Kemi

Kemi (fra arabisk کيمياء ‎, formodentlig afledt af det egyptiske ord Kemet ( translit. egyptisk Kmt ) (sort), hvorfra navnet på Egypten , sort jord og bly også stammer  - Ta-Kemet  - "sort jord" ( egyptisk tA- kmt ) [1] [2] [3] , andre mulige varianter: OE græsk χυμος  - "juice", "essens", "fugtighed", "smag", OE græsk χυμα  - "legering (af metaller )", "støbning ", "flow", andet græsk χυμευσις - "blanding") - et af de vigtigste og mest omfattende områder inden for naturvidenskab , en videnskab , der studerer stoffer , såvel som deres sammensætning og struktur , deres egenskaber, der afhænger af sammensætningen og strukturen, deres transformationer, der fører til en ændring i sammensætningen - kemiske reaktioner , samt love og mønstre, som disse transformationer er underlagt. Da alle stoffer består af atomer , som på grund af kemiske bindinger er i stand til at danne molekyler , så er kemien primært beskæftiget med hensyntagen til ovenstående opgaver på atom-molekylært niveau , det vil sige på niveau med kemiske grundstoffer og deres forbindelser . Kemi har mange forbindelser med fysik og biologi , faktisk er grænsen mellem dem betinget [4] , og grænseområderne studeres af kvantekemi , kemisk fysik , fysisk kemi , geokemi , biokemi og andre videnskaber. Det er en eksperimentel videnskab .

Kemiens historie

Begyndelsen af ​​kemi har eksisteret siden menneskets daggry. Da mennesket altid på en eller anden måde har beskæftiget sig med kemikalier, kan hans første eksperimenter med ild , garvning af skind og madlavning kaldes begyndelsen på praktisk kemi. Gradvist akkumulerede praktisk viden, og i begyndelsen af ​​civilisationens udvikling vidste folk, hvordan man tilberedte nogle malinger , emaljer , giftstoffer og medicin . I begyndelsen brugte mennesket biologiske processer, såsom gæring , forrådnelse ; senere, med udviklingen af ​​ild, begyndte han at bruge processerne for forbrænding , sintring , fusion . Der blev brugt redoxreaktioner , som ikke forekommer i dyrelivet - for eksempel reduktion af metaller fra deres forbindelser.

Håndværk som metallurgi , keramik , glasfremstilling , farvning , parfumeri og kosmetik nåede en betydelig udvikling allerede før begyndelsen af ​​vores æra. For eksempel er sammensætningen af ​​moderne flaskeglas praktisk talt den samme som sammensætningen af ​​glas brugt i 4000 f.Kr. e. i Egypten. Selvom kemisk viden omhyggeligt blev skjult af præsterne for de uindviede, trængte den stadig langsomt ind i andre lande. Kemisk videnskab kom til europæerne hovedsageligt fra araberne efter deres erobring af Spanien i 711 . De kaldte denne videnskab " alkymi ", fra dem spredte dette navn sig til Europa.

Det er kendt, at i Egypten allerede i 3000 f.Kr. e. de vidste, hvordan man får kobber fra dets forbindelser ved at bruge trækul som reduktionsmiddel , og de modtog også sølv og bly . Gradvist, i Egypten og Mesopotamien , blev produktionen af ​​bronze udviklet , og i de nordlige lande - jern . Der var også teoretiske fund. For eksempel i Kina fra det XXII århundrede f.Kr. e. der var en teori om de grundlæggende elementer ( Vand , Ild , Træ , Guld , Jord ). I Mesopotamien opstod ideen om de modsætninger, som verden er bygget af: ild-vand, varme - kulde, tørhed - fugt mv.

I det 5. århundrede f.Kr e. i Grækenland udviklede Leucippus og Demokritus teorien om stoffets struktur ud fra atomer  - atomisme . I analogi med skriftens struktur konkluderede de, at ligesom tale er opdelt i ord, og ord er opbygget af bogstaver, så er alle stoffer opbygget af visse forbindelser ( molekyler ), som igen er opbygget af udelelige elementer ( atomer ).

I det 5. århundrede f.Kr e. Empedocles foreslog, at hovedelementerne ( elementerne ) er vand , ild , luft og jord . I det IV århundrede f.Kr. e. Platon udviklede Empedokles lære: hvert af disse elementer havde sin egen farve og sin egen korrekte rumlige figur af atomet, som bestemmer dets egenskaber: ild - rød og tetraeder , vand - blå og icosahedron , jord - grøn og hexahedron , luft - gul og oktaeder . Ifølge Platon er det ud fra kombinationerne af disse "mursten", at hele den materielle verden er bygget . Læren om, at fire blev til hinanden, blev arvet af Aristoteles .

Alkymi

Ordet "alkymi" kom ind i europæiske sprog fra arabisk. الخيمياء ‎ ( 'al-kīmiyā' ), som igen var lånt fra mellemgræsk χυμεία 'væske'.

