Химия - Биология

химия ([çeˈmi:]; Централна и Северна Германия също [ʃeˈmi:]; южногерманска: [keˈmi:]) е естествена наука, която се занимава със структурата, свойствата и трансформацията на веществата. Частите от веществото съдържат или атоми (например метали като желязо), молекули (например летливи вещества като вода) или йони (например соли като трапезна сол). Електронните обвивки, съдържащи се в атоми, молекули и йони, и особено процесите в тях по време на химични реакции, са от голямо значение.

Основните понятия на химията са химичните реакции и химичните връзки. Химичните реакции променят химичните връзки: те могат да се образуват и разкъсват. Това променя вероятността електроните да се намират в електронните обвивки на веществата, участващи в реакцията, и по този начин техните свойства. Производството на вещества със свойства, необходими на човечеството, е основната грижа на химията днес.

Химията традиционно се разделя на под-области. Най-важните от тях са органичната химия, която изучава съдържащите въглерод съединения, неорганичната химия, която се занимава с елементите на периодичната система и техните съединения, и физическата химия, която се занимава с основните явления, на които се основава химията.

Химията в сегашния си вид като точна естествена наука постепенно се появява през 17 и 18 век от прилагането на рационални разсъждения, основани на наблюдения и експерименти на алхимията. Някои от първите велики химици са Робърт Бойл, Хъмфри Дейви, Йонс Якоб Берцелиус, Джоузеф Луи Гей-Люсак, Джоузеф Луи Пруст, Мари, Антоан Лавоазие и Юстус фон Либих. Химия, за древен египетски kemi „Черната земя има своите корени в Египет. По това време образованите хора се занимаваха с въпроса защо банковите региони, използвани за обработване на земеделски стопанства, позволяват да се произвежда значително повече храна след наводнението на Нил, отколкото преди наводнението. Затова те изследваха черната кал, отложена от потопа.

Химическата промишленост е един от най-важните отрасли на индустрията. Той произвежда вещества, чиито свойства се изискват от съвременните хора за производство на предмети от ежедневието (напр. Основни химикали, пластмаси, бои), храна (напр. Торове и пестициди) или за подобряване на здравето (напр. Фармацевтични продукти).

Произход на думата

Обозначението химия произхожда от гръцкото χημεία chimeía "[Изкуство на метала] леярна" в смисъла на "трансформация". Днешният правопис химия вероятно е въведена за пръв път от Йохан Йоахим Ланге през 1750–1753 [1] и е заменила думата, която е съществувала от 17 век в началото на 19 век Chymy, това вероятно е опростяване и преинтерпретация на израза, документиран от 13-ти век алхимия „Изкуството на производството на злато“, което само по себе си има двусмислена етимология (за конотациите сравнете етимологията на думата Алхимия [2]: Думата вероятно се корени в арабски ал-кимия, което наред с други неща може да означава „Философски камък“, вероятно от древногръцки χυμεία химея "Gießung" или от коптски/древен египетски kemi "Черна [д земя]", сравнете също Kemet).

Общ

Химията се занимава със свойствата на елементите и съединенията, с възможните трансформации на едно вещество в друго, прави прогнози за свойствата на неизвестни досега съединения, осигурява методи за синтез на нови съединения и методи за измерване за дешифриране на химичния състав на неизвестни проби.

Въпреки че всички вещества се състоят от сравнително малко „типове градивни елементи“, а именно от около 80 до 100 от 118-те известни елемента, различните комбинации и разположение на елементите водят до няколко милиона много различни съединения, които от своя страна имат такива различни форми на материя като вода, пясък, растителност и изграждане на животински тъкани или пластмаси (например PVC). Типът състав в крайна сметка определя химичните и физичните свойства на веществата и по този начин прави химията всеобхватна наука.

Напредъкът в различните под-области на химията често е необходимата предпоставка за нови знания в други дисциплини, особено в областта на биологията и медицината, но също така и в областта на физиката и инженерството. В допълнение, те често позволяват да се намалят производствените разходи за много промишлени продукти. Например подобрените катализатори водят до по-бързи реакции и по този начин спестяват време и енергия в индустрията. Новооткритите реакции или вещества могат да заместят старите и следователно представляват интерес и за науката и индустрията.

За медицината химията е незаменима при търсенето на нови лекарства и при производството на лекарства.
Инженерните науки често търсят специално изработени материали, в зависимост от приложението (леки материали за самолетостроене, трайни и устойчиви строителни материали, полупроводници с висока чистота ...). Техният синтез е една от задачите на химията.
Например във физиката за извършване на експерименти често се изискват силно чисти вещества, чието производство изисква специални методи за синтез.

