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化学学科的主要分支

时间: 2019-01-19 15:11:59   点击:
  【化学】自然科学的一门基础学科。它是研究物质化学运动的科学。主要包括:物质的组成、结构、性质、变化及其相关的现象、规律和原因;物质在自然界的存在、提取、人工合成和应用。化学起源于人类的生产实践,从火的利用到烧制陶器、冶炼金属以及酿酒、造纸、染色等工艺的出现,均属于实用化学工艺时期。直到十七世纪英国化学家波义耳提出了科学的化学元素概念,化学的发展极为迅速。主要表现在对物质结构与化学变化的规律有了较深刻的认识,各种不同类型物质大量地被合成出来,形成了庞大的化工体系。按照研究物质的化学运动的对象和方法不同,化学通常分为无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等基础学科。随着化学在各方面的应用,化学与其它学科的结合及新技术、新材料的发展,又陆续形成了许多新的分支和边缘学科,例如:农业化学、生物化学、海洋化学、环境化学等。旋涂仪
 
  【无机化学】化学的基础学科。它是研究碳氢化合物及其衍生物以外的全部元素和它们的化合物的性质、结构、变化规律及应用的化学学科。在zui近几十年中无机化学发展很快,派生出稀有元素化学、络合物化学、同位素化学、金属间化合物化学等新的分支学科。无机化学的发展对解决矿产资源的综合利用,近代技术中所迫切需要的原材料等有重要的作用。
 
  【有机化学】化学的基础学科。它的研究范围是碳氢化合物及其衍生物的来源、制备、结构、性质、用途及其有关理论。有机化合物都含有碳,并以碳氢化合物为母体,所以有机化学又可称为“碳化合物的化学”或“碳氢化合物及其衍生物的化学”。在人类已发现的化合物中,有四百多万种是有机化合物,比无机化合物多三十多倍。随着有机化学的发展,已派生出天然有机物化学、高分子化学、元素有机化学、药物化学等分支学科。
 
  【分析化学】化学的基础学科。它是研究物质的化学组成及其有关理论的学科,根据分析任务,可以分为定性分析和定量分析两个部门。定性分析的任务是鉴定物质的成分,即检出化合物或混合物是由何种元素所组成;定量分析是测定各组成部分间的数量关系。根据分析方法,可分为化学分析和仪器分析两大类。就试样用量的不同,分析化学可分为常量、半微量和微量分析。分析化学的发展促进了其它学科和技术科学的发展,并在国民经济各部门有着广泛的应用。
 
  【物理化学】又称理论化学。化学的基础学科。应用物理学原理和方法研究有关化学现象和化学过程的一门学科。内容包括:物质结构、化学热力学、化学动力学、电化学、光化学、胶体化学等部分。主要从理论上探讨物质结构与其性质间的关系;化学反应的方向和限度以及化学反应的热效应;化学反应的速度和机理等。它是整个化学学科和化学工艺学的理论基础。
 
  【理论化学】即“物理化学”。
 
  【化学热力学】物理化学的一个分支,研究热力学原理在化学方面的应用,主要任务是解决化学和物理变化进行的方向和限度,特别是对化学反应的可能性和平衡条件作出预示,化学热力学能独立地解决如何判定化学过程的自发性问题。化学热力学的内容一般包括普通热力学、溶液、相平衡、化学平衡等。
 
  【化学动力学】物理化学的一个分支,主要研究化学反应速度和控制反应速度的因素,并根据反应速度与控制反应速度的因素之间关系推测化学反应的机理。化学动力学也称反应动力学。
 
  【热化学】物理化学的一个分支,研究物理和化学过程中的热效应规律的一门学科,即对于随着化学反应和状态的变化而发生的热的变化的测量、解释和分析,它是以热力学*定律为基础,在量热计中直接测量变化过程的热效应,是热化学的重要实验方法。热化学的数据(如燃烧热、生成热等)在热力学计算、工程设计和科学研究等方面都有广泛应用。
 
  【电化学】物理化学的一个分支,主要研究化学能与电能间相互转变的规律,如电极电位、电解、电镀、原电池、电化学腐蚀、化学电源等,都属于电化学的范围,是一门密切生产的学科。电化学在国民经济中有着极重要的应用。
 
  【胶体化学】物理化学的一个分支,研究胶体溶液的一门学科,胶体溶液分散微粒的直径一般在10-9~10-7米之间,分散微粒直径大于10-7米的粗分散系(即浊液)一般也包括在胶体化学的研究范围之内,高分子溶液其微粒大小与胶体溶液相似,其性质虽有所区别,但也包括在胶体化学的研究范围之内。胶体化学的内容有三部分:(1)胶体溶液及粗分散系的物理化学;(2)高分子溶液的物理化学;(3)表面化学。它在石油工业、选矿、食品工业、橡胶、纤维、塑料工业以及农业、医学等方面均有广泛的应用。
 
