Η χημεία ως η σημαντικότερη επιστήμη. Τι είναι η χημεία

>> Τι είναι η χημεία

Τι είναι η χημεία

Η παράγραφος θα σας βοηθήσει:

• μάθετε τι σημαίνει η λέξη "χημεία".
  
• να συνειδητοποιήσουν τη σύνδεση της επιστήμης της χημείας με άλλες επιστήμες.
  
• μάθετε για την ανθρώπινη χρήση των επιτευγμάτων
  

χημεία;

• καταλαβαίνουν γιατί σπουδάζουν χημεία.

Η λέξη «χημεία» έχει πολλές έννοιες. Ονομάζεται επιστήμη και εκπαίδευση θέμα. Μερικές φορές η λέξη "χημεία" χρησιμοποιείται ως συντομογραφία
μια από τις βιομηχανίες.

Η χημεία είναι μια φυσική επιστήμη.

Στα μαθήματα της φυσικής ιστορίας, μάθατε για την ύπαρξη πολλών επιστημών για τη φύση. Η χημεία είναι μια από αυτές τις επιστήμες.

Εικ.1 Ουσίες στη φύση

Η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών και των μετασχηματισμών τους.

Ουσίεςείναι παντού - στον αέρα, το φυσικό νερό, το έδαφος, στους ζωντανούς οργανισμούς (Εικ. Ι). Δεν υπάρχουν μόνο στη Γη, αλλά και σε άλλους πλανήτες.

Στη φύση, υπάρχουν μετασχηματισμοί μιας ουσίας σε μια άλλη. Τα ζωντανά όντα, όταν αναπνέουν, καταναλώνουν μέρος του οξυγόνου που περιέχεται στον αέρα και εκπνέουν αέρα με υψηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα.

Αυτό το αέριο απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια πυρκαγιών, κατά την αποσύνθεση και την αποσύνθεση των υπολειμμάτων φυτών και ζώων. Τα πράσινα φύλλα απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα και νερό, τα οποία μετατρέπονται σε οξυγόνο και άλλες ουσίες μέσω της φωτοσύνθεσης.

Ορυκτά, πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακας σχηματίζονται στα έγκατα του πλανήτη εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Πολλές χημικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα σε ποτάμια, θάλασσες και ωκεανούς.

Οι ουσίες και οι μεταμορφώσεις τους πάντα ενδιέφεραν τον άνθρωπο. Οι επιστήμονες σε διαφορετικούς χρόνους πραγματοποίησαν πολυάριθμα χημικά πειράματα και προσπάθησαν να εξηγήσουν τα φαινόμενα που παρατήρησαν. Αναλύοντας τα αποτελέσματα των πειραμάτων τους, έθεσαν υποθέσεις, δημιούργησαν θεωρίες και στη συνέχεια τις δοκίμασαν με νέα πειράματα. Να γιατί χημείαπου ονομάζεται πειραματική επιστήμη.

Χημεία και άλλες επιστήμες.

Όλες οι φυσικές επιστήμες συνδέονται στενά (Σχήμα Ι), επηρεάζουν η μία την άλλη και εμπλουτίζονται αμοιβαία. Η ξεχωριστή ανάπτυξη καθενός από αυτά είναι αδύνατη.

Σχήμα Ι. Σύνδεση της χημείας με άλλες φυσικές επιστήμες

Η μετατροπή μιας ουσίας σε άλλη συνοδεύεται από διάφορα φυσικά φαινόμενα, όπως η απελευθέρωση ή η απορρόφηση θερμότητας.

Επομένως, οι χημικοί πρέπει να γνωρίζουν τη φυσική. Η βάση της ύπαρξης της άγριας ζωής είναι ο μεταβολισμός. Ένας βιολόγος που αγνοεί τους νόμους της χημείας δεν θα είναι σε θέση να κατανοήσει και να εξηγήσει αυτή τη διαδικασία.

1 Ο όρος προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις φωσ, φωτογραφίες - φως, σύνθεση - σύνδεση.

Οι χημικές γνώσεις είναι επίσης απαραίτητες για έναν γεωλόγο. Χρησιμοποιώντας τα, θα πραγματοποιήσει με επιτυχία μια αναζήτηση για ορυκτά. Γιατρός, φαρμακοποιός, κοσμετολόγος, μεταλλουργός, ειδικός στη μαγειρική, χωρίς την κατάλληλη χημική εκπαίδευση, δεν θα φτάσει στα ύψη της ικανότητας.

Η χημεία είναι μια ακριβής επιστήμη. Πριν εφαρμόσετε χημικό πείραμακαι μετά την ολοκλήρωσή του ο επιστήμονας-χημικός κάνει τους απαραίτητους υπολογισμούς. Τα αποτελέσματά τους καθιστούν δυνατή την εξαγωγή ορθών συμπερασμάτων. Επομένως, η δραστηριότητα ενός χημικού είναι αδύνατη χωρίς γνώση των μαθηματικών.

Τον τελευταίο ενάμιση αιώνα, έχουν εμφανιστεί νέες επιστήμες που αναπτύσσονται ραγδαία.

Μεταξύ αυτών - σχετική χημεία βιοχημεία, γεωργική χημεία, γεωχημεία, κοσμοχημεία, φυσική χημεία.

Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι ζούσαν σε αρμονία με τη φύση. Όμως πρόσφατα η κατάσταση έχει επιδεινωθεί. Το περιβάλλον μολύνεται ολοένα και περισσότερο λόγω της εισαγωγής υπερβολικών ποσοτήτων λιπασμάτων στο έδαφος, της απελευθέρωσης καυσαερίων των οχημάτων στον αέρα, επιβλαβών ουσιών από διάφορες βιομηχανίες στα υδάτινα σώματα, καθώς και των οικιακών απορριμμάτων. Όλα αυτά οδηγούν στην καταστροφή των φυτών, στο θάνατο των ζώων και στην επιδείνωση της ανθρώπινης υγείας. Μια σοβαρή απειλή για όλα τα έμβια όντα είναι τα χημικά όπλα - ειδικές, εξαιρετικά τοξικές ουσίες. Η καταστροφή αποθεμάτων τέτοιων όπλων απαιτεί σημαντική προσπάθεια, χρήμα και χρόνο.

Η σχέση ανθρώπου και φύσης μελετάται από τη νεαρή φυσική επιστήμη της οικολογίας\ Τα προβλήματα προστασίας του περιβάλλοντος από τη ρύπανση βρίσκονται συνεχώς στο οπτικό πεδίο των επιστημόνων περιβάλλοντος. Η διατήρηση της φύσης για τις επόμενες γενιές εξαρτάται από την προσεκτική στάση του καθενός μας απέναντί ​​της, από το επίπεδο του πολιτισμού μας, της χημικής γνώσης (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Σώστε το περιβάλλον

1 Το όνομα προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις οίκος - σπίτι, χώρος και λογότυπος - λέξη, διδασκαλία.

Σχήμα 2. Χημεία - για ένα άτομο

Το Chemistry είναι συντομογραφία για τη χημική βιομηχανία.

Τα χημικά εργοστάσια παράγουν ουσίες που δεν υπάρχουν στη φύση, αλλά είναι απαραίτητες για τους ανθρώπους να εξασφαλίσουν ένα επαρκές βιοτικό επίπεδο, να καλύψουν διάφορες ανάγκες και να διατηρήσουν την υγεία (Σχήμα 2).

Πίσω στα μέσα του 18ου αιώνα, κατά τη διαμόρφωση της επιστήμης της χημείας, ο εξέχων Ρώσος επιστήμονας Mikhail Vasilyevich Lomonosov έγραψε: «Η χημεία απλώνει τα χέρια της ευρέως στις ανθρώπινες υποθέσεις... Όπου κι αν κοιτάξουμε, όπου κι αν κοιτάξουμε, οι επιτυχίες του η επιμέλειά του γυρίζει μπροστά στα μάτια μας». Στην εποχή μας, τα λόγια του επιστήμονα έχουν αποκτήσει ιδιαίτερη σημασία.

Η χημεία στην καθημερινή ζωή.

Καθένας από εμάς πραγματοποιεί καθημερινά τη μετατροπή ουσιών, χωρίς καν να το συνειδητοποιεί. Το πρωί πλένουμε τα χέρια μας και βουρτσίζουμε τα δόντια μας. Όταν το σαπούνι διαλύεται στο νερό, σχηματίζονται απορρυπαντικά. Η οδοντόκρεμα εξουδετερώνει τα υπολείμματα οξέων στο στόμα. Κατά το μαγείρεμα, κάποιες ουσίες μετατρέπονται σε άλλες που έχουν νέα γεύση, χρώμα, οσμή. Από τη μαγειρική σόδα, που προστίθεται στο αλεύρι, όταν ζεσταθεί, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο χαλαρώνει τη ζύμη. Το ξύδι μπορεί να αφαιρέσει τα λέπια σε ένα βραστήρα και ο χυμός λεμονιού μπορεί να αφαιρέσει κάποιους λεκέδες στα ρούχα. Όλα αυτά τα φαινόμενα εξηγούνται από την επιστήμη της χημείας.

Η χημεία είναι θέμα.

Η χημεία, όπως και η φυσική και τα μαθηματικά, ονομάζεται θεμελιώδης επιστήμη. Να γιατί μάθημα "χημεία"είναι υποχρεωτικό στο σχολείο.

Οι χημικές γνώσεις βοηθούν να μάθουμε τι συμβαίνει με τις ουσίες στη φύση, τους ζωντανούς οργανισμούς, σε τι είναι πλούσιος ο πλανήτης μας, πώς αλλάζουν όλα όσα υπάρχουν σε αυτόν. Χωρίς αυτή τη γνώση, δεν θα είμαστε σε θέση να χειριστούμε σωστά τις ουσίες, να τις χρησιμοποιήσουμε αποτελεσματικά και με ασφάλεια.

συμπεράσματα

χημεία - επιστήμη της ουσίαςκαι τις μεταμορφώσεις τους.

Είναι μια από τις φυσικές επιστήμες και σχετίζεται στενά με τη φυσική, τη βιολογία, τα μαθηματικά και άλλες επιστήμες.

Η χημεία ονομάζεται επίσης μάθημα και ένας από τους κλάδους της βιομηχανίας.

Χάρη στα επιτεύγματα της χημείας, ένα άτομο λαμβάνει και χρησιμοποιεί διάφορες ουσίες.

Ορισμένες ουσίες, εισχωρώντας στο περιβάλλον, το μολύνουν. Ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα της ανθρωπότητας και του καθενός από εμάς ιδιαίτερα είναι η διατήρηση της φύσης. Η επιτυχής ολοκλήρωση αυτού του στόχου είναι αδύνατη χωρίς την εφαρμογή της χημικής γνώσης.

?
1. Ορίστε την επιστήμη της χημείας και σχολιάστε την.
2. Βρείτε ένα ταίριασμα (γράψτε τον αριθμό κάθε πρότασης και μετά το γράμμα a, b ή c με την αντίστοιχη σημασία της λέξης "χημεία"):

1) η χημεία έχει τους δικούς της νόμους. α) ακαδημαϊκό αντικείμενο·
2) παγκόσμια παραγωγή χημείας - β) βιομηχανία.
εκατομμύρια τόνοι διαφόρων ουσιών· γ) επιστήμη.
3) Η χημεία διδάσκεται σε σχολεία σε όλο τον κόσμο.

