化學(xué)
詞源
英語中的“化學(xué)”( chemistry )一字的語源有多種說法。一種說法認(rèn)為是由“煉金術(shù)”( alchemy )得名的。英語中“ alchemy ”一詞源于古法語的“ alkemie ”和阿拉伯語的“ al-kimia ”,意為“形態(tài)變化的學(xué)問”( the art of transformation )。阿拉伯語中的“ kimia ”一字則源于希臘語。亦有另一種說法認(rèn)為英語中的“ chemistry ”一字源自埃及語中的“ kēme ”,意思是“土”( earth )。
在中國,“化學(xué)”一詞最早出現(xiàn)在1857年墨海書館出版的期刊《六合叢談》 。偉烈亞力提及王韜在其日記中記載了從戴德生處聽聞的“化學(xué)”一詞 。一般認(rèn)為中文中的“化學(xué)”一詞是徐壽翻譯英國人的書《化學(xué)鑒原》一書時(shí)發(fā)明的。
“化學(xué)”一詞被介紹到日本,取代了原先日語中的譯法“舍密” 。
歷史
門捷列夫像
人類早期對(duì)火的認(rèn)識(shí)
最早的化學(xué)要算是人類對(duì)火的研究。對(duì)于當(dāng)時(shí)的人來說,火可以將一種物體變成另一種物體,所以成為了當(dāng)時(shí)人最有興趣研究的現(xiàn)象。如果沒有火,人類不會(huì)發(fā)現(xiàn)到鐵和玻璃的制造方法。
煉金術(shù)
人類發(fā)現(xiàn)了黃金這種貴重的金屬之后,很多人轉(zhuǎn)移研究怎樣把其他物質(zhì)變成黃金。公元前300年至1500年,煉金術(shù)士皆研究如何將一些便宜的金屬轉(zhuǎn)化成黃金,因此累積了金屬的提取和處理有關(guān)的觀察和技術(shù)。有些煉金術(shù)士主要的工作是制造藥物,中國當(dāng)時(shí)亦有所謂煉丹術(shù)。2000年前,人類已廣泛使用金、銀、汞、銅、鐵和青銅。當(dāng)時(shí)的人類文明,對(duì)于陶瓷、染色、釀造、造紙、火藥等在工藝方面已有一定成就,在技術(shù)經(jīng)驗(yàn)上,對(duì)物質(zhì)變化的理解已有一定觀察和文獻(xiàn)累積。
早期化學(xué)
早期化學(xué)家收集了很多不同物質(zhì)的資料。在17世紀(jì)以前,化學(xué)成就并不大(燃素說、煉金術(shù)),其中較有成就者如羅伯特·波義耳。到了1750年,化學(xué)仍帶有神秘色彩,并為不正確的理論支配著。直到1773年,拉瓦錫提出了質(zhì)量守恒定律,并以氧化還原反應(yīng)解釋燃燒現(xiàn)象,推翻了盛行于中世紀(jì)的燃素說,才開啟了現(xiàn)代化學(xué)之路;他因此被尊崇為“化學(xué)之父”。接著道爾頓整合當(dāng)時(shí)的化學(xué)知識(shí),并以自身的實(shí)驗(yàn)所得提出了劃時(shí)代的原子說。此后,一些化學(xué)家相繼發(fā)現(xiàn)了各種化學(xué)元素,后來門捷列夫建立了元素周期表令化學(xué)視界更臻完備。1901年,化學(xué)家諾貝爾以其遺產(chǎn)成立了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),以表揚(yáng)在化學(xué)領(lǐng)域?qū)θ祟愑胸暙I(xiàn)者。
現(xiàn)代化學(xué)
現(xiàn)代化學(xué)始于20世紀(jì)初期蓬勃發(fā)展的量子力學(xué)。萊納斯·鮑林引進(jìn)量子力學(xué)解釋化學(xué)鍵的本質(zhì),得以用波函數(shù)的線性疊加來描述。質(zhì)子、中子和電子的發(fā)現(xiàn),使化學(xué)真正由原子尺度來理解化學(xué)反應(yīng)。量子力學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展,使得許多新型儀器得以開發(fā),來探索和分析化合物的結(jié)構(gòu)和成分,如光譜儀、色譜儀、核磁共振儀和質(zhì)譜儀等。
當(dāng)代化學(xué)
移液器,一種生化常用的實(shí)驗(yàn)儀器
正在做實(shí)驗(yàn)的人
當(dāng)代化學(xué)大致分為四大學(xué)門,各學(xué)門又有許多延伸的子學(xué)門和應(yīng)用化學(xué)領(lǐng)域。
四大學(xué)門主要為:
物理化學(xué) 是從物理角度分析化學(xué)原理的化學(xué)學(xué)門,可謂近代化學(xué)的原理根基。物理化學(xué)家關(guān)注于分子如何形成結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化、分子光譜的根本原理,以及平衡態(tài)等基本問題,涉及熱力學(xué)、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)等重要物理領(lǐng)域。大體而言,物理化學(xué)為四大學(xué)門中最講求數(shù)值精確以及理論架構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)門。
