Хімія - біологія

хімія ([çeˈmi:]; центральна та північнонімецька також [ʃeˈmi:]; південнонімецька: [keˈmi:]) - це природознавство, яке займається структурою, властивостями та перетворенням речовин. Порції речовини містять або атоми (наприклад, метали, такі як залізо), молекули (наприклад, леткі речовини, такі як вода), або іони (наприклад, солі, такі як кухонна сіль). Електронні оболонки, що містяться в атомах, молекулах та іонах, і особливо процеси в них під час хімічних реакцій мають велике значення.

Центральними поняттями хімії є хімічні реакції та хімічні зв’язки. Хімічні реакції змінюють хімічні зв’язки: вони можуть утворюватися і розриватися. Ймовірність розташування електронів в електронних оболонках речовин, що беруть участь у реакції, і, отже, їх властивості змінюються. Виробництво речовин із властивостями, необхідними людству, є центральним питанням хімії сьогодні.

Хімія традиційно поділяється на підгалузі. Найважливішими з них є органічна хімія, яка вивчає вуглецевмісні сполуки, неорганічна хімія, яка має справу з елементами періодичної системи та їх сполуками, та фізична хімія, яка займається фундаментальними явищами, на яких базується хімія.

Хімія в її сучасному вигляді як точна наука поступово виникла в 17-18 століттях завдяки застосуванню раціональних міркувань, заснованих на спостереженнях та експериментах алхімії. Одними з перших великих хіміків були Роберт Бойл, Хамфрі Дейві, Йонс Якоб Берцеліус, Джозеф Луї Гей-Люссак, Джозеф Луї Пруст, Марі, Антуан Лавуазьє та Юстус фон Лібіх. Хімія, для давньоєгипетської kemi “Чорна [земля] сягає своїм корінням в Єгипет. У той час освічених людей хвилювало питання, чому прибережні регіони, що використовуються для рільництва, дозволяють виробляти значно більше їжі після повені Нілу, ніж до повені. Тож вони дослідили чорну грязь, що випала від потопу.

Хімічна промисловість - одна з найважливіших галузей промисловості. Він виробляє речовини, властивості яких потрібні сучасним людям для виготовлення повсякденних предметів (наприклад, основних хімічних речовин, пластмас, фарб), харчових продуктів (наприклад, добрив та пестицидів) або для поліпшення здоров'я (наприклад, фармацевтичних препаратів).

Походження слова

Позначення хімія виникла з грецької χημεία хімея "[Мистецтво металу] ливарне виробництво" у значенні "перетворення". Сьогоднішній правопис хімія ймовірно, вперше був введений Йоганом Йоахімом Ланге в 1750–1753 [1] і замінив слово, яке існувало з 17 століття на початку 19 століття Хімі, це, мабуть, спрощення та переосмислення виразу, задокументованого ще з 13 століття алхімія "Мистецтво видобутку золота" було, що, у свою чергу, має неоднозначну етимологію (для конотацій порівняйте етимологію слова Алхімія [2]: Слово, ймовірно, коріняється в арабській мові аль-кімія, що серед іншого може означати "Філософський камінь", можливо, з давньогрецької χυμεία хімея "Gießung" або з коптського/давньоєгипетського kemi "Чорна [е земля]", порівняйте також Kemet).

Загальні

Хімія має справу з властивостями елементів та сполук, з можливими перетвореннями однієї речовини в іншу, робить прогнози щодо властивостей раніше невідомих сполук, забезпечує методи синтезу нових сполук та методи вимірювання для розшифровки хімічного складу невідомих зразків.

Хоча всі речовини складаються з порівняно небагатьох "типів будівельних блоків", а саме приблизно від 80 до 100 із 118 відомих елементів, різні комбінації та розташування елементів призводять до кількох мільйонів дуже різних сполук, які в свою чергу мають такі різні форми речовини, як вода, пісок, рослина і нарощувати тканини тварин або пластмаси (наприклад, ПВХ). Тип складу в кінцевому рахунку визначає хімічні та фізичні властивості речовин і, таким чином, робить хімію великою наукою.