3. Να αναφέρετε μερικές ουσίες που δεν υπάρχουν στη φύση, αλλά λαμβάνονται από τον άνθρωπο και χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή.

4. Δώστε παραδείγματα περιβαλλοντικής ρύπανσης από ουσίες τεχνητής (βιομηχανικής) προέλευσης.

Popel P. P., Kriklya L. S., Chemistry: Pdruch. για 7 κύτταρα. zahalnosvit. navch. zakl. - Κ .: Εκθεσιακό Κέντρο "Ακαδημία", 2008. - 136 σελ.: ιλ.

Περιεχόμενο μαθήματος περίληψη μαθήματος και υποστήριξη πλαισίου παρουσίασης μαθήματος διαδραστικές τεχνολογίες που επιταχύνουν τις μεθόδους διδασκαλίας Πρακτική κουίζ, δοκιμές διαδικτυακών εργασιών και ασκήσεων Εργαστήρια για το σπίτι και ερωτήσεις εκπαίδευσης για συζητήσεις στην τάξη εικονογραφήσεις βίντεο και ηχητικό υλικό φωτογραφίες, εικόνες γραφικά, πίνακες, σχήματα κόμικ, παραβολές, ρήσεις, σταυρόλεξα, ανέκδοτα, ανέκδοτα, αποσπάσματα Πρόσθετα περιλήψεις cheat sheets chips for inquisitive articles (MAN) λογοτεχνία κύριο και πρόσθετο γλωσσάρι όρων Βελτίωση σχολικών βιβλίων και μαθημάτων διόρθωση λαθών στο σχολικό βιβλίο αντικαθιστώντας τις απαρχαιωμένες γνώσεις με νέες Μόνο για δασκάλους ημερολογιακά σχέδια προγράμματα κατάρτισης μεθοδολογικές συστάσεις

Σύνθεση μελέτης χημείας , ιδιότητες και μετασχηματισμούς ουσιών, καθώς και τα φαινόμενα που συνοδεύουν αυτούς τους μετασχηματισμούς Ένας από τους πρώτους ορισμούς της χημείας ως επιστήμης δόθηκε από τον Ρώσο επιστήμονα M.V. Lomonosov: "Η χημική επιστήμη εξετάζει τις ιδιότητες και τις αλλαγές των σωμάτων ... τη σύνθεση των σωμάτων ... εξηγεί τον λόγο για το τι συμβαίνει στις ουσίες κατά τη διάρκεια χημικών μετασχηματισμών." Σύμφωνα με τον Mendeleev, η χημεία είναι η μελέτη των στοιχείων και των ενώσεων τους. αναφέρεται σε φυσικές επιστήμες που μελετούν τον κόσμο γύρω μας. Είναι στενά συνδεδεμένο με άλλες φυσικές επιστήμες: φυσική, βιολογία, γεωλογία. Πολλά τμήματα της σύγχρονης επιστήμης προέκυψαν στη διασταύρωση αυτών των επιστημών: φυσική χημεία, γεωχημεία, βιοχημεία. Η Χημεία είναι επίσης στενά συνδεδεμένη με άλλους κλάδους της επιστήμης και της τεχνολογίας. Χρησιμοποιούνται ευρέως μαθηματικές μέθοδοι, χρησιμοποιούνται υπολογισμοί και μοντελοποίηση διεργασιών σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές Στη σύγχρονη χημεία έχουν προκύψει πολλές ανεξάρτητες ενότητες, οι σημαντικότερες από τις οποίες, εκτός από αυτές που αναφέρθηκαν παραπάνω, είναι η ανόργανη χημεία, η οργανική χημεία, x . πολυμερή, αναλυτική χημεία, ηλεκτροχημεία, κολλοειδής χημεία και άλλα Αντικείμενο μελέτης της χημείας είναι οι ουσίες. Συνήθως χωρίζονται σε μείγματα και καθαρές ουσίες. Μεταξύ των τελευταίων διακρίνονται απλά και σύνθετα. Είναι γνωστές περισσότερες από 400 απλές ουσίες και πολύ πιο πολύπλοκες ουσίες: αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες, που σχετίζονται με την ανόργανη και αρκετά εκατομμύρια οργανικές.Το μάθημα της χημείας που μελετήθηκε στο γυμνάσιο μπορεί να χωριστεί σε τρία κύρια μέρη: γενική, ανόργανη και οργανική χημεία. Η Γενική Χημεία εξετάζει τις βασικές χημικές έννοιες, καθώς και τα πιο σημαντικά πρότυπα που σχετίζονται με τους χημικούς μετασχηματισμούς. Αυτή η ενότητα περιλαμβάνει τα βασικά από διάφορους τομείς της σύγχρονης επιστήμης: «φυσική χημεία, χημική κινητική, ηλεκτροχημεία, δομική χημεία κ.λπ. Η ανόργανη χημεία μελετά τις ιδιότητες και τους μετασχηματισμούς ανόργανων (ορυκτών) ουσιών. Οργανική χημεία από. ιδιότητες και μετασχηματισμοί οργανικών ουσιών Ο ρόλος της χημείας στη βιομηχανία και τη γεωργία. Ανά πάσα στιγμή η χημεία εξυπηρετεί τον άνθρωπο στις πρακτικές του δραστηριότητες. Ακόμη και στην αρχαιότητα εμφανίστηκαν χειροτεχνίες, οι οποίες βασίζονταν σε χημικές διεργασίες: παραγωγή μετάλλων, γυαλιού, κεραμικών, βαφών.Η χημεία παίζει σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη βιομηχανία. Η χημική και η πετροχημική βιομηχανία είναι οι σημαντικότερες βιομηχανίες, χωρίς τις οποίες η λειτουργία της οικονομίας είναι αδύνατη. Μεταξύ των πιο σημαντικών προϊόντων είναι τα οξέα, τα αλκάλια, τα άλατα, τα ορυκτά λιπάσματα, οι διαλύτες, τα έλαια, τα πλαστικά, τα καουτσούκ, οι συνθετικές ίνες και πολλά άλλα. Επί του παρόντος, η χημική βιομηχανία παράγει αρκετές δεκάδες χιλιάδες προϊόντα.Ένα εξαιρετικά σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν τα χημικά προϊόντα και διεργασίες στον ενεργειακό τομέα, ο οποίος χρησιμοποιεί την ενέργεια των χημικών αντιδράσεων. Για ενεργειακούς σκοπούς, χρησιμοποιούνται πολλά προϊόντα διύλισης πετρελαίου (βενζίνη, κηροζίνη, μαζούτ), σκληρός και καφέ άνθρακας, σχιστόλιθος και τύρφη. Λόγω της μείωσης των φυσικών αποθεμάτων πετρελαίου, το συνθετικό καύσιμο παράγεται με χημική επεξεργασία διαφόρων φυσικών πρώτων υλών και απορριμμάτων παραγωγής.Η ανάπτυξη πολλών βιομηχανιών συνδέεται με τη χημεία: μεταλλουργία, μηχανική, μεταφορές, βιομηχανία δομικών υλικών, ηλεκτρονικά, φως, τρόφιμα βιομηχανία - αυτός είναι ένας ελλιπής κατάλογος οικονομικών τομέων που χρησιμοποιούν ευρέως χημικά προϊόντα και διεργασίες. Σε πολλές βιομηχανίες, χρησιμοποιούνται χημικές μέθοδοι, για παράδειγμα, κατάλυση (επιτάχυνση διεργασιών), χημική επεξεργασία μετάλλων, προστασία μετάλλων από τη διάβρωση. Η χημεία παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της φαρμακευτικής βιομηχανίας: το μεγαλύτερο μέρος όλων των φαρμάκων λαμβάνεται συνθετικά. Η χημεία είναι εξαιρετικής σημασίας στη γεωργία, η οποία χρησιμοποιεί ορυκτά λιπάσματα, φυτοπροστατευτικά προϊόντα κατά των παρασίτων, ρυθμιστές ανάπτυξης φυτών, χημικά πρόσθετα και συντηρητικά για ζωοτροφές και άλλα προϊόντα. Η χρήση χημικών μεθόδων στη γεωργία οδήγησε στην εμφάνιση μιας σειράς σχετικών επιστημών, όπως η αγροχημεία και η βιοτεχνολογία, τα επιτεύγματα των οποίων χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως στην παραγωγή γεωργικών προϊόντων. Η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας, συμπεριλαμβανομένης της χημικής βιομηχανίας , έχει δημιουργήσει ένα σοβαρό πρόβλημα: την ανάγκη μείωσης των αρνητικών του επιπτώσεων στο περιβάλλον Η επιστήμη που μελετά τη σχέση της ανθρωπότητας με το περιβάλλον ονομάζεται οικολογία. Η οικολογία έχει στενή σχέση με τη χημεία. Αφενός η χημική επίδραση στο περιβάλλον προκαλεί μεγάλη ζημιά σε αυτό, αφετέρου όμως η υποβάθμιση της φύσης μπορεί να αποτραπεί με τη χρήση χημικών μεθόδων. Η χημεία και η χημική βιομηχανία είναι από τις σημαντικότερες πηγές περιβαλλοντικής ρύπανσης Άλλες πιο δυσμενείς για το περιβάλλον βιομηχανίες είναι η σιδηρούχα και μη σιδηρούχα μεταλλουργία, οι μεταφορές αυτοκινήτων και η ενέργεια (κυρίως θερμοηλεκτρικοί σταθμοί). Μόνο μια λογική γνώση και χρήση της χημείας θα αυξήσει τον πλούτο της χώρας.

Γενική έννοια της χημείας

Οι ουσίες και οι αμοιβαίοι μετασχηματισμοί τους αποτελούν αντικείμενο μελέτης της χημείας. Η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών και των νόμων που διέπουν τους μετασχηματισμούς τους.

Η λέξη «χημεία» έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη από τις αρχές του 18ου αιώνα. Σε πολλές γλώσσες, έχει παρόμοιο ήχο: χημεία ("kemistry") - στα αγγλικά, hemie (he "mi) - στα γερμανικά. Οι ρίζες «hem» ή «αυτός» βρίσκονται στους αντίστοιχους όρους σε πολλές άλλες γλώσσες. Ωστόσο, δεν έχει καταστεί ακόμη δυνατό να εξακριβωθεί πότε εμφανίστηκε η λέξη "χημεία" και τι νόημα είχε αρχικά επενδυθεί σε αυτήν. Πολλοί ερευνητές τείνουν να πιστεύουν ότι αυτή η λέξη προέρχεται από το "Kemi" - "Μαύρη Χώρα". Έτσι στην αρχαία Ελλάδα αποκαλούσαν την Αίγυπτο, όπου γεννήθηκε η «ιερή τέχνη της χημείας». Η ίδια λέξη αναφερόταν στο χρώμα του εδάφους στην κοιλάδα του Νείλου. Η έννοια αυτού του ονόματος είναι "αιγυπτιακή επιστήμη". Ωστόσο, στα αρχαία ελληνικά υπήρχαν και άλλες παρεμφερείς λέξεις. "Χήμος" ή "χούμος" σήμαινε "χυμός"? αυτή η έννοια βρίσκεται σε χειρόγραφα που περιέχουν πληροφορίες για την ιατρική και τις μεθόδους παρασκευής φαρμάκων. Το "Hima" ή "hyuma" μεταφράζεται ως χύτευση και αναφέρεται στην τέχνη της τήξης μετάλλων. "Hemeusis" σημαίνει "μίξη", που είναι η πιο σημαντική λειτουργία των περισσότερων χημικών διεργασιών. Ο όρος «χημεία» με την έννοια «έγχυμα», «έκχυση» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Έλληνα φιλόσοφο και φυσιοδίφη Zosima Panopolitansky στις αρχές του 4ου και του 5ου αιώνα.

