Γιατί η Χημεία είναι η Κεντρική Επιστήμη;

Κάθε τι με το οποίο αλληλεπιδρούμε σε καθημερινή βάση περιλαμβάνει χημεία. Αυτός ο όμορφος μπλε ουρανός από πάνω; Είναι μπλε λόγω χημείας. Τι έφαγες για μεσημεριανό σήμερα; Αυτό χάρη στη χημεία. Αναπνέεις αυτή τη στιγμή (ελπίζω να είναι ναι); Το μαντέψατε — η χημεία σας βοηθά ακόμη και να αναπνεύσετε.

Η χημεία εμπλέκεται τόσο στον φυσικό κόσμο όσο και στον ανθρωπογενή κόσμο. Είναι ο σύνδεσμος μεταξύ όλων των φυσικών επιστημών (ακόμη και των συγκεχυμένων όπως η φυσική). Γι' αυτό αποκαλείται συχνά «η κεντρική επιστήμη». Δεν με πιστεύετε; Απλώς ρίξτε μια ματιά σε όλα όσα παίζει ρόλο η χημεία — τόσο στην επιστήμη όσο και στην καθημερινή ζωή.

Η χημεία ισχύει για κάθε κλάδο της επιστήμης

Βιολογία και Βοτανική

Κάθε ζωντανό ον αποτελείται από χημικούς συνδυασμούς. Όταν αντιδρούν σύνολα χημικών ουσιών, δημιουργούν και μεταφέρουν ενέργεια. Μπορούν επίσης να αναπτυχθούν, να συρρικνωθούν και να διαιρεθούν. Αυτές οι χημικές αντιδράσεις είναι η επιστήμη πίσω από τον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί αναπνέουν, ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα και αναπαράγονται.

Τα φυτά αποτελούνται από βασικά στοιχεία και ενώσεις όπως το οξυγόνο, το νερό και διάφορες βιταμίνες και θρεπτικά συστατικά που συγκεντρώνουν οι ρίζες τους στο έδαφος. Τα φυτά υφίστανται τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, η οποία μετατρέπει το νερό και το CO2 σε οξυγόνο μέσω του ηλιακού φωτός. Οι ιδιότητες των φυτών, όπως η επίδρασή τους στο περιβάλλον τους, έχουν μελετηθεί εκτενώς.

Γεωλογία και Αρχαιολογία

Ακόμη και τα πετρώματα αποτελούνται από τα μικροσκοπικά δομικά στοιχεία της ζωής:τα άτομα. Η χημεία περιλαμβάνει τη μελέτη των ατόμων εντός μεμονωμένων μορίων για την καλύτερη κατανόηση της δομής και της λειτουργίας.

Οι γεωλόγοι χρησιμοποιούν τη χημεία για να προσδιορίσουν τη σύνθεση των πετρωμάτων, των ορυκτών και του εδάφους. Μπορούν να καταλάβουν πώς αλληλεπιδρούν τα πετρώματα και τα ορυκτά με το περιβάλλον και μεταξύ τους. Το χρησιμοποιούν επίσης για να προσδιορίσουν πώς η γεωλογική θερμοκρασία και πίεση επηρεάζουν τα πετρώματα και τα ορυκτά, προβλέποντας διαφορετικές αντιδράσεις και μετασχηματισμούς.

Η κατανόηση της χημείας καθιστά δυνατή την χρονολόγηση αντικειμένων που βρέθηκαν σε αρχαιολογικές ανασκαφές. Πολλά αντικείμενα, όπως αγγεία, οστά και υφάσματα, είναι πορώδη. Αυτό σημαίνει ότι παγιδεύουν εύκολα μόρια, κάνοντας την αποικοδόμηση πιο αργή. Η χημεία είναι ιδανική για εφαρμογή κατά τη συντήρηση και την αποκατάσταση αρχαιολογικών αντικειμένων.

Ιατρική και Βιοχημεία

Οι ισορροπημένες χημικές αντιδράσεις είναι το κλειδί για τη ρύθμιση της υγείας του σώματός μας. Δεδομένου ότι τα πάντα στο σώμα μας συμβαίνουν μέσω χημικών αντιδράσεων, η κατανόηση της χημείας είναι απαραίτητη για την κατανόηση του σώματος.

Ορισμένες ασθένειες και ασθένειες μπορούν εύκολα να εντοπιστούν και να αντιμετωπιστούν με τη χρήση χημικών ενώσεων. Τα φαρμακευτικά φάρμακα που παίρνουμε για να θεραπεύσουμε ορισμένες ασθένειες δημιουργούνται όλα μέσω χημικών διεργασιών. Τα περισσότερα φάρμακα που χορηγούνται χωρίς ιατρική συνταγή είναι μείγματα χημικών ουσιών που εμποδίζουν τα βακτήρια και τους ιούς να εισέλθουν στο σώμα μας.

Αστρονομία

Η αστρονομική φασματοσκοπία χρησιμοποιεί ένα φάσμα για την ανάλυση αντικειμένων στο διάστημα. Για την αναγνώριση αυτών των αντικειμένων, η συχνότητα του φωτός που εκπέμπεται από ένα ουράνιο αντικείμενο αντιστοιχίζεται με τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων για να προσδιοριστεί η σύνθεση του αντικειμένου.

