Was ist Chemie?


Die Chemie ist ein Wissenschaftszweig , der sich mit chemischen Elementen und Verbindungen befasst und wie diese Dinge zusammenarbeiten und sich verändern.


Geschichte


Vor 1600 untersuchten die Menschen Substanzen, um herauszufinden, wie man Blei in Gold verwandelt, aber das gelang niemandem. Dies wurde Alchemie genannt. Nach 1600 wurden Alchemisten nach der wissenschaftlichen Methode Chemiker. Chemiker trennten die Luft in viele Teile und isolierten die Edelgase davon. Sie verarbeiteten auch spezielle Mineralien aus einer Mine in Schweden , um Seltenerdmetalle zu erhalten . Radioaktivität wurde ebenfalls entdeckt. Heute haben Chemiker 118 verschiedene Elemente entdeckt. Einige sind sehr häufig, wie Sauerstoff . Viele sind sehr selten und teuer, wie Platin . Einige können nicht auf der Erde gefunden werden und können nur in Labors wie Rutherfordium hergestellt werden.

Seit den 1920er Jahren hat das zunehmende Verständnis der Physik die Theorien der Chemiker über chemische Reaktionen verändert . Mit kleineren und schnelleren Computern haben Chemiker bessere Werkzeuge zur Analyse von Substanzen entwickelt. Diese Werkzeuge wurden gesendet, um Chemikalien auf dem Mars zu untersuchen . Polizei auch diese Werkzeuge verwenden Studie Beweise von Verbrechen Szenen .

Arten der Chemie


Es gibt verschiedene Arten von Chemie. Die analytische Chemie untersucht, welche Chemikalien in Dingen enthalten sind. Zum Beispiel, wenn man sich ansieht, wie viel Arsen in Lebensmitteln enthalten ist. Die organische Chemie untersucht Dinge, die Kohlenstoff enthalten . Zum Beispiel Herstellung von Acetylen . Die anorganische Chemie untersucht Dinge, die keinen Kohlenstoff enthalten. Ein Beispiel ist die Herstellung einer integrierten Schaltung . Die theoretische Chemie versucht, chemische Daten mit Mathematik und Computern zu erklären .

Ein großer Bereich der Chemie ist die Polymerchemie . Hier geht es um Kunststoffe. Ein Beispiel ist die Herstellung von Nylon . Da Kunststoffe aus Kohlenstoff bestehen, ist die Polymerchemie Teil der organischen Chemie. Ein weiterer Bereich ist die Biochemie . Dies befasst sich mit der Chemie der Lebewesen. Ein Beispiel wäre zu sehen, wie Arsen Menschen vergiftet. Die Biochemie ist auch Teil der organischen Chemie. Es gibt viele andere kleine Zweige der Chemie.



Konzepte der Chemie


Grundlegendes Konzept  


Die Grundeinheit eines Elements heißt Atom . Ein Atom ist der kleinste Baustein, in den Sie ein Element schneiden können, ohne dass das Element zusammenbricht (es wird zu einem leichteren Element, beispielsweise durch Kernspaltung oder radioaktiven Zerfall ). Eine chemische Verbindung ist eine Substanz , die aus zwei oder mehr Elementen besteht. In einer Verbindung sind zwei oder mehr Atome miteinander verbunden, um ein Molekül zu bilden . Der kleinste Staubfleck oder Flüssigkeitstropfen , den man sehen kann, besteht aus vielen Millionen oder Milliarden dieser Moleküle. Gemische sind Substanzenwo Chemikalien gemischt, aber nicht umgesetzt werden. Ein Beispiel wäre das Mischen von Sand und Salz. Dies kann wieder rückgängig gemacht werden, um Salz und Sand getrennt zu erzeugen. Chemische Verbindungen werden durch eine chemische Reaktion verändert. Ein Beispiel wäre das Erhitzen von Natriumbicarbonat , üblichem Backpulver. Es wird Wasser, Kohlendioxid und Natriumcarbonat produzieren . Diese Reaktion kann nicht rückgängig gemacht werden.

Ein sehr wichtiges Konzept in der Chemie ist, dass verschiedene Atome in sehr spezifischen Anteilen miteinander interagieren. Beispielsweise führen zwei Wasserstoffatome, die mit einem Sauerstoffatom interagieren, zum Wassermolekül H2O. Diese Beziehung ist als "Gesetz konstanter Proportionen" bekannt und führt zur Idee der "Stöchiometrie", ein Begriff, der sich auf die Verhältnisse bezieht von verschiedenen Atomen in chemischen Verbindungen. Zum Beispiel gibt es in Wasser immer genau 2 Wasserstoffatome zu 1 Sauerstoffatom. In Kohlendioxid gibt es genau 2 Sauerstoffatome für 1 Kohlenstoffatom. Diese Beziehungen werden unter Verwendung chemischer Formeln wie H2O (zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom) und CO2 (ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome) beschrieben.

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Da Atome verschiedener Elemente in sehr spezifischen Anteilen miteinander reagieren, Atome verschiedener Elemente jedoch unterschiedliche Gewichte haben, beschreiben Chemiker die Menge verschiedener Elemente und Verbindungen häufig anhand der Anzahl der "Mol". Ein "Mol" eines Elements enthält die gleiche Anzahl von Atomen: 602.214.150.000.000.000.000.000 Atome. Die Atommasse eines Elements kann verwendet werden, um zu sehen, wie viel des Elements einen Mol bildet. Beispielsweise beträgt die Atommasse von Kupfer etwa 63,55. Das bedeutet, dass etwa 63,55 Gramm Kupfermetall ein Mol Atome haben. Die Atommasse von Chlor beträgt etwa 35,45. Das heißt, 35,45 Gramm Chlor enthalten ein Mol Atome.

Mole können verwendet werden, um zu sehen, wie viele Moleküle sich auch in chemischen Verbindungen befinden. Kupfer (II) chlorid ist ein Beispiel. CuCl2 ist seine chemische Formel. Es gibt ein Kupferatom (63,55) und zwei Chloratome (35,45 · 2 = 70,90). Addieren Sie alle Molmassen der Elemente, um die Molmasse der chemischen Verbindung zu erhalten (63,55 + 70,90 = 134,45). Das heißt, in 134,45 Gramm Kupfer (II) -chlorid befindet sich ein Mol Kupfer (II) -chloridmoleküle. Dieses Konzept wird verwendet, um zu berechnen, wie viel Chemikalien in einer chemischen Reaktion benötigt werden, wenn keine Reaktanten (Chemikalien, die umgesetzt werden) übrig bleiben sollen. Wenn zu viel Reaktant verwendet wird, verbleiben einige Reaktanten in der chemischen Reaktion.


Säuren und Basen


Säuren und Basen sind übliche Chemikalien. Säuren setzen im Wasser H+ -Ionen frei und Basen im Wasser OH - -Ionen. Säuren können mit Basen reagieren. Das H+ -Ion wird von der Base aus der Säure entnommen. Dadurch entsteht Wasser, H2O. Ein Salz entsteht auch, wenn eine Säure und eine Base miteinander reagieren. Ein Beispiel wäre die Reaktion von Salzsäure (HCl) und Natriumhydroxid (NaOH). Salzsäure setzt H+ - und Cl- -Ionen in Wasser frei. Die Base setzt Na+ - und OH- -Ionen frei. Das H+ und das OH- -reagieren, um Wasser zu machen. Es ist noch eine Lösung von Natriumchlorid (NaCl) übrig. Natriumchlorid ist ein Salz .


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