אחד ההיבטים החשובים ביותר שיש לקחת בחשבון במונחים של מה כימיה מתמקדת בהם הוא הפיכת חומרים לאחרים, המתייחסת אליו חקר תגובות כימיות, מדוע ואיך הם קורים.
בכימיה, אנו יכולים לצפות כיצד ידע שנרכש על חומר משמש לזיהויו בקלות וקביעת שימושיו תוך שימוש באמצעי בטיחות מתאימים. ההרכב, התכונות והטרנספורמציות של החומר הם המוקד העיקרי של הכימיה, כמו גם ניתוח חלקיקים, הכוחות המחזיקים אותם יחד והאינטראקציות השונות המעצבות את מבני החומרים.
מהי כימיה?
כימיה היא מדע ניסיוני שלומד את הרכב, את מבנה ו - תכונות החומר, כמו גם השינויים שהוא עשוי לעבור ו- כוח קשור לשינויים אלה. במילים אחרות, זה עוסק ב- חומרים שמרכיבים את העולם סביבנו, של חלקיקים שמרכיבים אותם ומהשונים אינטראקציות שיכול להתרחש ביניהם.
כִּימִיָה צורתו ואופן יישומו השתנו רבות אם משווים את זה שהיה נהוג בו כימאים נודעו כאלכימאים, מכיוון שהמדע של ימינו הוא אמפירי ומדויק הרבה יותר ממה שהיה בעבר, וזה הושג בזכות ההתקדמות הטכנולוגית שבתורה הושתלה תהליכי מחקר מדעיים ושיטותיו.
כִּימִיָה ממקד את לימודיו בעניין העולם והיקום באופן כללי, מטרותיה העיקריות הן נכסים, חוקות y טרנספורמציות מחקר זה בוחן את התכונות שיכולות להיות לחומר בסביבות שונות ותחת גורמים שיכולים להשפיע על מבנהו, על מנת להשיג הבנה מדויקת של תפקודו ומגבלותיו בהתאמה. זה כולל מוצקים, נוזלים וגזים בסביבתנו היומיומית, כמו גם חומרים הקיימים ביצורים חיים או אפילו בגופים שמימיים.
כל התהליכים הללו קיבלו את השם תגובה כימיתוכפי שניתן לראות, הכימיה מבוססת על חקר התגובות הללו, אשר הובילו כימאים לנסח שאלות שונות והולידו ספקות חדשים כגון מדוע קורות תגובות כימיות? y איך יוצרים תגובה כזו? לכן, ברוב המעבדות הכימיות, ניתן לצפות כיצד נערכו ניסויים בחומרים שונים, לערבב אותם כדי להשיג את התגובות הרצויות ולנתח את האנרגיה המשתחררת או נספגת בתהליך.
מדע זה כה עצום ומכיל כל כך הרבה מידע שאם אדם ינסה ללמוד את כל התוכן שנלמד עד כה, הוא עלול להגיע לתוצאה ההפוכה מהרצויה, ולהפוך לאוטומט המסוגל לפתור בעיות שכבר נפתרו, אך אינו מסוגל להגיב לבעיה חדשה. זו הסיבה שחינוך כימיה מודרני מתמקד כל כך ב... להבין עקרונות כמו בפיתוח כישורי פתרון בעיות חדשים באמצעות השיטה המדעית.
כימיה נחשבת ל המדע הנפוץ ביותר כיוםהסיבה לכך היא שהיא מאפשרת ייצור של מאות מוצרים מבוקשים, ולכן דורשת ייצור וייצור מסיביים. המוצרים המבוקשים ביותר המיוצרים בתהליכים כימיים כוללים מוצרי ניקוי, קוטלי חרקים, אנטיביוטיקה, פלסטיק, קוסמטיקה, דלקים, דשנים, צבעים וחומרים מתקדמים., בין יתר.
כימיה כיום נלמדת בצורה גמישה לחלוטין, כך שאנשי המקצוע של המחר יוכלו להתמודד ביתר קלות עם הבעיות שעלולות להתעורר. כימאי עתידי חייב להיות מסוגל לנהל את המינוח, להבין את התנהגות פיזיקלית-כימית של חומר, כדי לדעת את סוגים עיקריים של תגובות כימיות, ליצור קשרים בין הרכב, מבנה y תגובתיותהשתמש בבטחה מעבדה ולהעריך את השפעה סביבתית של חומרים ותהליכים.
מה בדיוק חוקרת כימיה?
