- Wat is chemie?
- Geschiedenis van de chemie
- Takken van de chemie
- Belang van chemie
- Chemische toepassingen
- Principes van de moderne scheikunde
- Scheikunde en natuurkunde
We leggen uit wat chemie is, haar geschiedenis, branches en toepassingen. Ook de principes van de moderne scheikunde en haar relatie tot de natuurkunde.
Wat is chemie?
Chemie is de wetenschap die de samenstelling bestudeert, structuur ja eigenschappen van de materie, inclusief de relatie met de Energie en ook de veranderingen die erin kunnen voorkomen door de oproepen reacties. Het is de wetenschap die bestudeert stoffen en de deeltjes waaruit ze bestaan, evenals de verschillende dynamieken die ertussen kunnen optreden.
Chemie is een van de grote Wetenschappen hedendaags, wiens uiterlijk de wereld voor altijd revolutioneerde. Deze wetenschap heeft functionele en toetsbare verklaringen gegeven voor het complexe gedrag van bekende materialen, die zowel hun duurzaamheid als hun veranderingen kunnen verklaren.
Aan de andere kant is chemische kennis aanwezig in het dagelijks leven, in de mate dat we natuurlijke stoffen gebruiken en kunstmatige maken. Processen zoals koken, fermentatie, metallurgie, het creëren van slimme materialen en zelfs veel van de processen die in ons lichaam plaatsvinden, kunnen worden verklaard vanuit een chemisch perspectief (of biochemie).
Aan de andere kant maakte het domein van de chemie de opkomst mogelijk van de industrie: de transformatie van materialen naar de wil van de mens om bruikbare objecten te creëren (of de materialen die nodig zijn om ze te maken). In die zin is het een van de wetenschappen die de grootste impact heeft gehad in de wereld en in de geschiedenis van de de mensheid.
Geschiedenis van de chemie
In strikte zin begon de geschiedenis van de chemie in de prehistorie wanneer de menselijk Hij raakte geïnteresseerd in materialen, productie, koken en bakken. Het verband met de technologische vooruitgang van de mensheid staat buiten kijf.
Het woord chemie komt uit het Latijn ars chimia ("Alchemistische kunst"), op zijn beurt afgeleid van de Arabische term alchimie, waarmee rond het jaar 330 de pseudowetenschappelijke praktijk van de zoekers naar de steen der wijzen werd genoemd, waarmee ze de lood en andere metalen in goud, om onsterfelijkheid of alwetendheid te verlenen.
De eerste alchemisten waren islamitische wetenschappers die, toen het Westen zich in de... fanatisme religieuze christenen, ze cultiveerden de wijsheid van de elementen en materialen, begrepen als een reeks lichamen en geesten die met behulp van de technieken correct kan worden gemanipuleerd of getransformeerd.
Deze mysterieuze karakters werden vroeger "chemicaliën" genoemd (van alchemistisch). Echter, vanaf 1661, met de publicatie van “De sceptische scheikundige" van de Ierse wetenschapper Robert Boyle (1627-1691) kreeg de term een minder esoterische (spirituele) betekenis en meer verbonden met de wetenschap.
Aan de andere kant is de definitie van chemie in de loop van de tijd enorm gevarieerd. Vooral omdat zijn vakgebied enorm is gegroeid en geëvolueerd, waardoor deze discipline zijn naam heeft verloren.
Rond 1662 definieerde de Zwitserse wetenschapper Christopher Glaser (1615-1670) scheikunde als de wetenschappelijke kunst van het oplossen van de lichamen van verschillende materialen, omdat de Duitser Georg Stahl (1659-1734) het in 1730 de kunst noemde om de dynamiek van mengsels.
Pas in 1837 definieerde de Franse chemicus Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) het als de wetenschap die zich bezighoudt met intermoleculaire krachten. In plaats daarvan begrijpen we het tegenwoordig als de studie van materie en haar veranderingen, volgens de definitie van de beroemde Hong Kong chemicus Raymond Chang (1939-2017).
De scheikunde als wetenschap ontstond echter in de 18e eeuw, toen de eerste wetenschappelijke experimenten verifieerbaar met materie vond plaats in de Europa modern, vooral na de nominatie in 1983 van de Atoom theorie door John Dalton.
