|
|
| شیمی ، مطالعه ساختار خواص ترکیبات و تغییر شکل مواد است. این علم به عناصر شیمیایی و ترکیبات سیمیایی مربوط می‌شود که شامل اتم‌ها ، مولکولها و فعل و انفعالات بین آنها است. جدول تناوبی و فهرست ترکیبات را هم مشاهده کنید. |
شیمی و نظریه اتمی
تئوری اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به‌عنوان یک علم تاثیر بسزائی داشته است، اصل بقای جرم است . این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی ، مقدار ماده نیز تغییر نمی‌کند. ( امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند و همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند.این مطلب به‌طور ساده به این معنی است که اگر ده هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی انجام پذیرد، در پایان ، ما همچنان بطور دقیق ده هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا بدست آمده را مد نظر قرار دهیم، مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند.
شیمی و فعل و انفعالات اتمی
شیمی ، فعل و انفعالات اتم‌ها را به‌تنهایی یا در بیشتر موارد به همراه سایر اتم‌ها و به‌صورت یون یا (مولکول)) ( ترکیب) مورد مطالعه قرار می‌دهد.این اتم‌ها اغلب با اتم‌های دیگر فعل و انفعالاتی را انجام می‌دهند. ( به عنوان مثال زمانیکه آتش از چوب ساخته می‌شود، ترکیبی است از اتم های اکسیژن موجود در هوا و اتم های کربن و هیدروژن درون چوب ). گاهی اوقات نیز نور بر آنها تاثیر می‌گذارد. ( یک عکس بر اثر تغییراتی که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم ایجاد می‌کند، شکل می‌گیرد.)
|
شیمی و قانون نسبتهای معین
یکی از کشفیات ابتدایی و جالب این بود که اتم‌ها تقربیا همیشه به نسبت مساوی با یکدیگر ترکیب می‌شوند. شن سیلیسی دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیکون به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده است که استثناهایی در زمینه قانون نسبتهای معین موجود دارد.شیمی و قانون بقای انرژی
یکی دیگر از کشفیات کلیدی شیمی این بود که زمانیکه یک واکنش شیمیایی رخ می‌دهد، مقداری انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود، همواره یکسان است . این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل ، ترمودینامیک و دینامیک می‌رساند.شیمی و مکانیک کوانتومی
شیمی فیزیک بر پایه فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتومی شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال ، در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های ساده شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد، ( مانند تئوری کاری دانسیته ).بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد، زیرا نتایج مهم این تئوری ( بخصوص اوربیتال اتمی ) با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و بکارگیری هستند. با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود، مفهوم اساسی که پشت آن است، یعنی کوانتومی کردن انرژی ، چنین نیست. شیمیدانها برای بکارگیری کلیه روشهای طیف نمایی به اثرات و نتایح کوانتوم وابسته‌اند، هرچند که ممکن است بسیاری از آنها از این امر آگاه نباشند.
علم فیزیک هم ممکن است مورد بی‌توجهی واقع شود. اما به هر حال نتیجه نهایی ( مانند رزونانس مغناطیسی هسته ) آن مورد شرح و تفسیر قرار می‌گیرد.
|
شیمی و نظریه نسبیت
یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود، نظریه نسبیت است. این نظریه که از لحاظ ریاضی پیچیده است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. خوشبختانه مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان اتم بویژه در عناصر سنگین‌تر کاربرد دارند و در عمل تقریباً با شیمی ارتباط ندارند.شاخه‌های شیمی
بخشهای اصلی علم شیمی عبارتند از : شیمی تجزیه ، تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آن ؛ شیمی آلی ، مطالعه ترکیبات کربن‌دار ؛ شیمی معدنی که به اکثر عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکیید نشده است، می‌پردازد؛ شیمی فیزیک که پایه و اساس کلیه شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد و شامل خواص فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آنهاست.سایر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی مرتبطند، عبارتند از: علم مواد ، شیمی پلیمر ، شیمی محیط زیست و داروسازی.