రసాయన శాస్త్రం
From Wikipedia, the free encyclopedia
రసాయనశాస్త్రం (in Greek: χημεία) చాల విస్తృతం. ఇటువంటి విస్తృతమయిన శాస్త్రాన్ని ఏకాండీగా అధ్యయనం చెయ్యటం కష్టం. అందుకని చిన్న చిన్న ఖండాలుగా విడగొట్టి పరిశీలిస్తాం. అటువంటప్పుడు కొన్ని కొన్ని అంశాలు అనేక ఖండాలలో పదే పదే పునరావృతం కాక తప్పదు.
మౌలికంగా చెప్పుకోవాలంటే, రసాయనశాస్త్రంలో పదార్థ లక్షణాలని (material properties) అధ్యయనం చేస్తాం. ఒక పదార్థం (matter) మరొక పదార్థంతో సంయోగం చెందినప్పుడు ఏమవుతుంది? ఒక పదార్థం శక్తి (energy) తో కలసినప్పుడు ఏమవుతుంది? ఒక పదార్థం మరొక పదార్థంగా ఏయే సందర్భాలలో మారుతుంది? ఇటువంటి ప్రశ్నలకి సమాధానాలు రసాయనశాస్త్రంలో దొరుకుతాయి. ఒక పదార్థం మరొక పదార్థంతో కలసినప్పుడు జరిగే పనినే రసాయన ప్రక్రియ (chemical reaction) అంటారు. ఈ ప్రక్రియలో పదార్థంలో ఉన్న కొన్ని రసాయన బంధాలు (chemical bonds) సడలి కొత్త కొత్త బంధాలు ఏర్పడతాయి.
పదార్థం, (ఉదాహరణకి: మనం కూర్చునే కుర్చీ, పీల్చే గాలి) అణువు (molecule) ల సముదాయం. ప్రతి అణువు లోను కొన్ని పరమాణువు (atom) లు ఉంటాయి. పరమాణువు అంతర్భాగంలో ఎలక్ట్రాన్, ఫోటాన్, న్యూట్రాన్ వంటి ఉపపరమాణు భాగాలు (sub-atomic particles) లు ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, మన దైనందిన జీవితంలో మనకి తారసపడేవి, మన అనుభవ పరిధిలో ఇమిడేవి అణువులు, వాటి రసాయన లక్షణాలు. కాని ఈ రసాయన లక్షణాలని నిర్ణయించేది అణువులు, వాటి మధ్య ఉండే రసాయన బంధాలు. ఉదాహరణకి, ఉక్కు దృఢంగా ఉందంటే దానికి కారణం ఉక్కు బణువులో ఉన్న అణువుల అమరిక, వాటి మధ్య ఉన్న రసాయన బంధాల శక్తి. కర్ర మండుతున్నదంటే కర్రలో ఉన్న కర్బనం (carbon) గాలిలో ఉన్న ఆమ్లజని (oxygen) తో రసాయన సంయోగం చెందింది కనుక. గది ఉష్ణోగ్రత (room temperature) వద్ద నీరు ద్రవ రూపంలో ఉందంటే దానికి కారణం నీటి బణువులలో ఉన్న అణువులు వాటి ఇరుగు పొరుగు అణువులతో ప్రవర్తించే విధానం అనుకూలించింది కనుక. ఆ మాటకొస్తే ఈ వాక్యాలు మీరు చదవగలుగుతున్నారంటే దానికి కారణం ఈ వాక్యాల మీద పడ్డ కాంతి పుంజం పరావర్తనం చెంది, మీ కంట్లో ప్రవేశించి, కంటి వెనుక రెటీనా మీద ఉన్న ప్రాణ్యము (protein) బణువులతో రసాయన సంయోగము చెందటమే. ఆఖరు మాటగా, ఈ వాక్యాలు చదువుతున్న చదువరులకి ఇదంతా అర్ధం అవుతోందంటే దానికి కారణం కూడా వారి వారి మెదడులలో జరిగే రసాయన ప్రక్రియలే.
రసాయనశాస్త్రంలో చాలా విభాగాలున్నాయి. ఈ విభాగాల్లో కొన్ని ఇతర విభాగాలతో మిళితమయి గాని, సంబంధాన్ని కలిగి గాని ఉన్న విభాగాలు కూడా చాలా ఉన్నాయి.
- విశ్లేషణాత్మక రసాయనం (Analytical chemistry)
- విశ్లేషణాత్మక రసాయనం అంటే ఒక పదార్థములో ఏయే ఆంశాలు ఏయే పాళ్ళల్లో ఉన్నాయో (chemical composition), ఆయా అంశాల ఆమరిక (structure) ఏమిటో విశ్లేషణ (analysis) చేసి అధ్యయనం చేసే శాస్త్రం. ఈ విభాగాన్ని అధ్యయనం చెయ్యటానికి గణితం ఉపయోగపడుతుంది.
- జీవ రసాయనం (Biochemistry)
- జీవ రసాయనం అంటే జీవ పదార్థము (organism) లో జరిగే సంయోగ, వియోగాది ప్రక్రియలని అధ్యయనం చేసే శాస్త్రం. ఈ విభాగాన్ని అధ్యయనం చెయ్యటానికి జీవశాస్త్రం, రసాయనశాస్త్రం రెండూ వచ్చి ఉండాలి.