כאשר נתעמק במה בדיוק חוקרת הכימיה, נוכל לומר שמדע זה עוסק ברמות שונות של ארגון חומר, מהגדולה ביותר ועד הקטנה ביותר:
- מאטריהחומר: כל דבר שיש לו מסה ותופס מקום. כימיה חוקרת כיצד חומר מסווג ל... חומרים טהורים (יסודות ותרכובות) ו תערובותכמו גם מצבם הפיזי והשינויים שלהם.
- תרכובות כימיותחומרים המכילים יותר מיסוד כימי אחד בפרופורציות קבועות. כימיה מנתחת כיצד נוצרות תרכובות אלה, כיצד הן מיוצגות (נוסחאות כימיות) ואילו תכונות יש להן.
- מולקולות: קבוצות של שני אטומים או יותר המחוברים על ידי קשרים כימייםלכל מולקולה יש תכונות ספציפיות התלויות בסוג האטומים, במספרם ובאופן שבו הם מסודרים במרחב.
- אטומיםיחידות בסיסיות של היסודות הכימיים. כימיה חוקרת את מבנה פנימי (אלקטרונים, פרוטונים ונייטרונים), התצורות האלקטרוניות שלהם וכיצד אלה קובעות את הריאקטיביות והתכונות המחזוריות של היסודות.
- חלקיקים תת - אטומייםאלקטרונים, פרוטונים ונייטרונים, כמו גם חלקיקים קטנים עוד יותר. כימיה מודרנית, הנתמכת על ידי פיזיקת קוונטים, משלבת מושגים אלה כדי להסביר תופעות כגון... קישורים, ספקטרום אטומי והתנהגות החומרים.
בנוסף, כימיה חוקרת את תגובה כימיתתגובות הן תהליכים שבאמצעותם חומר התחלתי אחד או יותר (מגיבים) הופכים לחומרים שונים (תוצרים). כמה דוגמאות יומיומיות הן... בעירה של נייר, את חמצון ברזל או היווצרות אמוניה מ חנקן ומימןכל תגובה כרוכה ב ארגון מחדש של אטומים וחילופי דברים כוחזה מאפשר לנו להסביר תופעות מגוונות כמו נשימה תאית, קורוזיה של מתכות או תפקודן של סוללות.
אטימולוגיה של המילה "Química"
למעשה, כפי שניתן לראות בהיסטוריה של התפתחות המדע הזה, המילה מגיעה מהשם שניתן לו בדרך כלל בימי קדם, "אלכימיה", אשר היה שונה במקצת ממה שחוקרי הכימיה כיום, שכן ניתן היה לצפות בתוכו בכמה תחומים אחרים, כמו, למשל, ה- מֵטַלוּרגִיָה, את פיזיקהרפואה מסורתית או אפילו היבטים פילוסופיים ואזוטריים.
לפני הרנסנס, אלכימאים נקראו לעתים קרובות לצאת לרחובות כימאיםאבל רק מאוחר יותר החלו לקרוא לזה כימיה למדע שהם עסקו בו, שכעת מנותק מהמרכיב המיסטי שלו ומתמקד ב שיטות ניסיוניותמדידות קפדניות וניסוח חוקים.
המקור המדויק של המילה "כימיה" עדיין אינו ברור, עקב פרשנויות שונות למשמעותה. עם זאת, קהילה גדולה מסכימה על הגדרה שנראית הגיונית יותר מאחרות, וקובעת כי זה מגיע מהמילה היוונית khymos או khumus, שפירושה "מיץ" או "מסחטת מיצים".רומז לרעיון של חילוץ מהותם של חומרים, דבר שמתאים היטב למה שחוקרת הכימיה כיום.
אחד המונחים שגם עוררו חומר למחשבה מגיע מהערבית, ממילה המבוטאת "אל-קימיה"אבל יש גם הרבה ספקולציות שזה נובע מ" כימי, קימי o חאםאילו היו דרכי ההתייחסות אל מצריםלכן, תרגום לספרדית יהיה "אמנות מצרים". בכל המקרים, הרעיון של א אמנות שינוי החומר, מושג שיהפוך מאוחר יותר למדע קפדני.
שינויים במשמעות של "כימיה"
כפי שנצפה לאורך מאמר זה, המילה כימיה השתנתה ללא הרף, ולא רק האופן שבו דיברו ציוויליזציות בזמנן משפיע על המשמעויות, אלא גם האופן שבו המדע עצמו התפתח, משום שמה שחוקרת כימיה נצפה מנקודות מבט שונות במשך שנים רבות.
