Ժամանակի սկզբից մարդկանց հետաքրքրում էր իրենց շրջապատող ամեն ինչի կազմը, կառուցվածքը և փոխազդեցությունը: Այս գիտելիքը համակցված է մեկ գիտության՝ քիմիայի մեջ։ Հոդվածում մենք կքննարկենք, թե ինչ է դա, քիմիայի բաժինները և այն ուսումնասիրելու անհրաժեշտությունը:
Ի՞նչ է քիմիան և ինչու՞ ուսումնասիրել այն:
Քիմիան բնական գիտության մի քանի ոլորտներից մեկն է՝ նյութերի գիտությունը։ Նա սովորում է:
- նյութերի կառուցվածքը և կազմը;
- աշխարհի տարրերի հատկությունները;
- նյութերի փոխակերպումներ, որոնք կախված են դրանց հատկություններից;
- փոփոխություններ նյութի բաղադրության մեջ քիմիական ռեակցիայի ժամանակ;
- օրենքներ և նյութերի փոփոխությունների օրինաչափություններ:
Քիմիան դիտարկում է բոլոր տարրերը ատոմային և մոլեկուլային կազմով: Այն սերտորեն կապված է կենսաբանության և ֆիզիկայի հետ։ Կան նաև գիտության շատ ոլորտներ, որոնք սահմանամերձ են, այսինքն՝ ուսումնասիրվում են, օրինակ, և՛ քիմիան, և՛ ֆիզիկան։ Դրանք ներառում են՝ կենսաքիմիա, քվանտային քիմիա, քիմիական ֆիզիկա, երկրաքիմիա, ֆիզիկական քիմիա և այլն։
Գրականության մեջ քիմիայի հիմնական ճյուղերն են՝
- Օրգանական քիմիա.
- Անօրգանականքիմիա.
- Կենսաքիմիա.
- Ֆիզիկական քիմիա.
- Անալիտիկ քիմիա.
Օրգանական քիմիա
Քիմիան կարելի է դասակարգել ըստ ուսումնասիրված նյութերի՝
- անօրգանական;
- օրգանական.
Ուսումնասիրության առաջին ոլորտը կքննարկվի հաջորդ պարբերությունում: Ինչո՞ւ է օրգանական քիմիան առանձնացվել որպես առանձին բաժին։ Քանի որ այն զբաղվում է ածխածնի միացությունների և նյութերի ուսումնասիրությամբ, որոնցում այն ներառված է։ Այսօր հայտնի է մոտ 8 միլիոն նման միացություն։
Ածխածինը կարող է համակցվել շատ տարրերի հետ, բայց ամենից հաճախ փոխազդում է հետևյալի հետ՝
- թթվածին;
- ածխածին;
- ազոտ;
- մոխրագույն;
- մանգան;
- կալիում.
Նաև տարրն առանձնանում է երկար շղթաներ ձևավորելու ունակությամբ։ Նման կապերն ապահովում են մի շարք օրգանական միացություններ, որոնք կարևոր են կենդանի օրգանիզմի գոյության համար։
Օրգանական քիմիա առարկայի նպատակներն ու մեթոդները.
- առանձին առանձին և հատուկ նյութերի մեկուսացում բույսերից և կենդանի օրգանիզմներից, ինչպես նաև բրածո հումքից:
- նյութերի միացությունների մաքրում և սինթեզ;
- բնության մեջ նյութի կառուցվածքի որոշում;
- Քիմիական ռեակցիայի ընթացքի, դրա մեխանիզմների, առանձնահատկությունների և արդյունքների ուսումնասիրություն;
- օրգանական նյութի կառուցվածքի և դրա հատկությունների միջև հարաբերությունների և կախվածության որոշում:
Օրգանական քիմիայի թեմաները ներառում են՝
- Պոլիմերների քիմիա կամ մակրոմոլեկուլային միացությունների քիմիա։ Գիտության ոլորտը, որզբաղվում է պոլիմերների քիմիական և ֆիզիկաքիմիական հատկությունների և դրանց ստացման համար օգտագործվող սկզբնական ռեակտիվների ուսումնասիրությամբ։
- Դեղագիտություն. Գիտության ճյուղ, որն ուսումնասիրում է բուժիչ նյութերը և դրանց ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա։
Անօրգանական քիմիա
Անօրգանական քիմիայի բաժինը զբաղվում է ածխածին չպարունակող բոլոր նյութերի բաղադրության, կառուցվածքի և փոխազդեցությունների ուսումնասիրությամբ։ Այսօր կան ավելի քան 400 հազար անօրգանական նյութեր։ Գիտության այս բաժնի շնորհիվ ապահովված է ժամանակակից տեխնոլոգիաների համար նախատեսված նյութերի ստեղծումը։
Անօրգանական քիմիայի նյութերի ուսումնասիրությունը և ուսումնասիրությունը հիմնված են պարբերական օրենքի, ինչպես նաև Դ. Ի. Մենդելեևի պարբերական համակարգի վրա։ Գիտական ուսումնասիրություններ՝
- պարզ նյութեր (մետաղներ և ոչ մետաղներ);
- բարդ նյութեր (օքսիդներ, աղեր, թթուներ, նիտրիտներ, հիդրիդներ և այլն):
Գիտության խնդիրներ.
