Hemija kao najvažnija nauka. Šta je hemija

>> Šta je hemija

Šta je hemija

Paragraf će vam pomoći:

• saznati šta znači riječ "hemija";
  
• ostvariti povezanost nauke hemije sa drugim naukama;
  
• naučiti o ljudskoj upotrebi dostignuća
  

hemija;

• razumiju zašto uče hemiju.

Riječ "hemija" ima nekoliko značenja. Takozvana nauka i obrazovanje predmet. Ponekad se riječ "hemija" koristi kao skraćenica
jedna od industrija.

Hemija je prirodna nauka.

Na časovima prirodne istorije učili ste o postojanju nekoliko nauka o prirodi. Hemija je jedna od ovih nauka.

Sl.1 Supstance u prirodi

Hemija je nauka o supstancama i njihovim transformacijama.

Supstance ima svuda - u vazduhu, prirodnoj vodi, zemljištu, u živim organizmima (slika I). Oni postoje ne samo na Zemlji, već i na drugim planetama.

U prirodi postoje transformacije jedne supstance u drugu. Živa bića prilikom disanja troše dio kisika sadržanog u zraku, a izdišu zrak s visokim sadržajem ugljičnog dioksida.

Ovaj gas se oslobađa prilikom požara, prilikom propadanja i raspadanja ostataka biljaka i životinja. Zeleno lišće apsorbira ugljični dioksid i vodu, koji se fotosintezom pretvaraju u kisik i druge tvari.

Minerali, nafta, prirodni gas i ugalj formiraju se u utrobi planete milionima godina. Mnogi hemijski procesi se odvijaju u rijekama, morima i okeanima.

Supstance i njihove transformacije oduvijek su zanimale čovjeka. Naučnici su u različito vrijeme izvodili brojne kemijske eksperimente i nastojali da objasne fenomene koje su uočili. Analizirajući rezultate svojih eksperimenata, postavljali su hipoteze, stvarali teorije, a zatim ih testirali novim eksperimentima. Zbog toga hemija naziva eksperimentalnom naukom.

Hemija i druge nauke.

Sve prirodne nauke su međusobno usko povezane (šema I), utiču jedna na drugu i međusobno se obogaćuju. Odvojeni razvoj svakog od njih je nemoguć.

Shema I. Veza hemije sa drugim prirodnim naukama

Transformaciju jedne supstance u drugu prate različite fizičke pojave, kao što je oslobađanje ili apsorpcija toplote.

Stoga, hemičari moraju poznavati fiziku. Osnova postojanja divljih životinja je metabolizam. Biolog koji ne poznaje zakone hemije neće moći da razume i objasni ovaj proces.

1 Izraz dolazi od grčkih riječi phos, fotografije - svjetlost, sinteza - veza.

Geologu je neophodna i hemijska znanja. Koristeći ih, on će uspješno voditi potragu za mineralima. Lekar, farmaceut, kozmetolog, metalurg, kulinarski specijalista, bez odgovarajuće hemijske obuke, neće dostići vrhunce veštine.

Hemija je egzaktna nauka. Prije implementacije hemijski eksperiment a nakon njegovog završetka naučnik-hemičar vrši potrebne proračune. Njihovi rezultati omogućavaju donošenje ispravnih zaključaka. Stoga je aktivnost hemičara nemoguća bez znanja matematike.

Tokom proteklog vijeka i po pojavile su se nove nauke koje se ubrzano razvijaju.

Među njima - srodna hemija biohemija, poljoprivredna hemija, geohemija, kosmohemija, fizička hemija.

Od davnina ljudi su živjeli u skladu s prirodom. Ali nedavno se situacija pogoršala. Životna sredina postaje sve zagađenija zbog unošenja prevelikih količina đubriva u tlo, ispuštanja izduvnih gasova vozila u vazduh, štetnih materija iz različitih industrija u vodene površine, kao i kućnog otpada. Sve to dovodi do uništavanja biljaka, uginuća životinja i pogoršanja zdravlja ljudi. Ozbiljna prijetnja svim živim bićima je hemijsko oružje - posebne, izuzetno otrovne supstance. Uništavanje zaliha takvog oružja zahtijeva znatan trud, novac i vrijeme.

Odnos čoveka i prirode proučava mlada prirodna nauka ekologije\ Problemi zaštite životne sredine od zagađenja su stalno u vidokrugu naučnika za zaštitu životne sredine. Očuvanje prirode za buduće generacije zavisi od pažljivog odnosa svakog od nas prema njoj, od nivoa naše kulture, hemijskog znanja (Sl. 2).

Rice. 2. Sačuvajte životnu sredinu

1 Ime dolazi od grčkih riječi oikos - kuća, prostor i logos - riječ, učenje.

Šema 2. Hemija - za osobu

Hemija je skraćenica za hemijsku industriju.

Hemijska postrojenja proizvode tvari koje ne postoje u prirodi, ali su ljudima neophodne za osiguravanje adekvatnog životnog standarda, zadovoljavanje različitih potreba i održavanje zdravlja (Shema 2).

Još sredinom 18. veka, tokom formiranja nauke o hemiji, istaknuti ruski naučnik Mihail Vasiljevič Lomonosov pisao je: „Hemija široko širi ruke u ljudskim poslovima... Gde god da pogledamo, gde god da pogledamo, uspesi njegova se marljivost okreće pred našim očima”. U naše vrijeme riječi naučnika dobile su posebnu važnost.

Hemija u svakodnevnom životu.

Svako od nas svakodnevno vrši transformaciju supstanci, a da toga nije ni svjesna. Ujutro peremo ruke i peremo zube. Kada se sapun otopi u vodi, stvaraju se deterdženti. Pasta za zube neutralizira zaostale kiseline u ustima. Tokom kuvanja, neke supstance se pretvaraju u druge koje imaju novi ukus, boju, miris. Iz sode bikarbone, koja se dodaje brašnu, kada se zagrije, oslobađa se ugljični dioksid koji rahli tijesto. Sirće može ukloniti kamenac u čajniku, a limunov sok može ukloniti neke mrlje na odjeći. Sve ove pojave objašnjava nauka hemije.

Hemija je predmet.

Hemija se, kao i fizika i matematika, naziva fundamentalnom naukom. Zbog toga predmet "hemija" je obavezno u školi.

Hemijsko znanje pomaže da se sazna šta se dešava sa supstancama u prirodi, živim organizmima, čime je bogata naša planeta, kako se sve što postoji na njoj menja. Bez ovog znanja nećemo moći pravilno rukovati supstancama, koristiti ih efikasno i bezbedno.

zaključci

hemija - nauka o supstancama i njihove transformacije.

To je jedna od prirodnih nauka i usko je povezana sa fizikom, biologijom, matematikom i drugim naukama.

Hemija se naziva i predmetom i jednom od grana industrije.

Zahvaljujući dostignućima hemije, osoba prima i koristi različite supstance.

Neke materije, ulazeći u životnu sredinu, zagađuju je. Jedan od najvažnijih zadataka čovječanstva, a posebno svakog od nas je očuvanje prirode. Uspješno ostvarenje ovog zadatka nemoguće je bez primjene hemijskih znanja.

