- Hóa học là gì?
- Lịch sử hóa học
- Các nhánh hóa học
- Tầm quan trọng của hóa học
- Ứng dụng hóa học
- Nguyên lý hóa học hiện đại
- Hóa học và vật lý
Chúng tôi giải thích hóa học là gì, lịch sử, các nhánh và ứng dụng của nó. Ngoài ra, các nguyên tắc của hóa học hiện đại và mối quan hệ của nó với vật lý.
Hóa học là gì?
Hóa học là khoa học nghiên cứu thành phần, kết cấu Y tính chất sau đó vấn đề, bao gồm cả mối quan hệ của nó với Năng lượng và cũng là thay đổi điều đó có thể xảy ra trong đó thông qua các cuộc gọi phản ứng. Đó là khoa học nghiên cứu vật liệu xây dựng và các hạt cấu tạo nên chúng, cũng như các động lực học khác nhau có thể xảy ra giữa chúng.
Hóa học là một trong những môn học tuyệt vời Khoa học đương đại, mà sự xuất hiện của họ đã cách mạng hóa thế giới mãi mãi. Khoa học này đã đưa ra những giải thích về chức năng và có thể kiểm tra được về hành vi phức tạp của các vật liệu đã biết, có khả năng giải thích cả tính lâu dài và những thay đổi của chúng.
Mặt khác, kiến thức hóa học hiện hữu trong cuộc sống hàng ngày, ở mức độ chúng ta sử dụng các chất tự nhiên và tạo ra các chất nhân tạo. Các quá trình như nấu ăn, lên men, luyện kim, việc tạo ra các vật liệu thông minh và thậm chí nhiều quá trình diễn ra trong cơ thể chúng ta, có thể được giải thích thông qua quan điểm hóa học (hoặc hóa sinh).
Mặt khác, lĩnh vực hóa học cho phép sự xuất hiện của ngành công nghiệp: sự biến đổi vật chất theo ý muốn của con người để tạo ra những vật có ích (hoặc những vật liệu cần thiết để làm ra chúng). Theo nghĩa này, nó là một trong những ngành khoa học có tác động lớn nhất trên thế giới và trong Môn lịch sử sau đó nhân loại.
Lịch sử hóa học
Theo một nghĩa chặt chẽ, lịch sử hóa học bắt đầu từ tiền sử khi mà Nhân loại Ông bắt đầu quan tâm đến vật liệu, sản xuất, nấu ăn và làm bánh. Mối liên hệ của nó với tiến bộ công nghệ của nhân loại là không thể nghi ngờ.
Từ hóa học bắt nguồn từ tiếng Latinh ars chimia ("Nghệ thuật giả kim"), lần lượt bắt nguồn từ thuật ngữ tiếng Ả Rập thuật giả kim, theo đó thực hành giả khoa học của những người tìm kiếm viên đá của triết gia được đặt tên vào khoảng năm 330, nhờ đó họ có thể chuyển đổi chỉ huy và các kim loại khác bằng vàng, để ban cho sự bất tử hoặc sự toàn tri.
Các nhà giả kim đầu tiên là các nhà khoa học Hồi giáo, những người, khi phương Tây lao vào sự cuồng tín tôn giáo Cơ đốc giáo, họ trau dồi sự khôn ngoan của các yếu tố và vật liệu, được hiểu như một tập hợp các cơ thể và linh hồn sử dụng kỹ thuật đúng có thể bị thao túng hoặc biến đổi.
Những nhân vật bí ẩn này từng được gọi là "hóa chất" (từ giả kim thuật). Tuy nhiên, vào năm 1661, với việc xuất bản “Nhà hóa học hoài nghi " từ nhà khoa học người Ireland Robert Boyle (1627-1691), thuật ngữ này mang một ý nghĩa ít bí truyền hơn (tâm linh) và liên kết nhiều hơn với khoa học.
Mặt khác, định nghĩa về hóa học đã thay đổi rất nhiều theo thời gian. Đặc biệt bởi vì lĩnh vực của anh ấy đã phát triển và phát triển vượt bậc, từ bỏ kỷ luật này.
Vào khoảng năm 1662, nhà khoa học Thụy Sĩ Christopher Glaser (1615-1670) đã định nghĩa hóa học là nghệ thuật khoa học về việc hòa tan các cơ thể của các vật liệu khác nhau, bởi vì vào năm 1730, Georg Stahl (1659-1734) người Đức gọi nó là nghệ thuật tìm hiểu động lực học của hỗn hợp.
Mãi đến năm 1837, nhà hóa học người Pháp Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) mới định nghĩa nó là ngành khoa học giải quyết các lực liên phân tử. Thay vào đó, ngày nay chúng ta hiểu nó là nghiên cứu về vật chất và những thay đổi của nó, theo định nghĩa của nhà hóa học Hồng Kông nổi tiếng Raymond Chang (1939-2017).
Tuy nhiên, hóa học với tư cách là một khoa học ra đời vào thế kỷ 18, khi người đầu tiên thí nghiệm khoa học có thể xác minh được với vấn đề diễn ra trong Châu Âu hiện đại, đặc biệt là sau đề cử năm 1983 của Thuyết nguyên tử của John Dalton.