Sindsdien heeft de chemie geleid tot talloze ontdekkingen en revoluties. Bovendien heeft het een belangrijke impact gehad op wetenschappen en soortgelijke disciplines, zoals: biologie, de fysiek en techniek.
De Verenigde Naties verklaarde dat 2011 het Internationaal Jaar van de Chemie zou zijn, als erkenning voor het enorme wetenschappelijke traject dat is afgelegd en de onmiskenbare impact die deze discipline heeft op onze leven.
Takken van de chemie
Chemie omvat een groot aantal takken, omdat het vakgebied dicht bij verschillende wetenschappen en disciplines ligt. Onder deze takken zijn:
- De anorganische scheikunde. Gewijd aan de studie van de materie die niet hoofdzakelijk de levende wezens noch voor zijn substanties, maar is eigen aan levenloze vormen van materie. Het verschilt van organische chemie doordat het op geen enkele manier is gericht element in het bijzonder (zoals organische chemie op koolstof).
- Organische chemie. Ook wel levenschemie genoemd, het is een tak van de chemie die zich richt op: verbindingen die draaien om koolstof en waterstof, en dat zijn meestal degenen die de samenstelling van het leven mogelijk maken.
- De biochemie. Een stap in de richting van biologie, biochemie is de chemie van de lichamen van levende wezens, geïnteresseerd in de energieprocessen die hen in leven houden, in de reacties die op een ordelijke manier plaatsvinden in hun cellen, en andere kennisgebieden die ons in staat stellen te begrijpen hoe ons lichaam fysiek is gemaakt.
- Fysische chemie. Ook wel fysische chemie genoemd, het bestudeert de fysische bases die allerlei chemische processen ondersteunen, vooral met betrekking tot energie, zoals het gebied van elektrochemie, thermodynamica scheikunde en andere sectoren van de natuurkunde (of scheikunde, zoals u het ziet).
- Industriële chemie. Ook wel toegepaste chemie genoemd, het neemt de theoretische kennis van de chemie en past deze toe op de resolutie van problemen van het dagelijks leven. Het gaat hand in hand met chemische technologie, aangezien het geïnteresseerd is in de economische productie van chemische reagentia, in nieuwe materialen en, momenteel, in de manieren om industriële activiteiten uit te voeren zonder de omgeving.
- De analytische scheikunde. Het fundamentele doel is het detecteren en kwantificeren van de chemische elementen die aanwezig zijn in een bepaalde stof, dat wil zeggen, het vinden van methoden en manieren om te controleren waar dingen van gemaakt zijn en in welk percentage.
- Astrochemie. Hij trekt zich terug uit de alledaagse wereld om zich te interesseren voor sterren en de samenstelling ervan gaat hand in hand met astrofysica. Het is een van de meest gespecialiseerde takken van deze enorme wetenschap.
Belang van chemie
Chemie is aanwezig in de overgrote meerderheid van industriële processen, maar ook in zeer alledaagse aspecten van ons leven. Dankzij dit hebben we in de loop van de geschiedenis complexe materialen ontwikkeld die zijn aangepast aan onze verschillende behoeften.
Van de legeringen metalen, tot farmacologische verbindingen of brandstoffen om onze transportmiddelen een boost te geven, kennis van de chemische reacties het is fundamenteel geweest. Dankzij chemie hebben we de wereld om ons heen zelfs ten goede en ten kwade veranderd.
Aan de andere kant zal de chemie ons waarschijnlijk de kennis geven om de schade veroorzaakt door ecosysteem doorheen onze geschiedenis.
Chemische toepassingen
Chemie is een van de gebieden van menselijke kennis die op veel gebieden van het leven de grootste toepassingen heeft. Sommige ervan zijn:
- Energie verkrijgen. Dankzij de omgang met chemische stoffen zoals brandstoffen en koolwaterstoffen, of zelfs de manipulatie van atoomkernen van zware elementen, is het mogelijk om calorische energie die op zijn beurt dient om te genereren elektrische energie . Dit is wat er gebeurt in thermo-elektrische of thermonucleaire energiecentrales.
- De vervaardiging van geavanceerde materialen. Dankzij de chemie zijn er tegenwoordig synthetische vezels, slimme materialen en andere elementen die de fabricage van nieuwe soorten kleding, betere gereedschappen en nieuwe toepassingen mogelijk maken om het menselijk leven te verbeteren.
