Kimya Nedir - Kimya Dalları Nelerdir - Kimya Ne Demektir ?
KİMYA NEDİR?
Kimyayı yalnızca laboratuvar testleri, gıda katkı maddeleri veya tehlikeli maddeler bağlamında düşünebilirsiniz, ancak kimya alanı çevremizdeki her şeyi içerir.
ABD Kongresi tarafından yetkilendirilen, kimyanın ilerlemesine yönelik kar amacı gütmeyen bir bilim kuruluşu olan American Chemical Society'e (ACS) göre "duyduğunuz, gördüğünüz, kokladığınız, tattığınız ve dokunduğunuz her şey kimya ve kimyasalları (madde) içerir". "Ve duymak, görmek, tatmak ve dokunmak vücudunuzdaki karmaşık kimyasal reaksiyonlar ve etkileşimler dizisini içerir."
Yani, kimyager olarak çalışmasanız bile, yaptığınız hemen hemen her şeyle kimya veya kimya içeren bir şey yapıyorsunuz. Günlük yaşamda, yemek pişirirken, tezgâhınızı silmek için temizlik deterjanları kullandığınızda, ilaç aldığınızda veya tadı o kadar yoğun olmasın diye konsantre meyve suyunu sulandırdığınızda aslında kimya yaparsınız.
ACS'e göre kimya, kütlesi olan ve yer kaplayan herhangi bir şey olarak tanımlanan maddenin incelenmesi ve maddenin farklı ortam ve koşullara tabi olduğunda geçirebileceği değişikliklerdir. Kimya, yalnızca bir kimyasal elementin kütlesi veya bileşimi gibi maddenin özelliklerini değil, aynı zamanda maddenin nasıl ve neden belirli değişikliklere uğradığını da anlamaya çalışır.
Kimya temelleri
Kimyanın yaptığımız her şeye dokunmasının nedeni, var olan neredeyse her şeyin kimyasal yapı taşlarına bölünebilmesidir.
Kimyadaki ana yapı taşları, tek bir atomdan yapılmış maddeler olan kimyasal elementlerdir. Her kimyasal benzersizdir, belirli sayıda proton, nötron ve elektrondan oluşur ve karbon için "C" gibi bir kimyasal sembolle tanımlanır. Bilim adamlarının şimdiye kadar keşfettikleri elementler periyodik element tablosunda listelenmiştir ve hem karbon, hidrojen ve oksijen gibi doğada bulunan elementleri hem de Lawrencium gibi insan yapımı olanları içerir.
Kimyasal elementler, karbondioksit (iki oksijen atomuna bağlı bir karbon atomundan oluşan) gibi birden fazla elementten oluşan maddeler veya oksijen gazı gibi tek bir elementin çoklu atomları olan kimyasal bileşikler oluşturmak için birbirine bağlanabilir. Bu kimyasal bileşikler daha sonra sayısız başka madde ve malzeme oluşturmak için diğer bileşikler veya elementlerle bağlanabilir.
KİMYA NE DEMEKTİR ?
Kimya; maddenin yapısını, özelliklerini, birleşimini, etkileşimlerini, tepkimelerini araştıran ve uygulayan bilim dalıdır. Kimya bilimi daha kapsamlı bir ifadeyle maddelerin özellikleriyle, sınıflandırılmasıyla, atomlarla, kimyasal bileşiklerle, tepkimelerle, maddenin halleriyle, moleküller arası kuvvetlerle vb konularla ilgilenir. Kimyanın en önemli dalları arasında analitik kimya, anorganik kimya, organik kimya, fizikokimya ve biyokimya gelir.
Kimya sözcüğünün kökeni
"Kimya" sözcüğüyle simya sözcüğünün aynı kökten geldiği tahmin edilmektedir. On yedinci yüzyılda "kimya" ve "simya" sözcükleri aynı bilimsel disiplini tanımlamak için ayırt edilmeksizin kullanılmışlardır. Ancak 18'inci yüzyılda bu iki sözcük arasında bir ayrım gözetilmeye başlanmış, "simya" daha çok metalden altın yapmakla ilgili uğraşları tanımlamak için kullanılmıştır. "Simya" sözcüğünün Arapça "al kimya" (الكيمياء) sözcüğünden türediği, bu Arapça sözcüğün de Grekçe'de "himya" (metal eritmek anlamına gelen χημεία ya da χημία) sözcüğünden türetildiği de iddia edilmektedir.
Tarihi
Kimya'nın tarihi "simya öncesi dönem", "simya dönemi", "geleneksel kimya ve "modern kimya" dönemleri olmak üzere 4 ana başlık altında toplanarak incelenir.
