Химия — как её понять и с чего начать изучение предмета » Химия»

Химия (от греческого χημε?α khemeia значения « алхимия ») является наукой о материи на атомы в молекулярный масштаб, дело в первой очереди с коллекциями атомов, такие , как молекулы, кристаллы и металлы . Химия занимается составом и статистическими свойствами таких структур, а также их преобразованиями и взаимодействиями, чтобы стать материалами, встречающимися в повседневной жизни. Химия также занимается пониманием свойств и взаимодействий отдельных атомов с целью применения этих знаний на практике. Согласно современной химии, физические свойства материалов обычно определяются их структурой на атомном уровне, которая сама определяется межатомными силами по предмету химия. (Подробнее о химии: natalibrilenova.ru/reshenie-zadach-po-himii/

Что такое химия

Химию часто называют «центральной наукой», потому что она соединяет другие науки, такие как физика , материаловедение, нанотехнологии, биология , фармация, медицина , биоинформатика и геология . Эти связи формируются через различные суб дисциплины, в которых используются концепции из нескольких научных дисциплин. Например, физическая химия включает применение принципов физики к материалам на атомном и молекулярном уровне.

Химия относится к взаимодействиям материи . Эти взаимодействия могут происходить между двумя материальными веществами или между материей и энергией , особенно в сочетании с Первым законом термодинамики. Традиционная химия включает взаимодействия между веществами в химических реакциях, когда одно или несколько веществ становятся одним или несколькими другими веществами. Иногда эти реакции вызваны энергетическими (энтальпийными) соображениями, например, когда два высокоэнергетических вещества, такие как элементарный водород и кислород, вступают в реакцию с образованием воды, обладающей меньшей энергией. Химическим реакциям может способствовать катализатор, который обычно представляет собой другое химическое вещество, присутствующее в реакционной среде, но неизрасходованное (например, серная кислота, катализирующая электролиз воды) или нематериальное явление (такое как электромагнитное излучение в фотохимических реакциях). Традиционная химия также занимается анализом химических веществ как в реакции, так и вне ее, например, в спектроскопии.

Вся обычная материя состоит из атомов или субатомных компонентов, из которых состоят атомы; протоны, электроны и нейтроны. Атомы могут быть объединены для образования более сложных форм материи, таких как ионы, молекулы или кристаллы . Структура мира, с которым мы обычно сталкиваемся, и свойства вещества, с которым мы обычно взаимодействуем, определяются свойствами химических веществ и их взаимодействием. Сталь тверже железа, потому что ее атомы связаны в более жесткую кристаллическую решетку. Древесина горит или подвергается быстрому окислению, поскольку она может самопроизвольно вступать в химическую реакцию с кислородом при температуре выше определенной .

Вещества обычно классифицируют по их энергии или фазе, а также по химическому составу. Три фазы вещества с низкой энергией — это твердое тело, жидкость и газ . Твердые тела имеют фиксированные структуры при комнатной температуре, которые могут противостоять гравитации и другим слабым силам, пытающимся их переупорядочить, благодаря их прочным связям. Жидкости имеют ограниченные связи, не имеют структуры и текут под действием силы тяжести. Газы не имеют связей и действуют как свободные частицы. Другой способ рассматривать три фазы — по объему и форме: грубо говоря, твердые тела имеют фиксированный объем и форму, жидкости имеют фиксированный объем, но не фиксированную форму, а газы не имеют ни фиксированного объема, ни фиксированной формы.

Химия и её история

Корни химии восходят к явлению горения. Огонь был мистической силой, которая превращала одну субстанцию ??в другую и поэтому представляла первостепенный интерес для человечества. Именно огонь привел к открытию железа и стекла . После того, как золото было обнаружено и стало драгоценным металлом, многие люди заинтересовались поиском метода, который мог бы превратить другие вещества в золото. Это привело к протонауке под названием алхимия . Алхимия практиковалась во многих культурах на протяжении всей истории и часто содержала смесь философии, мистицизма и протонауки ( см. Алхимия ).