Икономическо значение на химията

Химическата индустрия - особено в Германия - е много важен отрасъл на икономиката: В Германия оборотът на химическата промишленост е над 100 милиарда евро, броят на служителите е бил над 700 000 след обединението на Германия и сега е паднал под 500 000. От една страна, той произвежда основни химикали като сярна киселина или амоняк, често в количества милиони тона годишно, които след това използва, например, за производство на торове и пластмаси. От друга страна, химическата промишленост произвежда много сложни вещества, включително активни фармацевтични съставки (лекарства) и пестициди (пестициди), специално пригодени за специални приложения. Производството на компютри, горива и смазочни материали за автомобилната индустрия и много други технически продукти също е невъзможно без индустриално произведени химикали.

Химия в ежедневието

Химическите реакции в ежедневието протичат например при готвене, печене или печене и именно сложните трансформации, които се случват тук, допринасят за типичния вкус на храната. Храната се разгражда химически на своите компоненти по време на собствените процеси на разграждане на организма и също се превръща в енергия. Изгарянето е лесно забележима химическа реакция.

Боядисване на коса, двигатели с вътрешно горене, дисплеи за мобилни телефони, препарати, торове, фармацевтични продукти и др. v. м. са допълнителни примери за приложение на химията в ежедневието.

Във всекидневието терминът "химия" често се използва в ограничен смисъл като съкращение за "продукт на химическата индустрия", например в Химическо чистене: Това почиства текстила със (синтетични) разтворители. Самият процес на почистване обикновено е разтваряне на замърсяването (например мазно петно) в разтворителя и следователно не химичен процес (превръщане на веществото) в действителния смисъл, а физически процес (разтваряне). За разлика от това, разтварянето на варовикови петна с оцет или лимонов сок, понякога възхвалявано като „почистване без химикали“, е химичен процес, тъй като твърдият калциев карбонат (вар) се превръща от киселините в разтворими калциеви соли и водороден карбонат или въглероден диоксид.

обучение

Уроци в училище

→ Основна статия: Час по химия (към съдържанието) и дидактика по химия (към концепцията)

Задачата на уроците по химия е да предоставят представа за материалния състав, групите вещества и материалните процеси в природата. Преобразуванията на материя в жива и нежива природа също се основават на химични реакции и трябва да бъдат признати като такива. По същия начин предаването на научни знания трябва да спомогне за изграждането на разбиране за съвременните технологии и положително отношение към тях, тъй като по-специално химията е допринесла значително за подобряване на условията на живот на хората чрез въвеждането на нови продукти. Не на последно място, часовете по химия служат и за обучение на учениците да станат отговорни потребители. Поради тази причина той е проектиран в съответствие с учебните програми и педагогическите концепции (дидактика по химия).

работа

Възможно е да се обучавате за химически лаборант във фирма и професионално училище в така наречената дуална система. Друго чиракуване за работа в химическата лаборатория е химико-техническият асистент (CTA). Химическият технолог (също химик и фармацевтичен технолог или бивш квалифициран химик) е професия за обучение на служители в химическата индустрия

Много университети предлагат степен по химия. По-голямата част от химиците правят докторат след завършване на обучението си.

хоби

Извършването на химически експерименти като част от хоби химията е широко разпространено занимание в свободното време.

Репутация на химията

Следващият раздел не е адекватно снабден с подкрепящи документи (напр. Индивидуални доказателства). Следователно въпросните данни вероятно скоро ще бъдат премахнати. Моля, помогнете на Wikipedia, като проучите информацията и добавите добри доказателства. Повече подробности могат да бъдат дадени на страницата за разговори или в историята на версиите. И накрая, моля, премахнете този предупредителен знак.
Лоша репутация на химията в германската общественост (има ли достоверно проучване?); „Много експерти“ (кои?) - 3 март 03:22 ч., 14 януари 2012 г. (CET)

Химията има сравнително лоша репутация сред германската общественост - също поради химически бедствия и екологични скандали [3] [4]. Това обаче се основава и на привидно отделения, понякога неразбираем език, както и на собствения език на формулата за химичните съединения и уравненията на реакциите [4] .

Много експерти не смятат, че това е оправдано с оглед на ползите и общото значение на химията, тъй като в Европа, наред с други неща, строгото законодателство (Закон за химикалите, Наредба за опасните вещества) гарантира до голяма степен безопасно боравене с химикали. За да подобри имиджа на химията, 2003 г. беше обявена за „Година на химията“ от различни спонсориращи организации. 2011 г. е обявена от ООН за „Международна година на химията“ (в сътрудничество с ЮНЕСКО и IUPAC). [5]

история

Химията в древността се състои от натрупаните практически знания за процесите на превръщане на материята и естествените философски възгледи на античността. Химията през Средновековието еволюира от алхимията, която се практикува в Китай, Европа и Индия от хилядолетия.

Алхимиците се занимавали с усъвършенстването на металите (производство на злато от други неблагородни метали) и с търсенето на лекарства или панацея за болести. За производството на злато, по-специално, алхимиците търсят еликсир (философски камък, философски камък), който да превърне основните („болни“) метали в благородни („здрави“) метали. Медицинският клон на алхимията също търсеше еликсир, еликсир на живота, лек за всички болести, който в крайна сметка също би дал безсмъртие. Никой алхимик обаче никога не е откривал философския камък или еликсира на живота.

