Les branches de la chimie. | Chimie générale 1

Chimie physique

La chimie physique est l'étude de la réaction de la matière, de sa transformation et de sa transformation. Il s'agit de l'énergie ! En essence, c'est l'étude du comportement de l'énergie et de la matière. Les chimistes physiques veulent savoir pourquoi certaines réactions chimiques se produisent plus rapidement que d'autres, ou ce qui se passe lorsque vous mettez deux gaz sous pression ?

Le chevauchement entre la chimie physique et la physique moléculaire est vaste. Les chimistes physiques utilisent le calcul pour dériver des équations, qui sont dérivées des lois de la thermodynamique ou de l'électromagnétisme, afin de créer de nouveaux composés chimiques ayant les propriétés souhaitées.

La chimie physique est souvent associée à la mécanique quantique et à la physique théorique, mais elle a en réalité de nombreux liens avec le génie chimique. Les deux disciplines partagent certaines similitudes dans leur travail à une échelle macroscopique ; cependant, il y a encore beaucoup de place pour la spécialisation dans leurs domaines respectifs. Les sous-domaines de la chimie physique comprennent :

  • Cinétique chimique - L'étude de la vitesse à laquelle une réaction chimique se produit. Elle est souvent utilisée pour décrire les vitesses en termes de molalité (quantité), de constantes de vitesse ou de constante d'équilibre, par exemple des molécules changeant de vitesse lorsqu'elles réagissent les unes avec les autres - cela provient de la théorie cinétique qui donne un aperçu de tous les aspects tels que les vitesses causées par les collisions entre les particules.
  • Physique chimique - La physique chimique est l'étude des processus chimiques. Elle est plus étroitement liée à la physique, car elle utilise des techniques de physique atomique, de physique moléculaire et de physique de la matière condensée pour étudier le comportement des substances lorsqu'elles sont formées dans différentes phases ou états lors d'une expérience.
  • Électrochimie - Les chimistes étudient souvent la façon dont la composition chimique d'une solution change lorsque l'électricité la traverse. L'électrochimie, également connue sous le nom de génie électrochimique ou de chimie des réactions d'oxydoréduction, implique deux composants : une électrode avec des atomes métalliques à sa surface qui peuvent conduire l'électricité plus facilement que d'autres matériaux ; et un électrolyte - qui maintient suffisamment d'ions pour qu'ils ne se combinent pas trop rapidement, mais qui ont toujours accès à leur donneur d'électrons à l'intérieur du solvant à une certaine profondeur en dessous d'eux (connu communément sous le nom de "solution").
  • Femtochimie - Le domaine de la chimie physique qui étudie les réactions chimiques qui se produisent sur une échelle de temps relativement plus courte que de nombreux autres types de réactions. Ces réactions sont si rapides, en fait, qu'elles ne durent que 10-15 ou 1⁄1 000 000 000 000 000 de seconde ; c'est-à-dire un quadrillionième, ou un-millionième d'un milliardième au maximum ! Cette durée est également appelée "femtoseconde", d'où le nom.
  • Géochimie - La géochimie est l'étude de la formation, de la transformation au fil du temps et de la réutilisation des substances dans les systèmes terrestres. Les géologues utilisent des données géochimiques de ce type lorsqu'ils recherchent de nouvelles ressources sur d'autres planètes.
  • Photochimie - L'étude de la photochimie peut être considérée comme le tableau périodique de la lumière. Il s'agit d'un monde complexe et microscopique dans lequel les atomes et les molécules réagissent constamment les uns avec les autres dans le but d'absorber ou d'émettre différentes longueurs d'onde selon leurs propres exigences individuelles - et parfois même à l'encontre d'elles ! Par exemple, les chimistes étudient comment le fait de projeter un laser UV sur un composé change sa couleur. Ou comment des composés fluorescents semblent beaucoup plus lumineux sous différents types de lumière.
  • Chimie quantique - La chimie quantique est une branche de la chimie qui utilise la mécanique quantique pour étudier les modèles physiques et les expériences sur les systèmes chimiques. Cela se fait en examinant les modèles mathématiques de l'arrangement des molécules lorsqu'elles réagissent, absorbent ou émettent de l'énergie.
  • Chimie des solides - La chimie des solides est l'étude de la synthèse, de la structure et des propriétés des solides. Cette branche peut inclure des matériaux qui ne sont pas moléculaires, mais qui conservent néanmoins un certain degré de complexité, tels que les cristaux ou les polymères. Les chimistes des solides créent de nouvelles méthodes pour fabriquer des substances complexes en combinant des substances plus simples en structures plus grandes avec des arrangements uniques d'atomes - ce processus crée des systèmes de matériaux complètement nouveaux où aucun n'existait auparavant !
  • Spectroscopie - L'étude de la matière et de ses interactions avec les rayonnements électromagnétiques. La théorie du transfert radiatif nous aide à comprendre comment l'énergie se déplace dans l'espace, à quoi elle ressemble à différentes échelles (des structures à grande échelle jusqu'aux atomes individuels).
  • Stereochemistry - La stéréochimie est l'étude de la structure des molécules par rapport à leurs composants chimiques. L'arrangement des atomes qui composent une molécule particulière lui donne sa forme, sa taille et ses propriétés uniques.
  • Science des surfaces - La science des surfaces est l'étude des phénomènes physiques et chimiques qui se produisent aux interfaces entre différentes substances et différents états, tels que les interfaces solide-liquide, solide-gaz, solide-vide et liquide-gaz.
  • Thermochimie - La thermochimie utilise des informations sur la température d'une substance pour mesurer les réactions chimiques. Les changements d'entropie et d'enthalpie dans l'environnement environnant sont utilisés pour quantifier la valeur des énergies de liaison et d'autres constantes dans une équation chimique.
  • Calorimétrie - L'étude des changements de chaleur dans les processus physiques et chimiques. Le mot "calorie" vient du terme latin "calor" et signifie "chauffer". Grâce à cette branche de la science, nous pouvons observer combien d'énergie (en conversions) est injectée ou libérée au fil du temps, à une différence de température donnée.