Алхимики открыли множество химических процессов, которые привели к развитию современной химии. По мере развития истории наиболее известные алхимики (особенно Гебер и Парацельс) развили алхимию от философии и мистицизма и разработали более систематические и научные подходы. Первым алхимиком, который, как считалось, применил научный метод к алхимии и отделил химию от алхимии, был Роберт Бойль (1627–1691); однако химия в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, была изобретена Антуаном Лавуазье с его законом сохранения массы в 1783 году. Открытия химических элементов имеют долгую историю, кульминацией которой стало создание периодической таблицы химических элементов. Дмитрий Менделеев.

Нобелевская премия по химии создана в 1901 году дает превосходный обзор химического обнаружения в течение последних 100 лет. В начале 20 века была раскрыта субатомная природа атомов, и квантовая механика начала объяснять физическую природу химической связи. К середине 20-го века химия достигла такой степени, что стала способной понимать и предсказывать аспекты биологии, порождающие область биохимии.

Химическая промышленность представляет собой важную экономическую деятельность. Объем продаж 50 крупнейших мировых производителей химической продукции в 2004 году составил 587 миллиардов долларов США, с рентабельностью 8,1% и расходами на исследования и разработки 2,1% от общего объема продаж химической продукции.

Какая бывает химия

Химия обычно делится на несколько основных дисциплин. Есть также несколько основных междисциплинарных и более специализированных областей химии.

• Аналитическая химия — это анализ образцов материалов для понимания их химического состава и структуры. Аналитическая химия включает в себя стандартизированные экспериментальные методы в химии. Эти методы могут использоваться во всех разделах химии, за исключением чисто теоретической химии.
• Биохимия — это изучение химических веществ, химических реакций и химических взаимодействий, происходящих в живых организмах . Биохимия и органическая химия тесно связаны, как в медицинской химии или нейрохимии. Биохимия также связана с молекулярной биологией и генетикой .
• Неорганическая химия — это изучение свойств и реакций неорганических соединений. Различие между органическими и неорганическими дисциплинами не является абсолютным, и есть много общего, особенно в суб-дисциплине металлоорганической химии.
• Органическая химия — это изучение структуры, свойств, состава, механизмов и реакций органических соединений. Органическое соединение определяется как любое соединение на основе углеродного скелета.
• Физическая химия — это изучение физических и фундаментальных основ химических систем и процессов. В частности, для физиков-химиков интересны энергетика и динамика таких систем и процессов. Важные области исследования включают химическую термодинамику, химическую кинетику, электрохимию, статистическую механику и спектроскопию. Физическая химия во многом перекликается с молекулярной физикой. Физическая химия предполагает использование исчисления при выводе уравнений. Обычно это связано с квантовой химией и теоретической химией.
• Теоретическая химия — это изучение химии с помощью фундаментальных теоретических рассуждений (обычно в рамках математики или физики ). В частности, применение квантовой механики к химии называется квантовой химией . После окончания Второй мировой войны развитие компьютеров позволило систематически развить вычислительную химию , то есть искусство разработки и применения компьютерных программ для решения химических проблем. Теоретическая химия во многом пересекается с (теоретической и экспериментальной) физикой конденсированного состояния и молекулярной физикой. По сути из Редукционизм: теоретическая химия — это просто физика, точно так же, как фундаментальная биология — это просто химия и физика.
• Ядерная химия — это изучение того, как субатомные частицы объединяются и образуют ядра. Современная трансмутация — важный компонент ядерной химии, а таблица нуклидов — важный результат и инструмент в этой области.

Другие области включают астрохимию, химию атмосферы, химическую инженерию, химиоинформатику, электрохимию, химию окружающей среды, химию потоков, геохимию, зеленую химию, историю химии, материаловедение, медицинскую химию, молекулярную биологию, молекулярную генетику, нанотехнологии, металлоорганическую химию, нефтехимию. , Фармакология, фотохимия, фитохимия, химия полимеров, химия твердого тела, сонохимия, супрамолекулярная химия, химия поверхности и термохимия.

Поддержка программы чтения с экрана включена.