Ιστορικά, έχουν αναπτυχθεί δύο κύριοι κλάδοι της χημείας: η ανόργανη χημεία, η οποία μελετά κυρίως τα χημικά στοιχεία και τις απλές και σύνθετες ουσίες που σχηματίζουν (εκτός από ενώσεις άνθρακα) και η οργανική χημεία, το αντικείμενο της οποίας είναι οι ενώσεις του άνθρακα με άλλα στοιχεία. οργανικές ουσίες). Μέχρι τα τέλη του 18ου αι. Οι όροι "ανόργανη χημεία" και "οργανική χημεία" έδειχναν μόνο από ποιο "βασίλειο" της φύσης (ορυκτό, φυτικό ή ζωικό) προήλθαν ορισμένες ενώσεις. Ξεκινώντας από τον 19ο αιώνα. Αυτοί οι όροι υποδηλώνουν την παρουσία ή την απουσία άνθρακα σε μια δεδομένη ουσία. Τότε απέκτησαν ένα νέο, ευρύτερο νόημα. Η ανόργανη χημεία έρχεται σε επαφή πρωτίστως με τη γεωχημεία και στη συνέχεια με την ορυκτολογία και τη γεωλογία, δηλαδή με τις επιστήμες της ανόργανης φύσης. Η οργανική χημεία είναι ένας κλάδος της χημείας που μελετά μια ποικιλία ενώσεων άνθρακα μέχρι τις πιο πολύπλοκες ουσίες βιοπολυμερούς. μέσω της οργανικής και βιοοργανικής χημείας Η χημεία συνορεύει με τη βιοχημεία και περαιτέρω με τη βιολογία, δηλαδή με το σύνολο των επιστημών της ζωντανής φύσης. Στη διασταύρωση μεταξύ ανόργανης και οργανικής χημείας βρίσκεται η περιοχή των ενώσεων οργανοστοιχείων.

Στη χημεία σχηματίστηκαν σταδιακά ιδέες για τα δομικά επίπεδα της οργάνωσης της ύλης. Η επιπλοκή μιας ουσίας, ξεκινώντας από το χαμηλότερο, ατομικό, περνάει από τα στάδια των μοριακών, μακρομοριακών ή υψηλομοριακών ενώσεων (πολυμερές), μετά διαμοριακών (σύνθετων, clathrate, κατενάνιο) και, τέλος, ποικίλων μακροδομών (κρύσταλλος, μικκύλιο ) έως αόριστους μη στοιχειομετρικούς σχηματισμούς. Σταδιακά αναπτύχθηκαν και απομονώθηκαν οι αντίστοιχοι κλάδοι: η χημεία πολύπλοκων ενώσεων, πολυμερών, κρυσταλλοχημεία, μελέτη διασκορπισμένων συστημάτων και επιφανειακών φαινομένων, κραμάτων κ.λπ.

1.2 Αντικείμενο και δομή της χημείας

Η σύγχρονη χημεία είναι στενά συνδεδεμένη τόσο με τις άλλες επιστήμες όσο και με όλους τους κλάδους της εθνικής οικονομίας. Το ποιοτικό χαρακτηριστικό της χημικής μορφής της κίνησης της ύλης και οι μεταβάσεις της σε άλλες μορφές κίνησης καθορίζει την ευελιξία της χημικής επιστήμης και τις συνδέσεις της με πεδία γνώσης που μελετούν τόσο τις κατώτερες όσο και τις ανώτερες μορφές κίνησης. Η γνώση της χημικής μορφής της κίνησης της ύλης εμπλουτίζει το γενικό δόγμα για την ανάπτυξη της φύσης, την εξέλιξη της ύλης στο Σύμπαν και συμβάλλει στο σχηματισμό μιας ολοκληρωμένης υλιστικής εικόνας του κόσμου. Η επαφή της χημείας με άλλες επιστήμες γεννά συγκεκριμένους τομείς αμοιβαίας διείσδυσής τους. Έτσι, οι περιοχές μετάβασης μεταξύ χημείας και φυσικής αντιπροσωπεύονται από τη φυσική χημεία και τη χημική φυσική. Μεταξύ της χημείας και της βιολογίας, της χημείας και της γεωλογίας, προέκυψαν ειδικές συνοριακές περιοχές - γεωχημεία, βιοχημεία, βιογεωχημεία, μοριακή βιολογία. Οι πιο σημαντικοί νόμοι της χημείας διατυπώνονται στη μαθηματική γλώσσα και η θεωρητική χημεία δεν μπορεί να αναπτυχθεί χωρίς τα μαθηματικά. Η χημεία άσκησε και ασκεί επιρροή στην ανάπτυξη της φιλοσοφίας, και η ίδια έχει βιώσει και βιώνει την επιρροή της.

Η μελέτη χημικών αντικειμένων και φαινομένων με φυσικές μεθόδους, η καθιέρωση προτύπων χημικών μετασχηματισμών, με βάση τις γενικές αρχές της φυσικής, αποτελεί τη βάση της φυσικής χημείας. Αυτός ο τομέας της χημείας περιλαμβάνει μια σειρά από σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητους κλάδους: χημική θερμοδυναμική, χημική κινητική, ηλεκτροχημεία, χημεία κολλοειδών, κβαντική χημεία και τη μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των μορίων, ιόντων, ριζών, χημεία ακτινοβολίας, φωτοχημεία, το δόγμα της κατάλυση, χημική ισορροπία, διαλύματα και άλλα Η αναλυτική χημεία έχει αποκτήσει ανεξάρτητο χαρακτήρα, οι μέθοδοι της οποίας χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλους τους τομείς της χημείας. και χημική βιομηχανία. Στους τομείς της πρακτικής εφαρμογής της χημείας, προέκυψαν επιστήμες και επιστημονικοί κλάδοι όπως η χημική τεχνολογία με τους πολλούς κλάδους της, η μεταλλουργία, η γεωργική χημεία, η ιατρική χημεία, η ιατροδικαστική χημεία κ.λπ.

«Η χημεία είναι μια επιστήμη που μελετά τις ιδιότητες και τους μετασχηματισμούς των ουσιών, που συνοδεύονται από αλλαγή στη σύσταση και τη δομή τους». Μελετά τη φύση και τις ιδιότητες διαφόρων χημικών δεσμών, την ενέργεια των χημικών αντιδράσεων, την αντιδραστικότητα των ουσιών, τις ιδιότητες των καταλυτών κ.λπ. Ένα περίεργο πρόγραμμα για τη μελέτη των χημικών φαινομένων διατυπώθηκε για πρώτη φορά και υιοθετήθηκε από χημικούς στο πρώτο Διεθνές Συνέδριο Χημικών στη Γερμανία το 1860. Προέκυψαν από το γεγονός ότι: - όλες οι ουσίες αποτελούνται από μόρια που βρίσκονται σε συνεχή και αυθόρμητη κίνηση. - Όλα τα μόρια αποτελούνται από άτομα - τα άτομα και τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Τα άτομα είναι τα μικρότερα, τότε αδιαίρετα συστατικά των μορίων.

Η χημεία είναι ένας από τους κλάδους της φυσικής επιστήμης, αντικείμενο του οποίου είναι τα χημικά στοιχεία (άτομα), οι απλές και πολύπλοκες ουσίες (μόρια) που σχηματίζουν, οι μετασχηματισμοί τους και οι νόμοι που διέπουν αυτούς τους μετασχηματισμούς.

Η Χημεία είναι η επιστήμη των χημικών στοιχείων, των ενώσεων και των μετασχηματισμών τους που συμβαίνουν ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων. Μελετά από ποιες ουσίες αποτελείται αυτό ή εκείνο το αντικείμενο. γιατί και πώς σκουριάζει ο σίδηρος και γιατί ο κασσίτερος δεν σκουριάζει. τι συμβαίνει με τα τρόφιμα στο σώμα; γιατί ένα διάλυμα αλατιού άγει ηλεκτρισμό, αλλά ένα διάλυμα ζάχαρης όχι. γιατί κάποιες χημικές αλλαγές συμβαίνουν γρήγορα και άλλες αργά.

Χημεία - Ελληνική, επιστήμη που μελετά τη σύνθεση των σωμάτων. διδάσκει από ποιες απλές ουσίες (χημικά στοιχεία) αποτελούνται τα σώματα, πώς μπορούν να αποσυντεθούν (χημική ανάλυση) σε συστατικά μέρη και να ληφθούν ξανά από αυτά τα συστατικά μέρη (χημική σύνθεση).

Χημεία - Η επιστήμη της σύνθεσης, της δομής, των αλλαγών και των μετασχηματισμών, καθώς και του σχηματισμού νέων απλών και πολύπλοκων ουσιών. Η χημεία, λέει ο Ένγκελς, μπορεί να ονομαστεί η επιστήμη των ποιοτικών αλλαγών στα σώματα που συμβαίνουν υπό την επίδραση αλλαγών στην ποσοτική σύνθεση.

Χημεία - Ελληνική. η επιστήμη της αποσύνθεσης και σύνθεσης ουσιών, σωμάτων, αναζήτηση αδιάσπαστων στοιχείων, θεμελίων.

Χημική άποψη της φύσης, της προέλευσης και της τρέχουσας κατάστασης.

Η χημεία είναι μια πολύ αρχαία επιστήμη. Υπάρχουν αρκετές εξηγήσεις για τη λέξη «χημεία». Σύμφωνα με μια από τις διαθέσιμες θεωρίες, προέρχεται από το αρχαίο όνομα της Αιγύπτου - Kham και, ως εκ τούτου, πρέπει να σημαίνει "αιγυπτιακή τέχνη". Σύμφωνα με μια άλλη θεωρία, η λέξη «χημεία» προέρχεται από την ελληνική λέξη cumoz (χυμός φυτών) και σημαίνει «η τέχνη της εξαγωγής χυμών». Αυτός ο χυμός μπορεί να είναι λιωμένο μέταλλο, έτσι ώστε με μια τέτοια εκτεταμένη ερμηνεία του όρου, πρέπει να συμπεριληφθεί και η τέχνη της μεταλλουργίας.

Αντικείμενο της χημείας είναι τα χημικά στοιχεία και οι ενώσεις τους, καθώς και οι νόμοι που διέπουν τις διάφορες χημικές αντιδράσεις. Η χημεία αποκαλείται μερικές φορές η κεντρική επιστήμη λόγω της ιδιαίτερης θέσης της μεταξύ των φυσικών επιστημών. Συνδυάζει τις φυσικές και μαθηματικές και βιολογικές και κοινωνικές επιστήμες. Αυτό κάνει τη χημεία μια «γιγαντιαία επιστήμη». Η σύγχρονη χημεία είναι η πιο εκτεταμένη από όλες τις φυσικές επιστήμες.

