化学は私たちの生活のあらゆる領域に影響を与えます。なぜタマネギで泣くのか、氷が水に浮くのか、不思議に思ったことはありませんか?タマネギは涙腺を刺激して涙を出す化学的刺激物を生成するため、タマネギはあなたを泣かせます.氷は水よりも密度が低いため、水に浮きます。そのような多くの質問は、化学の科学によって答えられます。
このレッスンでは、
化学は、すべてが何でできていて、どのように機能するかを研究する科学の一部門です。それは私たちの体と私たちの周りの世界のすべてを構成する材料の研究です.化学を専門とする科学者は化学者と呼ばれます。
化学は、私たちが目にするほとんどすべてのものと、私たちがとるすべての行動に影響を与えます。化学は、ケーキがオーブンで膨らむ理由、食べ物を消化してエネルギーに変換する方法、ガソリンで自動車のエンジンを動かす方法、花火がどのように色を付けるかなどを説明します。化学は私たちの生活のあらゆる領域に関係しています。私たちが着る服、食べる食べ物、服用する薬、家庭で使用する製品など、すべてが化学の産物です。
化学は、マクロとミクロの 2 つのレベルで世界を見ています。
上の図では、巨視的なレベルで、海、氷山、および空気中の水が見えます。固体、液体、気体の 3 つの異なる形態で存在します。顕微鏡レベルでは、化学者は水がこれら 3 つの異なる形態で存在する理由、各形態の特性、および 1 つの形態が他の形態とどのように異なるかを研究します。化学者は、まず巨視的なレベルで観察し、実験を行い、次に微視的な性質の説明をします。
たとえば、自転車や鉄柱の錆びた部分を見ると、見た目が変化します。これは巨視的なレベルです。鉄が空気中の酸素や水にさらされると、内部で何が起こって錆に変わるのかを知りたい場合、錆に関する微視的な情報を研究します。
現代化学の研究には多くの分野がありますが、大きく 5 つの主要な研究分野に分けることができます。これらについては以下で説明します。
化学の分野では、物質の物理的性質とその化学組成および変換の間の関係を扱います。材料の分析、材料の特性をテストおよび特徴付ける方法の開発、これらの特性に関する理論の開発、および材料の潜在的な用途の発見に焦点を当てています。化学反応の速度、反応で発生するエネルギー移動、分子レベルでの物質の物理構造などを研究します。
それは、有機化合物とも呼ばれる炭素と水素を含む物質の特性、構造、反応、および組成の研究を含む化学の一分野です。炭素は地球上で最も豊富な元素の 1 つであり、膨大な数の化学物質を形成することができます。有機化合物は、地球上のすべての生命の基礎を形成しています。プラスチック、石油、繊維、衣類、食品、医薬品などの形で毎日目にすることができる何百万もの有機化合物があります.
有機化学とは真逆です。これは、炭素を含まない化学物質の形成、合成、および特性に関する研究です。無機化学物質は一般に岩石や鉱物に含まれています。無機化合物の例には、塩化ナトリウム、硫酸、および二酸化ケイ素が含まれる。
それは、材料の組成の研究です。複雑な機器を使用して、化学物質の未知の成分を分離、識別、および定量化します。たとえば、血液中のコレステロールやヘモグロビンを測定します。
それは生物の中で起こる化学物質とプロセスの研究です。それは生物学と化学を結びつけます。それは生命の化学を扱います。炭水化物、脂質、タンパク質、および核酸は、生化学で研究される主な種類の生物学的物質です。たとえば、細胞プロセスを研究して病状を理解し、より良い治療法を開発することができます。
現代化学の研究は、純粋研究と応用研究の 2 種類に分けることができます。
純粋化学は、純粋に知識を得るために何かを研究することに焦点を当てています。 「気体はどのように振る舞うか」などの基本的な質問に答えます。これは主に、化学に対する人類の理解を深めるために行われます。例えば、酸素の性質や、綿や絹の繊維の分子構造などを研究しています。
応用化学は、化学の原理と理論に関する既存の知識を使用して、特定の質問に答えたり、現実の問題を解決したりすることに重点を置いています。たとえば、天然の石油と天然ガスの知識を利用して、燃料効率を改善し、消耗を減らし、排出量を減らす方法を見つけます。
物事の「どのように」、「何を」、「なぜ」を見るかという純粋化学は、私たちの化学知識の応用である応用化学に情報を与えることができます。実際、純粋化学から得られた知識がなければ、応用化学から得られた多くの発展はなかったかもしれません。
