Bet koks mokslas, o ypač chemija, yra viena mokinių vengiamiausių pamokų. Tačiau bijoti chemijos temos kaip visumos nėra pagrindo, kadangi ji skirstoma į net penkias skirtingas atšakas: organinę chemiją, neorganinę chemiją, analitinę chemiją, fizikinę chemiją ir biochemiją. Toks chemijos mokslo klasifikavimas yra efektyviausia metodika norint geriau suprasti chemiją:
| 🧄 Chemijos šaka | 🧪 Ką ji representuoja | 👨🔬 Šios srities chemikų veikla | 👩🔬 Profesijos šioje srityje |
| Organinė chemija | Visas anglies pagrindo medžiagas | Tyrimai Laboratoriniai darbai | Chemijos pramonė Farmacijos pramonė Žemės ūkio pramonė |
| Neorganinė chemija | Chemijos (medžiagos tyrimo) ir biologijos (gyvybės formų tyrimo) sankirtą | Nustatyti/tirti naujus atradimus Tobulinti gamybos procesus Tirti gyvus organizmus ląstelių lygmeniu | Teismo medicina Farmacijos pramonė Ligų stebėjimas ir tyrimai |
| Analitinė chemija | Medžiagas, kuriose yra mažai arba visai nėra anglies | Tyrinėti, tobulinti ir kurti naujus cheminius junginius | Farmacijos pramonė Chemijos pramonė Maisto pramonė Technologijų sektorius |
| Fizikinė chemija | Jėgas, veikiančias cheminius kūnus | Tyrimai, skirti suprasti cheminius procesus | Pramonės darbai Akademiniai tyrimai |
| Biochemija | Cheminių medžiagų atskyrimą, identifikavimą ir kiekybinio įvertinimo praktiką | Specializuotos įrangos naudojimas cheminėms medžiagoms identifikuoti ir rūšiuoti | Bioanalizė Teismo ekspertizė Klinikinė analizė Aplinkos analizė |
Chemijos pagrindai, organinė chemija: fundamentinis mokslas
Organinė chemija tiria anglies pagrindu veikiančias gyvybės formas. Anglis yra visuose žinomose gyvybės formose. Anglis yra vienas iš esminių mūsų galaktikos ir visatos elementų. Todėl nenuostabu, kad šis elementas yra taip plačiai paplitęs.
Kita vertus, organinės chemijos kursai nesikoncentruoja į gyvūnų ar augalų tyrimus. Tai kitoks mokslas.
Vietoje to, ši chemijos šaka nagrinėja anglies pagrindo medžiagas. Jos skirstomos į tris grupes: angliavandenilius, halogenangliavandenilius ir anglies junginių medžiagas.
Jei paklaustumėte bet kurio chemijos studento, jis pasakytų, kad atomų išdėstymas ir skaičius lemia cheminę medžiagą. Kai kuriems tai gali atrodyti įdomu, tačiau tai, kaip šie atomai jungiasi tarpusavyje ir kaip reaguoja vieni su kitais, yra tai, kas suteikia šiam mokslui išskirtinumo.
tai nuoseklus molekulinis žingsnių rinkinys, kuris parodo, kaip cheminė reakcija vyksta nuo reagentų iki produktų. Kitaip tariant, ne tik kas sureaguoja, bet ir kaip – kokios jungtys nutrūksta, kokios susidaro, kokie tarpiniai junginiai (intermediatų) atsiranda.
Besidomintiems chemija, svarbu žinoti apie penkis dažniausiai pasitaikančius mechanizmus. Chemiją universitetuose studijuojantys studentai mokosi kur kas daugiau. Pramonės specialistai privalo sugebėti atpažinti bet kokią cheminę reakciją (mechanizmą). Tai ypač svarbi organinių chemikų darbo dalis, ypač šiose pramonės šakose:
- farmacija
- chemijos gamyba
- žemės ūkio pramonė
- maisto gamyba
Organinė chemija yra biochemijos studijų pagrindas. Ji yra pamatas kitoms disciplinoms, tokioms kaip medicinos studijos, technologijos ir aplinkos mokslai.