До края на 16 век светът на идеите на алхимиците обикновено не се основава на научни изследвания, а на факти от опит и емпирични рецепти. Алхимиците проведоха голямо разнообразие от експерименти с много вещества, за да постигнат целите си. Те правеха бележки за своите открития и използваха същите символи за своите бележки, както често се срещаха в астрологията. Мистериозният характер на тяхната работа и често измислените цветни пламъци, дим или експлозии доведоха до факта, че те бяха известни като магьосници и магьосници и понякога бяха преследвани. За своите експерименти алхимиците са разработили същото оборудване, което се използва и до днес в химическото инженерство.

Известен алхимик е Албертус Магнус. Като духовник той се занимава с този комплекс от теми и открива нов химичен елемент, арсен, в своите експерименти. Едва с Парацелз алхимията се промени от по-емпирична към по-експериментална наука, която стана основата на съвременната химия.

Химията в ново време е получила решаващи импулси като наука през 18 и 19 век: Тя се основава на измервателни процеси и експерименти - използването на скалите и доказуемостта на хипотези и теории за веществата и трансформацията на веществата.

Работата на Юстус фон Либих върху начина на действие на торовете основава селскостопанската химия и дава важни прозрения в неорганичната химия. Търсенето на синтетичен заместител на багрилото индиго за боядисване на текстил беше причината за новаторското развитие в органичната химия и фармацията. До началото на 20-ти век Германия имаше абсолютен приоритет и в двете области. Това водещо познание направи възможно, например, да се извлекат експлозивите, необходими за воденето на Първата световна война, с помощта на катализа от азота във въздуха, вместо от внесените нитрати (виж процеса на Хабер-Бош).

Усилията за самодостатъчност на националсоциалистите дадоха на химията като наука допълнителни импулси. За да станат независими от вноса на суров нефт, бяха разработени процеси за втечняване на твърди въглища (синтез на Fischer-Tropsch). Друг пример е разработването на синтетичен каучук за производство на автомобилни гуми.

Днес химията се превърна във важна част от културата на живота. Химичните продукти ни заобикалят навсякъде, без да сме наясно с това. Инцидентите в мащабната химическа индустрия обаче, като тези на Seveso и Bhopal, придават на химията много негативен имидж, така че лозунги като „Махни се от химията!“ Могат да станат много популярни.

Изследванията се развиват в началото на 20-ти век до такава степен, че задълбочените изследвания на атомната структура вече не принадлежат към областта на химията, а към атомната физика или ядрената физика. Независимо от това, тези изследвания дадоха важна представа за същността на химичния метаболизъм и химическата връзка. Други важни импулси идват от откритията в квантовата физика (електронен орбитален модел).

Известни химици

Важни химици (хронологични) (сортирани по дата на раждане)
Изтъкнати химици (по азбучен ред)
Значими химици (категории) (сортирани по предметни области, там по азбучен ред)
Списък на носителите на Нобелова награда по химия

Субекти

По традиционни причини химията се разделя на органична и неорганична химия, като към 1890 г. се добавя физическа химия.

След синтеза на урея на Фридрих Вьолер през 1828 г., по време на който органичното вещество карбамид се произвежда от неорганичното съединение амониев цианат, границите между вещества от неживата („неорганичните“ вещества) и живата природа (органичните вещества) се размиват. Живите същества също произвеждат голям брой неорганични вещества, докато почти всички органични вещества могат да бъдат произведени в лабораторията.

Запазено е традиционното, но и произволно разграничение между неорганичната и органичната химия. Една от причините е, че органичната химия до голяма степен се определя от молекулата, но неорганичната химия често се определя от йони, кристали, сложни съединения и колоиди. Друго е, че реакционните механизми и структурите на веществата в неорганичните и органичните вещества се различават по много начини.

Друга възможност е химията да се раздели според целевата посока на разследващата, разлагаща се аналитична химия и конструктивната, ориентирана към продукта препаративна или синтетична химия. В преподавателската практика в университетите аналитичната химия често се представя като предмет, докато препаративната химия се разглежда в контекста на органичната или неорганичната химия.

Разбира се, има и други предметни области, но описаните тук имат за цел да предоставят груб преглед.

Обща химия

Общата химия се отнася до основите на химията, които са важни в почти всички химически подзони. По този начин той представлява концептуалната основа на цялата химия: структурата на атома, периодичната таблица на елементите (PSE), химическата връзка, основите на стехиометрията, киселини, основи и соли и химични реакции.

За разлика от други научни дисциплини, химията използва термина technicus „обща химия“ (няма „обща физика“). В това отношение общата химия е в началото на всяко по-тясно изучаване на химията.