Эзелтен эле адамдарды курчап турган бардык нерселердин курамы, түзүлүшү жана өз ара аракети кызыкдар. Бул билимдер бирдиктүү илимге – химияга бириктирилген. Макалада бул эмне экенин, химиянын бөлүмдөрүн жана аны изилдөө зарылдыгын карап чыгабыз.
Химия деген эмне жана аны эмне үчүн изилдейбиз?
Химия табият таануунун бир нече багыттарынын бири, заттар жөнүндөгү илим. Ал окуп жатат:
- заттардын түзүлүшү жана курамы;
- дүйнө элементтеринин касиеттери;
- заттардын касиеттерине жараша өзгөрүшү;
- химиялык реакция учурунда заттын курамынын өзгөрүшү;
- заттардагы өзгөрүүлөрдүн мыйзамдары жана моделдери.
Химия бардык элементтерди атомдук жана молекулалык курамы боюнча карайт. Ал биология жана физика менен тыгыз байланышта. Илимдин чек арага жакын, башкача айтканда, мисалы, химия да, физика да изилдеген тармактары да көп. Аларга: биохимия, кванттык химия, химиялык физика, геохимия, физикалык химия жана башкалар кирет.
Адабияттагы химиянын негизги тармактары:
- Органикалык химия.
- Органикалык эмесхимия.
- Биохимия.
- Физикалык химия.
- Аналитикалык химия.
Органикалык химия
Химияны изилденген заттарга жараша классификациялоого болот:
- органикалык;
- органикалык.
Изилдөөнүн биринчи багыты кийинки абзацта каралат. Эмне үчүн органикалык химия өзүнчө бөлүм катары бөлүнгөн? Анткени ал көмүртек кошулмаларын жана курамына кирген заттарды изилдөө менен алектенет. Бүгүнкү күндө 8 миллионго жакын мындай кошулмалар белгилүү.
Көмүртек көпчүлүк элементтер менен айкалышат, бирок көбүнчө төмөнкүлөр менен иштешет:
- кычкылтек;
- көмүртек;
- азот;
- боз;
- марганец;
- калий.
Ошондой эле элемент узун чынжырларды түзүү жөндөмдүүлүгү менен айырмаланат. Мындай байланыштар тирүү организмдин жашоосу үчүн маанилүү болгон ар түрдүү органикалык кошулмаларды берет.
Органикалык химия предметинин максаттары жана ыкмалары:
- өсүмдүк жана тирүү организмдерден, ошондой эле казылып алынган чийки заттардан жеке жана өзгөчө заттарды бөлүп алуу.
- заттардын кошулмаларын тазалоо жана синтездөө;
- жаратылыштагы заттын түзүлүшүн аныктоо;
- химиялык реакциянын жүрүшүн, анын механизмдерин, өзгөчөлүктөрүн жана натыйжаларын изилдөө;
- органикалык заттардын түзүлүшү менен анын касиеттеринин ортосундагы байланыштарды жана көз карандылыктарды аныктоо.
Органикалык химия темалары төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Полимерлердин химиясы же макромолекулярдык бирикмелердин химиясы. Бул илим тармагынполимерлердин химиялык жана физикалык-химиялык касиеттерин жана аларды алуу үчүн колдонулуучу баштапкы реагенттерди изилдөө менен алектенет.
- Фармакология. Дары заттарды жана алардын адам организмине тийгизген таасирин изилдеген илим тармагы.
Органикалык химия
Органикалык эмес химиянын бөлүмү көмүртек жок бардык заттардын составын, түзүлүшүн жана өз ара аракеттенүүсүн изилдөө менен алектенет. Бүгүнкү күндө 400 миңден ашык органикалык эмес заттар бар. Илимдин бул бөлүгүнүн аркасында заманбап технология үчүн материалдарды түзүү камсыз кылынат.
Органикалык эмес химиянын заттарды изилдөө жана изилдөө мезгилдик мыйзамга, ошондой эле Д. И. Менделеевдин мезгилдик системасына негизделген. Илим изилдөөлөрү:
- жөнөкөй заттар (металлдар жана металл эместер);
- татаал заттар (оксиддер, туздар, кислоталар, нитриттер, гидриддер жана башкалар).
Илимдин көйгөйлөрү:
- керектүү касиеттерге ээ боло турган жаңы материалдарды түзүүнүн жолдорун издөө жана өнүктүрүү;
- башка элементтер менен реакция кылуу жөндөмүнүн структурасынын ортосундагы байланышты изилдөө;
- аралашмаларды тазалоонун технологияларын иштеп чыгуу жана өркүндөтүү;
- элементтерди синтездөөнүн жаңы ыкмаларын изде.
Физикалык химия
Физикалык химия химиянын эң кеңири тармагы. Физика методдорун колдонуу менен заттардын түзүлүшүнүн, түзүлүшүнүн жана өзгөрүшүнүн жалпы мыйзамдарын изилдөө менен алектенет. Бул учун теориялык жанаэксперименталдык.
Физикалык химия төмөнкүлөрдү камтыйт:
- молекулалардын түзүлүшү;
- химиялык термодинамика;
- химиялык кинетика;
- катализ.
Физикалык химиянын бөлүмдөрү төмөнкүдөй:
- Электрохимия - өткөргүчтөрдөгү процесстерди изилдөө.
- Фотохимия жарыктын таасири астында химиялык өзгөрүүнү изилдөө.
- Беттик кубулуштардын физикалык химиясы.
- Радиациялык химия - иондоштуруучу нурлануунун таасиринен келип чыккан процесстерди изилдөө;
- Коллоиддик химия - интерфейсте пайда болгон системаларды жана кубулуштарды изилдөө.