- որոնում և մշակում նոր նյութեր ստեղծելու ուղիներ, որոնք կունենան անհրաժեշտ հատկություններ;
- մյուս տարրերի հետ արձագանքելու ունակության կառուցվածքի փոխհարաբերությունների ուսումնասիրություն;
- խառնուրդների մաքրման տեխնոլոգիաների մշակում և կատարելագործում;
- որոնել տարրերի սինթեզման նոր մեթոդներ։
Ֆիզիկական քիմիա
Ֆիզիկական քիմիան քիմիայի ամենածավալուն ճյուղն է։ Նա զբաղվում է նյութերի կառուցվածքի, կառուցվածքի և փոխակերպումների ընդհանուր օրենքների ուսումնասիրությամբ՝ օգտագործելով ֆիզիկայի մեթոդները։ Սրա համար տեսական ևփորձարարականներ։
Ֆիզիկական քիմիան ներառում է գիտելիքներ.
մասին
- մոլեկուլների կառուցվածքը;
- քիմիական թերմոդինամիկա;
- քիմիական կինետիկա;
- կատալիզ.
Ֆիզիկական քիմիայի բաժինները հետևյալն են.
- Էլեկտրաքիմիա - հաղորդիչների մեջ պրոցեսների ուսումնասիրություն։
- Ֆոտոքիմիան ուսումնասիրում է լույսի ազդեցության տակ քիմիական փոխակերպումները:
- Մակերևույթի երևույթների ֆիզիկաքիմիա.
- Ճառագայթային քիմիա - իոնացնող ճառագայթման գործողությամբ առաջացած գործընթացների ուսումնասիրություն;
- Կոլոիդ քիմիա - ուսումնասիրություն համակարգերի և երևույթների, որոնք տեղի են ունենում միջերեսում:
- Քվանտային քիմիան ուսումնասիրում է նյութերի կառուցվածքը, հատկությունները, ռեակցիաները՝ հիմնված քվանտային մեխանիկայի վրա:
- Բյուրեղաքիմիա - գիտություն բյուրեղային կառուցվածքների մասին;
- Ջերմաքիմիան քիմիայի այն ճյուղն է, որն ուսումնասիրում է ջերմային գործողությունները՝ ֆիզիկաքիմիական պարամետրերի փոխհարաբերությունները։
- Ատոմի կառուցվածքի ուսմունք.
- Ուսուցում մետաղների կոռոզիայի (օքսիդացման) մասին։
- Քիմիական կինետիկա - արտաքին պայմաններից կախված քիմիական ռեակցիաների ուսումնասիրություն:
- Լուծումների վարդապետություն.
- Միջուկային քիմիա - զբաղվում է միջուկային ռեակցիաների և դրանցում տեղի ունեցող գործընթացների ուսումնասիրությամբ։
- Ձայնային քիմիան ուսումնասիրում է ազդեցությունները, որոնք առաջանում են հզոր ակուստիկ ալիքների ազդեցության ժամանակ:
Անալիտիկ քիմիա
Անալիտիկ քիմիան քիմիայի այն ճյուղն է, որը մշակում է քիմիական անալիզի տեսական հիմքերը։ Գիտությունը մշակում է հայտնաբերման, տարանջատման, հայտնաբերման մեթոդներև քիմիական միացությունների որոշում և նյութերի քիմիական կազմի որոշում։
Անալիտիկ քիմիան կարելի է դասակարգել՝ կախված լուծվող առաջադրանքներից՝
- Որակական վերլուծություն - որոշում է, թե ինչ նյութեր կան նմուշում, դրանց ձևն ու էությունը:
- Քանակական վերլուծություն - որոշում է բաղադրիչների պարունակությունը (կոնցենտրացիան) փորձարկման նմուշում:
Եթե ցանկանում եք վերլուծել անհայտ նմուշը, ապա նախ կիրառվում է որակական վերլուծություն, իսկ հետո՝ քանակական: Դրանք իրականացվում են քիմիական, գործիքային և կենսաբանական մեթոդներով։
Կենսաքիմիա
Կենսաքիմիան քիմիայի այն ճյուղն է, որն ուսումնասիրում է կենդանի բջիջների և օրգանիզմների քիմիական կազմը, ինչպես նաև նրանց կյանքի հիմնական քիմիական գործընթացները։ Գիտությունը բավականին երիտասարդ է և գտնվում է կենսաբանության և քիմիայի խաչմերուկում:
Կենսաքիմիան զբաղվում է այսպիսի միացությունների ուսումնասիրությամբ.