Kể từ đó, hóa học đã tạo ra nhiều khám phá và cách mạng. Ngoài ra, nó đã có tác động quan trọng đến các ngành khoa học và các ngành tương tự, chẳng hạn như sinh vật học, các thuộc vật chất và kỹ thuật.
Các liên Hiệp Quốc tuyên bố rằng năm 2011 sẽ là Năm Quốc tế về Hóa học, để công nhận quỹ đạo khoa học to lớn đã đi và tác động không thể phủ nhận mà ngành học này có đối với mạng sống.
Các nhánh hóa học
Hóa học bao gồm nhiều ngành, vì lĩnh vực nghiên cứu của nó gần với các ngành khoa học và lĩnh vực khác nhau. Trong số các chi nhánh này có:
- Các hóa học vô cơ. Dành riêng cho việc nghiên cứu vấn đề không chủ yếu tạo nên sinh vật sống cũng không đối với các chất của nó, nhưng thích hợp với các dạng vật chất vô tri vô giác. Nó khác với hóa học hữu cơ ở chỗ nó không tập trung vào bất kỳ thành phần nói riêng (cũng như hóa học hữu cơ về cacbon).
- Hóa học hữu cơ. Còn được gọi là hóa học sự sống, nó là một nhánh của hóa học tập trung vào Các hợp chất xoay quanh carbon và hydro, và đó hầu hết là những thứ cho phép cấu tạo sự sống.
- Các hóa sinh. Tiến một bước về phía sinh học, hóa sinh là hóa học của cơ thể của các sinh vật sống, quan tâm đến các quá trình năng lượng giữ cho chúng tồn tại, trong các phản ứng xảy ra một cách có trật tự trong cơ thể của chúng. tế bào, và các lĩnh vực kiến thức khác cho phép chúng ta hiểu cơ thể chúng ta được cấu tạo như thế nào về mặt vật lý.
- Hóa lý. Còn được gọi là hóa lý, nó nghiên cứu các cơ sở vật lý duy trì tất cả các loại quá trình hóa học, đặc biệt là liên quan đến năng lượng, chẳng hạn như lĩnh vực điện hóa học, nhiệt động lực học hóa học và các ngành khác của vật lý (hoặc hóa học, như bạn thấy).
- Công nghiệp hóa học. Còn được gọi là hóa học ứng dụng, nó sử dụng kiến thức lý thuyết của hóa học và áp dụng nó để phân giải các vấn đề của cuộc sống hàng ngày. Nó đi đôi với kỹ thuật hóa học vì nó quan tâm đến việc sản xuất kinh tế các thuốc thử hóa học, trong các vật liệu mới và hiện tại, trong các cách tiến hành hoạt động công nghiệp mà không ảnh hưởng đến môi trường.
- Các hóa học phân tích. Mục đích cơ bản của nó là phát hiện và định lượng các nguyên tố hóa học có trong một chất nhất định, nghĩa là phương pháp và các cách để kiểm tra xem mọi thứ được làm từ chất liệu gì và với tỷ lệ bao nhiêu.
- Hóa học thiên văn. Anh ấy rút khỏi thế giới hàng ngày để quan tâm đến các ngôi sao và thành phần của nó đi đôi với vật lý thiên văn. Nó là một trong những ngành chuyên biệt nhất của khoa học rộng lớn này.
Tầm quan trọng của hóa học
Hóa học có mặt trong phần lớn các quy trình công nghiệp, cũng như trong các khía cạnh rất đời thường của chúng ta. Nhờ nó, chúng tôi đã phát triển các vật liệu phức tạp phù hợp với các nhu cầu khác nhau của chúng tôi trong suốt lịch sử.
Từ hợp kim kim loại, đến các hợp chất dược lý hoặc nhiên liệu để thúc đẩy phương tiện vận tải của chúng ta, kiến thức về phản ứng hoá học nó đã là cơ bản. Trên thực tế, nhờ hóa học, chúng ta đã thay đổi thế giới xung quanh, tốt hơn và xấu hơn.
Mặt khác, hóa học có thể sẽ cung cấp cho chúng ta kiến thức để sửa chữa những thiệt hại do hệ sinh thái trong suốt lịch sử của chúng tôi.
Ứng dụng hóa học
Hóa học là một trong những lĩnh vực tri thức của con người có những ứng dụng lớn nhất trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Một số trong số đó là:
- Thu nhận năng lượng. Nhờ việc xử lý các chất hóa học như nhiên liệu và hydrocacbon, hoặc thậm chí đối với việc điều khiển hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố nặng, có thể tạo ra năng lượng calo đến lượt nó phục vụ để tạo ra điện . Đây là những gì xảy ra trong các nhà máy nhiệt điện hoặc nhiệt điện.
- Việc sản xuất các vật liệu tiên tiến. Nhờ hóa học, ngày nay có sợi tổng hợp, vật liệu thông minh và các yếu tố khác cho phép sản xuất các loại hàng may mặc mới, các công cụ tốt hơn và các ứng dụng mới để cải thiện cuộc sống con người.