分析化學(xué) 開發(fā)分析物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)與量的方法,使化學(xué)物質(zhì)成分得以定性或定量,化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)得以確定。從分析手段分,分析化學(xué)又可分為化學(xué)分析和儀器分析。分析化學(xué)是化學(xué)家最基礎(chǔ)的訓(xùn)練之一?;瘜W(xué)家在實(shí)驗(yàn)技術(shù)和基礎(chǔ)知識(shí)上的訓(xùn)練,皆得力于分析化學(xué)。當(dāng)代分析化學(xué)著重儀器分析,常用的儀器分析手段有如下幾種:光譜法(例如紫外分光光度法、紅外光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、X射線衍射法、拉曼光譜法等)、色譜法(例如薄層色譜法、氣相色譜法、液相色譜法、電泳法等)、電化學(xué)分析(例如伏安法、電致發(fā)光法、電導(dǎo)分析法等)、質(zhì)譜法、能譜法等。
有機(jī)化學(xué) 研究碳、氫、氧、氮、硫等元素組成的化合物的化學(xué)學(xué)門。有機(jī)化學(xué)主要研究有機(jī)化合物的合成途徑和方法、機(jī)構(gòu)和物理性質(zhì)。由于有機(jī)化學(xué)高度的應(yīng)用性和悠久的發(fā)展歷史,通常被普羅大眾視為當(dāng)代化學(xué)的代名詞。有機(jī)合成和新反應(yīng)途徑的開發(fā),對(duì)于藥物,天然物,生物和材料高分子的開發(fā),都是極為重要的一環(huán),對(duì)于化學(xué)工業(yè)有極大的影響。
無機(jī)化學(xué) 有機(jī)化合物以外元素的化學(xué)領(lǐng)域,研究化合物的合成途徑和方法,機(jī)構(gòu)和物理性質(zhì),最常見的分子體系為金屬化合物。有機(jī)和無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域常有交疊,甚至有密不可分的趨勢(shì)。有機(jī)金屬化學(xué)就是一門結(jié)合有機(jī)和無機(jī)領(lǐng)域的化學(xué)。
其他延展和應(yīng)用的學(xué)門:
理論化學(xué) 從物理的理論去解釋各種化學(xué)現(xiàn)象的學(xué)門。
計(jì)算化學(xué) 由于分子體系的復(fù)雜性,分子的反應(yīng),動(dòng)態(tài),結(jié)構(gòu),經(jīng)常是無法完全以量子力學(xué)做計(jì)算的。因此計(jì)算化學(xué)提供各種簡約的計(jì)算方法,來預(yù)測(cè)并輔助實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推斷。實(shí)用性上已有諾貝爾獎(jiǎng)的肯定,如1998年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的密度泛函方法。
生物化學(xué) 是研究生物體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和相互作用的學(xué)科,被應(yīng)用于研究細(xì)胞中各組分(例如:蛋白質(zhì),碳水化合物,脂類,核酸以及其他生物分子)的結(jié)構(gòu)和功能。生物化學(xué)被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)各項(xiàng)化學(xué)性質(zhì)的研究,特別是應(yīng)用于酶促反應(yīng)的研究。
熱化學(xué) 是以熱力學(xué)的觀點(diǎn)來研究化學(xué),以焓、熵等狀態(tài)函數(shù)來描述和預(yù)言化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的結(jié)果。
電化學(xué) 是研究各種因?yàn)殡娡苿?dòng)而發(fā)生的化學(xué)作用或者會(huì)在運(yùn)作途中產(chǎn)生電力的化學(xué)作用的科學(xué)學(xué)門。生活中常見的各種電池就是電化學(xué)的研究成果。
光化學(xué) 研究各種化學(xué)物質(zhì),受到各種頻率光線照射之后的化學(xué)反應(yīng)變化。