?
1. Definirajte nauku o hemiji i komentirajte je.
2. Pronađite podudaranje (zapišite broj svake rečenice, a zatim slovo a, b ili c sa odgovarajućim značenjem riječi "hemija"):

1) hemija ima svoje zakone; a) akademski predmet;
2) svetska proizvodnja hemije - b) industrija;
milioni tona raznih supstanci; c) nauka.
3) hemija se predaje u školama širom sveta;

3. Navedite nekoliko supstanci koje ne postoje u prirodi, ali ih čovjek dobiva i koristi u svakodnevnom životu.

4. Navedite primjere zagađenja životne sredine supstancama vještačkog (industrijskog) porijekla.

Popel P. P., Kriklya L. S., Hemija: Pdruch. za 7 ćelija. zahalnosvit. navch. zakl. - K.: Izložbeni centar "Akademija", 2008. - 136 str.: il.

Sadržaj lekcije sažetak lekcije i okvir za podršku prezentacija lekcije interaktivne tehnologije koje ubrzavaju nastavne metode Vježbajte kvizovi, testiranje onlajn zadataka i vježbi, radionice za domaće zadatke i trening pitanja za diskusije u razredu Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike grafike, tabele, sheme stripova, parabole, izreke, križaljke, anegdote, vicevi, citati Dodaci sažeci cheat sheets čipovi za radoznale članke (MAN) literatura glavni i dodatni glosar pojmova Poboljšanje udžbenika i lekcija ispravljanje grešaka u udžbeniku zamjenom zastarjelih znanja novim Samo za nastavnike kalendarski planovi programa obuke metodološke preporuke

Sastav studija hemije , svojstva i transformacije supstanci, kao i pojave koje prate ove transformacije.Jednu od prvih definicija hemije kao nauke dao je ruski naučnik M.V. Lomonosov: „Hemijska nauka razmatra svojstva i promene tela... sastav tela... objašnjava razloge za ono što se dešava sa supstancama tokom hemijskih transformacija.“ Prema Mendeljejevu, hemija je proučavanje elemenata i njihovih jedinjenja. odnosi se na prirodne nauke koje proučavaju svijet oko nas. Usko je povezana sa drugim prirodnim naukama: fizikom, biologijom, geologijom. Mnogi delovi moderne nauke nastali su na razmeđu ovih nauka: fizička hemija, geohemija, biohemija. Hemija je takođe usko povezana sa drugim granama nauke i tehnologije. U njoj se široko koriste matematičke metode, koriste se proračuni i modeliranje procesa na elektronskim računarima.U savremenoj hemiji su se pojavile mnoge samostalne sekcije od kojih su najznačajnije, pored gore navedenih, neorganska hemija, organska hemija, x . polimeri, analitička hemija, elektrohemija, koloidna hemija i dr. Predmet izučavanja hemije su supstance. Obično se dijele na mješavine i čiste tvari. Među potonjima se razlikuju jednostavne i složene. Poznato je više od 400 jednostavnih supstanci, i mnogo složenijih supstanci: nekoliko stotina hiljada, srodnih neorganskim i nekoliko miliona organskih. Predmet hemije koji se izučava u srednjoj školi može se podeliti na tri glavna dela: opšta, neorganska i organska hemija. Opšta hemija razmatra osnovne hemijske koncepte, kao i najvažnije obrasce povezane sa hemijskim transformacijama. Ovaj odeljak obuhvata osnove iz različitih delova moderne nauke: „fizička hemija, hemijska kinetika, elektrohemija, strukturna hemija, itd. Neorganska hemija proučava svojstva i transformacije neorganskih (mineralnih) supstanci. Organska hemija iz. svojstva i transformacije organskih supstanci Uloga hemije u industriji i poljoprivredi. U svakom trenutku, hemija služi čovjeku u njegovim praktičnim aktivnostima. Još u antičko doba nastali su zanati koji su se zasnivali na hemijskim procesima: proizvodnji metala, stakla, keramike, boja.. Hemija igra važnu ulogu u savremenoj industriji. Hemijska i petrohemijska industrija su najvažnije industrije bez kojih je funkcionisanje privrede nemoguće. Među najvažnijim proizvodima su kiseline, lužine, soli, mineralna đubriva, rastvarači, ulja, plastika, guma, sintetička vlakna i još mnogo toga. Trenutno hemijska industrija proizvodi nekoliko desetina hiljada proizvoda, a izuzetno važnu ulogu imaju hemijski proizvodi i procesi u energetskom sektoru koji koristi energiju hemijskih reakcija. U energetske svrhe koriste se mnogi proizvodi prerade nafte (benzin, kerozin, lož ulje), kameni i mrki ugalj, škriljci i treset. Zbog smanjenja rezervi prirodnog ulja sintetičko gorivo se proizvodi hemijskom preradom raznih prirodnih sirovina i proizvodnog otpada.Razvoj mnogih industrija vezan je za hemiju: metalurgija, inženjering, saobraćaj, industrija građevinskih materijala, elektronika, laka, prehrambena industrija - ovo je nepotpuna lista privrednih sektora koji široko koriste hemijske proizvode i procese. U mnogim industrijama koriste se hemijske metode, na primjer, kataliza (ubrzavanje procesa), hemijska obrada metala, zaštita metala od korozije. Hemija igra važnu ulogu u razvoju farmaceutske industrije: najveći dio svih lijekova dobiva se sintetički. Hemija je od izuzetnog značaja u poljoprivredi, koja koristi mineralna đubriva, sredstva za zaštitu bilja od štetočina, regulatore rasta biljaka, hemijske aditive i konzervanse za stočnu hranu i druge proizvode. Upotreba hemijskih metoda u poljoprivredi dovela je do pojave niza srodnih nauka, kao što su agrohemija i biotehnologija, čija se dostignuća danas široko koriste u proizvodnji poljoprivrednih proizvoda.Brzi razvoj industrije, uključujući i hemijsku industriju , stvorio ozbiljan problem: potrebu da se smanji njegov negativan uticaj na životnu sredinu.Nauka koja proučava odnos čovečanstva sa životnom sredinom naziva se ekologija. Ekologija je u bliskoj vezi sa hemijom. S jedne strane, hemijski uticaj na životnu sredinu nanosi joj veliku štetu, ali s druge strane hemijskim metodama može se sprečiti degradacija prirode. Hemija i hemijska industrija su među najznačajnijim izvorima zagađenja životne sredine, a ostale ekološki najnepovoljnije industrije su crna i obojena metalurgija, motorni saobraćaj i energetika (uglavnom termoelektrane). Samo razumno poznavanje i upotreba hemije će povećati bogatstvo zemlje.

Opšti pojam hemije

Supstance i njihove međusobne transformacije su predmet proučavanja hemije. Hemija je nauka o supstancama i zakonima koji upravljaju njihovim transformacijama.

Reč "hemija" je postala široko rasprostranjena od početka 18. veka. Na mnogim jezicima ima sličan zvuk: chemistry ("kemija") - na engleskom, hemie (he "mi) - na njemačkom. Korijeni "hem" ili "him" nalaze se u odgovarajućim terminima u mnogim drugim jezicima. Međutim, još nije moguće utvrditi kada se pojavila riječ "hemija" i kakvo je značenje u nju prvobitno uloženo. Mnogi istraživači su skloni vjerovati da ova riječ dolazi od "Kemi" - "Crna zemlja". Tako su u staroj Grčkoj nazivali Egipat, gdje je rođena "sveta umjetnost hemije". Ista riječ odnosila se na boju tla u dolini Nila. Značenje ovog imena je "egipatska nauka". Međutim, u starogrčkom su postojale i druge riječi sličnog zvuka. "Khimos" ili "humos" je značilo "sok"; ovaj koncept se nalazi u rukopisima koji sadrže informacije o medicini i metodama pripreme lijekova. "Hima" ili "hyuma" se prevodi kao livenje i odnosi se na umjetnost topljenja metala. "Hemeusis" znači "miješanje", što je najvažnija operacija većine hemijskih procesa. Termin "hemija" u smislu "infuzije", "livanja" prvi je upotrebio grčki filozof i prirodnjak Zosima Panopolitanski na prelazu iz 4. u 5. vek.

