الفروع الخمسة للكيمياء (وما يدرسه كل منهم)

ومما يثير الدهشة أن التنوع البيولوجي الأرضي ، في النهاية ، يتم قطع جميع الكائنات الحية من نفس النمط البيولوجي. تتكون المادة الحية من 25-30 عنصرًا كيميائيًا، لكن 96٪ من كتلة معظم الخلايا تتكون من ستة منها فقط: الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O) والنيتروجين (N) والكبريت (S) والفوسفور (P).

علاوة على ذلك ، فإن الشفرة الجينية عالمية وثابتة للجميع. يحتوي الكروموسوم في بنيته على سلسلة من الجينات ، والتي تتكون بدورها من سلاسل DNA في ترتيب حلزون مزدوج يقدم سلسلة من النيوكليوتيدات المرتبة. يتم "نسخ" هذه النيوكليوتيدات في شكل مرسال RNA (نسخ) وتنتقل السلسلة إلى الريبوسومات ، حيث تتم ترجمة التعليمات الواردة في تجميع البروتين. كل "عبارة" أو كودون نيوكليوتيد ثابت وثابت ، أو ما هو نفسه ، فإن الكودون يرمز دائمًا إلى حمض أميني.

كل هذه المعلومات التي قدمناها لك ليست قصصية ، حيث تم تحقيق هذه المعرفة بفضل دراسة الكائنات الحية والبيئة من وجهة نظر هيكلية. من تكوين الغلاف الجوي إلى تشكيل الحمض النووي ، كل شيء من حولنا مادة كيميائية على مستوى المواد. مع وضع هذه الأفكار الشيقة في الاعتبار ، نعرض لك اليوم 5 فروع للكيمياء وأهم مرافقها.

• نوصيك بقراءة: "52 امرأة فازن بجائزة نوبل"

ما هي الكيمياء وما هي التخصصات التي تنقسم إليها؟

الكيمياء هي فرع من فروع العلم الذي يدرس بنية المادة وتكوينها وخصائصها ، بالإضافة إلى الاختلافات التي تتعرض لها خلال التفاعلات الكيميائية وتبادل الطاقة في الخطوات الوسيطة. من وجهة نظر أكثر نفعية ، يمكن تعريف هذا الانضباط على أنه مجموعة المعرفة حول إعداد وخصائص وتحولات الجسم.

على أي حال ، الكيمياء ليست فقط وصف العناصر الكيميائية المختلفة ووجودها ، والتشكيل في الوسائط العضوية وغير العضوية وتغيرات حالتها. الحقيقة البسيطة المتمثلة في تناول الطعام واستقلابه وإفرازه هي بالفعل مادة كيميائية ، نظرًا لأن التغييرات المستمرة تحدث في الجسم وتقارير المنتج النهائي (أو تستهلك) الطاقة. بمعنى آخر ، كل شيء هو كيمياء ، وبدون الكيمياء لا يمكن تفسير الحياة. بعد ذلك ، نعرض لك الفروع الخمسة لهذا النظام العام.

1. الكيمياء غير العضوية

الكيمياء غير العضوية هي فرع من فروع الكيمياء يركز مجال دراسته على التكوين والتصنيف والتكوين والتفاعلات التي تؤدي إلى ظهور المركبات غير العضوية. لأن الكربون هو الممثل الكلاسيكي للمادة الحية في جميع أنحاء العالم ، والمركبات غير العضوية هي تلك التي لا يسود فيها الكربون (أو التي لا يوجد فيها الكربون الهيدروجين).

هذا الفرع من الكيمياء مسؤول عن الدراسة الشاملة لجميع عناصر الجدول الدوري ومركباتها ، باستثناء الهيدروكربونات ومعظم مشتقاتها. على أي حال ، تكون الحدود بين المواد غير العضوية والعضوية غير واضحة إلى حد ما في بعض الأحيان ، وتعد الانقسامات مثل الكيمياء العضوية المعدنية (بينهما) مثالًا واضحًا على ذلك. تعد خصائص الأيونات وتفاعلاتها وتفاعلات الأكسدة والاختزال من مجالات المجال الكيميائي الحيوي.

ومع ذلك ، فإن الكيمياء غير العضوية لها أهمية حيوية في المجتمع ، منذ ذلك الحين 8 من أكبر 10 صناعات كيميائية بالطن هي غير عضوية. من بناء أشباه الموصلات إلى تصنيع المواد والعقاقير ، كانت الكيمياء غير العضوية أحد المحركات التي دفعت البشر إلى مجتمع اليوم.

2. الكيمياء العضوية

من جانبها ، الكيمياء العضوية هي ما يدرس طبيعة وتفاعلات الجزيئات المحتوية على الكربون التي تشكل روابط تساهميةالكربون والهيدروجين (C-H) والكربون والكربون (C-C) والذرات غير المتجانسة الأخرى (أي ذرة باستثناء الكربون والهيدروجين الذي كان أو كان جزءًا من الأنسجة الحية). على الرغم من أن الكربون لا يمثل سوى 18٪ من إجمالي جسم الإنسان بسبب الكميات الكبيرة من الماء ، إلا أنه يمكن القول أن هذا العنصر هو أساس الحياة.

