מהי כימיה? »הגדרתו ומשמעותו

המילה כימיה באה ממשתנה לטיני ומהשורשים הערביים chimica, chimia, alchemy, התייחסות לאלכימיה , שהופכת לימים לכימיה מודרנית. הוא החל לבדל את עצמו מאלכימיה על ידי התייחסות למגוון המרכיבים והרכבים של אלמנט, והגדיר את תכונותיו של חומר אחד או של עניין ואת התמורות האפשריות המתעוררות או עוברות מבלי לגרום לשינוי, שינויים או שינויים בו, של שעניין מתואם.

מהי כימיה

תוכן עניינים

נאמר כי כימיה היא המדע החוקר את מבנה, הרכב ותכונות החומר, כמו גם את השינויים המתרחשים במהלך תגובות כימיות ואת הקשר שלהם לאנרגיה. בהגדרה אחרת של כימיה, הוא מציין כי היא אחראית בעיקר לקבוצות על-אטומיות, כמו מולקולות, גזים, מתכות וגבישים, תוך ניתוח התכונות הסטטיסטיות, ההרכבים, התגובות וההתמרות שלהם. בנוסף, מושג הכימיה כולל הבחנה בתכונות ובאינטראקציה של החומר ברמה המולקולרית.

מאידך, הכימאי לינוס פאולינג אומר כימיה היא מדע המנתח את המבנה (צורות וסוגי סידור האטומים), החומרים, התגובות והתכונות שהופכות אותם לחומרים שונים ביחס לזמן.

תשובה נוספת למהי כימיה, היא שמדובר באחד המדעים המשמעותיים ביותר בהיסטוריה, ומחקריו גילו תגליות בכל כך הרבה נושאים, חלקם אנקדוטיים, אחרים בעלי חשיבות רבה כמו תרופות, והריפוי למחלות שונות.

יכולתו של מדע זה בחקר התגובות הכימיות כביכול, כלומר המערכת שבה מחוברים שני יסודות, ומתרחש שינוי באחד מהם. באופן זה, ניתן לתת כמה אלמנטים בסיסיים המתחילים מדעים אחרים כמו הנדסה, ביולוגיה, פרמקולוגיה וגאולוגיה, בין היתר; לניתוח שלך.

ההגדרה של כימיה התפתחה עם הזמן, כאשר תגליות חדשות נוספו לפונקציונליות של מדע זה. המילה כימיה, לדעתו של המדען רוברט בויל, בשנת 1661, התייחסה לאזור שניתח את עקרונות הגופים המעורבים.

בשנת 1662 טופלו מושג זה כאמנות המדעית באמצעותה לומדים להמיס גופים.

אלכימיה: מקור הכימיה

המונח "כימיה" בא מהמילה "אלכימיה", השם שניתן לקבוצה עתיקה של פרקטיקות פרוטו-מדעיות שכיסו אלמנטים שונים במדע הנוכחי, כמו גם נושאים אחרים כגון אסטרונומיה, מטלורגיה, מיסטיקה, פילוסופיה או רפואה.

אלכימיה נהוגה מאז 330 שנה לערך, אשר בנוסף לחקר ייצור הזהב, ניתחה את אופי התנועה, הרכב המים, צמיחה, הקשר הרוחני בין גופים לרוחות, היווצרותם של גופים ופירוקם. בהתחלה, אלכימאי נקרא בדרך כלל "כימאי", ובהמשך המסחר שהוא עסק נקרא כימיה.

היסטוריה של הכימיה

זה קשור מאוד לאבולוציה של האדם מכיוון שהוא מכסה את כל התמורות של היסודות ואת התיאוריות המתאימות.

נולד במאה השמונה עשרה ממחקרי האלכימיה, פופולרי מאוד בקרב מדענים של אז. היסודות הבסיסיים של הכימיה הם האמינו שנאספו לראשונה בספר המדען הבריטי "רוברט בויל" (הכימאי הספקן, 1661).

ההיסטוריה שלה מתחילה באמת כעבור מאה עם מחקריו של הצרפתי אנטואן לבואזיה ועבודותיו בנושא חמצן, חוק שימור המסה והתנגדות תיאוריית הפלוגיסטון כתיאוריה של בעירה.