Simya öncesi
Kimyanın bilinen tarihi Antik Mısır döneminde başlamıştır. M.Ö. 2000'li yıllarda Mısırlılar'ın kimyasal yöntemler kullanarak kozmetik tozlar ürettikleri iddia edilmektedir. Kral Hammurabi döneminde (MÖ 1792-1750) Babiller altın, gümüş, cıva, kurşun, demir ve bakır gibi metalleri tanımlanmış ve bu metallere semboller verilmiştir. Yunan felsefecileri (Sokrates öncesi düşünürler) doğal olayları doğaüstü olmayan nedenlerle açıklamaya çalışmışlar, bunun sonucunda da bu dönemde simya öncesi kimya biliminin temelleri atılmıştır. Miletli Tales (MÖ 624 – MÖ 546) maddenin presiplerini araştırmış ve suyun evrenin temel maddesi olduğunu öne sürmüştür.Bir diğer Miletli Anaksimandros (MÖ 610- MÖ 546) suyun karşıtı olan ateşin nasıl oluştuğunu sorgulamıştır.Empedokles (MÖ 490-430) evrenin 4 temel element ateş, hava, su ve topraktan oluştuğunu iddia etmiştir. Empedokles'in tanımına göre toprak katı maddeleri, su sıvı maddeleri ve metalleri, hava gazları ifade etmekteydi. Bununla beraber ateşi de bir süreçten çok sıvı, gaz ve katı gibi maddenin bir hali olarak tanımlamıştır. Demokritos'un hocası Leukippos evrenin iki çeşit elementten oluştuğunu (boşluk ve katı) ifade etmiş, boşluğun ve katılığın evrendeki tüm elementleri oluşturduğunu ifade etmiştir.Democritus (MÖ 460-370) Leukippos ile birlikte atomcu teoriyi geliştirmiştir. Maddelerin yapı taşı olarak daha küçük parçalara ayrılamayan atomlar Leucippus ve Democritus'un geliştirdiği bir felsefe sistemi olarak kabul edilmesine rağmen Platon bu atomculuk teorisine bölünemezlik prensibini eklemiştir. Plato evreni oluşturan 4 temel elementin geometrik katılardan oluştuğunu bu katıların da üçgen yüzeylerden oluştuğunu iddia etmiştir.Aristoteles (MÖ 384-323) elementlerin özellikleri düşüncesini geliştirmiştir. Farklı elementlerin farklı özellikleri olduğunu ve bunun çeşitli nicel değişkenlere bağlı olduğunu ifade etmiştir. Bu nicel özellikleri değiştirildiğinde bir elementin başka bir elemente dönüştürülebileceğini ve maddelerin değişim halinde olduğunu iddia etmiştir.
Simya Dönemi
Aristoteles'in fikirlerinden etkilenen simyacılar (yaklaşık M.Ö. 320-MS 300) yılları arasında Yunanca konuşulan Akdeniz kıyılarında, Mısır'da, İran'da Aristoteles ve diğer Yunan filozofların teorilerini pratiğe geçirmeye başlamışlardır. Yine bu dönemde ilk defa simyacılar ucuz metallerden altın elde etmeyi mümkün kılması düşünülen felsefe taşını üretmeye çalışmışlardır.
13. yüzyıla gelindiğinde simya tüm Avrupa kıtasında yaygın bir hale gelmiş, örneğin dönemin önemli bilim adamlarından Raymundus Lullus İngiltere kralı tarafından İngiltere'ye basit metalden altın üretmesi için davet edilmiştir.13. yüzyılın başlarında dönemin ünlü simyacıları Roger Bacon (1214/1220–1292), Albertus Magnus, ve Raymundus Lullus basit metalden altın üretme yöntemleri dışında simyanın diğer alanlarına yönelip, simyanın günümüz kimyasına yaklaşmasına öncü olmuşlardır.
14. yüzyılda Katolik Kilisesi simya karşıtı taraf olmuş ve 1317 yılında Papa John XXII simyacılığı yasaklamıştır.
17. yüzyıla gelindiğinde simya göreceli olarak az da olsa hala varlığını sürdürmekteydi. 17. yüzyılın etkin bilim adamlarından Robert Boyle 1661 yılında döneminde büyük yankı uyandıran eseri The Sceptical Chymist'i yayımlamıştır. Aristoteles'in 4 element teorisini ret eden bu kitap aynı zamanda simyanın döneminin de sona erdiğini işaret etmekteydi.[24]
Simya döneminde simyacıların araştırmaları ve deneyleri vasıtasıyla birçok laboratuvar tekniği geliştirilmiş ve çeşitli bileşik ve elementler keşif edilmiştir.