藥物化學(xué) 研究化學(xué)物質(zhì)怎樣用于藥劑中,從而改變藥劑的功效,做出醫(yī)療的作用。它其實(shí)是幾個(gè)化學(xué)門派,包括有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué),及幾個(gè)不屬于化學(xué)的科學(xué)學(xué)門,包括:藥劑學(xué)、分子生物學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的結(jié)合。
量子化學(xué) 用量子力學(xué)及其他純理論手段解釋各種化學(xué)現(xiàn)象。
核子化學(xué) 研究不同的次原子粒子怎樣走在一起,形成一個(gè)原子核,及研究一個(gè)原子核中的物質(zhì)如何變化。
放射化學(xué) 是化學(xué)的一個(gè)分支,旨在研究那些參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)屬于或帶有放射性同位素的化學(xué)反應(yīng)的一門學(xué)科。例如:采用碘的放射性同位素 I 標(biāo)記各種蛋白質(zhì)或激素,以便利用放射免疫分析技術(shù),檢測(cè)血清標(biāo)本之中相應(yīng)物質(zhì)的濃度。
天體化學(xué) 研究外太空的化學(xué)物質(zhì),分析它們的成分、結(jié)構(gòu)與地球上的物質(zhì)有什么不同。
大氣化學(xué) 是一種對(duì)地球大氣層及其他星球的大氣層的研究。大氣化學(xué)都會(huì)研究環(huán)境變化途中發(fā)生過什么化學(xué)反應(yīng),是大氣科學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科。
環(huán)境化學(xué) 從化學(xué)角度研究自然環(huán)境中生物的變化。
綠色化學(xué) 研究怎樣從化學(xué)角度減低污染。
資訊化學(xué) 用電腦去解決化學(xué)上的問題。
地球化學(xué) 研究地殼中各種物質(zhì)的化學(xué)特性,解釋它們的構(gòu)造。
石油化學(xué) 從化學(xué)角度研究石油及天然氣的特性及煉油技術(shù)。
高分子化學(xué) 研究比較大的分子,即是高分子,例如發(fā)泡膠怎樣造出來和有些什么特性。高分子化學(xué)亦會(huì)研究怎樣令很多分子結(jié)合為一粒高分子。
超分子化學(xué) 研究共價(jià)鍵以外各種化學(xué)鍵,例如:氫鍵、范德華力、疏水效應(yīng)的運(yùn)作。
基本概念
原子
一粒原子是由原子核及外圍帶負(fù)電荷的電子(稱為核外電子)組成的粒子,一般而言是化學(xué)研究的最小尺度范疇。原子核通常是由質(zhì)子和中子組成。與通常的物理概念不同的是,單一的質(zhì)子在化學(xué)領(lǐng)域被認(rèn)為是 H(氕)原子核,也就是說原子核內(nèi)必然含有質(zhì)子,但可能不含中子。 電子帶負(fù)電荷,質(zhì)子帶正電荷,個(gè)數(shù)相同使得電荷平衡,令整個(gè)原子呈電中性。當(dāng)核外電子數(shù)與原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不相同時(shí),則形成離子。通常認(rèn)為離子也是原子的一種。
氦原子的結(jié)構(gòu)示意圖
元素
擁有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子被稱為“元素”。例如,氫這種元素中所有原子都是只有一粒質(zhì)子。這個(gè)概念換過來說亦可:所有原子核中有六粒質(zhì)子的原子都是碳,所有原子核中有九十二粒質(zhì)子的都是鈾。元素亦有另一定義,就是所有不可以用化學(xué)方法分解的物質(zhì)都是元素。
在這么多種列舉元素的方法中,最常用和最方便的莫過于元素周期表。周期表根據(jù)原子序數(shù)來排列原子,而原子序數(shù)就是一粒原子中質(zhì)子的數(shù)量。因?yàn)檫@個(gè)奇怪的排列,排在一起的元素,無論是同一個(gè)直行、同一個(gè)橫行還是純粹在附近,都有一些大致上固定的關(guān)系。
同一種元素可能有很多個(gè)不同的核素。它們的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同,因而化學(xué)性質(zhì)相同。但由于它們的中子數(shù)不同,造成原子核穩(wěn)定性不同,而造成某些核素具備放射性。同一種元素的不同核素在元素周期表內(nèi)占據(jù)同一個(gè)位置,因此同一種元素的不同核素互稱同位素。例如 H(氕)與 H(氘)互稱同位素。
元素周期表
物質(zhì)