Egyptens kultur besad veludviklede teknologier, som demonstreres af genstande og strukturer, hvis oprettelse kun er mulig, hvis der er et teoretisk og praktisk grundlag. Videnskaben har for nylig modtaget bekræftelse af udviklingen af ​​primær teoretisk viden i Egypten. Ikke desto mindre er en sådan oprindelse indikeret af en mere esoterisk , konceptuel tilknytning, der har ligheder med teoretiske - traditionelle kilder til alkymi  - denne bizarre og blomstrende "symbiose" af kunst og til en vis grad - forrangen af ​​en af ​​hovedsektionerne af naturvidenskab - kemi, der kun formelt tager udgangspunkt i dette kompleks af viden og erfaring. Blandt sådanne kilder bør vi først og fremmest nævne " Smaragdtavlen " ( lat.  "Tabula smaragdina" ) af Hermes Trismegistus , såvel som en række andre afhandlinger af "Den Store Alkymiske Kode " [5] [6] .

Det fandt sted i det 4. - 3. århundrede f.Kr. e. i Østen (i Indien , Kina , i den arabiske verden) en tidlig "prototype" af alkymi. I denne og efterfølgende perioder blev der fundet nye metoder til at opnå sådanne elementer som kviksølv , svovl , fosfor , mange salte blev karakteriseret, sur HNO 3 og alkalisk NaOH var allerede kendt og brugt . Fra den tidlige middelalder har det, der nu almindeligvis forstås som alkymi, udviklet sig, hvor sammen med de ovennævnte videnskabelige komponenter (i betydningen den moderne forståelse af videnskabens metodologi) æraens filosofiske ideer og nye håndværksfærdigheder for den tid, såvel som magiske og mystiske ideer, blev traditionelt kombineret. ; sidstnævnte var imidlertid i sine individuelle udfoldelser og træk udstyret med datidens filosofiske tankegang. Bemærkelsesværdige alkymister på den tid var Jabir ibn Hayyan (Geber), Ibn Sina ( Avicenna ) og Abu Bakr ar-Razi . Selv i antikken , takket være den intensive udvikling af handel, blev guld og sølv den universelle ækvivalent til fremstillede varer. Vanskelighederne forbundet med at opnå disse relativt sjældne metaller foranledigede forsøg på at gøre praktisk brug af Aristoteles ' naturfilosofiske synspunkter om omdannelsen af ​​nogle stoffer til andre; fremkomsten af ​​doktrinen om " transmutation ", sammen med den allerede navngivne Hermes Trismegistus , traditionen for den alkymistiske skole forbundet med hans navn. Disse ideer har undergået lidt forandring indtil det XIV århundrede [5] [6] .

I det 7. århundrede e.Kr. e. alkymi kom ind i Europa. På det tidspunkt, som gennem historien, blandt repræsentanterne for de herskende samfundslag, var luksusvarer, især guld , særligt "populære", da det var netop dette, som allerede nævnt, der svarede til en handelsvurdering. Alkymister, blandt andre emner, fortsatte med at være interesseret i metoder til at opnå guld fra andre metaller , såvel som problemerne med at behandle dem. På samme tid, på det tidspunkt, begyndte arabisk alkymi at bevæge sig væk fra praksis og mistede sin indflydelse. På grund af teknologiens ejendommeligheder, blandt andet på grund af systemet med hermetiske synspunkter, forskellen i tegnsystemer, terminologi og ren virksomhedsformidling af viden, udviklede den "alkymistiske handling" sig meget langsomt. De mest berømte europæiske alkymister er Nicolas Flamel , Albertus Magnus , John Dee , Roger Bacon og Raymond Lully . Alkymisternes æra markerede modtagelsen af ​​mange primære stoffer, udviklingen af ​​metoder til deres produktion, isolering og oprensning. Først i det 16. århundrede , med udviklingen af ​​forskellige industrier, herunder metallurgi , såvel som lægemidler , på grund af stigningen i dets rolle inden for medicin , begyndte forskere at dukke op, hvis aktiviteter blev udtrykt i betydelige transformationer i denne videnskab, hvilket bragte dannelse af velgennemtænkte og relevante praktiske metoder for denne disciplin nærmere. . Blandt dem bør man først og fremmest nævne George Agricola og Theophrastus Bombast Paracelsus [5] [6] .

Kemi som videnskab

Kemi som en selvstændig disciplin blev defineret i det 16. - 17. århundrede efter en række videnskabelige opdagelser, der underbyggede det mekanistiske billede af verden, udviklingen af ​​industrien og fremkomsten af ​​det borgerlige samfund . Men på grund af det faktum, at kemi, i modsætning til fysik , ikke kunne udtrykkes kvantitativt , var der uenigheder om, hvorvidt kemi er en kvantitativt reproducerbar videnskab eller er det en anden form for viden. I 1661 skabte Robert Boyle værket "Skeptic Chemist ", hvori han forklarede forskellen i forskellige stoffers egenskaber ved, at de er bygget af forskellige partikler ( corpuscles ), som er ansvarlige for stoffets egenskaber. Van Helmont , der studerer forbrænding , introducerede begrebet gas for det stof , der dannes under det, opdagede kuldioxid . I 1672 opdagede Boyle, at når metaller affyres , øges deres masse , og forklarede dette ved at fange "vægtige partikler af flammen."