תחילת התחום הכימי היא ניהול האש. ישנן עדויות המתוארכות יותר מ -500,000 שנה, המצביעות על כך שבזמן הומו ארקטוס, שבטים מסוימים העריכו הישג זה שנותר עד היום אחת הטכנולוגיות החשובות ביותר להתפתחות האדם. מכיוון שהוא ייצר אור וחום בלילה וגם עזר להם להגן על עצמם מפני חיות בר. זה גם איפשר להם להכין את האוכל שלהם. הוא הכיל פחות פתוגנים והיה קל הרבה יותר לעיכול. באופן זה התמותה ירדה ושיפור רמת החיים הכללית.

הפילוסוף אריסטו חשב שחומרים כימיים מורכבים מארבעה יסודות: אוויר, אדמה, אש ומים. הוא האמין כי קיים תנועה מקבילה נוספת, אטומיזם, אשר אישר כי היסודות מורכבים מאטומים, שהם חלקיקים בלתי נראים שאפשר לתאר כיחידת החומר המינימלית.

לאחר שהבנתו את עקרונות הבעירה, אחז דיון נוסף בעל חשיבות רבה בכימיה. ויטאליזם וההבדל המהותי בין כימיה אורגנית לאורגנית. תיאוריה זו מניחה כי כימיה אורגנית יכולה להיווצר רק על ידי אורגניזמים חיים על ידי הקצאת עובדה זו למצב חיוני של החיים עצמם.

ענפי כימיה

הוא מחולק לסדרת ענפים המתוארת להלן:

כימיה אורגנית

בהגדרה של כימיה אורגנית, הוא מציין כי מדובר בחקר כימיקלים הנוצרים על ידי פחמן ומימנים, מכיוון שמדובר במבנים, במרכיבים התאיים החיים, בחקר היצורים החיים ובפונקציות העיקריות והחיוניות כגון נשימה, מזון ו האופן שבו הם מתרבים, סוגרים את הביומולקולות המרכיבות אותם כמו הורמונים בצורה טבעית ומלאכותית, פחמן הוא היסוד המשותף ביניהם.

כימיה אנאורגנית

כימיה אנאורגנית נקראת עובדה שאין חיים משלה או אי יכולת להשיג חומר כלשהו בצורה טבעית, כימיה זו מצליחה כל הזמן לעשות מחקרים על הרכב, מבנה, שילוב ומגוון משאבים על יסודות, גופים או חומר כגון נתרן פחמתי או חומצה גופרתית, כימיה אנאורגנית זו מסווגת פתרונות כימיים בהתאם לפונקציה שיש לכל אחד, על פי הבסיס, חמצון מתכתי ולא מתכתי ומלחים.

כימיה אנליטית

על מנת להבין את ההרכבים השונים של הכימיה של חומר, מולקולה, מדגם או אובייקט, נדרש ידע אנליטי וכאן נכנס ענף זה של כימיה, כימיה אנליטית. מבין השיטות המדעיות השונות שנוצרות במעבדה, היא מחולקת לשני ענפים שהם: כימיה אנליטית כמותית וכימיה אנליטית איכותית.

כימיה פיזיקלית

כאשר מגוון השיטות שיש לפיזיקה מיישמים את הבעיות השונות שמציגים כימאים, לומדים את הפיזיקה, את המבנה שלה, את תכונות החומר, את החוקים, האינטראקציות ואת התיאוריות הכימיות השולטות בהם, המתארים את הנהלים יישום מונחים פיזיים כדי להבין כיצד לחזות ובאופן זה לשלוט על ההליכים האמורים לשימוש מאוחר יותר, המתאר את בסיסי העקרונות התיאורטיים והכמותיים.

בִּיוֹכִימִיָה

ענף כימיה זה חוקר את הבסיס הכימי של מולקולות כמו גם רקמות, כלומר, הוא חוקר את צורת ההרכב הכימי של יצורים חיים שונים, תאיהם, כמו גם את הרכיבים, החלבונים, הפחמימות, השומנים. וחומצות גרעין, על מנת לדעת כיצד הן פועלות עם השינויים השונים ותגובותיהם כאשר הם עוברים חילוף חומרים להשגת אנרגיה, תוך צימוד מהי כימיה ביו-מולקולרית והביוסיסטם, בהיותם תחום המשלב מחקרים אלה.