化學(xué)物質(zhì)是指一種物體,它既確定了其化學(xué)組成,也確定了它的化學(xué)性質(zhì) 。嚴(yán)格的來講,混合的化合物,元素等都不能算是化學(xué)物質(zhì),只能說是化學(xué)藥品或者說化學(xué)制品。大多數(shù)我們?nèi)粘I钆龅降幕瘜W(xué)品都是混合物,比如空氣、合金、生物制品。
命名法
物質(zhì)的命名法在化學(xué)語言當(dāng)中是最嚴(yán)格的一環(huán)。早在很久以前,化合物的命名是由其發(fā)現(xiàn)者自行決定的,這樣則導(dǎo)致了命名的困難和混亂。而現(xiàn)在我們最常用的還是國際純粹與應(yīng)用化合會(huì)( International Union of Pure and Applied Chemistry ) ( IUPAC )命名方法。它用一個(gè)命名系統(tǒng)讓所有的化合物都有一個(gè)獨(dú)有的名稱和代碼。有機(jī)化合物通過有機(jī)命名 系統(tǒng)命名;而無機(jī)化合物通過無機(jī)命名 系統(tǒng)命名。而通過化學(xué)索引服務(wù)( Chemical Abstracts Service ),我們可以輕松的通過CAS號(hào)( CAS registry number )來找到每一個(gè)化合物的性質(zhì)、特性、命名和結(jié)構(gòu)。
分子
一個(gè)分子結(jié)構(gòu)式描述了化學(xué)鍵以及它在分之中所連接的原子的位置,圖上為紫杉醇的分子結(jié)構(gòu)
一個(gè)分子是化合物的最基本結(jié)構(gòu),不用化學(xué)方法是拆不開的。大部分分子都是由兩個(gè)或以上原子組成,但是都有些特例,例如氦氣分子,只有一個(gè)原子。這些原子,如果多于一個(gè),是通過化學(xué)鍵結(jié)合。
離子和鹽
離子是帶電荷的物質(zhì),可以由原子或分子失去或得到電子形成。正離子(例如鈉離子Na )和負(fù)離子(例如氯離子Cl )結(jié)合可以成為電荷中性的鹽(例如食鹽NaCl)。有些離子是由幾個(gè)原子組成,而它們進(jìn)行化學(xué)作用的時(shí)候又不會(huì)分離,例如磷酸根離子(PO 4 )、銨離子(NH 4 )。氣相的離子通常被稱為等離子體。
酸堿性
物質(zhì)可以被分類為一種酸或者是一種堿。通常我們有幾種進(jìn)行酸堿分類定義的理論。其中最簡單的要數(shù)阿累尼烏斯理論( Arrhenius theory ),它認(rèn)為:酸是能夠在水當(dāng)中電離出水合氫離子的物質(zhì);而相反堿則是在水當(dāng)中電離出氫氧根離子的物質(zhì)。而酸堿質(zhì)子理論( Br?nsted–Lowry acid-base theory )則認(rèn)為酸是能夠在化學(xué)反應(yīng)中給其他物質(zhì)氫離子的物質(zhì);而堿則是相應(yīng)能得到氫離子的物質(zhì)。第三種理論被稱作是路易斯酸堿理論( Lewis acid-base theory ),它是基于形成化學(xué)鍵之上的。路易斯理論認(rèn)為:酸是在鍵的形成當(dāng)中接受了一對(duì)電子;而堿則是在形成鍵的過程中給予了其他物質(zhì)一對(duì)電子。因此,一個(gè)物質(zhì)如果對(duì)于不同的酸堿理論來說,可能在此是酸,在另外一個(gè)理論來說卻是堿。
酸性強(qiáng)度的衡量方法主要有兩種:第一種是阿累尼烏斯定義的也就是我們最常用的pH,它是通過衡量一個(gè)溶液當(dāng)中氫離子的濃度來確定酸性的大小。它的計(jì)算方法是pH=-log 10 [H ],也就是pH等于氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(以10為底)。因此可以說,擁有更高濃度的氫離子溶液,其pH越低而酸性更強(qiáng)。第二種是 Br?nsted–Lowry 定義,也就是酸解離常數(shù)(K a ),它衡量的是物質(zhì)作為酸的時(shí)候給予氫離子的能力。因此一個(gè)酸性越強(qiáng)的物質(zhì),其K a 更高,更具有給予氫離子的的傾向。同樣的我們可以用pOH代替pH, K b 代替K a 來說明堿性強(qiáng)度。
氧化還原
氧化還原的概念和一個(gè)物質(zhì)的原子獲取或者給予電子的能力有關(guān)。物質(zhì)擁有氧化其他物質(zhì)的能力就被成為氧化性,而此物質(zhì)被成為氧化劑( oxidizing agents ),或者成為氧化物。一個(gè)氧化劑能夠?qū)㈦娮訌钠渌奈镔|(zhì)上移走。相應(yīng)的,具有還原其他物質(zhì)的物質(zhì)被稱作有還原性而成為還原劑( reducing agents )或者成為還原物。一個(gè)還原試劑能夠傳遞給其他物質(zhì)電子并且氧化自身。而正因?yàn)槠洹敖o予”了其他物質(zhì)電子,它還被稱為供電子物。氧化還原的性質(zhì)與氧化數(shù)( oxidation number )有關(guān)--其實(shí)真正的給予或者獲取完成的電子并不存在。所以,氧化過程被定義為增加了氧化數(shù),而還原則是降低的氧化數(shù)。