Σύμφωνα με τον ορισμό του D. I. Mendeleev Dmitry Ivanovich (1871), "η χημεία στην παρούσα κατάστασή της μπορεί ... να ονομαστεί το δόγμα των στοιχείων." Η προέλευση της λέξης "χημεία" δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως. Πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι προέρχεται από την αρχαία ονομασία της Αιγύπτου - Χεμία (ελληνική Chemía, που βρίσκεται στον Πλούταρχο), η οποία προέρχεται από το "hem" ή "hame" - μαύρο και σημαίνει "επιστήμη της μαύρης γης" (Αίγυπτος), " Αιγυπτιακή επιστήμη».

Το κύριο καθήκον της χημείας είναι να αποσαφηνίσει τη φύση της ύλης, η κύρια προσέγγιση για την επίλυση αυτού του προβλήματος είναι η αποσύνθεση της ύλης σε απλούστερα συστατικά και η σύνθεση νέων ουσιών. Χρησιμοποιώντας αυτή την προσέγγιση, οι χημικοί έχουν μάθει να αναπαράγουν πολλές φυσικές χημικές ουσίες και να δημιουργούν υλικά που δεν υπάρχουν στη φύση. Στα χημικά εργοστάσια, ο άνθρακας, το πετρέλαιο, τα μεταλλεύματα, το νερό, το οξυγόνο του αέρα μετατρέπονται σε απορρυπαντικά και βαφές, πλαστικά και πολυμερή, φάρμακα και κράματα μετάλλων, λιπάσματα, ζιζανιοκτόνα και εντομοκτόνα κ.λπ. Ένας ζωντανός οργανισμός μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως το πιο πολύπλοκο χημικό φυτό, όπου χιλιάδες ουσίες εισέρχονται σε τέλεια ρυθμιζόμενες χημικές αντιδράσεις.

Η σύγχρονη χημεία είναι ένα ευρύ σύμπλεγμα επιστημών, που διαμορφώθηκε σταδιακά στην πορεία της μακροχρόνιας ιστορικής της εξέλιξης. Η πρακτική εξοικείωση του ανθρώπου με τις χημικές διεργασίες χρονολογείται από την αρχαιότητα. Για πολλούς αιώνες η θεωρητική εξήγηση των χημικών διεργασιών βασιζόταν στη φυσική φιλοσοφία των ιδιοτήτων των στοιχείων. Σε τροποποιημένη μορφή, χρησίμευσε ως βάση για την αλχημεία, η οποία προέκυψε γύρω στον 3ο-4ο αιώνα. ΕΝΑ Δ και προσπαθώντας να λύσει το πρόβλημα της μετατροπής των βασικών μετάλλων σε ευγενή. Αφού δεν πέτυχαν επιτυχία στην επίλυση αυτού του προβλήματος, οι αλχημιστές, ωστόσο, ανέπτυξαν μια σειρά από μεθόδους για τη μελέτη ουσιών, ανακάλυψαν ορισμένες χημικές ενώσεις, οι οποίες σε κάποιο βαθμό συνέβαλαν στην εμφάνιση της επιστημονικής χημείας.

Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά της σύγχρονης χημείας είναι τα ακόλουθα.

1. Πολυάριθμοι ανεξάρτητοι επιστημονικοί κλάδοι εμφανίζονται στη χημεία, κυρίως στη φυσική χημεία (χημική θερμοδυναμική, χημική κινητική, ηλεκτροχημεία, θερμοχημεία, χημεία ακτινοβολίας, φωτοχημεία, χημεία πλάσματος, χημεία λέιζερ).

2. Η Χημεία ενσωματώνεται ενεργά με άλλες επιστήμες, με αποτέλεσμα την εμφάνιση της βιοχημείας, της μοριακής βιολογίας, της κοσμοχημείας, της γεωχημείας, της βιογεωχημείας. Οι πρώτοι μελετούν τις χημικές διεργασίες σε ζωντανούς οργανισμούς, τη γεωχημεία - τα πρότυπα συμπεριφοράς των χημικών στοιχείων στο φλοιό της γης. Βιογεωχημεία είναι η επιστήμη των διαδικασιών κίνησης, κατανομής, διασποράς και συγκέντρωσης χημικών στοιχείων στη βιόσφαιρα με τη συμμετοχή οργανισμών. Ο ιδρυτής της βιογεωχημείας είναι ο V. I. Vernadsky. Η Κοσμοχημεία μελετά τη χημική σύνθεση της ύλης στο Σύμπαν, την αφθονία και την κατανομή της μεταξύ των επιμέρους κοσμικών σωμάτων.

3. Στη χημεία εμφανίζονται θεμελιωδώς νέες ερευνητικές μέθοδοι (δομική ανάλυση ακτίνων Χ, φασματοσκοπία μάζας, ραδιοφασματοσκοπία κ.λπ.).

Η χημεία συνέβαλε στην εντατική ανάπτυξη ορισμένων τομέων της ανθρώπινης δραστηριότητας. Για παράδειγμα, η χημεία έδωσε στη χειρουργική τρία κύρια μέσα με τα οποία οι σύγχρονες επεμβάσεις έγιναν ανώδυνες και γενικά δυνατές: 1) η εισαγωγή στην πράξη της αναισθησίας με αιθέρα και στη συνέχεια άλλων ναρκωτικών ουσιών. 2) η χρήση αντισηπτικών για την πρόληψη μόλυνσης. 3) απόκτηση νέων αλλοπλαστικών υλικών-πολυμερών που δεν υπάρχουν στη φύση.

Στη χημεία, η άνιση αξία μεμονωμένων χημικών στοιχείων εκδηλώνεται πολύ καθαρά. Η συντριπτική πλειονότητα των χημικών ενώσεων (96% από περισσότερες από 8,5 χιλιάδες γνωστές σήμερα) είναι οργανικές ενώσεις. Βασίζονται σε 18 στοιχεία), και μόνο 6 από αυτά είναι πιο κοινά). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, πρώτον, οι χημικοί δεσμοί είναι ισχυροί (ενέργειας έντασης) και, δεύτερον, είναι επίσης ασταθείς. Ο άνθρακας, όπως κανένα άλλο στοιχείο, πληροί όλες αυτές τις απαιτήσεις της ενεργειακής έντασης και της αστάθειας του δεσμού. Συνδυάζει χημικά αντίθετα, συνειδητοποιώντας την ενότητά τους.

Ωστόσο, τονίζουμε ότι η υλική βάση της ζωής δεν ανάγεται σε κανέναν, ακόμη και στους πιο σύνθετους, χημικούς σχηματισμούς. Δεν είναι απλώς ένα άθροισμα μιας συγκεκριμένης χημικής σύνθεσης, αλλά ταυτόχρονα μια δομή που έχει λειτουργίες και διαδικασίες. Επομένως, είναι αδύνατο να δοθεί στη ζωή μόνο ένας λειτουργικός ορισμός.

Η σύγχρονη χημεία μελετά μετασχηματισμούς στους οποίους τα μόρια μιας ένωσης ανταλλάσσουν άτομα με μόρια άλλων ενώσεων, διασπώνται σε μόρια με μικρότερο αριθμό ατόμων και επίσης εισέρχονται σε χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα των οποίων σχηματίζονται νέες ουσίες. Τα άτομα υφίστανται ορισμένες αλλαγές στις χημικές διεργασίες μόνο στα εξωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων, ενώ ο ατομικός πυρήνας και τα εσωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων δεν αλλάζουν.

Κατά τον ορισμό του θέματος της χημείας, η προσοχή εστιάζεται συχνά στο γεγονός ότι αποτελείται κυρίως από ενώσεις ατόμων και τον μετασχηματισμό αυτών των ενώσεων, που συμβαίνει με το σπάσιμο ορισμένων και το σχηματισμό άλλων διατομικών δεσμών.

Διάφορες χημικές επιστήμες διακρίνονται από το γεγονός ότι ασχολούνται με τη μελέτη είτε διαφορετικών κατηγοριών ενώσεων (μια τέτοια διαφορά είναι η βάση για τη διάκριση μεταξύ οργανικής και ανόργανης χημείας), είτε διαφορετικών τύπων αντιδράσεων (ραδιοχημεία, χημεία ακτινοβολίας, καταλυτική σύνθεση , χημεία πολυμερών), ή χρησιμοποιώντας διαφορετικές ερευνητικές μεθόδους (φυσική χημεία στις διάφορες κατευθύνσεις της). Η οριοθέτηση ενός χημικού κλάδου από τον άλλο, που στις παρούσες συνθήκες διατηρεί τις ιστορικά καθιερωμένες διαχωριστικές γραμμές, είναι σχετικής φύσης.

Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, η χημεία ήταν βασικά μια αναπόσπαστη ενοποιημένη επιστήμη. Η εσωτερική του διαίρεση σε οργανική και ανόργανη δεν παραβίασε αυτή την ενότητα. Όμως οι πολυάριθμες ανακαλύψεις που ακολούθησαν σύντομα, τόσο στην ίδια τη χημεία όσο και στη βιολογία και τη φυσική, σηματοδότησε την αρχή της ταχείας διαφοροποίησής της.

Η σύγχρονη χημική επιστήμη, βασισμένη σε στέρεα θεωρητικά θεμέλια, αναπτύσσεται συνεχώς σε εύρος και βάθος. Συγκεκριμένα, υπάρχει ανακάλυψη και μελέτη νέων, ποιοτικά διαφορετικών διακριτών χημικών σωματιδίων. Έτσι, στο πρώτο μισό του 19ου αιώνα, κατά τη μελέτη της ηλεκτρόλυσης, ανακαλύφθηκαν ιόντα - ειδικά σωματίδια που σχηματίστηκαν από άτομα και μόρια, αλλά ηλεκτρικά φορτισμένα. Τα ιόντα είναι δομικές μονάδες πολλών κρυστάλλων, κρυσταλλικά πλέγματα μετάλλων, υπάρχουν στην ατμόσφαιρα, σε διαλύματα κ.λπ.

Στις αρχές του ΧΧ αιώνα. Οι χημικοί ανακάλυψαν τις ρίζες ως μία από τις ενεργές μορφές μιας χημικής ουσίας. Σχηματίζονται από μόρια με διάσπαση μεμονωμένων ατόμων ή ομάδων και περιέχουν άτομα στοιχείων σε ασυνήθιστη κατάσταση σθένους για αυτά, η οποία σχετίζεται με την παρουσία μεμονωμένων (μη ζευγαρωμένων) ηλεκτρονίων, γεγονός που εξηγεί την εξαιρετική χημική τους δραστηριότητα.

Τα μακρομόρια είναι επίσης ειδικές μορφές μιας χημικής ουσίας. Αποτελούνται από εκατοντάδες και χιλιάδες άτομα και, ως αποτέλεσμα, αποκτούν ποιοτικά νέες ιδιότητες, σε αντίθεση με ένα συνηθισμένο μόριο.

