เคมี

เราอธิบายว่าเคมีคืออะไร ประวัติ สาขา และการใช้งาน นอกจากนี้ หลักการของเคมีสมัยใหม่และความสัมพันธ์กับฟิสิกส์

เคมีอธิบายทั้งค่าคงที่และการเปลี่ยนแปลงของสสาร

เคมีคืออะไร?

เคมีเป็นศาสตร์ที่ศึกษาองค์ประกอบ โครงสร้าง Y คุณสมบัติ ของ วัตถุรวมถึงความสัมพันธ์กับ พลังงาน และยัง การเปลี่ยนแปลง ที่สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านการโทร ปฏิกิริยา. เป็นศาสตร์ที่ศึกษา สาร และอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ เช่นเดียวกับพลวัตต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างพวกมัน

เคมีเป็นหนึ่งในสิ่งที่ยิ่งใหญ่ วิทยาศาสตร์ ร่วมสมัยซึ่งมีรูปลักษณ์ที่ปฏิวัติโลกไปตลอดกาล วิทยาศาสตร์นี้ได้เสนอคำอธิบายที่ใช้งานได้จริงและสามารถทดสอบได้สำหรับพฤติกรรมที่ซับซ้อนของวัสดุที่รู้จัก ซึ่งสามารถอธิบายได้ทั้งความคงทนและการเปลี่ยนแปลงของวัสดุ

ในทางกลับกัน ความรู้ทางเคมีมีอยู่ในชีวิตประจำวัน เท่าที่เราใช้สารธรรมชาติและสร้างสารเทียม กระบวนการต่างๆ เช่น การทำอาหาร การหมัก, โลหะวิทยา, การสร้างวัสดุอัจฉริยะและแม้กระทั่งกระบวนการหลายอย่างที่เกิดขึ้นในร่างกายของเราสามารถอธิบายได้ผ่านมุมมองทางเคมี (หรือ ชีวเคมี).

ในทางกลับกัน โดเมนของเคมีอนุญาตให้มีการเกิดขึ้นของ อุตสาหกรรม: การเปลี่ยนแปลงของวัสดุตามความประสงค์ของมนุษย์เพื่อสร้างวัตถุที่มีประโยชน์ (หรือวัสดุที่จำเป็นในการผลิต) ในแง่นี้เป็นหนึ่งในศาสตร์ที่มีผลกระทบมากที่สุดในโลกและใน ประวัติศาสตร์ ของ มนุษยชาติ.

ประวัติเคมี

ในแง่ที่เคร่งครัดประวัติศาสตร์ของเคมีเริ่มต้นขึ้นใน ยุคก่อนประวัติศาสตร์ เมื่อ มนุษย์ เขาเริ่มสนใจวัสดุ การผลิต การทำอาหาร และการอบ การเชื่อมโยงกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของมนุษยชาตินั้นไม่อาจปฏิเสธได้

คำว่า เคมี มาจากภาษาละติน ars chimia ("ศิลปะการเล่นแร่แปรธาตุ") ซึ่งมาจากคำภาษาอาหรับ การเล่นแร่แปรธาตุซึ่งการปฏิบัติเทียมตามหลักวิทยาศาสตร์ของผู้แสวงหาศิลาอาถรรพ์ได้รับการตั้งชื่อเมื่อราวปี พ.ศ. 330 ซึ่งพวกเขาสามารถแปลง ตะกั่ว และโลหะอื่น ๆ ที่เป็นทองคำเพื่อให้เป็นอมตะหรือสัพพัญญู

นักเล่นแร่แปรธาตุกลุ่มแรกเป็นนักวิทยาศาสตร์อิสลามซึ่งเมื่อตะวันตกพรวดพราดเข้าสู่ ความคลั่งไคล้ คริสต์ศาสนิกชน พวกเขาปลูกฝังปัญญาธาตุและวัสดุ เข้าใจว่าเป็นชุดของกายและวิญญาณที่ใช้ เทคนิค ถูกต้องสามารถดัดแปลงหรือเปลี่ยนแปลงได้

ตัวละครลึกลับเหล่านี้เคยถูกเรียกว่า "สารเคมี" (จาก การเล่นแร่แปรธาตุ). อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1661 โดยมีการตีพิมพ์เรื่อง “นักเคมีขี้ระแวง” จากนักวิทยาศาสตร์ชาวไอริช Robert Boyle (1627-1691) คำนี้มีความหมาย (ทางจิตวิญญาณ) ที่ลึกลับน้อยกว่าและเชื่อมโยงกับวิทยาศาสตร์มากขึ้น

ในทางกลับกัน คำจำกัดความของเคมีได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสาขาของเขาเติบโตขึ้นและมีวิวัฒนาการอย่างมาก ละทิ้งวินัยนี้

ราวปี ค.ศ. 1662 คริสโตเฟอร์ กลาเซอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิส (ค.ศ. 1615-1670) ได้นิยามเคมีว่าเป็นศิลปะทางวิทยาศาสตร์ในการละลายร่างกายของวัสดุต่างๆ เพราะในปี ค.ศ. 1730 ชาวเยอรมัน เกออร์ก สตาห์ล (ค.ศ. 1659-1734) เรียกมันว่าศิลปะแห่งการทำความเข้าใจพลวัตของ ส่วนผสม.