Istorijski su se razvile dvije glavne grane hemije: anorganska hemija, koja proučava prvenstveno hemijske elemente i jednostavne i složene supstance koje oni formiraju (osim jedinjenja ugljenika), i organska hemija, čiji su predmet jedinjenja ugljenika sa drugim elementima ( Organske materije). Sve do kraja 18. vijeka. termini "anorganska hemija" i "organska hemija" samo su ukazivali iz kojeg su "kraljevstva" prirode (mineralnog, biljnog ili životinjskog) određena jedinjenja. Počevši od 19. stoljeća. ovi termini su počeli da označavaju prisustvo ili odsustvo ugljenika u datoj supstanci. Tada su dobile novo, šire značenje. Neorganska hemija dolazi u dodir prvenstveno sa geohemijom, a zatim sa mineralogijom i geologijom, odnosno sa naukama o neorganskoj prirodi. Organska hemija je grana hemije koja proučava različite ugljične spojeve do najsloženijih biopolimernih supstanci; kroz organsku i bioorgansku hemiju Hemija se graniči sa biohemijom i dalje sa biologijom, odnosno sa sveukupnošću nauka o živoj prirodi. Na spoju između neorganske i organske hemije nalazi se oblast organskih jedinjenja.

U hemiji su se postepeno formirale ideje o strukturnim nivoima organizacije materije. Komplikacija tvari, počevši od najniže, atomske, prolazi kroz korake molekularnih, makromolekularnih ili visokomolekularnih spojeva (polimer), zatim intermolekularnih (kompleks, klatrat, katenan) i konačno, raznolikih makrostruktura (kristal, micela). ) do neodređenih nestehiometrijskih formacija. Odgovarajuće discipline su se postepeno razvijale i izolovale: hemija složenih jedinjenja, polimera, kristalohemija, proučavanje dispergovanih sistema i površinskih pojava, legura itd.

1.2 Predmet i struktura hemije

Savremena hemija je usko povezana kako sa drugim naukama tako i sa svim granama nacionalne privrede. Kvalitativna karakteristika hemijskog oblika kretanja materije i njegovih prelazaka u druge oblike kretanja određuje svestranost hemijske nauke i njene veze sa oblastima znanja koje proučavaju niže i više oblike kretanja. Poznavanje hemijskog oblika kretanja materije obogaćuje opštu doktrinu razvoja prirode, evolucije materije u Univerzumu i doprinosi formiranju celovite materijalističke slike sveta. Dodir hemije sa drugim naukama stvara specifična područja njihovog međusobnog prožimanja. Dakle, područja tranzicije između hemije i fizike predstavljaju fizička hemija i hemijska fizika. Između hemije i biologije, hemije i geologije nastala su posebna granična područja - geohemija, biohemija, biogeohemija, molekularna biologija. Najvažniji zakoni hemije formulisani su matematičkim jezikom, a teorijska hemija se ne može razvijati bez matematike. Hemija je vršila i vrši uticaj na razvoj filozofije, i sama je iskusila i doživljava svoj uticaj.

Proučavanje hemijskih objekata i pojava fizičkim metodama, uspostavljanje obrazaca hemijskih transformacija, na osnovu opštih principa fizike, leži u osnovi fizičke hemije. Ovo područje hemije uključuje niz uglavnom nezavisnih disciplina: hemijsku termodinamiku, hemijsku kinetiku, elektrohemiju, koloidnu hemiju, kvantnu hemiju i proučavanje strukture i svojstava molekula, jona, radikala, hemiju zračenja, fotohemiju, doktrinu o kataliza, hemijska ravnoteža, rastvori i dr. Analitička hemija je dobila samostalan karakter, čije metode se široko koriste u svim oblastima hemije. i hemijsku industriju. U oblastima praktične primene hemije nastale su nauke i naučne discipline kao što su hemijska tehnologija sa svojim brojnim granama, metalurgija, poljoprivredna hemija, medicinska hemija, forenzička hemija itd.

"Kemija je nauka koja proučava svojstva i transformacije supstanci, praćene promjenom njihovog sastava i strukture." Proučava prirodu i svojstva različitih hemijskih veza, energiju hemijskih reakcija, reaktivnost supstanci, svojstva katalizatora itd. Svojevrstan program za proučavanje hemijskih pojava prvi su formulisali i usvojili hemičari na prvom međunarodnom kongresu hemičara u Nemačkoj 1860. godine. Oni su polazili od toga da: - sve supstance se sastoje od molekula koji su u neprekidnom i spontanom kretanju; - Svi molekuli se sastoje od atoma - atomi i molekuli su u stalnom kretanju; Atomi su najmanje, tada nedjeljive komponente molekula.

Hemija je jedna od grana prirodnih nauka čiji su predmet hemijski elementi (atomi), jednostavne i složene supstance (molekule) koje formiraju, njihove transformacije i zakoni koji upravljaju tim transformacijama.

Hemija je nauka o hemijskim elementima, njihovim spojevima i transformacijama koje nastaju kao rezultat hemijskih reakcija. Proučava od kojih supstanci se sastoji ovaj ili onaj predmet; zašto i kako gvožđe rđa, a zašto kalaj ne rđa; šta se dešava sa hranom u telu; zašto otopina soli provodi struju, a otopina šećera ne; zašto se neke hemijske promene dešavaju brzo, a druge sporo.

Hemija - grčki, nauka koja proučava sastav tela; uči od kojih jednostavnih supstanci (hemijskih elemenata) se sastoje tela, kako se mogu razložiti (hemijska analiza) na sastavne delove i ponovo dobiti iz ovih sastavnih delova (hemijska sinteza).

Hemija - Nauka o sastavu, strukturi, promjenama i transformacijama, kao i formiranju novih jednostavnih i složenih supstanci. Hemija se, kaže Engels, može nazvati naukom o kvalitativnim promjenama u tijelima koje nastaju pod utjecajem promjena u kvantitativnom sastavu.

hemija - grčki. nauka o razgradnji i sastavu supstanci, tela, traganje za nerazgradljivim elementima, temeljima.

Hemijski pogled na prirodu, porijeklo i trenutno stanje.

Hemija je veoma drevna nauka. Postoji nekoliko objašnjenja za riječ "hemija". Prema jednoj od dostupnih teorija, dolazi od drevnog imena Egipta - Kham i stoga mora značiti "egipatska umjetnost". Prema drugoj teoriji, riječ "hemija" dolazi od grčke riječi cumoz (biljni sok) i znači "umijeće vađenja sokova". Ovaj sok može biti rastopljeni metal, tako da se uz ovako prošireno tumačenje pojma u njega mora uključiti i umjetnost metalurgije.

Predmet hemije su hemijski elementi i njihova jedinjenja, kao i zakoni koji regulišu različite hemijske reakcije. Hemija se ponekad naziva centralnom naukom zbog njenog posebnog položaja među prirodnim naukama. Kombinira fizičke i matematičke te biološke i društvene nauke. To hemiju čini "džinovskom naukom". Savremena hemija je najobimnija od svih prirodnih nauka.