Χαρακτηριστικό της σύγχρονης χημείας, καθώς και όλης της επιστήμης του 20ου αιώνα, η διαδικασία της βαθιάς εσωτερικής διαφοροποίησης συνδέεται σε μεγάλο βαθμό με την ανακάλυψη αυτής της ποιοτικής ποικιλίας χημικών ουσιών. Η δομή, οι μετασχηματισμοί και οι ιδιότητές τους έχουν γίνει αντικείμενο μελέτης σε ειδικούς τομείς της χημείας: ηλεκτροχημεία, χημική κινητική, χημεία πολυμερών, χημεία σύνθετων ενώσεων, κολλοειδή χημεία και χημεία μακρομοριακών ενώσεων.

Ήδη από τις αρχές του ΧΧ αιώνα. Στην ίδια τη χημεία, η γενική και η ανόργανη χημεία και η οργανική χημεία διακρίνονται σαφώς. Αντικείμενο μελέτης της γενικής και στενά συγγενούς ανόργανης χημείας ήταν τα χημικά στοιχεία, οι απλούστερες ανόργανες ενώσεις που σχηματίζουν και οι γενικοί τους νόμοι (κυρίως ο Περιοδικός Νόμος του D.I. Dmitri Ivanovich Mendeleev).

Μια ισχυρή ώθηση στην ανάπτυξη της ανόργανης χημείας δόθηκε με τη διείσδυση στα έντερα του ατόμου και τη μελέτη των πυρηνικών διεργασιών. Η αναζήτηση στοιχείων που είναι πιο κατάλληλα για σχάση σε πυρηνικούς αντιδραστήρες συνέβαλε στη μελέτη ελάχιστα μελετημένων στοιχείων και στη σύνθεση νέων στοιχείων χρησιμοποιώντας πυρηνικές αντιδράσεις. Η μελέτη των ιδιοτήτων τους, καθώς και των φυσικοχημικών θεμελίων και χημικών ιδιοτήτων των ραδιενεργών ισοτόπων, των μεθόδων απομόνωσης και συγκέντρωσής τους, ασχολήθηκε με τη ραδιοχημεία, η οποία προέκυψε στο δεύτερο τέταρτο του 20ού αιώνα.

Η οργανική χημεία εξελίχθηκε τελικά σε ανεξάρτητη επιστήμη το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Αυτό διευκολύνθηκε από τη λήψη ενός μεγάλου εμπειρικού και θεωρητικού υλικού για τις ενώσεις άνθρακα και τα παράγωγά του. Ο καθοριστικός παράγοντας για όλες τις οργανικές ενώσεις είναι τα χαρακτηριστικά της κατάστασης σθένους του άνθρακα - η ικανότητα των ατόμων του να συνδέονται μεταξύ τους ως μονός, διπλός, τριπλός δεσμός σε μακριές γραμμικές και διακλαδισμένες αλυσίδες. Λόγω της άπειρης ποικιλίας μορφών προσκόλλησης ατόμων άνθρακα, της παρουσίας ισομερισμού και ομόλογων σειρών σε όλες σχεδόν τις κατηγορίες οργανικών ενώσεων, οι δυνατότητες λήψης αυτών των ενώσεων είναι πρακτικά απεριόριστες.

Τον ΧΧ αιώνα. πολλοί κλάδοι της οργανικής χημείας άρχισαν σταδιακά να μετατρέπονται σε μεγάλους, σχετικά ανεξάρτητους κλάδους με δικά τους αντικείμενα μελέτης. Έτσι εμφανίστηκε η χημεία των οργανοστοιχείων, η χημεία των πολυμερών, η χημεία των μακρομοριακών ενώσεων, η χημεία των αντιβιοτικών, των βαφών, των αρωματικών ενώσεων, η φαρμακοχημεία κ.λπ.

Στα τέλη του ΧΧ αιώνα. υπάρχει μια χημεία οργανομεταλλικών ενώσεων, δηλαδή ενώσεων που περιέχουν έναν (ή περισσότερους) άμεσους δεσμούς μετάλλου-άνθρακα. Μέχρι το τέλος του αιώνα ανακαλύφθηκαν οργανικές ενώσεις υδραργύρου, καδμίου, ψευδαργύρου, μολύβδου κ.λπ. Σήμερα, ανθρακούχες ενώσεις με σημαντική περιεκτικότητα όχι μόνο σε μέταλλα, αλλά και σε αμέταλλα (φώσφορος, βόρακας, πυρίτιο, αρσενικό κ.λπ.) έχουν ληφθεί. Τώρα αυτή η περιοχή της χημείας ονομάζεται χημεία των ενώσεων οργανοστοιχείων, βρίσκεται στη διασταύρωση της οργανικής και της ανόργανης χημείας.

Ένα ανεξάρτητο πεδίο της χημείας είναι η επιστήμη των μεθόδων για τον προσδιορισμό της σύνθεσης μιας ουσίας - αναλυτική χημεία. Το κύριο καθήκον του - ο προσδιορισμός των χημικών στοιχείων ή των ενώσεων τους που συνθέτουν την υπό μελέτη ουσία - επιλύεται με ανάλυση. Χωρίς σύγχρονες μεθόδους ανάλυσης, η σύνθεση νέων χημικών ενώσεων, η αποτελεσματική συνεχής παρακολούθηση της πορείας της τεχνολογικής διαδικασίας και η ποιότητα των προϊόντων που λαμβάνονται θα ήταν αδύνατη.

Η χημεία των ημερών μας είναι ένας από τους πιο εκτεταμένους τομείς της ανθρώπινης γνώσης και διαδραματίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην εθνική οικονομία. Τα αντικείμενα και οι μέθοδοι μελέτης της χημείας είναι τόσο διαφορετικά που πολλές από τις ενότητες της είναι ουσιαστικά ανεξάρτητοι επιστημονικοί κλάδοι. Συνηθίζεται να υποδιαιρείται η σύγχρονη χημεία με τη γενικότερη έννοια σε τουλάχιστον 5 ενότητες: ανόργανη, οργανική, φυσική, αναλυτική και μακρομοριακή χημεία. Ωστόσο, δεν υπάρχουν σαφή όρια μεταξύ αυτών των τμημάτων. Για παράδειγμα, οι ενώσεις συντονισμού και οργανοστοιχείων είναι αντικείμενα που βρίσκονται στο πεδίο έρευνας, τόσο της ανόργανης όσο και της οργανικής χημείας. Η ανάπτυξη αυτών των τμημάτων είναι αδύνατη χωρίς την ευρεία χρήση των μεθόδων και των εννοιών της φυσικής και αναλυτικής χημείας.

Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά της σύγχρονης χημείας περιλαμβάνουν:

1. Διαφοροποίηση των κύριων τομέων της χημείας σε ξεχωριστούς, σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητους επιστημονικούς κλάδους. Αυτή η διαφοροποίηση βασίζεται στη διαφορά μεταξύ των αντικειμένων και των μεθόδων έρευνας. Έτσι, η φυσική χημεία υποδιαιρείται σε έναν σημαντικό αριθμό ταχέως αναπτυσσόμενων κλάδων.

2. Ένταξη της χημείας με άλλες επιστήμες. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, προέκυψαν η βιοχημεία, η βιοοργανική χημεία και η μοριακή βιολογία, μελετώντας τις χημικές διεργασίες σε ζωντανούς οργανισμούς. Στα σύνορα μεταξύ χημείας και γεωλογίας, αναπτύσσεται η γεωχημεία, η οποία διερευνά τα πρότυπα συμπεριφοράς των χημικών στοιχείων στο φλοιό της γης. Τα καθήκοντα της κοσμοχημείας είναι η μελέτη των χαρακτηριστικών της στοιχειακής σύνθεσης των κοσμικών σωμάτων (πλανήτες και μετεωρίτες) και των διαφόρων ενώσεων που περιέχονται σε αυτά τα αντικείμενα.

3. Η εμφάνιση νέων, κυρίως φυσικών και χημικών μεθόδων στη φυσική έρευνα (δομική ανάλυση ακτίνων Χ, φασματοσκοπία μάζας, μέθοδοι ραδιοφασματοσκοπίας κ.λπ.)

Σχέση χημείας και φυσικής

Μαζί με τις διαδικασίες διαφοροποίησης της ίδιας της χημικής επιστήμης, η χημεία υφίσταται επί του παρόντος διαδικασίες ολοκλήρωσης με άλλους κλάδους της φυσικής επιστήμης. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ φυσικής και χημείας αναπτύσσονται ιδιαίτερα εντατικά. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από την εμφάνιση ολοένα και περισσότερων σχετικών φυσικών και χημικών κλάδων γνώσης.

Ολόκληρη η ιστορία της αλληλεπίδρασης της χημείας και της φυσικής είναι γεμάτη από παραδείγματα ανταλλαγής ιδεών, αντικειμένων και μεθόδων έρευνας. Σε διάφορα στάδια της ανάπτυξής της, η φυσική προμήθευσε τη χημεία με έννοιες και θεωρητικές έννοιες που είχαν ισχυρό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της χημείας. Ταυτόχρονα, όσο πιο περίπλοκη γινόταν η χημική έρευνα, τόσο περισσότερο ο εξοπλισμός και οι μέθοδοι υπολογισμού της φυσικής εισχωρούσαν στη χημεία. Η ανάγκη μέτρησης των θερμικών επιδράσεων μιας αντίδρασης, η ανάπτυξη φασματικής και ανάλυσης περίθλασης ακτίνων Χ, η μελέτη ισοτόπων και ραδιενεργών χημικών στοιχείων, τα κρυσταλλικά πλέγματα της ύλης, οι μοριακές δομές απαιτούσαν τη δημιουργία και οδήγησαν στη χρήση των περισσότερων πολύπλοκα φυσικά όργανα - φασματοσκόπια, φασματογράφοι μάζας, πλέγματα περίθλασης, ηλεκτρονικά μικροσκόπια κ.λπ.

Η ανάπτυξη της σύγχρονης επιστήμης έχει επιβεβαιώσει τη βαθιά σύνδεση μεταξύ της φυσικής και της χημείας. Αυτή η σύνδεση είναι γενετικής φύσης, δηλαδή ο σχηματισμός ατόμων χημικών στοιχείων, ο συνδυασμός τους σε μόρια ύλης συνέβη σε ένα ορισμένο στάδιο στην ανάπτυξη του ανόργανου κόσμου. Επίσης, αυτή η σύνδεση βασίζεται στην κοινότητα της δομής συγκεκριμένων τύπων ύλης, συμπεριλαμβανομένων των μορίων των ουσιών, τα οποία τελικά αποτελούνται από τα ίδια χημικά στοιχεία, άτομα και στοιχειώδη σωματίδια. Η εμφάνιση της χημικής μορφής κίνησης στη φύση προκάλεσε την περαιτέρω ανάπτυξη ιδεών σχετικά με την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση που μελετήθηκε από τη φυσική. Με βάση τον περιοδικό νόμο, σημειώνεται τώρα πρόοδος όχι μόνο στη χημεία, αλλά και στην πυρηνική φυσική, στα σύνορα της οποίας προέκυψαν τέτοιες μικτές φυσικοχημικές θεωρίες όπως η χημεία των ισοτόπων και η χημεία της ακτινοβολίας.

