαφέρονται για τις ενεργειακές διεργασίες που τα κρατούν ζωντανά, για τις αντιδράσεις που συμβαίνουν με εύρυθμο τρόπο στις κύτταρα, και άλλους τομείς γνώσης που μας επιτρέπουν να κατανοήσουμε πώς είναι σωματικά φτιαγμένο το σώμα μας.
• Φυσικοχημεία. Ονομάζεται επίσης φυσική χημεία, μελετά τις φυσικές βάσεις που συντηρούν όλα τα είδη χημικών διεργασιών, ειδικά όσον αφορά την ενέργεια, όπως ο τομέας της ηλεκτροχημείας, θερμοδυναμική χημεία και άλλους τομείς της φυσικής (ή χημεία, όπως το βλέπετε).
• Βιομηχανική χημεία. Ονομάζεται επίσης εφαρμοσμένη χημεία, παίρνει τη θεωρητική γνώση της χημείας και την εφαρμόζει στην ανάλυση προβλήματα της καθημερινότητας. Συμβαδίζει με τη χημική μηχανική αφού ενδιαφέρεται για την οικονομική παραγωγή χημικών αντιδραστηρίων, για νέα υλικά και, επί του παρόντος, για τους τρόπους διεξαγωγής της βιομηχανικής δραστηριότητας χωρίς να επηρεάζεται η περιβάλλον.
• ο αναλυτική χημεία. Ο θεμελιώδης σκοπός του είναι να ανιχνεύσει και να ποσοτικοποιήσει τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν σε μια δεδομένη ουσία, δηλαδή να βρει μεθόδους και τρόπους για να ελέγξετε από τι είναι φτιαγμένα και σε τι ποσοστό.
• Αστροχημεία. Αποσύρεται από τον καθημερινό κόσμο για να ενδιαφερθεί αστέρια και η σύνθεσή του συμβαδίζει με την αστροφυσική. Είναι ένας από τους πιο εξειδικευμένους κλάδους αυτής της τεράστιας επιστήμης.

Σημασία της χημείας

Η χημεία είναι παρούσα στη συντριπτική πλειοψηφία των βιομηχανικών διεργασιών, καθώς και σε πολύ καθημερινές πτυχές της ζωής μας. Χάρη σε αυτό, έχουμε αναπτύξει πολύπλοκα υλικά προσαρμοσμένα στις διάφορες ανάγκες μας σε όλη την ιστορία.

Από το κράματα μέταλλα, σε φαρμακολογικές ενώσεις ή καύσιμα για να ενισχύσουμε τα μέσα μεταφοράς μας, τη γνώση του χημικές αντιδράσεις ήταν θεμελιώδες. Στην πραγματικότητα, χάρη στη χημεία έχουμε αλλάξει τον κόσμο γύρω μας, προς το καλύτερο και προς το χειρότερο.

Από την άλλη πλευρά, η χημεία πιθανότατα θα μας δώσει τη γνώση για να επισκευάσουμε τη ζημιά που προκαλείται από οικοσύστημα σε όλη την ιστορία μας.

Εφαρμογές Χημείας

Η χημεία επιτρέπει την κατασκευή πολλαπλών υλικών όπως οι συνθετικές ίνες.

Η χημεία είναι ένα από τα πεδία της ανθρώπινης γνώσης που έχει τις μεγαλύτερες εφαρμογές σε πολλούς τομείς της ζωής. Κάποιοι από αυτούς είναι:

• Λήψη ενέργειας. Χάρη στον χειρισμό χημικών ουσιών όπως τα καύσιμα και υδρογονάνθρακες, ή ακόμα και στον χειρισμό ατομικών πυρήνων βαρέων στοιχείων, είναι δυνατό να δημιουργηθούν θερμιδική ενέργεια που με τη σειρά του χρησιμεύει στη δημιουργία ηλεκτρική ενέργεια . Αυτό συμβαίνει στους θερμοηλεκτρικούς ή θερμοπυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
• Η κατασκευή προηγμένων υλικών. Χάρη στη χημεία, σήμερα υπάρχουν συνθετικές ίνες, έξυπνα υλικά και άλλα στοιχεία που επιτρέπουν την κατασκευή νέων τύπων ενδυμάτων, καλύτερα εργαλεία και νέες εφαρμογές για τη βελτίωση της ανθρώπινης ζωής.
• Φαρμακολογία. Χέρι-χέρι με τη βιοχημεία και την ιατρική, η χημεία επιτρέπει τον συνδυασμό ενώσεων για την παραγωγή φαρμάκων και θεραπειών που παρατείνουν την ανθρώπινη ζωή και βελτιώνουν επίσης την ποιότητά της.
• Η βελτίωση της γεωργίας. Μέσα από την κατανόηση της χημείας του εδάφη, σήμερα μπορούμε να παράγουμε πρόσθετα, λιπάσματα και άλλες ουσίες των οποίων η σωστή χρήση μετατρέπει τα φτωχά εδάφη σε εδάφη ιδανικό για φύτευση, επιτρέποντας την καταπολέμηση της πείνας και φτώχεια.
• Απολύμανση και απολύμανση. Κατανοώντας τις ιδιότητες των στυπτικών ουσιών, των απολιπαντικών και άλλων τύπων τοπικής δράσης, μπορούμε να παράγουμε απολυμαντικά και καθαριστικά για μια πιο υγιεινή ζωή και επίσης να παρέχουμε θεραπεία για την οικολογική ζημιά που προκαλούν οι δικές μας βιομηχανίες στο οικοσύστημα.

