ترکیبات شیمیایی
از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.
 |
این مقاله به تمیزکاری نیاز دارد. لطفاً آن را تا جایی که ممکن است از نظر املا، انشا، چیدمان و درستی بهتر کنید. سپس این الگو را از بالای مقاله حذف کنید. محتویات این مقاله ممکن است غیرقابل اعتماد و نادرست یا جانبدارانه باشد یا قوانین حقوق پدیدآورندگان را نقض کرده باشد. |
شیمی مطالعه ساختار خواص ترکیبات و تغییر شکل مواد است. این علم مربوط می‌شود به عناصر شیمیایی و ترکیبات شیمیایی که شامل اتمها، مولکولها و کنش و واکنش میان آنهاست. جدول تناوبی و فهرست ترکیبات را هم مشاهده کنید.
تئوری اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به عنوان یک علم تأثیر بسزائی داشته، اصل بقای جرم است. این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی، مقدار ماده نیز تغییر نمی‌کند. (امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند و همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند.
این مطلب به طور ساده به این معنی است که اگر ده هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی انجام پذیرد، در پایان ما همچنان بطور دقیق ده هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا بدست آمده را مد نظر قرار دهیم، مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند. شیمی‌کنش و وامنش میان اتمها را به تنهایی یا در بیشتر موارد به همراه دیگر اتمها و به صورت یون یا مولکول (ترکیب) بررسی می‌کند.
این اتمها اغلب با اتم‌های دیگر واکنش‌هایی را انجام می‌دهند. (برای نمونه زمانیکه آتش چوب را می‌سوزاند ترکیبی است از اتم‌های اکسیژن موجود در هوا و اتم‌های کربن و هیدروژن درون چوب). گاهی اوقات نیز نور بر آنها تأثیر می‌گذارد. (یک عکس بر اثر تغییراتی که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم ایجاد می‌کند، شکل می‌گیرد.)
یکی از کشفیات بنیادین و جالب این بود که اتمها رویهمرفته همیشه به نسبت برابر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. شن سیلیسی دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیکون به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده است که استثناهایی در زمینه قانون نسبت‌های معین موجود دارد.
یکی دیگر از کشفیات کلیدی شیمی این بود که زمانیکه یک واکنش شیمیایی رخ می‌‌دهد، مقداری انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود همواره یکسان است. این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل، ترمودینامیک و دینامیک می‌‌رساند.
شیمی فیزیک بر پایه فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است.به هر حال در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های ساده شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد.(مانند تئوری کاری دانسیته). بنابر این درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد؛ زیرا نتایج مهم این تئوری (بخصوص اربیتال اتمی) با استفاده از مفاهیم ساده تری قابل درک و بکارگیری هستند.
با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود، مفهوم اساسی که پشت آن است یعنی کوانتومی کردن انرژی، چنین نیست. شیمی‌دانها برای بکارگیری کلیه روشهای طیف نمایی به آثار و نتایج کوانتوم وابسته اند، هرچند که ممکن است بسیاری از آنها از این امر آگاه نباشند. علم فیزیک هم ممکن است مورد بی توجهی واقع شود. اما به هر حال برآیند نهایی آن (مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای) پژوهیده و مطالعه می‌شود.
یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود نظریه نسبیت است. این نظریه که از دیدگاه ریاضی پیچیده است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. خوشبختانه مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان هسته بویژه در عناصر سنگین تر کاربرد دارند و در عمل تقریباً با شیمی پیوند ندارند.
بخش‌های اصلی دانش شیمی عبارت‌اند از: شیمی تجزیه، تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهند آن، شیمی آلی، مطالعه ترکیبات کربن دار، شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکیید نشده می‌‌پردازد؛ و فیزیک شیمی که پایه و اساس کلیه شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌‌دهد و شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آنهاست.
دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی پیوند دارند عبارت‌اند از: علم مواد، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست و داروسازی .
