Mis on keemia: Üksikasjalik juhend
Keemia on väga oluline teadusharu, mis uurib aineid, nende struktuuri ja koostist ning nende reaktsioone. Sellest saab aru, kuidas erinevad ained üksteisega suhestuvad, kuidas need toimivad kehades ja millised on nende mõjud keskkonnale. Selles artiklis uurime keemiat põhjalikult, selgitades selle all peituvaid saladusi ning valmistades teid ette keemiliste reaktsioonide keeruliseks maailmaks.
Keemia definitsioon ja ajalugu
Keemia on teadus, mis uurib aineid, nende struktuuri ja omadusi, samuti nende koostist ja reaktsioone. Sõna “keemia” on pärit kreeka sõnast “khemia”, mis viitab alkeemia varasematele vormidele. Alkeemia on varasem keemiavorm, mis teadlased kasutasid elementide muundamise uurimiseks.
Alkeemia kasutati laialdaselt idamaade ja Euroopa ajaloos ning see põhines sageli müstilistel ja vaimsetel teooriatel. Alkeemia kui peamine keemiateadus hakkas kaduma 17. sajandil, kui tänapäevane teadus sai tuntuks ja inimesed hakkasid toetuma teaduslikele ja ratsionaalsetele meetoditele.
Keemia tähtsus
Keemia uurib aineid ja nende keemilisi reaktsioone, mis on vajalikud paljude erinevate protsesside mõistmiseks. Keemiaga saab aru, kuidas inimkeha toimib, millised kemikaalid reageerivad keskkonnaga ning kuidas reageerivad keemilised ained toidu, ravimite, plastiku ja muude toodetega. Selle teadusharu oluline eriala on ka ravimite, põllumajandustoodete ja materjalide väljatöötamine ja tootmine. Keemiaga seotud karjäärivõimalused on arvukad ning hõlmavad insenere, teadlasi ja teisi spetsialiste.
Keemia põhitõed
Keemia koosneb suurest hulgast elementidest, mis võivad omavahel reageerida ja moodustada uusi aineid. Keemilised reaktsioonid võivad olla kontrollitud või juhuslikud, kuid nende käigus tekivad alati uued elemendid ja ained, mis onhtikokku pandud erinevatest elementide kombinatsioonidest.
Keemiliste reaktsioonide käigus toimuvad molekulide ümberkorraldused ja eraldumised, mille tulemusel tekivad uued molekulid, gaasid ja muud kemikaalid. Keemia mõistmine aitab selgitada toiduvalmistamise, pesemisvahendite ja ravimite koostist.
Materjali üldine struktuur
Mis on keemia?
Keemia definitsioon ja ajalugu
Keemia tähtsus
Keemia põhitõed
Keemiliste elementide süsteem
Keemiline loomus
Keemilised ühendid
Reaktsioonid ja energiaklassifitseerimine
Isotoopide põhiolemus
Oksüdatsioon, redutseerimine ja hape-aluse teooria
Perioodilisus ja perioodilise süsteemi struktuur
Keemilise reaktsiooni molekulaarne teooria
Kuidas on keemia seotud teiste teadusharudega?
Keemia võimalused
Keemia praktiline kasutus
Keemiliste elementide süsteem
Keemilised elemendid on keemia alus, mistõttu on nende klassifitseerimine üks keemia peamisi eesmärke. Kõiki looduslikke elemente saab klassifitseerida kaheks põhitüübiks – metallid ja mittemetallid. Metallid on head elektrijuhtijad, metallist aatomid on seotud tugevate metalliliste sidemetega ja neil on sageli kõrge sulamistemperatuur. Mitteriinid on sulamitemperatuurilt madalamad ning moodustavad pigem nõrgad kovalentsed sidemed.
Keemilised elemendid on ka perioodilise järjestusega tabelis. Need on näidatud perioodil vastavalt nende aatomite arvule. Elementide klassifitseerimine tabelis aitab keemikul kindlaks teha, millised elemendid reageerivad mööduvate elementidega kergemini ning mis on selliste reageerimiste põhjused.
Keemia loomus
Keemia uurib aine põhiomadusi ning selle põhjal saab keemik määratleda aine kloriidi omadused. Keemia tõlgendab ka termilist energiat, st seda, kuidas temperatuuri muutus mõjutab aine keemilist käitumist. Energia mõõtmine moodustab olulise osa keemia uuringutest, sest see aitab selgitada, kuidas erinevad ained suhtlevad erinevates tingimustes.
