✅Що таке хімія

 У цьому циклі статей я постараюся розповісти в простій і доступній формі про таку науку, як хімія. Ці уроки будуть корисні як студентам, так і школярам, а так само будь-яким іншим людям, які раптово захотіли освіжити свої знання. Спочатку я розповім про те, що таке хімія, що вивчає ця наука, розповім про метод дослідження, а потім ми зробимо захоплюючу уявну подорож, яке почнеться від нашого робочого столу і приведе… та куди завгодно воно може привести. Думка і уява безмежні. Ми заглянемо в хімічні лабораторії, в надра землі, в мікросвіт атомів і молекул, в космос, на дно морське і ще багато куди.

І так, що ж таке хімія? Вікіпедія дає ось таке визначення:

Хімія – це одна з найважливіших і великих областей природознавства, наука про речовини, їх склад і будову, їх властивості, що залежать від складу і будови, їх перетвореннях, що ведуть до зміни складу — хімічних реакцій, а також про закони і закономірності, яким ці перетворення підкоряються.

Якщо говорити простими словами, то хімія – це наука про речовини. Власне, про те, що одним речовини можуть перетворюватися в інші, люди знали ще з давніх часів. Спочатку хімії ніякої не було. Та й взагалі науки не було. Але люди, тим не менш, спостерігали за явищами навколишнього світу і як то систематизували наведені факти, що б потім використовувати в повсякденному житті.

Зокрема, люди помітили, що при горінні вогню з дерева утворюється вугілля й зола, що вода замерзає при охолодженні, а при зворотному нагріванні лід тане, що з руди можна отримувати метали і плавити їх. Гончарна справа, виготовлення скла, парфумерія, були відомі ще до нашої ери. Набагато пізніше з’явилася алхімія. Люди бачили, що одні речовини перетворюються в інші. “Значить”, – думали вони, -“можна якимось чином із заліза отримати золото”.

Ядерної фізики тоді ще не було, і така думка здавалася людям логічною. Ось вони і проводили різні експерименти, іноді попутно роблячи відкриття. Поступово накопичилося багато практичного і теоретичного матеріалу, і хімія стала самостійною наукою. Ще пізніше стало відомо молекулярну будову речовини, а так само склад самих молекул.

Хімія ділиться на органічну і неорганічну.

Багато хто помилково думають, що відмінність органічної і неорганічної хімії в тому, що Неорганічна хімія займається речовинами неживої природи, а органічна – живий. Насправді ж межа між живим і неживим дуже хитка і розпливчаста. Зокрема, в організмі людини міститися такі речовини, які практично будь-яка людина сміливо віднесла би до неживої природи – залізо, фосфор, сірка, і навіть олово! І ці речовини не просто міститися в організмі, а виконують в ньому дуже багато різних життєво важливих функцій. З іншого боку, багато речовин, які, здавалося б, належить до неживої природи, є органічними. Наприклад, пластмаса, Нафта і нафтопродукти та інше. Так в чому ж різниця між органікою і неорганікою?

Неорганічна хімія – це наука про хімічні елементи та їх неорганічні сполуки. Сполуки вважаються органічними, якщо в них присутній вуглець, за винятком деяких найпростіших сполук, які традиційно вважаються неорганічними.

Органічна хімія. Цей розділ вивчає так звані органічні сполуки, сполуки на основі вуглецю. Річ у тому, що на відміну від інших елементів вуглець здатний утворювати безліч дуже складних сполук з іншими елементами, багато з яких так чи інакше пов’язані з живою природою.

Що ж входить в коло питань, які вивчає хімія?

По-перше, це вивчення різноманіття різних речовин, закономірності їх взаємодії і властивості. По-друге, це будова речовин, внутрішні пристрої їх молекул. Яким чином все це вивчається? Є ряд методів:

  • Найдавніший спосіб – смішити різні речовини і дивитися, що буде.
  • Складні речовини можна розкласти на більш прості, аж до окремих хімічних елементів і на основі цього визначити їх склад. правда, такий спосіб не дає інформації про просторову структуру молекул.
  • Спектральний аналіз. Суть цього методу полягає в тому, що речовина взаємодіє з електромагнітним випромінюванням, найчастіше ІЧ-діапазону (інфрачервоне випромінювання). Це вивчення при поглинанні збуджує коливальні і обертальні рівні молекул. Опорними даними є число, частота і інтенсивність коливань молекули, пов’язаних зі зміною дипольного моменту (ІЧ-спектроскопія) або поляризованість (КР-спектроскопія). Методи дозволяють встановити наявність певних функціональних груп в молекулі. Часто використовуються і для того, щоб підтвердити ідентичність досліджуваної речовини з деякою вже відомою речовиною шляхом порівняння спектрів.
  • Метод ядерно магнітного резонансу. Заснований на взаємодії ядер, що володіють власним магнітним моментом (спіном) і поміщених у зовнішнє постійне магнітне поле, з електромагнітним випромінюванням радіочастотного діапазону. Один з головних методів, який може бути використаний для визначення хімічної структури. Метод використовують також для вивчення просторової будови молекул, динаміки молекул.
  • 5. Інші різні методи.

Ну а тепер зробимо уявну подорож. Але спочатку озирніться. Що ви перед собою бачите? Може бути ви бачите комп’ютер. Стола. Якщо стіл дерев’яний, то в його основі така речовина, як целюлоза. Це полімер. Тобто речовина, молекули якого являють собою довгий ланцюжок.

Що з цього приводу можна сказати? До складу молекули входить вуглець, кисень і водень. Кисень входить, до речі, до складу повітря, яким ми дихаємо і який навколо нас. І, тепер саме час сказати про те, що бувають чисті речовини (які складаються з однакових молекул), і змести, які складаються з різних молекул. Повітря – це суміш, в його склад входить:

  • Кисень
  • Нітроген
  • Вуглекислий газ
  • деякі інші речовини.

Найбільше в складі повітря азоту.

Посилання на основну публікацію