- ածխաջրեր;
- լիպիդներ;
- սպիտակուցներ;
- նուկլեինաթթուներ.
Կենսաքիմիայի բաժիններ:
- Ստատիկ կենսաքիմիա - ուսումնասիրում է օրգանիզմների քիմիական կազմը և նրանց մոլեկուլների կառուցվածքը (սպիտակուցներ, ամինաթթուներ, նուկլեինաթթուներ, լիպիդներ, վիտամիններ և այլն):
- Ֆունկցիոնալ կենսաքիմիա - ուսումնասիրում է հիմնական քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում մարմնի օրգանների և համակարգերի աշխատանքի ընթացքում:
- Դինամիկ կենսաքիմիան ուսումնասիրում է նյութափոխանակության ընթացքում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաները:
Քիմիական տեխնոլոգիա
ՔիմիականՏեխնոլոգիան քիմիայի մի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է բնական նյութերի մշակման տնտեսապես և էկոլոգիապես մաքուր մեթոդները՝ դրանց սպառման և արտադրության մեջ օգտագործելու համար։
Գիտությունը բաժանվում է.
- Օրգանական քիմիական տեխնոլոգիա, որը զբաղվում է հանածո վառելիքի վերամշակմամբ, սինթետիկ պոլիմերների, թմրանյութերի և այլ նյութերի արտադրությամբ։
- Անօրգանական քիմիական տեխնոլոգիա, որն զբաղվում է հանքային հումքի վերամշակմամբ (բացառությամբ մետաղի հանքաքարի), թթուների, հանքային պարարտանյութերի և ալկալիների արտադրությամբ։
Քիմիական ճարտարագիտության մեջ կան բազմաթիվ գործընթացներ (խմբաքանակային կամ շարունակական): Նրանք բաժանված են հիմնական խմբերի.
- հիդրոմեխանիկական:
- քիմիական;
- մեխանիկական;
- զանգվածային փոխանցում;
- ջերմային.
Հետաքրքիր է իմանալ քիմիա (փաստեր)
Որոշ քիմիական գործընթացների ընթացքը և որոշ նյութերի հատկությունները անսովոր հետաքրքրություն են ներկայացնում մարդկանց համար:
Ահա դրանցից մի քանիսը.
- Գալիում. Սա հետաքրքիր նյութ է, որը հակված է հալվելու սենյակային ջերմաստիճանում: Կարծես ալյումինի. Եթե գալիումի գդալը թաթախեն հեղուկի մեջ 28 աստիճան Ցելսիուսից բարձր ջերմաստիճանում, այն կհալվի և կկորցնի իր ձևը։
- Մոլիբդեն. Այս նյութը հայտնաբերվել է Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ։ Նրա հատկությունների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել նյութի բարձր ամրությունը։ Ավելի ուշ դրանից պատրաստվել է լեգենդար Big Bertha թնդանոթը։ Նրա տակառը կրակելիս գերտաքացումից չի դեֆորմացվել,ինչը հեշտացրել է ատրճանակի օգտագործումը։
- Ջուր. Հայտնի է, որ մաքուր ջուր H2O բնության մեջ չի հանդիպում։ Իր հատկությունների շնորհիվ այն կլանում է այն ամենը, ինչ գալիս է իր ճանապարհին։ Հետևաբար, իսկապես մաքուր հեղուկ կարելի է ձեռք բերել միայն լաբորատորիայում։
- Նաև հայտնի է ջրի ևս մեկ առանձնահատուկ հատկություն՝ նրա արձագանքը շրջակա աշխարհի փոփոխություններին: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ մեկ աղբյուրից ստացված ջուրը տարբեր ազդեցության տակ (մագնիսական, միացված երաժշտությամբ, մարդկանց կողքին) փոխում է իր կառուցվածքը։
- Մերկապտան. Դա քաղցր, դառը և թթու համերի համադրություն է, որը հայտնաբերվել է գրեյպֆրուտի ուսումնասիրությունից հետո։ Հաստատվել է, որ մարդն այս համը նկատում է 0,02 նգ/լ կոնցենտրացիայի դեպքում։ Այսինքն՝ 100 հազար տոննա ջրի ծավալի համար բավական է ավելացնել 2 մգ մերկապտան։
Կարելի է ասել, որ քիմիան մարդկության գիտական գիտելիքների անբաժանելի մասն է։ Նա հետաքրքիր է և բազմակողմանի: Քիմիայի շնորհիվ է, որ մարդիկ հնարավորություն ունեն օգտվելու ժամանակակից աշխարհի բազմաթիվ առարկաներից։