Prema definiciji D. I. Mendeljejeva Dmitrija Ivanoviča (1871), "hemija u njenom sadašnjem stanju može se nazvati ... doktrinom elemenata." Porijeklo riječi "hemija" nije u potpunosti razjašnjeno. Mnogi istraživači vjeruju da potiče od drevnog imena Egipta - Chemia (grčki Chemía, pronađeno u Plutarhu), koje je izvedeno od "hem" ili "hame" - crno i znači "nauka o crnoj zemlji" (Egipat), " egipatska nauka".

Glavni zadatak hemije je da razjasni prirodu materije, glavni pristup rešavanju ovog problema je razlaganje materije na jednostavnije komponente i sinteza novih supstanci. Koristeći ovaj pristup, hemičari su naučili da reprodukuju mnoge prirodne hemijske supstance i stvaraju materijale koji ne postoje u prirodi. U hemijskim postrojenjima ugalj, nafta, rude, voda, kiseonik iz vazduha se pretvaraju u deterdžente i boje, plastiku i polimere, lekove i legure metala, đubriva, herbicide i insekticide itd. Živi organizam se takođe može smatrati najkompleksnijim hemijskim postrojenjem, gde hiljade supstanci ulaze u savršeno fino regulisane hemijske reakcije.

Savremena hemija je širok kompleks nauka koji se postepeno formirao tokom svog dugog istorijskog razvoja. Praktično upoznavanje čovjeka sa hemijskim procesima datira još iz antičkih vremena. Mnogo vekova teorijsko objašnjenje hemijskih procesa bilo je zasnovano na prirodnoj filozofiji kvaliteta elemenata. U izmijenjenom obliku, poslužio je kao osnova za alhemiju, koja je nastala oko 3.-4. stoljeća. AD i nastojanje da se reši problem pretvaranja osnovnih metala u plemenite. Pošto nisu postigli uspjeh u rješavanju ovog problema, alhemičari su, ipak, razvili niz metoda za proučavanje supstanci, otkrili neke kemijske spojeve, što je u određenoj mjeri doprinijelo nastanku naučne hemije.

Najvažnije karakteristike moderne hemije su sljedeće.

1. U hemiji se pojavljuju brojne samostalne naučne discipline, prvenstveno u fizičkoj hemiji (hemijska termodinamika, hemijska kinetika, elektrohemija, termohemija, radijaciona hemija, fotohemija, hemija plazme, laserska hemija).

2. Hemija se aktivno integriše sa drugim naukama, što je rezultiralo pojavom biohemije, molekularne biologije, kosmohemije, geohemije, biogeohemije. Prvi proučavaju hemijske procese u živim organizmima, geohemiju - obrasce ponašanja hemijskih elemenata u zemljinoj kori. Biogeohemija je nauka o procesima kretanja, distribucije, disperzije i koncentracije hemijskih elemenata u biosferi uz učešće organizama. Osnivač biogeohemije je V. I. Vernadsky. Kosmohemija proučava hemijski sastav materije u svemiru, njeno izobilje i distribuciju među pojedinačnim kosmičkim telima.

3. U hemiji se pojavljuju fundamentalno nove metode istraživanja (strukturna rendgenska analiza, masena spektroskopija, radio spektroskopija itd.).

Hemija je doprinijela intenzivnom razvoju pojedinih područja ljudske djelatnosti. Na primjer, hemija je operaciji dala tri glavna načina pomoću kojih su moderne operacije postale bezbolne i općenito moguće: 1) uvođenje u praksu etarske anestezije, a zatim i drugih narkotičkih supstanci; 2) upotreba antiseptika za sprečavanje infekcije; 3) dobijanje novih aloplastičnih materijala-polimera koji nisu dostupni u prirodi.

U hemiji se vrlo jasno manifestuje nejednaka vrijednost pojedinih hemijskih elemenata. Ogromna većina hemijskih jedinjenja (96% od više od 8,5 hiljada trenutno poznatih) su organska jedinjenja. Baziraju se na 18 elemenata), a samo 6 od njih su češći). To je zbog činjenice da su, prvo, hemijske veze jake (energetski intenzivne), a kao drugo, takođe su labilne. Ugljik, kao nijedan drugi element, ispunjava sve ove zahtjeve energetskog intenziteta i labilnosti veze. Kombinira hemijske suprotnosti, shvaćajući njihovo jedinstvo.

Međutim, naglašavamo da se materijalna osnova života ne svodi ni na jednu, čak ni najsloženiju, kemijsku formaciju. To nije samo agregat određenog hemijskog sastava, već istovremeno i struktura koja ima funkcije i procese. Stoga je nemoguće životu dati samo funkcionalnu definiciju.

Moderna hemija proučava transformacije u kojima molekuli jednog jedinjenja izmjenjuju atome s molekulima drugih spojeva, razlažu se na molekule s manjim brojem atoma, a također ulaze u kemijske reakcije, uslijed kojih nastaju nove tvari. Atomi prolaze kroz neke promjene u kemijskim procesima samo u vanjskim elektronskim omotačima, dok se atomsko jezgro i unutrašnje elektronske ljuske ne mijenjaju.

Prilikom definisanja predmeta hemije, pažnja se često usmjerava na činjenicu da se on prvenstveno sastoji od jedinjenja atoma i transformacije tih jedinjenja, koja nastaje kidanjem jednih i stvaranjem drugih međuatomskih veza.

Različite hemijske nauke odlikuju se činjenicom da se bave ili proučavanjem različitih klasa jedinjenja (takva razlika je osnova za razlikovanje organske i anorganske hemije), ili različitim tipovima reakcija (radiohemija, radijaciona hemija, katalitička sinteza , hemija polimera), ili korištenjem različitih istraživačkih metoda (fizička kemija u svojim različitim smjerovima). Razgraničenje jedne hemijske discipline od druge, koja u sadašnjim uslovima čuva istorijski utvrđene linije razdvajanja, relativne je prirode.

Sve do kraja 19. veka hemija je u osnovi bila integralna ujedinjena nauka. Njegova unutrašnja podjela na organsko i neorgansko nije narušila ovo jedinstvo. Ali brojna otkrića koja su ubrzo uslijedila, kako u samoj hemiji tako iu biologiji i fizici, označila su početak njene brze diferencijacije.

Savremena hemijska nauka, zasnovana na čvrstim teorijskim osnovama, neprestano se razvija u širinu i dubinu. Posebno se radi o otkrivanju i proučavanju novih, kvalitativno različitih diskretnih hemijskih čestica. Dakle, još u prvoj polovini 19. stoljeća, proučavajući elektrolizu, otkriveni su ioni - posebne čestice nastale od atoma i molekula, ali električno nabijene. Joni su strukturne jedinice mnogih kristala, kristalne rešetke metala, postoje u atmosferi, u rastvorima itd.

Početkom XX veka. hemičari su otkrili radikale kao jedan od aktivnih oblika hemikalije. Nastaju od molekula odvajanjem pojedinačnih atoma ili grupa i sadrže atome elemenata u za njih neuobičajenom valentnom stanju, što je povezano sa prisustvom pojedinačnih (nesparenih) elektrona, što objašnjava njihovu izuzetnu hemijsku aktivnost.

