Kemija

From Wikipedia

Kemija ili Hemija (starofrancuski: alkemie; arapski al-kimia: umjetnost preobrazbe) proučava ustroj, osobine, sastav i pretvorbu tvari. Kemija se bavi kemijskim elementima i spojevima, koji se sastoje od atoma i molekula, kao i njihovim odnosima.

Vidi i: Periodni sustav elemenata

[uredi - уреди] Pregled

Atomska teorija je osnova kemije. Ta teorija kaže da se sve tvari sastoje od vrlo malih čestica po imenu atomi. Jedan od prvih zakona koji je doveo do utemeljenja kemije kao znanosti bio je Zakon očuvanja mase. Taj zakon kaže da tijekom kemijske reakcije nema primjetne promjene u količini tvari. (Moderna je fizika pokazala da se zapravo radi o očuvanju energije, te da su energija i masa povezane.)

Jednostavno rečeno, ako na početku imate 10,000 atoma i napravite mnogo kemijskih reakcija, na kraju ćete opet imati 10,000 atoma. Masa je ostala ista ako uračunamo energiju koja se pritom izgubila ili stekla. Kemija proučava odnose među atomima: ponekad među pojedinačnim atomima, ali češće kad su atomi vezani uz druge atome i čine ione i molekule. Atomi stupaju u odnos s drugim atomima (npr. logorska vatra je kombinacija atoma kisika iz zraka s atomima ugljika i vodika iz drveta), a mogu imati odnos i sa svjetlom (fotografija nastaje zbog promjena koje svjetlo izaziva na kemikalijama filmske vrpce) i drugim zračenjima.

Neobično se brzo otkrilo da se atomi gotovo uvijek slažu u određenim omjerima: silicijski pijesak je struktura gdje omjer atoma silicija i atoma kisika iznosi 1:2. Danas znamo da taj zakon određenih proporcija ima iznimke (npr. integrirani strujni krugovi).

Drugo ključno otkriće: kad god se izvodi određena kemijska reakcija, količina stečene ili izgubljene energije uvijek je ista. To je dovelo do važnih pojmova kao što su ravnoteža, termodinamika i kinetika.

Fizikalna kemija zasniva se na modernoj fizici, jer je u načelu moguće opisati sve kemijske sustave koristeći teoriju kvantne mehanike. Ta je teorija matematički složena i kosi se sa zdravim razumom. Ipak, u praksi se samo najjednostavniji kemijski sustavi mogu istraživati isključivo kroz kvantnu mehaniku, te se za praktične svrhe moraju raditi aproksimacije. Zato u većem dijelu kemije nije potrebno detaljno znanje kvantne mehanike, jer se važne posljedice te teorije (prvenstveno orbitalna aproksimacija) mogu razumjeti i primijeniti na jednostavniji način.

Iako se kvantna mehanika često može zanemariti, njezin osnovni pojam - kvantizacija energije - mora se uzeti u obzir. Kemičari koriste kvantne efekte prilikom svih spektroskopskih tehnika (i raznih drugih stvari), iako mnogi kemičari nisu svjesni toga! Osim toga, često se i fizika može zanemariti, a konačni rezultat (npr. spektar NMR) svejedno može imati smisla.

Potpun fizikalni opis kemije mora također uzeti u obzir relativnost, koja je druga glavna teorija moderne fizike, također matematički složena. Srećom, efekti relativiteta važni su samo u izuzetno preciznim izračunima atomske strukture, koji se uglavnom tiču težih elemenata, dok je u praksi relativnost nevažna za gotovo čitavu kemiju.

Kemija se obično dijeli ovako: analitička kemija, koja određuje sastav i dijelove tvari; organska kemija, koja proučava ugljikove spojeve; anorganska kemija, koja istražuje šire elemente koje organska kemija ne naglašava; biokemija, proučavanje kemije u biološkom sustavu; i fizikalna kemija, koja je osnova svih drugih grana jer obuhvaća fizikalne osobine tvari i teorije za njihovo istraživanje.

Neke druge multidisciplinarne i specijalizirane grane: znanost materijala, kemija polimera, kemija okoliša, farmacija.

Znanstvena metoda
Osnovna jedinica SI
Značajni brojevi
Atom
Orbitale
Periodni sustav elemenata
Izomeri
Alotropi
Izotopi
Ion
Elektronska konfiguracija
Periodični trendovi
- Elektronegativnost
- Atomski radijus, Ionski radijus
- Ionizacijska energija
- Elektronski afinitet
Elementarne skupine: S-blok, D-blok, F-blok, P-blok