M. V. Lomonosov , allerede i sit første velkendte værk, "Elements of Mathematical Chemistry" ( 1741 ), klassificerer det i modsætning til de fleste kemikere på sin tid, der betragtede dette aktivitetsområde som en kunst, som en videnskab, idet han startede sit arbejde i ord [7] :

Kemi er videnskaben om de ændringer, der finder sted i en blandet krop, fordi den er blandet. ... Jeg er ikke i tvivl om, at der vil være mange, for hvem denne definition vil virke ufuldstændig, vil klage over manglen på begyndelse af adskillelse, forbindelse, oprensning og andre udtryk, som næsten alle kemiske bøger er fyldt med; men de, der er mere indsigtsfulde, vil let se, at de nævnte Udtryk, hvormed en del Forfattere om Kemi har for Vane at belaste deres Undersøgelser unødigt, kan rummes i ét Ord: blandet Legeme. Faktisk kan den, der har kendskab til et blandet organ, forklare alle mulige ændringer i det, herunder division, forening osv.

Varme og flogiston. Gasser

I begyndelsen af ​​det 18. århundrede formulerede Stahl teorien om phlogiston  , et stof, der fjernes fra materialer under deres forbrænding.

I 1749 skrev M. V. Lomonosov "Refleksioner over årsagen til varme og kulde" (konceptet for værket går tilbage til 1742-1743 - se  hans noter om fysik og korpuskulær filosofi). L. Euler gav den højeste vurdering af dette arbejde (brev 21. november 1747). I 1848 understreger professor D. M. Perevoshchikov , der i detaljer beskriver M. V. Lomonosovs vigtigste ideer, at hans teori om varme var et halvt århundrede foran videnskaben (“Sovremennik”, januar 1848, bind VII, bog 1, afsnit II, pp. 41-58) - med denne udtalelse, før og i fremtiden, stemmer mange andre forskeres mening [7] .

Black opdagede kuldioxid i 1754 , Priestley opdagede oxygen i 1774  , og Cavendish opdagede brint i 1766  .

I perioden 1740-1790 forklarede Lavoisier og Lomonosov [ 7 ] kemisk processerne for forbrænding , oxidation og respiration og beviste, at ild  ikke er et stof , men en konsekvens af en proces . Proust formulerede i 1799-1806 loven om kompositionens konstanthed . Gay-Lussac opdagede i 1808 loven om volumetriske forhold ( Avogadros lov ). Dalton i sit arbejde " The New System of Chemical Philosophy " ( 1808-1827 ) beviste eksistensen af ​​atomer , introducerede begrebet atomvægt , element  - som et sæt af identiske atomer .

Reinkarnation af atomteorien om stof

I 1811 antog Avogadro , at molekylerne af elementargasser var sammensat af to identiske atomer ; senere, på grundlag af denne hypotese , gennemførte Cannizzaro en reform af atom-molekylær teori . Denne teori blev godkendt på den første internationale kemikerkongres i Karlsruhe den 3.-5. september 1860.

I 1869 opdagede D. I. Mendeleev den periodiske lov for kemiske grundstoffer og skabte et periodisk system af kemiske grundstoffer . Han forklarede begrebet et kemisk grundstof og viste afhængigheden af ​​et grundstofs egenskaber af atommasse . Med opdagelsen af ​​denne lov grundlagde han kemi som en kvantitativ videnskab, og ikke kun som en beskrivende og kvalitativ.

Radioaktivitet og spektre

Opdagelserne i det 19. århundrede spillede en vigtig rolle i forståelsen af ​​stoffets struktur. Studiet af den fine struktur af emissionsspektre og absorptionsspektre fik videnskabsmænd til at tænke over deres forbindelse med strukturen af ​​atomer af stoffer. Opdagelsen af ​​radioaktivitet viste, at nogle atomer er ustabile ( isotoper ) og spontant kan omdannes til nye atomer ( radon  - "emanation").

Kvantekemi

Kvantekemi  er en gren af ​​kemi, der overvejer strukturen og egenskaberne af kemiske forbindelser, reaktivitet, kinetik og mekanisme af kemiske reaktioner baseret på kvantemekanik. Afsnit af kvantekemi er: kvanteteori om molekylær struktur, kvanteteori om kemiske bindinger og intermolekylære interaktioner, kvanteteori om kemiske reaktioner og reaktivitet osv. [8] Kvantekemi er i skæringspunktet mellem kemi og kvantefysik (kvantemekanik). Det beskæftiger sig med overvejelse af stoffers kemiske og fysiske egenskaber på atomniveau (modeller af elektron-nuklear struktur og interaktioner præsenteret fra et kvantemekanisk synspunkt). På grund af det faktum, at kompleksiteten af ​​de undersøgte objekter i mange tilfælde ikke tillader at finde eksplicitte løsninger på ligninger, der beskriver processer i kemiske systemer, anvendes omtrentlige beregningsmetoder. Beregningskemi er uløseligt forbundet med kvantekemi - en disciplin, der bruger kvantekemiens matematiske metoder, tilpasset til at kompilere specielle computerprogrammer, der bruges til at beregne molekylære egenskaber, amplituden af ​​sandsynligheden for at finde elektroner i atomer og simulere molekylær adfærd.

Grundlæggende begreber

Elementær partikel

Disse er alle partikler, der ikke er atomkerner eller atomer ( protonen  er en undtagelse). I snæver forstand partikler, der ikke kan anses for at bestå af andre partikler (for en given påvirknings-/observationsenergi). Elementærpartikler er også elektroner (-) og protoner (+).