Geleneksel kimya
Geleneksel kimya dönemi, 17'inci yüzyılın sonlarından başlayarak 19'uncu yüzyılın başlarına kadar sürmüştür. Alman bilim adamı Johann Joachim Becher, 17. yüzyıl ortalarında yanma ile ilgili Phlogiston teorisini geliştirdi. Bu teoriye göre; her yanıcı madde, "phlogiston" adı verilen kokusuz, renksiz, tatsız ve ağırlıksız bir içeriğe sahipti ve bu içerik yanma gerçekleştiğinde yanıcı madde tarafından ortama salınmaktaydı.
Bu teori daha sonra Georg Ernst Stahl tarafından daha popüler bir hale getirilmiş, 18. yüzyılın büyük bir kısmında genel kabul görmeye devam etmiştir. 1785 ile 1787 yılları arasında Fransız fizikçi Coulomb günümüzde "Coulomb yasası" olarak adlandırılan benzer yüklü maddelerin birbirini ittiği, karşıt yüklülerin de birbirini çektiği ve bu çekim ya da itim kuvvetinin hesaplanması için gerekli denklemi de içeren kanunu bulmuştu.Phlogiston teorisi, 18. yüzyılın sonlarına gelindiğinde Lavoisier tarafından çürütüldü. Daha önceden Phlogiston teorisine göre de-phlogiston maddesi olarak adlandırılan maddenin oksijen olduğu keşfedildi. 1803 yılında İngiliz bilimadamı John Dalton, atom teorisini ortaya attı. Bu teoriye göre; farklı elementlerin atomları, farklı ağırlıklara sahiptir. Bu teorinin bazı ilkeleri;
Bütün maddeler atomlardan meydana gelmektedir.
Atomlar daha küçük parçalara ayrılamazlar.
Aynı elementin bütün atomları birbirinin aynısıdır.
Farklı elementler farklı atomlara sahiptir.
Atomların yeniden düzenlenmesi sonucu kimyasal tepkimeler meydana gelir.
Bileşikler elementlerden meydana gelirler. şeklinde özetlenebilir. John Dalton'un teorisiyle modern kimyanın temelleri de atılmış oldu
Modern kimya
19. yüzyıldan itibaren gelen sürece "modern kimya dönemi" adı verilir. Heinrich Geißler (1814-1879) 1854 yılında suyun en yüksek yoğunluğa 3.8 °C ulaştığını kendi icat ettiği bir mekanizmayla göstermiştir (daha sonra bu sıcaklığın 3.98 °C olduğu bulunmuştur). Daha sonra Geisslerin icat ettiği vakum tüpüyle William Crookes atom teorisinde ilerlemeler kaydetmiş ve katot ışınını keşfetmiştir.
Eugene Goldstein (1850-1930)'ın çalışmaları protonun varlığını ispatlamıştır. J. J. Thomson (1856 – 1940) kendi atom modelini geliştirmiş ve 1906 yılında Nobel fizik ödülünü kazanmıştır. Mendeleyev periyodik tabloyu 1869 yılında Kimyanın Prensipleri adlı eserinde yayımlamıştır. Bu periyodik tabloda bilinen 63 elementi atom ağırlıklarına ve benzer özelliklerine göre sıralamıştır. Marie Curie (1867 – 1934) radyoaktiviteyi ve sonrasında Polonyum ve Radyum'u keşetmiştir.1911 yılında Nobel kimya ödülünü kazanmıştır. Ernest Rutherford 3 çeşit radyoaktifliği alfa parçacığı (+), beta parçacığı (-) ve gama ışınını keşfetmiştir. Bu gelişmelerin sonrasında ve öncesinde daha birçok bilim insanının katkısıyla kimya bilimi günümüze ulaşmıştır. 2011 yılı Birleşmiş Milletler tarafından uluslararası kimya yılı ilan edilmiştir.
Kimyanın ana bilim dalları nelerdir ?
ANALİTİK KİMYA NEDİR?
Analitik kimya, kimyasalların analizini içerir ve renk değişimlerine bakmak gibi kalitatif yöntemleri ve bir kimyasalın o renk değişikliğine neden olmak için absorbe ettiği ışığın tam dalga boylarını incelemek gibi nicel yöntemleri içerir.
Bu yöntemler, bilim insanlarının kimyasalların birçok farklı özelliğini karakterize etmesini sağlar ve topluma çeşitli şekillerde fayda sağlayabilir. Örneğin; analitik kimya, gıda şirketlerinin gıdalardaki kimyasalların zamanla donduğunda nasıl değiştiğini tespit ederek daha lezzetli dondurulmuş yemekleri yapmalarına yardımcı olur. Analitik kimya, sudaki veya topraktaki kimyasalları ölçerek çevrenin sağlığını izlemek için de kullanılır.
BİYOKİMYA NEDİR?