כאשר המונח כימיה שימש לראשונה על ידי רוברט בויל, אשר הפיץ זאת ברחבי 1661זה היה ידוע כמדע שחקר את עקרונות של גופים מעורביםרק שנה לאחר מכן, צצו הגדרות חלופיות שתפסו זאת יותר כ... אמנות מעשית להמיס ולחבר מחדש חומרים. במשך יותר ממאה שנה, כימיה נחשבה במידה רבה לאמנות ניסיונית.
בסוף המאה ה-18 ולאורך המאה ה-19, הכימיה החלה לקבל קפדנות מדעית רבה יותר; בערך 1830 הרעיון שזהו מדע שחקר את חוקים ותכונות של מולקולותמאוחר יותר, במאה ה-20, בסביבות 1947 ההגדרה גובשה על ידי הדגשת חקר ה- חומרים הכוללים את המבנה שלהם, התגובות שמשנה אותם ותכונותיהם. מסוף המאה ה-20 ועד ימינו (לדוגמה, מ 1988 (מאותו רגע ואילך) הורחב המושג כך שיכלול גם חומר והתחומים המרובים הקשורים אליו, תוך שילוב כלים מפיזיקה קוונטית, תרמודינמיקה וקינטיקה.
כך, המונח עבר מחזון מיסטי ומעשי (אלכימיה) לתפיסה שיטתית ורב-תחומית המשלבת כיום שיטות מתמטיות, ניסיוניות וחישוביות.
ענפים עיקריים של הכימיה
כימיה היא תחום כה רחב, עד שכדי ללמוד אותה בצורה מסודרת, היא חולקה למספר תחומי עניין. סניפים או התמחויותכל אחד מהם מתמקד בסוג של חומר, ברמת ארגון או ביישום ספציפי, אך כולם קשורים זה בזה.
כימיה אורגנית
La כימיה אורגנית או כימיה של פחמן מחקרים תרכובות פחמןהיא אחראית על המחקר של ה חומר אורגני, כלומר, תרכובות אורגניות של יצורים חיים וחומרים סינתטיים רבים: פחמן, מימן, חמצן, חנקן ויסודות אחרים היוצרים שרשראות וטבעות. הודות לענף זה, אנו מתכננים סמים, פלסטיק, צבעים, דטרגנטים ואינספור חומרים הקיימים בחיי היומיום.
כימיה אנאורגנית
La כימיה אנאורגנית הוא חוקר יסודות ותרכובות שאינם מורכבים בעיקר משרשראות פחמן, כגון מתכות, מינרלים, מכירות, תחמוצות ועוד חומרים קרמייםזהו מפתח להבנת ה קורוזיה, היווצרות של סגסוגות, הסינתזה של פיגמנטים והתנהגותם של זרזים מתכתיים, בין יישומים אחרים.
כימיה כללית
השיחה כימיה כללית ללמוד את חוקים, כללים, תיאוריות ועקרונות בסיסיים אחרים המסבירים את ההתנהגות וההרכב של חומר ואנרגיה. זה כולל נושאים כגון מבנה אטומי, את טבלה מחזורית, קשר כימי, גז, soluciones ו סטוכיומטריה, ומשמש כבסיס לכל שאר הענפים.
כימיה יישומית ותעשייתית
La כימיה יישומית זהו ענף שמטרתו להשתמש ב- ידע מדעי לפיתוח תחומים רבים. היא מבקשת לשלב את עקרונות הכימיה בחיי היומיום שלנו ומתייחסת לבעיות קונקרטיות, הקשורות למדעים אחרים כגון כימיה פיזיקלית, את בִּיוֹכִימִיָה, את פטרוכימיה, את אגרוכימיקלים o גיאוכימיה.
קשור קשר הדוק אליו הוא ה- כימיה תעשייתית, אשר התפתחה בסביבה עסקית ומחפשת רווחיות כלכלית וסביבתית אופטימלית במחיר סביר. ענף זה עוסק בשיטות לייצור ריאגנטים כימיים בכמויות גדולותלתכנן תהליכים בטוחים, יעילים וברי קיימא יותר ויותר, וליישם את כימיה ירוקה כדי להפחית פסולת ופליטות.
בִּיוֹכִימִיָה
La בִּיוֹכִימִיָה ללמוד את הרכב, אינטראקציות ו - תגובה כימית ברמה המולקולרית של אורגניזם חיזה מתמקד בהבנת אופן פעולתם תהליכים מטבוליים, איך זה מאחסן ומעביר מידע גנטיאיך זה מיוצר אנרגיה בתאים ואיך ביומולקולות אוהבות חלבונים, ליפידים, פחמימות y חומצות גרעין.