  【化学物理学】化学和物理学间的一门边缘科学。研究对象以宏观为主的属于物理化学,以微观为主的则属于化学物理学。化学物理学包括量子化学、分子光谱、各种衍射方法、结晶化学、物质结构的统计理论等。
 
  【量子化学】应用量子力学的规律和方法来处理和研究化学问题的一门学科。量子化学的主要研究对象是分子和原子。量子化学从分子中电子和原子核的运动角度,研究并揭示原子与分子、分子与分子之间的相互转变。主要内容包括:化学键理论、分子间作用力、分子结构与性能关系的理论问题。
 
  【结晶化学】研究晶体结构与晶体的化学组成及其性质相互关系和规律的学科。测定晶体结构的实验方法为X射线、电子或中子衍射分析。结晶化学帮助弄清单质和化合物的结构问题,而且推动了具有指定性能的晶体物质(如半导体)的制备工艺。
 
  【半导体化学】是正在迅速发展的一门学科。其主要内容包括:半导体材料的合成制备、分析鉴定、缺陷控制和性能与其结构间的关系等。
 
  【原子能化学】是研究原子能科学技术中有关化学问题的一门学科。包括放射化学、辐射化学、核燃料化学、同位素化学等。
 
  【放射化学】是原子能化学的一个分支。放射化学的研究内容包括三个方面:(1)普遍放射化学,研究在极稀浓度下放射性物质的一般法则及其性质;(2)放射性元素化学,研究各个放射性元素的分离、制备、纯化、富集、分析和鉴定等方法;(3)有关放射化学在各学科和技术部门中的应用问题。
 
  【辐射化学】研究物质在高能电离射线作用下形成激发原子、分子、游离基或离子的过程及其化学行为的一门学科。高能电离射线主要指α、β、γ射线以及中子射线等。辐射化学对原子能事业的发展有着极其重要的作用。例如在建造原子反应堆时,必须对各种结构材料在辐射场中的行为进行研究等。
 
  【光化学】研究物质因吸收外来辐射而发生化学反应的一门学科,在光作用下进行的化学反应称为光化反应。其常用的波长范围约在100~1000纳米之间。光化反应的活化来源于辐射能,可使某些自由焓增加的反自发过程得以实现;有些自发反应,在光照下能加速进行。光化反应在植物生长及照相术上,在光聚合、光引发等方面都有重大的作用。光化学属于广义的辐射化学的范围之内。
 
  【激光化学】研究激光和物质相互作用所引起的化学效应的学科。其研究对象包括激光在化学各个领域的应用,如同位素分离、反应机理的研究等。主要是研究激光如何引发和控制化学反应。如特定频率的红外激光,可能引发预期特定的反应,制得用普通方法难以合成的化合物,或使通常需要高温才能发生的反应在常温下进行等。
 
  【同位素化学】以同位素为研究对象的学科。主要内容是同位素的分布、性质、分析、分离和应用,同位素的应用越来越重要。例如,放射性同位素和稳定同位素都可作为标记原子(示踪原子),广泛地用来研究化学、物理学、生物学、地质学、医学和工农业中的各种问题。
 
  【核化学】研究原子核(稳定性的和放射性的)的反应、性质、结构、分离、制备、鉴定等的一门学科。属于物理学和化学的边缘学科,全称为“原子核化学”。放射性原子核方面的研究也包括在“放射化学”的范围之内。
 
  【结构化学】物理化学的一个分支。研究原子、分子和晶体结构及其与性质间的关系的一门学科。内容包括原子结构、化学键、分子间作用力、分子和晶体的立体构型、结构与性质的关系、物质结构的实验方法等。
 
  【立体化学】研究化合物分子中原子或原子团的空间排列,以及空间关系对化合物的物理和化学性质的影响的学科。主要内容有分子的构造、构型和构象、有机化合物的分子结构与取代基的电子效应和立体效应、分子结构对有机化合物酸碱性影响等。
 
  【表面化学】又称“界面化学”,属于胶体化学的一部分,它是研究非均相体系中异相界面的物理、化学现象的一门学科。主要包括表面能、表面张力、吸附、催化和电动现象等方面的研究。如色层分析、萃取、离子立换、接触催化、泡沫浮选等的原理和方法等均属表面化学研究范围。
 
  【络合物化学】又称“配位化合物化学”。研究配位化合物的结构、组成、性质、反应机理及其应用。它对稀有、分散元素的分离、提纯、矿石浮选,对动植物的生理、生化研究,以及工农业生产技术(如电镀工业、工业用水处理、改良土壤等)都有广泛的应用。
 
