Sana "kemia" juontaa juurensa arabian kielen sanasta "al-kīmiyā", joka puolestaan perustuu antiikin kreikan sanalle "khēmeia". Alun perin kemia tarkoitti muinaisessa Egyptissä ja antiikin Kreikassa erityisesti metallien muuntamista tai niiden jalostamista. Kemiasta tuli myös alkeellisen alkemian tutkimuskohde, jossa pyrittiin muuttamaan tavallisia metalleja kullaksi ja löytämään "viisauden kivi", joka oli myyttinen aine, jolla uskottiin voitavan saavuttaa ikuinen elämä.
Kemian tieteellisenä tutkimusalana kehitys sai vauhtia 1600-luvulla, kun alkemistit alkoivat soveltaa tieteellisiä menetelmiä ja tarkempaa havainnointia. Kemia alkoi keskittyä aineiden koostumukseen, ominaisuuksiin ja reaktioihin, ja se eriytyi vähitellen alkemiasta.
Nykyisin kemia on laaja ja monitieteinen ala, joka tutkii aineiden rakennetta, ominaisuuksia ja reaktioita sekä niiden välisiä vuorovaikutuksia. Kemialla on merkittävä rooli monilla tieteenaloilla, kuten lääketieteessä, materiaalitieteessä, ympäristötieteessä ja biokemiassa.
Tässä artikkelissa käyn lyhyesti läpi kemian historiaa ja peruskäsitteitä. Myöhemmissä artikkeleissani käsittelen kemian käsitteitä tarkemmin.
Kemian lyhyt historia
Kemian historia ulottuu tuhansien vuosien taakse ja on tiiviisti sidoksissa ihmiskunnan kehitykseen.
Seuraavassa on lyhyt kuvaus kemian historian keskeisistä vaiheista:
Muinaiset sivilisaatiot (n. 3000 eaa. - 500 jaa.): Varhaiset kemian alut voidaan löytää muinaisista sivilisaatioista, kuten muinaisesta Egyptistä, Babylonista, Intiasta ja Kiinasta. Tällöin kemiallista tietoa käytettiin pääasiassa metallien jalostamiseen, väriaineiden valmistamiseen ja lääketieteellisiin tarkoituksiin.
Antiikin kreikkalaiset (n. 600 eaa. - 600 jaa.): Antiikin Kreikassa filosofit, kuten Demokritos ja Aristoteles, pohtivat aineen perusrakennetta ja muodonmuutoksia. Aristoteleen teorioissa oli mukana myös neljä elementtiä: maa, vesi, ilma ja tuli.
Islamilainen kulttuuri (700-luku - 1200-luku): Keskiajalla islamilainen maailma edisti merkittävästi kemian tutkimusta. Kemiaa, jota kutsuttiin al-kīmiyāksi, käytettiin lääketieteessä ja materiaalien valmistuksessa. Tänä aikana kehitettiin tärkeitä kemiallisia menetelmiä kuten tislausmenetelmiä.
Kemian vallankumous (1600-luku - 1700-luku): 1600-luvulla alkaen kemian tutkimus siirtyi kohti tieteellistä lähestymistapaa. Keksinnöt, kuten mikroskooppi, auttoivat tutkijoita ymmärtämään aineen rakennetta ja koostumusta. Tärkeät kehitykset tapahtuivat myös alkuaineiden tunnistamisessa ja kemiallisissa reaktioissa.
Alkemia (300-luku eaa. - 1700-luku): Alkemia oli keskiajalla ja renessanssiajalla harjoitettu salaperäinen ja filosofinen lähestymistapa kemian tutkimukseen. Alkemistit pyrkivät muuttamaan tavallisia metalleja jalometalleiksi ja etsimään "viisauden kiveä" tai "ihmelääkettä" -ainetta, joka pystyisi parantamaan kaikki taudit. Vaikka monet alkemistit keskittyivät myyttisiin tavoitteisiin, heidän työnsä edisti kokeellista lähestymistapaa ja kemian kehitystä.
Nykyinen kemian tiede (1700-luku eteenpäin): 1700-luvulla kemian tutkimus kehittyi nopeasti. Tällöin Antoine Lavoisier esitteli tärkeitä käsitteitä, kuten hapen, ja kehitti nykyaikaisen kemian perusteita, mukaan lukien massa-analyysi ja kemialliset reaktiot. Myöhemmin 1800-luvulla Dmitri Mendelejev kehitti jaksollisen järjestelmän, joka järjesti alkuaineet niiden ominaisuuksien perusteella. 1900-luvulla tapahtui huomattavia edistysaskeleita, kuten kvanttimekaniikan kehitys ja molekyylibiologian synty.