 

Organic Chemistry

Organic chemistry is the study of all things relating to organic compounds. From their structure, properties, and composition down to how they react with other chemicals or evolve over time. A few examples of how we apply organic chemistry in everyday life include:

  • Gasoline comes from petroleum which is formed from ancient decaying organic material such as entire rainforests or dinosaurs. 
  • Caffeine found in coffee beans (among many other plants) has been used as a psychoactive drug to increase energy output when consumed.

In addition to these examples, there are many other ways we can apply organic chemistry in our everyday lives from the food we eat to the clothes we wear. The areas of study you may come across in organic chemistry include:

  • Biochemistry – Biochemistry is the study of the biochemical processes of living organisms. It includes everything from chemical reactions and interactions that take place within an organism, all way up to how genes work! Biochemists may also get involved with molecular biology which studies DNA-based life processes like cellular division. Biochemical activities can be divided into three major categories: structural biology, enzymology, and metabolism.
  • Neurochemistry – Neurochemistry is the study of neurochemical structures, such as lipids, nucleic acids, peptides, proteins, sugars, and transmitters. These chemicals are involved in forming a range from moods to personality traits by interacting with one another or other parts within our bodies such as neurons that let you know when it's time for lunch! In addition to studying their structures, chemists also examine their interactions and the roles they play in shaping, sustaining, and transforming the nervous system. 
  • Molecular biochemistry and genetic engineering – Molecular biochemistry and genetic engineering are the studies of genes and their heritage, as well as how they're expressed.  In other words, molecular biochemistry is the study of molecules and their interactions while genetic engineering is the chemical manipulation or recombination of DNA to acquire the desired result.
  • Bioorganic chemistry – Bioorganic chemistry is the study of compounds that are created or broken down in living organisms. This branch of science is cross-disciplinary of both organic and biochemistry.
  • Biophysical chemistry – Biophysical chemistry is the study of physical systems with biological components. It uses concepts from physics and chemistry to understand how these types of interactions impact biological systems and cellular processes in organisms, allowing for progress towards new medicines or treatments that target specific diseases by targeting their mechanisms rather than symptoms alone.
  • Medicinal chemistry – The study of medicinal chemistry is a discipline that uses the tools and principles from both organic and inorganic chemistries. To make drugs or other medicinal treatments, researchers must first understand how they will work at the molecular level and then engineer them so they can have the desired effect.
  • Organometallic chemistry – Chemists study the different ways that metals, including alkalines and transition metals, can bond with carbon atoms in organic molecules to form organometallic compounds. These chemical structures are often referred to as "metal-organic" compounds because they contain at least one metal-carbon bonding pair; however, some other types may also exist like boron, silicon, or tin.
  • Physical organic chemistry – The study of how the structure, reactivity, or other properties relating to organic molecules interrelate with each other. 
  • Polymer chemistry – This branch of chemistry draws on multidisciplinary concepts that deal with the chemical synthesis and chemical properties of polymers or macromolecules. 
  • Click chemistry - The process of click chemistry is a relatively new technique for linking with specific biomolecules. This can be used in bioconjugation, which allows the joining together of desired compounds and their molecular partners to create life-saving treatments or vaccines against various diseases like cancer!

 

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