ضمن هذا الفرع من الدراسة ، يتم إيلاء اهتمام خاص للهيكل والتحليل والدراسة النفعية للمواد. مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات ، والتي تشكل الجزء الأكبر من نظامنا الغذائي (المغذيات الكبيرة) ونظامنا الغذائي وجود. بدون الكيمياء العضوية ، لا يمكن وصف الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي والأحماض النووية أيضًا. مسؤولة عن الوراثة من خلال الانتقال الجيني وتخليق البروتين في البيئة التليفون المحمول.

3. الكيمياء الحيوية

قد تشبه الكيمياء الحيوية الكيمياء العضوية في البداية ، لكن لديها بعض الاختلافات. بينما الكيمياء العضوية مسؤولة عن وصف المركبات الغنية بالكربون الضرورية للحياة ، تضعهم الكيمياء الحيوية في سياقها في مجموعة الأنظمة الوظيفية التي تشكل كائنًا حيًا. بعبارة أخرى ، بخلاف صياغة الكربوهيدرات (CH2O) n ، فإن هذا الفرع مسؤول عن اكتشاف العمليات الأيضات والأيضات الوسيطة ورقصات الطاقة التي تحدث عندما يدخل هذا المركب في الكائن الحي.

يعتمد هذا النظام البيولوجي على دراسة التركيب الكيميائي للكائنات الحية (الجزيئات الحيوية) ، والعلاقات التي تنشأ بينها (التفاعلات) والتحولات التي تخضع لها داخل نظام حي (التمثيل الغذائي) وتنظيم جميع العمليات التي تنطوي على تعديلها (دراسة فسيولوجي). تعتمد الكيمياء الحيوية على المنهج العلمي ، وبالتالي تثبت أو تدحض فرضياتها بمساعدة التجارب في الجسم الحي أو في المختبر.

4. كيمياء تحليلية

الكيمياء التحليلية لها نهج عملي أكثر ، حيث أن شاغلها الرئيسي هو فصل وتحديد وقياس كمية المادة ، عادة للأغراض الصناعية والإنتاجية. وهذا يشمل عمليات مثل الترسيب أو الاستخراج أو التقطير ، من بين أمور أخرى. على نطاق أصغر ، تقنيات مثل الاغاروز الكهربائي للهلام أو اللوني أو تجزئة التدفق الميداني لفصل البروتينات أو أقسام الحمض النووي ، من بين أمور أخرى أشياء.

بعبارة أخرى ، هذا هو فرع العلم الذي يسمح لنا ، بدءًا من نقطة الصفر ، بتحليل مادة تُعرف باسم "مادة تحليلية". لا يتمثل الهدف في صياغة المادة التحليلية أو وصفها على مستوى عنصري (كما يحدث في تخصصات أخرى) ، ولكن الهدف هو خصائصها ، مثل الأس الهيدروجيني أو الامتصاصية أو التركيز. تحتوي الكيمياء التحليلية على نهج نوعي (مقادير المكونات الكيميائية التفاصيل الموجودة في المادة) والكمية (وجود عدم وجود مركب في a مزج).

5. الكيمياء الصناعية

في النهاية ، تتلاقى الكيمياء العضوية وغير العضوية والتحليلية عند نفس النقطة على المستوى النفعي: الكيمياء الصناعية. يتم تطبيق كل المعرفة التي تم الحصول عليها في كل من التخصصات المذكورة أعلاه على آليات الإنتاج ، مع الفكرة الرئيسية لـ تعظيم الفعالية وتقليل فقد الطاقة وزيادة إعادة استخدام المركب وخفض التكاليف. على أي حال ، يجب دائمًا ألا يغيب عن البال أن معاهدة المنتجات الكيميائية يجب أن تتبع حدًا يتجاوز الفعالية: احترام البيئة.

الكيمياء الصناعية موجودة في كل مكان ، لأنه في البلدان ذات الدخل المرتفع على الأقل ، لا يوجد مجتمع بدون صناعة. تصميم المنسوجات ، مستحضرات التجميل والعطور ، الأدوية ، صناعة السيارات ، تعتبر معالجة المياه وإنتاج الأغذية والمشروبات وتنظيمها نتاجًا مباشرًا للكيمياء صناعي.

سيرة ذاتية

كما ترون، الكيمياء هي أساس الحياة والمجتمعبدونها ، لا يوجد استقلاب للكربوهيدرات ، لكن السيارة التي تأخذنا إلى العمل كل يوم لا تفعل ذلك أيضًا. التفاعلات بين المواد تفترض إطلاق أو امتصاص للطاقة ، ومعرفة التفاعلات بين العناصر ، كان الإنسان قادرًا على تجاوز حدوده بيولوجي.

باختصار ، كل ما نحن عليه ويحيط بنا هو كيمياء ، لأن العناصر في تفاعل وتغير مستمر. هذا هو السبب في أن التخصصات المذكورة أعلاه مهمة للغاية: من خلال معرفة البيئة المحيطة بنا ، يمكننا ذلك استفد من ذلك وحاول أن نبقي أنفسنا بطريقة متوازنة في وئام مع البيئة (على الأقل في نظرية).