Ne tik mes esame visatoje, visata yra mumyse.
Neil deGrasse Tyson
Garsus fizikas mums primena, kad tie patys elementai, kurie sudaro visatą, taip pat formuoja ir suteikia energijos žmonėms, gyvūnams bei augalams. Jo pastebėjimas pabrėžia gilius ryšius tarp skirtingų mokslų šakų. Jei norite geriau suprasti organinę chemiją, galite net neanejoti, kad leidžiatės į labai įdomią kelionę.
Biochemija: gyvų organizmų supratimas
Tvirto organinės chemijos pagrindo susidarymas gali būti puikus būdas pasiruošti biochemijos studijoms. Ši chemijos rūšis nagrinėja cheminius procesus, vykstančius visuose gyvuose organizmuose.
Biochemija taip pat tyrinėja biologinių molekulių funkcijas ir sąveikas. Degalai, tokie kaip baltymai, riebalai ir cukrūs, daro įtaką biologinių organizmų veiklai.
Biochemija analizuoja šiuos procesus, siekdama geriau suprasti gyvybės prasmę ląstelių lygmenyje.
Daugelis chemijos rūšių skirstomos į tris pagrindines „studijų“ grupes. Organinė chemija yra viena iš jų.
Metaboliniai: cheminės reakcijos, būtinos gyvybei palaikyti.
Enziminiai: baltymų, skatinančių šias reakcijas, tyrimas.
Struktūriniai: ląstelių kuriamų ir tobulinamų struktūrų tyrimas.
Jei studijuosite biochemiją, susidursite su visomis trimis grupėmis. Tačiau norėdami specializuotis ties viena sritimi, galite pasirinkti ir vieną grupę.
Biomedicinos tyrimų programos yra itin populiarios, kadangi jos smarkiai praplečia karjeros galimybes. Nepaisant šių platesnių galimybių, dauguma biochemijos darbų vyksta laboratorijose. Jei darbas atliekant laboratorinius tyrimus jūsų netraukia, galite rinktis ir šiuos karjeros kelius:
Laukinės gamtos biologas
- atlieka surašymą ir tyrimus;
- tiria laukinės gamtos ligas;
- padeda gamtosaugos srityje
Klinikinis biochemikas
- tiria pacientų mėginius;
- tiria neįprastus tyrimų rezultatus;
- padeda užkirsti kelią ligoms ir jas gydyti
Gamtos mokslų mokytojas
- moko pagrindinių mokslo sąvokų;
- įdiegia mokslinius principus;
- atlieka ir prižiūri eksperimentus
Vyriausybės darbuotojas
- koordinuoja aplinkosaugos elementus;
- pateikia mokslines įžvalgas;
- padeda palaikyti visuomeninę sveikatą
Biologija ir chemija pačios savaime yra pilnavertės mokslo šakos. Studijuodami bet kurią iš jų, galite susikurti kelią į sėkmingą karjerą.
Kita vertus, šių dviejų mokslo sričių derinimas gali smarkiai praplėsti jūsų žinių ribas ir suteikti joms daugiau gilumo. Jei norite tikrai gerai suprasti gyvybės statybinius blokus ir kaip jie veikia, jums prireiks išnagrinėti ir išstudijuoti viską, ką gali pasiūlyti biochemijos kursai.
Neorganinė chemija: atskleidžiant sutapimą
Neorganinė chemija tiria ne anglies pagrindo cheminius junginius ir jų kūrimą. Tai gali būti dažai ir pigmentai, vaistai, kuro produktai ir trąšos.
Būtų klaidinga teigti, kad organinė chemija tiria anglies pagrindo medžiagas, o neorganinė chemija – ne anglies pagrindo medžiagas. Pagrindinė to priežastis yra tai, kad kai kurios neorganinės medžiagos taip pat turi anglies.
Neorganinės chemijos subdisciplina, tirianti medžiagas, kurių cheminiai ryšiai yra tarp anglies atomo ir metalo.