Makromolekule su takođe posebni oblici hemijske supstance. Sastoje se od stotina i hiljada atoma i, kao rezultat, dobijaju kvalitativno nova svojstva, za razliku od običnog molekula.

Karakteristično za savremenu hemiju, kao i za svu nauku 20. veka, proces duboke unutrašnje diferencijacije u velikoj meri je povezan sa otkrićem ove kvalitativne raznolikosti hemijskih supstanci. Njihova struktura, transformacije i svojstva postali su predmet proučavanja u posebnim dijelovima hemije: elektrohemija, hemijska kinetika, hemija polimera, hemija kompleksnih jedinjenja, koloidna hemija i hemija makromolekularnih jedinjenja.

Već početkom XX veka. unutar same hemije jasno se razlikuju opšta i neorganska hemija i organska hemija. Predmet proučavanja opšte i blisko srodne neorganske hemije bili su hemijski elementi, najjednostavnija neorganska jedinjenja koja tvore i njihovi opšti zakoni (prvenstveno Periodični zakon D.I. Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva).

Snažan podsticaj razvoju anorganske hemije dalo je prodiranje u utrobu atoma i proučavanje nuklearnih procesa. Potraga za elementima najpogodnijim za fisiju u nuklearnim reaktorima doprinijela je proučavanju malo proučenih elemenata i sintezi novih elemenata pomoću nuklearnih reakcija. Proučavanjem njihovih svojstava, kao i fizičko-hemijskih osnova i hemijskih svojstava radioaktivnih izotopa, metoda njihovog izolovanja i koncentracije, preuzela je radiohemija koja je nastala u drugoj četvrtini 20. veka.

Organska hemija se konačno razvila u samostalnu nauku u drugoj polovini 19. veka. Ovo je olakšano primanjem velikog empirijskog i teorijskog materijala o spojevima ugljika i njegovim derivatima. Odlučujući faktor za sva organska jedinjenja su karakteristike valentnog stanja ugljika - sposobnost njegovih atoma da se vežu jedni za druge kao jednostruka, dvostruka, trostruka veza u dugačke linearne i razgranate lance. Zbog beskonačne raznolikosti oblika adhezije atoma ugljika, prisutnosti izomerizma i homolognog niza u gotovo svim klasama organskih spojeva, mogućnosti za dobivanje ovih spojeva su praktično neograničene.

U XX veku. mnoge grane organske hemije počele su se postepeno pretvarati u velike, relativno nezavisne grane sa sopstvenim predmetima proučavanja. Tako se pojavila hemija organoelementnih jedinjenja, hemija polimera, hemija makromolekularnih jedinjenja, hemija antibiotika, boja, mirisnih jedinjenja, farmakohemija itd.

Krajem XX veka. postoji hemija organometalnih jedinjenja, odnosno jedinjenja koja sadrže jednu (ili više) direktnih veza metal-ugljik. Do kraja veka otkrivena su organska jedinjenja žive, kadmijuma, cinka, olova i dr. Trenutno su ugljična jedinjenja sa značajnim sadržajem ne samo metala, već i nemetala (fosfor, boraks, silicijum, arsen). , itd.) su dobijeni. Sada se ova oblast hemije naziva hemija organoelementnih spojeva, nalazi se na spoju organske i anorganske hemije.

Samostalna oblast hemije je nauka o metodama za određivanje sastava supstance - analitička hemija. Njegov glavni zadatak - određivanje kemijskih elemenata ili njihovih spojeva koji čine tvar koja se proučava - rješava se analizom. Bez savremenih metoda analize, sinteza novih hemijskih jedinjenja, efikasno stalno praćenje toka tehnološkog procesa i kvaliteta dobijenih proizvoda bila bi nemoguća.

Hemija naših dana jedno je od najobimnijih područja ljudskog znanja i igra izuzetno važnu ulogu u nacionalnoj ekonomiji. Objekti i metode izučavanja hemije su toliko raznoliki da su mnoge njene sekcije u suštini nezavisne naučne discipline. Uobičajeno je da se moderna hemija u najopštijem smislu podeli na najmanje 5 sekcija: neorganska, organska, fizička, analitička i makromolekularna hemija. Međutim, ne postoje jasne granice između ovih sekcija. Na primjer, koordinacija i organoelementna jedinjenja su objekti koji su u polju istraživanja, kako neorganske tako i organske hemije. Razvoj ovih sekcija je nemoguć bez široke upotrebe metoda i koncepata fizičke i analitičke hemije.

Najvažnije karakteristike moderne hemije uključuju:

1. Diferencijacija glavnih odjeljaka hemije u zasebne, uglavnom samostalne naučne discipline. Ova diferencijacija se zasniva na razlici između objekata i metoda istraživanja. Dakle, fizička hemija je podijeljena na značajan broj disciplina koje se brzo razvijaju.

2. Integracija hemije sa drugim naukama. Kao rezultat ovog procesa nastala je biohemija, bioorganska hemija i molekularna biologija koja proučava hemijske procese u živim organizmima. Na granici između hemije i geologije razvija se geohemija koja istražuje obrasce ponašanja hemijskih elemenata u zemljinoj kori. Zadaci kosmohemije su proučavanje karakteristika elementarnog sastava kosmičkih tijela (planeta i meteorita) i raznih spojeva sadržanih u tim objektima.

3. Pojava novih, uglavnom fizičkih i hemijskih metoda istraživanja u fizici (strukturna rendgenska analiza, masena spektroskopija, metode radio spektroskopije itd.)

Odnos hemije i fizike

Uporedo sa procesima diferencijacije same hemijske nauke, hemija trenutno prolazi kroz procese integracije sa drugim granama prirodnih nauka. Posebno se intenzivno razvijaju odnosi između fizike i hemije. Ovaj proces je praćen pojavom sve više srodnih fizičkih i hemijskih grana znanja.

Čitava istorija interakcije hemije i fizike puna je primera razmene ideja, predmeta i metoda istraživanja. U različitim fazama svog razvoja, fizika je snabdijevala hemiju pojmovima i teorijskim konceptima koji su imali snažan uticaj na razvoj hemije. Istovremeno, što su hemijska istraživanja postajala sve komplikovanija, to su oprema i računske metode fizike sve više prodirali u hemiju. Potreba za mjerenjem termičkih efekata reakcije, razvoj spektralne i rendgenske difrakcijske analize, proučavanje izotopa i radioaktivnih hemijskih elemenata, kristalne rešetke materije, molekularne strukture zahtijevale su stvaranje i dovele do upotrebe najviše složeni fizički instrumenti - spektroskopi, maseni spektrografi, difrakcione rešetke, elektronski mikroskopi itd.

Razvoj moderne nauke potvrdio je duboku vezu između fizike i hemije. Ova veza je genetske prirode, odnosno formiranje atoma hemijskih elemenata, njihovo spajanje u molekule materije dogodilo se u određenoj fazi razvoja neorganskog svijeta. Takođe, ova veza se zasniva na zajedništvu strukture određenih vrsta materije, uključujući molekule supstanci, koje se u konačnici sastoje od istih hemijskih elemenata, atoma i elementarnih čestica. Pojava hemijskog oblika kretanja u prirodi izazvala je dalji razvoj ideja o elektromagnetnoj interakciji koju proučava fizika. Na osnovu periodičnog zakona napreduje se sada ne samo u hemiji, već iu nuklearnoj fizici, na čijoj su granici nastale takve miješane fizičko-hemijske teorije kao što su hemija izotopa i hemija zračenja.