化學(xué)品
化學(xué)品泛指一切有確實(shí)化學(xué)構(gòu)造及化學(xué)成分的物質(zhì),所以又稱化學(xué)物質(zhì)。它們可以是元素、化合物或混合物。日常生活中,我們會(huì)遇到的東西多數(shù)都是混合物,例如合金。
化合物
一顆氯化鈉(食鹽)的結(jié)晶
化合物是一些以不同元素用固定比例結(jié)合而成的物質(zhì)。成分的比例決定了它的化學(xué)特性。例如水是用氫同氧以二比一組合而成,組成水分子的三個(gè)原子之間構(gòu)成了104.5度的健角。不同化合物及元素之間的變化稱為化學(xué)反應(yīng)。
摩爾以及物質(zhì)的量
摩爾 ( 英語: mole )是物質(zhì)的量的國際單位,符號(hào)為 mol 。1摩爾是所含基本微粒個(gè)數(shù)與12克的碳-12( 6 12 C {\displaystyle {}_{6}^{12}\!{\mbox{C}}} )中所含原子個(gè)數(shù)相等的一系統(tǒng)物質(zhì)的量。使用摩爾時(shí),應(yīng)指明基本微粒,可以是分子、原子、離子、電子或其他基本微粒,也可以是基本微粒的特定組合體。1摩爾物質(zhì)中所含基本微粒的個(gè)數(shù)等于阿伏伽德羅常數(shù),符號(hào)為N A ,數(shù)值約是6.0221367×10 ,常取6.02×10 。
一種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量與分子量,在使用國際單位制時(shí), 在數(shù)值上 相等。
化學(xué)鍵
原子電子以及分子軌道
化學(xué)鍵是指組成分子或材料的粒子之間互相作用的力量,其中粒子可以是原子、離子或是分子?;瘜W(xué)鍵的物理本質(zhì)來自于粒子和粒子之間的靜電力,量子力學(xué)上意指原子間電子的波函數(shù)線性疊加?;瘜W(xué)鍵是化學(xué)最重要的概念之一,物理理論本質(zhì)由萊納斯·鮑林建立?;瘜W(xué)家為能簡潔表述化學(xué)鍵并規(guī)避量子力學(xué)的復(fù)雜性,將化學(xué)鍵分類為共價(jià)鍵、離子鍵和金屬鍵,較弱的鍵結(jié)如氫鍵及較特殊的配位相互作用等。無論分類為何,其物理本質(zhì)都是相同的。
分子間力
分子間力是不同分子之間的作用力,主要有氫鍵,范德華力,親水作用/疏水作用等,這種作用力比化學(xué)鍵弱,容易打開或重新組合,但是是形成分子空間排列和架構(gòu)的重要作用力,是現(xiàn)代化學(xué)的重要研究方向之一。
物理特性
水涌上沙灘造成浪,就是水與沙的物理特性
物質(zhì)有時(shí)會(huì)是液體,有時(shí)會(huì)是固體,有時(shí)會(huì)是氣體,這些叫作物質(zhì)的相態(tài)。一件物質(zhì)是否軟、透不透光、透光的話它的折射率是多少,這些都是一件物質(zhì)的物理特性??偠灾锢硖匦约词且环N物質(zhì)不靠化學(xué)作用都可以斷定到的特性。
化學(xué)反應(yīng)
氯化氫同氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氯化銨
化學(xué)反應(yīng),亦稱化學(xué)變化是一種物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程,涉及分子中原子的交換和化學(xué)鍵的轉(zhuǎn)移、形成或消失?;瘜W(xué)反應(yīng)形成的改變既可令很多獨(dú)立的分子結(jié)合,也可將一個(gè)較大型的分子拆開成為很多獨(dú)立的小分子,甚至是同一分子內(nèi)有原子移動(dòng),即使原子的數(shù)量沒有改變,但仍會(huì)構(gòu)成化學(xué)反應(yīng)。
平衡
能量
化學(xué)定律
化學(xué)反應(yīng)的守恒必須符合物理守恒定律,反應(yīng)前后應(yīng)符合:
質(zhì)量守恒定律:一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,物質(zhì)的總質(zhì)量不會(huì)有任何變化。
能量守恒定律:化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量總和不變,只是能量形式依照反應(yīng)模式而變化。引出三個(gè)重要概念:平衡,熱力學(xué),動(dòng)力學(xué)。