  【高分子化学】以高分子化合物为研究对象的一门学科。内容包括高分子化合物的结构、性质、合成方法、反应机理和高分子化合物溶液的性质等。当前以高分子化合物为基础的合成材料如橡胶、塑料、合成纤维、涂料、粘合剂等,在国民经济各部门成为不可缺少的材料。
 
  【计算化学】根据大量实验和已有的规律,针对化学问题的特征,抽象出合理的数学模型,以计算机为工具,应用数学的方法,确定经验与理论,定性与定量,宏观与微观,静态与动态,简单体系与复杂体系等彼此间的内在,为zui终实现分子设计奠定基础和创造前提的一门新兴的学科。主要内容有化学信息的运筹、计算方法的zui优化、计算模拟及计算控制等。计算化学在寻找反应条件和反应器的zui优化方面将发挥很大的作用。
 
  【分子生物学】是在分子水平上研究生命现象的物质基础的一门学科。它是生物学的一个重要发展,表明生物科学已开始由现象的描述深入到基本作用规律的研究。如蛋白质和核酸的结构与功能的研究等就属于分子生物学的范围。
 
  【生物化学】运用化学理论和方法研究生命现象的本质的一门学科。其主要任务是研究构成生物体的基本物质(如蛋白质、核酸、糖类等)的结构、性质及其在生命活动过程中的变化规律。根据不同的研究对象和目的,生物化学又可分为医用生物化学、微生物生物化学、农业生物化学、工业生物化学等。随着现代化学、物理学和数学zui新研究成果和实验技术的渗入,生物化学获得了迅速的发展,在医药卫生、工农业生产和国防等方面,得到日益广泛的应用。
 
  【化学仿生学】是一门在分子生物学的发展推动下产生的,介于化学与生物学之间的边缘学科。它在分子水平上模拟生物的功能,将生物的功能原理应用于化学,借以改善现有的和创造崭新的化学工艺过程。化学仿生学的内容有模拟生物体内的化学过程、物质输送过程、能量转换和信息传递过程等。
 
  【药物化学】又称“医药化学”,研究药物的化学成分、结构、性质、制备、分析鉴定以及对有机体的作用等的一门学科。目的在于不断地提高药物的质量、指导药物的生产与保管,提高药物的疗效,创造高效低毒的新药物。
 
  【食品化学】研究食品的组成及其营养价值,食品中杂质的检验以及供人类消费的食品管理等内容。它属于应用化学的范围。食品化学与生物化学有密切的。
 
  【化学工艺学】又称“工业化学”。研究综合利用天然原料和合成半成品,加工成生产资料或生活资料的化学生产过程的一门科学。在化学和物理学原理的基础上,寻找技术上先进、经济上合理的方法、原理、流程和设备。例如硫酸工艺学、石油化工工艺学等。
 
  【工业化学】即“化学工艺学”。
 
  【化学工程学】属于工程学科。以物理学、化学、数学为基础,结合工业经济基本法则,研究化学工业中具有共同特点的物理和化学变化过程及其有关的机理和设备。研究内容包括流体的流动和输送,传热,传质和反应器原理。以指导各种过程及其设备的改进和发展。在石油、轻工、冶金、原子能等工业中也广泛应用。
 
  【石油化学】主要研究石油的组成、分类、性质以及石油的炼制和石油产品的加工、合成的一门学科。
 
  【地球化学】研究地球表面的化学资源,以及大气圈、水圈、岩石圈内所存在的化学变化的一门学科。
 
  【海洋化学】利用化学原理研究海洋中物质(无机物和有机物)的分布、变化规律以及海洋化学资源的开发与利用的一门学科。内容包括海水化学(海水的组成与分析),海洋生物学(海洋生物体的化学组成以及某些微量元素对生物生长的影响),海底化学(海底沉积物的化学组成以及海水中元素与海底沉积物的平衡关系)等三个主要组成部分。
 
  【农业化学】应用化学的原理和方法,研究土壤的肥力、植物营养、肥料施用、农药性能以及农产品加工利用等与农业生产有关问题的一门学科。它对土壤的改良、合理施肥、防治病虫害、提高农作物产量等都有重要作用。
 
  【环境化学】随着环境污染问题的提出而兴起的一门综合性基础学科。它是由从化学中分化出来的大气污染化学、水污染化学和土壤污染化学等分支学科,与气象学、生物学、水文地质学、土壤学等进行综合而逐渐形成的。其任务是从化学的角度来探讨由人类活动而引起的环境质量的变化规律及保护和改善的原理。主要包括:环境污染的化学监测、环境中化学污染的机理、应用化学方法、物理化学方法防治污染及其化学原理的研究等。

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