Досягнення в різних підгалузях хімії часто є неодмінною передумовою нових знань в інших дисциплінах, особливо в галузі біології та медицини, а також у галузі фізики та техніки. Крім того, вони часто дають змогу зменшити виробничі витрати на багато промислових товарів. Наприклад, вдосконалені каталізатори призводять до швидших реакцій і тим самим економлять час та енергію в промисловості. Нещодавно виявлені реакції або речовини можуть замінити старі, а тому також представляють інтерес для науки та промисловості.

Для медицини хімія незамінна при пошуку нових ліків та у виробництві ліків.
Інженерні науки часто шукають спеціально виготовлені матеріали, залежно від застосування (легкі матеріали для авіабудування, міцні та еластичні будівельні матеріали, напівпровідники високої чистоти ...). Їх синтез - одне із завдань хімії.
Наприклад, у фізиці для проведення експериментів часто потрібні високочисті речовини, виробництво яких вимагає спеціальних методів синтезу.

Економічне значення хімії

Хімічна промисловість - особливо в Німеччині - є дуже важливою галуззю економіки: у Німеччині оборот хімічної промисловості перевищує 100 мільярдів євро, кількість працівників становила понад 700 000 після возз'єднання Німеччини і зараз опустилася нижче 500 000. З одного боку, він виробляє основні хімічні речовини, такі як сірчана кислота або аміак, часто в кількості мільйонів тонн на рік, які потім використовує, наприклад, для виробництва добрив та пластмас. З іншого боку, хімічна промисловість виробляє багато складних речовин, включаючи активні фармацевтичні інгредієнти (ліки) та пестициди (пестициди), спеціально виготовлені для спеціального застосування. Виробництво комп'ютерів, паливно-мастильних матеріалів для автомобільної промисловості та багатьох інших технічних виробів також неможливе без хімічних речовин, що виготовляються промисловим способом.

Хімія в повсякденному житті

Хімічні реакції у повсякденному житті відбуваються, наприклад, під час варіння, випікання або смаження, і саме складні перетворення, що відбуваються тут, сприяють типовому смаку їжі. Їжа хімічно розщеплюється на свої компоненти під час власних процесів розпаду в організмі, а також перетворюється в енергію. Горіння - це легко спостерігається хімічна реакція.

Фарбування волосся, двигуни внутрішнього згоряння, дисплеї мобільних телефонів, миючі засоби, добрива, фармацевтика та багато іншого. м. є подальшими прикладами застосування хімії у повсякденному житті.

У повсякденному житті термін "хімія" часто використовується в обмеженому значенні як абревіатура "продукт хімічної промисловості", наприклад у Хімчистка: Це очищає текстиль (синтетичними) розчинниками. Сам процес очищення зазвичай являє собою розчинення забруднення (наприклад, плями жиру) у розчиннику і, отже, не хімічний процес (перетворення речовини) у власне розумінні, а фізичний процес (розчинення). Натомість розчинення вапняних плям оцтом або лимонним соком, яке іноді хвалять як «очищення без хімічних речовин», є хімічним процесом, оскільки твердий карбонат кальцію (вапно) перетворюється кислотами в розчинні солі кальцію та гідрокарбонат або вуглекислий газ.

навчання

Шкільні уроки

→ Основна стаття: Урок хімії (до змісту) та дидактика хімії (до концепції)

Завданням уроків хімії є надання уявлення про матеріальний склад, групи речовин та матеріальні процеси в природі. Перетворення речовини в живій та неживій природі також базуються на хімічних реакціях, і їх слід визнати такими. Подібним чином, передача наукових знань має створити розуміння сучасної технології та позитивного ставлення до неї, оскільки хімія, зокрема, зробила значний внесок у покращення умов життя людей завдяки впровадженню нових продуктів. Нарешті, але не менш важливим є те, що уроки хімії також служать для виховання студентів як відповідальних споживачів. З цієї причини він розроблений відповідно до навчальних планів та педагогічних концепцій (хімічна дидактика).