Αρχές σύγχρονης χημείας

Η σύγχρονη χημεία διέπεται από τη λεγόμενη κβαντική αρχή, το αποτέλεσμα της ατομικής θεωρίας που εξετάζει την ύλη από διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, όπως:

• Υλη. Ό,τι έχω μάζα, Ενταση ΗΧΟΥ και αποτελείται από σωματίδια. Μπορεί να αποτελείται από καθαρές ουσίες ή μείγματα.
• Χημικές ενώσεις. Χημικές ουσίες που αποτελούνται από περισσότερα από ένα χημικά στοιχεία ή τύπους ατόμων, που δεν σημαίνει ότι είναι μείγματα, αλλά μάλλον ότι είναι ουσίες των οποίων το πλαίσιο σωματιδίων επαναλαμβάνει συνδυασμούς των ίδιων διαφορετικών στοιχείων.
• Μόρια. Ενώσεις δύο ή περισσότερων ατόμων, σε μια ελάχιστη μονάδα προικισμένη με μοναδικές λειτουργίες και ιδιότητες, αποτέλεσμα των χαρακτηριστικών, της θέσης και της αφθονίας των στοιχείων που τις συνθέτουν. Μια χημική ένωση μπορεί να αναχθεί στα ελάχιστα μόριά της, αλλά αν αυτά «σπάσουν», δεν θα υπάρχει άλλη ένωση και θα έχουμε μόνο άτομα, δηλαδή τα ελάχιστα κομμάτια που τη συνθέτουν.
• Άτομα. Ελάχιστα, ανεπαίσθητα σωματίδια, προικισμένα με βάρος, όγκος, σταθερότητα και ηλεκτρικό φορτίοΕίναι τα τούβλα με τα οποία κατασκευάζεται η ύλη. Υπάρχει ένας πεπερασμένος αριθμός ατόμων, κάθε τύπος αντιστοιχεί σε ένα χημικό στοιχείο που εξετάζεται στο περιοδικός πίνακας στοιχείων.
• Υποατομικά σωματίδια. Σωματίδια που αποτελούν τα άτομα και τους δίνουν τις ιδιότητές τους. Τρεις τύποι είναι γνωστοί: ηλεκτρόνια (αρνητικά χρεώνεται), νετρόνια (χωρίς φορτίο) και πρωτόνια (θετικά φορτισμένο). Τα πρώτα περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου σαν σύννεφο, ενώ τα δύο τελευταία αποτελούν τον ίδιο τον πυρήνα και με τη σειρά τους αποτελούνται από ακόμη μικρότερα και εφήμερα υποσωματίδια, που ονομάζονται κουάρκ.

Χημεία και φυσική

Η χημεία δεν παρεμβαίνει στις αλλαγές καταστάσεων αλλά η φυσική.

Η χημεία και η φυσική είναι αδερφοί κλάδοι, αλλά το εξετάζουν πραγματικότητα από διαφορετικές οπτικές γωνίες. Η χημεία είναι η επιστήμη της ύλης, των αντιδράσεων και των συνθέσεων τους. Αντίθετα, η φυσική είναι η επιστήμη των δυνάμεων που διέπουν τον πραγματικό κόσμο και που καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τον κατάσταση (όχι η σύνθεση) της ύλης.

Αυτή η διαφορά προοπτικών μπορεί να γίνει κατανοητή αν σκεφτούμε τις καταστάσεις της ύλης: το Νερό Αποτελείται από δύο χημικά στοιχεία που αποτελούν τα μόριά του: το υδρογόνο και το οξυγόνο (H2O). Αυτό θα παραμείνει όταν το νερό είναι μέσα υγρή κατάσταση, όταν παγώσει στο Στερεάς κατάστασης και όταν βράσει ατμός.

Σε κάθε φυσική της κατάσταση, η ουσία έχει πολύ διαφορετικά εσωτερικά επίπεδα ενέργειας ως αποτέλεσμα της δόνησης των σωματιδίων της σε διαφορετικούς τρόπους. Υπάρχει μια φυσική αλλαγή, αλλά όχι α χημική αλλαγήΔεδομένου ότι, όπως στο παράδειγμα του νερού, ο πάγος και ο ατμός εξακολουθούν να έχουν τα ίδια χημικά στοιχεία.

Αντίθετα, προωθώντας μια χημική αντίδραση του νερού με α μέταλλο λαμβάνεται οξείδιοΜε άλλα λόγια, η χημική σύσταση και των δύο ουσιών αλλάζει και προκύπτει νέα (οξείδιο μετάλλου), χωρίς το νερό να πάψει να είναι υγρό και ο σίδηρος να είναι στερεός, χωρίς δηλαδή να αλλοιώνεται η φυσική κατάσταση της ύλης.