פטרוכימיה

הוא שייך לתחום התעשיות המשתמשות בנפט ובגז טבעי כחומר הגלם שלהם. היא אחראית על המחקר על הנגזרות הכימיות השונות ומוצריהם שמקורם בנפט ובגז, תוך הפקת חומרים כמו דלקים מאובנים, מתאן, בוטאן, בנזין, נפט, סולר, אספלט ופלסטיק. כשהם מנצלים אותם באופן מלא, הושגו תעשיות אלה במוצריהן השונים, אשר בתורם לוקחים כמובן מאליו את הידע וצורת המנגנון המשמש להפקתם.

מהי הנדסה כימית

זהו ענף הנדסי שאחראי על פיתוח, לימוד, סינתזה, תפעול, תכנון ואופטימיזציה של כל אותן מערכות תעשייתיות הגורמות לשינויים כימיים, פיזיקליים וביוכימיים בחומרים.

הוא מתמקד בתכנון טכנולוגיות וחומרים חדשים, זהו סגנון חשוב של פיתוח ומחקר. הוא גם מוביל בתחום הסביבתי, מכיוון שהוא מסייע בתכנון מערכות סביבתיות ידידותיות ומערכות לטיהור הסביבה.

הנדסה כימית מבוססת על מדעי יסוד כמו מתמטיקה (חשבון, אלגברה לינארית ומעלה, שיטות מספריות, משוואות דיפרנציאליות, מתמטיקה מתקדמת), מדעי יסוד אחרים כוללים: קינטיקה כימית, תרמודינמיקה ותופעות תחבורה, וכן דיסציפלינות יישומיות כגון תכנון כורים, הנדסת תהליכים, תכנון ציוד למערכות כימיות ומנגנוני הפרדה. בנוסף, לאט לאט הם שילבו אלמנטים של לימודי סביבה, הנדסת מזון, ביוטכנולוגיה והנדסת חומרים.

היכן ללמוד הנדסה כימית

זהו מקצוע שבו הידע של מתמטיקה, כימיה ודיסציפלינות בסיסיות אחרות, המתקבל באמצעות לימוד, תרגול וניסיון, מיושם בצורה נבונה לפיתוח דרכים כלכליות לשימוש באנרגיה וחומרים לטובת החברה..

במקסיקו, למשל, יש מספר רב של אוניברסיטאות ברחבי הארץ שיש להן פקולטה לכימיה בה תוכלו ללמוד קריירה זו, בין המכונים הללו בולטים הדברים הבאים:

אינסטיטוטו טקנולוגיקו דה אגואסקאלינטים.
מכון TECNOLÓGICO EL LLANO AGUASCALIENTES.
אוניברסיטה אוטומטית של אגואסקלינטים.

מהנדסים כימיים עוסקים בכל הפעילויות הקשורות לעיבוד חומרי גלם (שמקורם צמחי, חי או מינרלי) שמטרתם להשיג מוצרים בעלי ערך רב ותועלת רבה. לכן הם יכולים לפתח את הפעילות שלהם ב:

מפעלי תעשייה / חברות יצרניות.
חברות בנייה ו / או הרכבה של מפעלים וציוד.
נותני שירותים טכניים (תחזוקה, ייעוץ, בקרת איכות וכו ').
גופים ממשלתיים או לא ממשלתיים לבקרה, הסמכה ותקנים.
אוניברסיטאות להשכלה גבוהה.
מרכזי מחקר ופיתוח (תעשייתי / אקדמי).

מושגים חיוניים של כימיה

מהן תגובות כימיות

תגובה כימית היא תהליך של התאמת אטומים ושרשור יחד כאשר חומרים מסוימים באים במגע. תכונות כימיות משתנות על ידי שינוי התאמת האטומים לחומר זה.