Η χημεία και η φυσική μελετούν σχεδόν τα ίδια αντικείμενα, αλλά μόνο το καθένα από αυτά βλέπει τη δική του πλευρά σε αυτά τα αντικείμενα, το δικό του αντικείμενο μελέτης. Άρα, το μόριο είναι αντικείμενο μελέτης όχι μόνο της χημείας, αλλά και της μοριακής φυσικής. Εάν η πρώτη τη μελετά από την άποψη των νόμων σχηματισμού, σύνθεσης, χημικών ιδιοτήτων, δεσμών, συνθηκών διάσπασής της σε συστατικά άτομα, τότε η δεύτερη μελετά στατιστικά τη συμπεριφορά των μαζών των μορίων, η οποία καθορίζει τα θερμικά φαινόμενα, διάφορα καταστάσεις συσσωμάτωσης, μεταβάσεις από αέριες σε υγρές και στερεές φάσεις και αντίστροφα, φαινόμενα που δεν σχετίζονται με αλλαγή στη σύνθεση των μορίων και στην εσωτερική τους χημική δομή. Η συνοδεία κάθε χημικής αντίδρασης από τη μηχανική κίνηση μαζών αντιδρώντων μορίων, η απελευθέρωση ή η απορρόφηση θερμότητας λόγω θραύσης ή σχηματισμού δεσμών σε νέα μόρια μαρτυρούν πειστικά τη στενή σύνδεση μεταξύ χημικών και φυσικών φαινομένων. Έτσι, η ενέργεια των χημικών διεργασιών σχετίζεται στενά με τους νόμους της θερμοδυναμικής. Οι χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν ενέργεια, συνήθως με τη μορφή θερμότητας και φωτός, ονομάζονται εξώθερμες. Υπάρχουν επίσης ενδόθερμες αντιδράσεις που απορροφούν ενέργεια. Όλα τα παραπάνω δεν έρχονται σε αντίθεση με τους νόμους της θερμοδυναμικής: στην περίπτωση της καύσης, η ενέργεια απελευθερώνεται ταυτόχρονα με τη μείωση της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος. Στις ενδόθερμες αντιδράσεις, η εσωτερική ενέργεια του συστήματος αυξάνεται λόγω της εισροής θερμότητας. Μετρώντας την ποσότητα της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης (η θερμική επίδραση μιας χημικής αντίδρασης), μπορεί κανείς να κρίνει την αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια του συστήματος. Μετριέται σε kilojoules ανά mole (kJ/mol).

Ένα ακόμη παράδειγμα. Ο νόμος του Hess είναι μια ειδική περίπτωση του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής. Δηλώνει ότι η θερμική επίδραση μιας αντίδρασης εξαρτάται μόνο από την αρχική και τελική κατάσταση των ουσιών και δεν εξαρτάται από τα ενδιάμεσα στάδια της διαδικασίας. Ο νόμος του Hess καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της θερμικής επίδρασης μιας αντίδρασης σε περιπτώσεις όπου η άμεση μέτρησή της είναι για κάποιο λόγο αδύνατη.

Με την εμφάνιση της θεωρίας της σχετικότητας, της κβαντικής μηχανικής και της θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων, αποκαλύφθηκαν ακόμη βαθύτερες συνδέσεις μεταξύ της φυσικής και της χημείας. Αποδείχθηκε ότι το κλειδί για την εξήγηση της ουσίας των ιδιοτήτων των χημικών ενώσεων, ο ίδιος ο μηχανισμός του μετασχηματισμού των ουσιών βρίσκεται στη δομή των ατόμων, στις κβαντομηχανικές διεργασίες των στοιχειωδών σωματιδίων του και ιδιαίτερα στα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους. μόρια οργανικών και ανόργανων ενώσεων κ.λπ.

Στον τομέα της επαφής μεταξύ της φυσικής και της χημείας, προέκυψε και αναπτύσσεται με επιτυχία ένα τόσο νέο τμήμα των κύριων τομέων της χημείας όπως η φυσική χημεία, που διαμορφώθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα. ως αποτέλεσμα επιτυχημένων προσπαθειών ποσοτικής μελέτης των φυσικών ιδιοτήτων χημικών ουσιών και μειγμάτων, η θεωρητική εξήγηση των μοριακών δομών. Η πειραματική και θεωρητική βάση για αυτό ήταν το έργο του D.I. Mendeleev Dmitry Ivanovich (ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου), Van't Hoff (θερμοδυναμική χημικών διεργασιών), S. Arrhenius (η θεωρία της ηλεκτρολυτικής διάστασης) κ.λπ. Αντικείμενο της μελέτης του ήταν γενικά θεωρητικά ερωτήματα σχετικά με τη δομή και τις ιδιότητες των μορίων χημικών ενώσεων, τις διαδικασίες μετασχηματισμού των ουσιών σε σχέση με την αμοιβαία εξάρτηση των φυσικών τους ιδιοτήτων, τη μελέτη των συνθηκών για την εμφάνιση χημικών αντιδράσεων και τα φυσικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στην περίπτωση αυτή. Τώρα η φυσική χημεία είναι μια διαφοροποιημένη επιστήμη που συνδέει στενά τη φυσική και τη χημεία.

Στην ίδια τη φυσική χημεία, μέχρι τώρα, η ηλεκτροχημεία, η μελέτη των διαλυμάτων, η φωτοχημεία και η κρυσταλλοχημεία έχουν ξεχωρίσει και έχουν αναπτυχθεί πλήρως ως ανεξάρτητα τμήματα με τις δικές τους ειδικές μεθόδους και αντικείμενα μελέτης. Στις αρχές του ΧΧ αιώνα. Ως ανεξάρτητη επιστήμη ξεχώρισε και η κολλοειδής χημεία, που αναπτύχθηκε στα βάθη της φυσικής χημείας. Από το δεύτερο μισό του ΧΧ αιώνα. σε σχέση με την εντατική ανάπτυξη των προβλημάτων της πυρηνικής ενέργειας, οι τελευταίοι κλάδοι της φυσικής χημείας προέκυψαν και έλαβαν μεγάλη ανάπτυξη - χημεία υψηλής ενέργειας, χημεία ακτινοβολίας (το αντικείμενο της μελέτης της είναι αντιδράσεις που συμβαίνουν υπό τη δράση ιονίζουσας ακτινοβολίας) και ισότοπο χημεία.

Η φυσική χημεία θεωρείται πλέον ως το ευρύτερο γενικό θεωρητικό θεμέλιο όλης της χημικής επιστήμης. Πολλές από τις διδασκαλίες και τις θεωρίες της έχουν μεγάλη σημασία για την ανάπτυξη της ανόργανης και ιδιαίτερα της οργανικής χημείας. Με την έλευση της φυσικής χημείας, η μελέτη της ύλης άρχισε να πραγματοποιείται όχι μόνο με παραδοσιακές χημικές μεθόδους έρευνας, όχι μόνο από την άποψη της σύνθεσης και των ιδιοτήτων της, αλλά και από την πλευρά της δομής, της θερμοδυναμικής και της κινητικής της χημικής διαδικασίας, καθώς και από την πλευρά της σύνδεσης και της εξάρτησης της τελευταίας από την επίδραση φαινομένων εγγενών σε άλλες μορφές κίνησης (έκθεση φωτός και ακτινοβολίας, έκθεση σε φως και θερμότητα κ.λπ.).

Είναι αξιοσημείωτο ότι στο πρώτο μισό του ΧΧ αιώνα. υπήρχε ένα όριο μεταξύ της χημείας και των νέων κλάδων της φυσικής (κβαντική μηχανική, ηλεκτρονική θεωρία ατόμων και μορίων) επιστήμης, η οποία αργότερα έγινε γνωστή ως χημική φυσική. Εφάρμοσε ευρέως τις θεωρητικές και πειραματικές μεθόδους της τελευταίας φυσικής στη μελέτη της δομής των χημικών στοιχείων και ενώσεων, και ιδιαίτερα του μηχανισμού των αντιδράσεων. Η Χημική Φυσική μελετά τη διασύνδεση και την αμοιβαία μετάβαση των χημικών και υποατομικών μορφών της κίνησης της ύλης.

Στην ιεραρχία των βασικών επιστημών που έδωσε ο Φ. Ένγκελς, η χημεία γειτνιάζει άμεσα με τη φυσική. Αυτή η γειτονιά παρείχε την ταχύτητα και το βάθος με το οποίο πολλοί κλάδοι της φυσικής μπήκαν γόνιμα στη χημεία. Η χημεία συνορεύει, αφενός, με τη μακροσκοπική φυσική - θερμοδυναμική, τη φυσική των συνεχών μέσων, και από την άλλη - με τη μικροφυσική - τη στατική φυσική, την κβαντική μηχανική.

Είναι γνωστό πόσο καρποφόρες ήταν αυτές οι επαφές για τη χημεία. Η θερμοδυναμική προκάλεσε τη χημική θερμοδυναμική - τη μελέτη της χημικής ισορροπίας. Η στατική φυσική αποτέλεσε τη βάση της χημικής κινητικής - τη μελέτη των ρυθμών των χημικών μετασχηματισμών. Η κβαντομηχανική αποκάλυψε την ουσία του Περιοδικού Νόμου του Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ. Η σύγχρονη θεωρία της χημικής δομής και αντιδραστικότητας είναι η κβαντική χημεία, δηλ. εφαρμογή των αρχών της κβαντικής μηχανικής στη μελέτη μορίων και μετασχηματισμών Χ.

Μια άλλη απόδειξη της γόνιμης επιρροής της φυσικής στη χημική επιστήμη είναι η συνεχώς διευρυνόμενη χρήση φυσικών μεθόδων στη χημική έρευνα. Η εντυπωσιακή πρόοδος σε αυτόν τον τομέα είναι ιδιαίτερα ορατή στο παράδειγμα των φασματοσκοπικών μεθόδων. Πιο πρόσφατα, από το άπειρο εύρος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, οι χημικοί χρησιμοποίησαν μόνο μια στενή περιοχή των ορατών και παρακείμενων περιοχών της υπέρυθρης και υπεριώδους περιοχής. Η ανακάλυψη από τους φυσικούς του φαινομένου της απορρόφησης μαγνητικού συντονισμού οδήγησε στην εμφάνιση της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, της πιο ενημερωτικής σύγχρονης αναλυτικής μεθόδου και μεθόδου για τη μελέτη της ηλεκτρονικής δομής των μορίων και της φασματοσκοπίας παραμαγνητικού συντονισμού ηλεκτρονίων, μια μοναδική μέθοδο για τη μελέτη ασταθούς ενδιάμεσου σωματίδια - ελεύθερες ρίζες. Η ανάπτυξη της ακτινοβολίας σύγχροτρον έχει ανοίξει νέες προοπτικές για την ανάπτυξη αυτού του κλάδου υψηλής ενέργειας της φασματοσκοπίας.

