Kémia - Biológia
kémia ([çeˈmi:]; közép- és északnémet [ʃeˈmi:]; délnémet: [keˈmi:]) egy természettudomány, amely az anyagok szerkezetével, tulajdonságaival és átalakulásával foglalkozik. Az anyagrészek vagy atomokat (például fémeket, például vasat), molekulákat (például illékony anyagokat, például vizet) vagy ionokat (például sókat, például asztali sót) tartalmaznak. Az atomokban, molekulákban és ionokban található elektronhéjak és különösen a kémiai reakciók során ezekben zajló folyamatok nagy jelentőséggel bírnak.
A kémia központi fogalmai a kémiai reakciók és a kémiai kötések. A kémiai reakciók megváltoztatják a kémiai kötéseket: ezek kialakulhatnak és megszakadhatnak. Ez megváltoztatja annak valószínűségét, hogy az elektronok a reakcióban részt vevő anyagok elektronhéjában helyezkednek el, és ezáltal azok tulajdonságait. Az emberiség által megkövetelt tulajdonságú anyagok előállítása napjainkban a kémia központi kérdése.
A kémia hagyományosan részterületekre oszlik. Ezek közül a legfontosabb a szerves kémia, amely a széntartalmú vegyületeket tanulmányozza, a szervetlen kémia, amely a periódusos rendszer elemeivel és azok vegyületeivel foglalkozik, valamint a fizikai kémia, amely a kémia alapjául szolgáló alapvető jelenségekkel foglalkozik.
A kémia mai formájában egzakt tudományként fokozatosan a 17. és a 18. században jelent meg az alkímia megfigyelésein és kísérletein alapuló racionális érvelés alkalmazásából. Az első nagy vegyészek közül Robert Boyle, Humphry Davy, Jöns Jakob Berzelius, Joseph Louis Gay-Lussac, Joseph Louis Proust, Marie, Antoine Lavoisier és Justus von Liebig voltak. Kémia, az ókori egyiptomi számára kemi „A fekete [föld] gyökerei Egyiptomban vannak. Abban az időben a képzett embereket foglalkoztatta az a kérdés, hogy a szántóföldi gazdálkodáshoz használt folyóparti régiók miért tették lehetővé a Nílus áradása után lényegesen több élelmiszer termelését, mint az árvíz előtt. Megvizsgálták tehát az áradás által lerakódott fekete iszapot.
A vegyipar az egyik legfontosabb iparág. Olyan anyagokat állít elő, amelyek tulajdonságait a modern emberek megkövetelik mindennapi tárgyak (pl. Alapvető vegyszerek, műanyagok, festékek), élelmiszerek (pl. Műtrágyák és rovarirtók) előállításához vagy az egészség javításához (pl. Gyógyszerek).
Szó eredete
A megnevezés kémia a görög χημεία-ból származott chimeía "[Fémművészet] öntöde" az "átalakulás" értelmében. A mai helyesírás kémia valószínűleg először Johann Joachim Lange vezette be 1750–1753-ban [1], és a 17. század óta, a 19. század elején létező szót váltotta fel. Chymia, ez valószínűleg a 13. század óta dokumentált kifejezés leegyszerűsítése és újraértelmezése aranycsinálás "Az aranykészítés művészete" volt, amelynek önmagában is kétértelmű etimológiája van (a konnotációkhoz hasonlítsa össze a szó etimológiáját) Aranycsinálás [2]: A szó valószínűleg arabul gyökerezik al-értelmiá, ami többek között jelentheti az "ókori görög χυμεία" -ból származó "filozófus kövét" chymeía "Gießung" vagy kopt/ókori egyiptomi származású kemi "Fekete [e föld]", hasonlítsa össze Kemet-t is).
Tábornok
A kémia foglalkozik az elemek és vegyületek tulajdonságával, az egyik anyag lehetséges átalakításával a másikra, előrejelzéseket készít a korábban ismeretlen vegyületek tulajdonságairól, módszereket kínál új vegyületek szintézisére és mérési módszereket az ismeretlen minták kémiai összetételének megfejtésére.
Bár minden anyag viszonylag kevés "építőelem-típusból" áll, nevezetesen a 118 ismert elemből körülbelül 80-tól 100-ig, az elemek különböző kombinációi és elrendezése több millió nagyon különböző vegyülethez vezet, amelyeknek viszont olyan különböző az anyagformája, mint a víz, a homok, és állati szövetek vagy műanyagok (pl. PVC) felépítése. Az összetétel típusa végül meghatározza az anyagok kémiai és fizikai tulajdonságait, és így a kémia kiterjedt tudománygá válik.