電荷守恒定律:化學(xué)反應(yīng)前后的電荷數(shù)應(yīng)守恒。
阿伏伽德羅定律
比爾-朗伯定律
波義耳定律(1662年,壓力和體積相關(guān))
查理定律(1787年,體積和溫度相關(guān))
斐克擴(kuò)散定律
蓋呂薩克定律(1809年,壓力與溫度相關(guān))
亨利定律
蓋斯定律
定比定律
倍比定律
拉烏爾定律:理想溶液在一固定溫度下,其內(nèi)每一組元的蒸氣分壓與溶液內(nèi)各該組元的摩爾分?jǐn)?shù)成正比,其比例系數(shù)等于各該組元在純態(tài)下的蒸氣壓。(物理化學(xué)的基本定律之一)
化學(xué)工業(yè)
化學(xué)工業(yè)(化工)是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)活動(dòng)當(dāng)中重要的一部分。全球50大化學(xué)品制造商在2004年共銷售了5870億美元的業(yè)績,其中利潤占據(jù)了8.1%,其中研發(fā)成本占據(jù)了2.1%
學(xué)科分類
無機(jī)化學(xué)是研究無機(jī)化合物的化學(xué)。
有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科,又稱為碳化合物的化學(xué)。
分析化學(xué)是開發(fā)分析物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)與量的方法,使化學(xué)物質(zhì)成分得以定性或定量,化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)得以確定。
生物化學(xué)是研究生物體中的化學(xué)進(jìn)程的一門學(xué)科,常常被簡稱為生化。
材料化學(xué)(材料科學(xué)或材料工程)是一個(gè)多學(xué)科領(lǐng)域,涉及物質(zhì)的性質(zhì)及其在各個(gè)科學(xué)和工程領(lǐng)域的應(yīng)用。它是研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性能三者之間的相互關(guān)系的科學(xué)。
核化學(xué)又稱為核子化學(xué),研究原子核(穩(wěn)定性和放射性)的反應(yīng)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分離、鑒定等的一門學(xué)科。
物理化學(xué)是一門從物理學(xué)角度分析物質(zhì)體系化學(xué)行為的原理、規(guī)律和方法的學(xué)科,可謂近代化學(xué)的原理根基。
理論化用非實(shí)驗(yàn)的推算來解釋或預(yù)測(cè)化合物的各種現(xiàn)象。近年來,理論化學(xué)主要包括量子化學(xué),即應(yīng)用量子力學(xué)來解決化學(xué)問題。
結(jié)構(gòu)化學(xué)是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的學(xué)科。近幾十年,這門學(xué)科獲得迅速發(fā)展,結(jié)構(gòu)化學(xué)觀點(diǎn)不僅滲透到化學(xué)各個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域,同時(shí)在生物、材料、礦冶、地質(zhì)等技術(shù)科學(xué)中也得到應(yīng)用
其他還有諸如放射分析化學(xué)、同位素化學(xué)、輻射化學(xué)、核燃料、反應(yīng)堆和裂變產(chǎn)物化學(xué)、、地球化學(xué)、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、宇宙化學(xué)、星際化學(xué)、藥物化學(xué)、神經(jīng)化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、石油化學(xué)、木材化學(xué)、土壤化學(xué)、煤化學(xué)、食品化學(xué)、化學(xué)地理學(xué)、天體化學(xué)、巖石化學(xué)、空間化學(xué)、膠體與界面化學(xué)等
參見
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)
元素列表
化學(xué)工業(yè)
化學(xué)物質(zhì)列表
化學(xué)術(shù)語列表
化學(xué)反應(yīng)方程式列表
元素周期表
化學(xué)家
同位素列表
化學(xué)基本主題列表
化學(xué)與物理學(xué)的比較
注釋及參考資料
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