פיזיקווקימיקה
La כימיה פיזיקלית או כימיה פיזיקלית חוקרת את ההיבטים מִבנִי y נִמרָץ של מערכות כימיות. זה מסתמך על חוקי ה פיזיקה כדי להסביר תופעות כגון תרמודינמיקה כימית (אנרגיה וספונטניות של תגובות), ה- קינטיקה כימית (מהירות תגובה), ה אלקטרוכימיה (תאים, סוללות, קורוזיה) ו- כימיה קוונטית (התנהגות אלקטרונית של אטומים ומולקולות).
כימיה אנליטית
La כימיה אנליטית מטרתו הבסיסית היא לזהות e להזדהות היסודות והתרכובות הקיימים בדגימה, כמו גם לכמת אותםמפתח שיטות לגלות מאיזה דברים עשויים ובאיזה יחס. זה חיוני ב בקרת איכות של מזון, תרופות, מים, אדמה, דלקים וכמעט כל מוצר שחייב לעמוד בתקנות.
כימיה גרעינית
La כימיה גרעינית ללמוד את טרנספורמציות בגרעין האטומים, טבעיים וגם מושרים. נתח את תגובות גרעיניותהתנהגותם של חומרים רַדִיוֹאַקטִיבִי, הייצור של איזוטופוס שימושי ברפואה ובשחרור של אנרגיה גרעינית, עם יישומים בייצור חשמל, אבחון רפואי וטיפול.
אסטרוכימיה והתמחויות אחרות
La אסטרוכימיה הוא מתרחק מעולם היומיום כדי להתעניין ב ההרכב הכימי של גופים שמימיים והתהליכים הכימיים המתרחשים בחלל, באמצעות אסטרופיזיקה. התמחויות נוספות כוללות אגרוכימיקלים (דשנים, חומרי הדברה, קרקעות), ה- גיאוכימיה (הרכב הסלעים והמינרלים), ה כימיה של חומרים (פולימרים, חומרים חכמים, ננו-חומרים) או ה- כימיה סביבתית (זיהום, טיפול במים ואוויר).
החשיבות של הכימיה בחיים של ימינו
כימיה יכולה להיות מקצוע מפחיד עבור אנשים רבים, משום שבשל מורכבותו, זהו אחד התארים הקשים ביותר להשלמה תוך כדי לימודים, שכן לא כולם נהנים ממנו. עם זאת, איזה לימודי כימיה ומה שזה מרמז הוא חשוב מאוד להתפתחות החיים כפי שאנו מכירים אותם כיום.
רוב תהליכי ייצור מוצרים רבים המשמשים כיום מדי יום דורשים תהליכים כימיים על מנת שיבוצעו. ביניהם, ניתן להבחין בכל הדברים הבאים: מוצרי ניקוי מוצרים לבית, טיפוח כלי רכבקוסמטיקה ופריטים אחרים היגיינה אישית. גם הם מזון מעובד הם עוברים בקרות כימיות כדי להבטיח את שלומם ושימורם.
אפילו לייצור מוצרים של מתכת חומרים דומים כמו אבץ, ברזל, כסף וזהב, בין היתר, דורשים גם הם תהליכים כימיים מכיוון שיש לשנות את צורותיהם המקוריות. דוגמאות למוצרים מסוג זה כוללות... טבעות, מפתחות, כליםכיסאות, שולחנות, כוסות, סכו"ם ועוד. כולם עוברים שלבים של טָהֳרָה, סַגסוֹגֶת, טיפולי חום o ציפויים אשר נועדו הודות לכימיה.
פלסטיק הוא אחד החומרים הנפוצים ביותר בחיים של ימינוזה הוכח כשימושי מאוד, למרות מחאות מצד אנשים רבים הטוענים כי ביקוש גבוה גרם לזיהום סביבתי מוגזם, מכיוון שכמעט בלתי אפשרי להתפרק במהירות. כימיה עובדת כעת על פיתוח של ביו פלסטיקה, פולימרים ניתנים למחזור ותהליכים של מיחזור כימי כדי למתן בעיה זו.
ב עולם האופנה ניתן גם לצפות בתהליכים אלה, שכן אפילו חומרים כמו פלסטיק החלו לצבור חשיבות בייצור בגדים ופריטים אחרים, כמו גם במגזר ה... טכנולוגיההסיבה לכך היא שרוב הטלפונים הניידים, הטאבלטים, המחשבים והמחשבים הניידים מכילים פלסטיק ופולימרים מתקדמים אחרים בין החומרים שלהם. יתר על כן, הם משמשים סיבים סינטטיים מהונדסים כימית לשיפור ביצועים אתלטיים, נוחות או סיבולת.