A kémia különböző részterületein elért eredmények gyakran elengedhetetlen előfeltételei az új ismereteknek más tudományterületeken, különösen a biológia és az orvostudomány, de a fizika és a mérnöki tudomány területén is. Ezenkívül gyakran lehetővé teszik számos ipari termék előállítási költségeinek csökkentését. Például a továbbfejlesztett katalizátorok gyorsabb reakcióhoz vezetnek, és ezzel időt és energiát takarítanak meg az iparban. Az újonnan felfedezett reakciók vagy anyagok helyettesíthetik a régieket, ezért a tudomány és az ipar számára is érdekesek.
- Az orvostudomány szempontjából a kémia nélkülözhetetlen az új gyógyszerek keresésében és a gyógyszerek gyártásában.
- A mérnöki tudományok az alkalmazás függvényében gyakran keresnek egyedi anyagokat (könnyű anyagok repülőgépgyártáshoz, tartós és rugalmas építőanyagok, nagy tisztaságú félvezetők ...). Szintézisük a kémia egyik feladata.
- A fizikában például nagyon tiszta anyagokra van szükség olyan kísérletek elvégzéséhez, amelyek előállításához speciális szintézis módszerekre van szükség.
A kémia gazdasági jelentősége
A vegyipar - különösen Németországban - a gazdaság nagyon fontos ága: Németországban a vegyipar forgalma meghaladja a 100 milliárd eurót, az alkalmazottak száma meghaladta a 700 000-et Németország újraegyesítése után, és mára 500 000 alá esett. Egyrészt olyan alapvegyszereket állít elő, mint például kénsav vagy ammónia, gyakran évente több millió tonna mennyiségben, amelyeket aztán például műtrágyák és műanyagok előállítására használ fel. Másrészt a vegyipar számos összetett anyagot állít elő, köztük aktív gyógyszerészeti összetevőket (gyógyszerek) és növényvédő szereket (növényvédő szerek), amelyeket speciális alkalmazásokra szabtak. Számítógépek, üzemanyagok és kenőanyagok gyártása az autóipar számára és sok más műszaki termék gyártása is lehetetlen iparilag gyártott vegyszerek nélkül.
Kémia a mindennapi életben
A mindennapi életben a kémiai reakciók például főzés, sütés vagy pörkölés során játszódnak le, és éppen az itt lejátszódó komplex átalakulások járulnak hozzá az étel jellegzetes ízéhez. Az étel kémiailag a test saját lebontási folyamatai során összetevőire bomlik, és energiává is átalakul. Az égés könnyen megfigyelhető kémiai reakció.
Hajfestés, égésű motorok, mobiltelefon kijelzők, mosószerek, műtrágyák, gyógyszerek és még sok más. m. további példák a kémia mindennapi életben történő alkalmazására.
A mindennapi életben a „kémia” kifejezést gyakran korlátozott értelemben használják a „vegyipar terméke” rövidítésként, például a Száraz tisztítás: Ez megtisztítja a textileket (szintetikus) oldószerekkel. Maga a tisztítási folyamat általában a szennyeződés (például zsírfolt) oldószerben való oldódása és így a tényleges értelemben vett kémiai folyamat (anyagkonverzió), hanem fizikai folyamat (oldódás). Ezzel ellentétben a mészfoltok ecettel vagy citromlével történő feloldása, amelyet néha „vegyszer nélküli tisztításként” dicsérnek, kémiai folyamat, mivel a szilárd kalcium-karbonátot (mész) a savak oldható kalcium-sókká és hidrogén-karbonáttá vagy szén-dioxiddá alakítják.
kiképzés
Iskolai órák
→ Fő cikk: Kémia óra (a tartalomhoz) és a kémiai didaktika (a koncepcióhoz)
A kémiaórák feladata betekintést nyújtani a természet anyagösszetételébe, anyagcsoportjaiba és anyagi folyamataiba. Az élő és élettelen természetű anyagok átalakulása szintén kémiai reakciókon alapul, és ezeket el kell ismerni. Hasonlóképpen, a tudományos ismeretek átadásának meg kell erősítenie a modern technológia megértését és az ahhoz való pozitív hozzáállást, mivel különösen a kémia jelentősen hozzájárult az emberek életkörülményeinek javításához új termékek bevezetésével. Végül, de nem utolsósorban, a kémiaórák a tanulók felelős fogyasztókká való nevelését is szolgálják. Emiatt a tantervek és a pedagógiai koncepciók (kémiai didaktika) szerint lett megtervezve.
munka
Kémiai laboratóriumi képzésre van lehetőség a vállalatban és a szakiskolában az úgynevezett duális rendszerben. A kémiai laboratóriumi munka másik tanoncát a vegyi-technikai asszisztens (CTA) végzi. A vegyész-technológus (vegyi- és gyógyszerész-technológus, vagy korábbi vegyipari szakmunkás) a vegyipar alkalmazottainak képzése.