מהי תגובה כימית ניתן להגדיר גם משתי נקודות מבט, אחת זו המקרוסקופית שממחישה אותה כ"שיטה שבאמצעותה נוצרים חומר או חומרים רבים מאחד או יותר אחרים "והננוסקופית שבה מוגדר כ"הפצה מחדש של יונים אטומים, יצירת מבנים אחרים (רשתות או מולקולות). "

המשגה סמלית של כל אחת מהתגובות נקראת משוואה כימית.

התוצאות המתקבלות החל מכמה סוגים של ריאגנטים תלויות במצב שבו התגובה הכימית נוצרת. עם זאת, לאחר מחקר מדוקדק נמצא כי למרות שהתוצאות עשויות להשתנות בהתאם לתנאים, כמויות מסוימות נשארות קבועות בכל תגובה. נתונים קבועים אלה, הכמויות השמורות, כוללים את המספר של כל סוג אטום שנמצא, את המסה הכוללת ואת המטען החשמלי.

מהו קשר כימי

זה מובן כתערובת האטומים והמולקולות ליצירת תרכובות כימיות מורכבות וגדולות יותר שניחנות ביציבות. במערכת זו המולקולות או האטומים משנים את תכונותיהם הכימיות והפיזיקליות ויוצרים אלמנטים כימיים הומוגניים חדשים (לא תערובות), שאינם ניתנים להפרדה באמצעות מערכות פיזיקליות כגון ריפוד או סינון.

זו מציאות שהאטומים המרכיבים את החומר נוטים להתאחד ולהשיג תנאים יציבים יותר מאשר לבדם, באמצעות טכניקות שונות המשתפות או מאזנות את המטענים החשמליים הטבעיים שלהם. זה ידוע שלפרוטונים שבגרעין של כל מולקולה יש מטענים חיוביים ולאלקטרונים בסביבתם יש מטענים שליליים, ואילו לנייטרונים שנמצאים בגרעין אין מטען אלא מספקים מסה (ולכן, כוח המשיכה).

קשרים כימיים מתרחשים בטבע והם חלק הן מחומר אורגני והן מצורות חיים, מכיוון שבלעדיהם לא ניתן יהיה לבנות את החלבונים וחומצות האמינו המורכבות המרכיבות את גופנו.

מהם היסודות הכימיים

יסוד כימי הוא חומר המורכב ממולקולות בעלות מספר זהה של פרוטונים בגרעין שלהם, מספר זה ידוע כמספר האטומי של היסוד. לא ניתן לפרק אלמנטים, דרך תגובה כימית, לפשוטים יותר. הם מיוצגים על ידי סמלים.

יסוד כימי אינו מתפרק לחומר פשוט יותר באמצעות תגובה כימית. מסיבה זו למולקולות שלה מאפיינים פיזיקליים ייחודיים. עם זאת, חשוב לא לערבב אלמנטים (שבמולקולות שלהם יש מספר זהה של פרוטונים בגרעין שלהם) עם חומרים פשוטים (שבאטומים שלהם יש רק מולקולה מסוג אחד).

עלינו לזכור כי במושג כימיה, תגובה כימית היא השינויים הכימיים או התופעות בכל מנגנון תרמודינמי (התפתחות בסדר גודל כלשהו ביחס לתהליך תרמודינמי, כלומר חלק מהיקום המבודד לניתוחו) בו מטמורפוזה של מינימום שני חומרים, שמבנהם וקשריהם האטומיים הופכים כדי לפנות מקום ללידה של חומרים חדשים, תוצאה זו ידועה כמוצר.

מהי אנרגיה כימית

כאשר אנו מדברים על אנרגיה כימית, אנו מתייחסים לזה שמקורו בתגובות בין אטומים של תרכובת אחת או יותר. במילים אחרות, מדובר באנרגיה הפנימית שיש לחומר או לגוף, תלוי בסוגי הקשרים שמקורם בין מרכיביו הכימיים ובכמות האנרגיה שיכולה להשתחרר מהתגובות ביניהם.

סוג זה של אנרגיה בכימיה הוא אחת הדרכים בהן אנרגיה מתגלה, במציאות היא תמיד קשורה לחומר ומוצגת כאשר מקורו של שינוי ספציפי. זה יכול לקרות בנוכחות מקורות חום, או של כל חומר אחר, הגורם לחילופי חלקיקים שגורמים בדרך כלל לאור, חום וצורה אחרת של אנרגיה מהתגובה.