Φαίνεται ότι ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό εύρος έχει κατακτηθεί και είναι δύσκολο να αναμένεται περαιτέρω πρόοδος σε αυτόν τον τομέα. Ωστόσο, εμφανίστηκαν λέιζερ - πηγές μοναδικές στη φασματική τους ένταση - και μαζί με αυτές θεμελιωδώς νέες αναλυτικές δυνατότητες. Μεταξύ αυτών είναι ο μαγνητικός συντονισμός λέιζερ, μια ταχέως αναπτυσσόμενη μέθοδος υψηλής ευαισθησίας για την ανίχνευση ριζών σε ένα αέριο. Μια άλλη, πραγματικά φανταστική, δυνατότητα είναι η αποσπασματική ανίχνευση ατόμων με λέιζερ - μια τεχνική που βασίζεται στην επιλεκτική διέγερση, η οποία καθιστά δυνατή την καταγραφή μόνο μερικών ξένων ατόμων στο κύτταρο. Εντυπωσιακές ευκαιρίες για τη μελέτη των μηχανισμών των ριζικών αντιδράσεων έδωσε η ανακάλυψη του φαινομένου της χημικής πόλωσης των πυρήνων.

Τώρα είναι δύσκολο να ονομάσουμε έναν τομέα της σύγχρονης φυσικής που δεν θα επηρέαζε άμεσα ή έμμεσα τη χημεία. Πάρτε, για παράδειγμα, τη φυσική των ασταθών στοιχειωδών σωματιδίων, η οποία απέχει πολύ από τον κόσμο των μορίων που έχουν κατασκευαστεί από πυρήνες και ηλεκτρόνια. Μπορεί να φαίνεται περίεργο το γεγονός ότι ειδικά διεθνή συνέδρια συζητούν τη χημική συμπεριφορά των ατόμων που περιέχουν ένα ποζιτρόνιο ή ένα μιόνιο, το οποίο, κατ' αρχήν, δεν μπορεί να δώσει σταθερές ενώσεις. Ωστόσο, οι μοναδικές πληροφορίες σχετικά με τις υπερταχείς αντιδράσεις, τις οποίες επιτρέπουν να ληφθούν τέτοια άτομα, δικαιολογούν πλήρως αυτό το ενδιαφέρον.

Σχέση χημείας και βιολογίας

Είναι γνωστό ότι για πολύ καιρό η χημεία και η βιολογία ακολούθησαν το δικό τους δρόμο, αν και το μακροχρόνιο όνειρο των χημικών ήταν η δημιουργία ενός ζωντανού οργανισμού στο εργαστήριο.

Μια απότομη ενίσχυση της σχέσης μεταξύ χημείας και βιολογίας συνέβη ως αποτέλεσμα της δημιουργίας του Α.Μ. Η θεωρία του Butlerov για τη χημική δομή των οργανικών ενώσεων. Καθοδηγούμενοι από αυτή τη θεωρία, οι οργανικοί χημικοί μπήκαν σε ανταγωνισμό με τη φύση. Οι επόμενες γενιές χημικών επέδειξαν μεγάλη ευρηματικότητα, δουλειά, φαντασία και δημιουργική αναζήτηση για μια κατευθυνόμενη σύνθεση της ύλης. Πρόθεσή τους δεν ήταν μόνο να μιμηθούν τη φύση, ήθελαν να την ξεπεράσουν. Και σήμερα μπορούμε με βεβαιότητα να δηλώσουμε ότι σε πολλές περιπτώσεις αυτό έχει επιτευχθεί.

Η σημασία της χημείας μεταξύ των επιστημών που μελετούν τη ζωή είναι εξαιρετικά μεγάλη. Ήταν η χημεία που αποκάλυψε τον σημαντικότερο ρόλο της χλωροφύλλης ως χημικής βάσης της φωτοσύνθεσης, της αιμοσφαιρίνης ως βάσης της διαδικασίας αναπνοής, καθορίστηκε η χημική φύση της μετάδοσης της νευρικής διέγερσης, προσδιορίστηκε η δομή των νουκλεϊκών οξέων κ.λπ. Αλλά το κυριότερο είναι ότι, αντικειμενικά, οι χημικοί μηχανισμοί βρίσκονται στη βάση των βιολογικών διεργασιών, στις λειτουργίες των ζωντανών όντων. Όλες οι λειτουργίες και διεργασίες που συμβαίνουν σε έναν ζωντανό οργανισμό μπορούν να εκφραστούν στη γλώσσα της χημείας, με τη μορφή συγκεκριμένων χημικών διεργασιών.

Άλλες επιστήμες που προέκυψαν στη διασταύρωση της βιολογίας, της χημείας και της φυσικής: βιοχημεία - η επιστήμη του μεταβολισμού και των χημικών διεργασιών σε ζωντανούς οργανισμούς. βιοοργανική χημεία - η επιστήμη της δομής, των λειτουργιών και των τρόπων σύνθεσης των ενώσεων που αποτελούν τους ζωντανούς οργανισμούς. η φυσική και χημική βιολογία ως επιστήμη της λειτουργίας πολύπλοκων συστημάτων μετάδοσης πληροφοριών και της ρύθμισης των βιολογικών διεργασιών σε μοριακό επίπεδο, καθώς και της βιοφυσικής, της βιοφυσικής χημείας και της ακτινοβιολογίας.

Στις μέρες μας, για τη χημεία, η εφαρμογή βιολογικών αρχών γίνεται ιδιαίτερα σημαντική, στις οποίες συγκεντρώνεται η εμπειρία προσαρμογής των ζωντανών οργανισμών στις συνθήκες της Γης για πολλά εκατομμύρια χρόνια, η εμπειρία δημιουργίας των πιο προηγμένων μηχανισμών και διαδικασιών. Υπάρχουν ήδη ορισμένα επιτεύγματα σε αυτό το μονοπάτι.

Επί του παρόντος, οι προοπτικές για την εμφάνιση και ανάπτυξη νέας χημείας είναι ήδη ορατές, με βάση τις οποίες θα δημιουργηθούν βιομηχανικές τεχνολογίες χαμηλών αποβλήτων, χωρίς απόβλητα και εξοικονόμησης ενέργειας.

Σήμερα, οι χημικοί έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι, χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές στις οποίες βασίζεται η χημεία των οργανισμών, στο μέλλον (χωρίς να επαναλαμβάνεται ακριβώς η φύση) θα είναι δυνατό να οικοδομηθεί μια θεμελιωδώς νέα χημεία, ένας νέος έλεγχος των χημικών διεργασιών, όπου θα εφαρμοστούν οι αρχές της σύνθεσης ομοίων μορίων. Προβλέπεται η δημιουργία μετατροπέων που χρησιμοποιούν το ηλιακό φως με υψηλή απόδοση, μετατρέποντάς το σε χημική και ηλεκτρική ενέργεια, καθώς και χημική ενέργεια σε φως μεγάλης έντασης.

Να κυριαρχήσει η καταλυτική εμπειρία της άγριας ζωής και να εφαρμόσει τη γνώση που αποκτήθηκε στο index prom. Οι χημικοί παραγωγής έχουν περιγράψει μια σειρά από πολλά υποσχόμενους τρόπους.

Το πρώτο είναι η ανάπτυξη έρευνας στον τομέα της κατάλυσης μεταλλικών συμπλόκων με προσανατολισμό στα αντίστοιχα αντικείμενα της ζωντανής φύσης. Η κατάλυση αυτή εμπλουτίζεται με τις μεθόδους που χρησιμοποιούν οι ζωντανοί οργανισμοί σε ενζυμικές αντιδράσεις, καθώς και με τις μεθόδους της κλασσικής ετερογενούς κατάλυσης.

Ο δεύτερος τρόπος είναι η μοντελοποίηση βιοκαταλυτών. Προς το παρόν, λόγω της τεχνητής επιλογής δομών, έχει καταστεί δυνατή η κατασκευή μοντέλων πολλών ενζύμων που χαρακτηρίζονται από υψηλή δραστικότητα και εκλεκτικότητα, μερικές φορές σχεδόν ίδια με εκείνη των αρχικών, ή με μεγαλύτερη απλότητα δομής.

Τομές σύγχρονης χημείας

Η σύγχρονη χημεία είναι μια τόσο μεγάλη περιοχή της φυσικής επιστήμης που πολλές από τις ενότητες της είναι ουσιαστικά ανεξάρτητες, αν και στενά συνδεδεμένες επιστημονικές επιστήμες.

Με βάση τα αντικείμενα (ουσίες) που μελετήθηκαν, η χημεία συνήθως χωρίζεται σε ανόργανη και οργανική. Η φυσική χημεία, συμπεριλαμβανομένης της κβαντικής χημείας, της ηλεκτροχημείας, της χημικής θερμοδυναμικής και της χημικής κινητικής, ασχολείται με την εξήγηση της ουσίας των χημικών φαινομένων και τη θέσπιση των γενικών νόμων τους με βάση φυσικές αρχές και πειραματικά δεδομένα. Η αναλυτική και η κολλοειδής χημεία είναι επίσης ανεξάρτητες ενότητες (δείτε τη λίστα των ενοτήτων παρακάτω).

Τα τεχνολογικά θεμέλια της σύγχρονης παραγωγής περιγράφονται από τη χημική τεχνολογία - η επιστήμη των οικονομικών μεθόδων και μέσων βιομηχανικής χημικής επεξεργασίας τελικών φυσικών υλικών και η τεχνητή παραγωγή χημικών προϊόντων που δεν βρίσκονται στο φυσικό περιβάλλον.

Ο συνδυασμός της χημείας με άλλες συναφείς φυσικές επιστήμες είναι η βιοχημεία, η βιοοργανική χημεία, η γεωχημεία, η χημεία ακτινοβολίας, η φωτοχημεία κ.λπ.

Τα γενικά επιστημονικά θεμέλια των χημικών μεθόδων αναπτύσσονται στη θεωρία της γνώσης και στη μεθοδολογία της επιστήμης.

Αγροχημεία

Η αναλυτική χημεία ασχολείται με τη μελέτη ουσιών προκειμένου να κατανοηθεί η χημική τους σύνθεση και δομή, στο πλαίσιο αυτού του κλάδου αναπτύσσονται πειραματικές μέθοδοι χημικής ανάλυσης.

Βιοοργανική χημεία

Η βιοχημεία μελετά τις χημικές ουσίες, τους μετασχηματισμούς τους και τα φαινόμενα που συνοδεύουν αυτούς τους μετασχηματισμούς στους ζωντανούς οργανισμούς. Στενά συνδεδεμένη με την οργανική χημεία, τη χημεία φαρμάκων, τη νευροχημεία, τη μοριακή βιολογία και τη γενετική.

Υπολογιστική χημεία

Γεωχημεία - η επιστήμη της χημικής σύνθεσης της Γης και των πλανητών (κοσμοχημεία), οι νόμοι κατανομής στοιχείων και ισοτόπων, οι διαδικασίες σχηματισμού πετρωμάτων, εδαφών και φυσικών υδάτων.

κβαντική χημεία

κολλοειδή χημεία

χημεία υπολογιστών

καλλυντική χημεία

Κοσμοχημεία

Μαθηματική χημεία

Επιστήμη υλικών

Οργανομεταλλική χημεία

Η ανόργανη χημεία μελετά τις ιδιότητες και τις αντιδράσεις των ανόργανων ενώσεων. Δεν υπάρχει σαφές όριο μεταξύ της οργανικής και της ανόργανης χημείας, αντίθετα, υπάρχουν κλάδοι στο σημείο τομής αυτών των επιστημών, για παράδειγμα, η οργανομεταλλική χημεία.