Sok egyetem vegyész diplomát kínál. A vegyészek többsége doktori fokozatot végez, miután befejezte tanulmányait.
hobbi
A hobbikémia részeként végzett kémiai kísérletek széles körű szabadidős tevékenység.
A kémia hírneve
| A következő szakasz nem rendelkezik megfelelően az igazoló dokumentumokkal (pl. Egyedi bizonyítékokkal). A szóban forgó adatokat ezért valószínűleg hamarosan eltávolítják. Kérjük, segítse a Wikipédiát az információk kutatásával és jó bizonyítékokkal. További részletek a beszélgetési oldalon vagy a verzióelőzményekben találhatók. Végül kérjük, távolítsa el ezt a figyelmeztető jelet. A kémia rossz hírneve a német közvéleményben (van-e hiteles felmérés?); "Sok szakértő" (melyik?) - 2012. január 14., 22:22, CET (CET) |
A kémia viszonylag rossz hírnévnek örvend a német nyilvánosság körében - vegyi katasztrófák és környezeti botrányok miatt is [3] [4]. Ennek alapja azonban a látszólag elszakadt, néha érthetetlen nyelv, valamint a kémiai vegyületek és a reakcióegyenletek saját képlete [4]. .
Sok szakértő ezt nem tartja indokoltnak a kémia előnyeire és általános jelentőségére tekintettel, mert Európában többek között a szigorú jogszabályok (Vegyi anyagokról szóló törvény, Veszélyes anyagokról szóló rendelet) nagyrészt biztonságos vegyi anyagok kezelését garantálják. A kémia imázsának javítása érdekében a 2003-as évet különféle támogató szervezetek a "kémia évének" nyilvánították. 2011-et az ENSZ (az UNESCO és az IUPAC közreműködésével) a kémia nemzetközi évének nyilvánította. [5]
sztori
A kémia az ókorban az anyag átalakulásának folyamatairól és az antik természetfilozófiai nézeteiről felhalmozott gyakorlati ismeretekből állt. A kémia a középkorban az alkímiából fejlődött ki, amelyet Kínában, Európában és Indiában évezredek óta gyakorolnak.
Az alkimisták foglalkoztak a fémek finomításával (más nem nemesfémekből származó arany előállítása), valamint a gyógyszerek vagy a betegségek csodaszerének felkutatásával. Különösen az arany előállításához az alkimisták olyan elixírt (filozófuskő, filozófuskő) kerestek, amely az alap („beteg”) fémeket nemes („egészséges”) fémekké alakítja. Az alkímia orvosi ága szintén keresett egy elixírt, az élet elixírt, minden betegség gyógyítását, amely végső soron halhatatlanságot is ad. Azonban egyetlen alkimista sem fedezte fel soha a filozófus kövét vagy az élet elixírjét.
A 16. század végéig az alkimisták eszmei világa általában nem tudományos kutatásokon, hanem tapasztalati tényeken és empirikus recepteken alapult. Az alkimisták sokféle kísérletet végeztek számos anyaggal céljaik elérése érdekében. Jegyzeteket készítettek felfedezéseikről, és ugyanazokat a szimbólumokat használták feljegyzéseikhez, mint az asztrológiában. Tevékenységük titokzatos jellege és a gyakran koholt színes lángok, füst vagy robbanások azt jelentették, hogy bűvészként és boszorkányként ismerték őket, és néha üldözték őket. Kísérleteikhez az alkimisták ugyanazt a berendezést fejlesztették ki, amelyet ma is használnak a vegyiparban.
Ismert alkimista volt Albertus Magnus. Polgármesterként foglalkozott ezzel a témakomplexummal, és kísérleteiben új kémiai elemet, az arzént talált. Csak a Paracelsus-szal változott az alkímia az empirikusabbról a kísérletezőbb tudományra, amely a modern kémia alapjává vált.