La medicina כימיה היא אחד התחומים החשובים ביותר בחיי האדם, שכן היא האמצעי שבאמצעותו אנו מתמודדים עם מחלות שעלולות אף לגרום למוות. הודות ללימודי הכימיה, הצלחנו לזהות חומרים ולתפעל אותם כדי להפוך אותם ל... תרופות המשמשים לטיפול בפתולוגיות, פיתוח חיסונים, ליצור חומרי הרדמה, אנטיביוטיקה וטיפולים מתקדמים המאריכים ומשפרים את איכות החיים.
רק דמיינו יום אחד בלי כימיה בחיי אדם. זה יהיה כל כך נורא שאפילו לקום ולצחצח שיניים כדי להתחיל את היום יהיה בלתי אפשרי, מכיוון ש... משחת שיניים זה דורש תהליכים כימיים כדי להיות מיוצר. לא יהיה סבון, חומר ניקוי, דלק עבור תחבורה, חשמל אמין, חומרי בניין, תרופות וגם לא מזון שנשמר בבטחה.
מהי מטרת הכימיה בחברה?
לכימיה תפקיד מהותי, הן בגלל המקום שהיא תופסת ב... מַדָעֵי הַטֶבַע באשר שלך חשיבות כלכלית ו - נוכחות בכל מקום בחיי היומיוםכמה מתרומותיו הבולטות ביותר הן:
- ייצור אנרגיהבאמצעות מניפולציה של דלקים, פחמימנים ותגובות גרעיניות, נוצרת אנרגיה תרמית וחשמלית המפעילה בתים, תעשיות ואמצעי תחבורה.
- ייצור חומרים מתקדמיםסיבים סינתטיים, חומרים חכמים, גבישים נוזליים, פולימרים מיוחדים ותרכובות המאפשרים ייצור מ מסכי LCD למעלה פאנלים סולאריים o שתלים רפואיים.
- פיתוח תרופותכימיה מאפשרת לנו להבין כיצד תרופות מקיימות אינטראקציה עם הגוף, לסנתז תרכובות חדשותכדי לשפר את יעילותו ולהפחית את תופעות הלוואי.
- שיפור חקלאיבאמצעות לימוד ה- כימיה של הקרקע תוכננו דשנים, חומרי הדברה y שיטות שימור שעוזרות להגביר את ייצור המזון ולהילחם ברעב.
- חיטוי וניקויבזכות חומרי חיטוי, דטרגנטים ותהליכים... טיהור מים וטכנולוגיות טיהור שפכיםבריאות הציבור מוגנת ונעשים מאמצים לתקן חלק מהנזקים האקולוגיים שנגרמו מפעילות אנושית.
הקשר בין כימיה לתחומים אחרים ולמסלולי קריירה
כימיה קשורה קשר הדוק למדעים אחרים כמו פיזיקה (אשר חוקרת את הכוחות והאנרגיה המשפיעים על החומר), ה ביולוגיה (אשר מסתמך על כימיה כדי להסביר תהליכים חיוניים), ה- גיאולוגיה (הרכב הסלעים והמינרלים) או ה הנדסה (עיצוב תהליכים ומוצר). זו הסיבה שתארים אוניברסיטאיים רבים משלבים בסיס כימי חזק.
תחומים קשורים כוללים מדעי ביו-רפואה, את הנדסה כימית, את הנדסת תהליכים, את ביוטכנולוגיה, את בִּיוֹכִימִיָה, את הנדסת תעשייה o גיאולוגיהבכולם, הכימיה תורמת שיטות אנליטיות, הבנה של תגובות וקריטריונים לתכנון חומרים, תהליכים וטכנולוגיות בטוחים ויעילים יותר.
בוגר כימיה יכול לעבוד ב מגזר תעשייתי (ייצור, בקרת איכות, פיתוח מוצרים במגזרים כגון מזון, תרופות, פטרוכימיה, קוסמטיקה, חומרים, אלקטרוניקה, ניקיון או סביבה), ב תחום המחקר (מעבדות ציבוריות ופרטיות, מרכזי מחקר ופיתוח) או ב הוראההן בחינוך התיכון והן באוניברסיטה. הם יכולים גם לבצע משימות הקשורות ל בטיחות כימית, את ניהול סביבתי o רגולציה של מוצרים.
בסך הכל, הכימיה מציגה את עצמה כ אמנות גילוי סודות החומר וכלי חיוני להתמודדות עם אתגרים כגון קיימות סביבתית, את אבטחת מזון, את סאלוד או פיתוח טכנולוגיות חדשות, המראות שבלעדי כימיה אי אפשר להבין את העולם כפי שאנו מכירים אותו או להתקדם לעבר עולם טוב יותר.