Nykyään kemia on monitieteinen tiede, joka koskettaa monia elämän ja tieteenalojen osa-alueita. Se tutkii aineiden rakennetta, ominaisuuksia ja reaktioita, ja sillä on tärkeä rooli monilla aloilla, kuten lääketieteessä, materiaalitieteessä, ympäristötieteessä ja energiantuotannossa.
Kemian peruskäsitteitä
Tässä on kuvaus joistakin kemian peruskäsitteistä:
Atomit: Atomit ovat pieniä hiukkasia, joista kaikki aine koostuu. Atomit ovat kemiallisten alkuaineiden perusosia, jotka koostuvat kolmesta pääkomponentista: protonit, neutronit ja elektronit. Protonit ja neutronit sijaitsevat atomiytimessä, kun taas elektronit kiertävät ytimen ympärillä eri energiatasoilla tai orbitaaleissa. Atomien ominaisuudet, kuten kemiallinen reaktiivisuus ja atomiluku, määräytyvät näiden subatomisten hiukkasten järjestäytymisen ja vuorovaikutusten perusteella. Atomit muodostavat kemiallisia sidoksia toisiinsa muodostaen molekyylejä ja yhdisteitä.
Molekyylit: Molekyylit muodostuvat, kun atomit sitoutuvat yhteen kemiallisilla sidoksilla. Molekyylit voivat olla yksinkertaisia, kuten veden (H2O) tai happikaasun (O2) molekyylit, tai monimutkaisia, kuten proteiinit tai DNA.
Ionit: Ioneja ovat sähköisesti varautuneet atomit tai molekyylit. Positiivisesti varautuneita ioneja kutsutaan kationeiksi, ja negatiivisesti varautuneita ioneja anioneiksi. Ioneja muodostuu, kun atomit luovuttavat tai vastaanottavat elektroneja.
Kemiallinen reaktio: Kemiallinen reaktio on tapahtuma, jossa aineet vuorovaikuttavat keskenään muodostaen uusia aineita. Reaktioissa atomit ja molekyylit sitoutuvat tai irtoavat toisistaan, ja näin aineiden ominaisuudet ja rakenne voivat muuttua.
Kemialliset sidokset: Kemialliset sidokset ovat voimia, jotka pitävät atomit tai molekyylit yhdessä. Kovalenttinen sidos muodostuu, kun atomit jakavat elektroneja, kun taas ioninen sidos muodostuu, kun atomi luovuttaa tai vastaanottaa elektroneja.
Happo-emästasapaino: Happo-emästasapaino viittaa kemialliseen tasapainoon happojen ja emästen välillä. Happo luovuttaa protoneja, kun taas emäs vastaanottaa niitä. Tasapaino säilyy, kun happojen ja emästen pitoisuudet ovat optimaalisella tasolla.
Kinetiikka: Kinetiikka tutkii kemiallisten reaktioiden nopeutta ja reaktiomekanismeja. Se tarkastelee, miten reaktiot etenevät ja kuinka nopeasti reaktantit muuttuvat tuotteiksi.
Nämä ovat vain muutamia kemian peruskäsitteitä, ja kemian tiede on luonnollisesti paljon monimutkaisempi ja laaja-alaisempi. Kuitenkin näiden käsitteiden ymmärtäminen antaa hyvän pohjan kemian perusteiden käsittelyyn ja auttaa ymmärtämään aineiden rakennetta, ominaisuuksia ja reaktioita.
Kiitos kun luit artikkelin! Seuraava kemian perusteita käsittelevä artikkeli tulee olemaan aiheeltaan kemian lyhyt sanakirja. Siinä listaan kemian tärkeimpiä sanoja ja annan niihin lyhyet selitykset.
Palataan asiaan!
Terveisin,
Okulaarinen tieteilijä
PS. En ole koulutukseltani kemisti tai kemian asiantuntija, joten en voi taata, että artikkelini on 100% virheetön. Teen kuitenkin parhaani mukaan faktojen tarkistusta ja perustan artikkelini eri tietolähteisiin. Kemiaa käsittelevien artikkelieni tarkoitus onkin toimia ensisijaisesti oman oppimiseni tehostajana. Jos joku muu hyötyy kirjoituksistani niin se vain bonusta. Jos luet artikkeleitani niin kannattaa kuitenkin tehdä faktojen tarkistusta. Niinhän jokainen järkevä ihminen tekee muidenkin tietolähteiden kanssa. Luotettavakaan tietolähde ei aina ole täysin virheetön.
Olen huomannut, että kun kirjoittaa tai puhuu jostain aiheesta niin tieto jäsentyy paremmin ja aiheitta alkaa ymmärtää selvemmin. Omaa osaansa tässä näyttelee se yksinkertainen tosiasia, että asian konkreettinen toistaminen juurruttaa aiheen kannalta tärkeitä käsitteitä syvemmälle muistiin. Kun jonkin asian muistaa ulkoa on siihen helpompi lisätä uutta tietoa.
Comments