شیمی بر هر بخش از زندگی ما تأثیر می گذارد. تا به حال فکر کرده اید که چرا پیاز باعث گریه شما می شود یا یخ روی آب شناور می شود؟ پیاز شما را به گریه می‌اندازد، زیرا پیاز یک ماده تحریک‌کننده شیمیایی تولید می‌کند که غدد اشکی چشم را تحریک می‌کند و در نتیجه اشک‌ها را آزاد می‌کند. یخ روی آب شناور است زیرا چگالی آن کمتر از آب است. بسیاری از این سوالات توسط علم شیمی پاسخ داده می شود.
در این درس در مورد آن صحبت خواهیم کرد
شیمی شاخه ای از علم است که مطالعه می کند همه چیز از چه چیزی ساخته شده است و چگونه کار می کند. این مطالعه موادی است که بدن ما و هر چیزی را در دنیای اطراف ما تشکیل می دهند. دانشمندانی که در شیمی تخصص دارند، شیمیدان نامیده می شوند.
شیمی تقریباً بر هر چیزی که می بینیم و هر عملی که انجام می دهیم تأثیر می گذارد. شیمی توضیح می دهد که چرا یک کیک در اجاق بالا می آید، چگونه ما غذا را هضم می کنیم و آن را به انرژی تبدیل می کنیم، چگونه بنزین باعث می شود موتور ماشین کار کند، چگونه آتش بازی ها رنگ خود را می گیرند، و غیره. شیمی هر بخش از زندگی ما را تحت تاثیر قرار می دهد. درست از لباس هایی که می پوشیم، غذایی که می خوریم، داروهایی که مصرف می کنیم و محصولاتی که در خانه استفاده می کنیم - همه چیز محصول شیمی است.
شیمی به جهان در دو سطح نگاه می کند - ماکروسکوپی و میکروسکوپی.
در تصویر بالا، در سطح ماکروسکوپیک، آب را در اقیانوس، کوه های یخ و هوا می بینیم. به سه شکل مختلف جامد، مایع و گاز وجود دارد. در سطح میکروسکوپی، شیمیدانان بررسی خواهند کرد که چرا آب به این سه شکل مختلف وجود دارد، خواص هر شکل چیست و چگونه یک شکل با اشکال دیگر متفاوت است. شیمیدانان ابتدا آزمایشاتی را در سطح ماکروسکوپی مشاهده و انجام می دهند و سپس توضیحاتی ارائه می دهند که ماهیت میکروسکوپی دارند.
به عنوان مثال، وقتی قطعات زنگ زده یک دوچرخه یا تیر آهنی را می بینیم، شاهد تغییر ظاهر فیزیکی هستیم. این سطح ماکروسکوپی است. هنگامی که تمایل داریم بفهمیم داخل آن چه اتفاقی می افتد که آهن را در معرض اکسیژن و آب هوا تبدیل به زنگ می کند، اطلاعات میکروسکوپی در مورد زنگ زدگی را مطالعه می کنیم.
مطالعه شیمی مدرن شاخه های زیادی دارد، اما می توان آن را به طور کلی به پنج حوزه اصلی مطالعه تقسیم کرد. در زیر به این موارد پرداخته شده است.
شاخه شیمی به روابط بین خواص فیزیکی مواد و ترکیب شیمیایی و تبدیل آنها می پردازد. بر تجزیه و تحلیل مواد، توسعه روش‌هایی برای آزمایش و توصیف خواص مواد، توسعه نظریه‌ها در مورد این خواص، و کشف استفاده بالقوه از مواد تمرکز دارد. مواردی مانند سرعت واکنش های شیمیایی، انتقال انرژی که در واکنش ها رخ می دهد یا ساختار فیزیکی مواد در سطح مولکولی را مطالعه می کند.
این شاخه ای از شیمی است که شامل مطالعه خواص، ساختار، واکنش ها و ترکیبات مواد حاوی کربن و هیدروژن است که ترکیبات آلی نیز نامیده می شوند. کربن یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین است و قادر است تعداد بسیار زیادی از مواد شیمیایی را تشکیل دهد. ترکیبات آلی اساس تمام حیات روی زمین را تشکیل می دهند. میلیون ها ترکیب آلی وجود دارد که هر روز می توان آنها را به شکل پلاستیک، نفت، الیاف، لباس، غذا و دارو مشاهده کرد.
این برعکس شیمی آلی است. این مطالعه تشکیل، سنتز و خواص مواد شیمیایی است که حاوی کربن نیستند. مواد شیمیایی غیر آلی عموماً در سنگ ها و کانی ها یافت می شوند. نمونه هایی از ترکیبات معدنی عبارتند از کلرید سدیم، اسید سولفوریک و دی اکسید سیلیکون.
مطالعه ترکیب یک ماده است. از ابزارهای پیچیده برای جداسازی، شناسایی و تعیین کمیت اجزای ناشناخته یک ماده شیمیایی استفاده می کند. مثلاً تعیین کلسترول یا هموگلوبین خون.
این مطالعه مواد و فرآیندهای شیمیایی است که در موجودات زنده رخ می دهد. زیست شناسی و شیمی را با هم ترکیب می کند. به شیمی زندگی می پردازد. کربوهیدرات ها، لیپیدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک انواع اصلی مواد بیولوژیکی مورد مطالعه در بیوشیمی هستند. به عنوان مثال، مطالعه فرآیندهای سلولی برای درک وضعیت بیماری تا بتوان درمان بهتری ایجاد کرد.
مطالعه شیمی مدرن را می توان به دو نوع تحقیق - خالص و کاربردی تقسیم کرد.
شیمی محض بر مطالعه چیزی برای کسب دانش صرف تمرکز دارد. به سؤالات اساسی مانند "گازها چگونه رفتار می کنند؟" پاسخ می دهد. این در درجه اول برای پیشرفت درک بشر از شیمی انجام می شود. به عنوان مثال، مطالعه خواص اکسیژن، ساختار مولکولی الیاف پنبه یا ابریشم و غیره.
شیمی کاربردی بر استفاده از دانش موجود از اصول و تئوری های شیمی برای پاسخ به یک سوال خاص یا حل یک مشکل واقعی تمرکز دارد. به عنوان مثال، استفاده از دانش نفت و گاز طبیعی برای یافتن راه هایی برای بهره وری بهتر سوخت، فرسودگی و پارگی کمتر، و انتشار کمتر.
شیمی محض که به «چگونه»، «چه» و «چرا» چیزها نگاه می‌کند، می‌تواند به شیمی کاربردی، که کاربرد دانش شیمی ما است، اطلاع دهد. در واقع، بدون دانش به دست آمده از شیمی محض، ممکن است پیشرفت های زیادی که از شیمی کاربردی حاصل شده باشد نداشته باشیم.
