Начнём с самого начала: вот школьник переходит в 7-8 класс и сталкивается с новым предметом – химией, про который ну совсем ничего непонятно. Зачем он нужен? Почему стоит его изучать? Что там есть интересного? Давайте разбираться!
Начнём немножко издалека. Всё, с чем мы сталкиваемся в нашей жизни и всё, что нас окружает, мы можем описать одним интересным словом – материя. Материей мы можем назвать и всю реальность в которой мы существуем, а также звёзды и планеты. Это нечто, что образует окружающие нас физические объекты.
Материя – это наша реальность и всё, что нас окружает и наполняет пространство, обладает физическими свойствами (плотность, агрегатное состояние, цвет) и существует во времени
Но само понятие получилось какое-то очень абстрактное и обширное, настолько что мы можем разделить материю на несколько уровней организации: мегамир, макромир и микромир.
Мегамир – это астрономический уровень материи: звёзды, галактики, планетарные системы. Пространство измеряется в световых годах (расстояние, которое проходит частица со скоростью света за год!), а время – в миллионах лет.
Макромир – это уровень организации жизни на Земле, наиболее близкий нам: город, человек, стая птиц. Расстояние измеряется в метрах, а время – в минутах, часах и годах.
Микромир – это масштаб внутренней структуры тел, атомно-молекулярный уровень: атом, молекула, ион. Расстояние измеряется в нанометрах (1 нм = 10-9 м), а время – от бесконечности до малых долей секунд.
На самом деле есть ещё более «мелкий» уровень организации – фундаментальный уровень, который включает в себя кварки, бозоны, электроны и другие частицы, из которых состоят атомы. Этот уровень изучается физикой элементарных частиц.
А где в этом всём объект изучения химии? Наряду с физикой, биологией и географией, химия – естественная наука, т.е. изучает природу. А точнее процессы, происходящие на микроуровне материи.
Химия – это естественная наука, изучающая вещества и их строение, свойства веществ и их превращение в результате химических реакций.
Мы уже знаем из курса природоведения или окружающего мира, что все физические тела, окружающие нас состоят из веществ.
Например: кубик льда – это физическое тело, которое состоит из вещества – воды, а та состоит из огромного количества одинаковых частиц – молекул. Химия – это наука о веществах, поэтому стоит зафиксировать центральное понятие в нашем предмете.
Вещество – вид материи с определёнными свойствами, совокупность одинаковых частиц (молекул, атомов, ионов)
Любое обладает своим уникальным набором свойств, которые мы можем разделить на физические и химические:
Физические свойства вещества – это определенные характеристики вещества с точки зрения физики, без превращений. Плотность, цвет, температура кипения, теплопроводность и др.
Химические свойства вещества – это всё, что связано с превращением одних веществ в другие вещества или совокупность химических реакций, которые характерны для вещества. Пример: вещество графит при высокой температуре и давлении превращается в алмаз, в новое вещество со своими свойствами.
Химия – это достаточно разносторонняя наука, которая состоит из пяти основных крупных разделов. Школьная химия и химия первого курса университета называется общей химии – это своеобразный вводный курс в предмет, где есть информация из каждого основного раздела.
Физическая химия изучает физические параметры вещества и связь между этими параметрами: скорость реакции, структура вещества, строение атома и т.д.
Неорганическая химия изучает неорганические вещества – простые вещества и все соединения, кроме соединений углерода (есть пара исключений типа угарного газа или карбидов)
Органическая химия изучает органические вещества – сложные соединения углерода и их синтез, свойства, строение и т.д.
Аналитическая химия изучает методы обнаружения веществ, анализа их состава и структуры и измерения их содержания: качественные реакции, измерение кислотности среды, концентрации вещества, состав и т.д.
Биохимия изучает вещества и их превращения в живых организмах: белки, жиры, углеводы и т.д.
Но это не значит, что химия ограничивается только этими пятью разделами! Есть химия: коллоидная, полимеров, квантовая, фармацевтическая, агрохимия, металлургия, кристаллохимия, космохимия и куча других более узкопрофильных направлений.
Особенно интересно, что часто новые разделы получаются на стыке с другими предметами.
Например, на стыке химии и биологии возникла биохимия – наука наука о химическом составе живых клеток и организмов, а также о лежащих в основе их жизнедеятельности химических процессах.
Или же на стыке химии и экологии возникла экологическая химия — раздел химии, изучающий химические и биохимические превращения, происходящие в окружающей природной среде.
Химическая наука очень важна для развития человечества, для улучшения качества его жизни и решения огромного количества проблем. Сложно найти сферу деятельности человека, которая была бы не связана хотя бы косвенно с химическим знанием.
Основные области их применения:
- Сельское хозяйство
- Металлургия
- Медицина
- Энергетика
- Косметика и гигиена
- Бытовая химия
- Новые полезные материалы
- Военное дело
- Одежда и обувь
- Пищевая промышленность
- Экология
- Образование
Закончу вводную главу небольшой исторической справкой, чтобы лучше дать понимание о значении химии в нашей жизни.
В 1909 году немецкий учёный Фриц Габер открыл реакцию синтеза аммиака NH3 из газообразного азота N2 и водорода H2 и решил огромную проблему получения азотсодержащих соединений, т.к. сам азот очень плохо вступает в реакции. Это позволило синтезировать дешёвые азотсодержащие удобрения и выращивать хороший урожай. Люди стали производить так много еды, что население земли с тех пор выросло более чем в 4 раза!