Jean-Baptiste Dumas นักเคมีชาวฝรั่งเศส (ค.ศ.1800-1884) นักเคมีชาวฝรั่งเศส (ค.ศ.1800-1884) ได้ให้คำจำกัดความไว้ว่าเป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับแรงระหว่างโมเลกุล แต่วันนี้เราเข้าใจว่ามันเป็นการศึกษาสสารและการเปลี่ยนแปลงตามคำจำกัดความของนักเคมีชื่อดังชาวฮ่องกง Raymond Chang (1939-2017)

อย่างไรก็ตาม เคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ได้ถือกำเนิดขึ้นในศตวรรษที่ 18 เมื่อครั้งแรก การทดลองทางวิทยาศาสตร์ ตรวจสอบได้กับเรื่องที่เกิดขึ้นใน ยุโรป สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการเสนอชื่อ . ในปี 2526 ทฤษฎีอะตอม โดย จอห์น ดาลตัน

ตั้งแต่นั้นมา เคมีได้จุดประกายการค้นพบและการปฏิวัติมากมาย นอกจากนี้ยังส่งผลกระทบอย่างสำคัญต่อวิทยาศาสตร์และสาขาวิชาที่คล้ายคลึงกัน เช่น ชีววิทยา, ที่ ทางกายภาพ และวิศวกรรม

ดิ สหประชาชาติ ประกาศว่าปี 2011 จะเป็นปีสากลแห่งเคมี เพื่อเป็นการยอมรับถึงวิถีทางวิทยาศาสตร์ขนาดมหึมาที่เดินทางและผลกระทบที่ปฏิเสธไม่ได้ที่วินัยนี้มีต่อเรา ชีวิต.

สาขาเคมี

ชีวเคมีช่วยให้เราเข้าใจปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์

เคมีประกอบด้วยสาขาต่างๆ มากมาย เนื่องจากสาขาวิชานี้อยู่ใกล้กับวิทยาศาสตร์และสาขาวิชาต่างๆ ในบรรดาสาขาเหล่านี้คือ:

  • ดิ เคมีอนินทรีย์. ทุ่มเทให้กับการศึกษาเรื่องที่ไม่ได้ประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ สิ่งมีชีวิต หรือกับสารของมัน แต่เหมาะสมที่จะทำให้เกิดรูปแบบของสสารที่ไม่มีชีวิต แตกต่างจากเคมีอินทรีย์ตรงที่ไม่เน้นอะไรเลย องค์ประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง (เช่นเดียวกับเคมีอินทรีย์เกี่ยวกับคาร์บอน)
  • เคมีอินทรีย์ เรียกอีกอย่างว่าเคมีแห่งชีวิตเป็นสาขาเคมีที่เน้น สารประกอบ ที่หมุนรอบคาร์บอนและไฮโดรเจน และส่วนใหญ่เป็นองค์ประกอบที่ทำให้ชีวิตมีองค์ประกอบ
  • ดิ ชีวเคมี. ก้าวไปสู่ชีววิทยา ชีวเคมีเป็นเคมีของร่างกายของสิ่งมีชีวิต สนใจในกระบวนการพลังงานที่ทำให้พวกเขามีชีวิตอยู่ ในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในลักษณะที่เป็นระเบียบในตัวของพวกเขา เซลล์และความรู้ด้านอื่นๆ ที่ช่วยให้เราเข้าใจว่าร่างกายของเราถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร
  • ฟิสิกส์เคมี. หรือที่เรียกอีกอย่างว่า เคมีกายภาพ คือ ศึกษาฐานกายภาพที่รองรับกระบวนการทางเคมีทุกชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องพลังงาน เช่น สาขาวิชาไฟฟ้าเคมี อุณหพลศาสตร์ เคมีและสาขาฟิสิกส์อื่น ๆ (หรือเคมีตามที่คุณเห็น)
  • เคมีอุตสาหกรรม เรียกอีกอย่างว่าเคมีประยุกต์ใช้ความรู้เชิงทฤษฎีของเคมีและนำไปใช้กับการแก้ปัญหาของ ปัญหา ของชีวิตประจำวัน ควบคู่ไปกับวิศวกรรมเคมีเนื่องจากมีความสนใจในการผลิตสารเคมีในเชิงเศรษฐกิจในวัสดุใหม่ ๆ และปัจจุบันเป็นแนวทางในการดำเนินกิจกรรมทางอุตสาหกรรมโดยไม่กระทบต่อ สิ่งแวดล้อม.
  • ดิ เคมีวิเคราะห์. จุดประสงค์พื้นฐานของมันคือเพื่อตรวจจับและหาปริมาณองค์ประกอบทางเคมีที่มีอยู่ในสารที่กำหนด นั่นคือ เพื่อค้นหา วิธีการ และวิธีตรวจสอบว่าสิ่งของทำมาจากอะไรและคิดเป็นเปอร์เซ็นต์
  • เคมีดาราศาสตร์ เขาถอนตัวจากโลกทุกวันเพื่อสนใจ ดวงดาว และองค์ประกอบของมันควบคู่ไปกับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ มันเป็นหนึ่งในสาขาที่เชี่ยวชาญที่สุดของวิทยาศาสตร์อันกว้างใหญ่นี้