באופן זה הם סגנון של אנרגיה פוטנציאלית, הכלולים בחומרים כימיים, שברגע שהם פועלים בתגובה הופכים מיד לצורת אנרגיה שמישה אחרת. בדרך זו, למשל, פועלות בנזין ומערכות שריפה אחרות של פחמימנים מאובנים.

מה חוקרת כימיה בדם

מה שמכונה בדרך כלל ניתוח דם הוא באמת ביצוע מחקר בכימיה בדם, המורכב ממיצוי וצנטריפוגה של מעט דם, מכיוון שמומסות בו תרכובות שונות המקלות על הידיעה כיצד זהו מצבו הבריאותי של הפרט ובמקרה שמזהים מחלה, יוכל להגדיר טיפול נכון.

מדובר אז בזיהוי וקריאה נכונים של רמות התרכובות הכימיות הנמצאות בדם. המחקר של רכיבים אלה יכול להיות מאוד שימושי, מכיוון שכמויות החומרים השונים יכולות לדעת כיצד מערכות הגוף השונות פועלות.

בדיקת הדם מסייעת בעיקר בהערכת שלושה עד שישה יסודות כגון אוריאה, חומצת שתן, גלוקוז, כולסטרול וטריגליצרידים. עם זאת, בהתאם למפרט הרופא המעיד על מחקר זה, ניתן להרחיב אותו עד 32 אלמנטים.

מהי התקפה כימית

זהו מעשה שמבוצע נגד אומה עם נשק כימי או כאלה הידועים בכינויו נשק גרעיני. אירועים אלה הם חמורים מאוד מכיוון שהם מותירים עשרות מקרי מוות שגורמים להשפעה עולמית גדולה כאשר הדבר מכריח את מרבית הקהילה הבינלאומית לפעול.

התקפות כימיות יכולות להתבצע עם שרין או גז דיכלורו, למשל, ההתקפה שהתרחשה בעיר סוריה, דומא, באפריל 2018 במהלך מלחמת אזרחים במדינה.

יתר על כן, התקפה כזו ידועה באזור גותא שבסוריה באוגוסט 2013 עם גז שרין.

איך מכינים פורמולה כימית

נוסחאות כימיות הן ייצוג מקוצר של חומרים, הן סוג של מפתח כימי או סימון (הם מסומלים באמצעות סימנים קונבנציונליים). לכל סוג חומר שקיים נוסחה משלו, כלומר נוסחה בפני עצמה, תשמש לייצוג חומר יחיד.

הם מורכבים מסמלים כימיים (אותיות) ותת-כתובות (מספרים), המזהים את סוג המולקולה הקיימת בחומר ואת כמותו. למרות שבתחומי כימיה מסוימים, כמו כימיה אורגנית כביכול, תרכובות מראות הישנות פונקציונאלית ומבנית מסוימת, המסייעת בזיהוי שברי אטומים כרדיקלים (יחידה מולקולרית עם קשרים חופשיים) או קבוצות פונקציונליות (יחידות אטומיות שלמות ו סָגוּר).

נוסחאות אלה מיוצגות ומתועדות על ידי מה שמכונה הטבלה המחזורית של יסודות כימיים.

דוגמאות לתופעות כימיות

ישנם מספר רב של תופעות כימיות, להלן נזכיר כמה מהן:

פירוק של תרופה במים.
הפקת שמן.
חמצון של מתכת.
עיכול מזון.
תסיסת יין בחומץ.
החלב הפך לדיננית.
תגובת שני חומרים או יותר (כגון תגובת חמצן ומימן ליצירת H2O).

כיצד לתאר את התכונות הכימיות של תרכובת

התכונות של תרכובות שונות מאלה של היסודות המרכיבים אותם. לכל אחת מהתרכובות נוסחה ושם שונים. נוסחה זו מראה כמה מולקולות של כל יסוד יש לתרכובת. לדוגמא: הנוסחה ל- H2O (מים), ה- 2 באמצע מציין שלכל חלקיק מים יש 2 אטומי מימן. ה- O מסמל חמצן, אם אין לו מספר, אז זה מציין שלכל חלקיק מים יש אטום חמצן.