Biyokimya, canlı sistemlerin kimyasının incelenmesidir. Gerçek anlamda biyokimya, biyolojik sistemlerin anlaşılmasına uygulanan genel kimya, organik kimya, inorganik kimya, analitik kimya ve fiziksel kimya prensiplerinin kullanılmasını içerir. Canlı organizmaların moleküler düzeyde nasıl işlediğini, temel moleküler yapılara, sistemlere, reaksiyonlara ve bu sistemlerle meydana gelen diğer kimyasal ve fiziksel süreçlere bakarak inceliyoruz. Ancak canlı bir sistemi anlamak için, bu moleküllerin, sistemlerin ve süreçlerin karmaşık bir etkileşimler ağında nasıl ayrılmaz bir şekilde birbirleriyle nasıl ilişkili olduklarını incelemeliyiz. Bunu yapmak için, çeşitli biyomolekül sınıflarının (proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler gibi) yapılarını, etkinliklerinin yapılarından nasıl etkilendiğini ve inanılmaz derecede karmaşık ve dinamik bir şekilde birbirleriyle nasıl etkileştiklerini inceliyoruz.
Biyokimya, biyolojik sistemlerin kimyasal düzeyde nasıl çalıştığını anlamak için kimya tekniklerini kullanır. Biyokimya sayesinde, araştırmacılar insan genomunun haritasını çıkarabildiler, vücutta farklı proteinlerin neler yaptığını anlayabildiler ve birçok hastalık için tedavi geliştirebildiler.
ANORGANİK (İNORGANİK) KİMYA NEDİR?
Organik kimya genellikle canlıların kimyası olarak tanımlanır ve inorganik kimya cansız kimya olarak tanımlanır.
İnorganik kimya, mineraller ve cevherlerle uğraşan sanat ve bilimlerden doğmuştur. Çakmaktaşı veya çört gibi doğal olarak oluşan maddelerin aletlere nasıl dönüştürüleceği veya metal cevherlerinin (çoğu metal oksitler, karbonatlar veya sülfitler) serbest metallere nasıl dönüştürüleceği gibi sorular orta Pleistosen çağında araştırıldı.
Modern inorganik kimya, yeni yüksek sıcaklık süperiletkenleri, metal küme katalizi ve metaloenzim süreçleri gibi alanları kapsayacak şekilde büyümüştür. Tek bir tanım, inorganik kimyanın birçok farklı yönünü tasvir edemez
İnorganik kimya, mineraller ve metaller gibi inorganik veya canlı olmayan şeylerdeki kimyasal bileşikleri inceler. Geleneksel olarak, inorganik kimya, karbon içermeyen (organik kimya tarafından kapsanan) bileşikleri dikkate alır, ancak ACS'e göre bu tanım tamamen doğru değildir.
"Organometalik bileşikler" gibi inorganik kimyada incelenen bazı bileşikler, organik kimyada incelenen ana element olan karbona bağlı metaller olan metalleri içerir. Bu nedenle, bunlar gibi bileşikler her iki alanın bir parçası olarak kabul edilir.
İnorganik kimya, boyalar, gübreler ve güneş kremleri dahil olmak üzere çeşitli ürünler oluşturmak için kullanılır.
ORGANİK KİMYA NEDİR?
Organik kimya, yaşam için gerekli olduğu düşünülen bir element olan karbonu içeren kimyasal bileşiklerle ilgilenir. Organik kimyacılar, karbonla birlikte hidrojen, kükürt ve silikon gibi diğer karbon olmayan elementleri içeren bu tür bileşiklerin bileşimini, yapısını, özelliklerini ve reaksiyonlarını inceler. Organik kimya, ACS tarafından tanımlandığı üzere biyoteknoloji, petrol endüstrisi, ilaçlar ve plastikler gibi birçok uygulamada kullanılmaktadır.
FİZİKSEL KİMYA (FİZİKOKİMYA) NEDİR?
Kimya alanı çeşitlidir. Dünyanın herhangi bir yerinde kimyager denen insanlar yeni moleküller yapıyor, çevre yasalarına uyulmasını sağlıyor, yıldızların sırlarını ve yaşamın kökenlerini araştırıyor ve bilgisayarlara maddenin davranışını tahmin etmeyi öğretiyor. Tüm bu arayışların kimya olarak adlandırılmasının nedeni iki yönlüdür. Birincisi, tüm kimyagerler, her şeyin temel yapı taşları olan moleküllere ilgi duyar. İkincisi, tüm kimyasal araştırmalar bir dizi ortak temel ilkeyi paylaşır. Bunlar kuantum mekaniği, termodinamik, kinetik ve istatistiksel mekaniğin ilkeleridir. Bu ilkeler, doğal dünya anlayışımızı birleştirir ve çeşitli fenomenleri aynı bütünün parçası haline getirir. Bu birleştirici ilkeler fiziksel kimyanın konusudur.