Hemija i fizika proučavaju gotovo iste objekte, ali samo svaki od njih u tim objektima vidi svoju stranu, svoj predmet proučavanja. Dakle, molekul je predmet proučavanja ne samo hemije, već i molekularne fizike. Ako ga prvi proučava sa stanovišta zakona nastajanja, sastava, hemijskih svojstava, veza, uslova za njegovu disocijaciju na sastavne atome, onda drugi statistički proučava ponašanje masa molekula, što određuje termičke pojave, razne agregacionih stanja, prelaza iz gasovite u tečnu i čvrstu fazu i obrnuto, pojave koje nisu povezane sa promenom sastava molekula i njihove unutrašnje hemijske strukture. Praćenje svake kemijske reakcije mehaničkim kretanjem masa reaktantnih molekula, oslobađanje ili apsorpcija topline uslijed prekida ili stvaranja veza u novim molekulima uvjerljivo svjedoče o bliskoj povezanosti kemijskih i fizičkih pojava. Dakle, energija hemijskih procesa je usko povezana sa zakonima termodinamike. Hemijske reakcije koje oslobađaju energiju, obično u obliku topline i svjetlosti, nazivaju se egzotermnim. Postoje i endotermne reakcije koje apsorbuju energiju. Sve navedeno nije u suprotnosti sa zakonima termodinamike: u slučaju sagorijevanja, energija se oslobađa istovremeno sa smanjenjem unutrašnje energije sistema. U endotermnim reakcijama, unutrašnja energija sistema se povećava zbog priliva toplote. Mjerenjem količine energije koja se oslobađa tokom reakcije (toplotni efekat hemijske reakcije), može se suditi o promeni unutrašnje energije sistema. Mjeri se u kilodžulima po molu (kJ/mol).

Još jedan primjer. Hesov zakon je poseban slučaj prvog zakona termodinamike. U njemu se navodi da toplotni efekat reakcije zavisi samo od početnog i konačnog stanja supstanci i ne zavisi od međufaza procesa. Hesov zakon omogućava izračunavanje toplotnog efekta reakcije u slučajevima kada je njeno direktno merenje iz nekog razloga nemoguće.

Pojavom teorije relativnosti, kvantne mehanike i teorije elementarnih čestica otkrivene su još dublje veze između fizike i hemije. Pokazalo se da ključ za objašnjenje suštine svojstava kemijskih spojeva, samog mehanizma transformacije tvari leži u strukturi atoma, u kvantnim mehaničkim procesima njegovih elementarnih čestica i posebno elektrona vanjske ljuske. molekule organskih i neorganskih jedinjenja itd.

Na polju dodira fizike i hemije nastao je i uspješno se razvija tako relativno mlad odsjek glavnih odjela hemije kao što je fizička hemija, koji se formirao krajem 19. stoljeća. kao rezultat uspješnih pokušaja kvantitativnog proučavanja fizičkih svojstava hemikalija i smjesa, teorijsko objašnjenje molekularnih struktura. Eksperimentalna i teorijska osnova za to bio je rad D.I. Mendeljejev Dmitrij Ivanovič (otkriće periodičnog zakona), Vant Hof (termodinamika hemijskih procesa), S. Arrhenius (teorija elektrolitičke disocijacije) itd. Predmet njenog proučavanja bila su opšta teorijska pitanja koja se tiču ​​strukture i svojstava molekula hemijskih jedinjenja, procesa transformacije supstanci u vezi sa međusobnom zavisnošću njihovih fizičkih svojstava, proučavanja uslova za nastanak hemijskih reakcija i fizičke pojave koje se dešavaju u ovom slučaju. Sada je fizička hemija raznovrsna nauka koja usko povezuje fiziku i hemiju.

U samoj fizičkoj hemiji do sada su se izdvojile i u potpunosti razvile kao samostalne sekcije elektrohemija, proučavanje rastvora, fotohemija i kristalohemija sa svojim posebnim metodama i predmetima proučavanja. Početkom XX veka. Kao samostalna nauka izdvojila se i koloidna hemija, koja je izrasla u dubinama fizičke hemije. Od druge polovine XX veka. u vezi sa intenzivnim razvojem problema nuklearne energije, nastale su i dobile veliki razvoj najnovije grane fizičke hemije - visokoenergetska hemija, hemija zračenja (predmet njenog proučavanja su reakcije koje nastaju pod dejstvom jonizujućeg zračenja) i izotop hemija.

Fizička hemija se danas smatra najširom opštom teorijskom osnovom čitave hemijske nauke. Mnoga njena učenja i teorije su od velikog značaja za razvoj neorganske, a posebno organske hemije. Pojavom fizičke kemije, proučavanje materije počelo se provoditi ne samo tradicionalnim kemijskim metodama istraživanja, ne samo sa stanovišta njenog sastava i svojstava, već i sa strane strukture, termodinamike i kinetike. hemijskog procesa, kao i sa strane povezanosti i zavisnosti potonjeg od uticaja pojava svojstvenih drugim oblicima kretanja (izloženost svetlosti i zračenju, izlaganje svetlosti i toploti itd.).

Važno je napomenuti da je u prvoj polovini XX veka. postojala je granica između hemije i novih grana fizike (kvantna mehanika, elektronska teorija atoma i molekula) nauke, koja je kasnije postala poznata kao hemijska fizika. Široko je primjenjivala teorijske i eksperimentalne metode najnovije fizike u proučavanju strukture kemijskih elemenata i spojeva, a posebno mehanizma reakcija. Hemijska fizika proučava međusobnu povezanost i međusobnu tranziciju hemijskih i subatomskih oblika kretanja materije.

U hijerarhiji osnovnih nauka koju je dao F. Engels, hemija je direktno uz fiziku. Ovo susjedstvo je omogućilo brzinu i dubinu kojom su mnoge grane fizike plodno uklesale u hemiju. Hemija se graniči, s jedne strane, sa makroskopskom fizikom - termodinamikom, fizikom kontinualnih medija, as druge - sa mikrofizikom - statičkom fizikom, kvantnom mehanikom.

Dobro je poznato koliko su ti kontakti bili plodni za hemiju. Termodinamika je dovela do hemijske termodinamike - proučavanja hemijske ravnoteže. Statička fizika činila je osnovu hemijske kinetike – proučavanja brzina hemijskih transformacija. Kvantna mehanika je otkrila suštinu periodičnog zakona Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva. Moderna teorija hemijske strukture i reaktivnosti je kvantna hemija, tj. primjena principa kvantne mehanike na proučavanje molekula i X transformacija.

Još jedan dokaz plodnog uticaja fizike na hemijsku nauku je sve veća upotreba fizičkih metoda u hemijskim istraživanjima. Zapanjujući napredak u ovoj oblasti posebno je jasno vidljiv na primjeru spektroskopskih metoda. U novije vreme, od beskonačnog opsega elektromagnetnog zračenja, hemičari su koristili samo usko područje vidljivih i susednih područja infracrvenog i ultraljubičastog opsega. Otkriće fizičara fenomena apsorpcije magnetne rezonancije dovelo je do pojave spektroskopije nuklearne magnetne rezonance, najinformativnije moderne analitičke metode i metode za proučavanje elektronske strukture molekula, i spektroskopije elektronske paramagnetne rezonance, jedinstvene metode za proučavanje nestabilnog međumedija. čestice - slobodni radikali. Razvoj sinhrotronskog zračenja otvorio je nove izglede za razvoj ove visokoenergetske grane spektroskopije.