Atom

Den mindste partikel af et kemisk grundstof , der har alle dets egenskaber. Et atom består af en kerne og en "sky" af elektroner omkring det. Kernen består af positivt ladede protoner og neutrale neutroner . Ved at interagere kan atomer danne molekyler .

Et atom er grænsen for den kemiske nedbrydning af ethvert stof. Et simpelt stof (hvis det ikke er monoatomisk, såsom helium He) nedbrydes til atomer af én type, et komplekst stof til atomer af forskellige typer.

Atomer (mere præcist atomkerner) er kemisk udelelige.

Molekyle

En partikel bestående af to eller flere atomer , der kan eksistere alene. Det har en konstant kvalitativ og kvantitativ sammensætning. Et molekyles egenskaber afhænger af atomerne, der udgør dets sammensætning, og af arten af ​​bindingerne mellem dem, af den molekylære struktur og af det rumlige arrangement ( isomerer ). Det kan have flere forskellige tilstande og bevæge sig fra en tilstand til en anden under påvirkning af eksterne faktorer. Egenskaberne for et stof, der består af bestemte molekyler, afhænger af molekylernes tilstand og af molekylets egenskaber.

Stof

I overensstemmelse med klassiske videnskabelige synspunkter skelnes der mellem to fysiske former for stofs eksistens - stof og felt . Stof er en form for stof, der har masse (masse er ikke nul). Kemi er studiet af hovedsagelig stoffer organiseret i atomer , molekyler , ioner og radikaler . Disse består igen af ​​elementarpartikler: elektroner , protoner , neutroner osv.

Simple og komplekse stoffer. Kemiske elementer

Blandt rene stoffer er det sædvanligt at skelne mellem simple (bestående af atomer af et kemisk element) og komplekse (dannet af atomer af flere kemiske elementer) stoffer.

Simple stoffer bør skelnes fra begreberne "atom" og "kemisk element".

Et kemisk grundstof  er en type atom med en vis positiv nuklear ladning. Alle kemiske grundstoffer er opført i det periodiske system af grundstoffer af D. I. Mendeleev ; hvert grundstof har sit eget serienummer (atomnummer) i det periodiske system. Værdien af ​​et grundstofs serienummer og værdien af ​​ladningen af ​​kernen af ​​et atom af det samme grundstof er den samme, det vil sige, at et kemisk grundstof er en samling atomer med samme serienummer.

Hovedartikel: Kemisk grundstof

Simple stoffer er former for eksistensen af ​​kemiske grundstoffer i en fri form; hvert grundstof svarer som regel til flere simple stoffer (allotropiske former), som kan være forskellige i sammensætning, f.eks. atomart oxygen O, oxygen O 2 og ozon O 3 , eller i krystalgitteret, f.eks. diamant og grafit for grundstoffet kulstof C. Det er klart, at simple stoffer kan være mono- og polyatomiske.

Komplekse stoffer er ellers kendt som kemiske forbindelser. Dette udtryk betyder, at stoffer kan opnås ved kemiske reaktioner, der kombineres fra simple stoffer (kemisk syntese) eller adskilles i elementer i fri form (simple stoffer) ved hjælp af kemiske nedbrydningsreaktioner (kemisk analyse).

Simple stoffer er de endelige former for kemisk nedbrydning af komplekse stoffer. Komplekse stoffer dannet af simple stoffer bevarer ikke de indgående stoffers kemiske egenskaber.

Sammenfattende alt ovenstående kan vi skrive:

, hvor
E - simple stoffer (grundstoffer i fri form),
C - komplekse stoffer (kemiske forbindelser),
S - syntese,
A - analyse.

I øjeblikket bruges begreberne "syntese" og "analyse" af kemikalier i en bredere forstand. Syntese refererer til enhver kemisk proces, der fører til produktionen af ​​det påkrævede stof, og det er samtidig muligt at isolere det fra reaktionsblandingen. Analyse er enhver kemisk proces, der giver dig mulighed for at bestemme den kvalitative og kvantitative sammensætning af et stof eller en blanding af stoffer, det vil sige at fastslå, hvilke grundstoffer et givet stof er sammensat af, og hvad er indholdet af hvert element i dette stof. Derfor skelnes der mellem kvalitativ og kvantitativ analyse - to komponenter i en af ​​de kemiske videnskaber - analytisk kemi.

Metaller og ikke-metaller

Alle kemiske elementer i henhold til deres egenskaber, det vil sige frie atomers egenskaber og egenskaberne af simple og komplekse stoffer dannet af elementer, er opdelt i metalliske og ikke-metalliske elementer. Konventionelt omfatter ikke-metaller grundstofferne He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn , F , Cl , Br , I , At , O , S , Se , N , P , C og H. Halvmetaller omfatter B , Si , Ge , As , Sb , Te , nogle gange Po . Resten af ​​grundstofferne betragtes som metaller.

Rene stoffer og blandinger af stoffer

Et individuelt rent stof har et bestemt sæt karakteristiske egenskaber. Fra rene stoffer bør der skelnes mellem stofblandinger, som kan bestå af to eller flere rene stoffer, der bevarer deres iboende egenskaber.

Blandinger af stoffer er opdelt i homogene (homogene) og heterogene (heterogene).