Η οργανική χημεία ξεχωρίζει ως αντικείμενο μελέτης ουσίες που κατασκευάζονται με βάση έναν σκελετό άνθρακα.

Η νευροχημεία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη μεσολαβητών, πεπτιδίων, πρωτεϊνών, λιπών, σακχάρων και νουκλεϊκών οξέων, τις αλληλεπιδράσεις τους και τον ρόλο που παίζουν στο σχηματισμό, την ανάπτυξη και την αλλαγή του νευρικού συστήματος.

Πετροχημεία

γενική χημεία

προπαρασκευαστική χημεία

Ραδιοχημεία

Υπερμοριακή χημεία

Θεωρητική χημεία

φαρμακευτικά προϊόντα

Η Φυσικοχημεία μελετά τη φυσική και θεμελιώδη βάση των χημικών συστημάτων και διεργασιών. Βασικοί τομείς έρευνας περιλαμβάνουν τη χημική θερμοδυναμική, την κινητική, την ηλεκτροχημεία, τη στατιστική μηχανική και τη φασματοσκοπία. Η φυσική χημεία έχει πολλά κοινά με τη μοριακή φυσική. Η φυσική χημεία περιλαμβάνει τη χρήση της απειροελάχιστης μεθόδου. Η φυσική χημεία είναι ένας ξεχωριστός κλάδος από τη χημική φυσική.

Φωτοχημεία

Χημεία μακρομοριακών ενώσεων

Χημεία μορίων ενός άνθρακα

Χημεία πολυμερών

Χημεία του εδάφους

Η θεωρητική χημεία θέτει ως καθήκον της τη θεωρητική γενίκευση και τεκμηρίωση της γνώσης της χημείας μέσω θεμελιωδών θεωρητικών συλλογισμών (συνήθως στον τομέα των μαθηματικών ή της φυσικής).

Θερμοχημεία

Τοξικολογική χημεία

Ηλεκτροχημεία

Περιβαλλοντική χημεία; περιβαλλοντική χημεία

Η πυρηνική χημεία είναι η μελέτη των πυρηνικών αντιδράσεων και των χημικών συνεπειών των πυρηνικών αντιδράσεων.

Η χημεία είναι η επιστήμη της δομής, των ιδιοτήτων των ουσιών, των μετασχηματισμών τους και των φαινομένων που συνοδεύουν αυτούς τους μετασχηματισμούς. Στη χημεία ως επιστήμη, διακρίνονται τρεις κύριοι στόχοι. Ο πρώτος, κύριος στόχος της χημείας είναι η μελέτη της δομής των ενώσεων, η ανάπτυξη μιας θεωρίας για τη δομή και τις ιδιότητες των μορίων και των ουσιών γενικότερα.

Γνωρίζοντας τη δομή ενός συγκεκριμένου μορίου και τις ιδιότητές του, μπορεί κανείς να οικοδομήσει διάφορες θεωρίες για την αντιδραστικότητα της ένωσης, την κινητική, τους μηχανισμούς χημικών αντιδράσεων και τα καταλυτικά φαινόμενα. Όλοι οι χημικοί μετασχηματισμοί πραγματοποιούνται προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση, ανάλογα με τη σύνθεση και τη δομή των μορίων, των ιόντων, των ριζών κ.λπ.

Η χημεία είναι το βασίλειο των θαυμάτων, η ευτυχία της ανθρωπότητας κρύβεται σε αυτήν, οι μεγαλύτερες κατακτήσεις του μυαλού θα γίνουν σε αυτό το βασίλειο.

Μαξίμ Γκόρκι

Γνωρίζοντας αυτό, μπορεί κανείς να βρει διάφορους τρόπους για να αποκτήσει νέα προϊόντα που έχουν εντελώς διαφορετικές ιδιότητες από την αρχική ένωση. Από αυτό ακολουθεί το δεύτερο καθήκον της χημείας - η σύνθεση νέων ουσιών με επιθυμητές ιδιότητες. Επιπλέον, είναι σημαντικό να βρεθούν τρόποι για να ληφθούν πιο πλεονεκτικά αυτές οι ενώσεις: καταλύτες και συνθήκες αντίδρασης.

Η τρίτη κύρια κατεύθυνση είναι η ανάλυση. Αυτό το έργο είναι πλέον εξίσου σημαντικό με τα άλλα. Αυτό οφείλεται στην αύξηση του αριθμού των διαφορετικών χημικών αντικειμένων, νέων ουσιών. Είναι επίσης απαραίτητο να προσδιοριστούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Τα αντικείμενα μελέτης της ανόργανης χημείας είναι όλα τα χημικά στοιχεία και οι ενώσεις τους. Το κύριο θέμα είναι η μελέτη των ιδιοτήτων των χημικών ενώσεων. Εκτός από τις χημικές ιδιότητες, ενδιαφέρον παρουσιάζουν και οι φυσικές, βιολογικές και άλλες ιδιότητες των ενώσεων. Σε αυτό εμπλέκονται και άλλες επιστήμες.

Έτσι, σημαντικά συστατικά στη μελέτη της χημείας είναι η φυσική χημεία, η βιοχημεία. Επί του παρόντος, αυτές οι επιστήμες συνδυάζουν μια σειρά από άλλες: κβαντική χημεία, χημική θερμοδυναμική (θερμοχημεία), χημική κινητική, ηλεκτροχημεία, φωτοχημεία, χημεία υψηλής ενέργειας, χημεία υπολογιστών κ.λπ.

Μόνο αυτός ο κατάλογος των επιστημών της χημικής κατεύθυνσης μιλά για την ποικιλομορφία της χημικής μορφής της κίνησης της ύλης και την επιρροή της στην καθημερινή ζωή. Υπάρχουν πολλές κατευθύνσεις στην ανάπτυξη της εφαρμοσμένης χημείας, που έχουν σχεδιαστεί για την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων της ανθρώπινης πρακτικής δραστηριότητας. Η χημική επιστήμη έχει φτάσει σε τόσο υψηλό επίπεδο ανάπτυξης που άρχισε να δημιουργεί νέους τύπους βιομηχανιών και τεχνολογιών.

Η χημεία ως επιστήμη

Η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών, της δομής, των ιδιοτήτων και των μετασχηματισμών τους. Με μια ευρεία έννοια, ύλη είναι κάθε είδος ύλης που έχει τη δική της μάζα, όπως τα στοιχειώδη σωματίδια. Στη χημεία, η έννοια της ουσίας είναι στενότερη, δηλαδή: ουσία είναι οποιοσδήποτε συνδυασμός ατόμων και μορίων.

Ονομάζονται μετασχηματισμοί ουσιών, που συνοδεύονται από αλλαγή στη σύνθεση των μορίων χημικές αντιδράσεις. Η παραδοσιακή χημεία μελετά αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε μακροσκοπικό επίπεδο (στο εργαστήριο ή στον έξω κόσμο) και τις ερμηνεύει σε ατομικό-μοριακό επίπεδο. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι το θείο καίγεται στον αέρα με μια μπλε φλόγα, αναδίδοντας μια πικάντικη οσμή. Αυτό είναι ένα μακροσκοπικό φαινόμενο.

Η σύγχρονη χημεία είναι ικανή να μελετά χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν μεμονωμένα μόρια με αυστηρά καθορισμένη ενέργεια. Χρησιμοποιώντας αυτό, είναι δυνατός ο έλεγχος της πορείας των χημικών αντιδράσεων παρέχοντας ενέργεια σε ορισμένα μέρη του μορίου. Ο έλεγχος των χημικών διεργασιών σε μοριακό επίπεδο είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά της σύγχρονης χημείας.

Η χημεία ως μέθοδος μελέτης των χημικών ιδιοτήτων και της δομής των ουσιών είναι μια εξαιρετικά ευέλικτη και γόνιμη επιστήμη. Μέχρι σήμερα, περίπου 15 εκατομμύρια οργανικές και περίπου μισό εκατομμύριο ανόργανες ουσίες είναι γνωστές και καθεμία από αυτές τις ουσίες μπορεί να εισέλθει σε δεκάδες αντιδράσεις και καθεμία από αυτές έχει μια εσωτερική δομή. Η εσωτερική δομή καθορίζει τις χημικές ιδιότητες. με τη σειρά του, μπορούμε συχνά να κρίνουμε τη δομή μιας ουσίας από τις χημικές ιδιότητες.

Η σύγχρονη χημεία είναι τόσο ποικιλόμορφη τόσο ως προς τα αντικείμενα όσο και ως προς τις μεθόδους μελέτης της που πολλές από τις ενότητες της είναι ανεξάρτητες επιστήμες. Η αλληλεπίδραση της χημείας και της φυσικής έδωσε δύο επιστήμες ταυτόχρονα: φυσική χημείακαι χημική φυσική, και αυτές οι επιστήμες, παρά την ομοιότητα των ονομάτων, μελετούν εντελώς διαφορετικά αντικείμενα. Η Φυσικοχημεία ερευνά ουσίες που αποτελούνται από μεγάλο αριθμό ατόμων και μορίων, χρησιμοποιώντας φυσικές μεθόδους και βασίζονται στους νόμους της φυσικής. Η Χημική Φυσική επικεντρώνεται στη φυσική μελέτη των στοιχειωδών χημικών διεργασιών και της δομής των μορίων· το θέμα της είναι μεμονωμένα σωματίδια ύλης.

Ένας από τους προηγμένους τομείς της χημείας είναι η βιοχημεία - μια επιστήμη που μελετά τα χημικά θεμέλια της ζωής.

Εξαιρετικά ενδιαφέροντα αποτελέσματα έχουν ληφθεί στο πεδίο διαστημική χημεία, το οποίο ασχολείται με χημικές διεργασίες που συμβαίνουν σε πλανήτες και αστέρια, καθώς και στο διαστρικό διάστημα.

Το νεότερο πεδίο της χημείας είναι αυτό που εμφανίστηκε κυριολεκτικά την τελευταία δεκαετία. μαθηματική χημεία.Καθήκον του είναι να εφαρμόζει μαθηματικές μεθόδους για την επεξεργασία χημικών νόμων, την αναζήτηση σχέσεων μεταξύ της δομής και των ιδιοτήτων των ουσιών, την κωδικοποίηση ουσιών σύμφωνα με τη μοριακή τους δομή και την καταμέτρηση του αριθμού των ισομερών των οργανικών ουσιών. Η σύγχρονη χημεία αλληλεπιδρά στενά με όλους τους άλλους τομείς της φυσικής επιστήμης. Καμία σοβαρή χημική έρευνα δεν είναι πλήρης χωρίς τη χρήση φυσικών μεθόδων για τον καθορισμό της δομής των ουσιών και μαθηματικών μεθόδων για την ανάλυση των αποτελεσμάτων.

Η βάση της χημείας είναι η ατομική-μοριακή θεωρία, η θεωρία της δομής των ατόμων και των μορίων, ο νόμος της διατήρησης της μάζας και της ενέργειας και ο περιοδικός νόμος.