Čini se da je čitav elektromagnetski opseg savladan i teško je očekivati ​​dalji napredak u ovoj oblasti. Međutim, pojavili su se laseri – izvori jedinstveni po svom spektralnom intenzitetu – a zajedno s njima i fundamentalno nove analitičke mogućnosti. Među njima je laserska magnetna rezonanca, brzo razvijajuća visoko osjetljiva metoda za detekciju radikala u plinu. Druga, zaista fantastična, mogućnost je delimična detekcija atoma laserom - tehnika zasnovana na selektivnoj ekscitaciji, koja omogućava registraciju samo nekoliko stranih atoma u ćeliji. Upečatljive mogućnosti za proučavanje mehanizama radikalnih reakcija pružilo je otkriće fenomena hemijske polarizacije jezgara.

Sada je teško imenovati oblast moderne fizike koja ne bi direktno ili indirektno uticala na hemiju. Uzmimo, na primjer, fiziku nestabilnih elementarnih čestica, koja je daleko od svijeta molekula izgrađenih od jezgara i elektrona. Može izgledati iznenađujuće da se na specijalnim međunarodnim konferencijama raspravlja o hemijskom ponašanju atoma koji sadrže pozitron ili mion, koji u principu ne mogu dati stabilna jedinjenja. Međutim, jedinstvene informacije o ultrabrzim reakcijama, koje takvi atomi dopuštaju da dobiju, u potpunosti opravdavaju ovaj interes.

Odnos hemije i biologije

Poznato je da su hemija i biologija dugo vremena išle svojim putem, iako je dugogodišnji san hemičara bio stvaranje živog organizma u laboratoriji.

Do oštrog jačanja odnosa između hemije i biologije došlo je kao rezultat stvaranja A.M. Butlerovljeva teorija hemijske strukture organskih jedinjenja. Vođeni ovom teorijom, organski hemičari su ušli u takmičenje s prirodom. Naredne generacije hemičara pokazale su veliku domišljatost, rad, maštu i kreativnu potragu za usmerenom sintezom materije. Njihova namjera nije bila samo da imitiraju prirodu, htjeli su je i nadmašiti. I danas možemo sa sigurnošću tvrditi da je u mnogim slučajevima to i postignuto.

Značaj hemije među naukama koje proučavaju život je izuzetno velik. Upravo je hemija otkrila najvažniju ulogu hlorofila kao hemijske osnove fotosinteze, hemoglobina kao osnove procesa disanja, utvrđena je hemijska priroda prenosa nervnog pobuđenja, utvrđena struktura nukleinskih kiselina itd. Ali glavna stvar je da, objektivno, hemijski mehanizmi leže u samoj osnovi bioloških procesa, funkcija živih bića. Sve funkcije i procesi koji se odvijaju u živom organizmu mogu se izraziti jezikom hemije, u obliku specifičnih hemijskih procesa.

Druge nauke koje su nastale na razmeđu biologije, hemije i fizike: biohemija - nauka o metabolizmu i hemijskim procesima u živim organizmima; bioorganska hemija - nauka o strukturi, funkcijama i načinima sinteze spojeva koji čine žive organizme; fizička i hemijska biologija kao nauka o funkcionisanju složenih sistema za prenos informacija i regulaciji bioloških procesa na molekularnom nivou, kao i biofizika, biofizička hemija i biologija zračenja.

U današnje vrijeme za hemiju postaje posebno važna primjena bioloških principa u kojoj je koncentrisano iskustvo prilagođavanja živih organizama uslovima Zemlje tokom mnogo miliona godina, iskustvo stvaranja najnaprednijih mehanizama i procesa. Na tom putu već postoje određena dostignuća.

Trenutno su već vidljivi izgledi za nastanak i razvoj nove hemije, na osnovu koje će se stvoriti niskootpadne, bezotpadne i štedljive industrijske tehnologije.

Danas su hemičari došli do zaključka da će, koristeći iste principe na kojima je izgrađena hemija organizama, u budućnosti (bez potpunog ponavljanja prirode) biti moguće izgraditi fundamentalno novu hemiju, novu kontrolu hemijskih procesa, gdje će se primjenjivati ​​principi sinteze sličnih molekula. Predviđeno je stvaranje pretvarača koji sa velikom efikasnošću koriste sunčevu svetlost, pretvarajući je u hemijsku i električnu energiju, kao i hemijsku energiju u svetlost velikog intenziteta.

Ovladati katalitičkim iskustvom divljih životinja i implementirati znanja stečena na indeksnoj maturi. kemičari u proizvodnji naveli su niz načina koji obećavaju.

Prvi je razvoj istraživanja u oblasti katalize metalnih kompleksa sa orijentacijom na odgovarajuće objekte žive prirode. Ova kataliza je obogaćena metodama koje koriste živi organizmi u enzimskim reakcijama, kao i metodama klasične heterogene katalize.

Drugi način je modeliranje biokatalizatora. Trenutno je, zbog umjetne selekcije struktura, moguće izgraditi modele mnogih enzima koje karakterizira visoka aktivnost i selektivnost, ponekad gotovo ista kao kod originala, ili s većom jednostavnošću strukture.

Sekcije moderne hemije

Moderna hemija je tako ogromna oblast prirodnih nauka da su mnogi njeni delovi u suštini nezavisne, iako usko povezane naučne discipline.

Na osnovu proučavanih objekata (supstanci), hemija se obično deli na neorgansku i organsku. Fizička hemija, uključujući kvantnu hemiju, elektrohemiju, hemijsku termodinamiku i hemijsku kinetiku, bavi se objašnjenjem suštine hemijskih pojava i uspostavljanjem njihovih opštih zakona na osnovu fizičkih principa i eksperimentalnih podataka. Analitička i koloidna hemija su takođe nezavisne sekcije (pogledajte listu sekcija ispod).

Tehnološke osnove savremene proizvodnje opisuje hemijska tehnologija - nauka o ekonomičnim metodama i sredstvima industrijske hemijske obrade gotovih prirodnih materijala i veštačke proizvodnje hemijskih proizvoda koji se ne nalaze u prirodnom okruženju.

Kombinacija hemije sa drugim srodnim prirodnim naukama je biohemija, bioorganska hemija, geohemija, hemija zračenja, fotohemija itd.

Opšte naučne osnove hemijskih metoda razvijaju se u teoriji znanja i metodologiji nauke.

Agrohemija

Analitička hemija se bavi proučavanjem supstanci u cilju sticanja razumevanja njihovog hemijskog sastava i strukture, au okviru ove discipline razvijaju se eksperimentalne metode za hemijsku analizu.

Bioorganska hemija

Biohemija proučava hemikalije, njihove transformacije i pojave koje prate ove transformacije u živim organizmima. Usko povezan sa organskom hemijom, hemijom lekova, neurohemijom, molekularnom biologijom i genetikom.

Računarska hemija

Geohemija - nauka o hemijskom sastavu Zemlje i planeta (kosmohemija), zakonima raspodele elemenata i izotopa, procesima formiranja stena, tla i prirodnih voda.

kvantna hemija

koloidna hemija

kompjuterska hemija

kozmetička hemija

Kosmohemija

Matematička hemija

Nauka o materijalima

Organometalna hemija

Neorganska hemija proučava svojstva i reakcije neorganskih jedinjenja. Ne postoji jasna granica između organske i neorganske hemije; naprotiv, postoje discipline na preseku ovih nauka, na primer, organometalna hemija.