- Dược lý học. Cùng với hóa sinh và y học, hóa học cho phép kết hợp các hợp chất để sản xuất thuốc và phương pháp điều trị giúp kéo dài tuổi thọ con người và cũng cải thiện chất lượng của nó.
- Sự cải tiến của nông nghiệp. Thông qua sự hiểu biết về hóa học của đất, ngày nay chúng ta có thể sản xuất các chất phụ gia, phân bón và các chất khác mà việc sử dụng đúng cách sẽ biến đất nghèo thành đất lý tưởng để trồng, cho phép chống lại nạn đói và nghèo.
- Vệ sinh và khử nhiễm. Bằng cách hiểu các đặc tính của các chất làm se, chất tẩy nhờn và các loại hoạt động cục bộ khác, chúng tôi có thể sản xuất chất khử trùng và chất tẩy rửa để có một cuộc sống khỏe mạnh hơn, đồng thời cung cấp biện pháp khắc phục những thiệt hại về mặt sinh thái mà các ngành công nghiệp của chúng tôi gây ra cho hệ sinh thái.
Nguyên lý hóa học hiện đại
Hóa học hiện đại bị chi phối bởi cái gọi là nguyên lý lượng tử, kết quả của lý thuyết nguyên tử xem xét vật chất từ các mức độ phức tạp khác nhau, chẳng hạn như:
- Vấn đề. Bất cứ điều gì tôi có khối lượng, âm lượng và được cấu tạo bởi các hạt. Nó có thể bao gồm chất tinh khiết hoặc hỗn hợp.
- Các hợp chất hóa học. Các chất hóa học được tạo thành từ nhiều hơn một nguyên tố hóa học hoặc một loại nguyên tử, điều đó không có nghĩa là chúng là hỗn hợp, mà đúng hơn chúng là những chất mà khuôn khổ các hạt lặp lại sự kết hợp của cùng một nguyên tố khác nhau.
- Phân tử. Các liên kết của hai hoặc nhiều nguyên tử, trong một đơn vị tối thiểu được ưu đãi với chức năng và tính chất độc đáo, là kết quả của các đặc điểm, vị trí và sự phong phú của các nguyên tố tạo nên chúng. Một hợp chất hóa học có thể được giảm đến các phân tử tối thiểu của nó, nhưng nếu chúng bị “phá vỡ”, sẽ không còn hợp chất nữa và chúng ta sẽ chỉ có các nguyên tử, tức là những mảnh tối thiểu tạo nên nó.
- Nguyên tử. Các hạt tối thiểu, không thể nhận thấy, được ưu đãi với trọng lượng, âm lượng, độ ổn định và sạc điệnChúng là những viên gạch mà vật chất được tạo thành. Có một số lượng hữu hạn các nguyên tử, mỗi loại tương ứng với một nguyên tố hóa học được dự tính trong bảng tuần hoàn các nguyên tố.
- Các hạt hạ nguyên tử. Các hạt tạo nên nguyên tử và cung cấp các đặc tính của chúng. Ba loại được biết đến: điện tử (tích điện âm), nơtron (không tải) và proton (tích điện dương). Hạt trước quay quanh hạt nhân của nguyên tử giống như một đám mây, trong khi hai hạt sau tạo nên chính hạt nhân, và lần lượt được cấu tạo bởi các hạt con nhỏ hơn và phù du, được gọi là hạt quark.
Hóa học và vật lý
Hóa học và vật lý là hai ngành chị em, nhưng chúng coi thực tế từ các quan điểm khác nhau. Hóa học là khoa học về vật chất, về các phản ứng và các thành phần của chúng. Thay vào đó, vật lý là khoa học về các lực chi phối thế giới thực và điều đó chủ yếu xác định tình trạng (không phải thành phần) của vật chất.
Sự khác biệt về quan điểm này có thể hiểu được nếu chúng ta nghĩ về các trạng thái của vật chất: Nước uống Nó được cấu tạo bởi hai nguyên tố hóa học tạo nên phân tử của nó: hydro và oxy (H2O). Điều này sẽ vẫn xảy ra khi nước trong trạng thái lỏng, khi đông lạnh đến thể rắn và khi nó sôi lên hơi nước.
Trong mỗi trạng thái vật lý của nó, chất có các mức năng lượng bên trong rất khác nhau do sự dao động của các hạt của nó ở các chế độ khác nhau. Có một thay đổi vật lý, nhưng không phải là một Thay đổi hóa họcVì, như trong ví dụ về nước, nước đá và hơi nước vẫn có các nguyên tố hóa học giống nhau.
Thay vào đó, bằng cách thúc đẩy phản ứng hóa học của nước với kim khí thu được ôxítNói cách khác, thành phần hóa học của cả hai chất đều thay đổi và thu được một chất mới (oxit kim loại), mà nước không chuyển sang thể lỏng và sắt không còn ở trạng thái rắn, nghĩa là không làm thay đổi trạng thái vật lý của vật chất.