робота

Можна пройти навчання хімічного лаборанта в компанії та професійному училищі за так званою дуальною системою. Ще одним учнівством для роботи в хімічній лабораторії є хіміко-технічний асистент (CTA). Технолог-хімік (також технолог хімічної та фармацевтичної галузі або колишній кваліфікований працівник хімічної галузі) є професійною підготовкою працівників хімічної промисловості

Багато університетів пропонують ступінь хіміка. Більшість хіміків закінчують ступінь доктора наук.

хобі

Виконання хімічних експериментів у рамках захоплення хімією є широко розповсюдженим видом дозвілля.

Репутація хімії

Наступний розділ недостатньо забезпечений супровідними документами (наприклад, індивідуальними доказами). Тому ці дані, можливо, незабаром будуть видалені. Будь ласка, допоможіть Вікіпедії, дослідивши інформацію та додавши вагомі докази. Детальніше можна отримати на сторінці обговорення або в історії версій. Нарешті, видаліть цей попереджувальний знак.
Погана репутація хімії в німецькій громадськості (чи існує достовірне опитування?); "Багато експертів" (яких?) - 3 березня, 03:22, 14 січня 2012 (CET)

Хімія має відносно погану репутацію серед німецької громадськості - також через хімічні катастрофи та екологічні скандали [3] [4]. Однак це також базується на здавалося б відокремленій, часом незрозумілій мові, а також на власній мові формул хімічних сполук та рівнянь реакцій [4] .

Багато експертів не вважають, що це виправдано з огляду на переваги та загальне значення хімії, оскільки в Європі, серед іншого, суворе законодавство (Закон про хімічні речовини, Постанова про небезпечні речовини) гарантує в основному безпечне поводження з хімічними речовинами. З метою покращення іміджу хімії 2003 рік був оголошений Ріком хімії різними спонсорськими організаціями. 2011 рік ООН проголосив "Міжнародним роком хімії" (у співпраці з ЮНЕСКО та IUPAC). [5]

історія

Хімія в античності складалася з накопичених практичних знань про процеси перетворення речовини та натурфілософських поглядів античності. Хімія в середні віки виникла з алхімії, яка практикується в Китаї, Європі та Індії протягом тисячоліть.

Алхіміки займались удосконаленням металів (виробництвом золота з інших неблагородних металів), а також пошуками ліків або панацеєю від хвороб. Для виробництва золота, зокрема, алхіміки шукали еліксир (філософський камінь, філософський камінь), який би перетворив неблагородні (“хворі”) метали на благородні (“здорові”) метали. Медична галузь алхімії також шукала еліксир, еліксир життя, ліки від усіх хвороб, що в кінцевому підсумку також подарує безсмертя. Однак жоден алхімік ніколи не відкривав філософський камінь чи еліксир життя.

До кінця 16 століття світ ідей алхіміків, як правило, базувався не на наукових дослідженнях, а на фактах досвіду та емпіричних рецептах. Для досягнення своїх цілей алхіміки проводили найрізноманітніші експерименти над багатьма речовинами. Вони робили нотатки своїх відкриттів і використовували ті самі символи, що були поширені в астрології. Таємничий характер їхньої діяльності та часто вигадувані кольорові полум'я, дим чи вибухи означали, що їх знали як фокусників та відьмаків, а іноді переслідували. Для своїх експериментів алхіміки розробили те саме обладнання, яке використовується і сьогодні в хімічній інженерії.

Відомим алхіміком був Альберт Магнус. Як священик, він займався цим комплексом тем і в своїх експериментах знайшов новий хімічний елемент - миш’як. Лише з Парацельсом алхімія змінилася з більш емпіричної на більш експериментальну науку, яка стала основою сучасної хімії.

