Obory chemie
Chemie je někdy označována jako "centrální věda", protože je propojena s celou řadou dalších oborů STEM (STEM je zkratka pro obory z oblasti vědy, techniky, inženýrství a matematiky).
Chemie a jazyk chemiků hrají zásadní roli v biologii, medicíně, materiálových vědách, kriminalistice, environmentálních vědách a mnoha dalších oborech. Fyzika a matematika slouží jako klíčové nástroje pro pochopení a interpretaci chemických jevů a mnohé dílčí disciplíny v rámci obou oborů, například chemická fyzika a jaderná chemie, ilustrují jejich propojení. Matematika a informatika poskytují důležité nástroje, které nám pomáhají pochopit chemický svět. Biochemie, kde se chemie a biologie prolínají, nám umožňuje pochopit složité procesy, které udržují živé organismy (včetně nás samotných) při životě. Chemické inženýrství, materiálová věda a nanotechnologie využívají chemické principy k výrobě užitečných produktů, od benzínu po elektroniku. Chemické poznatky využíváme dokonce i v astronomii nebo kosmologii a vedou k porozumění celého vesmíru.
Současné chemické poznatky jsou natolik rozsáhlé, že chemii bylo nutno rozdělit na celou řadu dílčích oborů. Nemůžeme je ale chápat jako oddělené oblasti, které spolu nesouvisejí. Ve skutečnosti je chemie mozaikou, kde každý obor je úzce propojen s ostatními a vytváří tak dynamickou síť informací. Stejně jako jednotlivé vědy, jsou i obory chemie natolik propojené, že informace z jednoho oboru jsou důležité pro řadu dalších. Jakmile se ponoříte do základních chemických principů a osvojíte si potřebné vědomosti, chemie se pro vás stane mnohem více než jen suchým seznamem faktů.
Obecná chemie
Základním stavebním kamenem chemie jako celku, je chemie obecná, jelikož sdružuje poznatky a zákonitosti, které jsou společné pro všechny chemické obory. Tato oblast chemie se zabývá nejen teorií, ale také praktickými aplikacemi, jako jsou například výpočty pro přípravu přesných koncentrací chemických roztoků. Tyto dovednosti jsou pro chemiky klíčové a nezbytné pro práci v chemické laboratoři. Jak převést 96% kyselinu sírovou na její 30% roztok, nebo kolik je potřeba hydroxidu sodného k vyrobení jeho 10% roztoku? Takové výpočty jsou pro chemiky každodenní činností a zároveň důležitou součástí obecné chemie.
Fyzikální chemie
Z velké části se obecná chemie překrývá s chemií fyzikální. Fyzikální chemie využívá zákony fyziky k řešení chemických problémů s cílem vysvětlit vlastnosti a chování chemických látek.
Anorganická chemie
Anorganická chemie je odvětví chemie, které se zaměřuje na studium chemických prvků a jejich sloučenin, s výjimkou většiny sloučenin uhlíku – tzv. anorganické sloučeniny. Anorganická chemie se také zabývá výzkumem a vývojem nových anorganických materiálů a technologií.
Organická chemie
Dalším odvětvím chemie je organická chemie, která se zaměřuje na studium sloučenin obsahujících uhlík s výjimkou těch nejjednodušších, které zkoumá anorganická chemie (oxid uhličitý, oxid uhelnatý, uhličitany aj.). Organická chemie má klíčový význam ve výrobě léčivých přípravků, plastů nebo třeba barviv. V rámci organické chemie se studuje struktura, vlastnosti, složení, reakce a příprava různých organických sloučenin.
Biochemie
Biochemie je obor chemie, který se specializuje na studium chemických procesů v živých organismech. Zabývá se studiem struktury a funkcemi biomolekul, jako jsou bílkoviny, sacharidy, lipidy a nukleové kyseliny, které jsou základními stavebními kameny života. I samotný proces dýchání lze pochopit právě díky znalostem biochemie. Biochemie je také základem pro výzkum v lékařství a biotechnologiích.
Analytická chemie
Analytická chemie se zabývá identifikací látek ve zkoumaném vzorku a stanovením jejich množství. Zabývá se tak kvalitou i kvantitou chemických látek.
Vědecká metoda jako základní princip výzkumu
Chemie je založena na pozorování a experimentování. Přírodní jevy, děje a zákonitosti zkoumá chemie pomocí tzv. vědecké metody.
Chemik si nejprve položí výzkumnou otázku, následně formuluje hypotézu (předpoklad, domněnku – možné vysvětlení výsledků pozorování). Následně sestaví postup svého výzkumu a pomocí provádění pokusů (experimentováním) ověřuje své hypotézy.
Chemie již daleko přesahuje častý stereotypní pohled na chemickou laboratoř, která je plná pouze kádinek nebo baněk. Prudký nárůst technologického vývoje zásadně transformoval chemii a rozšířil oblasti jejího zkoumání. Dnešní laboratoře jsou vybaveny špičkovými přístroji a počítači, které otevírají dveře k novým a vzrušujícím objevům.
Chemie životního prosředí
Chemie životního prostředí zkoumá dopady lidské činnosti na životní prostředí z chemického pohledu, s důrazem na účinky znečišťujících chemických látek na přírodu.
Zelená chemie (Obr. 7), známá také jako chemie udržitelného rozvoje, je fascinujícím odvětvím chemie, které se zaměřuje na vytváření účinnějších a bezpečnějších chemických postupů. Jejím úkolem je snižovat spotřebu energie a surovin, produkci nebezpečného odpadu a minimalizovat rizika pro pracovníky v chemickém průmyslu.
Chemie je všude kolem nás. Je klíčová pro naše každodenní životy – souvisí s jídlem, které jíme, vzduchem, který dýcháme, s produkty, které běžně používáme. Je důležitá pro vývoj léků, výrobu energie a zvyšování produkce potravin. Je důležité rozumět chemii a využívat ji pro dobro lidstva. Chemie je přírodní věda, která studuje látky a jejich přeměny. Rozděluje se do několika oborů. Těmi základními jsou obecná chemie, anorganická chemie, organická chemie, biochemie, fyzikální chemie a analytická chemie. Tyto obory se prolínají a spolupracují na řešení různých chemických problémů.