Химия - это современная и востребованная наука, которая крайне важна для промышленности. Ее основной задачей является получение новых веществ с заданными параметрами, которые после будут использоваться в различных областях жизни.
Предмет химии
Химия - это наука, которая изучает превращения веществ. Но стоит заметить, что только те превращения, которые сопровождаются изменением состава вещества. Например, горение бумаги или коррозия металлов. Поэтому предметом изучения в химии, прежде всего, является вещество и его способность превращаться.
Вещество - это материя, которая состоит из частиц, имеющих собственную массу. Эта материя существует в некотором пространстве за счет сил притяжения и отталкивания.
Частицы - это атомы, а благодаря силам притяжения и отталкивания между ними образуются химические связи.
При химическом превращении веществ одни связи разрываются с образованием новых. Именно то, при каких условиях изменяются эти связи и как, и есть предмет и задача химии.
Химические связи
В зависимости от типа соединяемых атомов существует несколько видов химических связей. Если соединяется два одинаковых атома неметалла, то образуется ковалентная неполярная связь. В этом случае получается общая пара электронов, которая находится посередине между двумя атомами.
Если же атомы неметаллов разные, то пара электронов будет смещена к тому, что обладает большей электроотрицательностью. И такая связь называется ковалентной полярной. В случае соединения металлов всегда образуется металлическая связь, вне зависимости от того, какие атомы соединяются. Металлическая связь отличается от остальных тем, что электроны в ней находятся внутри решетки и свободно двигаются между атомами.
При соединении атомов металла и неметалла образуется ионная связь, она является одним из частных случаев ковалентной полярной связи, только в этом случае общая пара электронов практически полностью смещена к атому неметалла.
В зависимости от типа вещества, химия разделяется на два крупных раздела - органическую и неорганическую. Но есть законы, которым подчиняются все виды химической науки. Они объединены в отдельный раздел - общую химию. В нее входят основополагающие теории, понятия и законы данной науки. Исследуемые ею строение и свойства веществ определяют предмет и задачи химии.
Школьный курс
Общая химия создана для того, чтобы разработать и обобщить все существующие понятия и законы с целью их дальнейшего применения. Потому что без знания определенных законов, которым подвергаются все вещества и их превращения, невозможны дальнейшие исследования. Например, долгое время у ученых не получалось установить строение простейшего атома и из-за этого были непонятны многие свойства веществ. Было предложено множество различных теорий, какие-то из них были близки к истине, какие-то с точки зрения современного химика кажутся бредом. Но эти изыскания были путем к созданию теории Нильса Бора, которая используется для описания атома и на данный момент. Возможно, и она не совсем точна, но на сегодняшний день является самой совершенной. Предмет и задачи химии как раз в изучении подобных теорий, которые легли в основу науки.
Именно разработка и усовершенствование имеющихся законов - это задачи данного раздела науки. Общий курс химии объясняет людям процессы, проходящие внутри веществ. Предмет, задачи и методы химии - это изучение химических законов, существующих в природе, ведь часто вещества взаимодействуют независимо от человека и его деятельности.
Органика
Предмет и задачи органической химии в чем-то пересекаются с другими разделами науки. Объектом ее изучения являются вещества, образованные с помощью химических связей различных атомов с углеродом. Поэтому, предмет изучения в этом случае - это свойства и превращения органических веществ. Чаще всего они состоят из комбинаций углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора. Остальные элементы могут меняться, но углерод в их составе будет всегда.
Задачи органической химии заключаются в разработке новых веществ, с заданными свойствами. Например, получение сверхпрочного пластика или катализатора, способного превратить твердую нефть в жидкую. Также задачей является поиск возможности максимально рационально использовать каждый процесс, сопровождающийся изменением состава веществ. Например, найти применение отходам при нефтепереработке.
При крекинге нефти образуется множество побочных продуктов, и далеко не все из них сейчас используется. Большая часть продуктов этой реакции поступает в атмосферу, загрязняя ее. Поэтому на данный момент учеными разрабатываются способы сбора этих продуктов и использования их для синтеза новых веществ. Предмет и задачи органической химии частично пересекаются с другими разделами химии.
Неорганическая химия
Является самостоятельным разделом данной науки. Предметом ее изучения являются все соединения, которые не относятся к органическим.
Их крайне много и природа их различна. Поэтому у неорганической химии много направлений изучения. Но главный предмет ее изучения - это превращения неорганических веществ, а задачи во многом совпадают с направлениями органической химии. Это создание веществ с заданными свойствами, например, это может быть сплав с особыми характеристиками. Это крайне важно для военной промышленности и других отраслей производства. Например, необходим сплав легкий, но при этом крайне прочный, выдерживающий сильные перегрузки. Его используют для обшивки самолетов и космических кораблей.
Кроме того, задачами неорганической химии является создание безвредных технологий и способов получения сверхчистых веществ.
Предмет и задачи химии
Есть задачи, над которыми работают все химики, вне зависимости от их специализации:
- Это поиск возможности сократить вредные отходы при производстве, и с этим вполне успешно справляются благодаря открытию новых методик.
- Сюда также можно отнести и рациональное использование всех продуктов синтеза.
- Также одна из задач - это открытие новых способов, которые позволят получать максимально чистые вещества.
- Следующая задача экономическая, она заключается в поиске наименее энерго- и ресурсозатратных способов получения искомых соединений. Это делается потому, что запасы планеты ограничены и использовать их надо максимально разумно.
На данный момент все отрасли химической науки работают над достижением этих целей, и есть определенные результаты. Но нельзя останавливаться на достигнутом, только в постоянном совершенствовании наука развивается.
