Prezentare generala
Chimia este ştiinţa care studiază substanţele chimice care sunt constituite din atomi sau particulele subatomice, precum protonii, electronii şi neutronii. [2][3] Atomii se combină pentru producerea moleculelor şi a cristalelor. Chimia mai este numită şi ştiinţa de mijloc sau ştiinţa centrală, întrucât combină toate celelalte ştiinţe ale naturii, precum astronomia, fizica, biologia şi geologia.[4][5] Naşterea chimiei poate fi atribuită anumitor practici, numite alchimie, care sunt efectuate de mai multe milenii în multe părţi din lume, în mod special în Orientul Mijlociu.[6] Structura obiectelor pe care le folosim de zi cu zi şi proprietăţile materiei cu care interacţionăm sunt consecinţe ale proprietăţilor substanţelor chimice şi ale interacţiunilor lor. Spre exemplu, oţelul este mai dur decât fierul pentru că atomii din el sunt mai strâns legaţi, formând o structură cristalină mai rigidă. Lemnul arde sau este supus oxidării rapide pentru că poate reacţiona în mod spontan cu oxigenul în cadrul unei reacţii chimice deasupra unei anumite temperaturi. Zahărul şi sarea se dizolvă în apă deoarece proprietăţile lor moleculare/ionice permit dizolvarea în condiţii ambientale. Transformările care sunt studiate în cadrul chimiei sunt rezultatul interacţiunii fie dintre substanţe chimice diferite fie dintre materie şi energie. Chimia tradiţională implică studiile interacţiunilor dintre substanţe într-un laborator specializat folosind diverse vase de laborator.[7] O reacţie chimică este transformarea unor substanţe în una sau mai multe alte substanţe. Poate fi reprezentată simbolic printr-o ecuaţie chimică. Numărul atomilor de pe partea stângă şi dreaptă a acestor ecuaţii chimice trebuie sa fie egal. Natura reacţiilor chimice pe care o substanţă le poate suferi şi descărcările de energie ce pot surveni sunt definite prin anumite legi de bază, numite şi legi chimice. Energia şi entropia sunt la fel de importante în majoritatea studiilor chimiei. Substanţele chimice sunt clasificate în funcţie de structura lor dar şi de compoziţia lor chimică. Ele pot fi analizate folosind instrumete de analiză chimică, precum spectroscopia şi cromatografia. Chimia e o parte integrată din studiul ştiinţelor naturii atât în şcoala gimnazială cât şi la liceu, de altfel în unele ţări europene, printre care şi România, chimia are rezervate ore de curs separate, cu profesori specializaţi. La acest nivel, chimia este adesea numită chimie generală care introduce o largă varietate de concepte fundamentale care permit elevului să obţină îndemânarea şi tehnica necesară la niveluri mai avansate, acolo unde chimia este studiată la fel în toate disciplinele ei. Oamenii de ştiinţă care se ocupă cu cercetarea în domeniul chimiei se numesc chimişti. Majoritatea se specializeză pe una sau câteva din disciplinele acestei ştiinţe.
Istoric
Vechii egipteni au pionierat arta chimiei sintetice acum aproape 4000 de ani.[8] Pe la sfârşitul celui de-al doilea mileniu î.Hr., populaţiile antice deţineau deja tehnologiile necesare care urmau să formeze bazele mai multor ramuri ale chimiei cum ar fi: extragerea metalelor din minereuri, obţinerea vaselor de lut, fermentarea berii şi a vinului, crearea de pigmenţi pentru cosmetice şi picturi, extragerea substanţelor din plante în scopul utilizării lor ca medicament sau ca parfum, obţinera brânzei, obţinerea sticlei şi obţinerea de aliaje precum bronzul. Naşterea chimiei poate fi atribuită foarte comunului fenomen al arderii, care a dus la apariţia metalurgiei - arta şi ştiinţa care se ocupă cu procesarea minereurilor de fier pentru obţinerea metalelor. Goana după aur a dus la descoperirea procesului purificării lui, chiar dacă principiile care stăteau la baza ei nu erau prea bine înţelese - se credea că este o transformare, nu o purificare. Mulţi şcolari din acea vreme considerau că transformarea metalelor de bază în aur este posibilă, lucru care a dus la formarea alchimiei şi căutarea pentru piatra filozofală, despre care se credea că va aduce astfel de transformări la o singură atingere.[9] Atomismul grec datează din anul 440 î.Hr., după cum spune cartea De Rerum Natura (Natura Lucrurilor), scrisă de Lucretius în anul 50 î.Hr. [10][11] Unii consideră arabii şi perşii ca fiind cei mai vechi chimişti, cei care au introdus observarea precisă şi experimentarea controlată şi astfel descoperind multe substanţe chimice. Cei mai influenţi chimişti musulmani erau Geber, al-Kindi, al-Razi şi al-Bruni. Lucrările lui Geber au ajuns în Europa în secolul al XIV-lea, în Spania prin traducerile unui pseudo-Geber, care şi-a semnat cărţile cu numele de „Geber”. Contribuţia alchimiştilor şi metalurgiştilor indieni a adus de asemenea o contribuţie importantă. Apariţia chimiei în Europa a avut loc datorită epdiemiilor frecvente de ciumă şi molimi (cum ar fi moartea neagră) din aşa-numitele Vremuri Întunecate, care a dus la o creştere a nevoii de medicamente. Se credea că există un medicament universal numit elixirul vieţii care poate vindeca toate bolile, dar care, precum piatra filozofală, nu a fost niciodată găsit. Deoarece pentru unii practicanţi, alchimia era o ocupaţie intelectuală, în timp, au excelat în acest domeniu. Paracelsus, spre exemplu, respingea teoria celor patru elemente şi cu o înţelegere destul de vagă a substanţelor chimice şi medicamentelor, a format o formă hibridă de alchimie şi ştiinţă, numită şi chemiatrie sau iatrochimie.[12] De asemenea, influenţe ale filozofilor cum ar fi Sir Francis Bacon sau René Descartes, care vroiau o anumită rigoare în matematică şi cereau eliminarea dogmelor şi subiectivismului din observaţiile ştiinţifice, au dus la revoluţia ştiinţifică. În chimie, ea a început cu Robert Boyle (1627-1691), care formulat ecuaţii precum Legea lui Boyle, cu privire la proprietăţile stării gazoase. Mai târziu au urmat legea conservării masei substanţelor în 1783 şi dezvoltarea teoriei atomice a lui John Dalton în ajurul anului 1800. Legea Conservării Masei a dus la reformularea chimiei bazată pe această lege dar şi teoria combustiei oxigenului, care a fost mult bazată pe baza cercetărilor lui Lavoiser. Acestea şi alte astfel de schimbări înţelese de largile mase de oameni au fost denumite generic revoluţia chimică. Contribuţiile lui Lavoisier au dus la ceea ce acum se numeşte chimie modernă - chimia studiată în instituţiile de învăţămând în toată lumea.