Forskellige eksempler på mulige blandinger af stoffer i forskellige aggregeringstilstande

Aggregeret tilstand af bestanddelene (før blandingen dannes)	Homogen blanding (homogent system)	heterogen blanding (heterogent system)
solid - solid	Faste opløsninger, legeringer (f.eks. messing, bronze)	Sten (for eksempel granit, mineralmalm osv.)
fast - flydende	Flydende opløsninger (for eksempel vandige saltopløsninger)	Fast i væske - suspensioner eller suspensioner (for eksempel lerpartikler i vand, kolloide opløsninger )
		Væske i fast stof - væske i porøse legemer (for eksempel jord, jord)
Fast - gasformig	Kemisorberet brint i platin, palladium, stål	Fast i gasformig - pulvere, aerosoler, inklusive røg, støv, smog
		Gasformigt i faste - porøse materialer (f.eks. mursten, pimpsten)
flydende - fast	Faste væsker (fx er glas fast, men stadig flydende)	Kan tage en anden form og fikse den (f.eks. har tallerkener forskellige former og farver)
væske - væske	Flydende opløsninger (for eksempel eddike - en opløsning af eddikesyre i vand)	To-lags og flerlags flydende systemer, emulsioner (for eksempel mælk - dråber flydende fedt i vand)
Væske - gasformig	Flydende opløsninger (for eksempel en opløsning af kuldioxid i vand)	Væske i gasform - aerosoler af væske i gas, inklusive tåger
		Gasformig i væske - skum (for eksempel sæbeskum)
gasformig - gasformig	Gasopløsninger (blandinger af enhver mængde og et vilkårligt antal gasser), f.eks. luft .	Heterogene system er umuligt

I homogene blandinger kan indholdsstofferne hverken detekteres visuelt eller ved hjælp af optiske instrumenter, da stofferne er i en fragmenteret tilstand på mikroniveau. Homogene blandinger er blandinger af enhver gas og ægte opløsninger, såvel som blandinger af visse væsker og faste stoffer, såsom legeringer.

I heterogene blandinger, enten visuelt eller ved hjælp af optiske instrumenter, er det muligt at skelne regioner (aggregater) af forskellige stoffer afgrænset af grænsefladen; hver af disse regioner er homogene i sig selv. Sådanne områder kaldes en fase .

En homogen blanding består af en fase, en heterogen blanding består af to eller flere faser.

Heterogene blandinger, hvor en fase i form af separate partikler er fordelt i en anden, kaldes dispergerede systemer . I sådanne systemer skelnes der mellem et dispersionsmedium (fordelingsmedium) og en dispergeret fase (stof knust i et dispersionsmedium).

Ved hjælp af fysiske adskillelsesmetoder er det muligt at adskille blandinger i deres bestanddele, det vil sige i rene stoffer.

Oversigt over kendte fysiske metoder til adskillelse af blandinger af stoffer anvendt i kemi og kemisk teknologi

Aggregeret tilstand af blandingens bestanddele	Fysisk egenskab brugt til adskillelse	Adskillelsesmetode
solid - solid	Massefylde	bundfældning , sedimentering
	fugtbarhed	Flotation , skumflodation
	Partikelstørrelse	Screening
	Opløselighed	Udvinding , udvaskning
	Magnetisme	Magnetisk adskillelse
fast - flydende	Massefylde	Sedimentering, dekantering (dræning af væske fra sediment), centrifugering
	flydende kogepunkt	Inddampning, destillation , tørring
	Partikelstørrelse	Filtrering
	Opløselighed af et fast stof	Krystallisation
Fast - gasformig	Massefylde	Sedimentation, centrifugalseparation
	Partikelstørrelse	Filtrering
	Elektrisk ladning	elektrofiltrering
væske - væske	Massefylde	Udfældning (i en skilletragt, i en olieudskiller), centrifugering
	Kogetemperatur	Destillation
	Opløselighed	Udvinding
Væske - gasformig	Massefylde	Sedimentation, centrifugalseparation
	Gasopløselighed	Fjernelse af gas (ved at hæve temperaturen), vask med en anden væske
gasformig - gasformig	Kondenseringstemperatur	Kondensation
	Absorberbarhed	Absorption (absorption ved sorbentvolumen)
	Adsorberbarhed	Adsorption (absorption af den sorberende overflade)
	Partikelstørrelse	Diffusion
	Vægt	centrifugering

Rene stoffer er stoffer, der, når de udføres ved fysiske metoder, ikke adskilles i to eller flere andre stoffer og ikke ændrer deres fysiske egenskaber.

Der er ingen absolut rene stoffer i naturen. For eksempel indeholder det såkaldte ekstra rene aluminium stadig 0,001 % urenheder af andre stoffer. Således er et absolut rent stof en abstraktion. Sandt nok, når det kommer til ethvert stof, bruger kemien denne abstraktion, det vil sige, at den mener, at stoffet er virkelig rent, selvom der i praksis tages et stof med et vist indhold af urenheder. Naturligvis bør kemikeren stræbe efter i sin praksis at bruge så rene stoffer som muligt, der indeholder den mindste mængde urenheder. Det skal huskes, at selv en lille mængde urenheder kan ændre et stofs kemiske egenskaber væsentligt.