Keemilised ühendid
Keemilised ühendid on ained, mis on tekkinud elementide keemilise sideme tulemusel. Nende elementide sidumine on võimaldanud moodustada täiesti uusi materjale, mis on erinevad nii oma füüsikaliste kui ka keemiliste omaduste poolest. Keemiliste ühendite uurimist alustatakse alati elementide analüüsimisega, et uurida nende keemilisi omadusi ja käitumist ning seeläbi saada aru, kuidas need elementid omavahel reageerivad ning millised on nende moodustatud ühendite omadused.
Reaktsioonid ja energiaklassifitseerimine
Keemilised reaktsioonid tekivad siis, kui üks aine reageerib teise ainega. Reaktsiooni käigus muutuvad molekulaarsed sidemed ning tekivad uued molekulid, eraldumised ja gaasid, mis moodustavad keemilisi ühendeid. Selleks, et uurida keemilisi reaktsioone, peab keemik uurima molekulide kokkupuuteviisi, vormi ja struktuuri.
Keemiliste reaktsioonide energia skaleerimine sõltub toimuvast muutusest ning lisakitsendusi keemia valdkonnas. Kinetiline energia, potentsiaalne energia ja termiline energia on energia liigid ning mõjutavad keemilisi reaktsioone. Neid tuleb jälgida ning uurida, et saada aru, mis juhtub erinevate ainetega keemilisel kokkupuutel.
Isotoopide põhiolemus
Isotoobid on samade elementide erinevad aatomid, millel on samal elementaal tasemel erinev arv neutronitel. Skeem näitab, et kui samal elemendil on erinevad aatomid olemas, siis isotoobid ei tohiks oma keemilisi omadusi muuta. Samuti on keemia õppimisel oluline uurida, kuidas isotoobid mõjutavad aine omadusi ja keemilisi protsesse.
Oksüdatsioon, redutseerimine ja hape-aluse teooria
Oksüdatsioon on keemiline protsess, kus aine kaotab elektrone, samas kui redutseerimine on vastupidine protsess, kus aine saab elektrone juurde. Need protsessid on olulised kõigis elusorganismides, kuna need aitavad suhtlema erinevate ainete vahel.
Hape-aluse teooria selgitab, kuidas hape ja alus reageerivad ning millised on reaktsiooni mõjud pH tasemele.
Perioodilisus ja Perioodilise Süsteemi struktuur
Keemia uurib ka perioodilist süsteemi, mis seostab teatud ainete keemilised omadused elementidega ning liigitab need võrreldavaks. Siin on suur osa elementide sorteerimisel, klassifitseerimisel ning nende käitumise irteemalsunalt number, mööduvus ning füüsiliste ning keemiliste omaduste mõjutused.
Keemiliste reaktsiooni molekulaarne teooria
Molekulaarse teooria abil on võimalik uurida keemiliste reaktsioonide muutusi, kuna see selgitab, kuidas molekulid koos töötavad. See teooria aitab selgitada, kuidas keemilised rakmed tekivad, kuidas ained reageerivad keskkonnaga ning kuidas keemilised reaktsioonid täpsemalt aset leiavad.
Kuidas on keemia seotud teiste teadusharudega?
Keemia on seotud teiste teadusharudega, nagu füüsika, bioloogia, astronoomia ja geoloogiaga. Füüsikatega koos uurivad keemikud aatomite struktuuri ja magnetiliste omaduste kohta, bioloogiateadlastega meditsiiniliste preparaatide mõju kohta organismidele ning geoloogiateadlastega liustike olemuse ja atmosfääri koostise kohta.
Keemia võimalused
Keemia võimalused on piiritumatud, kuna see on alus paljude teiste protsesside ja teadusharude jaoks. Keemiaga uuritakse materjale, raviainete valmistamist, toiduainete tootmist ning keskkonnakaitse arendamist. Need uurimused ja nendega seonduvad rakendused annavad keemikutele võimaluse käivitada võimas teadlik valdkond.
Keemia praktiline kasutus
Keemia on kehal ning meie ümbruses väga praktilise rakendusega. Keemia võib aidata õhu ja vee puhastamisel, ravimite ja väetiste tootmisel ning olla abiks paljude muude protsesside toimimisel. Keemikuna saab kontrollida, kuidas keemilised reaktsioonid toimuvad ning määrata, millised ühendid, elemendid ja süsteemid peaksid kehtima enda kaitseks ning täpsemate rakenduste jaoks.
Kokkuvõte
Keemia on väga oluline teadusharu, mis uurib aineid, nende struktuuri ja reaktsioone. Pärast selle artikli läbimist olete tundnud keemiaga seotud põhialuseid ja protseduuride mõistmist, ning selgitavate eeliste mõistmist. Keemia nõudeid on kõrgetasemelised ja sealt pead olema juhinduv, kuna konkurents keemia valdkonnas on suur.