- Кванттык химия - кванттык механиканын негизинде заттардын түзүлүшүн, касиеттерин, реакцияларын изилдөө.
- Кристаллохимия - кристаллдык структуралар жөнүндөгү илим;
- Термохимия – химиянын термореакцияларды, физикалык-химиялык параметрлердин байланышын изилдөөчү тармагы.
- Атомдун түзүлүшү жөнүндөгү окуу.
- Металлдардын коррозиясы (кычкылдануусу) жөнүндө окутуу.
- Химиялык кинетика - тышкы шарттарга жараша химиялык реакцияларды изилдөө.
- Чечимдердин доктринасы.
- Ядролук химия - ядролук реакцияларды жана аларда болуп жаткан процесстерди изилдөө менен алектенет.
- Үн химиясы – бул күчтүү акустикалык толкундардын таасири астында пайда болгон эффекттерди изилдөө.
Аналитикалык химия
Аналитикалык химия – химиянын химиялык анализдин теориялык негиздерин иштеп чыгуучу бөлүмү. Илим аныктоо, бөлүү, аныктоо ыкмаларын иштеп чыгуудажана химиялык кошулмаларды аныктоо жана материалдардын химиялык составын аныктоо.
Аналитикалык химияны чече турган милдеттерге жараша төмөнкүчө классификациялоого болот:
- Сапаттык анализ - үлгүдө кандай заттар бар экенин, алардын формасын жана маңызын аныктайт.
- Сандык анализ - тесттик үлгүдөгү компоненттердин мазмунун (концентрациясын) аныктайт.
Эгер сиз белгисиз үлгүнү талдоону кааласаңыз, анда алгач сапаттык, андан кийин сандык талдоо колдонулат. Алар химиялык, аспаптык жана биологиялык ыкмалар менен жүргүзүлөт.
Биохимия
Биохимия – химиянын тирүү клеткалардын жана организмдердин химиялык курамын, ошондой эле алардын жашоосунун негизги химиялык процесстерин изилдөөчү тармагы. Илим абдан жаш жана биология менен химиянын кесилишинде.
Биохимия мындай кошулмаларды изилдөө менен алектенет:
- карбонгидрат;
- липиддер;
- белоктар;
- нуклеиндик кислоталар.
Биохимия бөлүмдөрү:
- Статикалык биохимия - организмдердин химиялык курамын жана алардын молекулаларынын түзүлүшүн (белоктор, аминокислоталар, нуклеиндик кислоталар, липиддер, витаминдер жана башкалар) изилдейт.
- Функционалдык биохимия - организмдин органдарынын жана системаларынын иштеши учурунда пайда болуучу негизги химиялык реакцияларды изилдейт.
- Динамикалык биохимия метаболизм учурунда пайда болгон химиялык реакцияларды изилдейт.
Химиялык технология
Химиялыктехнология – химиянын табигый материалдарды керектөө жана өндүрүштө колдонуу үчүн иштетүүнүн экономикалык жана экологиялык жактан таза ыкмаларын изилдөөчү тармагы.
Илим төмөнкүлөргө бөлүнөт:
- Органикалык химиялык технология, ал күйүүчү майларды кайра иштетүү, синтетикалык полимерлерди, дарыларды жана башка заттарды өндүрүү менен алектенет.
- Минералдык сырьену (металл рудасынан башкасын) кайра иштетүүчү, кислоталарды, минералдык жер семирткичтерди жана щелочторду өндүрүү менен алектенген органикалык эмес химиялык технология.
Химиялык инженерияда көптөгөн процесстер (партиялык же үзгүлтүксүз) бар. Алар негизги топторго бөлүнөт:
- гидромеханикалык:
- химиялык;
- механикалык;
- массалык которуу;
- термикалык.
Химияны билүү кызыктуу (фактылар)
Кээ бир химиялык процесстердин жүрүшү жана айрым заттардын касиеттери адамдарды адаттан тыш кызыктырат.
Алардын айрымдары:
- Галлий. Бул бөлмө температурасында эриген кызыктуу материал. Алюминий окшойт. Эгер галлий кашык 28 градустан жогору температурадагы суюктукка малынса, ал эрип, формасын жоготот.
- Молибден. Бул материал Биринчи дүйнөлүк согуш учурунда табылган. Анын касиеттерин изилдөө заттын жогорку бекемдигин көрсөттү. Кийинчерээк андан легендарлуу Чоң Берта замбиреги жасалган. Анын бочкасы атуу учурунда ысып кеткендиктен деформацияланган эмес,бул куралды колдонууну жеңилдетти.
- Суу. Белгилүү болгондой таза суу H2O жаратылышта кездешпейт. Өзүнүн касиетинен улам алдынан чыккан нерселердин баарын өзүнө сиңирип алат. Демек, чыныгы таза суюктукту лабораторияда гана алууга болот.
- Ошондой эле суунун дагы бир өзгөчө касиети белгилүү - анын айлана-чөйрөдөгү өзгөрүүлөргө реакциясы. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, бир булактан келген суу ар кандай таасирлер астында (магниттүү, музыка күйгүзүлгөн, адамдардын жанында) анын түзүлүшүн өзгөртөт.
- Меркаптан. Бул грейпфрутту изилдегенден кийин табылган таттуу, ачуу жана кычкыл даамдардын айкалышы. Адам бул даамды 0,02 нг/л концентрациясында байкаары аныкталган. Башкача айтканда, 100 миң тонна сууга 2 мг меркаптан кошуу жетиштүү.
Химия адамзаттын илимий билиминин ажырагыс бөлүгү деп айтууга болот. Ал кызыктуу жана ар тараптуу. Бул химиянын аркасында адамдар заманбап дүйнөнүн көптөгөн объектилерин колдонууга мүмкүнчүлүк алышты.