Forskelle mellem blandinger af stoffer og komplekse stoffer

Blanding	komplekst stof
Dannet gennem en fysisk proces (blanding af rene stoffer)	Dannet ved en kemisk reaktion (syntese fra simple stoffer)
Egenskaberne af de rene stoffer, som blandingen er sammensat af, forbliver uændrede.	Egenskaberne af simple stoffer, hvorfra et komplekst stof er opnået, er ikke bevaret i sidstnævnte.
Rene stoffer (enkle og komplekse) kan være i en blanding i ethvert masseforhold	De grundstoffer, der udgør et komplekst stof, er altid i et bestemt masseforhold.
Kan adskilles i bestanddele (rene stoffer) ved hjælp af fysiske metoder	Kan kun nedbrydes i dets bestanddele (grundstoffer i form af simple stoffer) ved hjælp af en kemisk reaktion (analyse)

Ion

Dette er en ladet partikel, et atom eller et molekyle, der har et ulige antal protoner og elektroner. Hvis en partikel har flere elektroner end protoner, er den negativt ladet og kaldes en anion . For eksempel - Cl - . Hvis der er færre elektroner i en partikel end protoner, så er den positivt ladet og kaldes en kation . For eksempel - Na + .

Radikal

Det er en partikel ( atom eller molekyle ), der indeholder en eller flere uparrede elektroner . I de fleste tilfælde dannes en kemisk binding med deltagelse af to elektroner. En partikel, der har en uparret elektron, er meget aktiv og danner let bindinger med andre partikler. Derfor er levetiden for en radikal i et medie som regel meget kort.

• Se også frie radikaler i radiolyse i radiobiologi .

Kemisk binding

Holder atomer eller grupper af atomer sammen. Der er flere typer kemiske bindinger: ioniske , kovalente (polære og ikke-polære), metalliske , hydrogen .

Periodisk lov

Opdaget af D. I. Mendeleev den 1. marts 1869 . Moderne formulering: Grundstoffernes egenskaber , såvel som de forbindelser, de danner, er i perioder afhængige af ladningerne af kernerne i deres atomer .

Kemiske reaktioner

Processer, der forekommer i et kemisk stof eller i blandinger af forskellige stoffer, er kemiske reaktioner. Kemiske reaktioner producerer altid nye stoffer.

I bund og grund er dette processen med at ændre strukturen af ​​et molekyle . Som et resultat af en reaktion kan antallet af atomer i et molekyle stige ( syntese ), falde ( nedbrydning ) eller forblive konstant ( isomerisering , omlejring ). Under reaktionen ændres bindingerne mellem atomer og arrangementet af atomer i molekyler.

Kemiske reaktioner afslører og karakteriserer et givet stofs kemiske egenskaber.

De oprindelige stoffer, der tages for at udføre en kemisk reaktion, kaldes reaktanter, og de nye stoffer, der dannes som følge af en kemisk reaktion, kaldes reaktionsprodukter. Generelt er en kemisk reaktion afbildet som følger:

Reagenser → Produkter

Kemi studerer og beskriver disse processer både på makroskala, på niveau med makromængder af stoffer og på mikroskala, på atom-molekylært niveau. De ydre manifestationer af kemiske processer, der forekommer på makroskala, kan ikke overføres direkte til mikroniveauet af stoffers interaktion og entydigt fortolkes, men sådanne overgange er mulige med korrekt brug af særlige kemiske love, der kun er iboende i mikrodomænet (atomer, molekyler, ioner, taget i enkelte mængder).

Nomenklatur

Dette er et sæt regler for navngivning af kemiske forbindelser. Da det samlede antal kendte forbindelser er mere end 20 millioner, og deres antal er grundlæggende ubegrænset, er det nødvendigt at bruge klare regler, når de navngives, så deres struktur kan gengives med navn. Der er flere muligheder for at navngive organiske og uorganiske forbindelser, men IUPAC- nomenklaturen betragtes som standarden .

Sektioner af kemi

Moderne kemi er et så stort område inden for naturvidenskab, at mange af dens sektioner i det væsentlige er uafhængige, omend tæt beslægtede videnskabelige discipliner.

På baggrund af de undersøgte genstande (stoffer) opdeles kemi normalt i uorganisk og organisk . Fysisk kemi , herunder kvantekemi, elektrokemi, kemisk termodynamik og kemisk kinetik, er engageret i at forklare essensen af ​​kemiske fænomener og etablere deres generelle love på grundlag af fysiske principper og eksperimentelle data . Analytisk og kolloid kemi er også selvstændige sektioner (se listen over sektioner nedenfor).

Det teknologiske grundlag for moderne produktion er opstillet af kemisk teknologi  - videnskaben om økonomiske metoder og midler til industriel kemisk forarbejdning af færdige naturlige materialer og kunstig produktion af kemiske produkter, der ikke findes i det naturlige miljø.

Kombinationen af ​​kemi med andre beslægtede naturvidenskaber er biokemi , bioorganisk kemi , geokemi , strålingskemi , fotokemi mv.

Det generelle videnskabelige grundlag for kemiske metoder er udviklet i vidensteorien og videnskabens metodologi .