A kémia a modern időkben tudományként döntő impulzusokat kapott a 18. és 19. században: mérési folyamatokon és kísérleteken alapult - a mérleg használatán, valamint az anyagokkal és az anyagok átalakításával kapcsolatos hipotézisek és elméletek bizonyíthatóságán.
Justus von Liebig műtrágyák hatásmódjával foglalkozó munkája megalapozta az agrárkémiát, és fontos betekintést nyújtott a szervetlen kémiába. Az indigó festék szintetikus helyettesítőjének keresése a textilek festéséhez váltotta ki a szerves kémia és a gyógyszerészet úttörő fejlődését. A 20. század elejéig Németország mindkét területen abszolút prioritást élvezett. Ez a tudásvezetés lehetővé tette például az első világháború megtartásához szükséges robbanóanyagok kinyerését a katalízis segítségével a levegő nitrogénjéből az importált nitrátok helyett (lásd Haber-Bosch eljárás).
A nemzetiszocialisták önellátási erőfeszítései a kémia, mint tudomány további impulzusokat adtak. Annak érdekében, hogy a kőolaj behozatalától függetlenné váljon, kidolgozták a kőszén cseppfolyósításának folyamatait (Fischer-Tropsch szintézis). Egy másik példa a szintetikus gumi kifejlesztése volt a járműgumik gyártásához.
Ma a kémia az élet kultúrájának fontos részévé vált. A vegyi termékek mindenütt körülvesznek minket anélkül, hogy tudatában lennénk ennek. A nagyüzemi vegyiparban bekövetkezett balesetek, például a Seveso és a Bhopal balesetei azonban a kémia számára nagyon negatív képet adtak, így az olyan szlogenek nagyon népszerűvé válhatnak.
A 20. század fordulóján olyan mértékben fejlődtek a kutatások, hogy az atomszerkezet mélyreható tanulmányozása már nem a kémia, hanem az atomfizika vagy az atomfizika területéhez tartozik. Mindazonáltal ezek a kutatások fontos betekintést nyújtottak a kémiai anyagcsere és a kémiai kötődés természetébe. További fontos impulzusok érkeztek a kvantumfizika felfedezéséből (elektronpálya modell).
Híres vegyészek
- Fontos vegyészek (időrendben) (születési dátum szerint rendezve)
- Kiváló vegyészek (ábécé)
- Jelentős vegyészek (kategóriák) (tématerület szerint rendezve, ott betűrendben)
- A kémiai Nobel-díjasok listája
Tárgyak
Hagyományos okokból a kémia szerves és szervetlen kémiára oszlik, a fizikai kémia hozzáadódik 1890 körül.
Friedrich Wöhler 1828-as karbamidszintézise óta, amelynek során a szerves karbamid anyagot szervetlen ammónium-cianát vegyületből állították elő, az élettelen (a "szervetlen" anyagok) és az élő természet (a szerves anyagok) közötti határok elmosódtak. Az élőlények nagyszámú szervetlen anyagot is termelnek, míg a laboratóriumban szinte minden szerves anyag előállítható.
Megmaradt a szerves és szerves kémia hagyományos, de önkényes megkülönböztetése. Ennek egyik oka az, hogy a szerves kémia nagymértékben a molekula által meghatározott, de a szervetlen kémiát gyakran ionok, kristályok, komplex vegyületek és kolloidok határozzák meg. A másik, hogy a szervetlen és szerves anyagok reakciómechanizmusai és anyagszerkezete sok szempontból különbözik egymástól.
Egy másik lehetőség a kémia felosztása a célirány szerint a vizsgálati, „lebontó” analitikai kémia és a konstruktív, termékorientált preparatív vagy szintetikus kémia felé. Az egyetemek oktatási gyakorlatában az analitikus kémia gyakran tantárgyként jelenik meg, míg a preparatív kémia szerves vagy szervetlen kémia keretében.
Természetesen vannak más témakörök is, de az itt leírtak durva áttekintést nyújtanak.
Általános kémia
Az általános kémia a kémia alapjaira utal, amelyek szinte az összes kémiai részterületen fontosak. Ez képviseli az összes kémia fogalmi alapját: az atom szerkezetét, az elemek periódusos rendszerét (PSE), a kémiai kötést, a sztöchiometria alapjait, savakat, bázisokat és sókat, valamint kémiai reakciókat.
Más kémiai tudományágakkal ellentétben a kémia a technicus „általános kémia” kifejezést használja (nincs „általános fizika”). Ebben a tekintetben az általános kémia a kémia minden közelebbi tanulmányának kezdete.