- అనాంగిక రసాయనం లేదా వికర్బన రసాయనం (Inorganic chemistry)
- వికర్బన రసాయనం అంటే - సర్వసాధారణంగా - కర్బనం (carbon) అనే మూలకాన్ని మినహాయించగా మిగిలిన మూలకాలతో ఏర్పడే రసాయనాలనీ, రసాయన ప్రక్రియలని అధ్యయనం చేసే శాస్త్రం. అనాంగిక రసాయనం, ఆంగిక రసాయనం అనే విచక్షణ నిష్కర్షగా చెయ్యలేము. ఉదాహరణకి, ఆంగికలోహ రసాయనం (organometallic chemistry) లో ఈ రకం విభజన సాధ్యం కాదు. ఈ విభజనలన్నీ అధ్యయన సౌకర్యం కోసమే.
- ఆంగిక రసాయనం (Organic chemistry) లేదా కర్బన రసాయనం (carbon chemistry)
- కర్బన రసాయనం అంటే - సర్వసాధారణంగా - కర్బనం (carbon) మిగిలిన మూలకాలతో సంయోగం చెందటం వల్ల ఏర్పడే రసాయనాలనీ, వాటి కట్టడినీ, వాటిలో జరిగే రసాయన ప్రక్రియలనీ అధ్యయనం చేసే శాస్త్రం.
- భౌతిక రసాయనం (Physical chemistry)
- భౌతిక రసాయనంలో రకరకాల రసాయనిక ప్రక్రియల వెనక ఉండే భౌతిక సూత్రాలని, నియమాలని పరిమాణాత్మక (quantitative) దృష్టితో అధ్యయనం చేస్తారు. అంటే ఏయే భౌతిక శాస్త్రపు పునాదుల మీద రసాయన సౌధం నిర్మించబడిందో విచారణ జరుగుతుంది ఇక్కడ. ఈ సందర్భంలో ముఖ్యంగా అధ్యయనం చేసే అంశాలలో కొన్ని: రసాయన తాపగతిశాస్త్రం (chemical thermodynamics), రసాయన క్రియాగమనశాస్త్రం (chemical kinetics), గణాంక యాంత్రికశాస్త్రం (statistical mechanics), and వర్ణమాలాశాస్త్రం (spectroscopy). భౌతిక రసాయనం, అణు భౌతికశాస్త్రం (molecular physics) - ఈ రెండింటి మధ్య చాల ఉమ్మడి ఆంశాలు ఉండబట్టి వీటిని వర్గాలుగా విడగొట్టటం కష్టం.
- సిద్ధాంతిక రసాయనం (Theoretical chemistry)
- సిద్ధాంతిక రసాయనం అంటే గణిత (mathematics) సిద్ధాంతాలనీ, భౌతిక (physics) సిద్ధాంతాలనీ ఉపయోగిస్తూ రసాయనశాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చెయ్యటం. ముఖ్యంగా, భౌతికశాస్త్రంలో ఉప భాగమైన క్వాంటం గమనశాస్త్రాన్ని (quantum mechanics) ఉపయోగించినప్పుడు దానిని క్వాంటం రసాయనం (quantum chemistry) అంటారు. రెండవ ప్రపంచయుద్ధం తదుపరి కలనయంత్రాల వాడుక విస్తృతంగా పెరిగిన మీదట కలన రసాయనం (computational chemistry) అనే కొత్త విభాగం పుట్టింది. ఇక్కడ కలన క్రమణికలు (computer programs) ఉపయోగించి రసాయన సమస్యలని పరిష్కరిస్తారు. సిద్ధాంతిక రసాయనం, బణు భౌతికశాస్త్రం (molecular physics) - ఈ రెండింటి మధ్య చాల ఉమ్మడి ఆంశాలు ఉన్నాయి.
- ఇతర రసాయన రంగాలు
- నక్షత్ర రసాయనం (Astrochemistry), వాతావరణ రసాయనం (Atmospheric chemistry), రసాయన స్థాపత్య శాస్త్రం (Chemical Engineering), విద్యుత్ రసాయనం (Electrochemistry), పర్యావరణ రసాయనం (Environmental chemistry), గ్రహ రసాయనం (Geochemistry), పదార్థ శాస్త్రం (Materials science), వైద్య రసాయనం (Medicinal chemistry), బణు జీవశాస్త్రం (Molecular Biology), అణుకేంద్ర రసాయనం లేదా కణిక రసాయనం (Nuclear chemistry), ఆంగికలోహ రసాయనం (Organometallic chemistry), శిలా రసాయనం (Petrochemistry), ఔషధ రసాయనం (Pharmacology), ఛాయా రసాయనం (Photochemistry), బహుభాగ రసాయనం (Polymer chemistry), బృహత్ బణు రసాయనం (Supramolecular chemistry), ఉపరితల రసాయనం (Surface chemistry), తాప రసాయనం (Thermochemistry), మొదలగునవి.