• Agrokemi
• Analytisk kemi beskæftiger sig med studiet af stoffer for at få en forståelse af deres kemiske sammensætning og struktur, inden for rammerne af denne disciplin udvikles eksperimentelle metoder til kemisk analyse.
• Bioorganisk kemi
• Biokemi studerer kemikalier, deres transformationer og de fænomener, der ledsager disse transformationer i levende organismer. Nært beslægtet med organisk kemi, lægemiddelkemi, neurokemi, molekylærbiologi og genetik.
• Beregningskemi
• Geokemi  er videnskaben om den kemiske sammensætning af Jorden og planeterne (kosmokemi), lovene for fordeling af elementer og isotoper, processerne for dannelse af sten, jord og naturlige vand.
• kvantekemi
• kolloid kemi
• computerkemi
• kosmetisk kemi
• Kosmokemi
• Matematisk kemi
• Materialevidenskab
• Medicinsk kemi
• Organometallisk kemi
• Nanokemi
• Uorganisk kemi studerer uorganiske forbindelsers egenskaber og reaktioner. Der er ingen klar grænse mellem organisk og uorganisk kemi, tværtimod er der discipliner i skæringspunktet mellem disse videnskaber, for eksempel organometallisk kemi.
• Organisk kemi udpeger stoffer bygget på basis af et kulstofskelet som et studieemne.
• Neurokemi har som emne studiet af mediatorer, peptider, proteiner, fedtstoffer, sukkerarter og nukleinsyrer, deres interaktioner og den rolle, de spiller i dannelsen, udviklingen og forandringen af ​​nervesystemet.
• Petrokemi
• generel kemi
• præparativ kemi
• Radiokemi
• Supramolekylær kemi
• lægemidler
• Fysisk kemi studerer det fysiske og grundlæggende grundlag for kemiske systemer og processer. Nøgleområder for forskning omfatter kemisk termodynamik, kinetik, elektrokemi, statistisk mekanik og spektroskopi. Fysisk kemi har meget til fælles med molekylær fysik. Fysisk kemi involverer brugen af ​​den infinitesimal metode. Fysisk kemi er en adskilt disciplin fra kemisk fysik.
• Fotokemi
• Kemi af makromolekylære forbindelser
• Kemi af et-carbon molekyler
• Kemi af polymerer
• Jordbunds kemi
• Teoretisk kemi sætter som sin opgave den teoretiske generalisering og underbygning af viden om kemi gennem grundlæggende teoretiske ræsonnementer (normalt inden for matematik eller fysik).
• Termokemi
• Toksikologisk kemi
• Elektrokemi
• miljøkemi ; miljøkemi
• Nuklear kemi er studiet af nukleare reaktioner og de kemiske konsekvenser af nukleare reaktioner.

Kemisk teknologi

• Generel information
• Hovedproduktion

Metoder til fysisk-kemisk analyse

Se sammenligningen og den fuldstændige klassificering af analysemetoder i hovedartiklen Analytisk kemi , og især:

• Spektroskopiske metoder
• Spektral analyse
• Massespektroskopi
• Kromatografi
• og andre metoder

Se også

• Kemisk nomenklatur
• miljøbeskyttelse
• Kemiens filosofi
• Kemiker

Noter

1. ↑ O. Libkin. Videnskabens ordbog. Kemi. Tidsskrift "Kemi og liv. 1967. nr. 1. S.28.
2. ↑ S. I. Fingaret . The Art of Old Egypt in the Hermitage Collection / The State Hermitage Museum. - L . : Avrora, 1970. - S. 19. - 72 s.
3. ↑ I. P. Magidovich , V. I. Magidovich , V. S. Preobrazhensky . Essays om geografiske opdagelsers historie: udgave i fem bind. - M . : Uddannelse, 1982. - S. 13. - 292 s.
4. ↑ Videnskabsfilosofi, red. A. I. Lipkina M.: Eksmo, 2007
5. ↑ 1 2 3 Kemiens fremkomst og udvikling fra oldtiden til det XVIII århundrede. Generel historie om kemi. M.: Videnskab. 1989
6. ↑ 1 2 3 Rabinovich VL Alkymi som et fænomen i middelalderkulturen. M.: Videnskab. 1979
7. ↑ 1 2 3 Mikhail Vasilyevich Lomonosov. Udvalgte værker. I to bind. T. 1. Naturvidenskab og filosofi. — M.: Nauka. 1986
8. ↑ Davtyan O.K. kvantekemi. - M .: Højere skole, 1962. - 784 s. - side 5

Litteratur

• Mendeleev D. I. Periodisk lov: I 3 bind på Runivers hjemmeside
• Nekrasov B.V. Fundamentals of General Chemistry, bind 1. - M .: "Chemistry", 1973
• Kemisk encyklopædi, s. udg. Knunyants I. L., bind 5. - M .: "Soviet Encyclopedia", 1988
• Kemi: Ref. red. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak m.fl.: Per. med ham. - M.: Kemi, 1989
• John Moore. Kemi for Dummies = Kemi for Dummies. - M . : "Dialektik" , 2011. - 320 s. — ISBN 978-5-8459-1773-7 .
• N. L. Glinka. Generel kemi. - M. : Integral-Press, 2008. - S. 728. - ISBN 5-89602-017-1 .
• Dzhua M. Kemihistorie . - M . : Mir, 1966. - 452 s.
• Dubinskaya A. M., Prizment E. L. Chemical Encyclopedias, i bogen: Chemical Encyclopedic Dictionary. - M., 1983
• Potapov V. M., Kochetova E. K. Kemisk information. Hvor og hvordan man leder efter den nødvendige information til en kemiker. - M., 1988
• Ablesimov N.E. Er kemi dårlig? http://shkolazhizni.ru/world/articles/52420/
• Kuznetsov V. I. Generel kemi: udviklingstendenser. M.: Højere skole,
• Ablesimov N.E. Hvor mange kemier er der i verden? // Kemi og liv - XXI århundrede. 2009. nr. 5. S. 49-52; nr. 6. S. 34-37.
• Akhmetov, N. S. Generel og uorganisk kemi. Generel uorganisk kemi. Proc. for universiteter -4. udg., Rev., -M,: Higher School, Ed. Center "Academy", 2001.-743 s., ill., 2001.
• Melentieva, Galina A. Farmaceutisk kemi. Ripol Classic, 1985.
• Nikolaev L.A. Kemi af livet. - M., Uddannelse, 1977. - 239 s.
• E. Grosse, H. Weissmantel Kemi for de nysgerrige. - L., Kemi, 1987. - 392 s.