Η χημεία είναι επίσης σημαντική όταν μελετάμε το ηλιακό μας σύστημα. Όταν οι αστρονόμοι μελετούν πλανήτες, θέλουν να κατανοήσουν τη σύνθεση και το σχηματισμό τους. Οι αστρονόμοι αναζητούν επίσης ίχνη νερού ή ζωής. Οι διαστημικοί ανιχνευτές και τα ρόβερ που αποστέλλονται στο μεγάλο πέρα ​​συχνά μεταφέρουν εργαστήρια χημείας για να αναλύσουν πλανήτες όπως θα έκαναν οι άνθρωποι αν μπορούσαν να είναι εκεί.

Μηχανική

Η μηχανική είναι ένας άλλος τομέας όπου είναι απαραίτητη η στέρεη κατανόηση των ατόμων. Κάθε υλικό αποτελείται από άτομα. Τα αλληλεπιδρώντα άτομα καθορίζουν τις ιδιότητες του υλικού.

Η χημεία καθορίζει επίσης τα χαρακτηριστικά των στοιχείων που χρησιμοποιούνται συχνά στη μηχανική, όπως τα μέταλλα και τα αέρια. Η ισχύς, η ευφλεκτότητα, οι οπτικές ιδιότητες και άλλες ιδιότητες οποιουδήποτε στοιχείου κωδικοποιούνται στη χημική του σύνθεση.

Φυσική

Η χημεία και η φυσική έχουν μια ενδιαφέρουσα σχέση. Είναι και οι δύο μελέτες της ύλης, αλλά διαφέρουν ως προς την προσέγγιση και το εύρος τους.

Τα περισσότερα φαινόμενα που συνδέονται με τη Γη ακολουθούν κάποια συμπεριφορά που ταιριάζει με τις βασικές φυσικές αρχές. Εκεί όπου η χημεία και η φυσική διασταυρώνονται, ωστόσο, είναι η μελέτη των ατόμων. Οι προβλέψεις και οι εξηγήσεις για τις χημικές αλλαγές σχετίζονται με την ατομική κλίμακα.

Η φυσική μετρά τις ιδιότητες της ύλης σε ατομικό επίπεδο και επεκτείνει την εμβέλεια σε μεγαλύτερες αναλογίες, όπως η μελέτη των μαύρων οπών. Αυτές τις μέρες, ωστόσο, τα καυτά θέματα στη φυσική είναι αυτά που ασχολούνται με μικρότερες δομές. Οι φυσικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη χημεία για να προσδιορίσουν πώς συμπεριφέρονται τα μικροσκοπικά σωματίδια — ειδικά αυτά που περιέχουν ενδείξεις για το σύμπαν.

Η χημεία στην καθημερινή ζωή

Αν αναρωτιέστε γιατί κάτι λειτουργεί όπως συμβαίνει, η χημεία μπορεί να σας δώσει την απάντηση. Είναι παντού γύρω μας — στα τρόφιμα που τρώμε, στην καθημερινή μας διάθεση και στα προϊόντα που χρησιμοποιούμε. Εδώ είναι μερικά μόνο πράγματα στα οποία παίζει ρόλο η χημεία:

• Αγάπη: Όταν είστε με τα μούτρα για κάποιον, ορισμένες χημικές ουσίες απελευθερώνονται στο σώμα σας, επηρεάζοντας τον τρόπο που ενεργείτε και αισθάνεστε. Οι χημικές ουσίες του εγκεφάλου, όπως η ντοπαμίνη και η σεροτονίνη, παρέχουν αυτό το αίσθημα ευφορίας που νιώθετε όταν περνάτε χρόνο με το αγαπημένο σας άλλο.
• Κάπνισμα: Ο καπνός σε ένα τσιγάρο αποτελείται από περισσότερες από 60 καρκινογόνες ενώσεις. Αυτές οι ενώσεις, που περιλαμβάνουν αμμωνία και μονοξείδιο του άνθρακα, είναι όλες τοξικές. Το εθιστικό αλκαλοειδές νικοτίνη απορροφάται από το δέρμα, τη μύτη και το στόμα σας. Αυξάνει την παραγωγή ντοπαμίνης, δίνοντας μια ψευδή αίσθηση ευχαρίστησης. Προσοχή!
• Βενζίνη: Όλοι πρέπει να οδηγήσουμε στη δουλειά, στο σχολείο ή στο σπίτι του φίλου μας. Το καύσιμο που χρησιμοποιούμε για να φτάσουμε εκεί είναι ένα μείγμα από πάνω από 100 υδρογονάνθρακες.
• Μαγείρεμα: Δεν χρειάζεται καν να προχωρήσετε περισσότερο από την κουζίνα σας για να δείτε τη χημεία σε δράση. Με απλά λόγια, το μαγείρεμα περιλαμβάνει συνδυασμό υλικών, εφαρμογή θερμότητας ή κρύου και συνεργασία με αυτά για να παραχθεί ένα νόστιμο γεύμα. Όταν μελετάτε διαφορετικές μεθόδους μαγειρέματος, κατανοείτε πώς οι διαφορετικές θερμοκρασίες και συνθήκες οδηγούν σε διαφορετικές γεύσεις και υφές.
• Ρούχα: Το πουκάμισο στην πλάτη σας είναι προϊόν χημικών αντιδράσεων. Διαφορετικές χημικές βαφές μετατρέπουν το κάθε ύφασμα σε διαφορετικά χρώματα. Ορισμένα υλικά θα σας προστατεύσουν επίσης από το κρύο, θα σας κρατήσουν δροσερό ή ακόμα και θα τεντωθούν ενώ κινείστε. Όλα αυτά χάρη στη χημεία.

Ανεξάρτητα από το πού πηγαίνετε ή τι κάνετε, η χημεία πιθανότατα παίζει ρόλο. Κοιτάξτε λοιπόν γύρω σας και θαυμάστε την κεντρική επιστήμη!