Scheikunde of chemie is een natuurwetenschap die zich richt op de studie van samenstelling en bouw van stoffen, de chemische veranderingen die plaatsvinden onder bepaalde omstandigheden, en de wetmatigheden die daaruit te destilleren zijn. Chemie is sterk verwant met de natuurkunde of fysica. De tak van wetenschap die beide verbindt is de fysische chemie. Ook met andere natuurwetenschappen zijn aan het grensvlak nieuwe disciplines ontstaan zoals de biochemie of de geochemie.

Table of contents

1 Algemene beschrijving van de scheikunde 2 Geschiedenis en ontwikkeling van de scheikunde 3 Deelgebieden van de scheikunde 4 Scheidings- en zuiveringsmethoden 5 Scheikunde in de maatschappij 6 Verwante beroepen

Algemene beschrijving van de scheikunde

Alle op aarde voorkomende stoffen bestaan uit atomen. Zij zijn erg klein en voortdurend in beweging. Atomen kunnen in veel stoffen aan elkaar vast zitten in grotere groepen die moleculen genoemd worden. Er zijn echter ook materialen waarin men een dergelijke moleculaire stuctuur niet kan herkennen.

Stoffen die bestaan uit atomen van één enkele soort noemt men chemische elementen. Stoffen die bestaan uit verschillende soorten atomen noemt men chemische verbindingen. In zuivere stoffen met een moleculaire structuur heeft ieder molecuul een vaste structuur met dezelfde atomen op dezelfde manier aan elkaar gehecht door middel van chemische bindingen.

Wanneer substanties worden samengevoegd zonder dat de moleculaire structuur van de verschillende componenten daardoor verandert spreken we van een 'mengsel'.

Een chemische verbinding kan tot stand komen door de inwerking van bijvoorbeeld een verhoogde temperatuur, licht, trilling, onder invloed van katalysatoren, straling of druk, of ook door vochtinwerking, toevoegen van een oplosmiddel. Soms is het eenvoudig de samenvoeging van reactanten waardoor een chemische reactie ontstaat. Bij een chemische reactie verandert de manier waarop de verschillende atomen aan elkaar gebonden zijn. Reacties kunnen bijzonder langzaam verlopen (zoals het roesten van een auto) of juist bliksemsnel verlopen, zoals het ontploffen van een staaf dynamiet. Ook in het lichaam van levende wezens vindt voordurend assimilatie (opbouw) en dissimilatie (afbraak) van verbindingen plaats. Gezamenlijk wordt dat de stofwisseling genoemd.

De afzonderlijke chemische elementen worden aangeduid met chemische symbolen, meestal de eerste letter of eerste twee letters van de Latijnse naam voor de stof. Voorbeeld: 'C' voor 'koolstof' (carbonum) en 'Fe' voor 'IJzer' (ferrum). Alle bekende elementen (iets meer dan 100), kunnen op een logische wijze worden gerangschikt door ze in het zgn. Periodiek Systeem te plaatsen. Ongeveer 90 elementen hiervan komen ook in de natuur voor; de overige zijn alleen in een laboratorium gemaakt, vallen meestal in fracties van seconden spontaan uiteen, en hebben dus vrijwel alleen een theoretisch belang.

Geschiedenis en ontwikkeling van de scheikunde

De studie en het gebruik van chemie is in feite ouder dan de moderne mens (Homo sapiens), omdat één van de eerste stukken technologie die onze nog meer op mensapen gelijkende voorouders zich eigen maakten het vuur was. Vuur is niets anders dan een wolk zich mengende gassen (brandstof en zuurstof uit de lucht) die met elkaar een chemische reactie aangaan en daarbij voldoende hitte vrijmaken om meer brandstof te vervluchtigen.

In de meer recente oudheid werden bij het vuur een aantal andere chemische technieken gevoegd. Ten eerste leerde de mens metalen uit hun ertsen vrij te maken. De metallurgie van koper is een bijzonder oude vorm van chemie en een aantal elementen waren al in het oude Egypte bekend. Metalen werden al snel als betaalmiddel gebruikt en met het slaan van munten werd de kennis van metaallegeringen en hoe zij op bewerkingen als in het vuur houden reageerden nog belangrijker.