Хімія в наш час отримала вирішальні імпульси як наука в 18-19 століттях: вона базувалася на процесах вимірювань та експериментах - використанні шкал і доказовості гіпотез і теорій про речовини та перетворення речовин.

Робота Юстуса фон Лібіга щодо способу дії добрив заснувала сільськогосподарську хімію та надала важливе розуміння неорганічної хімії. Пошук синтетичного замінника барвника індиго для фарбування текстилю став пусковим механізмом для новаторських розробок в галузі органічної хімії та фармації. До початку 20 століття Німеччина мала абсолютний пріоритет в обох сферах. Цей провід у знаннях дозволив, наприклад, добувати вибухівку, необхідну для ведення Першої світової війни, за допомогою каталізу з азоту в повітрі, а не з імпортованих нітратів (див. Процес Габера-Боша).

Зусилля націонал-соціалістів щодо самодостатності дали хімії як науці подальші імпульси. Щоб стати незалежним від імпорту сирої нафти, були розроблені процеси зрідження кам'яного вугілля (синтез Фішера-Тропша). Іншим прикладом стала розробка синтетичного каучуку для виробництва автомобільних шин.

Сьогодні хімія стала важливою складовою культури життя. Хімічні продукти оточують нас скрізь, не знаючи про це. Однак аварії у великій хімічній промисловості, такі як Севесо та Бхопал, дали хімії дуже негативний імідж, тому гасла типу "Відійди від хімії!" Можуть стати дуже популярними.

Дослідження розвинулися на рубежі 20 століття до такої міри, що поглиблені дослідження будови атома належать вже не до галузі хімії, а до атомної фізики чи ядерної фізики. Тим не менше, ці дослідження дали важливе уявлення про природу хімічного метаболізму та хімічного зв'язку. Інші важливі імпульси надходили від відкриттів у квантовій фізиці (електронно-орбітальна модель).

Відомі хіміки

Важливі хіміки (хронологічні) (відсортовані за датою народження)
Видатні хіміки (за алфавітом)
Значні хіміки (категорії) (відсортовані за предметною областю, там за алфавітом)
Список лауреатів Нобелівської премії з хімії

Предмети

З традиційних причин хімія поділяється на органічну та неорганічну хімії, фізична хімія була додана приблизно в 1890 році.

З часу синтезу сечовини Фрідріха Велера в 1828 р., Під час якого органічна речовина сечовина отримувалась з неорганічної сполуки цианату амонію, межі між речовинами неживої («неорганічні» речовини) та живої природи (органічні речовини) стиралися. Живі істоти також виробляють велику кількість неорганічних речовин, тоді як майже всі органічні речовини можна виробляти в лабораторії.

Збережено традиційне, але також довільне розмежування неорганічної та органічної хімії. Одна з причин полягає в тому, що органічна хімія багато в чому визначається молекулою, але неорганічна хімія часто визначається іонами, кристалами, складними сполуками та колоїдами. Іншим є те, що механізми реакції та структури речовин в неорганічній та органічній речовині різняться багато в чому.

Інша можливість полягає у розділенні хімії відповідно до цільового напрямку на досліджувальну, «розкладаючу» аналітичну хімію та конструктивну, орієнтовану на продукт препаративну або синтетичну хімію. У педагогічній практиці в університетах аналітична хімія часто представляється як предмет, тоді як препаративна хімія розглядається в контексті органічної або неорганічної хімії.

Звичайно, є й інші предметні галузі, але описані тут покликані дати приблизний огляд.

Загальна хімія

Загальна хімія відноситься до основ хімії, які важливі майже у всіх хімічних підгалузях. Таким чином, він представляє концептуальну основу всієї хімії: будова атома, періодична система елементів (ПСЕ), хімічний зв’язок, основи стехіометрії, кислоти, основи та солі та хімічні реакції.

На відміну від інших наукових дисциплін, хімія використовує термін technicus «загальна хімія» (не існує «загальної фізики»). У цьому відношенні загальна хімія є початком кожного більш уважного вивчення хімії.