Organska hemija kao predmet proučavanja izdvaja supstance izgrađene na bazi ugljeničnog skeleta.

Neurohemija ima za predmet proučavanje medijatora, peptida, proteina, masti, šećera i nukleinskih kiselina, njihovih interakcija i uloge koju imaju u formiranju, razvoju i promjeni nervnog sistema.

Petrohemija

opšta hemija

preparativna hemija

Radiohemija

Supramolekularna hemija

Teorijska hemija

farmaceutski proizvodi

Fizička hemija proučava fizičku i fundamentalnu osnovu hemijskih sistema i procesa. Ključne oblasti istraživanja uključuju hemijsku termodinamiku, kinetiku, elektrohemiju, statističku mehaniku i spektroskopiju. Fizička hemija ima mnogo zajedničkog sa molekularnom fizikom. Fizička hemija uključuje upotrebu infinitezimalne metode. Fizička hemija je posebna disciplina od hemijske fizike.

fotohemija

Hemija makromolekularnih jedinjenja

Hemija jednougljičnih molekula

Hemija polimera

Hemija tla

Teorijska hemija kao svoj zadatak postavlja teorijsku generalizaciju i potkrepljenje znanja hemije kroz fundamentalno teorijsko rasuđivanje (obično iz oblasti matematike ili fizike).

Termohemija

Toksikološka hemija

Electrochemistry

Hemija okoliša; hemija životne sredine

Nuklearna hemija proučava nuklearne reakcije i hemijske posledice nuklearnih reakcija.

Hemija je nauka o strukturi, svojstvima supstanci, njihovim transformacijama i pojavama koje prate te transformacije. U hemiji kao nauci mogu se razlikovati tri glavna cilja. Prvi, glavni cilj hemije je proučavanje strukture jedinjenja, razvoj teorije strukture i svojstava molekula i supstanci uopšte.

Poznavajući strukturu određene molekule i njena svojstva, mogu se izgraditi različite teorije o reaktivnosti jedinjenja, kinetici, mehanizmima hemijskih reakcija i katalitičkim pojavama. Sve kemijske transformacije se odvijaju u jednom ili drugom smjeru, ovisno o sastavu i strukturi molekula, jona, radikala itd.

Hemija je carstvo čuda, u njoj se krije sreća čovječanstva, najveća osvajanja uma će se ostvariti u ovoj oblasti.

Maksim Gorki

Znajući to, može se pronaći različite načine za dobivanje novih proizvoda koji imaju potpuno drugačija svojstva od originalnog spoja. Iz ovoga sledi drugi zadatak hemije - sinteza novih supstanci sa željenim svojstvima. Pored toga, važno je pronaći načine za povoljnije dobijanje ovih jedinjenja: katalizatore i reakcione uslove.

Treći glavni pravac je analiza. Ovaj zadatak je sada podjednako važan kao i ostali. To je zbog povećanja broja različitih hemijskih objekata, novih supstanci. Takođe je neophodno utvrditi uticaje na životnu sredinu.

Predmet proučavanja neorganske hemije su svi hemijski elementi i njihova jedinjenja. Glavno pitanje je proučavanje svojstava hemijskih jedinjenja. Pored hemijskih svojstava, od interesa su i fizička, biološka i druga svojstva jedinjenja. U to su uključene i druge nauke.

Dakle, važne komponente u proučavanju hemije su fizička hemija, biohemija. Trenutno, ove nauke kombinuju niz drugih: kvantnu hemiju, hemijsku termodinamiku (termohemiju), hemijsku kinetiku, elektrohemiju, fotohemiju, hemiju visokih energija, kompjutersku hemiju itd.

Samo ova lista nauka hemijskog pravca govori o raznolikosti hemijskog oblika kretanja materije i njenog uticaja na svakodnevni život. Postoji mnogo pravaca u razvoju primijenjene hemije, osmišljenih za rješavanje specifičnih problema ljudske praktične aktivnosti. Hemijska nauka je dostigla tako visok nivo razvoja da je počela da stvara nove vrste industrija i tehnologija.

Hemija kao nauka

Hemija je nauka o supstancama, njihovoj strukturi, svojstvima i transformacijama. U širem smislu, materija je svaka vrsta materije koja ima svoju masu, kao što su elementarne čestice. U hemiji je pojam supstance uži, naime: supstanca je svaka kombinacija atoma i molekula.

Transformacije tvari, praćene promjenom sastava molekula, nazivaju se hemijske reakcije. Tradicionalna hemija proučava reakcije koje se odvijaju na makroskopskom nivou (u laboratoriji ili u spoljašnjem svetu) i tumači ih na atomsko-molekularnom nivou. Poznato je, na primjer, da sumpor gori u zraku plavim plamenom, dajući oštar miris. Ovo je makroskopski fenomen.

Moderna hemija je u stanju da proučava hemijske reakcije koje uključuju pojedinačne molekule sa strogo definisanom energijom. Koristeći ovo, moguće je kontrolisati tok hemijskih reakcija snabdevanjem energijom određenim delovima molekula. Kontrola hemijskih procesa na molekularnom nivou jedna je od glavnih karakteristika moderne hemije.

Hemija kao metoda proučavanja hemijskih svojstava i strukture supstanci je izuzetno svestrana i plodna nauka. Do danas je poznato oko 15 miliona organskih i oko pola miliona neorganskih supstanci, a svaka od ovih supstanci može ući u desetine reakcija, a svaka od njih ima unutrašnju strukturu. Unutrašnja struktura određuje hemijska svojstva; zauzvrat, često možemo suditi o strukturi supstance prema hemijskim svojstvima.

Moderna hemija je toliko raznolika i po predmetima i po metodama njihovog proučavanja da su mnoge njene sekcije samostalne nauke. Interakcija hemije i fizike dala je dvije nauke odjednom: fizička hemija i hemijska fizika, a ove nauke, uprkos sličnosti imena, proučavaju potpuno različite objekte. Fizička hemija istražuje supstance koje se sastoje od velikog broja atoma i molekula, koristeći fizičke metode i na osnovu zakona fizike. Hemijska fizika se fokusira na fizičko proučavanje elementarnih hemijskih procesa i strukture molekula, a predmet su joj pojedinačne čestice materije.

Jedno od naprednih oblasti hemije je biohemija – nauka koja proučava hemijske osnove života.

Na terenu su postignuti izuzetno zanimljivi rezultati svemirska hemija, koji se bavi hemijskim procesima koji se dešavaju na planetama i zvezdama, kao i u međuzvjezdanom prostoru.

Najmlađa oblast hemije je ona koja se pojavila bukvalno u poslednjoj deceniji. matematička hemija. Zadatak mu je primjena matematičkih metoda za obradu kemijskih zakona, traženje odnosa između strukture i svojstava supstanci, kodiranje tvari prema njihovoj molekularnoj strukturi i brojanje izomera organskih tvari. Moderna hemija usko je u interakciji sa svim drugim oblastima prirodnih nauka. Nijedno ozbiljno hemijsko istraživanje nije potpuno bez upotrebe fizičkih metoda za utvrđivanje strukture supstanci i matematičkih metoda za analizu rezultata.

Osnova hemije je atomsko-molekularna teorija, teorija strukture atoma i molekula, zakon održanja mase i energije i periodični zakon.