Zo werd de alchemie geboren. In de middeleeuwen zochten de alchemisten naar manieren om deze metalen in elkaar te doen overgaan; bijvoorbeeld lood in goud (zie Steen der wijzen). Omdat het hier om elementen gaat is deze transmutatie echter niet langs chemische weg mogelijk. De veel latere kernfysica heeft laten zien dat het via kernreacties wel kan, (maar niet op een economisch verantwoorde wijze). Howel sommige alchemisten, zoals Jabir ibn Hayan al vroeg naar een wetenschappelijke aanpak streefden, was de alchemie --terugkijkend vanuit de moderne tijd-- een wonderlijk mengsel van empirisch onderzoek en religieus bijgeloof, zelfs hekserij. De beroemde natuurkundige Isaac Newton was tevens een fervent alchemist!

Pas na de kerkhervorming begon zich uit de alchemie een wetenschap te ontwikkelen, die in het Nederlands de wat vreemde benaming scheikunde draagt. Hoewel scheikundigen inderdaad soms mengsels proberen te scheiden of verbindingen te ontleden, zijn zij echter even vaak met het omgekeerde bezig en voegen zij stoffen bijeen.

Aan het eind van de 18e eeuw begon de scheikunde als moderne wetenschap pas goed vorm te krijgen. Voordien gooide men vaak willekeurige hoeveelheden van stoffen bij elkaar en keek of er wat gebeurde. Met de komst van mensen als Antoine Lavoisier veranderde dat en begon men nauwkeurig te wegen wat men bijeen voegde en wat men verkreeg. Zo kwam men er achter dat zuivere stoffen vaak in hele preciese verhoudingen met elkaar reageren en zo was het begrip stoechiometrie geboren.

In de 19e eeuw werd de atoom theorie het centrale thema van de ontwikkeling, alsmede de chemische thermodynamica en de elektrochemie. Dit is ook de tijd waarin de analysemethodes beter werden en meer en meer elementen bekend werden. De ontwikkeling van het Periodiek Systeem door (onder andere) Dmitri Mendeleev was daar een belangrijke stap in.

In de 20e eeuw kwam er een grote omwenteling in het denken door de theorie van de golfmechanica die de opbouw van het atoom begrijpelijk maakte. In de eerste helft van de eeuw nam de chemische industrie ook een grote vlucht. Na de tweede wereldoorlog kwam de halfgeleidertechnologie met eerst de transistor, later de chip en de computer revolutie. Ook de polymeerchemie heeft grote invloed gehad op het dagelijks leven. De kunststoffen zijn uit dat leven eigenlijk niet meer weg te denken. Er ontstond ook steeds meer belangstelling voor de chemie van het leven. Met de ontrafeling van de chemische basis van het leven (bijvoorbeeld de citroenzuurcyclus) en de ontdekking van de genetische code is de biochemie een uiterst belangrijke tak van de chemie geworden, zo zeer zelfs dat de biochemie min of meer een zelfstandige wetenschap geworden is met zijn eigen opleiding.

Rond het millenniumjaar is er een interessante samenvloeiïng van de biochemie en de halfgeleiderwereld ontstaan die men nanotechnologie noemt. Dit is een tak van wetenschap waar de biologie, natuurkunde en chemie van objecten ter grootte van enkele nanometers centraal staat.

Deelgebieden van de scheikunde

• Anorganische chemie
  • Vastestofchemie
    • Thermische analyse
• Fysische chemie
  • Chemische thermodynamica
    • Kinetiek
    • Fasenleer
  • Elektrochemie
    • Fotoëlektrochemie
  • Radiochemie
  • Fotochemie
• Analytische scheikunde
  • Chemometrie
  • Titratie
  • Chromatografie
    • gaschromatografie
    • vloeistofchromatografie
    • gelchromatografie
  • Atoomspectroscopie
    • Atoom absorptie spectrometrie
    • Atoom emissie spectrometrie
    • Inductief gekoppeld plasma
    • Röntgenfluorescentie spectrometrie
  • Molecuulspectroscopie
    • Microgolfspectroscopie
    • Infraroodspectroscopie
    • Ramanspectroscopie
    • Ultravioletspectroscopie
    • Kernspinresonantie-spectroscopie
    • Massaspectrometrie
  • Structuurchemie
    • Kristallografie
    • Moleculaire mechanica
    • Moleculaire dynamica
• Organische chemie
  • Organische synthese
  • Polymeerchemie
  • Organometaalchemie
• Biochemie
• Geochemie
• Oppervlaktechemie
• Colloïdchemie
• Katalyse
• Theoretische scheikunde

• Extractie
• Uitschudden
• Sublimatie
• Herkristallisatie
• Destillatie
• Ionenwisselaar

• Scheikundige
• Onderzoeker
• Laborant
• Analist

Zie ook:

• Periodiek systeem
  • Standaard
  • Alternatief
• Lijst met elementen
  • Gesorteerd op naam
  • Gesorteerd op symbool
  • Gesorteerd op nummer