Kai kurias neorganines medžiagas galima aptikti gamtoje. Štai kelios, kurių pavadinimai jums gali pasirodyti pažįstami:
- kvarcas
- žėrutis
- kalcis
- geležis
- magnis
- kalis
- natris
- fosforas
- jodas
- molis
- dumblas
- feldšpatas
Kitos medžiagos dažniausiai formuluojamos laboratorijose. Tai įvairūs vaistai, valymo junginiai, šaltnešiai ir kiti dažnai naudojami cheminiai junginiai.
Su tikslingomis neorganinės chemijos studijomis nesusidursite iki magistrantūros lygio. Vis dėlto, 9–12 klasių mokiniai, besiruošiantys chemijos brandos egzaminui ir chemijos studentai universitete susipažins su tam tikromis neorganinės chemijos temomis per bendrąsias chemijos pamokas. Konkrečiai, jie nagrinės:
9–10 klasių mokiniai
- šarmai
- metalai ir pereinamieji metalai
- halogenai
- taurieji metalai
- rūgštys, bazės ir druskos
- rūgštys, šarmai ir titravimas
- metalų gavyba ir panaudojimas
- atmosferos dujos
11–12 klasių mokiniai
- periodinė elementų lentelė
- redoksas
- metalai ir reakcijos
- halogenų savybės
- kompleksiniai jonai
- ligandų pakeitimas
- katalizės kolorimetrija
- pereinamieji elementai
Bakalauro studentai šias temas ir kitas naujas sąvokas nagrinės kur kas giliau. Toks mokymosi palaipsniui būdas ir pakopinis neorganinės chemijos aspektų formavimas padeda pasiruošti aukštesnio lygio, specializuotoms programoms.
Daugelis dabartinių geopolitinių problemų kyla iš neorganinės chemijos objektų – energetinių išteklių, retųjų žemės elementų bei radioaktyviųjų medžiagų kontrolės, nes būtent jie lemia technologinę pažangą, karinę galią ir ekonominę nepriklausomybę.
Žinant apie šios chemijos srities karjeros galimybes, ja susidomės daugelis. Tai apima retųjų žemių (mineralų) gavybą ir perdirbimą, ekologiškų technologijų kūrimą ir pagalbą kuriant pažangius kompiuterių lustus.
Tad galime teigti, kad dauguma šiuolaikinių pažangių pramonės šakų sukasi būtent apie neorganinę materiją. Šios srities studijos gali padėti jums atsidurti rytojaus technologijų priešakyje.
Fizikinė chemija: chemijos atšaka, kuri padeda geriau suprasti pasaulį
Net pradedantysis chemijos studentas žino, kad medžiagos susideda iš atomų, kurie jungiasi į molekules. Fizikinė chemija aiškina šių molekulių stabilumą ir jų reakcijas skirtingose situacijose.
Norint tikrai aiškiai šią chemijos rūšį, svarbu atkreipti dėmesį į žodį „fizika“. Šiluma, judėjimas ir pusiausvyra yra fizikos mokslo sritys. Būtent šiuos konceptus fizikinė chemija ir tyrinėja, susiedama juos su fundamentaliuoju mokslu.
Neorganinė chemija turi daug bendro su fizikine chemija, ypač tyrinėjant neorganinių medžiagų elgseną. Turėkite omenyje, kad didelė dalis sukurtų medžiagų (dažai ir valymo junginiai) yra būtent neorganinės. Kaip šios cheminės medžiagos reaguos sumaišius jas tarpusavyje?
Fizikinė chemija paaiškina beveik viską, kas yra kitų chemijos atšakų pagrindas.
Sumaišius natrio hipochloritą (baliklį) su vandenilio nitridu (amoniaku), įvyksta momentinė ir potencialiai toksiška reakcija. Šie du neorganiniai junginiai, sąveikaudami vienas su kitu, sukelia smarkią atomų reakciją.
Šis procesas generuoja šilumą ir sukelia būsenos pasikeitimą (iš skysčio į chloramino dujas). Esant pakankamam kiekiui, šis mišinys gali net sprogti.