Links

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Flot dansk Fantastisk norsk Stor russer Brockhaus og Efron canadisk Kort hebraisk jorden rundt Lille Brockhaus og Efron Britannica (online) Treccani Universalis schweizisk historisk
I bibliografiske kataloger BNE : XX524410 BNF : 119704650 GND : 4009816-3 J9U : 987007284921605171 LCCN : sh85022986 NDL : 00564393 NKC : ph114237

Videnskabelige retninger
Humaniora naturlig Offentlig Anvendt Teknisk Nøjagtig
Videnskab om Videnskab

Naturvidenskab
Astronomi biovidenskab Sundhedsvidenskab Geovidenskab Kemi Fysik

Afsnit af kemi
Periodisk system af kemiske grundstoffer Ordbog over kemiske formler Liste over uorganiske forbindelser Liste over organiske forbindelser Liste over biomolekyler
Fysisk	Elektrokemi Termokemi Kemisk termodynamik kolloid kemi kryokemi Sonokemi Spektroskopi Strukturkemi / Krystallografi Kemisk fysik Kemisk kinetik Femtokemi Attokemi kvantekemi spinkemi Fotokemi
økologisk	Biokemi Bioorganisk kemi kemisk biologi Klinisk kemi neurokemi Biofysisk kemi Molekylær Biologi Stereokemi Fysisk organisk kemi organiske reaktioner Retrosyntetisk analyse Stereoselektiv syntese Fuld syntese / Semi -syntese Medicinsk kemi Kemi af fullerener Kemi af polymerer petrokemi
uorganisk	koordinationskemi magnetokemi Organometallisk kemi Biouorganisk kemi Biometalloorganisk kemi Fysisk uorganisk kemi Klyngernes kemi Krystallografi Faststofkemi Metallurgi Kemi af keramiske og ildfaste materialer Materialevidenskab
Analytisk	Instrumentelle analysemetoder Elektrokemiske analysemetoder Spektroskopi IR KR UV NMR Massespektrometri EI ICP-MS MALDI Adskillelsesmetoder Kromatografi GC HPLC Femtokemi Krystallografi Karakterisering
Andet	nuklear kemi Radiokemi strålingskemi Aktiniders kemi Kosmokemi / Astrokemi Geokemi miljøkemi Atmosfærisk kemi havets kemi Kemi af ler og lermineraler Carbokemi petrokemi fødevarekemi Kulhydratkemi Landbrugskemi Kemisk uddannelse amatørkemi Underjordisk kemi Retskemisk kemi Posthum kemi Nanokemi Supramolekylær kemi Kemisk syntese Grøn kemi klik kemi kombinatorisk kemi Beregningskemi Matematisk kemi Teoretisk kemi våd kemi
Se også	Kemiens historie Nobelprisen i kemi Tidslinje for kemi Tidslinje for opdagelse af kemiske grundstoffer " Central videnskab " Kemisk reaktion Katalyse Kemisk grundstof Kemisk forbindelse Atom Molekyle Og han kemisk binding
Kategorier Commons Portal Projekt

Love og teorier om kemi
Atommolekylær doktrin	Lov om bevarelse af masse Lov om kompositionens konstanthed ( lov om multiple forhold ) Avogadros lov ( loven om volumetriske forhold ) Lov om ækvivalenter
Andet	Periodisk lov
Afsnit af kemi Tidslinje for kemi

Afsnit af materialevidenskab
Grundlæggende definitioner	Materiale Forbindelse kemisk fase Struktur makrostruktur mikrostruktur Ejendomme kemisk fysisk mekanisk funktionelle spredning
Hovedretninger	metalvidenskab metallurgi Maskiningeniør Keramik teknisk keramik Polymer materialer Byggematerialer Nanoteknologi rummaterialevidenskab Biokompatible materialer
Generelle aspekter	Teknologi Karakterisering instrumentelle analysemetoder Design (beregning af egenskaber) Information (databaser)
Andre vigtige retninger	Krystallografi Videnskaben om overfladefænomener Tribologi
Beslægtede videnskaber	Kemi strukturkemi fysisk kemi fysisk og kemisk analyse termodynamik kinetik faststofkemi polymerkemi Mineralogi minevidenskab nuklear teknik Fysik det kondenserede stofs fysik polymerfysik blødt stofs fysik faststoffysik