ความสำคัญของเคมี

เคมีมีอยู่ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับในชีวิตประจำวันของเรา ด้วยเหตุนี้ เราจึงได้พัฒนาวัสดุที่ซับซ้อนซึ่งปรับให้เข้ากับความต้องการที่หลากหลายของเราตลอดประวัติศาสตร์

จาก โลหะผสม โลหะ ไปจนถึงสารประกอบทางเภสัชวิทยาหรือเชื้อเพลิงเพื่อเพิ่มวิธีการขนส่ง ความรู้เกี่ยวกับ ปฏิกริยาเคมี มันเป็นพื้นฐาน อันที่จริง ต้องขอบคุณเคมีที่ทำให้เราเปลี่ยนแปลงโลกรอบตัวเราให้ดีขึ้นและแย่ลงไปอีก

ในทางกลับกัน เคมีอาจทำให้เรามีความรู้ในการซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจาก ระบบนิเวศ ตลอดประวัติศาสตร์ของเรา

เคมีประยุกต์

เคมีช่วยให้สามารถผลิตวัสดุได้หลายชนิด เช่น เส้นใยสังเคราะห์

เคมีเป็นสาขาหนึ่งของความรู้ของมนุษย์ที่มีการนำไปใช้มากที่สุดในหลายด้านของชีวิต บางส่วนของพวกเขาคือ:

  • ได้รับพลังงาน ต้องขอบคุณการจัดการสารเคมีเช่นเชื้อเพลิงและ ไฮโดรคาร์บอนหรือแม้แต่การปรับนิวเคลียสของอะตอมของธาตุหนักก็สามารถสร้างได้ พลังงานแคลอรี่ ซึ่งจะทำหน้าที่สร้าง พลังงานไฟฟ้า . นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกหรือเทอร์โมนิวเคลียร์
  • การผลิตวัสดุขั้นสูง ต้องขอบคุณเคมี วันนี้จึงมีเส้นใยสังเคราะห์ วัสดุที่ชาญฉลาด และองค์ประกอบอื่นๆ ที่ช่วยให้สามารถผลิตเสื้อผ้าประเภทใหม่ เครื่องมือที่ดีขึ้น และการใช้งานใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงชีวิตมนุษย์
  • เภสัชวิทยา. จับมือกับชีวเคมีและการแพทย์ เคมีช่วยให้การผสมผสานของสารประกอบเพื่อผลิตยาและการรักษาที่ยืดอายุมนุษย์และปรับปรุงคุณภาพ
  • พัฒนาการด้านการเกษตร ผ่านการทำความเข้าใจเคมีของ ดิน, วันนี้ เราสามารถผลิตสารเติมแต่ง ปุ๋ย และสารอื่นๆ ได้ ซึ่งการใช้อย่างถูกต้องจะเปลี่ยนดินที่ไม่ดีเป็น ดิน เหมาะสำหรับปลูกเพื่อต่อสู้กับความหิวโหยและ ความยากจน.
  • การสุขาภิบาลและการปนเปื้อน ด้วยการทำความเข้าใจคุณสมบัติของสารฝาด น้ำยาขจัดคราบไขมัน และการกระทำในท้องถิ่นประเภทอื่นๆ เราสามารถผลิตยาฆ่าเชื้อและน้ำยาทำความสะอาดเพื่อให้มีชีวิตที่มีสุขภาพดีขึ้น และยังให้การรักษาสำหรับความเสียหายต่อระบบนิเวศที่อุตสาหกรรมของเราเองก่อให้เกิดต่อ ระบบนิเวศ.