Galima drąsiai teigti, kad pirmieji chemikai, išbandę šį mišinį, greitai suprato, kodėl jis pavojingas. Tačiau tik fizikinei chemijai įsitvirtinus, buvo išsiaiškinta, kodėl šis mišinys iš tiesų toks pavojingas.
Fizikinės chemijos studijos
Kaip ir neorganinės chemijos, fizikinės chemijos neturėsite galimybės studijuoti iki magistrantūros laipsnio studijų. Tačiau per visą chemijos mokymosi laikotarpį susidursite su tam tikrais šios šakos aspektais, tokiais kaip cheminės reakcijos, judėjimas ir termodinamika.
Specializacija fizikinėje chemijoje praktiškai garantuoja karjerą mokslinių tyrimų srityje. Baigę mokslus galėsite prisijungti prie akademinės tyrimų komandos arba įsidarbinti chemijos pramonėje. Tokia veikla gali būti orientuota į naujų medžiagų ir produktų kūrimą arba esamų tobulinimą.
Analitinė chemija: medžiagų klasifikavimas
Ši chemijos šaka daro tiksliai tai, ką ir nurodo jos pavadinimas – analizuoja medžiagas ir jų sudėtį, siekdama struktūrizuoti jų struktūrą ir sudedamąsias dalis. Analitiniai chemikai nesidomi reakcijomis ar cheminių medžiagų potencialu pramoniniam naudojimui.
Šie specialistai naudoja sudėtingas mašinas, kad tirtų, identifikuotų ir klasifikuotų cheminius mėginius. Jei esate kriminalinių ar medicininių dramų mėgėjai, tikriausiai esate girdėję apie tokių prietaisų pavadinimus:
- Masių spektrometras: aparatas, matuojantis jonų masės ir krūvio santykį.
- Elektroninis mikroskopas: galingas mikroskopas, naudojantis elektronų spindulius vietoje šviesos.
- Dalelių dydžio analizatorius: aparatas, nustatantis mėginio dalelių dydį.
- Dujų chromatografas: atskiria ir analizuoja junginius, kurie gali išgaruoti nesuirdami.
Žinoma, ne visi analitiniai chemikai dirba tik nusikaltimų ir medicinos srityse. Šis mokslas plačiai paplitęs pramonėje ir taip pat yra glaudžiai susijęs su aplinkosaugos problemomis. Pavyzdžiui, analitinis chemikas gali tikrinti oro ar vandens mėginius, kad nustatytų ir suskaičiuotų teršalų kiekį juose.
Vidurinės mokyklos mokiniai dažniau susiduria su analitinės chemijos principais nei su kitomis chemijos šakomis. Ruošdamiesi chemijos brandos egzaminui, 9–12 klasėse mokiniai atlieka kokybinius ir kiekybinius bandymus, kritulių testus ir fiksuoja jų rezultatus.
Prieš pradėdami gilintis į instrumentinės analizės metodus, 11–12 klasių mokiniai turi gerai išmokti pagrindinius bandymus, atliktus 9–10 klasėse. Bakalauro studijos universitete leidžia dar labiau plėtoti analitinės chemijos žinias, ruošiant studentus magistrantūros studijoms.
Niekuomet nemaišykite baliklio kartu su amoniaku!
Analitinė chemija tiesiog negalėtų egzistuoti be fizikinės chemijos. Nors pirmoji koncentruojasi į identifikavimą ir kiekybinį įvertinimą, antroji pateikia technikas, kurios apibrėžia analizės apimtį.
Analitinės chemijos pagrindų įvaldymas yra kiek lengvesnis nei kitų chemijos šakų. Be to, šis praktinis mokslas ir paverčia analitinę chemiją įdomia, prieinama ir suprantama.
Visos chemijos studijos gali padėti susikurti sėkmingą karjerą mokslinėje srityje. Šios žinios – visada paklausios, o paklausa visose chemijos srityse – nuolat auganti.
Ar jums patiko šis straipsnis? Pasižymėkite!
Loading...
