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Chimica
La chimica (da kemà, il libro dei segreti dell'arte egizia, da cui l'arabo "al-kimiaa" "الكيمياء") è la scienza naturale che studia la composizione, la struttura e le proprietà della materia, sia essa in forma di elementi, specie, composti, miscele o altre sostanze, e i cambiamenti che questi subiscono durante le reazioni e il loro rapporto con l'energia chimica. Studia anche le loro associazioni tramite legami chimici che generano in particolare composti molecolari stabili o intermedi più o meno instabili. Linus Pauling la definì la scienza che studia le sostanze, la loro struttura (tipi e forme di disposizione degli atomi), le loro proprietà e le reazioni che le trasformano in altre sostanze in riferimento al tempo. La chimica, attraverso una delle sue branche conosciute come chimica supramolecolare, si occupa principalmente di gruppi sopraatomici, come gas, molecole, cristalli e metalli, studiandone la composizione, le proprietà statistiche, le trasformazioni e le reazioni, sebbene la chimica generale includa anche la comprensione, le proprietà e le interazioni della materia su scala atomica.
Nell'ambito della sua materia, la chimica occupa una posizione intermedia tra la fisica e la biologia.È spesso chiamata la "scienza centrale" (in inglese "central science") perché connette le altre scienze naturali, ovvero la fisica (attraverso la chimica fisica), la biologia (attraverso la biochimica), l'astronomia (attraverso l'astrochimica) e la geologia (attraverso la geochimica). Inoltre, fornisce una base per comprendere le discipline scientifiche di base e applicate a un livello fondamentale. Ad esempio, la chimica spiega gli aspetti della crescita delle piante (botanica), la formazione di rocce ignee (geologia), come si forma l'ozono atmosferico e come si degradano gli inquinanti ambientali (ecologia), le proprietà del suolo sulla luna (cosmochimica), come funzionano i farmaci (farmacologia) e come raccogliere prove del DNA sulla scena del crimine (scienza forense). La maggior parte dei processi chimici può essere studiata direttamente in laboratorio, utilizzando una serie di tecniche spesso consolidate, sia per la manipolazione dei materiali che per la comprensione dei processi sottostanti. Un approccio alternativo è fornito dalle tecniche di modellazione molecolare, che traggono conclusioni dai modelli computazionali.
La chimica affronta argomenti come il modo in cui gli atomi e le molecole interagiscono tramite legami chimici per formare nuovi composti chimici. Esistono due tipi di legami chimici:
Primari: legami covalenti, in cui gli atomi condividono uno o più elettroni; legami ionici, in cui un atomo dona uno o più elettroni a un altro atomo per produrre ioni (cationi e anioni); e legami metallici.
Secondari: legami a idrogeno; legami con le forze di van der Waals; interazioni ione-ione; e interazioni ione-dipolo.La chimica moderna si è sviluppata dall'alchimia, una pratica protoscientifica di natura esoterica, ma anche sperimentale, che combinava elementi di chimica, fisica, biologia, metallurgia e medicina.
La sistematizzazione divenne evidente con la creazione della tavola periodica degli elementi e l'introduzione della teoria atomica, poiché i ricercatori svilupparono una comprensione fondamentale degli stati della materia, degli ioni, dei legami chimici e delle reazioni chimiche. A partire dalla prima metà dell'Ottocento, lo sviluppo della chimica è stato accompagnato dalla comparsa e dall'espansione di un'industria chimica che è rilevante per l'economia attuale e la qualità della vita.
Le discipline della chimica sono raggruppate secondo la classe di materia oggetto di studio o il tipo di studio svolto. Tra questi la chimica inorganica, che studia la materia inorganica; chimica organica, che studia la materia organica; la biochimica, che studia le sostanze esistenti negli organismi biologici; chimica fisica, che comprende gli aspetti strutturali ed energetici dei sistemi chimici su scala macroscopica, molecolare e atomica, e chimica analitica, che analizza campioni di materia e cerca di comprenderne la composizione e la struttura attraverso vari studi e reazioni.