หลักการเคมีสมัยใหม่

เคมีสมัยใหม่ควบคุมโดยสิ่งที่เรียกว่าหลักการควอนตัม ซึ่งเป็นผลมาจากทฤษฎีอะตอมที่พิจารณาสสารจากระดับความซับซ้อนที่แตกต่างกัน เช่น

  • วัตถุ. สิ่งที่ฉันมี มวล, ปริมาณ และประกอบด้วยอนุภาค สามารถประกอบด้วย สารบริสุทธิ์ หรือสารผสม
  • สารประกอบเคมี. สารเคมีที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีหรืออะตอมมากกว่าหนึ่งชนิด ซึ่งไม่ได้หมายความว่าเป็นสารผสม แต่เป็นสารที่มีโครงสร้างอนุภาคซ้ำการรวมกันขององค์ประกอบที่แตกต่างกันที่เหมือนกัน
  • โมเลกุล. การรวมตัวของอะตอมตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไปในหน่วยขั้นต่ำที่มีฟังก์ชันและคุณสมบัติเฉพาะอันเป็นผลมาจากลักษณะเฉพาะ ตำแหน่งและความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ สารประกอบทางเคมีสามารถลดขนาดโมเลกุลต่ำสุดได้ แต่ถ้าสิ่งเหล่านี้ "แตก" จะไม่มีสารประกอบอีกต่อไปและเราจะมีเพียงอะตอมเท่านั้น นั่นคือชิ้นส่วนขั้นต่ำที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบ
  • อะตอม. อนุภาคที่มองไม่เห็นน้อยที่สุดกอปรด้วย น้ำหนัก, ปริมาตร ความเสถียร และ ค่าไฟฟ้าพวกเขาเป็นอิฐที่ใช้ทำสสาร อะตอมมีจำนวน จำกัด แต่ละประเภทสอดคล้องกับองค์ประกอบทางเคมีที่พิจารณาใน ตารางธาตุ.
  • อนุภาค. อนุภาคที่ประกอบเป็นอะตอมและให้คุณสมบัติของพวกมัน รู้จักสามประเภท: อิเล็กตรอน (ประจุลบ) นิวตรอน (ไม่โหลด) และ โปรตอน (ประจุบวก). อดีตวงโคจรของนิวเคลียสของอะตอมเหมือนเมฆในขณะที่สองอันหลังประกอบขึ้นเป็นนิวเคลียสเองและประกอบขึ้นด้วยอนุภาคย่อยที่เล็กกว่าและอยู่ชั่วคราวที่เรียกว่า ควาร์ก.

เคมีและฟิสิกส์

เคมีไม่ได้เข้าไปแทรกแซงการเปลี่ยนแปลงของรัฐแต่เป็นฟิสิกส์

เคมีและฟิสิกส์เป็นสาขาที่คล้ายคลึงกัน แต่พวกเขาไตร่ตรอง ความเป็นจริง จากมุมมองที่แตกต่างกัน เคมีเป็นศาสตร์แห่งสสาร ปฏิกิริยา และองค์ประกอบ ในทางกลับกัน ฟิสิกส์เป็นศาสตร์แห่งพลังที่ควบคุมโลกแห่งความจริงและกำหนด สภาพ (ไม่ใช่องค์ประกอบ) ของสสาร

มุมมองที่แตกต่างนี้สามารถเข้าใจได้หากเราคิดถึงสถานะของสสาร: น้ำ ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี 2 ชนิดที่ประกอบเป็นโมเลกุล ได้แก่ ไฮโดรเจนและออกซิเจน (H2O) สิ่งนี้จะยังคงอยู่เมื่อน้ำเข้า สถานะของเหลวเมื่อแช่แข็งถึง สถานะของแข็ง และเมื่อมันเดือดลงไป ไอน้ำ.

ในแต่ละสถานะทางกายภาพ สารมีระดับพลังงานภายในที่แตกต่างกันมากอันเป็นผลมาจากการสั่นสะเทือนของอนุภาคในโหมดต่างๆ มีอา การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพแต่ไม่ใช่ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเนื่องจากในตัวอย่างของน้ำ น้ำแข็งและไอน้ำยังคงมีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน

โดยส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีของน้ำด้วย a โลหะ ได้รับ ออกไซด์กล่าวอีกนัยหนึ่ง องค์ประกอบทางเคมีของสารทั้งสองเปลี่ยนไปและได้สารใหม่ (เมทัลออกไซด์) โดยที่น้ำหยุดเป็นของเหลวและเหล็กหยุดเป็นของแข็ง กล่าวคือ โดยไม่เปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพของสสาร

!-- GDPR -->