- farmacologie. Hand in hand met biochemie en geneeskunde, maakt chemie de combinatie van verbindingen mogelijk om medicijnen en behandelingen te produceren die het menselijk leven verlengen en ook de kwaliteit ervan verbeteren.
- De verbetering van de landbouw. Door de chemie van bodems, vandaag kunnen we additieven, meststoffen en andere stoffen produceren waarvan het juiste gebruik arme gronden verandert in bodems ideaal om te planten, om honger te bestrijden en armoede.
- Sanering en decontaminatie. Door de eigenschappen van samentrekkende stoffen, ontvetters en andere vormen van lokale actie te begrijpen, kunnen we ontsmettingsmiddelen en reinigingsmiddelen produceren om een gezonder leven te leiden, en ook een remedie bieden voor de ecologische schade die onze eigen industrieën aanrichten aan de ecosysteem.
Principes van de moderne scheikunde
De moderne scheikunde wordt beheerst door het zogenaamde kwantumprincipe, het resultaat van de atoomtheorie die materie vanuit verschillende niveaus van complexiteit beschouwt, zoals:
- Materie. wat ik ook heb massa-, volume en is samengesteld uit deeltjes. Het kan bestaan uit: pure substanties of mengsels.
- Chemische bestanddelen. Chemische stoffen die uit meer dan één chemisch element of type atoom bestaan, wat niet betekent dat het mengsels zijn, maar eerder dat het stoffen zijn waarvan het geraamte van deeltjes combinaties van dezelfde verschillende elementen herhaalt.
- Moleculen. Verenigingen van twee of meer atomen, in een minimale eenheid met unieke functionaliteit en eigenschappen, het resultaat van de kenmerken, locatie en overvloed van de elementen waaruit ze zijn samengesteld. Een chemische verbinding kan worden teruggebracht tot zijn minimale moleculen, maar als deze "gebroken" zijn, zal er geen verbinding meer zijn en hebben we alleen atomen, dat wil zeggen de minimale stukjes waaruit het bestaat.
- Atomen. Minimale, onmerkbare deeltjes, begiftigd met gewicht, volume, stabiliteit en elektrische ladingHet zijn de stenen waarmee materie wordt gemaakt. Er is een eindig aantal atomen, waarbij elk type overeenkomt met een chemisch element dat wordt overwogen in de periodiek systeem der elementen.
- Subatomische deeltjes. Deeltjes waaruit de atomen bestaan en ze hun eigenschappen geven. Er zijn drie soorten bekend: elektronen (negatief geladen), neutronen (onbelast) en protonen (positief geladen). De eerstgenoemde cirkelen als een wolk om de kern van het atoom, terwijl de laatste twee de kern zelf vormen en op hun beurt zijn samengesteld uit nog kleinere en kortstondige subdeeltjes, genaamd quarks.
Scheikunde en natuurkunde
Scheikunde en natuurkunde zijn zusterdisciplines, maar ze beschouwen de realiteit vanuit verschillende gezichtspunten. Chemie is de wetenschap van materie, van reacties en van hun samenstelling. In plaats daarvan is natuurkunde de wetenschap van de krachten die de echte wereld beheersen en die grotendeels de voorwaarde (niet de samenstelling) van materie.
Dit verschil van perspectieven kan worden begrepen als we nadenken over de toestanden van materie: de Water Het is samengesteld uit twee chemische elementen waaruit de moleculen bestaan: waterstof en zuurstof (H2O). Dit blijft het geval als het water binnen is vloeibare fase, wanneer bevroren tot de vaste toestand en als het erop aankomt stoom-.
In elk van zijn fysieke toestanden heeft de stof zeer verschillende interne energieniveaus als gevolg van de vibratie van zijn deeltjes in verschillende modi. Er is een fysieke verandering, maar niet een chemische veranderingOmdat, zoals in het voorbeeld van water, ijs en stoom nog steeds dezelfde chemische elementen hebben.
In plaats daarvan, door een chemische reactie van water met a metaal is verkregen oxydeMet andere woorden, de chemische samenstelling van beide stoffen verandert en er wordt een nieuwe verkregen (metaaloxide), zonder dat het water ophoudt vloeibaar te zijn en het ijzer ophoudt vast te zijn, dat wil zeggen zonder de fysieke toestand van de materie te veranderen.